Štartovací systém elektromotorov

Číslo patentu: 286915

Dátum: 26.06.2009

Autor: Berwanger Egídio

Je ešte 2 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Štartovací systém elektromotorov obsahujúci pohonný (štartovací) prostriedok (10) uložený vnútri elektromotora a vystavený magnetickému poľu vytvorenému hlavnou cievkou (1) na jeho vybudenie na činnosť elektromotora, tento pohonný prostriedok (10) uzatvára spínač (20) umiestnený medzi zdrojom (3) elektrického prúdu a pomocnou cievkou (2), keď prúd, ktorý preteká hlavnou cievkou (1), vytvára intenzitu vyššiu ako predurčená hodnota a otvára spínač (20), keď prúd pretekajúci hlavnou cievkou (1) tvorí magnetické pole s intenzitou s predurčenou minimálnou hodnotou.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka štartovacieho systému indukčných elektromotorov, najmä typy použité v herrnetických chladiacich kompresoroch.Doteraj ší stav technikyV bežných konštrukciách má elektromotor uvedeného typu hlavnú cievku a pomocnú cievku, ktoré sú napájané elektrickým prúdom zo zdroja elektrického prúdu cez štartovací okruh elektromotora, obvykle obsahujúceho štartovacie relé alebo terrnistor (PTC) osadený tak, aby zabezpečil elektrické spojenie s vonkajšou stenou kompresorového obalu, v ktorom motor pracuje.V týchto konštrukciách je terminál každej hlavnej a pomocnej cievky tohto elektromotora priamo spojený so zdrojom elektrického prúdu cez spínač štartovacieho okruhu, pričom na druhej strane je iný terminál pomocnej cievky spojený s daným zdrojom elektrického prúdu cez relé alebo PTC.V konštrukcii využívajúcej štartovacie relé dochádza pri excitácii vinutia k magnetickému uzavretiu kontaktov, urnožňujúcich prúdu tiecť do pomocnej cievky elektromotora. Tento stav budenia pretrváva, pokiaľ je prúd vo vinutí cievky dostatočný na udržanie uzavretého stavu kontaktov. Celkovo teda práve po štarte potom, ako prúd klesne v hlavnej cievke, prúd vo vinutí cievky je podstatne zredukovaný, čo zapríčiňuje nie vždy pri požadovaných príležitostiach otváranie kontaktov cievky a prerušenie toku prúdu cez pomocnú cievku motora.Používame štartovacieho relé má ďalšie nevýhody, ako napríklad možnosť roztavenia kontaktov cievky v prípadoch vysokoprúdového elektrického výboja, možnost elektrických interferencií a iskrenia.V konštrukcii využívajúcej štartovacie PTC, pri štarte elektromotora, umožňuje PTC tok elektrického prúdu do pomocnej cievky, tento stav je dočasne udržovaný vo funkcii charakteristík PTC. Počas toku elektrického prúdu sa teplota PTC mení a progresívne sa zvyšuje. Pri vyhrievani je odpor PTC postupne zvýšený a postupne obmedzuje tok elektrického prúdu a následne redukuje prúd do pomocnej cievky, nastáva teda redukcia, až pokiaľ nie je tok prúdu do pomocnej cievky úplne zablokovaný. V praxi aj napriek postupnej redukcii prúdu cez pomocnú cievku motora, odpor PTC nie dostatočne efektívne prerušuje prúd do pomocnej cievky, pričom umožňuje prietok zvyškového prúdu vnútri, čo vyúsťuje do energetickej spotreby elektromotora. Okrem toho existencia prúdu, tečúceho cez PTC, ho udržuje neskôr vyhriate, čím sú narušené nové štarty elektromotora, odkedy je reštartovanie možné vykonať len pri určitej determinovanej teplote PTC, pri ktorej sa tam nenachádza nezanedbateľný odpor pre tok prúdu.Popri niektorých nevýhodách vyplývajúcich zo zabezpečenia štartovacieho relé alebo PTC na dosiahnutie štartu elektromotora, táto bežná konštrukcia realizácie štartovacíeho okruhu nejakými vonkajšími elementmi externe ku kornpresoru spôsobuje následné nevýhody, ako napríklad nenáležité vyhriatie obalu a následne aj komponentov v rámci neho, namáhavosť a nepohodlnosť na montáž takéhoto puzdra do kompresora a vystavenie daného puzdra zásahom, ked je kompresor v pohybe, napríklad počas prevážania, čo môže spôsobiť nenáležité rozpojenie obalu, obsahujúceho štartovací okruh od puzdra kompresora.Cieľom vynálezu je zabezpečiť štartovací systém elektromotora, ktorý sa zaobíde bez štartovacieho relé alebo štartovacieho PTC V štartovacom okruhu daného motora, aby sa vyhlo nevýhodám, ktoré vyplývajú z používania týchto komponentov.Ďalším cieľom vynálezu je zabezpečiť štartovací systém elektromotora uvedeného typu, ktorý môže byť osadený do hermetického kompresora bez nevýhod, známych z doterajšieho stavu techniky.Tieto a ďalšie ciele tohto vynálezu sú dosiahnuté štartovacím systémom elektromotora obsahujúcim hlavnú cievku a pomocnú cievku, ktoré sú napájané zdrojom elektrického prúdu, kde systém obsahuje spínač umiestnený medzi zdrojom elektrického prúdu a pomocnou cievkou a má otvorený stav pri nevybudenej pomocnej cievke a zatvorený stav na vybudenie pomocnej cievky a ďalej obsahuje pohonný (spúšťací) prostriedok na uzatvorenie a otvorenie spínača, ktorého podstata spočíva v tom, že vnútri elektrického motora,vystavený magnetickému pol , vytvorenému hlavnou cievkou na vybudenie čirmosti elekuického motora je umiestnený pohonný (spúšťací) prostriedok na zatváranie spínača pri intenzite magnetického poľa hlavnej cievky vyššej ako stanovená minimálna hodnota a na otvorenie spínača pri intenzite magnetického poľa hlavnej cievky rovnej alebo nižšej ako stanovená minimálna hodnota.Vo .výhodnom uskutočnení je pohonný (spúšťací) prostriedok premiestniteľný medzi neoperatívnou polohou pn otvorenom spínači a operatiwiou polohou pri zatvorenom spínači, pričom pohonný (spúšťací) prostriedok je premiestniteľný do jeho operatívnej polohy magnetickým poľom s intenzitou vyššou, ako je sta 10novenáhodnota a premiestniteľný do neoperatívnej polohy návratného prostriedku pohonného(spúšťacieho) prostriedku pri magnetickom poli s intenzitou rovnou alebo nižšou ako minimálna hodnota. Návratný prostriedok je pritom definovaný gravitačnou silou na pohonný (spúšťaci) prostriedok.Výhodné je, keď je návratným prostriedkom pružinový element na nútenie pohonného (spúšťacieho) prostriedku do pracovnej polohy.Výhodné je tiež, keď spínač obsahuje pár mechanických kontaktov vzájomne elektricky spojiteľných pohonnýrn (spúšťacím) prostriedkom v spúšťacorn stave. Výhodné je tiež aj to, ked pohonný (spúšťací) prostríedok a pár kontaktov je umiestnených v hermetickom obale, ktorý je elektricky priepustný a umiestnený vnútri statora elektrického motora, pričom hennetickým obalom je kontajner zo skla.V ďalšom výhodnom uskutočnení je pohonný (spúšťací) prostriedok umiestnený v centrálnej oblasti hlavnej cievky elektromotora a obsahuje transforrnátor, ktoré primárne vínutie je tvorené hlavnou cievkou elektrického motora a Sekundárna časť je vínutie na operatívne spojenie so spínačom, ktorý obsahuje elektronický prvok spínateľný vytvoreným prúdom transformátora, resp. obsahuje polovodičový prvok.V štartovacom systéme elektromotora, kde spínač obsahuje polovodičový prvok a elektrický motor, je aplikovaný do chladiaceho kompresora, podstatou spočíva v tom, že polovodičový prvok je umiestnený V hermetickom obale kompresora, oddelene od elektrického motora.Vo výhodnom uskutočnení je polovodičový prvok umiestnený priľahlo k nasávaciemu okruhu kompresora.Výhodné je, keď je polovodičovým prvkom triak na blokovanie vybudenia pomocnej cievky a na vybudenie pri uzavretom stave spínača.Výhodné je tiež, keď štartovací systém obsahuje permanentný kondenzátor umiestnený medzi hlavnou cievkou a pomocnou cievkou v sérii, pričom ochranný prvok je umiestnený paralelne k permanentnémir kondenzátora a v sérii so spínačom a pomocnou cievkou. Ochranným prvkom je pritom rezistor umiestnený v hermetickom kontajneri a ponorený v olejovom rezervoári vytvorenom vnútri hermetického obalu kompresora, pričom hennetický kontajner je z priehľadného skla.Prehľad obrázkov na výkreseVynález bude bližšie opísaný pomocou pripojených obrázkov, kde na obr. l je schematicky zobrazená hlawrá a pomocné cievka elektromotora, ktoré sú pripojené na štartovací systém tohto vynálezu, podľa jeho konštrukčného vyhotovenia, na obr. 2 je schematicky hlavná a pomocná cievka elektromotora, ako je to ilustrované na obr. l, ktoré sú pripojené a štartovací systém podľa tohto vynálezu, podľa ďalšieho konštrukčného vyhotovenia, na obr. 3 je schematicky konštrukcia štartovacieho systému, na obr. 4 je iná konštrukcia štartovacieho systému podľa tohto vynálezu, obr. 5 schematicky a v perspektívnom pohľade zobrazuje hlavnú a pomocnú cievku elektromotora, znázorňuje pozičné usporiadanie štartovacieho systému podľa tohto vynálezu, ako je to zobrazené na obr. 3, obr. 6 schematicky zobrazuje variant konštrukcie - ochrarmý prvok spínača pre štartovací systém na obr. 2, obr. 7 schematicky zobrazuje konštrukciu pre ochranný prvok spinača, znázomeného na obr. 6 a obr. 8 schematicky a vo vertíkálnom priereze zobrazuje časť kompresora na použitie v chladiacich systémoch, znázorňuje pozičné usporiadanie ochranných prvkov spinača, znázorneného na obr. 7 pod cievkami elektromotora kompresora.Vynález bude opísaný vo vzťahu k elektromotoru typu použitom v chladiacich komporesoroch, obsahujúci hlavnú cievku 1 a pomocnú cievku 2, ktoré sú napájané zdrojom 3 elektrického prúdu, ako je napríklad elektrická sieť so striedavým prúdomPočas štartu elektromotora štartovací prúd, ktorého intenzita je obvykle oveľa vyššia ako nomrálny operačný prúd elektromotora, tečie do hlavnej cievky 1 elektromotora, kde vytvára intenzívne magnetické pole. Podľa známych techník, počas štartu elektromotora, štartovaci prúd aktivuje štartovací okruh, ktorý nie je znázomený, čo umožňuje elektrickému prúdu tiecť do pomocnej cievky 2 počas určitého časového intervalu,ktorý sa mení ako funkcia vodivostných charakteristík štartovacieho okruhu, tento tok prúdu do pomocnej cievky 2 je generálne prerušený, keď prúd pretekajúci cez hlavnú cievku 1 dosiahne predurčenú hodnotu v podstate korešpondujúcu s nominálnou hodnotou pracovného prúdu elektromotora.Konštrukcie, obsahujúce štartovací okruh zabezpečený podľa predošlého spôsobu a osadené externe na hermetický obal 4 kompresoru, kde elektromotor pracuje, majú nevýhody, spomenuté skôr.Podľa tohto vynálezu a ako je to ilustrované na pridaných obrázkoch, vybudenie pomocnej cievky 2 elektromotora nastáva počas jej štartu cez pohonný (spúšťací) prostriedok 10, ktorý je operatívne spojený s obidvomi, pomocnou cievkou 2 a zdrojom 3 elektrického prúdu a je osadené vnútri elektromotora, s cieľom jehovystavenia magnetickému poľu, ktoré je generované prúdom, prechádzajúcim hlavnou cievkou 1, umožňujúcirn selektíwre zásobovanie pomocnej cievky 2 zdrojom 3 elektrického prúdu, keď intenzita prúdu pretekajúceho hlavnou cievkou 1 vyúsťuje do intenzity magnetického poľa, ktorá je vyššia, ako predurčená minimálna hodnota, ktorá je obvykle dosiahnutá pri štarte elektromotora.Vybudenie pomocnej cievky 2 je udržované až pokiaľ intenzita prúdu, tečúceho cez hlavnú cievku 1 dosialme istú hodnotu na vytvorenie magnetického poľa s predurčenou hodnotou, pod ktorou pomocná cievka 2 ostáva neenergizovaná.Pohonný (spúšťací) prostriedok 10 sa skladá napríklad z feromagnetického jadra, osadeného v rámci statora daného elektromotora V centrálnej oblasti jeho hlavnej cievky 1, hlavne v jednom zo štyroch vopred známych elektrických neutrálnych bodoch motora.Počas štartu elektromotora je pohonný (spúšťací) prostriedok 10 vybudený s cieľom priviesť spínač 20 umiestnený medzi zdroj om 3 elektrického prúdu a pomocnou cievkou 2 z otvoreného stavu, pri ktorom ostáva pomocná cievka 2 neenergizovaná, do stavu zapnutia, ktorý umožňuje danej pomocnej cievke 2 napájanie elektrickým prúdom (štartovací prúd), tento uzavretý stav je udržiavaný, pokiaľ magnetické pole nedosiahne predurčenú minimálnu hodnotu. Keď prúd preteká cez pomocnú cievku 2, existuje redukcia prúdu, pretekajúceho cez hlavnú cievku 1, taktiež je redukovaná intenzita magnetického poľa, pôsobiacej na pohonný(spúšťací) prostriedok 10 a následne na spínač 20. Keď redukcia magnetického poľa dosiahne predurčenú minimálnu hodnotu, ktorá nie je postačujúca na udržanie uzavretého stavu spínača 20, pohonný (spúšťací) prostriedok 10 ho neskôr uvedie do otvoreného stavu.V konštrukčnom vyhotovení tohto vynálezu (obrázok l) pôsobí pohonný (spúšťací) prostriedok mechanicky na spínač 20, s cieľom modifikácie jeho vodivého stavu, meniac jeho stav na otvorený a uzavretý.V tejto konštrukcii tvorí pohonný (spúšťací) prostriedok 10 (obr. 3 a 4) zasúvací prostriedok, realizovaný párom kontaktných terminálov, každý uložený proti kontaktu od páru mechanických kontaktov 21, ktoré tvoria spínač, ked je tento v zopnutom stave. V tomto stave sú kontakty páru kontaktov 21 elektricky spojiteľné navzájom pohonnýrn (spúšťacím) prostriedkom 10. Pohonný (spúšťací) prostriedok 10 tejto konštrukcie je mechanicky posúvateľný medzi neoperatívnou pozíciou, otvárajúcou spínač 20 a udržujúcou jeho kontaktné terminály oddelené od páru kontaktov 21 daného spínača 20, a operatívnou pozíciou, neskôr uzatvárajúcou jeho stav umiestnením kontaktných terminálov na pár kontaktov 21 spínača 20.V tejto konštrukcii sú pohonný (spúšťací) prostriedok 10 a pár kontaktov 21 spínača 20 tuniesmené v rámci herrnetického puzdra 30 (obr. 3 a 4), elektricky priepustného vyrobeného napríklad zo skla, s cieľom vyhnúť sa výskytu islcenia vo vnútomom okolí elektromotora. Podľa tejto konštrukcie, V stave, ked redukcia magnetického poľa dosahuje predurčenú minimálnu hodnotu, nedostačujúcu na udržanie uzavretého stavu daného spínača 20, tento sa dostane cez návratný prostriedok pracujúci na báze gravitačných alebo pružinových síl do otvoreného stavu. Vo vyhotovení, zobrazenom na obrázku 4, návratný prostriedok je definovaný ako pružinový element 40.V inom konštrukčnom vyhotovení tohto vynálezu (obr. 2) je spínač vo forme polovodičového elementu,ako napríklad elektronického elementu, akým je napríklad triak, ktorý obvykle blokuje vybudenie pomocnej cievky 2 a selektivne umožňuje jej vybudenie pri uzavretom stave spínača 20.Triak je elektricky zopnutý, keď elektrický prúd preteká cez hlavnú cievku 1 elektromotora, ktorý vytvára magnetické pole nad predurčenou minimálnou hodnotou.V tejto konštrukcii každý terminál páru temiinálov triaku spája uvedený triak s pomocnou cievkou 2 a s dotyčným zdrojom 3 elektrického prúdu a na druhej strane pohonný (spúšťací) prostriedok 10 slúži ako spínač pre daný triak s cieľom jeho zopnutia počas štartu elektromotora, napája triak určitou hodnotou elektrického prúdu, ktorá môže byť redukovaná až po stav, keď sa časť medzi dvomi terminálmi daného triaku vypne, tento stav je dosiahnutý, keď magnetické pole, vytvorené elektrickým prúdom, prechádzajúcim hlavnou cievkou 1, predstavuje predurčenú minimálnu hodnotu.V tejto konštrukcii sa pohonný (spúšťací) prostriedok 10 skladá z transformátora, ktorého primáma časť je tvorená hlavnou cievkou 1 elektromotora a sekundámou časťou vinutia 11 spojenou terrninálom s triakom,a tým určujúcou jeho spínanie, a cez ktorú preteká elektrický prúd indukovaný pri pretekaní štartovacieho prúdu cez hlavnú cievku 1 elektromotora.V konštrukčnej možnosti tohto riešenia, zobrazenej na obrázku 2, štartovací okruh elektromotora obsahujúci spínač 20, ktorý je realizovaný ako elektronický obvod, ďalej obsahuje permanentný kondenzátor 5 (obr. 6) v sérii medzi hlavnou cievkou 1 a pomocnou cievkou 2 a ktorý zvyšuje účinnosť elektromotora. V tejto konštrukcii je taktiež do série so spínačom 20 a pomocnou cievkou 2 umiestnený ochranný prvok 50, napríklad rezistor, ktorý redukuje štartovací prúd elektromotora a ochraňuje spínač 20, pokiaľ je realizovaný ako elektronický obvod proti náhodným elektrickým pulzorn, ktoré prichádzajú z permanentného kondenzátora 5.Podľa tohto vynálezu je rezistor 50 umiestnený vnútri hennetického kontajneru 60 (obr. 7), ktorý je vyrobený z elektricky neutrálneho materiálu ako priehľadné sklo a ktorý je zväčša ponorený v oleji nachádzajúcom sa V olejovom rezervoári 6 utvorenom v rámci herrnetického obalu 4 kompresora, V ktorom je umiestnený elektromotor (obr. 8) s cieľom vyhnúť sa tomu, že prehriatie rezistora 50 ovplyvní komponenty v štarto 10vacom okruhu. Toto usporiadanie umožňuje odvedenie veľkého výkonu a udržanie vnútomej teploty kompresora na hodnotách kompatibilných s hodnotami počas práce tohto kompresora.V konštrukčnom vyhotovení, v ktorom je spínač 20 ako polovodičový element alebo ako je to ilustrované, triak, zariadenie v rámci tohto spínača, v rámci hermetického obalu, kde je mniestnený elektromotor napriklad v chladnej šej oblasti tohto obalu, napríklad ako priľahlý ku nasávaciemu okruhu chladiaceho systému1. Štartovací systém elektromotora obsahujúci hlavnú cievku (l) a pomocnú cievku (2), ktoré sú napáj ané zdrojom (3) elektrického prúdu, kde systém obsahuje spínač (20) umiestnený medzi zdrojom (3) elektrického prúdu a pomocnou cievkou (2) a má otvorený stav pri nevybudenej pomocnej cievke (2) a zatvorený stav na vybudenie pomocnej cievky (2) a ďalej obsahuje pohonný (spúšťací) prostriedok (10) na uzatvorenie a otvorenie spínača, v y z n a č u j ú c i s a tý m , že vnútri elektrického motora, vystavený magnetickému poľu, vytvorenému hlavnou cievkou (l) na vybudenie činnosti elektrického motora je umiestnený pohonný(spúšťací) prostriedok (10) na zatváranie spinača (20) pri intenzite magnetického poľa hlawrej cievky (l) vyššej ako stanovená minimálna hodnota a na otvorenie spínača pri intenzite magnetického poľa hlawiej cievky (1) rovnajúcej sa alebo nižšej ako stanovená minimálna hodnota.2. Štartovací systém elektromotora podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že pohonný (spúšťací) prostriedok (10) je premiestniteľný medzi neoperativnou polohou pri otvorenom spínači (20) a operatívnou polohou pri zatvorenom spínači (20), pričom pohonný (spúšťací) prostriedok (10) je premiestniteľný do jeho operatívnej polohy magnetickým poľom s intenzitou vyššou, ako je stanovená minimáhra hodnota a premiestniteľný do neoperatívuej polohy návratného prostriedku pohonného (spúšťacieho) prostriedku (10) pri magnetickom poli s intenzitou rovnajúcou sa alebo nižšou ako minimálna hodnota.3. Štartovací systém elektromotora podľa nároku 2, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že návratný prostriedok je definovaný gravitačnou silou na pohonný (spúšťací) prostriedok (10).4. Štartovací systém elektromotora podľa nároku 2, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že návratným prostriedkom je pružinový element (40) na nútenie pohonného (spúšťacieho) prostriedku (10) do pracovnej polohy.5. Štartovací systém elektromotora podľa nároku 4, v y z n a č u j ú c i s a tý m , že spínač (20) obsahuje pár mechanických kontaktov (21) vzájomne elektricky spojiteľných pohonným (spúšťacím) prostriedkom (10) v spúšťacom stave.6. Štartovací systém elektromotora podľa nároku 5, v y z n a č uj ú c i s a t ý m , že pohonný (spúšťací) prostriedok (10) a pár kontaktov (21) je umiestnených v hermetickom puzdre (30), ktoré je elektricky priepustné a umiestnené vnútri statora elektrického motora.7. Štartovací systém elektromotora podľa nároku 6, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že hermetickým puzdrom (30) je kontajner zo skla.8. Štartovací systém elektromotora podľa nároku 1, V y z n a č u j ú c i s a t ý m , že pohonný (spúšťací) prostriedok (10) je umiestnený v centrálnej oblasti hlavnej cievky (l) elektromotora.9. Štartovací systém elektromotora podľa nároku 2, v y z n a č u j ú ci s a tý m , že pohonný (spúšťací) prostriedok (10) obsahuje transformátor, ktoré primárne vinutie je tvorené hlavnou cievkou (l) elektrického motora a sektmdárna časť je vinutie na operatívne spojenie so spinačom (20).10. Štartovací systém elektromotora podľa nároku 9, v y z n a č uj ú c i s a t ý m , že spínač (20) obsahuje elektronický prvok spínateľný vytvoreným prúdom transfonnátora.11. Štartovací systém elektromotora podľa nároku 10, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že spínač (20) obsahuje polovodičový prvok.12. Štartovací systém elektromotora podľa nároku ll, V ktorom je elektrický motor aplikovaný do chladiaceho kornpresora, v y z n a č u j ú c i s a tý m , že polovodičový prvok je umiestnený v hermetickom obale (4) kornpresora oddelene od elektrického motora.13. Štartovací systém elektromotora podľa nároku 12, v y z n a č u j ú c i s a tý m , že polovodičový prvok je umiestnený priľahlo k nasávaciemu okruhu kompresora.14. Štartovací systém elektromotora podľa nároku 13, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že polovodičovým prvkom je trial( na blokovanie vybudenia pomocnej cievky (2) a na vybudenie pri uzavretom stave spínača (20).15. Štartovací systém elektromotora podľa nároku 14, v y z n a č u j ú c í s a t ý m , že obsahuje permanentný kondenzátor (5) umiestnený medzi hlavnou cievkou (l) a pomocnou cievkou (2) v sérii, pričom ochranný prvok (50) je umiestnený paralelne k permanentnému kondenzátora (5) a v sérii so spínačom (20) a pomocnou cievkou (2).

MPK / Značky

MPK: H02P 1/16

Značky: elektromotorov, systém, startovací

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/10-286915-startovaci-system-elektromotorov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Štartovací systém elektromotorov</a>

Podobne patenty