专利名称：马达过载保护装置、马达启动装置、备用保护元件以及用于获取备用保护元件的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及在制冷设备的马达中使用的保护免于电过载的装置。更具体地，本发 明涉及能够防止制冷设备马达的过热并且还在其寿命终点时提供额外保护的装置。本发明还涉及启动包括上述过载保护装置的马达的装置。本发明还涉及备用保护元件，当过载保护装置到达其寿命终点时，如果冷却设备 的马达存在短路，所述备用保护元件能够中断电流，避免火灾或电击。本发明还涉及用于获取上述备用保护元件的工艺。
背景技术：
针对马达过载的保护装置或OLP (过载保护器)具有保护诸如冰箱和制冷机压缩 机之类的制冷设备的AC (交流电流)电马达的功能。通过防止由于电过载、转子的锁定和/ 或输入功率的变化导致的马达过热，来实现该保护。然而，当OLP装置达到其寿命终点时， 马达变得不受保护，因此易于发生可导致短路、火星(火)和过热的危险，使用户暴露于可 以使他们永久损伤甚至死亡的电击的危险之下。解决上述问题的一个已知方法是通过使用与OLP关联的熔断器(fuse)。当OLP 到达其寿命终点时，这种熔断器具有中断在危险情况中流过马达的电流的功能，从而其将 马达从电源断开。因此，所述熔断器提供了第二保护，并用作类似于备用保护。北美专利 US6433975公开了此类型的实施例，其描述了配备可以采取几种结构性安排的金属条形式 的熔断器的马达保护装置。熔断器安装在所述保护器内，并直接或间接地与保护性外部端 子关联。在直接关联中，熔断器被熔接到所述端子，在间接关联中，使用保持构件来连接这 两个部件。以类似方法，北美专利US5995351描述了用于马达的保护装置，其配备金属片形 式的熔断器，如此文献的图16中所示。该熔断器包括一对由中心熔丝(link)关联的安装 端。所述安装端被电连接到连接器构件和端子。因此，在这些北美专利(US6433975和US5995351)中所述的保护装置中，熔断器需 要使用能够直接连接到马达的端子部件，因此，所述端子和熔断器是独立且完全分开的部 件，它们通过例如螺丝或者甚至熔接等合适的连接来关联，这使生产过程昂贵，并且损害了 装置的可靠性和性能。巴西的文献PI 9305945-0描述了一种熔断器，其在单个集成金属部件中包括两 个通过“S”形式的熔融体(fuse link)连接的末端端子，所述末端端子的厚度与熔融体厚 度相比更大。末端端子还包括允许螺丝紧固的孔。国际文献WO 88/01790涉及一种熔断器，其优选地在车辆电马达中与连接器组合 使用。所述熔断器在单个金属部件中包括两个端子部分与一个链接(linkage)部分，所述 链接部分在熔断器被激活时熔化。所述端子部分包括使所述熔断器与其它装置容易连接的 孔。此文献的图1至图5示出了该熔断器的几个优选实施例。
由以上文献PI 9305945-0和WO 88/01790公开的熔断器在汽车领域中具有应用， 而在制冷设备马达中没有应用。此外，所述熔断器与马达之间的连接需要附接装置，例如螺 丝之类，其使熔断器-马达组件的实施和维护变得困难。北美专利US4661793公开了在单个部件上具有两个集成的竖直金属条的熔断器， 所述竖直金属条与“S”形式的中心熔融体关联，其由金属条通过冲压工艺形成。每个金属 条包括一对端子。所述熔断器还包括封套，其在外部包围所述金属部件以对金属部件进行 保护和绝缘。这种封套具有两个上开口，其允许通达所述端子。欧洲文献EP0967627描述了一种熔断器，其包括与多个熔断器部分关联的多个端 子，所述多个熔断器部分进而与延伸部分关联。所述熔断器由单个部件构成，所述两个部分 通过穿刺(puncture)工艺获得。最后，北美文献US4219793描述了可以用来防止损坏电设 备、电路元件等的熔断器。此熔断器包括由外部管包围的金属条，其具有一对连接端子。这 种金属条包括“S”形式的熔断器部分，其与保持部分关联，所述保持部分进而连接到外部管 端子。上述由文献US4661793、EP0967627以及US4219793公开的熔断器还不具有在制冷 设备马达(诸如压缩机)中的应用。此外，这些种类的熔断器需要合适的封套或外部连接 器，从而使其可以与外部装置关联。因此，现有技术的文件中没有一个示出了具有以下特性的、保护制冷设备马达的 完整方案其综合了低成本与简化的实施/维护，并且能够在OLP装置到达其寿命终点时为 马达提供备用保护，而且其表现良好的稳定性和性能。发明目的本发明的第一目的是提供一种低成本且简单实施的装置，其能够对制冷设备的马 达提供对抗可以损坏它们的过热、电过载、转子的锁定以及输入功率上的变化的双重保护， 还避免对这种设备的用户的危险。本发明的第二目的是提供一种低成本且简单实施的装置，其能够驱动马达的启 动，此外，其还能够保护制冷设备的马达对抗上述的过热、转子锁定以及输入功率上的变 化。本发明的第三目的是提供一种低成本且简单实施的备用保护装置，当OLP到达其 寿命终点时，其能够在马达受到损坏且具有短路时中断电流。本发明的第三目的是提供一种用于获得上述保护装置的方法。
发明内容
通过提供一种在制冷设备马达中使用的过载保护装置实现本发明的第一目的。这 种装置至少具有互相关联的一个主模块与一个备用保护元件。所述备用保护元件至少包 括能与电力供应源关联的第一连接单元；能与马达关联的第二连接单元；以及直接将所 述第一连接单元连接到所述第二连接单元的熔断链接(fusing linkage)，所述第二连接单 元与所述熔断链接在单个部件中完全互相关联。所述熔断链接能够中断流过马达的电流。通过提供一种启动马达的装置实现本发明的第二目的，所述装置能够提供马达启 动，并至少包括根据上面所述的过载保护装置。通过提供一种在保护制冷设备马达的装置中使用的备用保护元件实现本发明的第三目的。这种备用保护元件包括能与电源关联的至少一个第一连接单元；能与马达关 联的第二连接单元；以及直接将所述第一连接单元连接到所述第二连接单元的熔断链接， 所述第一连接单元、第二连接单元以及所述熔断链接在单个部件中完全互相关联。所述熔 断链接能够中断流过马达的电流。通过提供一种用于获得根据上述的备用保护元件的工艺实现本发明的第四目的。 所述工艺包括步骤对金属部件冲压和切割以获得连接器，该连接器具有通过中间部分与 第二连接单元关联的第一连接单元。该工艺还包括步骤对在上述步骤中获得的连接器中 间部分的一部分的铸压(coinage)，以将中间部分的所述部分调整到预设的厚度；以及对 前述步骤中获得的中间部分的所述被压部分进行切割，以获得熔断链接。
下面将参照附图更详细地描述本发明，其中图1表示作为本发明的目的的马达过载保护装置的第一实施例的透视图；图2表示作为本发明的另一目的的备用保护元件的第一实施例的透视图；图3表示图1中所示的与制冷设备马达关联的过载保护装置的前视图；图4表示图1中所示的与制冷设备马达关联的过载保护装置的侧视图；图5表示作为本发明的再一目的的用于马达启动的装置的透视图；图6表示图5中所示的与制冷设备马达关联的用于马达启动的装置的透视图；图7表示马达过载保护装置的第二实施例的透视图；图8表示备用保护元件的第二实施例的透视图；图9表示马达的部件与用于马达启动的装置的部件之间的链接方案；图10表示示出马达、马达启动与电源之间的关联的框图；图11表示图9中表示的链接方案的优选实施例；图12表示图10中表示的框图的优选实施例。
具体实施例方式图1示出了根据本发明的第一实施例的在制冷设备的马达400中使用的过载保护 装置100。在图3、4和6中部分地表示的马达400优选地由冰箱、制冷机或其它合适的制冷 设备的压缩机组成。因此，马达400通常是AC(交流)型单相电马达。可选地，可以使用其 它类型的例如多相的马达。马达400是单相时，其至少具有主线圈404、辅助线圈405以及 电公共端，它们分别与马达400外壳的外围部分中的主端子402、辅助端子403以及公共电 端子401关联。过载保护装置100至少具有主模块200，主模块200能够通过一种元件来保护马达 400免于过热，该元件的电流或过高温度加热双金属元件，双金属元件能够通过断开电接触 而中断电流。所述双金属元件加热可以通过直接使电流经过过载保护装置100本身或通过 位于所述双金属元件旁边的电阻器来发生。该主模块200的功能与公知的各种OLP装置 (过载保护器)类似，并且已经遍布市场，因此，既然其属于现有技术所以这里省略细节。如 参考的示例，型号4TM和4MP是由knsata Technologies公司生产的OLP装置。具体地， 北美专利US6317304示出了型号4TM。
主模块200与也作为本发明的目的的备用保护元件关联。如在图2中可以注意到 的，备用保护元件300至少包括一个第一连接单元301，其可关联到电源600。通过主模块 200本身的连接端子直接或间接地实现该关联。电源600必须能够为马达400的类型提供 合适的电流。因此，优选地使用单相或多相电源。第一连接单元301与第二连接单元302关联，第二连接单元302进而可通过联接 (coupling)与马达400关联。此联接被第二连接单元302的结构安排所允许，尤其是所述 第二连接单元302被构造为与马达400以安全和固定的方式直接连接，而不需要任何其它 连接手段，例如螺丝或焊接之类。该特征与现有技术公知的保护元件(熔断器)相比体现 了优点。通常，第二连接单元302可通过联接与马达400的公共电端子401关联。备用保护元件300还包括熔断链接303，其直接将第一连接单元301连接到第二 连接单元302。熔断链接303的功能为，当危险或损坏情况发生时，即当马达400具有由于 电过载、转子锁定和/或输入功率的变化而导致的短路(失去线圈绝缘)时，中断流过马达 400的电流。因此，熔断链接303在流过马达的电流达到非正常值时将熔断，从而对马达400 提供备用保护。第一连接单元301，第二连接单元302以及熔断链接303在单个部件中完全互相关 联。优选地，该单个部件是金属的且被冲压。与目前已知的OLP装置不同，在考虑过载保护 装置100与马达400之间构成的整个组件而不是单独地考虑熔断器的情况下确定烧断(熔 断)所述熔断链接303所需要的电流，以确保其在正确的名义电流时烧断(当熔断器装配 在连接到马达400的OLP上时的热传输与单独熔断器的热传输相比表现很大的不同)。优选地，熔断链接303包括基本为“S”或“Z”形式的部分，“S”或“Z”的形式允许 熔断器尺寸(长度)在小空间中被最大化。此外，这种形式防止熔断链接303的端子在所 述熔断链接303熔断之后意外地接触。优选地，熔断链接303位于与主模块200最近处，从而最小化两者之间产生的热， 避免如塑料外壳的过热与端子的退化等不希望的效应。备用保护元件300的材料优选地是满足连接器(高电导率)与普通熔断器(低熔 点以及高温时电阻增加)的特征的金属或金属混合物。图3和图4示出了过载保护装置100与马达400之间的关联发生的方式。第二连 接单元302通过联接被直接连接到马达400的公共端子401。图8示出了备用保护元件300的第二优选实施例，其被设计成用于图7所示的过 载保护装置400的第二优选实施例中。备用保护元件300的第一和第二优选实施例之间的 差别仅在于结构安排，而没有重大的功能差别。在OLP到达其寿命终点时能够防止马达被损坏的备用保护元件300由部件冲压工 艺获得，与传统熔断器不同，其是可替换的单元和/或被单独地生产来与OLP端子关联。备用保护元件300的制造工艺首先包括金属部件的冲压和打孔步骤，以获得与上 述PC连接器类似的连接器。这种连接器具有通过中间部分与第二连接单元302关联的第 一连接单元301。执行以下步骤允许连接器被构造为使得其具有备用保护元件的特征-i)对在前面步骤中获得的连接器中间部分的一部分进行铸压，以将中间部分的 所述部分调整到预设厚度。需要该步骤来最小化材料的厚度以及满足机械和电学要求；以及-ii)对在步骤i中获得的中间部分的所述受压部分进行穿刺，以获得熔断链接 303。优选地，通过切割工具完成所述穿刺，该切割工具被适配来用于将熔断链接303基本 构造为“S”或“Z”的形式。如此，上述工艺允许形成与熔断链接303不同的结构安排(降低的厚度以及“S” 或“Z”的形式)，以最小化所产生的热以及总能耗。包括上述过载保护装置100的用于马达启动的装置500也是本发明的目的。图5 和图6中所示的用于马达启动的装置500能够提供马达400的启动；更具体地，如果马达 400是单相型的，则所述装置能够在马达启动期间连接和断开辅助线圈405。图6示出了用于马达启动的装置500与马达400之间的关联如何发生。主端子 402、辅助端子403与公共电端子401联接在用于马达启动的装置500所包括的三个孔中。而且，因为马达启动装置500的功能是公知的且不是本发明的保护范围的一部 分，所以这里将不对其详细描述。优选地，马达启动装置500包括在此类型的应用中广泛使用的元件PTC 501 (正温 度系数)。元件PTC 501在环境温度时具有低电阻，在高温时具有高电阻。如由图9可以指 出的，元件PTC 501与辅助线圈405串联地链接，并用作断续器。在马达400启动时，元件 PTC 501处于环境温度(“开启”模式)，并因此连接辅助线圈405。若干秒后，元件PTC 501 由于电流通过而被加热，变为高电阻，因此实际上关闭了辅助线圈405。元件PTC 501导致 的辅助线圈405的关闭时间足以使马达400进入完全工作，从而不再需要辅助线圈405。在 马达400被开启时，元件PTC 501由于将会继续流过它的残留电流而保持高温。仅作为示 例性的特征，图11示出了根据由图9所示链接方案表示的概念实施的电路的优选实施例。图10示出了简化的方案，示出如何完成马达400、马达启动装置500与电源600之 间的关联。而且，仅作为示例性的特征，图12示出了根据由图10所示框图表示的概念实施 的电路的优选实施例。具体地，北美文献US7240508描述了包括OLP装置的马达启动装置。在此现有技 术文献的图5B中，可以注意到连接器(参考PC)具有用于(直接或间接)关联到马达与 电源600的两个末端端子，以及将这两个末端端子一体化(uniting)的中间部分。连接器 PC以单个部件的形式构成，但其不具有保护马达的功能，也就是说，中间部分仅将PC连接 器的两个端子直接关联。因此，这种中间部分不包括在发生马达过载情况时能够熔断的熔 断链接，这与本发明不同。与传统熔断器相比，具有集成熔断器的备用保护元件300由于材料的低成本以及 工艺的低成本而表现出降低的制造成本，这是因为避免使用了额外的材料(分离的熔断器 本身，熔断和/或连接元件)，并避免使用为了结合分离的熔断器而需要的额外工艺步骤。此外，备用保护元件300与OLP装置所包括的传统熔断器相比呈现出更好的热传 输，因为在传统熔断器中，所存在的用于结合分离熔断器的熔断或连接元件表示了热常数 的增加，从而导致了诸如OLP响应时间的增加的不希望的效应。在描述优选实施例的示例时必须理解，本发明的范围包括其它可能的变化，本发 明的范围仅被所包含的权利要求限定，其中包括了可能的等同物。
权利要求
1.在制冷设备的马达G00)中使用的过载保护装置(100)，所述装置(100)至少具有 互相关联的主模块(200)与备用保护元件(300)，所述备用保护元件(300)至少包括-第一连接单元(301)，其能与电源(600)关联；-第二连接单元(302)，其能与所述马达(400)关联；以及-熔断链接(303)，其将所述第一连接单元(301)直接连接到所述第二连接单元(302)， 所述熔断链接(30 能够中断流过所述马达G00)的电流，其特征在于所述第一连接单元 (301)、所述第二连接单元(30 与所述熔断链接(30 在单个部件中被完全互相关联。
2.如权利要求1所述的过载保护装置，其特征在于所述熔断链接(303)由基本为“S” 或“Z”形式的部分组成。
3.如权利要求1所述的过载保护装置，其特征在于所述备用保护元件(300)是单个的 金属冲压部件。
4.如权利要求1所述的过载保护装置，其特征在于所述电源(600)是单相或多相，所述 第一连接单元(301)能被直接或间接地关联到所述电源(600)。
5.如权利要求1所述的过载保护装置，其特征在于所述马达(400)是单相或多相，所述 第二连接单元(30 能通过联接关联到所述马达G00)的公共电端子001)。
6.能够提供所述马达G00)的启动的马达启动装置(500)，其特征在于其包括如权利 要求1至5所述的过载保护装置(100)。
7.如权利要求6所述的马达启动装置(500)，其特征在于所述马达(400)至少具有一 个主线圈G04)以及一个辅助线圈005)，所述马达启动装置(500)能够在所述马达(400) 启动期间连接和断开所述辅助线圈005)。
8.在制冷设备中的马达保护装置(100)中使用的备用保护元件(300)，至少包括-第一连接单元(301)，其能与电源(600)关联；-第二连接单元(302)，其能与马达(400)关联；以及-熔断链接(303)，其将所述第一连接单元(301)直接连接到所述第二连接单元(302)， 所述熔断链接(303)能够中断流过所述马达G00)的电流，所述备用保护元件(300)的特 征在于所述第一连接单元(301)、所述第二连接单元(30 与所述熔断链接(30 在单个部 件中被完全互相关联。
9.如权利要求9所述的备用保护元件(300)，其特征在于所述熔断链接(303)至少包 括基本为“ S ”或“ Z ”形式的部分。
10.如权利要求8所述的备用保护元件(300)，其特征在于其由单个的金属冲压部件组成。
11.用于获得在马达保护装置(100)中使用的备用保护元件(300)的工艺，其包括为了 获得连接器而对金属部件进行铸压和切割的步骤，所述连接器具有通过中间部分与第二连 接单元(30 关联的第一连接单元(301)，所述工艺的特征在于其包括步骤-i)对在前面步骤中获得的所述连接器的中间部分的一部分进行铸压，以将所述中间 部分的所述部分调整到预设厚度；- )对在步骤i中获得的所述中间部分的所述被压部分进行切割，以获得熔断链接 (303)。
12.如权利要求11所述的工艺，其特征在于在步骤ii中，通过切割工具执行所述切割，所述切割工具被适配来用于将熔断链接(303)基本构造为“S”或“Z”的形式。
全文摘要
本发明涉及一种电过载保护装置(100)，其能够避免制冷设备的马达(400)的过热，并且还在其寿命终点时提供额外保护。通过备用保护元件(300)提供这种额外的保护，所述备用保护元件(300)至少包括可以与电源(600)关联的第一连接单元(301)；可以与马达(400)关联的第二连接单元(302)；以及将第一连接单元(301)与第二连接单元(302)直接相连的熔断链接(303)。这种熔断链接(303)能够中断流过马达(400)的电流。第一连接单元(301)、第二连接单元(302)与熔断链接(303)在单个部件上被完全互相关联。本发明还涉及包括上述过载保护装置(100)的马达启动装置(500)。本发明还涉及用于获得上述备用保护元件(300)的工艺。
文档编号H01H85/02GK102084451SQ200880129829
公开日2011年6月1日 申请日期2008年11月7日 优先权日2008年4月14日
发明者G·波托内托 申请人:智力科技传感和控制装置巴西有限公司