FR2521344A1 - Thermal protection for vehicle air conditioner motor - uses a coil wound on ceramic former enclosing fuse or circuit breaker opening supply circuit to motor if heated - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif de protection thermique d'un moteur électrique
L'invention concerne un dispositif de protection thermique, notamment pour un moteur électrique, en particulier dans une installation de chauffage ou de climatisation pour véhicule automobile.Device for thermal protection of an electric motor
The invention relates to a thermal protection device, in particular for an electric motor, in particular in a heating or air conditioning installation for a motor vehicle.
Une telle installation comprend en général un ventilateur entratné par un moteur électrique à courant continu, pour souffler de l'air à l'intérieur de l'habitacle du véhicule.Such an installation generally comprises a fan driven by a direct current electric motor, for blowing air inside the passenger compartment of the vehicle.
Une ou plusieurs résistances électriques sont insérables dans le circuit d'alimentation du moteur, pour le réglage de sa vitesse de rotation.One or more electrical resistors can be inserted in the motor supply circuit, for adjusting its speed of rotation.
Il est déjà connu d'associer à ces résistances des fusibles thermiques ou coupe-circuit, permettant d'interrompre l'air mentation du moteur électrique lorsque la température ambiante dépasse une valeur prédéterminée. Sn effet, lorsque le rotor du moteur électrique est bloqué pour une raison quelconque, l'intensité du courant électrique passant dans le circuit d'alimentation du moteur est plus élevée et la ou les résistances insérées dans le circuit sont très rapidement chauffées au rouge, d'où des risques certains d'incendie lorsqu'elles sont disposées, comme c'est le cas en général, à proximité immédiate de ratières inflammables ou combustibles.It is already known to associate with these resistors thermal fuses or circuit breakers, making it possible to interrupt the air mentation of the electric motor when the ambient temperature exceeds a predetermined value. Sn effect, when the rotor of the electric motor is blocked for any reason, the intensity of the electric current passing through the motor supply circuit is higher and the resistor or resistors inserted in the circuit are very quickly heated to red, hence certain risks of fire when they are placed, as is generally the case, in the immediate vicinity of flammable or combustible dobbies.
Xour réduire ou supprimer ce risque, on a considéré, jusqu'à présent, que les fusibles ou coupe-circuit thermiques devaient être placés à proximité immédiate des résistances, pour interrompre le circuit d'alimentation du moteur électrique dès que la température ambiante atteint une valeur prédéterminée, résultant du dégagement de chaleur par effet Joule de la ou des résistances. To reduce or eliminate this risk, it has hitherto been considered that the thermal fuses or circuit breakers should be placed in the immediate vicinity of the resistors, in order to interrupt the supply circuit of the electric motor as soon as the ambient temperature reaches a predetermined value, resulting from the heat generation by Joule effect of the resistance (s).
in particulier, on a proposé d'utiliser une résistance bobinée sans noyau, formée par des spires de fil résistif électrique- ment conducteur et de disposer le fusible ou coupe-circuit thermique à l'intérieur de la résistance bobinée. Toutefois, on a constaté que, lorsque le fusible était soumis à une forte élévation de température et se détruisait, il arrivait parfois qu'une partie de ce fusible tombe sur une spire de la résistance bobinée et rétablisse le circuit d'alimentation du moteur électrique, d'où de nouveaux risques d'incendie. En outre, le fusible thermique ou coupe-circuit est, dans cette dispovition connue, facilement déformable et très mal protégé contre les chocs.in particular, it has been proposed to use a coreless wound resistor formed by turns of electrically conductive resistive wire and to arrange the fuse or thermal cut-out inside the wound resistor. However, it has been found that, when the fuse was subjected to a high rise in temperature and destroyed, it sometimes happened that part of this fuse fell on a turn of the wound resistance and re-established the electric motor supply circuit. , hence new fire risks. In addition, the thermal fuse or circuit breaker is, in this known arrangement, easily deformable and very poorly protected against shocks.
L'invention a pour but un dispositif de protection thermique pour un moteur électriQue, qui ne présente aucun des inconvénienta exposés ci-dessus.The object of the invention is to provide a thermal protection device for an electric motor, which does not exhibit any of the drawbacks set out above.
Ellle a également pour but un tel dispositif, qui soit de construction simple et robuste, qui présente une excellente fiabilité et qui ait un prix de revient relativement bas. It also aims at such a device, which is of simple and robust construction, which has excellent reliability and which has a relatively low cost price.
Rlle a encore pour but un tel dispositif dans lequel un seul fusible ou coupe-circuit thermique peut entre associé à plusieurs résistances. Rlle also aims such a device in which a single fuse or thermal cut-out can between associated with several resistors.
L'invention propose donc un dispositif de protection thermique notamment pour un moteur électrique, comprenant au moins une résistance électrique insérable dans le circuit d'alimentation du moteur pour le réglage de sa vitesse de rotation, caractérisé en ce que cette résistance est disposée sur un tube et est reliée en série à un fusible coupe-circuit uniquement sensible à la température ambiante, qui est placé à l'intérieur dudit tube.The invention therefore provides a thermal protection device in particular for an electric motor, comprising at least one electric resistance insertable in the motor supply circuit for adjusting its speed of rotation, characterized in that this resistance is arranged on a tube and is connected in series to a fuse only sensitive to ambient temperature, which is placed inside said tube.
Dans le dispositif selon l'invention, le fusible thermique est donc protégé des chocs, de par sa disposition à l'inté- rieur d'un tube, et ne peut venir en contact électrique avec le fil formant la résistance lorsqu'il fond à la suite d'une élévation importante de température.In the device according to the invention, the thermal fuse is therefore protected from shocks, by its arrangement inside a tube, and cannot come into electrical contact with the wire forming the resistance when it melts at following a significant rise in temperature.
De façon surprenante, on a également constaté que le fusible ou coupe-circuit thermique permettait, dans les conditions voulues de sécurité, d'interrompre le circuit d'alimentation du moteur électrique en cas d'une élévation anormale de la température ambiante, et cela bien qu'il soit disposé à l'intérieur d'un tube qui le protège des effets directs du dégagement de chaleur par effet Joule de la résistance associée.Surprisingly, it has also been found that the thermal fuse or circuit breaker makes it possible, under the desired safety conditions, to interrupt the supply circuit of the electric motor in the event of an abnormal rise in ambient temperature, and this although it is placed inside a tube which protects it from the direct effects of the Joule heat release of the associated resistance.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le tube est en matière mauvaise conductrice de la chaleur, par exemple en céramique, et le dispositif comprend au moins deux résistances reliées en série, disposées sur ledit tube et reliées en série audit fusible ou coupe-circuit thermique.According to other characteristics of the invention, the tube is made of poor heat conducting material, for example ceramic, and the device comprises at least two resistors connected in series, arranged on said tube and connected in series to said fuse or cut - thermal circuit.
Selon encore d'autres caractéristiques de l'invention, ce dispositif est monté sur un support diélectrique tel par exemple qu'une plaquette de verre époxy ou de carton bakélisé, au moyen de cosses métalliques qui assurent simultanément les liaisons électriques voulues et le support du fusible coupecircuit thermique et du tube sur lequel sont bobinées la ou les résistances électriques.According to yet other characteristics of the invention, this device is mounted on a dielectric support such as for example a plate of epoxy glass or bakelized cardboard, by means of metal lugs which simultaneously provide the desired electrical connections and the support of the thermal circuit fuse and of the tube on which the electrical resistance (s) are wound.
Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels
La figure i est une vue schématique en élévation d'un dispositif selon l'invention.In the description which follows, given by way of example, reference is made to the appended drawings, in which
Figure i is a schematic elevational view of a device according to the invention.
La figure 2 représente ce dispositif en coupe longitudinale.Figure 2 shows this device in longitudinal section.
La figure 3 est une vue agrandie d'une cosse de liaison selon l'invention, vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 4.FIG. 3 is an enlarged view of a connection terminal according to the invention, seen in section along line III-III of FIG. 4.
lia figure 4 est une vue de côté de la cosse de la figure 3. FIG. 4 is a side view of the terminal of FIG. 3.
Le dispositif selon l'invention, représenté dans les figures 1 et 2, comprend essentiellement une plaquette de support 10, par exemple en carton bakélisé ou en verre époxy, sur laquelle est fixé, au moyen de deux cosses 11 électriquement conductrices, un tube cylindrique 12 en matière diélectrique et mauvaise conductrice de la chaleur, par exemple en une céramique telle que la stéatite.The device according to the invention, represented in FIGS. 1 and 2, essentially comprises a support plate 10, for example of bakelized cardboard or of epoxy glass, on which is fixed, by means of two electrically conductive lugs 11, a cylindrical tube 12 in dielectric material and poor conductor of heat, for example in a ceramic such as soapstone.
Dans I'exemple représenté, deux résistances électriques 13 et 14 sont bobinées sur le tube 12. Chaque résistance est formée d'un fil électro-conducteur, avantageusement un fil métallique nu et non isolé, bobiné à spires non jointives sur le tube 12. Une éxtrémité 15 de la première résistance 13 est fixée, par exemple par pincement, sur une partie dtune cosse 11, tandis que son autre extrémité 16 est fixée, également par pincement, sur une cosse métallique de liaison 17 portée par la plaquette de support 10. A cette cosse 17 est également fixée une extrémité 18 de la seconde résistance 14, dont l'autre extrémité 19 est fixée à une autre cosse 20, par exemple identique à la cosse 17 et portée également par la plaquette 10.In the example shown, two electrical resistors 13 and 14 are wound on the tube 12. Each resistance is formed of an electrically conductive wire, advantageously a bare and uninsulated metal wire, wound with non-contiguous turns on the tube 12. One end 15 of the first resistor 13 is fixed, for example by pinching, on a part of a terminal 11, while its other end 16 is fixed, also by pinching, on a metal connecting terminal 17 carried by the support plate 10 To this terminal 17 is also fixed one end 18 of the second resistor 14, the other end of which 19 is fixed to another terminal 20, for example identical to the terminal 17 and also carried by the plate 10.
Un fusible thermique ou coupe-circuit 21 sensible à la température ambiante est disposé à l'intérieur du tube 12, comme représenté en figure 2, et est fixé et relié électriquement, par ses extrémités, aux deux cosses 11.A thermal fuse or circuit breaker 21 sensitive to ambient temperature is placed inside the tube 12, as shown in FIG. 2, and is fixed and electrically connected, by its ends, to the two terminals 11.
Pour plus de clarté, les résistances 13 et 14 n'ont pas été représentées sur la vue en coupe de la figure 2.For clarity, the resistors 13 and 14 have not been shown in the sectional view of FIG. 2.
Chaque cosse 11, représentée plus en détail dans les figures 3 et 4, est formée à partir d'une plaquette métallique électriquement conductrice, par découpe, crevé et pliage. Chaque cosse Il ainsi formée comprend une partie plane 22 sensiblement verticale prolongée à son extrémité supérieure, dtun côté, par un rebord horizontal 23 et, à son extrémité inférieure et de l'autre c8té, par un rebord horizontal 24 à extrémité 25 repliée verticalement. Le rebord horizontal supérieur 23 est formé, par crevé, avec une anse 26 permettant la disposition et la fixation d'une extrémité du fusible thermique 21 et éventuellement de l'extrémité 15 de la résistance 13.L'extrémité supérieure de la partie verticale 22 forme, par crevé, une patte horizontale 27, orientée du m8me côté que le rebord horizontal inférieur 24 et sous laquelle sont prévues deux pattes latérales 28 espacées d'une distance qui est inférieure au diamètre extérieur du tube 12. L'extrémité inférieure de la partie verticale de fixation 29, propre à outre introduite dans une fente de la plaquette 10, est repliée horizontalement pour la fixation de la cosse 11 sur ladite plaquette. Cette patte 29 est formée par un crevé du rebord horizontal 24. Le rebord vertical inférieur 25 peut également comprendre un trou 30, par exemple pour le montage d'un fil conducteur.Each terminal 11, shown in more detail in Figures 3 and 4, is formed from an electrically conductive metal plate, by cutting, puncturing and folding. Each terminal II thus formed comprises a substantially vertical flat portion 22 extended at its upper end, on one side, by a horizontal rim 23 and, at its lower end and on the other side, by a horizontal rim 24 with end 25 folded vertically. The upper horizontal edge 23 is formed, by a puncture, with a handle 26 allowing the arrangement and the fixing of one end of the thermal fuse 21 and possibly of the end 15 of the resistor 13. The upper end of the vertical part 22 forms, by a puncture, a horizontal tab 27, oriented on the same side as the lower horizontal flange 24 and under which are provided two side tabs 28 spaced apart by a distance which is less than the outside diameter of the tube 12. The lower end of the vertical fixing part 29, suitable for additionally introduced into a slot in the plate 10, is folded horizontally for fixing the terminal 11 on said plate. This tab 29 is formed by a puncture in the horizontal rim 24. The lower vertical rim 25 may also include a hole 30, for example for mounting a conductive wire.
Les cosses 17, 19 présentent également une patte verticale de connexion 31, 32 respectivement, ainsi qu'une patte verticale de fixation 33, 34 respectivement, analogue à la patte 29 de chaque cosse 11. La fixation des extrémités des résistances 13, 14 sur les cosses 17, 20 se fait de la même façon que la fixation des extrémités du fusible thermique 21 sur les rebords horizontaux supérieurs 23 des cosses 11. The lugs 17, 19 also have a vertical connection tab 31, 32 respectively, as well as a vertical fixing tab 33, 34 respectively, similar to the tab 29 of each terminal 11. The fixing of the ends of the resistors 13, 14 on the lugs 17, 20 are made in the same way as the fixing of the ends of the thermal fuse 21 on the upper horizontal edges 23 of the lugs 11.
Le tube 12 est supporté horizontalement à ses extrémités par les cosses 1 1 de la façon représenrée dans les figures 1 et 2, par introduction de son bord inférieur entre les pattes 27 et 28 de chaque cosse.The tube 12 is supported horizontally at its ends by the lugs 1 1 in the manner shown in Figures 1 and 2, by introducing its lower edge between the tabs 27 and 28 of each terminal.
Le dispositif qui vivent d'être décrit fonctionne de la façon suivante :
Le fusible ou coupe-circuit thermique 21 est relié à une extrémité de la résistance 13 dont l'autre extrémité est reliée à une extrémité de la résistance 14 dont l'autre extrémité est elle-meme reliée à la cosse 20 présentant la plaque de connexion 32.Le dispositif est relié au circuit d'alimentation d'un moteur électrique à courant continu par la plaque de connexion 25 de la cosse 11 de gauche sur la figure 1 et par la patte de connexion 25 de la cosse il de droite (quand aucune des résistances 13, 14 n'est insérée dans le circuit), ou par la patte de connexion 31 de la cosse 17 (quand la ré sisstance 13 est insérée dans le circuit), ou encore par la patte de connexion 32 de la cosse 20 (quand les résistances 13 et 14 sont insérées toutes les deux dans le circuit d'alimentation du moteur).The living device to be described works in the following way:
The fuse or thermal circuit breaker 21 is connected to one end of the resistor 13, the other end of which is connected to one end of the resistor 14, the other end of which is itself connected to the terminal 20 presenting the connection plate. 32.The device is connected to the supply circuit of a direct current electric motor by the connection plate 25 of the terminal 11 on the left in FIG. 1 and by the connection tab 25 of the terminal il on the right (when none of the resistors 13, 14 is inserted in the circuit), or by the connection lug 31 of the lug 17 (when the resistor 13 is inserted in the circuit), or by the connection lug 32 of the lug 20 (when resistors 13 and 14 are both inserted in the motor supply circuit).
Le fusible thermique ou coupe-circuit 21 est sensible uniquement à la température ambiante et est réglé, par construction, pour couper le circuit d'alimentation du moteur, par fusion d'une pastille de matière fusible contenue dans le corps du coupe-circuit, lorsque cette température ambiante atteint une valeur prédéterminée.The thermal fuse or circuit breaker 21 is sensitive only to ambient temperature and is adjusted, by construction, to cut the power supply circuit of the engine, by melting a patch of fusible material contained in the body of the circuit breaker, when this ambient temperature reaches a predetermined value.
in fonctionnement normal, l'intensité du courant d'alimentation du moteur est telle que la chaleur dégagée par effet
Joule dans la ou les résistances insérées dans le circuit n'élève pas la température jusqu'à la valeur prédéterminée de déclenchement du coupe-circuit 21, et cela d'autant plus si les réssiatances sont ventilées. Sar contre, lorsque le rotor du moteur est bloqué, l'intensité est multipliée par deux ou trois environ et le passage du courant dans la ou les résistances 13, 14 insérées dans le circuit provoque par effet
Joule une élévation de la température ambiante. il peut s'écouler une durée de l'ordre de trente secondes à une minute environ, jusqu'à ce que cette température ambiante atteigne la valeur prédéterminée de déclenchement du coupe-circuit 21.in normal operation, the intensity of the motor supply current is such that the heat given off by
Joule in the resistor (s) inserted in the circuit does not raise the temperature to the predetermined triggering value of the circuit breaker 21, all the more if the resistances are ventilated. On the other hand, when the rotor of the motor is blocked, the intensity is multiplied by two or three approximately and the passage of the current in the resistance (s) 13, 14 inserted in the circuit causes by effect
Joule a rise in ambient temperature. a period of the order of thirty seconds to one minute may elapse until this ambient temperature reaches the predetermined value for tripping the circuit breaker 21.
Cette durée est suffisante pour que le rotor du moteur, s'il est bloqué par le gel, puisse se débloquer en raison de l'élévation de température dans les bobinages du moteur. Si le rotor est bloqué pour une autre raison, le coupe-circuit 21 interrompt le circuit d'alimentation du moteur à l'expiration de la durée précitée.This time is sufficient for the motor rotor, if blocked by frost, to be able to unblock due to the rise in temperature in the motor windings. If the rotor is blocked for another reason, the circuit breaker 21 interrupts the motor supply circuit at the end of the aforementioned period.
Le dispositif est en général placé dans l'écoulement d'air produit par le ventilateur entratné par le moteur électrique.The device is generally placed in the air flow produced by the fan driven by the electric motor.
Quand le rotor du moteur est bloqué pour une raison quelconque, par exemple par le gel, ce ventilateur n'est pas entra- né et aucune ventilation n'agit sur le dispositif. L'élévation de la température produite par dégagement de chaleur des résistances bobinées autour du tube 12 s'exerc-e également à l'intérieur du tube 12 et donc sur le coupe-circuit 21, et cela d'autant plus que les résistances ne sont pas ventilées.When the motor rotor is blocked for any reason, for example by frost, this fan is not driven and no ventilation acts on the device. The rise in temperature produced by the release of heat from the resistors wound around the tube 12 is also exerted inside the tube 12 and therefore on the circuit breaker 21, and this all the more so since the resistors do not are not broken down.
On peut prévoir, dans une variante de réalisation non représentée, que le tube 12 peut être perforé de telle sorte que l'écoulement d'air produit par le ventilateur ventile également le coupe-circuit 21, dans les conditions normales de fonctionnement du moteur.It is possible to provide, in a variant embodiment not shown, that the tube 12 can be perforated so that the air flow produced by the fan also ventilates the circuit breaker 21, under normal engine operating conditions.
On peut également prévoir que le dispositif soit protégé par un capot métallique perforé, fixé sur la plaquette de support 10 et servant à la fois de radiateur thermique et de protection contre les chocs lors de son utilisation ou de ses manipulations en cours de transport ou au montage. Provision may also be made for the device to be protected by a perforated metal cover, fixed to the support plate 10 and serving both as a heat radiator and as protection against impacts during its use or its handling during transport or at mounting.
Claims (11)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2721152A1 (en) * | 1994-06-08 | 1995-12-15 | Seim Ind | Coil resistance block for car heater or air conditioner |
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1982
- 1982-02-09 FR FR8202086A patent/FR2521344A1/en active Granted
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|---|---|
| FR2521344B1 (en) | 1985-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |