DE1888263U

DE1888263U - Gerat zur Temperaturuber wachung

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Publication number: DE1888263U
Application number: DENDAT1888263D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1964-02-27

Description

SrBMENS-SOHUCEERCTEEH Erlangen, 18.12.1965'

Aktiengesellschaft Werner-von-Siemens-Str. 50

S 30 652/21 a Sa PIA 59/1329

vSch/Ros

G-erät zur Temperaturüberwachung.

viele Verwendungszwecke ist es erwünscht, einen Schaltvorgang in Abhängigkeit von der JSrreichung ("Über- oder Unters öhre it ung) bestimmter Temperaturwerte durchzuführen. So ist beispielsweise bei den sogenannten Motorschutzsohaltungen eine Abschaltung bei bestimmten Temperat urwert en wichtig. Weiter ist noch eine jlnordT nung bekannt geiro rden, bei der als Temperatur messglied ein Halbleiter verwendet ist, der zu einem Helais parallelgeschaltet ist, das seinerseits mit einem Yorwiderstand in Eeihe angeordnet ist.

Bs ist bereits eine Anordnung zur lemperaturiiberwachung ähnlicher Art vorgeschlagen worden, bei der unter Verwendung eines in Abhängigkeit vorbestimmter, insbesondere wählbarer Temperaturen zum Schalten gebrachten Relais in Zusammenarbeit mit einem Halbleiter mit temperaturabhängigem Widerstand, der Halbleiter über mindestens ein Schaltelement mit dem ""!Relais verbunden ist, das bei Erreichen eines Schwellenwertes einen kleinen dynamischen Widerstandswert besitzt.

lei derartigen Anordnungen fliesst der für die Auslösung des Seiais bestimmte Strom über den Yorwiderstand und teilt sich dann in zwei zueinander parallele Zweige, von denen der eine über den oder die parallelgeschalteten Halbleiter, der andere Seil über das Relais führt.

Da die Halbleiter in Abhängigkeit von dar !Temperatur ihren Widerstand erheblich ändern, ändert sioh dementsprechend auch die Verteilung auf die parallelen Zweige, so dass bei bestimmten lemperaturwerten der Anspreeh- oder der Äbfallwert des Beiais erreicht werden kann.

Nach der Erfindung kann eine Anordnung zur lemperaturüberwaehung von Motoren, !Transformatoren oder dergl., insbesondere Motorschutzschalter, unter Verwendung eines Halbleiters mit temperaturabhängigem Widerstand als lemperaturmessglied, der mit einem Beiais zusammenarbeitet, das seinerseits wieder mit einem Yorwiderstand in Beihe liegt, wobei der Halbleiter mindestens über ein Schaltelement mit dem Beiais verbunden ist, das bei Erreichen eines Schwellenwertes einen kleinen dynanmehen Widerstand besitzt, dadurch verbessert werden, dass das Beiais zu dem Halbleiter parallelgeschaltet wird. Auf diese Weise erhalt man eine Anordnung, bei der das Beiais, sobald die ansteigende temperatur einen bestimmten Wert erreicht, abfällt. Durch die neue Anordnung wird ermöglicht, unter Verwendung von normalen Beiais eine Anordnung zu schaffen, bei der schon bei sehr kleinen üeistungen. ein Be^.ais bei genau definierten Semperaturwerten abfällt.

— 2 —

Bin Modell des neuen Gerätes ist s chematiseh in lig. 1 <äer Zeichnung dargestellt» Hierbei ist mit 1· ein temperaturäbJaängiger Halfeleiter, mit 2 ein Relais "bezeichnet. 3 stellt eine Sperrzelle dar, 4 bedeutet den einstellbaren Yorwiderstand, 5 und β stellen die Klemmen dar, wobei eine Speisung mit Gleichstrom vorausgesetzt ist, so dass 5 an dem negativen und 6 an dem positiven Pol angeschlossen ist.

1.

Der Strom flies st also von der Klemme 6 über den Halbleiter/und ■ den Torwiderstand 4 zur Klemme 5. Entsprechend dem Widerstand des Halbleiters tritt an diesem ein Spannungsabfall auf, so dass die an dem Widerstand stehende Spannung als treibende Spannung durch die Spule des Beiais 2 einen Strom in Durchlassrichtung -der Sperrzelle treibt. Wezm der Widerstand des Halbleiters infolge-einer [Demperaturerhöhung auf einen bestimmten Wert gefallen ist, so dass der Spannungsabfall an diesem Widerstand den Grenzspannungswertder Diode unterschreitet,'setzt die Sperrwirkung der Diod-e ein. ISs kann dann kein Strom mehr über" die Wicklung des Itelais fliessen, so dass dieses abfällt. : ·

Eine inordnung für ein System mit drei Jinflmssgrössen, also beispielsweise drei Halbleitern, von denen jeder unter dem Einfluss der temperatur einer Bäasenwieklung eines dreiphasigen Gerätes steht, ist-in J¹Ig.. 2 dargestellt. Hierbei ist das Helais 2 mit zwei gegeneinander wirkenden Wicklungen ausgeführt und über drei verschiedene Sperrzellen an die einzelnen Systeme angeschlossen, von denen Jedes wie bei "der Anordnung nach 2¹Xg. 1 aus einem Halbleiter 1 und einem zweckmässig einstellbaren Yorwiderstand 4 besteht» Durch die zweite Wicklung ist hierbei die Möglichkeit er-

schlössen, bei unsymmetrischer Belastung die Xeistungsbeiträge von den anderen Zweigen soweit zu kompensieren, dass die Widerstandsänderung eines einzigen Halbleiters dazu ausreicht, das Relais zum Ansprechen zu bringen.

In fig. 3 ist als Ergänzung zu einer Anordnung mit drei Wicklungen ein S_ehema über die Stromverhältnisse wiedergegeben. Us ist hierbei davon ausgegangen, dass der Strom in den einzelnen Heissleitern bei Umspannung gleiohngross ist und den Wert 1 beträgt. Hs' sind dementsprechend die drei sieh bei der Barallelsehaltung addierenden Ströme, die durch die Wicklung 21 des Relais 2 fliessen\ überein-" ander aufgetragen. Ausserdem ist auch der Wert des Anzugsstromes des Relais und der Wert des Abfallstromes des Relais - mit i„ und

i_Ä bezeichnet - angegeben. Der Kompensationswicklung 22 des Relais e

ist noch ein Widerstand 7 vorgeschaltet, mit dessen Hilfe der Kompensationsstrom, der unmittelbar von der Klemme 5 über diesen Widerstand und dB Wicklung 22 zur Klemme 6 fliesst, eingestellt werden kann. Diese Dinstellung muss hierbei so erfolgen, dass die Differenz der normalen Ströme in den drei Halbleitern und dem Strom i_k durch die Wicklung 22 einen Wert ergibt, der zwischen dem Anzugsstrom und dem Abfallstrom des Relais liegt. Bei einer solchen Bemessung wird sichergestellt, dass das Relais, das zunächst in angezogenem Zustand liegt, bei dem Ausfall auch nur einer der über die Dioden führenden leilströme abfällt, da die Differenz der beiden restliehen über die Halbleiter führenden Ströme und dem Kompensationsstrom einen Wert ergibt, der unterhalb des Abfallstromes des Relais liegt.

Als Dioden eignen sich vorzugsweise solche auf Silizium-Basis mit einer gewissen Dotierung ("bzw, Verunreinigung), Tor allem sind solche gut geeignet, bei denen die Dotierung aus !eilen des fünften periodischen Systems, wie Antimon oder Arsen, 'bestehen. Solche Dioden, wie sie z.B. unter dem !amen "Zener-Dioden" "bekannt sind, haben die Eigenschaft, dass Ms zu einer Spannung von etwa 0,5 T kein Strom fliesst, dieser aber dann mit einem verhältnismässig steilen Knick einsetzt, wobei beim Zurückgehen der Spannung praktisch remanenzfrei dieselbe Kurve bestrichen wird, deren Neigung in sich in gewissem Maße temperaturabhängig ist» Anstelle von Halbleitern können auch andere Widerstände verwendet werden, die eine starke Iemperaturabhängigkeit haben, wobei sowohl mit solchen mit positiver als auch mit negativer lemperaturabhängigkeit gearbeitet werden kann. In Zusammenarbeit mit den vorerwähnten Dioden auf der Silizium-Basis ist es zweekmässig, Widerstände mit einer negativen lemperatur-öharakteristik zu verwenden, bei denen bei bestimmten lemperaturwerten der Widerstand stark abfällt (sogenannte Heissleiter).

Die Anwendung des neuen Gerätes ist nicht nur, wie beim Ausführungsbeispiel vorausgesetzt, in ©leiehstromsystemen möglieh, sondern auch, in solchen mit Wechselstrom. Sie gibt die Möglichkeit, in sehr vollkommener Weise einen Sehaltvorgang von mehreren Eemperaturwerten oder auch von in IVorm von iemperaturwerten wiedergegebenen anderen ISinflussgrössen zu stellen.

3 Mguren
8 Ansprüche

Claims

P.A. O 05 912*4164 Sehut zansprüehe

1. Gerät zur [Temperaturüberwachung von Motoren, Sransformatoren oder dergl., insbesondere Motorschutzschalter, unter Terwendung" eines Halbleiters mit temperaturabhängigem Widerstand als· Messglied, der mit einem zu diesem parallelgeschalteten Relais zusammenarbeitet, dadurch, gekennzeichnet, dass der Halbleiter mit temperaturabhängigem Widerstand über mindestens ein Schaltelement mit dem Relais verbunden ist, das bei Erreichen eines Sehwellenwertes einen kleinen dynamischen Widerstandswert besitzt. .-■""'

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet* dass als ■Schaltelement (3) eine Halbleitersperrzelle verwendet ist.

3. Gaät nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltelement eine Diode auf Silizium-lasis mit einer geringen Dotierung (Zener-Diode) verwendet ist.

4. Gerät nach jtnsprueh T bis'3> dadurch gekennzeichnet, dass als Halbleiter ein Widerstand verwendet ist, dessen Widerstandswert mit zunehmender temperatur geringer wird.

5* Gerät nach Anspruch 1 bis 3, bei dem mehrere in form von Temperaturen wiedergegebene IDinflussgrössen auf die Sehalt einrichtung einwirken, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Binflussgrösse ein eigenes System von Halbleiter, Schaltspule und Diode vorgesehen ist.

β. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Sehaltspule über eine entsprechende Anzahl von Moden zu ge einem solchen Halbleiter parallelgeschaltet ist*

7* Gerät nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass nebender Sohaltspule noch eine zweite Spule -vorgesehen ist_y über die unter Torschaltung eineis Torsohaltwiderstandes eine der-Sehaltspule entgegenwirkende Erregung geführt ist*

8, Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenerregung so bemessen ist, dass der lormalstrom in seiner Grosse zwischen dem Anzugstrom und dem Abfallstrom des Helais liegt.