[发明专利]双金属热元件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双金属热元件及该双金属热元件的制作方法。

背景技术

在电动机应用领域中，过载继电器被用于保护电机绕组不会过热。

这种过载继电器的原理是通过由于电流造成的温度升高造成的一个或多个双金属的弯曲来探测过载电流。电机的电流或者是直接通过双金属或通过由合适的电阻片制成的缠绕在双金属周围的加热器。这种由双金属、加热器和两者之间的绝缘套构成的组件叫做双金属热元件。

适用于长脱扣时间的过载继电器是用在某些电动机所驱动的负载较大的场合，在这种场合，从启动到全速所需要的时间比较长。

过载继电器的脱扣时间可以参照某些国际标准所定义的等级，如IEC60947-4。如，7.2倍的In(额定电流)之下的从冷态开始的脱扣时间如果在6-20秒之间，就定义为20级。

现有的热双金属元件11的结构如图1所示。从图1可以看出，它是由如下部分组成：双金属片14；加热器15，该加热器15由电阻片构成，该电阻片根据所需要的电阻值的大小绕双金属片14一定的圈数，该电阻片被焊接在所述双金属片14上，该电阻片的端部被连接到继电器箱中的端子；绝缘套16，该绝缘套16用于将加热器15和双金属片14电绝缘。双金属元件11可以用各种方式安装到支架12上，如用铆接或激光焊接等方式。与电动机相连的输入导线13被连接到支架12上。

从上面的描述可以看出，电流的流经如下路径：从输入导线13到支架12，从支架12到所述双金属片14的焊接到所述支架12的第一端，从所述第一端到所述双金属片14的与第一端相反的第二端，通过电阻片15和双金属片14之间的焊接点从所述双金属片14的第二端到电阻片15；最后，经过电阻片15的围绕双金属片14的所有的圈到达电阻片14所焊接相连的继电器的端子。因此，在双金属片14和支架12上都有电流通过。对于这种结构，由于在双金属片14和支架12上都有电流通过，双金属片14的弯曲由来自加热器的温升以及来自双金属片14和支架12的温升造成，这样就很难实现长的脱扣时间。

对于需要长脱扣时间的情况，现有的技术通常是采用一种多片加热器的方式来实现。即采用多片薄的柔软的金属片平行排列，将其两端焊接在一起形成。这种加热器可以只有很短的一片构成，也可以由多片来回弯折的部分构成以增加加热器的长度。在第二种情况，这种来回弯折的部分之间需要通过绝缘片来绝缘。多片加热器的一端焊接在双金属片上或直接连接到输入端。另一端通常焊接到继电器的端子上。最后，该多片加热器需要沿着双金属片由多个固定钉固定。在加热器和双金属片之间，还需要放入绝缘片。但使用了这种结构的加热器，体积会增大，因为需要好几层的加热器。在很多情况，双金属热元件的厚度是受限于产品壳体的尺寸，因此这种加热器在很多情况下会无法放入壳体中。

因此，就存在这样一种需求，需要改进现有的双金属热元件以实现更长的脱扣时间同时保持比较小的体积，尤其比较小的宽度，以用于很多场合。

发明内容

有鉴于此，本发明就是针对现有技术中的上述问题提出的。本发明的目的在于提供一种用于需要长脱扣时间的应用场合的双金属热元件，并且具有相对较小的体积和简单的制作工艺，从而克服或至少部分克服现有技术中存在的问题。

为了实现本发明的目的，本发明尽可能地采用现有的双金属热元件的缠绕技术，使得制作工艺尽可能地简单。并且限定电流通路，使得电流不经过双金属片和支架或只有很小的电流经过双金属片和支架。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种双金属热元件。该双金属热元件，用于安装到支架上。该双金属热元件包括：双金属片，该双金属片具有第一端和与该第一端相反的第二端，在所述第一端设置有凹槽；加热器，该加热器由电阻片组成，该电阻片包含直线部分和缠绕部分，其中，该直线部分沿着与所述双金属片的一侧平行的方向从位于靠近所述双金属片的第二端的起始位置向所述凹槽延伸，该缠绕部分缠绕所述直线部分和所述双金属片；绝缘装置，以将所述双金属电阻片与所述加热器绝缘。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种双金属热元件的制作方法。该方法包括如下步骤：

准备双金属片，该双金属片在其第一端有一个凹槽；

准备电阻片，该电阻片具有第一部分，将电阻片放置得与所述双金属片的一侧平行，并使得所述电阻片的第一部分的起始位置靠近所述双金属片的与所述第一端相反的第二端；

将所述电阻片的第一部分从所述起始位置向所述凹槽延伸；

将所述双金属片和所述电阻片放入绝缘套中；