CN105914099B - 一种大功率温度保护器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大功率温度保护器，其用于电机保护控制***中，对电机的实时温度进行检测，并在检测温度超过设定值时快速切断电路，实现电机的堵转保护；大功率温度保护器外壳为整体密封焊接结构，能够满足电机漆包线绕组真空浸漆工艺的质量要求；采用双金属片结构，实现从低温80度到高温180度的温度保护；绝缘体为耐高温玻璃纤维材料或耐高温陶瓷材料，实现高温绝缘；大功率温度保护器还包括一内置辅助动作结构，实现动触点和静触点之间的迅速切断。本发明的大功率温度保护器具有大电流耐受特性和高温绝缘特性，其采用全密闭结构，能适应真空浸漆的工作条件，并能够实现迅速切断，可用于电机保护控制***中，具有优良的电机堵转保护特征。
Description
技术领域
本发明涉及保护控制技术领域，特别涉及一种大功率温度保护器。
背景技术
温度保护器是根据工作环境的温度变化，在开关内部发生物理形变，从而产生某些特殊效应，产生断开动作的一系列自动控制元件，从而控制设备的运行以达到理想的温度保护及控制效果，其应用范围非常广泛，根据不同种类的温控器应用在家电、电机、制冷或制热等众多产品中。双金属片也称热双金属片，由于各层金属的热膨胀系数不同，当温度变化时，主动层的形变要大于被动层的形变，从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲，则这种复合材料的曲率发生变化从而产生形变。其中，膨胀系数较高的称为主动层；膨胀系数较低的称为被动层。但是随着双金属应用领域的扩大和结合技术的进步，近代已相出现三层、四层、五层的双金属。事实上，凡是依赖温度改变而发生形状变化的组合材料，现今在习惯上仍称为热双金属。
市面上的温度保护器正常工作电流多在10A以内，无法承受大功率大电流，并且绝缘层无法实现高温绝缘，温度保护器的切断速度也达不到大功率器件的灵敏性要求，因而目前市场上对于能够用于电机等大功率器件的中大功率的温度保护器有较大的需求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种具有大电流耐受特性和高温绝缘特性的大功率温度保护器，其采用全密闭结构，能适应真空浸漆的工作条件，并能够实现迅速切断，可用于电机保护控制***中，具有优良的电机堵转保护特征。
本发明具体为一种大功率温度保护器，其用于电机保护控制***中，该电机保护控制***包括交流电源、双向整流/逆变电路、双向DC/DC变换器、供电控制电路、储能装置、大功率温度保护器、电机、转矩控制电路、微处理器和上位机，所述交流电源、所述双向整流/逆变电路、所述双向DC/DC变换器、所述供电控制电路、所述大功率温度保护器和所述电机依次连接，所述供电控制电路还连接到所述储能装置，在所述交流电源正常供电时，所述供电控制电路将交流电源提供的交流电通过所述双向整流/逆变电路和所述双向DC/DC变换器转换成特定电压的直流电经过所述大功率温度保护器供给所述电机，并将多余的电能储存于所述储能装置中，在所述交流电源电压低于设定值时，所述供电控制电路将所述储能装置中的电能通过所述大功率温度保护器供给所述电机，并通过所述双向DC/DC变换器和所述双向整流/逆变电路反供给所述交流电源，所述微处理器分别连接到所述供电控制电路、所述大功率温度保护器、所述转矩控制电路和上位机，所述微处理器通过所述转矩控制电路对所述电机的转矩进行控制，所述微处理器还通过4G、WLAN和蓝牙无线通信方式与上位机进行通信，将所述电机的实时温度和工作状态、所述大功率温度保护器的通断状态、所述电机的转矩参数实时传送给所述上位机，所述上位机对所述电机、所述大功率温度保护器和所述转矩控制电路进行实时监控，其特征在于：
所述大功率温度保护器对所述电机的实时温度进行检测，并在检测温度超过设定值时快速切断电路，实现所述电机的堵转保护；
所述大功率温度保护器包括端子、绝缘体、端盖、发热体、铁钉、双金属片、动触点、静触点和外壳，所述绝缘***于所述端子和所述端盖之间，所述端子连接到所述发热体，所述发热体上设置有所述铁钉，所述双金属片一端固定到所述铁钉，另一端焊接有所述动触点，通过控制所述动触点的焊接高度稳定触点接触压力，所述静触点设置于所述外壳的内壁上；
当检测温度超过设定值时通过所述双金属片的形变实现所述动触点和所述静触点分离，从而实现所述电机的堵转保护，当检测温度低于设定值且达到一段时间时通过所述双金属片的复位实现所述动触点和所述静触点闭合，从而使得所述电机恢复正常运转；
所述外壳为整体密封焊接结构，能够满足电机漆包线绕组真空浸漆工艺的质量要求；
所述双金属片利用双金属材料在不同环境温度下芯片发生弯曲的比率系数有差异的物理特性，利用不同材质物理特性区别和差异化工艺处理，实现从低温80度到高温180度的温度保护；
所述绝缘体为耐高温玻璃纤维材料或耐高温陶瓷材料，实现高温绝缘；
所述大功率温度保护器还包括一内置辅助动作结构，实现所述动触点和所述静触点之间的迅速切断。
所述内置辅助动作结构为一辅助弹片，所述辅助弹片设置于所述铁钉和所述双金属片之间，在所述双金属片发生形变使得所述动触点与所述静触点分离的过程中，所述双金属片沿着所述铁钉旋转，所述辅助弹片在所述双金属片的头部施加推动力，使得所述双金属片上的所述动触点与所述静触点实现快速分离，从而实现电机的快速堵转保护。
在所述电机进入堵转状态时，所述微处理器还通过所述转矩控制电路对所述电机的转矩进行控制，在检测到的所述电机的温度低时，所述转矩控制电路对所述电机的转矩干预控制的频率高，转矩降低幅度小，在检测到的所述电机的温度高时，所述转矩控制电路对所述电机的转矩干预控制的频率低，转矩降低幅度大，当所述电机的温度达到所述电机能够承受的安全温度范围最大值时，所述微处理器直接控制所述电机的转矩降低为零，持续一段时间后再进行转矩恢复，从而实现所述电机在堵转状态的散热保护。
所述双金属片为螺旋式双金属片或蝶形双金属片。所述双金属片的主动层材料为镍铬铁合金或镍锰铁合金，被动层材料为镍铁合金。所述端子的材料为可伐合金，所述端盖的材料为SPCC钢。所述发热体的材料为电热合金。所述铁钉的材料为SPCC钢。所述动触点和所述静触点的材料均为银合金复合材料。所述外壳的材料为SPCE钢。
本发明的大功率温度保护器采用上述技术，能够达到以下技术效果：密封性能好，能够满足真空处理和液态浸入测试和安装要求；绝缘耐压性能好，使用在保护器中能够满足国标中对于温度保护器的绝缘耐压各项指标；化学性质稳定，加工性好，成本低廉；高温耐受性能好，克服一般环氧介质的密封材料不能耐受高温的缺陷；能适应大电流大功率工作环境，适用于电机等大功率器件；能快速准确地响应环境或被保护器件的温度变化，可靠地切断电路，电机堵转保护稳定可控。
附图说明
图1是电机保护控制***结构框图；
图2是大功率温度保护器的结构示意图；
图3是大功率温度保护器的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的一种大功率温度保护器用于电机保护控制***中，电机保护控制***包括交流电源、双向整流/逆变电路、双向DC/DC变换器、供电控制电路、储能装置、大功率温度保护器、电机、转矩控制电路、微处理器和上位机，所述交流电源、所述双向整流/逆变电路、所述双向DC/DC变换器、所述供电控制电路、所述大功率温度保护器和所述电机依次连接，所述供电控制电路还连接到所述储能装置，在所述交流电源正常供电时，所述供电控制电路将交流电源提供的交流电通过所述双向整流/逆变电路和所述双向DC/DC变换器转换成特定电压的直流电经过所述大功率温度保护器供给所述电机，并将多余的电能储存于所述储能装置中，在所述交流电源电压低于设定值时，所述供电控制电路将所述储能装置中的电能通过所述大功率温度保护器供给所述电机，并通过所述双向DC/DC变换器和所述双向整流/逆变电路反供给所述交流电源，所述微处理器分别连接到所述供电控制电路、所述大功率温度保护器、所述转矩控制电路和上位机，所述微处理器通过所述转矩控制电路对所述电机的转矩进行控制，所述微处理器还通过4G、WLAN和蓝牙无线通信方式与上位机进行通信，将所述电机的实时温度和工作状态、所述大功率温度保护器的通断状态、所述电机的转矩参数实时传送给所述上位机，所述上位机对所述电机、所述大功率温度保护器和所述转矩控制电路进行实时监控。
大功率温度保护器对电机的实时温度进行检测，并在检测温度超过设定值时快速切断电路，实现所述电机的堵转保护，如图2和图3所示，大功率温度保护器包括端子1、绝缘体2、端盖3、发热体4、铁钉5、双金属片6、动触点7、静触点8和外壳9，绝缘体2位于端子1和端盖3之间，端子1连接到发热体4，发热体4上设置有铁钉5，双金属片6一端固定到铁钉5，另一端焊接有动触点7，通过控制动触点7的焊接高度稳定触点接触压力，静触点8设置于外壳9的内壁上。
当检测温度超过设定值时通过双金属片6的形变实现动触点7和静触点8分离，从而实现电机的堵转保护，当检测温度低于设定值且达到一段时间时通过双金属片6的复位实现动触点7和静触点8闭合，从而使得电机恢复正常运转。
外壳9为整体密封焊接结构，能够满足电机漆包线绕组真空浸漆工艺的质量要求。双金属片6利用双金属材料在不同环境温度下芯片发生弯曲的比率系数有差异的物理特性，利用不同材质物理特性区别和差异化工艺处理，实现从低温80度到高温180度的温度保护。绝缘体2为耐高温玻璃纤维材料或耐高温陶瓷材料，实现高温绝缘。
大功率温度保护器还包括一内置辅助动作结构（图中未标出），实现动触点7和静触点8之间的迅速切断。所述内置辅助动作结构为一辅助弹片，所述辅助弹片设置于铁钉5和双金属片6之间，在双金属片6发生形变使得动触点7与静触点8分离的过程中，双金属片6沿着铁钉5旋转，所述辅助弹片在双金属片6的头部施加推动力，使得双金属片6上的动触点7与静触点8实现快速分离，从而实现电机的快速堵转保护。
在所述电机进入堵转状态时，所述微处理器还通过所述转矩控制电路对所述电机的转矩进行控制，在检测到的所述电机的温度低时，所述转矩控制电路对所述电机的转矩干预控制的频率高，转矩降低幅度小，在检测到的所述电机的温度高时，所述转矩控制电路对所述电机的转矩干预控制的频率低，转矩降低幅度大，当所述电机的温度达到所述电机能够承受的安全温度范围最大值时，所述微处理器直接控制所述电机的转矩降低为零，持续一段时间后再进行转矩恢复，从而实现所述电机在堵转状态的散热保护。
本发明中优选地，双金属片6为螺旋式双金属片或蝶形双金属片，双金属片6的主动层材料为镍铬铁合金或镍锰铁合金，被动层材料为镍铁合金，端子1的材料为可伐合金，端盖3的材料为SPCC钢，发热体4的材料为电热合金，铁钉5的材料为SPCC钢，动触点7和静触点8的材料均为银合金复合材料，外壳9的材料为SPCE钢。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (5)
1.一种大功率温度保护器，其用于电机保护控制***中，该电机保护控制***包括交流电源、双向整流/逆变电路、双向DC/DC变换器、供电控制电路、储能装置、大功率温度保护器、电机、转矩控制电路、微处理器和上位机，所述交流电源、所述双向整流/逆变电路、所述双向DC/DC变换器、所述供电控制电路、所述大功率温度保护器和所述电机依次连接，所述供电控制电路还连接到所述储能装置，在所述交流电源正常供电时，所述供电控制电路将交流电源提供的交流电通过所述双向整流/逆变电路和所述双向DC/DC变换器转换成特定电压的直流电经过所述大功率温度保护器供给所述电机，并将多余的电能储存于所述储能装置中，在所述交流电源电压低于设定值时，所述供电控制电路将所述储能装置中的电能通过所述大功率温度保护器供给所述电机，并通过所述双向DC/DC变换器和所述双向整流/逆变电路反供给所述交流电源，所述微处理器分别连接到所述供电控制电路、所述大功率温度保护器、所述转矩控制电路和上位机，所述微处理器通过所述转矩控制电路对所述电机的转矩进行控制，所述微处理器还通过4G、WLAN和蓝牙无线通信方式与上位机进行通信，将所述电机的实时温度和工作状态、所述大功率温度保护器的通断状态、所述电机的转矩参数实时传送给所述上位机，所述上位机对所述电机、所述大功率温度保护器和所述转矩控制电路进行实时监控，其特征在于：
所述大功率温度保护器对所述电机的实时温度进行检测，并在检测温度超过设定值时快速切断电路，实现所述电机的堵转保护；
所述大功率温度保护器包括端子、绝缘体、端盖、发热体、铁钉、双金属片、动触点、静触点和外壳，所述绝缘***于所述端子和所述端盖之间，所述端子连接到所述发热体，所述发热体上设置有所述铁钉，所述双金属片一端固定到所述铁钉，另一端焊接有所述动触点，通过控制所述动触点的焊接高度稳定触点接触压力，所述静触点设置于所述外壳的内壁上；
当检测温度超过设定值时通过所述双金属片的形变实现所述动触点和所述静触点分离，从而实现所述电机的堵转保护，当检测温度低于设定值且达到一段时间时通过所述双金属片的复位实现所述动触点和所述静触点闭合，从而使得所述电机恢复正常运转；
所述外壳为整体密封焊接结构，能够满足电机漆包线绕组真空浸漆工艺的质量要求；
所述双金属片利用双金属材料在不同环境温度下芯片发生弯曲的比率系数有差异的物理特性，利用不同材质物理特性区别和差异化工艺处理，实现从低温80度到高温180度的温度保护；
所述绝缘体为耐高温玻璃纤维材料或耐高温陶瓷材料，实现高温绝缘；
所述大功率温度保护器还包括一内置辅助动作结构，实现所述动触点和所述静触点之间的迅速切断；
所述内置辅助动作结构为一辅助弹片，所述辅助弹片设置于所述铁钉和所述双金属片之间，在所述双金属片发生形变使得所述动触点与所述静触点分离的过程中，所述双金属片沿着所述铁钉旋转，所述辅助弹片在所述双金属片的头部施加推动力，使得所述双金属片上的所述动触点与所述静触点实现快速分离，从而实现电机的快速堵转保护；
在所述电机进入堵转状态时，所述微处理器还通过所述转矩控制电路对所述电机的转矩进行控制，在检测到的所述电机的温度低时，所述转矩控制电路对所述电机的转矩干预控制的频率高，转矩降低幅度小，在检测到的所述电机的温度高时，所述转矩控制电路对所述电机的转矩干预控制的频率低，转矩降低幅度大，当所述电机的温度达到所述电机能够承受的安全温度范围最大值时，所述微处理器直接控制所述电机的转矩降低为零，持续一段时间后再进行转矩恢复，从而实现所述电机在堵转状态的散热保护；所述双金属片为螺旋式双金属片或蝶形双金属片；所述双金属片的主动层材料为镍铬铁合金或镍锰铁合金，被动层材料为镍铁合金。
2.根据权利要求1所述的一种大功率温度保护器，其特征在于，所述端子的材料为可伐合金，所述端盖的材料为SPCC钢。
3.根据权利要求1所述的一种大功率温度保护器，其特征在于，所述发热体的材料为电热合金。
4.根据权利要求1所述的一种大功率温度保护器，其特征在于，所述铁钉的材料为SPCC钢。
5.根据权利要求1所述的一种大功率温度保护器，其特征在于，所述动触点和所述静触点的材料均为银合金复合材料。
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Denomination of invention: A high power temperature protector Effective date of registration: 20210609 Granted publication date: 20171128 Pledgee: Bank of Jiangsu Co.,Ltd. Yancheng branch Pledgor: JIANGSU YITONG CONTROL SYSTEM Co.,Ltd. Registration number: Y2021320000088 |