184008. lajstromszámú szabadalom • Ikerfémes kapcsoló, főleg hűtőgépmotorkompresszorok védelmére
3 184008 4 A találmány ikerfémes automatikus ki- és visszakapcsolóra vonatkozik, főleg a háztartási hűtőszekrényekbe szerelt hermetikus motorkompresszorok túl* melegedésének megakadályozására. A hűtőszekrények automatikus és felügyelet nélküli üzeme miatt igen fontos, hogy az előforduló rendellenesség esetén gondoskodjunk a motor túlmelegedésének szabályozásáról. Ilyen rendellenességek lehetnek például ha a hálózati feszültség rövid ideig kimarad, ezáltal a kompresszor szívó- és nyomóoldala között fennálló nagy nyomáskülönbség miatt a motor nem tud elindulni, vagy ha a hálózati feszültség túlzott lecsökkenése következtében a motor nyomatéka nem elegendő a kompresszor hajtásához, így a forgórész lefékeződik, reteszelődik. Előbbi esetekben a védőkapcsolónak ki kell kapcsolnia, majd kb. 2 perc múlva visszakapcsolnia. Előző esetben a kompresszor szívó- és nyomóoldala között a nyomás-különbség lecsökken, így a motorkompreszszor újra indul. Utóbbi esetben a ki- és visszakapcsolás mindaddig ismétlődik, amíg a hálózati feszültség eléri azt az értéket, amikor az indulás bekövetkezik. A vonatkozó szabvány-előírások szerint, ha a motor forgórésze 360 órán keresztül reteszelődik, a védőkapcsolónak meg kell akadályoznia, hogy a motorkompresszor burkolata 150 °C fölé emelkedjen és a motor villamos szilárdsága az előírt érték alá csökkenjen. Előbbi követelmények kielégítése miatt a védőkapcsoló ki- és visszakapcsolási karakterisztikájának a motor jellemzőihez jól szabályozhatónak, illetve jól illeszthetőnek kell lennie. Végül követelmény még, hogy a védőkapcsoló könnyen előállítható és minél kisebb legyen. Előbbinek gazdasági jelentősége van, míg az utóbbi azért fontos, mert a védőkapcsolót a motorkompresszor kapocsfedele alatt célszerű elhelyezni. Azoknál a motorkompresszoroknál, amelyeknél a segédfázistekercs kapcsolására PTC nem-lineáris ellenállást alkalmaznak, igen fontos, hogy az esetleges sikertelen indításkor a visszakapcsolás csak néhány perc múlva történjen meg, abban az esetben is, ha a motorkompresszor burkolata hideg, illetve ha a védőkapcsoló környezeti hőmérséklete 300 K° körül van. Ha a védőkapcsoló a kikapcsolás után rövid idő múlva visszakapcsol, a PTC ellenállás nem tud lehűlni, ezért — az ismert okok miatt — a motorkompresszor nem képes indulni. A felsorolt követelmények maradéktalan kielégítése, műszaki, gazdasági szempontból elengedhetetlenül szükséges. A motorkompresszorok túlmelegedés védelmére, indítására már ismeretesek különféle ikerfémes kapcsolók, de ezek egy része már elavult, illetve előállításuk költséges, így ma már nem elégítik ki a megnövekedett műszaki, gazdasági követelményeket. Igv például ismeretes a 156.502 számú magyar szabadalom, amely a motor főfázistekercse és segédfázistekercse védelmére egy-egy automatikus ikerfémes kapcsolót alkalmaz. Ezeknél az ikerfém egy V alakú tartólemezbe illesztett és célszerűen előfeszített érintkezőrugót mozgat. Előbbi megoldás hátránya, hogy a szerkezetet viszonylag nagyméretű alkatrészekből lehet előállítani, továbbá az érintkezőrugó előfeszítése nagymértékben függ az alkatrészek szerelési pontosságától. Ebből adódik, hogy a kívánt kioldási- és visszakapcsolási karakterisztika nehezen szabályozható be. További hátrányt jelent, hogy a védőkapcsoló sok alkatrészből van felépítve. Továbbá ismeretes az 1.197.955 számú NSZK- szabadalom, amely ikerfémes csappanó kapcsolóra vonatkozik. A csappanó kapcsoló lényegében egy tárcsa alakú ikerfémből áll, amelynek a szimmetriatengelyében lévő egy-egy nyúlványra ezüst érintkezők vannak rögzítve. Ezekkel szemben egy-egy állóérintkező van elhelyezve. A tárcsa alakú ikerfém megfelelő domborításával érik el, hogy felmelegítésével a tárcsa domborulata ellenkező irányban átpattan, ezáltal az érintkezők elválnak egymástól és így a motor áramköre megszakad. A védőkapcsoló kioldási- és visszakapcsolási karakterisztikája az ikerfém-tárcsa közepén elhelyezett szabályozócsavarral változtatható. A tapasztalat azt igazolja, hogy az ilyen rendszerű védőkapcsoló csak kiváló minőségű ikerfémből és igen szigorú gyártástechnológiával állítható elő. Emiatt nagy az előállítási költsége. A találmány további hátránya, hogy a tárcsa alakú ikerfém gyorsan lehűl, ha a környezeti hőmérséklete 300 K° körül van, így a visszakapcsolás rövid idő múlva bekövetkezik. Ebből adódik, hogy ha a motorkompresszor burkolata még nem melegedett fel legalább 350 K° hőmérsékletre, akkor pb egy rövid ideig tartó feszültség kimaradás következtében az újraindulás —• PTC nem lineáris ellenállás alkalmazása esetén — nem történik meg. Ugyanis, a ciklikus kies visszakapcsolások során, a rövid visszakapcsolási idő miatt a PTC ellenállás nem tud kellően lehűlni. A találmány hátránya még, hogy a gyártásához 4 db ezüst érintkező szükséges, ami az előállítási költségeket tetemesen növeli. Végül, az áramkörök kapcsolására az 1.256.329 számú NSZK szabadalmi közzétételi irat ikerfémes relét ismertet. Ennek lényege, hogy a mozgóérintkező elmozdítása az érintkezőrugó és az ikerfém végei közé — közvetlenül — illesztett omegarugó segítségével történik. A megoldás hátránya, hogy mivel az omega rugó egyik vége — közvetlenül —• az ikerfémhez, míg a másik vége az érintkezőrugóhoz támaszkodik, ezért az omega rugó előfeszítése nagymértékben függ az érintkezőrugó végének hajlitásától, szerelési pontosságától. Ebből következik, hogy a sorozatgyártáskor az előírt ki- és visszakapcsolási idő (jelleggörbe) pontos beszabályozásához jelentős munkaidő szükséges. A megoldás további hátránya, hogy az érintkező rugó hajlított alakja, továbbá az omegarugó elrendezése miatt a kapcsoló hosszirányú mérete nagy, ezáltal pl. a motorkompresszor kapocsfedele alatt történő elhelyezése nehézségekbe ütközik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
