专利名称：用于电气绝缘热响应保护器和电机的电机绕组的保护器组件和方法
技术领域：
本发明涉及保护器组件和用来保护电机绕组免于短路保护器的方法。
背景技术：
绕组保护器设计来保护电机免于过载的情况。典型的绕组保护器电气地连接到电机的绕组上，当保护器探测到绕组内的过高的温度或电流时，其适于断路通过绕组的电流。保护器包括一外壳，该外壳具有一敞开端，一封闭敞开端的帽，一个或两个通过帽延伸出的销型的接线端，以及在外壳内的热响应器，其电气地连接到接线端上。保护器适于以传热的关系定位到电机的绕组上，这样，由绕组产生的热通过外壳传输到热响应器上。当热响应器被加热到一特定的温度时，该热响应器构造成移动到一开路的位置。为了便于从绕组到热响应器的热量的传递，外壳是金属的，通常是钢制的。因为外壳和销型接线端是金属的，对此是导电的，所以，在保护器上设置有一绝缘的套筒，以防止保护器短路绕组。
与这样一保护器相关的一个问题在于，帽与外壳的连接处形成能割破绝缘套筒的相当锋利的边缘。销型的接线端也会割破绝缘套筒。如果保护器的任何部分割破套筒，则会发生短路绕组的危险。
一种已知的减小保护器短路绕组的风险的解决方法是，用一塑料保护器外套代替套筒，该塑料外套经模制后全部地覆盖保护器。保护器外套通常是不理想的解决方法，因为它显著地厚于套筒，因此，较之套筒，它在保护器和绕组之间提供更大的绝热。因此，在热响应器加热到足以移动到其开路位置之前，绕组须承受更高的温度，必须选择具有不同工作特性的不同的保护器。此外，保护器外套的形状和刚度，使得外套放置在端线包壳上变得困难。而且，模制的外套的成本大大地大于套筒的成本。
发明内容
在本发明的若干个优点之中，提供一改进的绝缘阻挡层，以及一从电机的绕组中电气绝缘热响应器的方法；提供这样的阻挡层和防止保护器短路电机绕组的方法；提供这样的阻挡层和在保护器和电机绕组之间不提供过度热绝缘的方法；提供这样的阻挡层和克服与现有技术相关的诸缺点的方法。
一般来说，本发明的方法是用来从一电机的电机绕组中绝缘热响应的保护器。保护器包括一导热和导电的外壳，一热响应器，一端帽，以及至少一个接线端。外壳具有一向后的敞开端，一向前的闭合端，以及一介于两端之间的中间部分。热响应器位于外壳内。端帽覆盖外壳的敞开端。接线端延伸通过端帽。接线端与外壳电气上绝缘，并具有一向后延伸出端帽外的外端。热响应器适于通过接线端电气地连接到电机的绕组。保护器适于定位成与电机绕组保持热传导的关系，这样，热响应器响应于电机绕组的过载的情况，该方法包括提供一具有一前部和一后部的裙罩，以下列的方式在保护器上定位一裙罩(a)裙罩与外壳的中间部分隔开；(b)裙罩的前部包围端帽；以及(c)裙罩的后部从端帽向后延伸，并包围接线端的外端。裙罩是绝缘材料。该方法还包括提供一绝缘材料的套筒，相对于保护器定位套筒，以使套筒包围裙罩和包围保护器，其中，套筒与外壳的中间部分接合。当保护器定位成与电机绕组保持热传导的关系时，保持裙罩和套筒的定位，使套筒和裙罩在保护器和电机绕组之间提供一绝缘的阻挡层。
本发明的另一方面是用来保护电机免于过载情况的保护器组件。电机具有一电机绕组。该组件包括一热响应保护器，一裙罩，以及一套筒。保护器包括一导热和导电的外壳，一端帽，至少一个接线端，以及一热响应器。外壳具有一向后敞开端，一向前的闭合端，以及一介于两端之间的中间部分。端帽覆盖外壳的敞开端。接线端通过端帽延伸并与外壳电气上绝缘。接线端具有一向后延伸出端帽外的外端。热响应器位于外壳内，并适于通过接线端电气地连接到电机的绕组。保护器适于定位成与电机绕组保持热传导的关系，这样，热响应器响应于电机绕组的过载的情况。裙罩是由绝缘材料制成，并具有一前部和一后部。套筒是由绝缘材料制成。裙罩以下列的方式定位在保护器上(a)裙罩与外壳的中间部分隔开；(b)裙罩的前部包围端帽；以及(c)裙罩的后部从端帽向后延伸，并包围接线端的外端。套筒包围裙罩和包围保护器，其中，套筒与外壳的中间部分接合。当保护器定位成与电机绕组保持热传导的关系时，裙罩和套筒适于在保护器和电机绕组之间提供一绝缘的阻挡层。
其它的目的和特征，一部分将会不言自明，一部分将在下文中指出。
附图的简要说明
图1是本发明的一保护器组件的分解的侧视图，保护器组件包括一热响应保护器，一裙罩和一套筒；图2是图1的保护器组件的分解的侧视图，该视图类似于图1，但示出定位在端帽上的裙罩和热响应保护器的接线端；图3是图1的保护器组件的侧视图，该视图类似于图2，但示出覆盖保护器的套筒和端帽；图4是图1的保护器组件的侧视图，该视图类似于图3，但示出围绕保护器的套筒和处于热变形状态的裙罩；图5是图1裙罩的后端视图；图6是沿图5的线6-6的平面截取的裙罩的截面图；图7是图1的套筒的端视图；以及图8是图4的保护器组件的局部的俯视平面图，保护器组件与电机的电机绕组保持热传递的关系。
在所有附图的几个视图中，对应的标号标识对应的零件。
具体实施例方式
现参照附图，且首先特别地参照图1，本发明的一保护器组件整体表示为标号20。保护器组件20包括一热响应的保护器22，一裙罩24，以及一套筒26。
热响应的保护器22较佳地是美国专利4,376,926所详细公开的类型，本文援引其以供参考。此外，保护器较佳地是从得克萨斯州Dallas的TexasInstruments Incorporated.购得的市购型的保护器，例如，15HM系列的保护器。保护器22较佳地包括一外壳30，一端帽32，两个接线端34，以及一热响应器36(虚线示出)。外壳30和端帽32较佳地由低碳钢或任何其它既导热又导电的合适的材料制成。外壳30最好是管形，并具有一向后敞开端40，一闭合的前端42，以及一介于两端之间的中间部分44。如图1所示，外壳的向后敞开端40较佳地向外展开以形成一唇部或突缘。端帽32覆盖外壳30的向后敞开端40。较佳地，接线端34是通过端帽32延伸的销型的接线端。接线端34通过传统的玻璃密封装置或其它类似的、还起到电气绝缘接线端与端帽和外壳的作用的材料，固定在端帽32上。各个接线端34具有向后延伸出端帽32的外端46。热响应器36位于外壳30内，并适于通过接线端34电气地连接到电机52的绕组50上(见图8)。保护器适于定位成与电机绕组50保持热传导的关系，这样，热响应器36响应于电机绕组的过载的情况。
参照图1、5和6，裙罩24具有一前部60和一后部62。裙罩24是由合适的绝缘材料制成。较佳地，裙罩24由一聚酯薄膜在一心轴上拉拔制成。裙罩材料可以是热变形的，但较佳地是低收缩，或无收缩材料，例如，可从DuPont公司以牌号MylarM021在市场上购得。尽管裙罩最好是Mylar制成，但应该理解的是，在不脱离本发明范围的前提下，可使用其它的材料。裙罩24具有一通过其前端的开口66(图5和6)，其尺寸能使外壳的中间部分44延伸通过其间。具体来说，裙罩的开口66的直径较佳地略小于外壳30的中间部分44的直径，以便提供一过盈的配合。
如图2所示，裙罩24适于定位在保护器22上，以使裙罩与外壳30的中间部分44间隔开，前部60包围端帽32，裙罩的后部从端帽向后延伸，并向后延伸超过接线端34的外端46。
套筒26较佳地是绝缘的聚酯管，最好是螺旋卷绕管，这样，可从DuPont公司以牌号MylarEL(无收缩)或AHS(低收缩)在市场上购得。尽管套筒较佳地是无收缩或低收缩的材料，但应该理解的是，在不脱离本发明范围的前提下，可使用高收缩的材料。如图3和4所示，套筒26适于包围裙罩24和包围保护器22，以使套筒与外壳30的中间部分44接合，并使裙罩24定位在端帽32和套筒之间。
为了将保护器22与电机52的电机绕组50绝缘，裙罩24定位在上述心轴上的保护器上，然后，套筒26定位在保护器和在上述心轴上的裙罩上。较佳地，裙罩24的向后端的直径大于套筒26的内直径，以在套筒和裙罩之间提供一过盈的配合。如果套筒26由热变形的材料制成，则热施加到套筒26，以使套筒变形。较佳地，即使当套筒变形时，裙罩24也保持其形状。因为裙罩24的特征，所以，在套筒的热变形的过程中，它保持套筒26与接线端的外端46间隔开。即使在套筒26热变形之后，裙罩24也保持与接线端的外端46间隔开，保持套筒与接线端的接合。较佳地，套筒26在外壳30的中间部分周围充分地变形，这样，套筒的内表面与外壳的中间部分接合。这可通过在保护器22上热缩套筒26得以实现。或者通过选择一无收缩柔韧的材料的套筒。套筒26使其内表面与外壳的中间部分44接合的变形，能使中间部分尽可能靠近地定位在绕组50上。在套筒26变形之后，接线端34通过导体70电气地与电机的绕组50连接，且保护器22邻近绕组50定位，这样，外壳的中间部分44与绕组保持热传导的关系，这样，热响应器36响应于绕组的过载的情况。
从上述的描述可以理解的是，当保护器22定位成与电机绕组保持热传导的关系时，裙罩24和套筒26适于在保护器和电机绕组50(图8)之间提供一绝缘的阻挡层。裙罩24在接线端34、端帽32和外壳30的后端40的附近(即，最能割破套筒26的壁的保护器22的区域)提供额外的阻挡层，以防止保护器短路绕组50。因为裙罩24至少与外壳中间部分44的大部分间隔开，所以，裙罩24不热绝缘热响应器36和绕组50。因此，在不过分绝缘保护器22的情形下，裙罩24减小短路情况的可能性。
鉴于以上所述，可见达到本发明的若干个目的，并获得具有其它诸优点的结果。
由于在不脱离本发明的范围的前提下，可作出各种变化，所以，包含在上述描述中或图示在附图中的所有内容应被理解为是说明性的，而无限制的意义。
权利要求
1.一种用来从一电机的电机绕组中绝缘热响应的保护器的方法，保护器包括一导热和导电的外壳，外壳具有一向后端，一向前端，以及一介于两端之间的中间部分，以及至少一个接线端，接线端与外壳电气上绝缘，并具有一从后端向后延伸的外端，保护器适于定位成与电机绕组保持热传导的关系，这样，保护器响应于电机绕组的过载的情况，该方法包括提供一具有一前部和一后部的裙罩，裙罩是由绝缘材料制成；以及以下列的方式在保护器上定位一裙罩(a)裙罩与外壳的中间部分隔开；(b)裙罩的前部包围外壳的后端；以及(c)裙罩的后部从外壳的后端向后延伸，并包围接线端的外端。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括提供一绝缘材料的套筒；相对于保护器定位套筒，这样，套筒包围裙罩，且包围保护器，以使套筒与外壳的中间部分接合。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括保持裙罩的定位和套筒的定位，这样，当保护器定位成与电机绕组保持热传导的关系时，套筒和裙罩在保护器和电机绕组之间提供一绝缘的阻挡层。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，提供套筒的步骤包括提供一热变形材料的套筒，其中，保持裙罩的定位和套筒的定位的步骤包括以使套筒变形的方式加热套筒。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，提供套筒的步骤包括提供一热变形材料的套筒，其中，保持裙罩的定位和套筒的定位的步骤包括以使套筒变形的方式加热套筒；以及允许套筒在其变形的状态中冷却。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，套筒是热收缩材料制成，其中，保持裙罩的定位和套筒的定位的步骤包括在保护器上热收缩套筒，以使裙罩保持与外壳的中间部分间隔开，使裙罩的前部包围外壳的后端，而裙罩的后部从外壳的后端向后延伸，并包围接线端的外端。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，热缩套筒的步骤还包括热缩套筒，使套筒与外壳的中间部分直接接合。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，提供裙罩的步骤包括提供一非热缩材料的裙罩。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，提供裙罩的步骤包括提供这样一裙罩，其构造成和适于在套筒变形的过程中，保持套筒与接线端的外端间隔开。
10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，提供套筒的步骤包括提供一管形的套筒。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供裙罩的步骤包括提供一非热缩材料的裙罩。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供裙罩的步骤包括提供一由聚合物膜制成的裙罩。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将接线端电气地连接到电机绕组上；以及将外壳定位成与电机绕组保持热传导的关系，这样，保护器响应于电机绕组的过载的情况。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于保护器具有在外壳的后端上的径向延伸的突缘；裙罩具有一通过裙罩前部的中心开口；以及在保护器上定位裙罩步骤包括通过裙罩的中心开口插入保护器外壳的前端，并向后滑动裙罩到一位置，其中，裙罩的后部向后延伸超过突缘。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，裙罩包围接线端的全部外端。
16.一用来保护电机免于过载情况的保护器组件，电机具有一电机绕组，该组件包括一热响应保护器，保护器包括一导热和导电的外壳和至少一个接线端，外壳具有向后端和向前端，以及一介于两端之间的中间部分，接线端与外壳电气上绝缘，并具有一从外壳的后端向后延伸的外端，保护器适于定位成与电机绕组保持热传导的关系，这样，保护器响应于电机绕组的过载的情况；一裙罩，它具有一前部和一后部，裙罩是由绝缘材料制成；裙罩以下列方式定位在保护器上(a)裙罩与外壳的中间部分隔开；(b)裙罩的前部包围外壳的后端；以及(c)裙罩的后部从外壳的后端向后延伸，并包围接线端的外端；当保护器定位成与电机绕组保持热传导的关系时，裙罩适于在保护器和电机绕组之间提供一绝缘的阻挡层。
17.如权利要求16所述的保护器组件，其特征在于，还包括一包围保护器的绝缘件，当保护器定位成与电机绕组保持热传导的关系时，裙罩和绝缘件适于在保护器和电机绕组之间提供一绝缘的阻挡层。
18.如权利要求17所述的保护器组件，其特征在于，绝缘件包括一绝缘材料的套筒，该套筒包围裙罩和包围保护器，以使套筒与外壳的中间部分接合。
19.如权利要求18所述的保护器组件，其特征在于，套筒是一热变形的管形套筒，套筒的变形致使套筒固定在保护器上。
20.如权利要求19所述的保护器组件，其特征在于，套筒直接与外壳的中间部分接合。
21.如权利要求19所述的保护器组件，其特征在于，套筒与接线端间隔开。
22.如权利要求21所述的保护器组件，其特征在于，裙罩与接线端间隔开。
23.如权利要求19所述的保护器组件，其特征在于，裙罩保持套筒与接线端间隔开。
24.如权利要求19所述的保护器组件，其特征在于，裙罩是由非热缩的材料制成。
25.如权利要求16所述的保护器组件，其特征在于，至少一个接线端包括一第一接线端，其中，保护器组件还包括一与第一接线端间隔开的第二接线端。
26.一包括电机绕组和如权利要求16所述的保护器组件的电机组件，保护器组件定位成与电机绕组保持热传导的关系，这样，热响应器响应于电机的过载的情况。
27.一用来保护电机免于过载情况的保护器组件，电机具有一电机绕组，该组件包括一热响应保护器，保护器包括一导热和导电的外壳和至少一个接线端，外壳具有向后端和向前端，以及一介于两端之间的中间部分，接线端具有一从外壳的后端向后延伸的外端；裙罩具有一前部和一后部，裙罩是由绝缘材料制成；以及裙罩以下列的方式定位在保护器上(a)裙罩与外壳的中间部分隔开；(b)裙罩的前部包围外壳的后端；以及(c)裙罩的后部从外壳的后端向后延伸，并包围接线端的外端。
全文摘要
一种用来保护电机绕组免于过载情况的保护器组件和方法。该组件包括一热响应保护器(22)，一裙罩(24)以及一套筒(26)。保护器包括一外壳(30)，一端帽(32)，至少一个接线端(34)，以及一热响应器(36)。端帽覆盖外壳的敞开端。接线端延伸通过端帽。热响应器位于外壳内，并适于通过接线端电气地连接到电机的绕组。保护器适于定位成与电机绕组保持热传导的关系，这样，热响应器响应于电机绕组的过载的情况。裙罩和套筒是由绝缘材料制成。裙罩定位在保护器上，以使裙罩包围端帽和接线端。裙罩位于端帽和套筒之间。当保护器定位成与电机绕组保持热传导的关系时，裙罩和套筒适于在保护器和电机绕组之间提供一绝缘的阻挡层。
文档编号H02K11/00GK1526149SQ02806997
公开日2004年9月1日 申请日期2002年3月20日 优先权日2001年3月23日
发明者K·L·怀特, J·J·梅斯特利克, J·H·赫希, L·D·巴顿, V·P·法戈, K L 怀特, 巴顿, 梅斯特利克, 法戈, 赫希 申请人:爱默生电气公司