DE1031416B - Anordnung zur Temperaturueberwachung von Motoren, Transformatoren od. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Temperaturüberwachung und hat insbesondere Bedeutung als Motorschutzschalter. Dabei sollen Relais in Abhängigkeit vorbestimmter, insbesondere wählbarer Temperaturen schalten. Es besteht weiterhin die Aufgabe, ein Temperaturmeßglied geringer Wärmekapazität und kleiner Zeitkonstante zu schaffen. Bei Motoren, Transformatoren od. dgl. kann man auf diese Weise SicherheitsVorkehrungen bei verschiedenen Wicklungstemperaturen entsprechend der einstellbaren Werte ermöglichen.

Die Bestimmung und Begrenzung der Temperatur von elektrischen Maschinen und Apparaten wird nach einem bekannten Vorschlag mit Hilfe eines Spulenpaares vorgenommen, wobei die eine Spule vom Strom und die andere Spule über einen veränderbaren Widerstand von dem Spannungsgefälle der Wicklung einer elektrischen Maschine abhängig ist. Die Differenz beider Ströme dient als Maß für die Erwärmung der Wicklung. Weiter ist bekannt, elektrische Geräte ao gegen thermische Überlastung dadurch zu sichern, daß die Ströme in den Zuleitungen beispielsweise von Bimetallrelais überwacht werden. Diese Überwachungen sind nicht für alle Fälle ausreichend und haben vor allem den Nachteil, daß Wärmestauungen, die durch örtlich begrenzte Temperaturerhöhungen im Innern eines elektrischen Apparates hervorgerufen werden, nicht miterfaßt werden können. Zu deren Messung hat man sogenannte Klein-Thermoschalter direkt in die Wicklung elektrischer Maschinen eingebaut und diese in Reihe mit einer Überwachungseinrichtung an eine Stromquelle angeschlossen. Hierbei schalten die Thermoschalter den Steuerstrom bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur ein bzw. aus, wodurch die Überwachungseinrichtung zum Ansprechen gebracht wird. Trotz der geringen Abmessungen der Schalter haben derartige Einrichtungen den Nachteil einer relativ großen Wärmekapazität. Man hat deshalb in neuerer Zeit Temperaturüberwachungseinrichtungen entwickelt, die einen Halbleiter benutzen, der als Meßfühler in Reihe mit einer Anzeigevorrichtung an eine Steuerspannung gelegt ist. Die Halbleiterüberwachungselemente weisen infolge ihrer kleineren Abmessungen eine geringe Wärmekapazität auf und ändern bei einer bestimmten Temperatur ihren Widerstand sprunghaft, so daß der Überwachungsstrom als Kriterium für das Überschreiten einer bestimmten Temperatur herangezogen werden kann. Wird nun als Ansprechelement ein Relais in Reihe zu einem solchen Halbleiterkörper in den Überwachungsstromkreis geschaltet, so muß der Höchstwert des Relaisstromes so bemessen sein, daß durch ihn keine Erwärmung des Halbleiterkörpers auftreten kann. Man ist deshalb gezwungen, die Anordnung zur Temperaturüberwachung von Motoren, Transformatoren od. dgl.

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr. phil. Herbert Piller, Nürnberg,

und Dipl.-Ing, Wolfgang Volkrodt, Bad Neustadt/Saale,

sind als Erfinder genannt worden

Schaltleistung bei den bisher bekannten Einrichtungen klein zu halten oder den Meßstrom zu verstärken.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, dem Relais ohne Mehraufwand an Mitteln größere Steuerleistungen zuzuführen und gleichzeitig den Meßkörper vom Strom weitgehend zu entlasten. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß der Halbleiterkörper dem vorzugsweise mit einem Vorwiderstand in Reihe liegenden Relais parallel geschaltet ist. Der Halbleiterkörper nimmt so nur einen Teil des Relaisstromes auf und ist weitgehend entlastet.

In der elektrischen Anlagetechnik ist es zwar an sich bekannt, einem Relais eine Sicherung parallel zu schalten. Die bekannte Einrichtung eignet sich jedoch für eine einmalige Auslösung. Von einer Überwachungseinrichtung für elektrische Geräte ist zu fordern, daß der Meßkörper nach dem Ansprechen nicht ausgewechselt zu werden braucht und seine Eigenschaften beibehält. Die Überwachungseinrichtung nach der Erfindung nützt die Widerstandsänderung in Abhängigkeit von der Temperatur in einem parallel zum Relais liegenden Halbleiter aus, um bei bestimmter Bemessung des Vorwiderstandes im Relais eine maximale Stromanordnung hervorzurufen, wenn der Halbleiter für ein bestimmtes Temperaturintervall angepaßt wird. Der Abfall des Relais ist durch den Höchstwert, das Anziehen durch den Mindestwert der Temperatur bestimmt. Diese Werte können beispielsweise durch verstellbare Widerstände, Potentiometer od. dgl. verstellt werden.

Das Anziehen des Relais läßt sich durch Tasten bewirken. Für diese Schaltung ist die größte

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Leistungsaufnahme des Halbleiters durch die Abfallleistung des Relais gegeben. Es ist daher zweckmäßig, niederohmige Halbleiter mit großem Temperaturkoeffizienten zu verwenden. In besonderer Weise sind Halbleiter geeignet, die aus sogenannten AmB^-Verbindungen bestehen und für eine große Leistungsaufnahme bei kleiner Zeitkonstante geeignet sind.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figur zeigt ein Schaltschema als Ausführungsbeispiel der Erfindung in ihren wesentlichen Teilen in besonders einfacher Darstellung.

An der Meßstelle, an der die Temperatur zu überwachen ist, befindet sich der temperaturabhängige Halbleiter \, der dem Relais 2 parallel geschaltet ist. In Reihe hierzu befinden sich die verstellbaren Widerstände oder Potentiometer 3 und 4, die gegebenenfalls durch einen einzigen, mit zwei Abgriffen versehenen Widerstand gebildet werden können. Der Strom wird über einen Gleichrichter in Einweg- oder Brückenschaltung 5 dem Wechselstromnetz entnommen. Zur Anpassung auf ein bestimmtes Temperaturintervall werden die Abgriffe an den Potentiometern 3 und 4 verstellt.

Zum Schalten bei Erreichen des vorgegebenen Temperaturwertes wird das Abfallen des Relais 2 herangezogen. Mit zunehmender Temperatur nimmt der Widerstand des Halbleiters 1 ab, so daß der ihn durchfließende Stromanteil wächst und dementsprechend der das Relais durchfließende Stromanteil absinkt. Es ist günstig, den inneren. Widerstand der Speisestromquelle bzw. der Vorwiderstände (Potentiometer 3 und 4) groß gegenüber dem Widerstand der Relais-Halbleiter-Kombination zu wählen.

Es kann wünschenswert sein, daß bei einem vorgegebenen Temperaturintervall die Änderung der Leistungsaufnahme des Halbleiters allein nicht ausreicht, um das Relais zum Ansprechen zu bringen.

Dies kann durch geeignete Wahl des Halbleitermaterials -ünd/oder des Absolutwertes des Widerstandes des Halbleiters erreicht werden. Das Anziehen des Relais 2 läßt sich, am Potentiometer 3 einstellbar, durch Betätigen einer Taste 6 bewirken.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Temperaturüberwachung von Motoren, Transformatoren od. dgl., insbesondere Motorschutzschalter, unter Verwendung eines in Abhängigkeit vorbestimmter, insbesondere wählbarer Temperaturen zum Schalten gebrachten Relais und eines Halbleiters mit temperaturabhängigem Widerstand, der nach Maßgabe der Abfallbedingungen des Relais bemessen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter als Temperaturmeßglied dem vorzugsweise mit einem Vorwiderstand in Reihe liegenden Relais parallel geschaltet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines niederohmigen Halbleiters mit großem Temperaturkoeffizienten.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbleiter eine A_1UB_V-Verbindung, insbesondere mit großer Leistungsaufnahme bei kleiner Wärmezeitkonstante verwendet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Anpassung des Halbleiters für ein vorbestimmtes, insbesondere wählbares Temperaturintervall.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 421 481;
deutsche Auslegeschrift S 41504 VIII b / 21 c
kanntgemacht am 30. 5. 56);
Titze Wien 1953, S. 214.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© &09 529/190 5.53