DE549862C - Vorrichtung zum Schutz elektrischer Maschinen und Apparate gegen uebermaessige Erwaermung - Google Patents

Description

Bei Maschinen und Apparaten, die vom elektrischen Strom durchflossen werden, besteht die Notwendigkeit, sie vor übermäßigem Stromdurchgang zu schützen, da dieser schädliche thermische und dynamische Beanspruchungen

• zur Folge haben kann. Dieser Schutz wird heute normalerweise mit Hilfe von Abschmelzsicherungen oder automatischen Schaltern durchgeführt, welche in die Stromzuleitungen gelegt werden. Die automatischen Schalter sind dabei entweder mit Überstromrelais oder mit thermischem Relais ausgerüstet.

Diese Art des Schutzes erfüllt nur dann ihren Zweck, wenn die Auslösecharakteristik der Sicherung oder des Schalters mit der Erwärmungscharakteristik der zu schützenden Maschine übereinstimmt, d. h. wenn der Schalter dann auslöst, wenn die höchstzulässige Temperatur der Wicklung erreicht ist. Da diese Bedingung aber bei jeder Art des Schutzes nur bei einer Maschine erfüllt sein kann, wird in den meisten Fällen der Schalter entweder zu früh oder zu spät auslösen.

Ein weiterer Nachteil dieser Schutzart besteht darin, daß die Schalter eine sehr begrenzte Abschaltleistung haben, da die thermischen Auslöser und die Spulen der Maximalauslöser der jeweiligen Betriebsstromstärke angepaßt werden müssen und somit den großen thermisehen und dynamischen Beanspruchungen bei Kurzschlüssen in modernen Netzen nicht gewachsen sind. Mit Rücksicht auf diese Beanspruchungen müssen die Auslöser der gebräuchlichen Schalter so stark bemessen werden, daß, besonders bei kleinen Maschinen und Apparaten ein Schutz gegen Überlastung nicht mehr gewährleistet werden kann und nur noch ein zweifelhafter Schutz gegen Kurzschluß besteht. Die Erfindung will diesen Übelstand dadurch vermeiden, daß nicht mehr die Stromstärke in der Zuleitung als Maß für die Überlastung dient, sondern die Erwärmung der gefährdeten Maschinenteile selbst für die Abschaltung maßgebend ist. Das Überwachungsorgan wird direkt in die zu schützende Maschine bzw. an die Wicklung derselben verlegt und befindet sich somit direkt am Entstehungsort der Gefahr. Als Überwachungsorgan werden dabei den elektrischen Strom leitende Materialien mit starkem Temperaturkoeffizienten, z. B. Eisen, herangezogen. Deren mit steigender Temperatur ebenfalls steigender Widerstand dient zur direkten oder auch indirekten Betätigung eines Relais oder Schalters. Das wärmeabhängige Material wird dabei möglichst nahe an die zu schützende Wicklung herangebracht, z. B. als Widerstandsdraht c gemeinsam mit der Wicklung α (Abb. 1) aufgewickelt oder in die Nuten verlegt. Der Widerstand liegt im Nebenschluß zu der zu schützenden Wicklung. Durch den bei Erwärmung steigenden Widerstand und den hierbei steigenden Spannungsabfall im Widerstandsstromkreis wird ein Spannungsrelais e zum Ansprechen gebracht, das den Nullspannungskreis d unterbricht und dadurch den 6g Schalter b auslöst. Will man kein besonderes Relais anwenden, so kann der Widerstand auch vor die Nullspannungsspule eines Schalters

direkt geschaltet und dieser so bei wachsendem Widerstand zum Abschalten gebracht werden (Abb. 2).

Dieser Schutz kann bei Maschinen mit unterteilter Wicklung, z. B. bei Drehstromwicklungen, dadurch wirksamer gemacht werden, daß man statt des einen Widerstandes deren "vier vorsieht, wobei drei Widerstände in die zu schützenden drei Wicklungen untergebracht und

to der vierte Widerstand, der als normaler, nicht wärmeabhängiger Widerstand ausgeführt wird, außerhalb der Wicklung angeordnet ist und alle Widerstände in Brückenschaltung verbindet (Abb. 3). Die Widerstände c, ti und c" befinden sich ebenso wie bei der oben beschriebenen Anordnung so nahe an der zu schützenden Wicklung, daß der Wärmewiderstand zwischen dieser und dem Widerstand vernachlässigt werden kann. Der Widerstände'" befindet sich außerhalb der Wicklungen und wird so einreguliert, daß in dem Brückenstromkreis e kein Strom fließt. In diesem Stromkreis befindet sich ein Relais e, das auf geringe Spannungen anspricht und zum Schließen oder

Öffnen eines Stromkreises dient. Hierdurch kann entweder wiederum die Nullspannungsspule oder eine Auslösespule beeinflußt werden. Es ergeben sich somit folgende Vorteile der Erfindung gegenüber den bisherigen Anordnungen:

a) Die Abschaltung durch Erwärmung gefährdeter Maschinen oder Apparate erfolgt nicht in Abhängigkeit von der Stromaufnahme, die besonders bei intermittierendem Betrieb keinen Maßstab für die tatsächliche Gefährdung gibt, sondern in Abhängigkeit von der Temperatur der Wicklung, also der tatsächlichen Überlastung.

b) Die Schalter brauchen keine Abstufungen der Auslösestromstärken entsprechend den dahinterliegenden Stromverbrauchern oder Stromerzeugern zu erhalten, sondern nur eine Vorrichtung zur Abschaltung im Kurzschlußfalle. Die Herstellung der Schalter wird also vereinfacht, die Schalter werden kurzschlußsicherer.

c) In vielen Fällen wird man überhaupt ohne Maximalauslöser bei den Schaltern auskommen können und nur Nullspannungsauslösung vorsehen, da man mehrere Leitungen gemeinsam gegen Kurschluß sichern kann.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schutz elektrischer Maschinen und Apparate gegen übermäßige Erwärmung, gekennzeichnet durch einen unmittelbar an oder in die durch die Erwärmung gefährdete Wicklung (a) der Maschine verlegten und zu der Wicklung mit einen reihengeschalteten Elektromagneten (e) im Nebenschluß liegenden wärmeempfindlichen Widerstand (z. B. Eisenwiderstand c), dessen Elektromagnet (e) entweder als Relais den Stromkreis des Nullspannungsauslösers (d) steuert oder selbst als Auslösemagnet des Selbstausschalters dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für Maschinen mit unterteilter Wicklung (z. B. Drehstromwicklungen), dadurch gekennzeichnet, daß jede Wicklung [a, a!', a") einen 7» Widerstand (c, ti, c") erhält, die zusammen mit einem außerhalb der Wicklungen liegenden Regelwiderstand (ti") in Brückenschaltung liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen