DE1888263U - Device for temperature monitoring - Google Patents

Description

SrBMENS-SOHUCEERCTEEH Erlangen, 18.12.1965'SrBMENS-SOHUCEERCTEEH Erlangen, December 18, 1965 '

Aktiengesellschaft Werner-von-Siemens-Str. 50Aktiengesellschaft Werner-von-Siemens-Str. 50

S 30 652/21 a Sa PIA 59/1329 S 30 652/21 a Sa PIA 59/1329

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G-erät zur Temperaturüberwachung.Device for temperature monitoring.

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.For many purposes it is desirable to have a switching operation depending on the achievement to carry out certain temperature values. So is for example with the so-called motor protection holdings, a shutdown occurs certain temperature values are important. Next is another north known geiro rden, in which the temperature measuring element is a semiconductor is used, which is connected in parallel to a Helais, which in turn is arranged in series with a resistor.

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.An arrangement for temperature monitoring is already more similar Kind of been suggested when using a dependency predetermined, in particular selectable temperatures for switching brought relay in cooperation with a semiconductor with temperature-dependent resistance, the semiconductor over at least a switching element is connected to the ""! A small dynamic resistance value is reached when a threshold value is reached owns.

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.In such arrangements, the flow for the release of the seiais certain current across the Yor resistor and then divides into two branches parallel to each other, one of which via the semiconductors connected in parallel, the other rope via the relay leads.

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.Since the semiconductors change their resistance considerably as a function of the temperature, the distribution changes accordingly on the parallel branches, so that at certain temperature values the address or the waste value of the Beiais has been reached can be.

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.According to the invention, an arrangement for temperature monitoring of motors, transformers or the like, especially motor protection switches, using a semiconductor with temperature dependent Resistance as a temperature measuring element, which works together with a Beiais, which in turn works with a Yor resistance in Beihe lies, the semiconductor having at least one switching element associated with the Beiais that when a threshold is reached has a small dynamic resistance, which improves it be that the Beiais connected in parallel to the semiconductor will. In this way an arrangement is obtained in which the Beiais as soon as the rising temperature reaches a certain value reached, falling. The new arrangement makes it possible, using normal Beiais, to create an arrangement in the case of even very small performances. a Be ^ .ais at exactly defined temperature values drops.

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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.The model of the new device is chematiseh in lig. 1 <a drawing shown »Here with 1 · a temperature-dependent semiconductor with 2 denotes a relay ". 3 represents a blocking cell, 4 means the adjustable Yor resistance, 5 and β represent the Terminals represent, whereby a supply with direct current is assumed, so that 5 connected to the negative and 6 to the positive pole is.

1.1.

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. : ·The current flows from terminal 6 via the semiconductor / and ■ the gate resistor 4 to terminal 5. Depending on the resistance of the semiconductor, a voltage drop occurs on this, so that the voltage across the resistor acts as the driving voltage through the coil of the Beiais 2 drives a current in the forward direction - the blocking cell. When the resistance of the semiconductor has fallen to a certain value as a result of an increase in temperature, so that the voltage drop across this resistor falls below the limit voltage value of the diode, the blocking effect of the diode begins. ISs can then no longer "flow" through the winding of the Itelais, so that it drops out.: ·

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-An arrangement for a system with three parameters, for example three semiconductors, each of which is under the influence of the temperature of a base wave of a three-phase device, is shown in J ¹ Ig .. 2. Here, the relay 2 is designed with two opposing windings and connected to the individual systems via three different blocking cells, each of which consists of a semiconductor 1 and an appropriately adjustable Yor resistor 4, ^{as in "the arrangement according to 2 1 Xg. 1"} second winding is the possibility

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.close, in the event of an asymmetrical load, the contributions to compensate from the other branches to such an extent that the change in resistance of a single semiconductor is sufficient to Bring relay to respond.

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„ undIn fig. 3 is given as a supplement to an arrangement with three windings a hema S _e on the current ratios. Us is based on the assumption that the current in the individual hot conductors is of the same size when the voltage is changed and that the value is 1. Hs' are, accordingly, the three check in Barallelsehaltung be added currents "plotted other addition is the value of the starting current of the relay and the value of the waste stream of the relay. - i" through the coil 21 of the relay 2 flow \ compliance and

i_Ä bezeichnet - angegeben. Der Kompensationswicklung 22 des Relais ei _Ä denotes - indicated. The compensation winding 22 of the relay 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.a resistor 7 is also connected upstream, with the aid of which the compensation current, which flows directly from terminal 5 via this resistor and dB winding 22 to terminal 6, can be set. This adjustment must be made in such a way that the difference between the normal currents in the three semiconductors and the current i _k through the winding 22 results in a value that lies between the pick-up current and the release current of the relay. With such a dimensioning, it is ensured that the relay, which is initially in the energized state, also only drops one of the partial currents via the diodes in the event of failure, since the difference between the two remaining currents via the semiconductors and the compensation current results in a value, which is below the waste stream of the relay.

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).Also suitable as diodes are preferably those based on silicon a certain doping ("or, impurity), gate all are such well suited where the doping consists of parts of the fifth periodic system, such as antimony or arsenic. Such diodes as they are known, for example, under the name "Zener diodes" the property that Ms no current at a voltage of about 0.5T flows, but then with a relatively steep bend sets in, whereby when the voltage decreases, the same curve is swept with practically remanence-free, the inclination of which in itself is to a certain extent Dimensions is temperature-dependent. Instead of semiconductors, other resistors can be used that have a strong temperature dependency have, whereby you can work with both positive and negative temperature dependencies. In cooperation with the aforementioned silicon-based diodes it is two-way to use resistors with a negative temperature characteristic to be used at which at certain temperature values the resistance drops sharply (so-called hot conductor).

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.The application of the new device is not just like in the exemplary embodiment provided that it is possible in © loan current systems, but also, in those with alternating current. She gives the opportunity in a lot in a perfect way a holding process of several temperature values or also from temperature values given in IVorm other I influencing variables.

3 Mguren
8 Ansprüche3 Mgurs
8 claims

Claims (4)

P.A. O 05 912*4164 Sehut zansprüeheP.A. O 05 912 * 4164 eye protection claims 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. .-■""'1. Device for [temperature monitoring of motors, transformers or the like, in particular motor protection switch, using " a semiconductor with a temperature-dependent resistance as a measuring element that works together with a relay connected in parallel to it, characterized in that the semiconductor with temperature-dependent resistance is connected to the relay via at least one switching element, which when a Eye wave value has a small dynamic resistance value. .- ■ "" ' 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet* dass als ■Schaltelement (3) eine Halbleitersperrzelle verwendet ist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a semiconductor blocking cell is used as the switching element (3). 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.3. Gaät according to claim 1 or 2, characterized in that as Switching element a diode based on silicon with a low Doping (Zener diode) is used. 4. Gerät nach jtnsprueh T bis'3> dadurch gekennzeichnet, dass als Halbleiter ein Widerstand verwendet ist, dessen Widerstandswert mit zunehmender temperatur geringer wird.4. Device after jtnsprueh T to '3> characterized in that a resistor is used as the semiconductor, its resistance value decreases with increasing temperature. 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. 5 * Device according to claim 1 to 3, in which several ID influencing variables in the form of temperatures act on the safety device, characterized in that a separate system of semiconductor, switching coil and diode is provided for each influencing variable. β. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Sehaltspule über eine entsprechende Anzahl von Moden zu ge einem solchen Halbleiter parallelgeschaltet ist*β. Device according to claim 4, characterized in that a common Sehaltspule to ge over a corresponding number of modes such a semiconductor is connected in parallel * 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* 7 * apparatus according to claim 5 »characterized in that nebender Sohaltspule is still -vorgesehen a second coil _y is guided by the under gate eineis torso support one of the resistance-Sehaltspule counteracting excitation * 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.8, device according to claim 6, characterized in that the counter-excitation is dimensioned so that the normal current in its size is between the inrush current and the outage current of the Helais.