电流中断装置和具有电流进线的电动机的制作方法

本实用新型涉及一种用于防止设备热过载的电流中断装置，所述设备特别是电动机。

背景技术：

现有技术中为了防止电动机热过载，除了使用会根据电动机的电流消耗来识别电动机过载的过载继电器外，例如也还使用探测并评估电动机绕组温度的热敏电阻保护电路。其中，使用各种温度探测元件或传感器来检测电动机绕组的温度，例如温度传感器，特别是PTC 热敏电阻(PTC：positive temperature coefficient(正温度系数))、PTlOO传感器以及电阻变化与探测到的温度有关的KTY传感器(具有PTC 特性)。现有技术中借助PTC传感器来提供过热温度保护的已知解决方案的工作方式基于以下原理：使用两个与温度相关的电阻范围。在电动机绕组处于没有问题的第一温度范围期间，这样一个温度探测元件的电阻处于第一电阻范围。电阻值例如大于第一电阻范围的电阻值的第二电阻范围则对应于超过系统特定阈值的温度。

上述的温度探测元件、温度传感器是通过温度探测元件在预定义的取值范围内的电阻变化来评估电动机的过载。而所谓的热感开关元件(Thermo-Click-Element)在其常用领域中则是在达到温度阈值时将通过电动机绕组的电流回路断开。

温度传感器则是借助保护电路而被评估，该保护电路基本上测定相关的温度探测元件的电阻，并且向开关、评估电路或诸如此类的元件输出通知信号，借此在根据测量到的温度识别到热过载时，例如触发设备的关断或者启动其他预定功能。其中，当绕组电流较大时，传感元件或温度监测器不直接切断绕组电流，而是对供电或功率输出级的控制施加影响。

由EP 2535993 A1已知一种用于无刷电子换向直流电动机(也就是半导体输出级在供电直流电压上的所谓EC电动机)的控制电路，该控制电路由电子换向控制器通过驱动级进行控制，来对电动机的定子绕组进行时移控制，以便根据转子的旋转位置产生用于转子的旋转磁场。

在运行状况异常的情况下，必须根据现行的国家或国际标准技术规范来为这样的EC电动机提供过热保护。

以往实践中所使用的方法由于人们所采用的特定解决方案而几乎都存在系统特定的缺点。一方面存在如何安置传感器的空间问题。另一方面，为了在电动机中实现具体的温度监测，需要成本高昂的附加组件和安装。

此外还存在实践中由于迅速升温而需加以考虑的问题。举例而言，当电动机发生与绕组设计相关的转子堵转时，就会导致绕组温度迅速升高。其结果是出现不允许的绕组高温，而由于温度传感器的迟钝，对此的响应行为过慢，这种不允许的绕组高温不会及时引起电动机馈电的切断。

技术实现要素：

因此，本实用新型的目的是提供一种装置，这种装置确保更高的运行安全性以免电动机过热，并且可靠地检测特别是超过允许极限温度的升温并为电动机提供过热保护。

这个目的通过根据技术方案1所述的特征组合而达成。

为此，本实用新型提出一种可整合在电动机的电流进线中的电流中断装置，该电流中断装置被构建为在达到定义温度TG时中断电流进线，其中电流中断装置配设容置壳体，因升温而可发生体积变化(因密度改变)的导电物质容置在容置壳体中。此外设有可串联接入电流进线的第一接线和第二接线，并且第一接线和第二接线中的至少一者根据导电物质的温敏体积而与导电物质(因体积改变)电性接触或分离，并且借此实现或中断从第一接线到第二接线的电流流动。

其中，以下为优选技术方案：至少使得第一接线和第二接线之间发生中断的温度TG是一个使导电物质发生从固态到液态的相变的温度。

本实用新型提出两种方案。第一种方案是对液态物质的密度异常加以利用，所谓密度异常就是升温时密度变大，体积减小。借此可以实现：在设定了正确的填装量的情况下，体积在特定温度下至少减小到使得相关接线的接触面与导电物质之间的电接触被中断，并且二者之间存在缝隙。

其中，在本实用新型的优选技术方案中如下设置：导电物质是金属合金，该金属合金在温度TG周围的温度范围内具有密度异常。因此，通过选择合金元素及其质量百分比，也可以针对特定的温度范围设置密度异常并加以特定使用。

以下是有利的：导电物质是铋合金，优选是铋锡合金。

本实用新型的优选技术方案提出：进一步设有检测装置，以便测定导电物质处于(例如固态的)膨胀状态还是处于体积减小的(例如液态)状态。

进一步有利地如下设置：检测装置是料位传感器，该料位传感器以传感元件通过开口伸入容置壳体中的容置空间内，优选在直接邻近第一接线或第二接线的位置处，在第一接线和第二接线之间建立或断开导电连接，使得传感元件根据导电物质的温敏体积而与导电物质或多或少地电性接触或者完全分离。

替代方案不是利用密度异常，而是对渐增的升温所引起的物质的体积膨胀加以利用，来中断相关接线的接触面与导电物质之间的电接触。

因此，在本实用新型采用这种方案的优选实施方式中，如下设置：检测装置是传感器，该传感器以传感元件在容置壳体上的开口处安装在溢流通道区域内或内部，并且根据导电物质的温敏体积，导电物质因体积膨胀而进入溢流通道并且在该处可被传感器探测到，以便据此引发或触发电流中断。

在本实用新型采用这种方案的进一步优选的实施方式中，如下设置：检测装置具有用于测量电压或测量电阻以测定溢流通道中的料位的装置。

本实用新型的另一个方面涉及一种具有电流进线的电动机，其中采用任一上述方案的电流中断装置整合在与第一接线和第二接线串联的电流进线中。

本实用新型确保更高的运行安全性以免电动机过热，并且可靠地检测特别是超过允许极限温度的升温并为电动机提供过热保护。

附图说明

关于本实用新型其他有利改进方案的特征请参阅从属技术方案，下面参照附图并结合本实用新型的优选实施方案予以详细说明。其中：

图1a、图1b为本实用新型第一实施例的示意图；及

图2a、图2b为本实用新型替代实施例的示意图。

具体实施方式

下面参照图1a、图1b以及图2a、图2b对本实用新型进行详细阐述，其中，附图中的相同附图标记指向相同的结构特征和/或功能特征。

其中，图1a、图1b仅例示性以及示意性地示出用于中断电动机的电流供应的电流中断装置1的第一实施例。不言而喻的是，该配置布置在电动机的电流进线中热负载对电流中断装置1产生相应影响的位置上。在此，可以非常有选择性地将电流中断装置1的位置处的温度与待监测温度TG的位置之间的温差ΔT一并考虑在内，并且据此来调整体积变化功能。

电流中断装置1整合在电动机3的电流进线2中。电流中断装置 1配设容置壳体10，因升温而可发生体积变化的导电物质20容置在该容置壳体中。

此外设有可串联接入电流进线2的第一接线11a和第二接线11b。第一接线11a和第二接线11b中在图1a中位于上方的接线11a按以下方式进行布置和构建：这个接线根据导电物质20的温敏体积而与导电物质20电性接触或分离，并且借此实现或中断从第一接线11a 到第二接线11b的电流流动。

电动机2的电流进线的连接状态展现在图1a的视图中，分离状态则由图1b示出。导电物质20的体积由于加热和密度异常效应而减小到物质20与上接线11a之间不存在电接触。

其中，这样来选择实施例，使得：至少使得第一接线11a和第二接线11b之间如图1b所示那样发生中断的温度TG是一个使导电物质 20发生从固态到液态的相变的温度。这意味着，图2b中的状态是液态。

就这点而言，应用实施时需要注意的是：以合适的定向布置电流中断装置1，使得接线11a与物质20之间产生能中断电流的缝隙。

图2a和图2b仅例示性以及示意性地示出用于中断电动机2的电流供应的电流中断装置1的替代实施例。

其中，图2b中的视图示出一个相对于图2a中的视图经加热的状态。此处的体积膨胀恰好发生于反向上。也就是说，随着温度的升高，物质的体积在相关温度范围内变大。

这种实施方式设有检测装置5，以便测定导电物质20处于膨胀状态还是处于体积减小的状态。

检测装置5在此为料位传感器，该料位传感器以传感元件5a通过开口伸入容置壳体10中的容置空间内。如此一来，传感元件5a就可以根据导电物质20的温敏体积而与导电物质20一同因体积膨胀而进入溢流通道12，并且在该处被传感元件5a探测到，以便据此来引发电流中断。

图2a示出溢流通道12区域内不存在物质20的状态。

本实用新型的实施范围不限于前述优选实施例。凡是运用图示解决方案的技术变体，即便以完全不同的方式进行实施，也落入本实用新型的范围。