DE1047930B - Arrangement for temperature monitoring of motors, transformers or the like. - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Hauptpatentanmeldung bezieht sich auf eine Temperaturüberwachungsanordnung von elektrischen Geräten unter Verwendung eines Temperaturm eßgliedes in Form eines Halbleiters mit temperaturabhängigem Widerstands wert. Eine solche Anordnung ist insbesondere als Motorschutzschalter verwendbar und gibt die Möglichkeit, das Temperaturmeßglied an einer Stelle im Motor anzubringen, bei der das Anwachsen auf einen unzulässig hohen Temperaturwert ein Maß für die Motorüberlastung ist, so daß sich auf diese Weise ein empfindlicher Motorschutz erzielen läßt.The main patent application relates to a temperature monitoring arrangement of electrical Devices using a temperature sensor in the form of a semiconductor with temperature-dependent Worth resistance. Such an arrangement can be used in particular as a motor protection switch and provides the option of using the temperature measuring element a place in the engine where the growth on an impermissibly high temperature value is a measure of the motor overload, so that on in this way a sensitive motor protection can be achieved.

Die Hauptpatentanmeldung sieht bei einer derartigen Schutzeinrichtung eine besondere Schaltung des Halbleiters mit temperaturabhängigem Widerstand vor. Es wird hierbei nicht das Ansprechen, sondern das Abfallen eines Relais ausgenutzt'und der Halbleiter mit temperaturabhängigem Widerstandswert dem Relais parallel geschaltet, wobei im äußeren Stromkreis Widerstände mit im Vergleich zu dieser Parallelschaltung hohem Widerstandswert liegen bzw. eine Speisestromquelle mit hohem innerem, Widerstand verwendet wird. Auf diese Weise kommt eine wirksame Stromverteilung zwischen Relais als einem Strompfad und Halbleiter als anderem Strompfad zustande, so daß mit zunehmender Temperatur und mit abnehmendem Widerstandswert des Halbleiters der Stromfluß durch diesen Zweig vergrößert und durch das Relais verringert wird, bis dieses schließlich abfällt. The main patent application provides a special circuit of the protective device of this type Semiconductor with temperature-dependent resistance. It is not the response here, but rather the drop-out of a relay exploited and the semiconductor with temperature-dependent resistance value connected in parallel to the relay, with the outer Circuit resistors with a high resistance value compared to this parallel connection are or a supply current source with high internal resistance is used. This way one comes effective current distribution between relay as one current path and semiconductor as another current path, so that with increasing temperature and with decreasing resistance of the semiconductor Current flow through this branch is increased and decreased through the relay until it finally drops.

Die Erfindung- stellt eine Weiterbildung einer derartigen Anordnung gemäß der Hauptpatentanmeldung dar. Die Erfindung besteht darin, daß zwei oder mehr, insbesondere' drei Halbleiter mit temperaturabhängigem Widerstandswert verwendet werden. Dabei können diese Halbleiter zweckmäßig einander parallel geschaltet sein. Es kann vorteilhaft sein, die einzelnen Halbleiter mit gleicher oder nahezu gleicher Charakteristik zu wählen, insbesondere auch darauf zu achten, daß die Halbleiter weitgehend in ihren Eigenschaften miteinander übereinstimmen.The invention represents a further development of such a Arrangement according to the main patent application. The invention consists in that two or more, in particular, three semiconductors with a temperature-dependent resistance value are used. Included these semiconductors can expediently be connected in parallel to one another. It can be beneficial to the individual To choose semiconductors with the same or almost the same characteristics, and in particular to ensure that that the semiconductors largely in their properties coincide with each other.

Die Verwendung mehrerer Halbleiter als Temperaturmeßglied bedeutet den Vorteil, daß man gleichzeitig an mehreren Stellen die Temperatur überwachen kann. SO' kann e's für Drehstrommotoren zweckmäßig sein, drei Halbleiter zu verwenden, die jeweils an den Wicklungen der drei Phasen so· angeordnet sind, daß die Wicklungserwärmung der zugehörigen Phase weitgehend von jeweils einem Temperaturmeßglied erfaßt wird. Es ist darüber hinaus naturgemäß möglich, auch an anderer Stelle, beispielsweise zur Überwachung der Lagerdrücke od. dgl., noch weitere temperaturabhängige Halbleiter anzuordnen.The use of several semiconductors as a temperature measuring element has the advantage that one can simultaneously can monitor the temperature in several places. SO 'it can be useful for three-phase motors, to use three semiconductors, each arranged on the windings of the three phases so that the heating of the winding of the associated phase is largely detected by a temperature measuring element in each case will. In addition, it is naturally also possible at another point, for example for monitoring the bearing pressures od. Like. To arrange even more temperature-dependent semiconductors.

Wenn die temperaturabhängigen Halbleiter gleich-Anojdnting zur Temperaturüberwachung von Motoren, Transformatoren od. dgl.When the temperature-dependent semiconductors equal-anojdnting for temperature monitoring of motors, transformers or the like.

Zusatz zur Patentanmeldung S52 719 VÖIb/21d³ Addition to patent application S52 719 VÖIb / 21d ³

. (Auslegesdirift 1 031 416) ·. (Laying out guide 1 031 416)

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,¹ Stock corporation, ¹

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr. phil. Herbert Piller, Nürnberg, ist als Erfinder genannt wordenDr. phil. Herbert Piller, Nuremberg, has been named as the inventor

zeitig und gleichmäßig heiß werden, nimmt deren Widerstandswert gleichmäßig ab. Das Relais fällt dann in dem Augenblick ab, wenn die Spannung an den Heißleitern die Relaisabfallspannung erreicht. Bei gleichmäßiger Erwärmung der einzelnen Halbleiter tragen diese sämtlich in gleicher Weise dazu bei, daß das Relais abfällt, und ermöglichen somit ein verhältnismäßig frühzeitiges Abfallen bei einem bestimmten Temperaturwert.get hot early and evenly, their resistance value decreases evenly. The relay drops then from the moment when the voltage on the thermistors reaches the relay dropout voltage. at Uniform heating of the individual semiconductors all contribute in the same way to that the relay drops out, and thus allow a relatively early drop-out at a certain Temperature value.

Wenn aber nun eine ungleichmäßige Erwärmung einsetzt, so kann es vorkommen, daß ein Temperaturmeßglied oder deren mehrere nicht oder in nur geringem Maß beeinflußt werden, während durch das Zustandekommen örtlicher Übertemperaturen ein anderer Halbleiter oder mehrere derselben verstärkt erwärmt werden. Ein Extremfall tritt dann ein, wenn von sämtlichen Halbleitern nur ein einziger einer wachsenden Temperatur ausgesetzt ist, während die anderen nicht erwärmt werden und auch nicht dazu beitragen können, das Relais zum Abfallen zu bringen. Dann muß der Halbleiter, der der erhöhten Temperatur ausgesetzt ist, allein das Abfallen des Relais bewerkstelligen. Elektrisch gesehen bedeutet das, daß sein Widerstandswert auf einen geringeren Betrag herabgesetzt werden muß, als wenn, wie dies voran-If, however, uneven heating sets in, it can happen that a temperature measuring element or several of them are not or only slightly affected, while by the If local excess temperatures occur, another semiconductor or several of the same are amplified be heated. An extreme case occurs when only a single one of all semiconductors occurs is exposed to increasing temperature, while the others are not warmed up and not in addition can contribute to causing the relay to drop out. Then the semiconductor, which is exposed to the increased temperature, has to cause the relay to drop out accomplish. From an electrical point of view, this means that its resistance value is reduced to a lesser extent must be reduced than if, as before

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gehend beschrieben wurde, die anderen Halbleiter noch unterstützend beim Abfallen des Relais mitwirken. Bei diesem Extremfall muß also, um die gleiche Abfallspannung für das Relais zu erreichen, die Temperatur einen höheren Wert erreichen. S Zwischen diesem Temperaturwert und dem obengenannten Temperaturwert mit Unterstützung sämtlicher Halbleiter liegen die verschiedenen Möglichkeiten, bei denen jeweils ein Teil der Halbleiter zum Abfallen beiträgt und ein Teil sich passiv verhält. Dieses Temperaturintervall zwischen den genannten Extremwerten ist unabhängig von der Anpassung, wird aber um so' kleiner, je größer der Temperaturkoeffizient des Widerstandes in diesem Intervall ist. Es ist aus diesem Grunde zweckmäßig, dafür zu sorgen, daß die Halbleiter mindestens innerhalb dieses Temperaturintervalls einen möglichst großen Temperaturkoeffizienten aufweisen.was described in detail, the other semiconductors still play a supporting role when the relay drops out. In this extreme case, in order to achieve the same dropout voltage for the relay, the temperature can reach a higher value. S Between this temperature value and the above Temperature value with the support of all semiconductors are the various possibilities in each of which a part of the semiconductors contributes to the dropping off and a part behaves passively. This temperature interval between the mentioned extreme values is independent of the adaptation, but becomes smaller, the larger the temperature coefficient of resistance is in this interval. It is therefore appropriate to go for it ensure that the semiconductors have a temperature coefficient that is as large as possible, at least within this temperature interval exhibit.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele in ihren, für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter Weise veranschaulicht. Dabei sind in Übereinstimmung mit der Darstellung der Hauptpatentanmeldung für gleiche Teile weitgehend die gleichen Bezugszeichen verwendet.The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing. In the drawings are exemplary embodiments illustrated in their, essential for the invention parts in a simplified manner. Included are largely in accordance with the representation of the main patent application for identical parts the same reference numerals are used.

Wie Fig. 1 zeigt, sind dem Relais 2 drei temperaturabhängige Halbleiter 1, 7 und 8 parallel geschaltet. In Reihe mit der Relaisspule 2 befindet sich ein Vorwiderstand 9 mit zwei Abgriffen. Der Speisestrom wird über einen Gleichrichter 5 in Brückensdhaltung dem Wechselstromnetz unmittelbar oder über einen Transformator entnommen. Zur Anpassung auf ein bestimmtes Temperaturintervall werden die Abgriffe an dem Potentiometer 9 verstellt.As Fig. 1 shows, the relay 2 three temperature-dependent semiconductors 1, 7 and 8 are connected in parallel. In series with the relay coil 2 there is a series resistor 9 with two taps. The feed stream is connected to the AC network directly or via a rectifier 5 in bridge hold Transformer removed. The taps are used to adapt to a specific temperature interval adjusted on the potentiometer 9.

Die Halbleiter 1, 7 und 8 sind so bemessen, daß unter gemeinsamer oder einzelner Erwärmung derselben bei Erreichen vorgegebener Temperaturwerte das Relais 2 zum Abfallen gebracht wird. Die Temperaturwerte können dabei als Temperaturintervalle in dem oben bezeichneten Sinne betrachtet werden. Mit zunehmender Temperatur nimmt der Wi der stands wert der Halbleiter 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. den Widsrstandswext der Vorwiderstände (Potentiometer 9) groß gegenüber dem Widerstandswert der Reläis-Halbleiter-Kombination zu wählen.The semiconductors 1, 7 and 8 are dimensioned in such a way that the relay 2 is caused to drop out, with joint or individual heating thereof, when predetermined temperature values are reached. The temperature values can be viewed as temperature intervals in the sense described above. As the temperature increases, the value of the semiconductor decreases, so that the proportion of current flowing through it increases and the proportion of current flowing through the relay decreases accordingly. It is favorable to choose the internal resistance of the supply current source or the resistance value of the series resistors (potentiometer 9) to be large compared to the resistance value of the relay-semiconductor combination.

Ähnlich, wie dies bsi der in der Hauptpate&tanmeldung beschriebenen Anordnung der Fall ist, ist auch bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dafür gesorgt, daß das Relais nicht unbeabsichtigt zum. Ansprechen, gebracht werden kann. Durch geeignete Wahl des Halbleitermaterials bzw. des Absolutwertes des Widerstandswertes der Halbleiter läßt sich erreichen, daß bei einem, vorgegebenen. Temperaturintervall die Änderung der Leistungsaufnahme der Halbleiter allein nicht ausreicht, um. das Relais zum Ansprechen zu bringen. Das Anziehen d.es Relais 2 läßt sich dann durch Betätigen einer Taste 6 bewirken, wobei die Bestimmung des notwendigen Ansprechstronies durch entsprechende Einstellung am Abgriff 10 des Potentiometers erfolgen kann.Similar to the one in the main sponsor application described arrangement is the case, it is also ensured in the illustrated embodiment, that the relay is not accidentally used. Speak to, can be brought. By suitable choice of the semiconductor material or the absolute value of the Resistance value of the semiconductor can be achieved that with a given. Temperature interval the Changing the power consumption of the semiconductor alone is not enough to. the relay to respond bring to. The tightening of the relay 2 can then cause by pressing a button 6, the Determination of the necessary response tronies appropriate setting can be made at tap 10 of the potentiometer.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Halbleiter 1, 7 und 8 in Reihe geschaltet. Parallel zu diesen befinden sich die Relaisspuien 2, Ii liiid 12, wobei es sich entweder um drei verschiedene Relais oder um drei Wicklungen eines gemeinsamen Relais handeln kann. Wenn die Relais abgefallen sind, wird durch Öffnen der Schaltkantakte Sl, S 2 und S3. In the embodiment shown in FIG. 2, the semiconductors 1, 7 and 8 are connected in series. In parallel to these are the relay coils 2, III liiid 12, which can be either three different relays or three windings of a common relay. If the relays have dropped out, opening the switch contacts Sl, S 2 and S3.

und Schließen des Schalters 6 das Anziehen der Relais bewirkt. Die Anzahl der Schutzglieder, die jeweils aus einer Parallelschaltung eines Halbleiters mit einer Relaisspule bestehen, kann ohne Beeinträchtigung der Wirksamkeit der Schaltung beliebig erweitert werden. An Stelle von Relais mit mechanisch beweglichen Schaltgliedern können magnetische oder elektronische Anordnungen, z. B. Schaltdrosseln, elektronische Kippverstärker od. dgl., verwendet werden.and closing the switch 6 causes the relays to pick up. The number of protective links that each consist of a parallel connection of a semiconductor with a relay coil, can without affecting the Effectiveness of the circuit can be expanded as required. Instead of relays with mechanically movable ones Switching elements can be magnetic or electronic arrangements, e.g. B. Switching throttles, electronic Tilting amplifier or the like. Can be used.

Wie bereits eingangs geschildert ist, kommt es darauf an, im äußeren Stromkreis der Halbleiter Widerstände mit im Vergleich zu den Parallelschaltungen hohem Widerstandswert zu legen. Dies kann auch durch eine Speisestromquelle mit hohem innerem Widerstand bewirkt werden. Letztere Möglichkeit ist in vielen Fällen wirtschaftlicher, als den Widerstand 9 hinsichtlich seines Widerstandswertes besonders groß zu bemessen, da dann unter Umständen ein größerer unnötiger Leistungsumsatz stattfindet. Zur Erhöhung des inneren Widerstandes der Speisestromquelle kann man den Eingangskreis des Gleichrichters 5 heranziehen, wenn die Betriebsspannung durch Gleichrichtung einer vom Wechselstromnetz hergeleiteten Wechselspannung entnommen wird. Man kann dann in dem, Wechselstromkreis einen Blindwiderstand anordnen, wobei die Darstellung die Möglichkeit andeutet, entweder eine Drossel 13 oder einen Kondensator 14 vorzuschalten. Sowohl der Gleichrichter 5 als auch der Widerstand 9 können dann wesentlich schwächer dimensioniert werden.As already mentioned at the beginning, what matters is the semiconductor in the external circuit To lay resistors with a high resistance value compared to the parallel circuits. This can can also be caused by a supply current source with high internal resistance. The latter option is in many cases more economical than the resistor 9 particularly large in terms of its resistance value to be measured, since then under certain circumstances a larger unnecessary performance turnover takes place. To increase of the internal resistance of the supply current source, the input circuit of the rectifier 5 can be used, if the operating voltage is obtained by rectifying one derived from the AC network AC voltage is taken. You can then arrange a reactance in the alternating current circuit, the illustration indicating the possibility of either a choke 13 or a capacitor 14 upstream. Both the rectifier 5 and the resistor 9 can then significantly be dimensioned weaker.

Claims (9)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Anordnung zur Temperaturüberwachung von Motoren, Transformatoren od. dgl., insbesondere Motorschutzschalter, nach. Patentanmeldung S 52719 VIIIb/21 d.s, dadurch gekennzeichnet, daß zwei öder mehr, insbesondere drei Halbleiter mit temperaturabhängigem Widerstandswertverwendet sind.1. Arrangement for temperature monitoring of motors, transformers or the like. In particular Motor protection switch, according to. Patent application S 52719 VIIIb / 21 d.s, characterized in that two or more, in particular three semiconductors with temperature-dependent resistance value are used are. 2. Anordnung flach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter sämtlich einander parallel geschaltet sind.2. Flat arrangement according to claim 1, characterized in that that the semiconductors are all connected in parallel to one another. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter gleiche oder nahezu gleiche Charakteristik aufweisen und insbesondere weitgehend in ihren Eigenschaften miteinander übereinstimmen.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the semiconductors are the same or have almost the same characteristics and in particular largely in terms of their properties with one another to match. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Motoren oder Geräten für Dreiphasenstrom je einer einer Phase zugeordneten Wicklung ein Halbleiter zugeordnet ist.4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that when using motors or devices for three-phase current each assigned a semiconductor to a winding assigned to a phase is. 5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest für das Temperaturintervall zwischen dem Temperaturwert, bei dem ein Halbleiter mit Unterstützung sämtlicher anderen Halbleiter das parallel geschaltete Relais zum Abfallen bringt, und dem Teaperaturwert, bei welchem ein einziger Halbleiter allein das Abfallen bewirkt, der Temperaturkoeffizient der Halbleiter möglichst groß bemessen ist.5. Arrangement according to claim 1 to 4, characterized characterized in that at least for the temperature interval between the temperature value, at which a semiconductor with the support of all other semiconductors the relay connected in parallel brings down, and the temperature value at which a single semiconductor alone causes the fall, the temperature coefficient of Semiconductor is dimensioned as large as possible. 6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter in Reihe geschaltet sind. 6. Arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that the semiconductors are connected in series. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß parallel zu den in Reihe liegenden Halbleitern jeweils gesonderte Relais oder "Rdaisspulea geschaltet sind.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that parallel to the lying in series Semiconductors each have separate relays or "Rdaisspulea" connected. 8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Widerstandes im äußeren Stromkreis im, Verhältnis zum Widerstand der Halbleiter-Relais-Strecke eine Speisestromquelle mit hohem innerem Widerstand verwendet ist.8. Arrangement according to claim 1 to 7, characterized in that to increase the resistance in the external circuit in, in relation to the resistance of the semiconductor relay path Supply current source with high internal resistance is used. 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Herleitung der Betriebsspannung über einen Gleichrichter im wechselstromdurchflossenen Eingangskreis desselben kapazitive oder induktive Blindwiderstände vorgesehen sind.9. Arrangement according to claim 8, characterized in that when deriving the operating voltage Via a rectifier in the AC current-carrying input circuit of the same capacitive or inductive reactances are provided. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 809 727/233 12.58© 809 727/233 12.58