用于电动机保护的热限制器熔断器系统技术方案

本发明专利技术题为“用于电动机保护的热限制器熔断器系统”。本发明专利技术提供了一种用于电动机的热限制器系统，该热限制器系统包括热限制器熔断器，该热限制器熔断器具有由焊料锚固到熔断器的第一端子和第二端子中的至少一者的中空接触元件。同轴弹簧元件致使中空接触元件由于焊料的并非由电流流动引起的过热而可滑动地释放并与该第一端子和该第二端子中的一者分离。所述系统还包括定子安装台和用于使电机被热保护的定子冷却套。

Thermal Limiter Fuse System for Motor Protection

【技术实现步骤摘要】
用于电动机保护的热限制器熔断器系统
技术介绍
本专利技术的领域大体涉及热限制器装置，并且更具体地讲，涉及用于在失相状况下热保护多相电动机应用的热限制器熔断器系统。从电路保护的角度来看，在严苛热负载状况下运转的电动机提出了某些挑战。例如，用于航空航天应用中的液压泵的电动机驱动器被设计成在严苛热负载状况下运转。用于保护电机驱动器的电路保护装置(诸如过电流保护熔断器和断路器)同样被设计成承受严苛热负载状况。常规过电流保护被设计成主要对过电流故障状况(例如，短路或过载状况)做出响应并且在这方面很好地起作用以保护电机，但可能出现电机驱动器的可疑运转状况，这些可疑运转状况不涉及触发过电流保护装置运转的过电流状况，并且针对过电流状况的常规过电流保护装置不能解决它们。具体地讲，对于多相电动机，如果在电机运转时向电机供应的电源相之一丢失，则电机可以继续运转但经受过热。如果未伴随有过电流状况，则过电流保护装置将不会做出响应来断开电路和中断电机。结合严苛热负载状况，这可能导致不可接受的火灾危险。因此所期望的是在多相电动机应用中并且在没有过电流状况下对失相状况做出响应的热保护装置和系统。附图说明参考以下附图描述非限制性和非穷举性实施方案，其中除非另外指明，否则类似的附图标记在各个视图中指代类似的部分。图1是根据本专利技术的示例性实施方案的示例性热限制器系统的电路示意图。图2是用于图1所示的系统的热限制器熔断器的第一示例性实施方案的顶部正视图。图3是图2所示的热限制器熔断器的内部部件的分解图。图4示出了用于图2所示的热限制器熔断器的示例性壳体件。图5是处于未致动状态的图2所示的热限制器熔断器的局部透视图。图6是处于致动状态的图2所示的热限制器熔断器的局部透视图。图7是处于致动状态的所示热限制器熔断器的另一个局部透视图。图8是用于图1所示的系统并处于未致动状态的热限制器熔断器的第二示例性实施方案的截面图。图9是用于图1所示的系统的热限制器熔断器的第三示例性实施方案的透视图。图10是图9所示的热限制器熔断器的侧正视图。图11是处于未致动状态的图10所示的热限制器熔断器的截面图。图12是处于致动状态的图10所示的热限制器熔断器的截面图。图13是图10所示的热限制器熔断器的组装图并示出了其制造阶段。图14是电机定子冷却套的示例性实施方案的透视图，其中热限制器熔断器安装到该电机定子冷却套。图15是图14所示的定子冷却套的第一端视图。图16是图14所示的定子冷却套的第二端视图。图17是用于图14所示的定子冷却套的热限制器熔断器安装台的第一示例性实施方案的透视图。图18是用于图15所示的定子冷却套的热限制器熔断器安装台的第二示例性实施方案的透视图。具体实施方式本文描述了热限制熔断器和包括热限制熔断器的热保护系统，其可靠地对在使用中经受严苛热负载状况的多相电动机应用中的失相状况的热影响做出响应。具体地讲，描述了热限制熔断器，其对与电机中的定子绕组过热相关联的热状况做出响应，这种热状况与典型过电流保护熔断器中的来自电机负载电流本身的直接加热相对照。这样，热限制熔断器可靠地响应并中断由失相状况引起的实际可疑定子绕组加热状况，这种状况原本未伴随有故障过电流状况，因此常规过电流保护熔断器对此不会做出响应。在航空航天应用中的电动机驱动的液压泵应用的情况下，热限制熔断器和热保护系统通过避免可归因于失相状况的可能火灾危险状况以及电机停转而提供特别的益处。然而，本文描述的专利技术构思的益处同样适用于关注未伴随有过电流故障状况的热问题的其他应用。因此，出于说明而非限制的目的，提出了用于电动机的航空航天应用的热保护系统的以下描述。方法方面将部分地显而易见并且部分地在以下描述中明确地讨论。图1是根据本专利技术的示例性实施方案的示例性热限制器系统100的电路示意图。如图所示的热限制器系统100包括三相电源102，其包括被示为A相、B相和C相的相应相。热限制器熔断器104a、104b和104c分别连接到A相、B相和C相中的每一者。热限制器熔断器104a、104b和104c中的每一个进而通过三相电动机110的相应端子A、B和C(也表示为108a、108b和108c)来分别连接到被示为定子A、定子B和定子C(也表示为106a、106b和106c)的电机绕组。如众所周知的，定子绕组106a、106b和106c的组合限定与电机110中的转子(未示出)组装在一起的定子。定子绕组106a、106b和106c是在定子绕组根据众所周知的电磁原理和控件被通电时致使转子以可控制的速度旋转的固定元件。在预期的实施方案中，电机110用作用于经受严苛热负载循环的航空航天应用中的液压泵112的驱动器。鉴于运转环境中的严苛工作循环，热限制器系统100包括热开关114，当热状况超过预定阈值或阈值时，该热开关114可操作以连接、断开和保护电机110和/或其他连接的设备。此类热开关是众所周知的并且省略了对其的进一步描述。在正常使用中，并且在这种类型的常规系统中，热开关114提供热保护，并且常规过电流保护装置为包括电机110的电路提供电路保护。然而，可能存在异常运转状况，其中电源102的A相、B相和C相中的一者对于电机110而言丢失，而其他相继续为电机供电，使得电机110在定子绕组106a、106b和106c中的一部分被通电的情况下继续运转。这通常可能导致电机110过热，并且具体地讲导致其余定子绕组过热。考虑到电机被设计为承受的严苛热负载循环，电机110的过热不容易被热开关114或典型的过电流保护装置检测或阻止。在没有足以致使热开关114打开的外部热状况时，热开关114将不会打开，并且电机110将继续在失相状况下运转，并因此将继续过热。至少在一些情况下，典型的过电流保护装置(诸如熔断器和断路器)通常将不会对与失相状况相关的热状况做出响应，除非它们伴随有故障过电流状况，并且电机110将在失相状况下继续运转并因此将继续过热。如果电机过热与高环境温度状况前后发生，则可能导致火灾危险。另外，可以实现将会使液压泵和相关联的液压致动器不可操作的电机停转状况。因此，并且与包括可熔元件的常规熔断器和过电流保护元件不同(当预定过电流流过电路保护器时，该可熔元件由于该可熔元件的焦耳加热而在结构上失效并断开电路路径)，热限制器熔断器104a、104b和104c可操作以对并非由过电流状况引起的热状况和加热做出响应。因此，热限制器熔断器104a、104b和104c对连接的定子绕组的加热敏感以在没有实际过电流状况时中断可疑失相状况。热限制器熔断器104a、104b和104c可以独立于热开关114操作以基于电机本身内部的可疑过热(与周围环境的热状况相对照)来断开电机，并因此为严苛热负载循环应用提供增强的热保护能力。图2是热限制器熔断器150的第一示例性实施方案的顶部正视图，该热限制器熔断器150可以用作热限制器系统100(图1)中的热限制器熔断器104a、104b和104c中的一者。在图2中，热限制器熔断器150被示为具有在热限制器熔断器150上方的热收缩密封材料152以及电源102的一相和定子绕组106中的一者的相应连接导线154、156。所示的热限制器熔断器150被配置为内嵌式保护装置，但它可以另选地以包括另选连接和端子的其他形式设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热限制器系统，所述热限制器系统用于保护电动机，所述热限制器系统包括：至少一个热限制器熔断器，所述至少一个热限制器熔断器包括：壳体，所述壳体具有第一端部和与所述第一端部相对的第二端部；第一端子，所述第一端子附接到所述第一端部；第二端子，所述第二端子附接到所述第二端部；和热限制器组件，所述热限制器组件连接在所述第一端子与所述第二端子之间，所述热限制器组件包括：中空接触元件，所述中空接触元件由焊料锚固到所述第一端子和所述第二端子中的至少一者；和同轴弹簧元件，所述同轴弹簧元件围绕所述中空接触元件延伸，并且致使所述中空接触元件由于所述焊料的并非由电流流动引起的过热而能够滑动地释放并与所述第一端子和所述第二端子中的一者分离。

【技术特征摘要】
2018.01.09 US 15/8656971.一种热限制器系统，所述热限制器系统用于保护电动机，所述热限制器系统包括：至少一个热限制器熔断器，所述至少一个热限制器熔断器包括：壳体，所述壳体具有第一端部和与所述第一端部相对的第二端部；第一端子，所述第一端子附接到所述第一端部；第二端子，所述第二端子附接到所述第二端部；和热限制器组件，所述热限制器组件连接在所述第一端子与所述第二端子之间，所述热限制器组件包括：中空接触元件，所述中空接触元件由焊料锚固到所述第一端子和所述第二端子中的至少一者；和同轴弹簧元件，所述同轴弹簧元件围绕所述中空接触元件延伸，并且致使所述中空接触元件由于所述焊料的并非由电流流动引起的过热而能够滑动地释放并与所述第一端子和所述第二端子中的一者分离。2.根据权利要求1所述的热限制器系统，其中所述热限制器组件还包括在所述壳体中保持固定的眼孔以及联接到所述中空接触元件的保持器夹，并且所述同轴弹簧元件在其第一端部上作用在所述眼孔上并在其第二端部上作用在所述保持器夹上。3.根据权利要求2所述的热限制器系统，其中所述第一端子包括在所述壳体内部延伸的导杆部分，并且所述中空接触元件的第一端部被焊接到所述导杆部分。4.根据权利要求3所述的热限制器系统，其中所述第二端子包括接收所述中空接触元件的第二端部的导向开口，并且所述中空接触元件的所述第二端部靠近所述导向开口被焊接到所述第二端子。5.根据权利要求1所述的热限制器系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·道格拉斯，K·R·奥斯丁，A·P·班萨利，
申请(专利权)人：伊顿智能动力有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰,IE