SE448197B

SE448197B - MOTOR compressor unit

Info

Publication number: SE448197B
Application number: SE8102938A
Authority: SE
Inventors: A Bar
Original assignee: Necchi Spa
Priority date: 1980-05-12
Filing date: 1981-05-11
Publication date: 1987-01-26
Also published as: GB2075774B; DE3118638C2; IN155178B; IT1209785B; KR840001586B1; IT8042911A0; DE3118638A1; KR830004580A; SE8102938L; GB2075774A

Description

10 15 20 25 30 35 448 197 2 fig. 3 visar ett specialarrangemang av de element som bildar anordningen enligt fig. 2, fig. 4 visar funktionskarakteristika för anordningen enligt uppfinningen och fig. 5 - 7 visar kretsanordningen av förut känt slag. 10 15 20 25 30 35 448 197 2 Fig. 3 shows a special arrangement of the elements which forms the device according to Fig. 2, Fig. 4 shows the operating characteristics of the device according to the invention and Figs. 5 - 7 show the circuit device of a previously known type.

Termiska skydds- och startkretsar (fig. 5) är anbring- ade på motor/kompressorenheterna. Ändamålet med det termiska skyddet 112 är i korthet att skydda motor/kompressorenheten från överbelastning och förhöjd temperatur och är följaktli- gen normalt ansluten i den vanliga elektriska matningskretsen 116 för motor/kompressorenheten i närheten av dess hölje 120 så att det kan mäta dess temperatur.Thermal protection and starting circuits (Fig. 5) are fitted ade on the motor / compressor units. The purpose of the thermal the cover 112 is in short to protect the motor / compressor unit from overload and elevated temperature and is consequently normally connected in the standard electrical supply circuit 116 for the motor / compressor unit in the vicinity of its housing 120 so that it can measure its temperature.

Den elektromagnetiska startkopplingen 138 ligger i serie med motor/kompressorenhetens startkrets 114 och ända- målet med denna är att bryta matningen av denna när motor/kom- pressorenheten är igång. vid kända utföranden är startkopp- lingen 138 av en strömaktiverad rörlig ankartyp och är därför- unik för,varje motor/kompressorenhet och saknar temperatur- känslighet. Karakteristiken för en PTC-resistor, som användes som startkrets för motor/kompressorenheter, är välkänd. I korthet kan sägas att PTC-resistorn kännetecknas av en bryta- re i slutet läge, visad i fig. l med delen l av dess R-T- kurva, brytarens öppna läge visad med delen 3 samt ett mellan- liggande övergångsläge mellan de båda brytarfunktionerna vil- ket visas med delen 2. Övergången från läget 1 till läget 3 orsakas av temperaturökning i PTC-resistorn på grund av ström- genomgång.The electromagnetic starter clutch 138 is located in series with the motor / compressor unit start circuit 114 and the end the purpose of this is to interrupt the supply of this when the motor / the press unit is running. in known embodiments, the starting coupling 138 of a current-activated movable anchor type and is therefore unique to, each motor / compressor unit and lacks temperature sensitivity. The characteristics of a PTC resistor used as the starting circuit for motor / compressor units, is well known. IN In short, the PTC resistor can be characterized by a circuit breaker. in the closed position, shown in Fig. 1 with the part 1 of its R-T curve, the open position of the switch shown by part 3 and an intermediate horizontal transition position between the two switch functions is shown with part 2. The transition from position 1 to position 3 caused by temperature rise in the PTC resistor due to current review.

Denna karakteristik utnyttjas för matning av motor/kom- pressorenhetens startkrets, med vilken PTC-resistorn är serie- kopplad, och bryter sålunda matningen av kretsen då motor/kom- pressorenheten är igång. Under hela den period då motor/kom- pressorenheten arbetar är PTC-resistorn i brytläge, del 3, vilket kännetecknas av hög inre temperatur och mycket hög re- sistans. Endast genom att bryta matningen av motor/kompressor- enheten är det möjligt att återföra PTC-resistorn till ur- sprungsläget där den uppvisar låg temperatur, del l, varefter det åter blir möjligt att mata startkretsen. wa 10 15 20 25 30 35 448 197 3 Den tid som fordras för att PTC-resistorn skall kallna och passera från del 3 till del l utgör återgångstiden. Denna återgångstid får ej inkräkta på återställningstiden för andra styrorgan, såsom för temperaturskyddet eller för det tempera- turreglersystem som styr motor/kompressorenheten i beroende av användningsområdet. Ej heller får operationstiderna för PTC-resistorns start- och styrfunktioner inkräkta negativt på varandra.This characteristic is used for feeding the motor / commutator the starter circuit of the compressor unit, with which the PTC resistor is serially connected, thus interrupting the supply of the circuit when the motor / the press unit is running. During the entire period when the engine / the working pressure unit is the PTC resistor in switching mode, part 3, which is characterized by high internal temperature and very high sistans. Only by interrupting the motor / compressor supply device, it is possible to return the PTC resistor to the the spring position where it exhibits low temperature, part 1, after which it will again be possible to feed the starting circuit. wa 10 15 20 25 30 35 448 197 3 The time required for the PTC resistor to cool and passing from part 3 to part 1 constitutes the return time. This return time may not interfere with the recovery time for others control means, such as for the temperature protection or for the cruise control system that controls the engine / compressor unit in dependence of the area of use. Nor do the operating times get too The start and control functions of the PTC resistor interfere negatively on each other.

Det är därför uppenbart att vid anpassning av PTC- resistorer till motor/kompressorenheter för kylskåp krävs att speciella mått och steg vidtas i beroende på temperatur- mönster och tidsrelationer mellan PTC-resistorn och tempera- turskyddet för att säkerställa korrekt funktion under alla förhållanden och speciellt vid överbelastningsförhållanden för motor/kompressorenheten och vid oregelbundna arbetsför- hållanden, vilka mestadels uppkommer på grund av nämnda ömsesidiga påverkan. PTC-resistorns arrangemang relativt det termiska skyddet och arrangemanget av var och en av dessa båda komponenter relativt elementen i motor/kompressoren- heten och dess hölje är likaledes av stor betydelse för upp- nående av korrekt funktion i anläggningen. Den situation som måste förhindras är att PTC-resistorn efter en överbe- lastning av något slag icke själv klarar av att återställa sig eller att den felaktigt nedkyles till ursprungsläget.It is therefore obvious that in adapting the PTC resistors for motor / compressor units for refrigerators required that special measures and steps are taken depending on the patterns and time relationships between the PTC resistor and the temperature tour protection to ensure proper operation during all conditions and especially in congestion conditions for the motor / compressor unit and in case of irregular working conditions, which mostly arise due to the said mutual influence. The arrangement of the PTC resistor relative to it the thermal protection and the arrangement of each of these both components relative to the elements of the motor / compressor and its casing are also of great importance for the reaching the correct function of the plant. That situation which must be prevented is that the PTC resistor after an loading of any kind is not itself able to recover itself or that it is incorrectly cooled to the original position.

Om detta skulle hända skulle man erhålla ett kontinuerligt cykliskt öppnings- och slutningsförlopp för skyddet, som skulle fortgå under obestämd tid eller under en bestämd tids- rymd, men tillräckligt länge för att påverka funktionen hos motor/kompressorenheten och i därav driven anordning.If this were to happen, one would obtain a continuous cyclic opening and closing process for the protection, which would continue indefinitely or for a fixed period of time space, but long enough to affect the function of motor / compressor unit and in device driven therefrom.

Två förfaranden är kända för att styra och normali- sera sådana funktioner och återställningstider. Det första förfarandet (fig. 6) utnyttjar en PTC-resistor 210 ansluten i startlindningskretsen 214 och förlagd utanför men i när- heten av motor/kompressorenhetens hölje 220 samt ett bimetall- skydd 212, vars avkännare ligger inuti motor/kompressoren- heten i intim kontakt med motorlindningarna. I detta för- farande är skyddets avkännare anordnat i en omgivning där temperaturen faller sakta eftersom avkännaren är hermetiskt 448 197 10, 15 20 25 30 35 4 innesluten i motor/kompressorenheten medan PTC-resistorn ligger i ett område med relativt snabb temperaturreduktion.Two methods are known for controlling and normalizing such functions and recovery times. The first the method (Fig. 6) utilizes a PTC resistor 210 connected in the starting winding circuit 214 and located outside but in the housing 220 of the motor / compressor unit and a bimetallic protection 212, the sensor of which is located inside the engine / compressor in intimate contact with the motor windings. In this respect, The protection sensor is arranged in an environment there the temperature drops slowly because the sensor is hermetic 448 197 10, 15 20 25 30 35 4 enclosed in the motor / compressor unit while the PTC resistor is located in an area with relatively rapid temperature reduction.

Detta säkerställer att PTC-resistorn blir återställd innan så sker med skyddet.This ensures that the PTC resistor is reset before so happens with the protection.

Ett förfarande av detta slag har vissa karakteristiska nackdelar, nämligen dels en lång stilleståndstid efter det att skyddet varit verksamt eftersom skyddet i själva ver- ket arbetar nästan uteslutande i beroende av temperaturen och ej i beroende av strömmen, och dels att om ett fel uppträder i skyddet så måste hela kompressorn bytas.A procedure of this kind has certain characteristics disadvantages, namely partly a long downtime after that the protection was effective because the protection itself ket works almost exclusively depending on the temperature and not depending on the current, and partly that if a fault appears in the cover, the entire compressor must be replaced.

Vid det andra förfarandet (fig. 7) är PTC-startanord- ningen 310 och det termiska skyddet 312 inkopplade i krets-, utrymmes- och värmeberoende förhållanden till varandra an- tingen på samma underlag eller i ett enda gemensamt hölje 336, som monterats utanför, men i närheten av motor/kom- pressorenhetens hölje 320.In the second method (Fig. 7), the PTC starting device is 310 and the thermal protection 312 connected in circuit, space and heat dependent conditions on each other things on the same surface or in a single common enclosure 336, mounted outside, but close to the engine / the housing of the presser unit 320.

Härvid är det visserligen sant att PTC-startanordning-_ en och det termiska skyddet ligger i ett utrymme med konstant* temperaturreduktion, men då överbelastning inträffar och det termiska skyddet bryter matningskretsen på grund av relativ termisk påverkan kommer skyddets cykliska transient att dö ut efter en viss tid till fördel för en normal start under förutsättning att överbelastningen har försvunnit i mellan- tiden.In this case, it is true that the PTC starting device-_ one and the thermal protection is located in a space with constant * temperature reduction, but when overload occurs and that thermal protection breaks the supply circuit due to relative thermal impact, the cyclic transient of the protection will die out after a certain time in favor of a normal start during provided that the congestion has disappeared in the the time.

Det föreligger otvivelaktigt fördelar i ett förfaran- de av detta slag icke minst ur monterings- och konstruktions- synpunkt samt i det att enheten 336 med PTC-resistorn och det termiska skyddet är kompakt. Emellertid kan den termiska samverkan för att erhålla ovan nämnda effekter mellan PTC- resistorn och det termiska skyddet icke alltid fastställas korrekt, varför man ofta måste ha komplementerande korrige- ringsorgan, vilka i väsentlig grad komplicerar förfarandet.There are undoubtedly advantages in a procedure of this kind not least from the assembly and construction point of view and in that the unit 336 with the PTC resistor and the thermal protection is compact. However, the thermal collaboration to obtain the above-mentioned effects between the PTC the resistor and the thermal protection are not always determined correct, which is why it is often necessary to have complementary which significantly complicate the procedure.

Standardiseringen går även förlorad på grund av att enheten åäö/PTC-resistorn och det termiska skyddet är speciell och måste utformas speciellt för varje särskild kompressortyp. Ändamålet med den föreliggande uppfinningen är att kunna inkoppla PTC-resistorn och det termiska skyddet till motor/kompressorenheten med samma anordningar som vid den n? 10 15 20 25 30 35 448 197 5 kända tekniken allt medan korrekta funktioner upprätthålles för anläggningen i sin helhet och speciellt med hänsyn till ström- och temperaturöverlaster av något slag.The standardization is also lost due to the device åäö / PTC resistor and the thermal protection is special and must be designed specifically for each particular compressor type. The object of the present invention is to be able to connect the PTC resistor and the thermal protection to motor / compressor unit with the same devices as with it n? 10 15 20 25 30 35 448 197 5 prior art while maintaining proper functions for the plant as a whole and in particular with regard to current and temperature overloads of any kind.

Fram till dags dato har något helt lyckat förfarande ej framkommit där PTC-resistorer och termiska skydd är ex- ternt monterade i omedelbar närhet av motor/kompressorenhe- tens hölje men ändå är rumsmässigt åtskilda så att någon direkt termisk samverkan ej uppstår.To date, some have completely successful procedure have not emerged where PTC resistors and thermal protection are mounted in the immediate vicinity of the engine / compressor unit tens enclosure but are still spatially separated so that someone direct thermal interaction does not occur.

Detta har emellertid möjliggjorts med anordningen en- ligt uppfinningen genom att välja PTC-massa, dimensioner, material och konstruktion på PTC-resistorn samt slutligen den värmedispersionskoefficient som påverkar återställnings- eller nedkylningshastigheten för PTC-resistorn, vilken hastighet är olika i beroende på den omgivning vari PTC-resistorn är införd.However, this has been made possible by the device according to the invention by selecting PTC mass, dimensions, material and construction of the PTC resistor and finally it heat dispersion coefficient affecting recovery or the cooling rate of the PTC resistor, which speed is different depending on the environment in which the PTC resistor is inserted.

Nämnda val leder till korrekt funktionskarakteristik för an- ordningen, vilken är uppnådd om PTC-resistorns återställnings- hastighet är 1,5 eller 2,5 sek/OC när omgivningstemperaturen uppgår till 60 respektive l0O°C.Said choice leads to the correct functional characteristics of the order, which is achieved if the reset of the PTC resistor speed is 1.5 or 2.5 sec / OC when the ambient temperature amounts to 60 and 10 ° C respectively.

Anordningen enligt uppfinningen har väsentliga fördelar i sin enkelhet, uppbyggnad och standardisering. Denna anord- ning har aldrig tidigare kommit till användning på grund av ovan angivna möjliga funktionsnackdelar. Dylika nackdelar i form av interferens mellan återgângstiderna för de båda kom- ponenterna, PTC-resistorn och det termiska skyddet, har alltid uppkommit om dessa båda komponenter icke varit kopplade och anordnade på ett lämpligt sätt. Exempelvis är det väl känt att PTC-startenheten i vissa fall användes som ersättning för den elektromagnetiska startenheten. När så sker uppmärksammas icke det termiska skyddets karakteristika och därför är det möjligt att nämnda interferensproblem uppkommer i full ut- sträckning, speciellt om matningsspänningen, omgivningens temperatur och funktionsförhâllandena ej är perfekta.The device according to the invention has significant advantages in its simplicity, structure and standardization. This device has never been used before due to possible functional disadvantages listed above. Such disadvantages in in the form of interference between the return times of the two the components, the PTC resistor and the thermal protection, always have occurred if these two components were not connected and arranged in an appropriate manner. For example, it is well known that the PTC starter unit was used in some cases as a replacement for the electromagnetic starter. When this happens, pay attention not the characteristics of thermal protection and therefore it is possible that the said interference problems arise in full stretch, especially about the supply voltage, the ambient temperature and operating conditions are not perfect.

Pig. 2 visar kretsanordningen för PTC-resistorn 10 och det termiska skyddet 12, varvid den förra är inkopplad till startlindningen 14 och den senare till den gemensamma matnings- kretsen 16 för startlindningen 14 och huvudlindningen 18. De båda komponenterna 10, 12 är förlagda utanför höljet 20. 448 197 10 15 20 25 30 35 6 Fig. 3 visar rumsförläggningen av det termiska skyd- det 12 och höljet för PTC-resistorn 10 på höljet 20. Avkän- naren 22 hos det termiska skyddet 12 står i huvudsak i kon- takt med höljets 20 yta för att direkt pâverkas av den tem- peratur som överförts till detsamma från lindningarna 14, 18 via det kylmedium som förekommer inom höljet. PTC-resistorns 10 hölje är kopplat till höljet 20 medelst inmatningsanslut- ningar så att kroppen 24 ligger i det indikerade läget. Med denna anordning kommer det termiska förloppet för de två kom- ponenterna 10, 12 att vara såsom anges här nedan under hän- visning till fig. 4 om de arbetade vid överbelastning av motor/kompressorenheten.Pig. 2 shows the circuit arrangement of the PTC resistor 10 and the thermal protection 12, the former being connected to the starting winding 14 and the latter to the common supply the circuit 16 for the starting winding 14 and the main winding 18. De both components 10, 12 are located outside the housing 20. 448 197 10 15 20 25 30 35 6 Fig. 3 shows the room location of the thermal protection 12 and the housing of the PTC resistor 10 on the housing 20. 22 of the thermal protection 12 is essentially in con- in step with the surface of the housing 20 in order to be directly affected by the temperature transferred to the same from the windings 14, 18 via the refrigerant present within the housing. PTC resistors Housing is connected to the housing 20 by means of input terminals. so that the body 24 is in the indicated position. With this device, the thermal course of the two com- components 10, 12 to be as set forth below with respect to showing to Fig. 4 if they worked at overload of motor / compressor unit.

Om det under en period av motor/kompressorenhetens funktion, då förhållandena är såsom anges genom sugtrycket 26 och matningstrycket 28 samt PTC-resistorns 10 temperatur 30, föreligger en situation där det termiska skyddet 12 i läge TILL bryter strömmatningen till motor/kompressorenheten på grund av överbelastning och därmed intar läge FRÅN så börjar sug- och matningstrycken att utbalansera varandra från denna tidpunkt tl, enligt angiven variationslag. PTC-resis- torns temperatur börjar sjunka från aktuellt värde liksom temperaturen hos det termiska skyddets bimetallremsa, som nu _ står i FRÅN-läge. När bimetallremsan har svalnat så mycket att återuppkoppling sker av matningskretsen (tidpunkten t2) så kan motorn icke starta även om den strömmatas eftersom PTC-resistorn ännu ej återställts på grund av sin temperatur och trycket är ännu ej i balans. PTC-resistorns temperatur börjar öka tack vare återinkopplingen av strömmatningen.About it during a period of engine / compressor unit function, when the conditions are as indicated by the suction pressure 26 and the supply pressure 28 and the temperature 30 of the PTC resistor 10, there is a situation where the thermal protection 12 is in position ON turns on the power supply to the motor / compressor unit due to overload and thus assumes position OFF so begins suction and feed pressures to balance each other out this time tl, according to the specified variation law. PTC resis- tower temperature begins to drop from current value as well the temperature of the bimetallic strip of thermal protection, as now _ is in OFF mode. When the bimetallic strip has cooled so much that feedback is made by the supply circuit (time t2) so the motor can not start even if it is powered because The PTC resistor has not yet been reset due to its temperature and the pressure is not yet in balance. PTC resistor temperature begins to increase due to the reconnection of the power supply.

Den bimetalliska remsan i det termiska skyddet, genom vilket den höga kortslutningsströmmen passerar, når återigen bryttemperatur och detta cykliska förhållande upprepas ett an- tal gånger. Slutresultatet av detta cykelförlopp blir såväl en temperaturhöjning hos lindningarna som en temperatur- höjning hos höljet, till vilket den i lindningen alstrade värmen överförs via den kylmediegas som finns inuti motor/kompressorenheten, samt en ökning av den verkliga tem- peraturen i det termiska skyddet. 10 15 448 197 7 Om denna kedja av pâverkningar bestämmes på rätt sätt utvecklar sig cykeltransienten mot att successiva FRÅN-cykler får allt längre varaktighet.The bimetallic strip in the thermal protection, by which the high short-circuit current passes, reaches again breaking temperature and this cyclic relationship is repeated an number of times. The end result of this cycle will be as well a temperature increase of the windings as a temperature elevation of the casing to which it was generated in the winding the heat is transferred via the refrigerant gas contained inside engine / compressor unit, as well as an increase in the actual the temperature of the thermal protection. 10 15 448 197 7 Whether this chain of influences is determined correctly the cycle transient develops towards successive OFF cycles gets longer and longer duration.

För varje successiv cykel når kylningen av PTC-resis- torn 10 ett_förbättrat âterställningsvärde, så att efter ett visst antal cykler faller PTC-resistorns värde till optimalt återställningsvärde och medger slutligen strömpassage genom startlindningen l4 och därmed att motorn startar. Om det vid denna tidpunkt är så att sug- och matningstrycken har nått en grad av balans så att kompressorns momentmotstånd är mind- re än motorns statiska moment så fordras enbart normal effekt.For each successive cycle, the cooling of the PTC resistor reaches tower 10 an_improved reset value, so that after one a certain number of cycles, the value of the PTC resistor falls to optimal reset value and finally allows current passage through the starting winding l4 and thus that the engine starts. If it knows this time is so that the suction and feed pressures have reached a degree of balance so that the torque resistance of the compressor is reduced than the static torque of the engine, only normal power is required.

Såsom framgår av den givna beskrivningen är uppfin- ningsidén grundad på värmeackumulering samt värmefördelnings- mekanismen i det termiska skyddet och PTC-resistorn, dvs på konstruktionsparametrarna för dessa komponenter som styr de fenomen, och även på deras inbördes rymdläge med avseende på de värmekällor som alstrar de verkliga temperaturerna hos själva komponenterna (höljets yta, lindningarna och deras relativa termiska motstånd).As can be seen from the description given, the invention is idea based on heat accumulation and heat distribution the mechanism of the thermal protection and the PTC resistor, ie on the design parameters of these components that control them phenomena, and also on their relative spatial position with respect to the heat sources that generate the actual temperatures of the components themselves (the surface of the housing, the windings and their relative thermal resistance).

Claims

10 15 448 197 PATENT CLAIMS Motor compressor unit comprising a unit enclosing housing (20) and an electric motor (14, 18) and means arranged for its control, comprising partly starting control means with a Pwc register (10) and partly a thermal: protection (12) to protect the unit against temperature and current overload, characterized in that both the starting control means and the thermal protection are arranged at different positions outside and in the immediate vicinity of the housing (20), the starting control means being connected to a starting winding ( 14) for the electric motor and has reset speeds of 1.5 and 2.5 sec / OC at ambient temperatures of 60 resp. 100 ° C, while the thermal protection (12) is connected in a common supply circuit (16) for the electric winding of the electric motor (14) and the main winding (18) and comprises a bimetallic band arranged substantially in contact with the outer surface of the housing (20) of the unit ). x