DE2148999C2 - Vorrichtung zur Ermittlung der Grenztemperatur eines in Rotation befindlichen Organs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der Grenztemperatur eines in Rotation befindlichen Organs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs, insbesondere für einen Rotor einer elektrischen Maschine.

Es sind bereits Meßsysteme der Temperatur eines in Rotation befindlichen Organs mit Hilfe von Heißleitern bekannt, welche auf dem in Rotation befindlichen Organ angeordnet sind, und über Schleifringe, welche der Abnützung ausgesetzt sind, mit festen Detektoreinrichtungen verbunden sind. Es ist ebenso bereits bekannt, z.B. aus der DE-OS 15 73 254, eine kontaktlose induktive Übertragung zwischen einem in Rotation befindlichen temperaturempfindlichen Organ und einem festen Schwingkreis herzustellen. Dieses Organ ist ein Ferritkern, dessen Curie-Punkt gemäß der zu überwachenden Grenztemperatur gewählt ist. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, den statorseitigen Meßkreis zu vereinfachen und insbesondere auf die empfindlichen hochfrequenten Bauteile des Schwingkreises zu verzichten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Die Magnetflüsse der Arme der Magnetbrücke können durch Elektromagneten oder durch Permanentmagneten erzeugt werden. Der Magnetfelddetektor ist beispielsweise eine Zelle, welche nach dem Hall-Effekt arbeitet oder den magnetischen Widerstand (Reluktanz) ausnutzt.

Im Normalzustand ist die Magnetbrücke im Gleichgewicht, es wird somit im Zwischenraum kein magnetischer Fluß übertragen, und der Magnetfelddetektor sendet kein Signal aus. Wenn sich das Teil aus magnetischem Material unterhalb des Curie-Punktes befindet, wenn es sich der magnetischen Brücke nähert, bietet es den Kraftlinien des magnetischen Feldes einen Durchgang und bringt die Brücke aus dem Gleichgewicht. Der Magnetdetektor wird durch einen magnetischen Differenzialfluß durchlaufen und sendet ein polarisiertes Signal aus. Wenn sich das Teil aus magnetischem Material in der Achse der Brücke befindet, ist die Brücke erneut im Gleichgewicht, und das durch den Magnetdetektor ausgesandte Signal verschwindet. Wenn dann das Teil aus magnetischem Material die Achse der Magnetbrücke überschreitet, erscheint das Ungleichgewicht erneut mit einer umgekehrten Polarität des durch den Magnetdetektor ausgesandten Spannungssignals. Wenn sich das Teil aus magnetischem Material oberhalb des Curie-Punktes befindet, ist die Amplitude des durch den Magnetdetektor ausgesandten Signals beim Durchgang dieses Teils in der Nähe der Magnetbrücke sehr stark reduziert, und diese Amplitudenverminderung gestattet es, eine überhöhte Temperatur des in Rotation befindlichen ίο Organs zu ermitteln.

Das Teil aus magnetischem Material ist am Umfang des Rotors befestigt, und zwar außerhalb des Magnetkreises, auf einem Stromleiter wie einem Kurzschlußring eines Käfigmotors, auf einem Spulenkopf eines gewickelten Rotors, auf einer Feldwicklung eines Synchronmotors oder auf einer Kollektorlamelle eines Gleichstrommotors.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines elektrischen Käfigmotor-Rotorendes, welches mit der Einrichtung zur Ermittlung von thermischen Überbelastungen ausgestattet ist,

F i g. 2, 3 und 4 aufeinanderfolgende relative Stellungen des Teils aus magnetischem Material, welches von dem Rotor getragen wird, und zwar in bezug auf die magnetische Brücke, wenn dieses sich in ihrer Nähe befindet und

F^:g. 5 die Amplitude des durch den Detektor ausgesandten Signals, welche auf der Ordinate aufgetragen ist, und zwar über der relativen Stellung des magnetischen Teils und des Detektors, welche auf der Abszisse aufgetragen ist.
Gemäß Fig. 1 umfaßt der Rotor 1 einen magnetisehen Kreis 2, Stäbe 3 und einen Kurzschlußring 4. Auf diesem Ring 4 ist beispielsweise durch Lötung ein Teil 5 aus einem ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Material befestigt, welches derart gewählt ist, daß sein Curie-Punkt, der Grenztemperatur entspricht, welche im Rotor 1 zugelassen werden soll. Gegenüber dem Teil 5 ist eine magnetische Brücke 6 angeordnet, welche aus 2 identischen Permanentmagneten 7 und 8 in Stabform gebildet ist, deren Südpole beispielsweise durch ein Joch 9 verbunden sind und deren Nordpole durch identische Joche 10 und 11 verbunden sind, die durch einen Spalt 12 voneinander getrennt sind, in welchen ein Magnetfelddetektor 13 eingesetzt ist.

Wenn sich das Teil 5 der Magnetbrücke 6 von links nähert, bringt der Durchgang, welchen es den Kraftlinien des Magnetfeldes bietet, wie es in der F i g. 2 dargestellt ist, die Magnetbrücke aus dem Gleichgewicht und bewirkt, daß der Detektor 13 ein Signal aussendet, dessen Amplitude im linken Teil der Fig.5 dargestellt ist. Wenn sich das Teil 5 in der Achse der Magnetbrücke 6 befindet, wie es in der Fig.3 dargestellt ist, befindet sich die Magnetbrücke erneut im Gleichgewicht und das durch den Detektor 13 ausgesandte Signal wird zu null. Wenn dann das Teil 5 seine Bewegung nach rechts von der Achse der Magnetbrücke 6 fortsetzt, wie es in der Fig.4 dargestellt ist, wird die Brücke erneut aus dem Gleichgewicht gebracht und es wird bewirkt, daß der Detektor 13 ein Signal umgekehrter Polarität aussendet, wie es im rechten Teil der F i g. 5 dargestellt ist.

Wenn kein Signal vom Magnetdetektor 13 ausgesandt wird, so wird dadurch angezeigt, daß eine überhöhte Temperatur vorliegt und dies wird dazu verwendet, um einen Alarm auszulösen und/oder die

Energieversorgung des Motors zu unterbrechen, in dem eine Einrichtung zwischengeschaltet wird, welche in der Zeichnung nicht dargestellt ist, da sie keinen Teil der Erfindung darstellt und wie sie im Stand der Technik in zahlreichen Ausführungsformen bekan.it ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Ermittlung einer Grenztemperatur eines in Rotation befindlichen Organs, welches ein Magnetteil aus einem magnetischen Material mit einem Curie-Punkt bei der Grenztemperatur trägt, wobei ein ruhender Meßkreis beim Vorbeilaufen des Magnetteils von diesem beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkreis eine Magnetbrücke (6) mit zwei einander gegenpolig gegenüberstehenden Permanentmagneten (7,8) und einem symmetrisch zwischen beiden liegenden und einen Magnetflußdetektor (13) enthaltenden Magnetschlitz (12) derart aufweist, daß die Brücke nur dann aus dem Gleichgewicht kommt, wenn die Temperatur des Magnetteils sich unter dem Curie-Punkt befindet und wenn das Magnetteil gerade vor dem Schlitz vorbeigeführt wird.