专利名称：电动机保护器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动机保护器，其用于保护在空调或冰箱等中使用的压缩机的电动机。
背景技术：
在空调的压缩机中使用的电动机，通常设有一电动机保护器，其用于检测由于电动机的转子已被制动或者转子过载而造成的异常发热或反常电流。
如图1和2所示，在本领域中这种电动机保护器是众所周知的。该电动机保护器通常包括一个与电流供给电路相连的第一开关S1，该第一开关用于向电动机供给电流来接通和切断该电路，以及一个具有第一和第二双金属元件的第二开关S2，该第二开关与该电流供给电路相连来接通和切断该电路。
该电动机保护器包括一个由第一基座2和第二基座3组成的铸件，该铸件装设有设置在第一基座2上的第一开关S1和设置在第二基座3上的第二开关S2。该第一和第二开关根据流经各个开关的电流量和围绕各个开关的环境温度来接通和切断该电路。
第一开关S1设有一速动的杯型双金属圆盘8，其通过调节螺钉9固定在基座2上并在其各端部具有可动触点8a和8b。双金属圆盘8的可动触点8a和8b可分离地接触外连接端子4和5的固定触点4a和5a。当电动机过载时，双金属圆盘8中心翻转，这样该可动触点从固定触点上分离开从而切断两者之间的电路连接。在这种情况下，为了能向圆盘均匀地传递热量，一用于向双金属圆盘8供热的加热器7与固定触点5a相联接。
第二开关S2包括两个具有不同温度的双金属圆盘11和13和一个可动臂12。
可动臂12在其两端分别具有一个固定部12a和一个可动部12b，并且在该臂的中间部分为一突起12c，其通过与双金属圆盘接触可使后者翻转。在正常的电动机运转操作温度下，固定部和可动部分别与第二基座3的两个外连接端子(没有示出)的固定触点17和可动触点18相联接，每个外连接端子4和5分别与第一基座2的连接端子4和5相联。
在第二基座3的安装部14上安装的第一和第二双金属圆盘11和13是通过连接两个不同热膨胀系数的金属件并将相连的金属件构成一杯形的金属件来制得的。将第一双金属圆盘11设定成在某一温度时首先翻转过来，并且当第一双金属圆盘在操作中处于失效状态时，再将第二双金属圆盘13设定成在高于上述温度的一温度时翻转过来，从而打开开关并切断电流。
然而，现有技术中的电动机保护器通常安装在压缩机的外壁上，致使经过外壁温度的传递被延迟了，因此当电动机保护器本应当通过检测电动机的温度而切断电流时，会在超出特定的电动机温度的情况下使该电动机由于电流过载而失效。另外，现有技术中的电动机保护器存在结构上的缺陷，即第一和第二开关的重复地设置使该电动机保护器复杂化了。
此外，考虑到通过压缩机的外壁使温度传递延迟，需要设定一第二双金属圆盘的致动温度，使其略高于第一双金属圆盘，然而，由于难以精确制造具有略微不同致动温度的两个双金属圆盘，所以该电动机保护器的设计就具有局限性。
再有，在双金属圆盘的速动过程中，该双金属圆盘撞击可动臂会损坏该双金属圆盘或者可动臂，从而使双金属圆盘和可动臂松弛地接触，这样当电动机过载时，由于开关不能打开导致无法保护该电动机。
发明内容
本发明的一个目的在于通过提供一种电动机保护器来解决现有类型的保护器存在的问题，该电动机保护器在电动机过载时，通过预热克服了时间的延迟并能自动和稳定地进行操作。
本发明的另一个目的在于提供一种电动机保护器，其具有在致动温度时，在自动操作的设计能力方面的自由度。
本发明的还一个目的在于提供一种电动机保护器，其即使是在双金属圆盘与可动臂的接触过程中，也能通过避免在该过程中的损坏而确保该电动机保护器的稳定操作。
因此，本发明的一方面是提供一种用于保护电动机以防过载的电动机保护器，该电动机保护器包括一个基座，固定在该基座上的并与电动机侧壁相连的两个连接端子，一个电动和可分离地连接到该连接端子的可动臂，第一和第二热致动装置，用于移动该可动臂使其在预定致动温度时脱离开与连接端子的电连接，以及一个用于减少热致动装置的致动时间的加热件，其中第一和第二热致动装置的致动温度彼此不相同。
本发明的另一方面是提供一种用于保护电动机以防过载的电动机保护器，该电动机保护器包括一个基座，固定在该基座上的并与电动机侧壁相连的两个连接端子，一个电动和可分离地连接到该连接端子的可动臂，杯型速动(snap-acting)的第一和第二热致动装置，用于移动该可动臂使其在预定致动温度时脱离开与连接端子的电连接，以及一个用于减少热致动装置的致动时间的加热件，其中第一和第二热致动装置的致动温度彼此不相同，并且在可动臂的移动过程中，用于该热致动装置速动的中心轴线偏离于将与该热致动装置接触的可动臂的参考轴线。
在本发明的另一方面提供的电动机保护器中，第一和第二热致动装置是响应于温度的第一和第二速动双金属件，它们分别具有一第一预定致动温度，在该温度时可向中心翻转，以及一第二较低的预定致动温度，在该温度时可翻转回到其初始状态。
在本发明的另一方面提供的电动机保护器中，在对要保护的电动机进行正常操作过程中，第二双金属件的第一致动温度高于第一双金属件的温度，而且第二双金属件的第二致动温度低于该电动机保护器的温度。
在本发明的再一方面提供的电动机保护器中，在该可动臂的中间部分形成有一个突起，用于在双金属件的致动过程中与热致动件接触，而且该可动臂的参考轴线是该突起的中心轴线。
在本发明的还一方面提供的电动机保护器中，第一双金属件的第一致动温度在100～160℃范围之间，而且第二双金属件的第一致动温度高于该第一双金属件温度40±10°；第一双金属件的第二致动温度在50～80℃范围之间，而且第二双金属件的第二致动温度约为-30°±10°。
在本发明的还一方面提供的电动机保护器中，当第一双金属件在等于或高于该第一双金属件的第一致动温度没有致动时，将第二双金属件设定成在60秒内致动。
通过以下结合附图对本发明较佳实施例的详细描述，可以更清楚地了解本发明电动机保护器的其它目的、优点和细节。其中图1是现有技术中电动机保护器的横截面示图；图2是图1所示电动机保护器的电路图；图3是本发明电动机保护器处于没有致动状态时的横截面示图；图4是图3所示电动机保护器的电路图；图5a是图3所示电动机保护器的横截面示图，其中第一双金属圆盘被致动；图5b是图3所示电动机保护器的横截面示图，其中第二双金属圆盘被致动；图6是与图3相类似的横截面示图，其中将板式加热件装配到该电动机保护器上；图7a是一个示意图，示出了双金属圆盘和该可动臂的接触突起的中心轴线彼此偏置；图7b是图7a的局部放大图。
具体实施例方式
下面，结合附图3到7对本发明电动机保护器的实施例进行描述。
通过例子的方式，在下面这些实施例中描述的电动机保护器是在空调等的压缩机中所使用的类型。通常，将该电动机保护器直接安装在压缩机的主体的外壁上。
图3是本发明电动机保护器的横截面示图，如图3所示，该电动机保护器包括一个在电动机过载时用于切断电流的开关S1。该开关S1包括一个基座，固定在该基座上的并与电动机侧壁相连的两个连接端子34和35，一个电动和可分离地连接到该连接端子的可动臂32，作为热致动件的第一和第二双金属装置31和33，用于移动该可动臂使其在预定致动温度时脱离开与连接端子的电连接，以及一个紧靠该双金属装置设置的加热件39。
可动臂32在其两端分别设有一个固定触点32a和一个可动触点32b，在其较低的中间部分处设有一半球形突起32c。在电动机正常运转过程中，固定触点32a固定到连接端子34的触点37上，而可动触点32b可分离地与另一个连接端子35的触点38相接触。当电动机发生过载时，可动臂32的可动触点32b与连接端子35的触点38脱离开，这样将中断向电动机供给电流，同时切断连接端子34和35之间的电连接，保护电动机以防过载。
作为热致动件的第一和第二双金属装置31和33为中凸的杯型圆盘，其响应于某一温度而翻转同时升高。在上述装置中使用的措词“翻转(slip over)”表示该双金属装置的中凸部分的中心向内侧翻过来的现象。在基座中第一和第二双金属装置31和33位于可动臂32的下面，因而一个叠放在另一个上面并且它们的中凸部分都向下。为了能使双金属装置稳固地安装，在上部基座的两个侧壁上都形成有突出部34。
第一和第二双金属装置的速动致动温度互不相同。将第二双金属装置33的致动温度设定得高于第一双金属装置31的温度，这样该第二双金属装置在第一双金属装置致动之后才能致动。当可翻转的双金属装置的温度低于某一温度时，其将再次翻转并回到其初始状态。
当位于可动臂32之下的双金属装置在某一温度翻转时，就会与可动臂32的半球形突起32c相接触，进而使可动臂向上移动并且使该可动臂的可动触点32b从连接端子35的触点38上脱离开，从而切断向电动机的电流供给。
第一双金属装置31的速动致动温度设定在100～160℃范围之间，考虑到电动机出现过载的情况，该温度超出于电动机正常运转的温度。该范围能根据诸如围绕电动机线圈的绝缘层的性能和电动机保护器的加热件的能力这类环境因素来改变。使双金属装置恢复到其初始状态的重设温度要低于电动机正常运转的温度，该温度最好在50～80℃范围之间。
当第一双金属装置31在其致动温度没有被操作时，位于该第一双金属装置31之上的第二双金属装置33就成为一个次级操作部件。可优选的，将第二双金属装置的速动致动温度设定得高于该第一双金属件温度40±10℃，而且其重设温度低于电动机的正常运转温度，最好为-30±10℃。
通过反复地向各种压缩机施加过电流或过载可获得上述温度设定，在电动机出现过电流或过载的异常情况时，该温度设定具有特有的切断电流的能力。
在电动机保护器通常被安装在压缩机的外壁的情况下，即使具有该特定的温度设定，由于压缩机的外壁也会延迟该温度传递，这样当电动机保护器检测出该电动机内部的温度并切断电流时，电动机内部的温度已超出该特定的温度范围，会使电动机引起火灾的危害。
为避免这些情况，本发明的电动机保护器包括一个加热件39，其紧邻双金属装置与连接端子35相连接。
加热件39是一个利用电动机上的过电流而被加热的电阻件。在电动机上出现过电流或过载时，由于通过上述过电流所产生的热量提高了该双金属装置周围的温度，所以该双金属装置会升高温度，至少可达到100℃，该双金属装置的特定致动温度确保了快速致动。
进而，该加热件39还起到在电动机保护器设计中增加自由度的作用，据此，在第一和第二双金属装置31和33之间的致动温度差能被设定得比较大，最好是40±10℃。
特别是，在现有的电动机保护器采用两个叠置的双金属装置情况下，由于压缩机的外壁导致温度的传递延迟，所以相对第一双金属装置不工作而言，第二双金属装置所设定的的致动温度不同于第一双金属装置的致动温度，从而将其设定成比第一双金属装置要高大约5到10℃。然而，制造利用如此小温度差进行操作的双金属装置是困难的，这样在电动机保护器的设计上就带来了问题。此外，由于该第一和第二双金属装置在非常接近的温度时被操作，就不能期望电流具有双重切断效果，从而引发了可靠性的问题。
然而，本发明的加热件39利用过电流产生的热量使该电动机保护器保持处于一适当的预热状态，这样，即使在第一和第二双金属装置之间存在大的致动温度差，该第二双金属装置也能在保护电动机的特定温度时立即被操作。
下面，结合附图5a和5b对该电动机保护器的操作进行描述。
图5a为在图3所示电动机保护器中第一双金属装置被致动的情况，而且图5b为在图3所示电动机保护器中第二双金属装置被致动的情况。
由于电动机发生过电流或过载，当电动机保护器达到速动致动温度时，第一双金属装置31在翻转时移动位于其上的第二双金属装置33，这样该第二双金属装置就能接触位于上面的移动臂32的突起32c，从而通过使移动臂32的可动触点32b脱离开与连接端子35的触点38的接合而切断电流。在这种情况下，由于通过加热件39的预热已经提高了第一双金属装置31的周围温度，所以该第一双金属装置31能被快速致动(参加图5a)。在温度为50到80℃范围之间，已经翻转的第一双金属装置回到其初始状态。
当第一双金属装置31由于故障在其致动温度不能致动，而且电动机温度从致动温度升高了40±10℃时，第二双金属装置33翻转并向上移动该可动臂32，从而切断向电动机的电流供给(如图5b所示)。即使在高于第一双金属装置较多的某一致动温度时，第二双金属装置也能由于加热件39的预热而快速被致动。当第一双金属装置在其致动温度不能被致动时，最好将该第二双金属装置设定成能在60秒之内致动。
已经翻转的第二双金属装置在温度约为-30±10℃时才能回到其初始状态。因此，由于除了在非常低的温度之外该第二双金属装置都不能回到其初始状态，所以当其翻转以切断电流之后，大体上被构造成不能回到其初始状态。
这种结构一定会避免电动机在其温度降低过程中由于双金属装置翻转复位而被致动，从而导致向电动机重新供给电流，其中由于已经翻转的双金属装置在电动机的非工作过程中将向该电动机供给的电流切断，而且该电动机还未被恢复到其非工作状态。
上述电动机保护器的加热件39是一种线圈式的加热件，然而，也可以是如图6所述的板式加热件39′。
同时，在双金属装置的翻转过程中，其将接触可动臂32的突起32c，这样，由于两者之间的撞击会使双金属装置出现凹槽或损坏。此时，由于双金属装置出现具有凹槽或损坏的部分，所以该双金属装置在翻转时或者由于重复翻转而受到一集中的冲击就不能与可动臂的突起相接触，这样就不能切断电流的供给及其它的双金属装置的致动温度可能易于受到改变。
为了避免这些情况，可优选的是，如图7a和7b所示，在翻转的过程中，最好将杯型双金属装置的中心轴线设置成偏置于可动臂和该双金属装置相接触的突起32c的中心轴线。
如图7a和7b所示，当该双金属装置翻转从而接触突起32c时，双金属装置的中心轴线33′偏置于突起的中心轴线32′，从而在两轴线之间形成一距离D。利用轴线的彼此偏置，该距离允许该双金属装置接触可动臂的突起，从而显著地降低了两个部件之间的冲击，因而避免了该双金属装置的损坏，提高了操作的可靠性。
根据上述结构，本发明提供了一种能解决现有技术中前述问题的电动机保护器，当该电动机出现过载时，该保护器不存在时间延迟就能立即和稳定地被操作，而且即使在致动时有冲击作用到该可动臂上也能确保稳定的操作。
尽管为便于理解本发明已经对优选的实施例进行了描述，但是这些只是本发明的一部分，应该理解，与公开实施例的所有变形和等价变换都应该包括在本发明中。例如，可将该双金属圆盘设计成能改变其速动温度或者重设的温度从而适合于将要安装该该双金属圆盘的各种装置。应该理解，凡落入所附权利要求书范围的所有变形和等价变换都应该包括在本发明中。
权利要求
1.一种用于保护电动机以防过载的电动机保护器，该电动机保护器包括一个基座；固定在该基座上的并与电动机侧壁相连的两个连接端子；一个电动和可分离地连接到该连接端子的可动臂，第一和第二热致动装置，用于移动该可动臂使其在预定致动温度时脱离开与连接端子的电连接；以及一个用于减少热致动装置的致动时间的加热件，其中该第一和第二热致动装置的致动温度彼此不相同。
2.如权利要求1所述的电动机保护器，其特征在于，该第一和第二热致动装置是响应于温度的第一和第二速动双金属件，它们分别具有一第一预定致动温度，在该温度时可向中心翻转，以及一第二较低的预定致动温度，在该温度时可翻转回到其初始状态。
3.如权利要求2所述的电动机保护器，其特征在于，在对要保护的电动机进行正常操作过程中，第二双金属件的第一致动温度高于第一双金属件的温度，而且第二双金属件的第二致动温度低于该电动机保护器的温度。
4.如权利要求1所述的电动机保护器，其特征在于，在该可动臂的中间部分形成有一个突起，用于在双金属件的致动过程中与热致动件接触，而且该突起和热致动件的中心轴线彼此偏置。
5.如权利要求3所述的电动机保护器，其特征在于，第一双金属件的第一致动温度在100～160℃范围之间，而且第二双金属件的第一致动温度高于该第一双金属件温度40±10°；第一双金属件的第二致动温度在50～80℃范围之间，而且第二双金属件的第二致动温度约为-30°±10°。
6.如权利要求3所述的电动机保护器，其特征在于，当第一双金属件在等于或高于该第一双金属件的第一致动温度没有致动时，将第二双金属件设定成在60秒内致动。
7.一种用于保护电动机以防过载的电动机保护器，该电动机保护器包括一个基座；固定在该基座上的并与电动机侧壁相连的两个连接端子；一个电动和可分离地连接到该连接端子的可动臂；杯型速动的第一和第二热致动装置，用于移动该可动臂使其在预定致动温度时脱离开与连接端子的电连接；以及一个用于减少热致动装置的致动时间的加热件，其中第一和第二热致动装置的致动温度彼此不相同，并且在可动臂的移动过程中，用于该热致动装置速动的中心轴线偏离于将与该热致动装置接触的可动臂的参考轴线。
8.如权利要求7所述的电动机保护器，其特征在于，该第一和第二热致动装置是响应于温度的第一和第二速动双金属件，它们分别具有一第一预定致动温度，在该温度时可向中心翻转，以及一第二较低的预定致动温度，在该温度时可翻转回到其初始状态。
9.如权利要求8所述的电动机保护器，其特征在于，在对要保护的电动机进行正常操作过程中，第二双金属件的第一致动温度高于第一双金属件的温度，而且第二双金属件的第二致动温度低于该电动机保护器的温度。
10.如权利要求7所述的电动机保护器，其特征在于，在该可动臂的中间部分形成有一个突起，用于在致动过程中与热致动件接触，而且该突起和热致动件的中心轴线彼此偏置。
11.如权利要求9所述的电动机保护器，其特征在于，第一双金属件的第一致动温度在100～160℃范围之间，而且第二双金属件的第一致动温度高于该第一双金属件温度40±10°；第一双金属件的第二致动温度在50～80℃范围之间，而且第二双金属件的第二致动温度约为-30°±10°。
12.如权利要求9所述的电动机保护器，其特征在于，当第一双金属件在等于或高于该第一双金属件的第一致动温度没有致动时，将第二双金属件设定成在60秒内致动。
13.如权利要求1或者7所述的电动机保护器，其特征在于，该加热件是线圈式或者板式加热件。
全文摘要
本发明公开了一种用于保护电动机以防过载的电动机保护器，该电动机保护器包括一个基座；固定在该基座上的并与电动机侧壁相连的两个连接端子；一个电动和可分离地连接到该连接端子的可动臂，第一和第二热致动装置，用于移动该可动臂使其在预定致动温度时脱离开与连接端子的电连接；以及一个用于减少热致动装置的致动时间的加热件，其中第一和第二热致动装置的致动温度彼此不相同。
文档编号H01H37/00GK1499688SQ03142719
公开日2004年5月26日 申请日期2003年6月11日 优先权日2002年11月5日
发明者朴泳焕, 郑灿泳 申请人:得州仪器韩国有限公司