電機溫度繼電器的製作方法

2023-12-02 00:54:16 3

專利名稱：電機溫度繼電器的製作方法
技術領域：
本發明涉及溫度繼電器技術領域，具體為一種防振、耐高溫的電機溫度繼電器。
背景技術：
高速列車的關鍵部件牽引電機，其安全性和可靠性直接關系列車的正常運行。牽 引電機的故障大部分是由於電機過熱或絕緣材料破損引起的電機對地擊穿或匝間短路，從 而導致電機電流增大，進一步燒損絕緣材料，使電機溫升形成惡性循環，最終電機徹底損毀 無法運行。因此在牽引電機上必須安裝溫度繼電器，以實時監測電機內部溫度，當電機內部 溫度達到設定的保護溫度時，溫度繼電器動作，觸點斷開，其上位執行單元發出報警信號， 使電機得到有效的過溫保護。牽引電機的周圍工作環境溫度為_40°C 150°C，要求動作溫度為155°C 士3°C，還 要求回復溫度與動作溫度的差在10°C以內。現有的溫度繼電器分為有源和無源兩種類型。有源型溫度繼電器為電子式恆溫繼 電器。通過微處理器採集溫度傳感器的信號，得到所測環境溫度。其對溫度變化響應靈敏， 且動作溫度和回復溫度的差可小於3°C。但是其工作溫度必須低於125°C，而且因為需要安 裝控制電路，其體積也比較大。無法用於列車牽引電機。無源型溫度繼電器是利用雙金屬 片在溫度變化時動作，推動觸點接通或者斷開。此類溫度繼電器耐高溫，但是其動作溫度和 回復溫度的差較大，特別是體積小於20mmX7mmX5. 6mm的微型溫度繼電器，其動作溫度和 回復溫度的差一般大於25°C。現有的無源型溫度繼電器也無法用於列車電機。再一個難點在於要準確檢測牽引電機定子的溫度，就需要檢測電機內的鐵芯表面 的溫度，但電機內無安裝溫度繼電器的空間。總之，目前尚未見適合高速列車牽引電機過熱保護的電機溫度繼電器。

發明內容
本發明的目的是設計一種電機溫度繼電器，其具有直徑等於或小於12mm的長探 頭，其內安裝雙金屬片的熱保護器，探頭可插入電機表面的測孔內直接檢測電機定子鐵芯 表面溫度。本發明設計的電機溫度繼電器包括殼體、雙金屬片及所連接的動觸片和靜觸片， 動觸片和靜觸片連接的引出電纜，雙金屬片及所連接的動觸片和靜觸片封閉於底端封閉的 導熱管內成為熱保護器，探頭套管與殼體密封連接，探頭套管為底部封閉的、導熱性良好的 剛性套管，探頭外徑等於或小於12mm，熱保護器外套有彈性的導熱絕緣套管，其外徑小於或 等於7mm，探頭套管內徑等於或稍大於加套了導熱絕緣套管的熱保護器的外徑，加套了導熱 絕緣套管的熱保護器裝於探頭套管內、處於探頭套管底部，熱保護器的引出端從熱保護器 上端的密封膠中伸出，電纜與熱保護器的引出端連接，電纜經過探頭套管和殼體、從殼體的 一端封閉引出，與上位執行機構連接。安裝了熱保護器的探頭套管成 為探頭。殼體底部至 探頭套管底端的距離為40mm 50mm，此距離由所測電機表面測孔深度決定。
本電機溫度繼電器使用時探頭從電機上的小孔插入，探頭底端直接接觸定子鐵 芯，準確感知電機內部溫度變化。為了使熱量迅速傳遞到探頭套管內的熱保護器，探頭套管為導熱性良好、強度較 高的黃銅套管。為防止探頭套管表面腐蝕或氧化，探頭套管表面電鍍處理。為保證雙金屬片與外部的絕緣，熱保護器外所套的導熱絕緣套管上端與熱保護器 上端平齊，下端超出熱保護器底端2mm 3mm，且熱保護器底端與探頭套管底部的距離為 2. 5mm 4mm，以保證熱保護器底端與探頭套管底端絕緣滿足要求。為防止熱保護器插入探頭套管時，導熱絕緣套管與熱保護器間的位移，二者之間 用矽膠粘結固定。為了保證產品的密封性並防止探頭套管接收的環境熱量傳遞到殼體，探頭套管與 殼體底孔為階梯孔，與之過盈配合的絕熱套管嵌於殼體底孔內、與殼體固定連接，探頭套管 上端與絕熱套管螺紋連接。為了便於本溫度繼電器在列車電機上安裝，在殼體有側孔，中空的電纜引出柄螺 紋連接於側孔，電纜引出柄與探頭套管的中心線垂直。為了保證本溫度繼電器防水密封，殼體底孔與側孔與殼體內腔相通，且有與內腔 相通的頂孔，從殼體頂孔灌入的灌封膠填充殼體內腔，並灌封探頭套管內的熱保護器上方 空間和電纜引出柄內孔，還密封絕熱套管與殼體的間隙、電纜引出柄與殼體的間隙及頂蓋 與殼體的間隙。在膠固化之前，頂蓋與殼體頂孔螺紋連接、封閉殼體頂孔。灌封膠為快速固 化、耐高溫、絕熱、防水，且在_60°C 250°C均保持彈性的矽膠。為了防止填充灌封膠時，膠流到熱保護器和探頭套管之間，影響熱保護器的溫度 變化時的動作靈敏，探頭套管內分為上下兩段，下段內徑等於熱保護器導熱絕緣套管外徑， 上段內徑大於下段內徑2mm 3mm，上下段之間形成臺階。套有導熱絕緣套管的熱保護器插 在探頭套管下段內，提高熱保護器與外部的熱傳遞速度。為了確保灌封膠不會滲到熱保護器和探頭套管之間，可增加蓋板和引出杆。探頭 套管內的下段內徑等於熱保護器導熱絕緣套管外徑，且下段的高度大於熱保護器高度，即 上下段之間的臺階高於熱保護器上端15mm 26mm。熱保護器的2個引出端各固定連接引 出杆，圓柱形的蓋板外徑與探頭套管上段內徑配合，引出杆密封穿過蓋板，電纜與引出杆連 接。套有導熱絕緣套管的熱保護器插入探頭套管下段，蓋板壓於探頭套管下段的臺階上，蓋 板與探頭套管固定密封。由於蓋板的隔斷，當從頂孔灌封時，有效防止灌封膠滲入到探頭套 管下段熱保護器四周，保證了產品熱傳導的一致性。經過高溫再冷卻後填充的灌封膠可能會產生裂紋，為了避免影響防水效果，在頂 蓋與殼體的連接處、和/或電纜引出柄與殼體的連接處、和/或探頭套管電纜與殼體的連接 處分別增加密封圈，所述密封圈為高溫橡膠墊圈。當頂蓋、電纜引出柄和探頭套管與殼體的 扭緊連接時，壓迫各高溫橡膠墊圈使之變形，填充連接處的縫隙，有效防止水從各連接處進 入。本發明電機溫度繼電器的優點為1、雙金屬片和動、靜觸片封裝於導熱絕緣的熱 保護器內，且與探頭套管底部的距離小於3mm，保證了及時感知溫度變化、回復溫度和動作 溫度的差在10°C以內；2、細長的探頭可伸入列車牽引電機表面直徑僅為12. 5mm的測孔內， 探頭底端直接接觸定子鐵芯，處於探頭套管底部的熱保護器準確感知電機內部溫度變化，
5保證動作溫度合格；3、探頭套管導熱性好、剛性較強且有電鍍防腐蝕處理，能切實保護熱保 護器，保證其工作穩定及工作壽命；4、殼體及細長的電纜引出柄使本繼電器可安裝於電機 外的有限空間，且便於電纜引出；5、灌封膠填充保證本繼電器的防振和防水性能，浸入水中 24小時仍能正常工作；6、本繼電器檢測部分探頭的工作溫度為-40°C 170°C，安裝部分的 殼體和電纜引出柄的工作溫度為-40°C 150°C，適合在列車牽引電機的溫差變化大的情 況下使用；7、本繼電器各個零部件無易燃、易爆、有毒、腐蝕類，使用安全。


圖1為本電機溫度繼電器實施例結構示意圖；圖2為本電機溫度繼電器實施例2結構示意圖。圖中標號為1、電纜，2、電纜引出柄，3、殼體，4、頂蓋，5、灌封膠，6、絕熱套管，7、熱保護器引出 端，8、導熱絕緣套管，9、探頭套管，10、熱保護器，11、引出杆，12、蓋板，13、探頭套管密封圈， 14、頂蓋密封圈，15，電纜引出柄密封圈，16、電纜夾。
具體實施例方式實施例1本電機溫度繼電器實施例1如圖1所示，殼體3有底孔、頂孔和側孔，三孔均與殼 體內腔相通。雙金屬片及所連接的動觸片和靜觸片封閉於底端封閉的導熱管內成為熱保護 器10，熱保護器10外套有彈性的導熱絕緣套管8，導熱絕緣套管8與熱保護器10之間用 矽膠粘結固定。導熱絕緣套管8外徑小於7mm，其上端與熱保護器10上端平齊，下端超出 熱保護器10底端3mm。探頭套管9為底部封閉的黃銅管，表面鍍鎳。探頭套管9外徑小於 12mm，其內分為上下兩段，下段內徑等於熱保護器導熱絕緣套管8外徑，且下段的高度小於 熱保護器10高度4mm 6mm，上段內徑大於下段內徑2. 5mm，上下段之間形成臺階。熱保護 器10插在探頭套管9下段內，熱保護器底端與探頭套管9底部的距離D為3. 5mm。熱保護 器10的引出端7從熱保護器10上端的密封膠中伸出，電纜1與熱保護器10的引出端7連 接。裝有熱保護器10的探頭套管9成為探頭。殼體3底孔為階梯孔，與之過盈配合的絕熱套管6嵌於殼體3底孔內、與殼體3固 定連接，探頭套管9上端與絕熱套管6螺紋連接。本例殼體3底部至探頭套管9底端的距 離L為44mm，此距離由所測電機表面測孔深度決定。中空的電纜引出柄2螺紋連接於在殼體3的側孔，電纜引出柄2與探頭套管9的 中心線垂直。電纜1經過探頭套管9、殼體3，從電纜引出柄2引出。殼體3安裝了探頭套管9和電纜引出柄2後，從殼體3頂孔灌入的灌封膠5填充 殼體3內腔，並灌封探頭套管9的熱保護器10上方空間和電纜引出柄2內孔，還密封絕熱 套管6與殼體3的間隙、電纜引出柄2與殼體3的間隙在膠固化之前，頂蓋4與殼體3頂孔 螺紋連接，灌封膠5封閉頂蓋4與殼體3的間隙。所用灌封膠5為快速固化、耐高溫、絕熱、 防水，且在_60°C 250°C均保持彈性的矽膠。可以在頂蓋4與殼體3的連接處加頂蓋密封圈、電纜引出柄2與殼體3的連接處加電纜引出柄密封圈。所用述各密封圈均為耐250°C高溫的氟橡膠墊圈。圖1未畫出密封圈。本電機溫度繼電器使用時探頭從電機上的小孔插入，探頭套管9底端直接接觸定 子鐵芯，準確感知電機內部溫度變化。實施例2本電機溫度繼電器實施例2如圖2所示，與實施例1相同殼體3有底孔、頂孔和側 孔，三孔均與殼體3內腔相通；熱保護器10外套有彈性的導熱絕緣套管8，探頭套管9、頂蓋 4、電纜引出柄2的結構及與殼體3的連接也與實施例1基本相同。本例探頭套管9下段的高度大於熱保護器10高度，即上下段之間的臺階高於熱保 護器10上端20mm。熱保護器10的2個引出端7各固定連接1根引出杆11，圓柱形蓋板12 外徑與探頭套管9上段內徑配合，引出杆11密封穿過蓋板12，電纜夾16連接電纜1與引出 杆11的上端。套有導熱絕緣套管8的熱保護器10插入探頭套管9下段，蓋板12底面壓於 探頭套管9下段的臺階上，蓋板12圓柱形的邊緣與探頭套管9錫焊密封。殼體3底孔為階梯孔，探頭套管9上端頭部的外徑大於探頭套管9主體的外徑，裝 有熱保護器10的探頭套管9從殼體3頂孔插入殼體3底孔，探頭套管9頭部與底孔螺紋連 接。本例殼體3底部至探頭套管9底端的距離L為44mm，此距離由所測電機表面測孔深度 決定。在頂蓋4與殼體3的連接處有頂蓋密封圈14、電纜引出柄2與殼體3的連接處有 電纜引出柄密封圈15、探頭套管9與殼體3的連接處有探頭套管密封圈13。所述各密封圈 均為耐250°C高溫的氟橡膠墊圈。與實施例1相似，殼體3安裝了探頭套管9和電纜引出柄2後，從殼體3頂孔灌入 的灌封膠5填充殼體3內腔，並灌封探頭套管9的蓋板12上方空間和電纜引出柄2內孔，還 密封絕熱套管6與殼體3的間隙、電纜引出柄2與殼體3的間隙，在膠固化之前，頂蓋4與 殼體3頂孔螺紋連接，灌封膠5封閉頂蓋4與殼體3的間隙。所用灌封膠5與實施例1相 同。上述實施例，僅為對本發明的目的、技術方案和有益效果進一步詳細說明的具體 個例，本發明並非限定於此。凡在本發明的公開的範圍之內所做的任何修改、等同替換、改 進等，均包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
電機溫度繼電器，包括殼體(3)、雙金屬片及所連接的動觸片和靜觸片，動觸片和靜觸片連接的電纜，雙金屬片及所連接的動觸片和靜觸片封閉於底端封閉的導熱管內成為熱保護器(10)，其特徵在於所述熱保護器(10)安裝於探頭套管(9)內，探頭套管(9)為底部封閉的、導熱剛性套管，熱保護器(10)外套有彈性的導熱絕緣套管(8)，探頭套管(9)內徑等於或稍大於熱保護器(10)的導熱絕緣套管(8)外徑，加套了導熱絕緣套管(8)的熱保護器(10)裝於探頭套管(9)內底部，探頭套管(9)與殼體(3)密封連接；熱保護器(10)的引出端(7)從熱保護器(10)上端的密封膠中伸出，電纜(1)與熱保護器(10)的引出端(7)連接；電纜(1)經過探頭套管(9)和殼體(3)、從殼體(3)的一端封閉引出。
2.根據權利要求1所述的電機溫度繼電器，其特徵在於所述探頭套管(9)的外徑等於或小於12mm，殼體(3)底部至探頭套管(9)底端的距離 為 40mm 50mmo
3.根據權利要求1所述的電機溫度繼電器，其特徵在於所述熱保護器(10)外所套的導熱絕緣套管(8)外徑小於或等於7mm，其上端與熱保護 器(10)上端平齊，下端超出熱保護器(10)底端2mm 3mm，且熱保護器(10)底端與探頭套 管(9)底部的距離為2. 5mm 4. 0mm。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電機溫度繼電器，其特徵在於所述殼體⑶有側孔，中空的電纜引出柄⑵連接於側孔，電纜⑴經過探頭套管(9) 和殼體⑶後從電纜引出柄⑵引出。
5.根據權利要求4所述的電機溫度繼電器，其特徵在於所述探頭套管(9)內分為上下兩段，下段內徑等於熱保護器(10)外的導熱絕緣套管 ⑶外徑，上段內徑大於下段內徑2mm 3mm，上下段之間形成臺階；熱保護器(10)插在探 頭套管(9)下段內。
6.根據權利要求5所述的電機溫度繼電器，其特徵在於所述殼體(3)有階梯式底孔，與之過盈配合的絕熱套管(6)嵌於殼體(3)底孔內、與殼 體(3)固定連接，探頭套管(9)上端與絕熱套管(6)連接。
7.根據權利要求6所述的電機溫度繼電器，其特徵在於所述殼體(3)的底孔與側孔與殼體(3)內腔相通，且殼體(3)有與內腔相通的頂孔，從 殼體(3)頂孔灌入的灌封膠(5)填充殼體(3)內腔，並灌封探頭套管(9)的熱保護器(10) 上方空間和電纜引出柄⑵內孔，還密封絕熱套管(5)與殼體(3)的間隙、電纜引出柄⑵ 與殼體(3)的間隙及頂蓋(4)與殼體(3)的間隙；頂蓋(4)與殼體(3)頂孔連接、封閉殼體 ⑶頂孔。
8.根據權利要求7所述的電機溫度繼電器，其特徵在於所述頂蓋(4)與殼體(3)的連接處有頂蓋密封圈(14)、和/或電纜引出柄(2)與殼體 (3)的連接處有電纜引出柄密封圈(15)；所述各密封圈均為耐250°C高溫的氟橡膠墊圈。
9.根據權利要求5所述的電機溫度繼電器，其特徵在於所述探頭套管(9)內上下段之間形成臺階高於熱保護器(10)上端15mm 26mm;熱保 護器(10)的2個引出端(7)各固定連接1根引出杆(11)，圓柱形的蓋板(12)外徑與探頭 套管(9)上段內徑配合，引出杆(11)密封穿過蓋板(12)，電纜⑴與引出杆(11)連接；套2有導熱絕緣套管(8)的熱保護器(10)插入探頭套管(9)下段，蓋板(12)底面壓於探頭套 管(9)下段的臺階上，蓋板(12)圓柱形的邊緣與探頭套管(9)密封連接；所述殼體(3)有 階梯式底孔，探頭套管(9)頭部與殼體(3)底孔連接。
10.根據權利要求9所述的電機溫度繼電器，其特徵在於所述殼體(3)的底孔與側孔與殼體(3)內腔相通，且殼體(3)有與內腔相通的頂孔，從 殼體(3)頂孔灌入的灌封膠(5)填充殼體(3)內腔，並灌封探頭套管(9)的蓋板(12)上方 空間和電纜引出柄⑵內孔，還密封探頭套管(9)與殼體(3)的間隙、電纜引出柄(2)與殼 體(3)的間隙及頂蓋(4)與殼體(3)的間隙；頂蓋(4)與殼體(3)頂孔連接、封閉殼體(3) 頂孔。
11.根據權利要求10所述的電機溫度繼電器，其特徵在於在頂蓋⑷與殼體⑶的連接處有頂蓋密封圈(14)、和/或電纜引出柄(2)與殼體(3) 的連接處有電纜引出柄密封圈(15)、和/或探頭套管(9)與殼體(3)的連接處有探頭套管 密封圈(13)；所述各密封圈均為耐250°C高溫的氟橡膠墊圈。
全文摘要
本發明為電機溫度繼電器，外徑等於或小於12mm的探頭套管與殼體密封連接，加套了導熱絕緣套管的熱保護器裝於探頭套管內底部，電纜與熱保護器的引出端連接從殼體的一端封閉引出。安裝了熱保護器的探頭可從電機上的小孔插入，底端直接接觸定子鐵芯，準確感知電機內部溫度變化。探頭套管為導熱性良好、強度較高的黃銅管。絕熱套管嵌於殼體階梯式底孔，探頭套管與絕熱套管連接。電纜引出柄連接於殼體側孔。從殼體頂孔灌入的灌封膠填充殼體內腔，並密封各連接件的間隙，頂蓋封閉殼體頂孔。本溫度繼電器工作溫度為-40℃～170℃，及時感知溫度變化、回復溫度和動作溫度的差在10℃以內；便於安裝，防振、防水，適用於列車牽引電機溫度保護。
文檔編號H01H37/04GK101894707SQ20101023200
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月19日 優先權日2010年7月19日
發明者曾繁榮, 林茂多 申請人:桂林航天電子有限公司