179490. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés egyfázisú, főleg hűtőgép motorkompresszorok indítására és védelmére
3 1'79490 4 lési pontatlansága kedvezőtlenül befolyásolja az ikerfémes kapcsoló működését. Ismeretes továbbá a 168 237 számú magyar szabadalmi leírás szerinti kapcsoló, hermetikus motorkompresszorok tùlmelegedçsének megakadályozására, a motor segédfázistekercsének kapcsolására való relével, ikerfémes automatikus ki- és visszakapcsolóval, amely az áram hatására, illetve motor vagy motorkompresszor valamely részének melegítő hatására alkalmas a védendő tekercsek áramkörének megszakítására. Az ikerfémes automatikus ki- és visszakapcsoló érintkezőin az indítórelé meghúzásakor a fő- és segédfázistekercsek együttes árama van átvezetve, a megfelelően méretezett és beszabályozott ikerfémen, valamint a segédfázistekercs-kapcsoló relé érintkezőin át csak a segédfázistekercs van beiktatva, a fűtőellenállás pedig kizárólag a relé tekercsével és a főfázistekerccsel van sorbakapcsolva. E kapcsolási elrendezés hátránya, hogy az indítórelé érintkezői az ikerfémmel vannak sorbakötve, így a motor segédfázistekercsének káros túlmelegedése előfordulhat, ha az érintkezők összehegednek, vagy ha a relé horgonya például a hálózati feszültség túlzott megnövekedése miatt nem enged el. Ez esetben ugyanis — az ikerfémen átfolyó — áram melegítő hatása nem elegendő az ikerfém megfelelő kihajlásához, illetve a védőkapcsoló működtetéséhez, így a motor „két fázissal” üzemel. Mint ismeretes a hűtőgép motoroknál — a viszonylag nagy indítónyomaték elérése érdekében — a segédfázistekercs ohmos ellenállásának növelését (a tekercselő egyszerűsítése miatt) a huzal keresztmetszetének csökkentésével oldják meg. A tapasztalat szerint a segédfázistekercsben indításkor mintegy 70 Aímm2 áramsűrűséget engednek meg. A 168 237 számú magyar szabadalmi leírásban ismertetett megoldás hátránya még, hogy az ikerfémet és az érintkezőtartót egymástól szigetelni kell. Ez többletanyag és szerelési költséget jelent, továbbá kedvezőtlenül növeli a kioldási karakterisztikában mutatkozó szórást. Fenti szabadalmi leírásokban ismertetett megoldások közös hátránya még a segcdfázistekercset kapcsoló áramrelé, mivel annak működésekor — különösen ha a hálózati feszültség túlzottan megemelkedik vagy lecsökken - az érintkezők pattogása megengedhetetlen rádió- és televízióvételi zavart okoz. Az 1 488 894 számú NSZK-beli szabadalmi leírás szerint a túláramvédő kapcsoló érintkezői a fő- és segédfázistekercs közös ágába vannak beiktatva. Az egyébként fűtőellenállás nélküli ikerfémes kapcsoló a motor tekercsfejébe van elhelyezve. A motor segédfázistekercsének keresztmetszete úgy van megválasztva, hogy a maximális indítási áram mellett a hőmérséklet emelkedési sebessége közel azonos a főfázistekérésével. A motor segédfázistekercsével - a motorkompresszor burkolatán kívül elhelyezett — PTC ellenállás van sorbakapcsolva. A megoldás hátránya, hogy a segédfázistekercs kis ellenállása miatt viszonylag nagy a motor indítási árama. Ennek elkerülése a PTC ellenállással történő indításkor azért is nagyon fontos, mert a hőmérsékletszabályozó bekapcsolása pillanatában a motor fő- és segédfázisának együttes árama terheli a hálózatot. (Áramrelével történő indításkor a segédfázistekercs áramköre a főfázishoz képest mintegy 20—30 ms múlva záródik. Ez idő alatt a főfázisáram bekapcsolási tranziense lecsillapodik.) A nagy indítási áram különösen a lakótömböknél hátrányos, mivel a hűtőkészülékek a hálózati tehelés csúcsidejében is üzemelnek, így a gyakori indítási áram az áramköri biztosítók túlméretezését teszik szükségessé. Ebből következik, hogy a nullázással történő érintésvédelemnél a védővezető keresztmetszetének növelése elkerülhetetlen, aminek gazdasági kihatása közismert. Az 1 663 114 számú NSZK-beli szabadalmi leírásban ismertetett kapcsolási elrendezés szerint a motor indítására PTC nem-lineáris ellenállást alkalmaznak. A motor túláramvédelmére a fő- és segédfázistekercs közös ágába iktatott védőkapcsolót használnak, amelynek érzékelőjét a főfáziste keres mellé rögzítik. A gyakorlat szerint a túláramvédő kapcsolót egy hermetikusan zárt üvegburkoiatba építik és ezt a tekercsfejben rögzítik. A 2 342 015 számú NSZK-beli szabadalmi leírás szintén egy indító- és védőberendezésre vonatkozik, amely a segédfázistekerccsel sorbakapcsolt PTC ellenállásból és egy a közös ágba iktatott megszakító kapcsolóból áll. Ez utóbbi a tekercsfejben van elhelyezve. Előző megoldásokhoz képest kiegészítést jelent az, hogy a PTC ellenállás esetleges túlmelegedését, egy - a kritikus hőmérsékletre érzékeny - kapcsoló a közös ág megszakításával megakadályozza. Ez utóbbi a motor kompresszor külső burkolatán a PTC ellenállás mellett van elhelyezve. Az 1 488 894, az 1 663 114 és a 2 342 015 számú NSZK szabadalmi leírásokban ismertetett megoldások közös hátránya, hogy az ilyen elrendezésnél a védőkapcsolónak freon- és olajállónak kell lennie, mivel az a motorkompresszor hermetikusan zárt acélburkolatán belül helyezkedik el. Éppen ezért az ilyen védőkapcsolók előállítási költsége igen magas. A megoldás további hátránya, hogy a védőkapcsoló meghibásodása esetén a motorkompresszor hermetikusan zárt acélburkolatát fel kell nyitni, ami tetemes költséget jelent. Más fejlesztési tendenciát képvisel a 3 168 661 számú USA szabadalmi leírás a hermetikus motorkompresszor indítóreléjére és túláramvédő kapcsolójára vonatkozóan. Itt a túláramvédő fűtőellenállás és ikerfémje a főfázistekercs és a segédfázistekercs közös igába van iktatva, így azokon indításkor a tekercsek együttes árama, üzemben pedig kizárólag a főfázistekercs árama folyik át. Az ismertetett megoldás hátránya, hogyha a túláramvédő fűtőellenállását az indítási áramra (amely a névleges áram hat-nyolcszorosa) méretezzük, akkor túlterheléskor vagy kétfázisú üzemben, például ha a relé nem enged el, illetve az érintkezői összehegednek a védőkapcsoló nem nyújt kielégítő védelmet. A gyakorlat szerint, ha a hőmérsékletszabályozó bekapcsolása után rövid idő múlva kimarad a hálózati feszültség, akkor a védőkapcsoió — az ismert okok miatt - kikapcsol, de mivel a kioldási ideje hosszabb a megengedettnél, így a tekercsek káros túlmelegedésével kell számolni. Ugyanis a motorkompresszor burkolata még hideg, így nincs hatással a ráhelyezett ikerfémeskapcsoló kioldási karakterisztikájára. Ha a motorkompresszor meleg, akkor ez kedvezően befolyásolja a védőkapcsoió kioldási karakterisztikáját. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
