Circuito de protección contra fallos para evitar daños en un borne de un compresor hermético.

1. Un circuito de protección contra fallos (100) para evitar daños en un borne

(20, 28) de un compresor hermético (16), que comprende:

- un circuito de detección de corriente (104) para detectar el consumo de corriente o de potencia a través del borne (20, 28) monitorizando una señal que representa el consumo de corriente o de potencia detectado; y

- medios para comparar la señal monitorizada con una señal de referencia correspondiente a un consumo de corriente o de potencia sustancialmente mayor que un consumo de corriente o de potencia asociado con un estado de rotor bloqueado del motor (14), siendo preferentemente superior al doble del consumo de corriente o de potencia del rotor boqueado; y

- un circuito de control (106) para interrumpir rápidamente la potencia al borne (20, 28), preferentemente dentro de 20 milisegundos, cuando la señal monitorizada excede la señal de referencia para evitar el calentamiento del borne del compresor a un nivel que pueda causar la ventilación de bornes.

2. El circuito de la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de referencia corresponde a un consumo de corriente o de potencia superior a dos veces el consumo de corriente o de potencia asociado a un estado de rotor bloqueado del motor (14).

3. El circuito de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la señal de referencia corresponde al consumo de corriente o de potencia que, posteriormente, calentará el borne (20, 28) a un nivel en que el diferencial de temperatura entre una patilla (26, 34) y el vidrio circundante (36) del borne supera un nivel en el que las tensiones en el vidrio causarán fallo en la junta patilla/vidrio.

4. El circuito de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el consumo de corriente o de potencia se detecta en el exterior del compresor (16).

5. El circuito de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el circuito de detección de corriente (104) incluye un sensor de corriente (CSI) acoplado a una línea de conducción de potencia de la fuente de potencia al borne, y un rectificador (D3, D4) conectado al sensor de corriente para convertir una salida del sensor de corriente en una tensión CC proporcional a la señal detectada.

6. El circuito de la reivindicación 5, caracterizado por un circuito regulador (102) conectado a la fuente de potencia, incluyendo el circuito regulador un regulador (U1) conectado al circuito de control para dar salida a una tensión CC, incluyendo la fuente de señal de referencia una red divisora de tensión con una entrada conectada al regulador, produciendo la red divisora de tensión (R2, R3, 108) la señal de referencia de la salida de tensión CC del regulador.

7. El circuito de la reivindicación 6, caracterizado porque el circuito de control (106) incluye un comparador (U2A) que tiene una primera entrada conectada a la salida del circuito de detección de corriente para recibir la señal detectada, una segunda entrada conectada al dispositivo de señal de referencia para recibir la señal de referencia, y una salida para emitir una primera señal cuando la señal detectada excede la señal de referencia.

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201430982.

Solicitante: TECUMSEH PRODUCTS COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 100 East Patterson Street 49286 Tecumseh ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: WYATT,Arnold G, ALVEY,Alex.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CIRCUITOS DE PROTECCION DE SEGURIDAD (indicación... > Circuitos de protección de seguridad para desconexión... > H02H3/20 (sensibles a un exceso de tensión)
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Fragmento de la descripción:

DESCRIPCIÓN Circuito de protección contra fallos para evitar daños en un borne de un compresor hermético La presente invención se refiere en general a un circuito de protección contra sobrecorriente y a un método, y más 5 particularmente a un circuito para interrumpir la potencia a un motor de un compresor hermético tras la detección de un exceso de corriente y a un método. Los sistemas de refrigeración, tales como refrigeradores residenciales, utilizan compresores herméticos alimentados por motores eléctricos que comprimen el refrigerante del sistema de acuerdo con los principios bien conocidos en la 10 técnica. Bajo ciertas condiciones, el motor del compresor en un sistema puede entrar en un modo de fallo en el que las líneas de potencia a los bornes de entrada del compresor llevan una corriente excesivamente alta. Este estado de corriente alta puede dar lugar a un fenómeno conocido comúnmente como "ventilación de bornes". La ventilación de bornes se caracteriza generalmente por una separación de las patillas metálicas del borne de 15 entrada del compresor del material aislante circundante en el que se montan las patillas. Esto puede ocurrir si se suministra una corriente excesivamente alta a los bornes durante el tiempo suficiente para destruir la junta aislante vidrio. El problema se agrava por los diferentes coeficientes de expansión térmica de las patillas y el material aislante provocando de este modo tensiones de tracción destructivas en el vidrio. El resultado final de un fallo de este tipo es el daño a la junta hermética del borne del compresor y, en algunas situaciones, la liberación incontrolada 20 de gas refrigerante. Muchos fabricantes de compresores incorporan salvaguardias mecánicas en sus diseños de compresor para reducir la probabilidad y/o los efectos de la ventilación de bornes. Algunos compresores convencionales emplean materiales aislantes sólidos con características de ruptura a altas temperaturas. Otros compresores incluyen cubiertas que 25 encierran los bornes del compresor. Los circuitos de interrupción a base de fusibles convencionales para aplicaciones similares no impiden adecuadamente la ventilación de bornes, porque tales circuitos son normalmente activados por la presencia prolongada de los niveles actuales sustancialmente más bajos que los niveles de corriente asociados con la 30 ventilación de bornes. Por ejemplo, cuando el rotor del compresor se bloquea, el motor del compresor extrae corriente alta (comúnmente conocido como "corriente de rotor bloqueado") , tales como 20 amperios, por ejemplo, pero no tan alta como la corriente asociada con la ventilación de bornes, que es normalmente superior a 50 amperios. 35 El documento JP 1303018 desvela un protector de sobrecarga que detecta la corriente que fluye a través del protector de sobrecarga y la temperatura en la carcasa del compresor cuando el motor se bloquea o sobrecarga. De este modo, un elemento de conmutación tal como un tiristor se abre a través de un termostato. Por lo tanto, se abren los bornes del elemento de conmutación y el circuito. Los circuitos de interrupción convencionales interrumpen la potencia al compresor para proteger las bobinas del 40 motor cuando el consumo de corriente del motor del compresor está en el intervalo de las corrientes de rotor bloqueado, y se mantiene durante un periodo de tiempo suficientemente largo. Si bien la corriente excepcionalmente alta asociada con la ventilación de bornes activaría normalmente un circuito de interrupción convencional, el tiempo de respuesta relativamente lento de tales circuitos requiere una aplicación prolongada de esta corriente alta. Por lo tanto, se pueden producir daños en los bornes del compresor mucho antes de que se active un circuito de 45 interrupción convencional. Se ha determinado que si el diferencial de temperatura entre la patilla y el vidrio excede un umbral dado para un borne particular, las tensiones de tracción resultantes en el vidrio causarán el fallo de la junta patilla a vidrio y darán como resultado la ventilación de bornes. De acuerdo con el método de la presente invención y la implementación del 50 circuito ejemplar particular que se muestra, la corriente que fluye a través del borne se detecta. Si la corriente detectada excede un nivel umbral que, a menos que cese sustancialmente de forma inmediata, hará que el diferencial temperatura patrilla/vidrio supere rápidamente un nivel de umbral, lo que da como resultado tensiones en el vidrio que provocarán el fallo de la junta patilla a cristal y la ventilación de bornes, la potencia a través del borne cesa inmediatamente. El nivel de corriente de umbral es mucho mayor que la corriente del rotor bloqueado para el 55 motor del compresor, preferentemente al menos dos veces la corriente de rotor bloqueado. Se ha encontrado que una vez que la corriente de la patilla excede un umbral dado para un borne particular, que incluso si el aumento de la corriente no es mayor, las temperaturas de la patilla y del vidrio siguen aumentando y el diferencial de temperatura patilla/vidrio donde se produce el fallo de la junta patilla a vidrio se alcanzará rápidamente. Por lo tanto, la corriente umbral seleccionada para un borne particular debe ser inferior a la que se correlaciona con las temperaturas 60 simultáneas de la patilla y del vidrio al nivel de fallo. La presente invención puede implementarse por medio de un circuito de protección ejemplar conectado en serie entre las líneas de potencia y el borne del compresor que detecta la presencia de un fallo del motor o de otro estado de exceso de corriente e interrumpe la potencia al borne para evitar la ventilación de bornes debido a este estado. El 65 circuito incluye, en general, una fuente de potencia conectada en línea para alimentar el circuito, un sensor de U20143098203-10-2014 corriente para detectar la corriente consumida por el motor del compresor, y un circuito de control para interrumpir la potencia al motor cuando se detecta un fallo. El circuito puede incluir una alarma audible o visual para indicar la presencia de un fallo. Además, dado que el circuito de protección presente se conecta en línea con las conexiones de potencia al compresor y externas de la carcasa del compresor, los compresores existentes se pueden adaptar fácilmente para obtener protección contra la ventilación de bornes proporcionada por la presente invención. 5 El método y el circuito de la presente invención protegen los bornes del compresor, en oposición a las bobinas del motor, interrumpiendo rápidamente la potencia al compresor, pero solamente después de la detección de niveles corriente excepcionalmente elevados. Este umbral elevado permite la operación simultánea de los circuitos de interrupción convencionales y evita "la activación ruidosa" como consecuencia de las grandes demandas de corriente en el arranque del motor o los picos de corriente ruidosos que pueden ocurrir durante la operación. Si bien 10 el umbral de corriente del circuito de protección presente es bastante elevado con relación a la corriente del rotor bloqueado, no obstante, se evita el daño a los bornes del compresor debido a que el tiempo de respuesta del circuito es sustancialmente más rápido que el de circuitos de interrupción convencionales. Por ejemplo, la corriente cesa en 20 milisegundos tras detectar el umbral de corriente preestablecido. Por lo tanto, la corriente excepcionalmente alta se retira de los bornes del compresor antes de que temperatura de la patilla del borne provoque daños en la junta 15 patilla a vidrio. Las otras características de la presente invención se harán más evidentes y la invención se comprenderá mejor tras la consideración de la siguiente descripción de los dibujos adjuntos en los que: 20 La Figura 1 es un diagrama de bloques de una porción de un sistema de refrigeración con un circuito de protección...

 


Reivindicaciones:

1. Un circuito de protección contra fallos (100) para evitar daños en un borne (20, 28) de un compresor hermético (16) , que comprende: - un circuito de detección de corriente (104) para detectar el consumo de corriente o de potencia a través del 5 borne (20, 28) monitorizando una señal que representa el consumo de corriente o de potencia detectado; y - medios para comparar la señal monitorizada con una señal de referencia correspondiente a un consumo de corriente o de potencia sustancialmente mayor que un consumo de corriente o de potencia asociado con un estado de rotor bloqueado del motor (14) , siendo preferentemente superior al doble del consumo de corriente o de potencia del rotor boqueado; y.

10. un circuito de control (106) para interrumpir rápidamente la potencia al borne (20, 28) , preferentemente dentro de 20 milisegundos, cuando la señal monitorizada excede la señal de referencia para evitar el calentamiento del borne del compresor a un nivel que pueda causar la ventilación de bornes. 2. El circuito de la reivindicación 1, caracterizado por que la señal de referencia corresponde a un consumo de 15 corriente o de potencia superior a dos veces el consumo de corriente o de potencia asociado a un estado de rotor bloqueado del motor (14) . 3. El circuito de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la señal de referencia corresponde al consumo de corriente o de potencia que, posteriormente, calentará el borne (20, 28) a un nivel en que el diferencial de 20 temperatura entre una patilla (26, 34) y el vidrio circundante (36) del borne supera un nivel en el que las tensiones en el vidrio causarán fallo en la junta patilla/vidrio. 4. El circuito de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el consumo de corriente o de potencia se detecta en el exterior del compresor (16) . 25 5. El circuito de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado por que el circuito de detección de corriente (104) incluye un sensor de corriente (CS1) acoplado a una línea de conducción de potencia de la fuente de potencia al borne, y un rectificador (D3, D4) conectado al sensor de corriente para convertir una salida del sensor de corriente en una tensión CC proporcional a la señal detectada. 30 6. El circuito de la reivindicación 5, caracterizado por un circuito regulador (102) conectado a la fuente de potencia, incluyendo el circuito regulador un regulador (U1) conectado al circuito de control para dar salida a una tensión CC, incluyendo la fuente de señal de referencia una red divisora de tensión con una entrada conectada al regulador, produciendo la red divisora de tensión (R2, R3, 108) la señal de referencia de la salida de tensión CC del regulador. 35 7. El circuito de la reivindicación 6, caracterizado por que el circuito de control (106) incluye un comparador (U2A) que tiene una primera entrada conectada a la salida del circuito de detección de corriente para recibir la señal detectada, una segunda entrada conectada al dispositivo de señal de referencia para recibir la señal de referencia, y una salida para emitir una primera señal cuando la señal detectada excede la señal de referencia. 40 U20143098226-11-2014