DE1107338B - Arrangement for the start-up protection of electrical machines by means of thermal monitors located in the windings - Google Patents
Arrangement for the start-up protection of electrical machines by means of thermal monitors located in the windingsInfo
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Description
Anordnung zum Anlaufschutz elektrischer Maschinen durch in den Wicklungen liegende Thermowächter Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Anlaufschutz elektrischer Maschinen durch Thermowächter, die in den einzelnen Wicklungen der Maschine liegen. Besonders ist diese Anordnung zum Anlaufschutz von Asynchronmotoren geeignet, deren Läufer bei Blockierung ihre Grenztemperatur erreichen, bevor die Ständerwicklung ihre thermische Grenze erreicht hat.Arrangement for the start-up protection of electrical machines through in the windings Horizontal thermal monitor The invention relates to an arrangement for electrical start-up protection Machines by thermal monitors that are located in the individual windings of the machine. This arrangement is particularly suitable for the start-up protection of asynchronous motors When blocked, rotors reach their limit temperature before the stator winding has reached its thermal limit.
Es ist bekannt, Drehstrom-Asynchronmotore durch in den Wickelkopf der Ständerwicklung eingebaute Thermowächter vor Überlastung und damit vor Übererwärmung zu schützen. Diese Thermowächter bestehen meist aus einem Bimetallstreifen, der infolge seiner thermischen Durchbiegung einen Kontakt öffnet oder schließt, wenn die Temperatur des Wickelkopfes die thermische Grenze überschreitet, und schalten einen Hilfsstrom, der den Motorstrom abschaltet.It is known to run three-phase asynchronous motors in the end winding Thermal monitors built into the stator winding against overloading and thus against overheating to protect. These thermal monitors usually consist of a bimetal strip, the due to its thermal deflection, a contact opens or closes when the temperature of the end winding exceeds the thermal limit and switch an auxiliary current that switches off the motor current.
Es gibt nun Drehstrom-Asynchronmotore, bei denen, wenn sie beim Einschalten blockiert sind, die Temperatur des Läufers ihre kritische Grenze erreicht, während die Temperatur der Ständerwicklung ihre kritische Grenze noch nicht erreicht hat; beim Lauf tritt jedoch infolge der kleineren Läuferströme sowie der Kühlung durch die Luftventilation diese starke Läufererwärmung nicht auf. Bei diesen Motoren ist im blockierten Zustand jedoch der Schutz durch Thermowächter in der Wicklung unwirksam. Um für die Blockierung einen Schutz zu erzielen, müssen also in den Läufer auf die Läufergrenztemper aturen eingestellte Thermowächter eingesetzt werden, die über Schleifringe angeschlossen sind, eine Anordnung, die die Ausbildung des Motors erheblich kompliziert. _ Zum Schütz des Anlaufs eines Motors ist es auch bekannt, ein für den Lauf des Motors vorgesehenes Schutzrelais durch Parallelschalten eines Widerstandes während des Anlaufs unempfindlicher zu machen, so daß keine Abschaltung des Motors während des Anlaufs erfolgt. Diese Herabsetzung der Empfindlichkeit erfolgt durch ein thermisches Zeitrelais, das durch einen von der Spannung an den Motorklemmen abhängigen Strom geheizt wird. Dieser Schutz ist jedoch nicht vollkommen, da Motor und thermisches Relais an Orten mit unterschiedlicher Lufttemperatur angeordnet sein können und die thermische Zeitkonstante des kleinen thermischen Relais bedeutend kleiner als die thermische Zeitkonstante des großen Motors ist, was zu Fehlauslösungen oder Überlastungen führen kann. Weiterhin erhöhen eine indirekte Beheizung oder Sättigungsstromwandler zwar die Zeitkonstante im Anlaufbereich, jedoch berücksichtigen sie die unterschiedlichen Kühlungsverhältnisse beim laufenden Motor und stehenden Motor (Abkühlung, Blockierung) durch die vom Läufer bzw. den an diesen angebauten Lüftern hervorgerufene Ventilation nicht.There are now three-phase asynchronous motors with which when they are switched on are blocked, the temperature of the rotor reaches its critical limit while the temperature of the stator winding has not yet reached its critical limit; When running, however, occurs as a result of the smaller rotor currents and the cooling the air ventilation does not take up this strong runner warming. With these engines is In the blocked state, however, the protection by thermal monitors in the winding is ineffective. In order to achieve protection for the blockage, the runner must be on the Rotor limit temperatures set thermal monitors are used, which over Slip rings are attached, an arrangement that greatly reduces the size of the engine complicated. _ To protect the start-up of a motor, it is also known to be a for protection relay provided for the running of the motor by connecting a resistor in parallel to make it less sensitive during start-up, so that the motor is not switched off takes place during startup. This reduction in sensitivity takes place through a thermal time relay that is triggered by one of the voltage on the motor terminals dependent electricity is heated. However, this protection is not perfect because of the motor and thermal relay placed in places with different air temperature and significant the thermal time constant of the small thermal relay is smaller than the thermal time constant of the large motor, which leads to false tripping or overloads. Furthermore, an indirect heating or increase Although saturation current transformers take into account the time constant in the start-up range the different cooling conditions when the engine is running and when it is stationary Motor (cooling down, blocking) by the rotor or those attached to it Ventilation caused by fans does not.
Aufgabe der Erfindung ist es, gerade die eben aufgezeigten Nachteile zu vermeiden, was erfIndungsgemäß dadurch erreicht wird, daß zwei Thermowächter mit unterschiedlicher Ansprechtemperatur vorgesehen sind und der Thermowächter mit der niedrigeren Ansprechtemperatur bei sich drehendem Läufer und normalem Temperaturverlauf durch eine Hilfsvorrichtung unwirksam gemacht ist. Dabei ist der Thermowächter mit der höheren Ansprechtemperatur auf die Grenztemperatur der Ständerwicklung eingestellt, während der Thermowächter mit der niedrigeren Ansprechtemperatur eingestellt ist auf die Temperatur, die die Ständerwicklung bei Blokkierung in dem Augenblick erreicht, in dem am Läufer die Grenztemperatur auftritt. Dabei können die zwei Thermowächter als Arbeitskontakte ausgebildet und parallel geschaltet sein und die Hilfsvorrichtung als Ruhekontakt mit dem Thermowächter mit niedrigerer Ansprechtemperatur in Reihe geschaltet sein; die Abschaltung muß dann erfolgen, wenn der Thermowächter den Hilfsstrom einschaltet. Es ist jedoch auch möglich, däß die zwei Thermowächter als Ruhekontakte ausgebildet und in Reihe geschaltet sind und die Hilfsvorrichtung als Arbeitskontakt mit dem Thermowächter mit niedrigerer Ansprechtemperatur parallel geschaltet ist; die Abschaltung muß dann erfolgen, wenn der Thermowächter den Hilfsstrom unterbricht.The object of the invention is to address precisely the disadvantages just indicated to avoid, which according to the invention is achieved in that two thermal monitors with different response temperatures are provided and the thermal monitor with the lower response temperature when the rotor is turning and the temperature curve is normal is rendered ineffective by an auxiliary device. The thermal monitor is also included the higher response temperature set to the limit temperature of the stator winding, while the thermal monitor is set with the lower response temperature to the temperature that the stator winding reaches at the moment when it is blocked in which the limit temperature occurs on the rotor. The two thermal monitors be designed as working contacts and connected in parallel and the auxiliary device as a break contact with the thermal monitor with a lower response temperature in series be switched; the shutdown must take place when the thermal monitor supplies the auxiliary power turns on. However, it is also possible that the two thermal monitors act as normally closed contacts are formed and connected in series and the auxiliary device as a working contact is connected in parallel with the thermal monitor with a lower response temperature; the shutdown must take place when the thermal monitor has the auxiliary power interrupts.
Häufig ist es ausreichend, wenn die Schutzanordnung nach der Erfindung in einer Phasenwicklung der Maschine untergebracht ist und dabei die Abschaltung des Motors besorgt. Zweckmäßig ist jedoch, in jeder je einer Phase zugeordneten Wicklung des Motors je zwei Thermowächter mit unterschiedlicher Ansprechtemperatur vorzusehen und die Thermowächter mit der niedrigeren Ansprechtemperatur bei normalem Temperaturverlauf in den Wicklungen durch je eine Hilfsvorrichtung unwirksam zu machen. Auch können alle Thermowächter mit der niedrigeren Ansprechtemperatur durch eine gemeinsame Hilfsvorrichtung unwirksam gemacht werden. Bei einer weiteren Ausführung kann auch die Kurzschlußüberwachung nur in einer Phasenwicklung vorgesehen werden, während die allgemeine Schutzanordnung in allen drei Phasenwicklungen vorgesehen ist.It is often sufficient if the protective arrangement according to the invention is housed in a phase winding of the machine and thereby the shutdown worried about the engine. However, it is expedient to have a phase assigned to each one The motor is wound with two thermal monitors each with different response temperatures to be provided and the thermal monitor with the lower response temperature at normal Temperature curve in the windings by an auxiliary device each ineffective do. All thermal monitors with the lower response temperature can also pass through a common auxiliary device can be made ineffective. In another execution short-circuit monitoring can also only be provided in one phase winding, while the general protection arrangement is provided in all three phase windings is.
Die Hilfsvorrichtung kann z. B. aus einem von der Drehung des Motors beeinflußten Schalter oder aus einem von einem ohnehin vorhandenen Tachometerdynamo beaufschlagten Relais bestehen und den Thermowächter mit der niedrigeren Ansprechtemperatur bei laufendem Motor und damit bei normalem Temperaturverlauf in der Wicklung unwirksam machen. Wenn aber der Läufer des Motors blockiert ist, würde der Schalter als Hilfsvorrichtung den thermischen Wächter mit der niedrigeren Ansprechtemperatur einschalten, so daß eine schnelle und rechtzeitige Abschaltung des Motors erfolgt.The auxiliary device can, for. B. from one of the rotation of the engine influenced switch or from an already existing tachometer dynamo activated relay and the thermal monitor with the lower response temperature ineffective when the motor is running and therefore in the case of a normal temperature profile in the winding do. But if the rotor of the motor is blocked, the switch would act as an auxiliary device switch on the thermal monitor with the lower response temperature so that the motor is switched off quickly and in good time.
Einen einfacheren Weg bringt jedoch eine weitere Erfindung, indem sie den Effekt ausnutzt, daß die Wickelkopftemperatur bei Blockierung schneller ansteigt als bei einem Anlauf, bedingt durch die länger anstehenden Kurzschlußströme sowie durch das Fehlen der Luftzirkulation. Dieses wird erfindungsgemäß durch die Verwendung eines zusätzlichen Thermowächters als Hilfsvorrichtung erzielt, der gegenüber der Motorwicklung wärmeisoliert und für eine noch niedrigere Ansprechtemperatur als die Temperaturgrenze der zwei Thermowächter vorgesehen ist. Die Wärmeisolierung des zusätzlichen Thermowächters soll bewirken, daß dieser bei schnell ansteigender Temperatur stark verzögert auslöst, während er bei normal ansteigender Temperatur, wie es dem normalen Temperaturanstieg in den Wicklungen des Motors entspricht, bei der eingestellten Temperaturgrenze anspricht. Der zusätzliche Thermowächter wirkt entgegengesetzt zu den beiden Thermowächtern. Vorzugsweise sind alle Thermowächter als Bimetallschalter ausgebildet.Another invention, however, provides a simpler way by it exploits the effect that the winding head temperature faster when blocked increases than during a start-up, due to the longer short-circuit currents as well as the lack of air circulation. This is according to the invention by the Using an additional thermal monitor as an auxiliary device achieved the opposite the motor winding is thermally insulated and for an even lower response temperature is intended as the temperature limit of the two thermal monitors. The thermal insulation of the additional thermal monitor should cause this to increase rapidly when the Temperature is strongly delayed, while with normally rising temperature, as it corresponds to the normal temperature rise in the windings of the motor responds to the set temperature limit. The additional thermal monitor works opposite to the two thermal monitors. Preferably all are thermal monitors designed as a bimetal switch.
An Hand der Schaltbilder soll das Wesen der Erfindung näher erläutert werden.The essence of the invention is to be explained in more detail using the circuit diagrams will.
In Bild 1 ist der aus dem Netz R-S-T gespeiste Motor M dargestellt. Die Motorwicklungen werden durch eine Schutzanordnung A überwacht, die mit Hilfe eines Relais Re den Netzschalter N betätigt.In Figure 1, the motor M fed from the network R-S-T is shown. The motor windings are monitored by a protective arrangement A, which with the help of of a relay Re the power switch N is operated.
Nach Bild 2 besteht die Schutzanordnung A aus zwei Thermowächtern 3 und 4, die als Arbeitskontakte ausgebildet sind. Der Thermowächter 4 besitzt dabei eine niedrigere Ansprechtemperatur als der Thermowächter 3. Die Thermowächter 3 und 4 sind parallel geschaltet und liegen zwischen den Phasen R-T. In Reihe mit dem Thermowächter 4 liegt der zusätzliche Thermowächter 5, der mit einer Wärmeisolation 6 versehen ist. Der Thermowächter 5 ist als Ruhekontakt geschaltet und besitzt eine noch niedrigere Ansprechtemperatur als die zwei Thermowächter 3 und 4. Das Relais Re muß dann so ausgebildet sein, daß es bei Erregung den Motorstrom ausschaltet.According to Figure 2, the protective arrangement A consists of two thermal monitors 3 and 4, which are designed as working contacts. The thermal monitor 4 has it a lower response temperature than the thermal monitor 3. The thermal monitor 3 and 4 are connected in parallel and lie between phases R-T. In series with the thermal monitor 4 is the additional thermal monitor 5 with thermal insulation 6 is provided. The thermal monitor 5 is switched as a break contact and has a even lower response temperature than the two thermal monitors 3 and 4. The relay Re must then be designed in such a way that it switches off the motor current when it is excited.
Im Ausführungsbeispiel nach Bild 3 sind die zwei Thermowächter 3 und 4 als Ruhekontakte ausgebildet und in Reihe geschaltet und der zusätzliche Thermowächter 5 als Arbeitskontakt mit dem Thermowächter 4 parallel geschaltet. Das Relais Re muß dann so ausgebildet sein, daß es beim Abfall den Motorstrom ausschaltet.In the exemplary embodiment according to Figure 3, the two thermal monitors 3 and 4 designed as normally closed contacts and connected in series and the additional thermal monitor 5 connected in parallel with the thermal monitor 4 as a working contact. The relay Re must then be designed in such a way that it switches off the motor current when it drops.
Bei den Ausführungen nach den Bildern 2 und 3 können die Schutzanordnungen A in jeder je einer Phase zugeordneten Wicklung des Motors M vorgesehen sein und dann jeweils zwischen zwei Phasen R-S oder R-T oder T-R geschaltet werden, oder die Schutzanordnung kann nur in einer Phasenwicklung liegen, wie es in Bild 1 beispielsweise dargestellt ist.With the designs according to Figures 2 and 3, the protective arrangements A be provided in each winding of the motor M assigned to one phase and are then switched between two phases R-S or R-T or T-R, or the protection arrangement can only be in one phase winding, as shown in Figure 1, for example is shown.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Bild 4 ist die Schutzanordnung so ausgebildet, daß in jeder je einer Phase zugeordneten Wicklung des Motors M je zwei Thermowächter 3 und 4 vorgesehen sind und die Thermowächter 3 mit der niedrigeren Ansprechtemperatur mit nur einem zusätzlichen Thermowächter 5 hintereinander geschaltet sind, wobei die Thermowächter 3 und 4 als Arbeitskontakte und der zusätzliche Thermowächter 5 als Ruhekontakt ausgebildet sind.In the embodiment according to Figure 4, the protective arrangement is like this formed that in each winding of the motor M assigned to one phase each two Thermal monitors 3 and 4 are provided and thermal monitors 3 with the lower Response temperature with only one additional thermal monitor 5 connected in series are, with the thermal monitors 3 and 4 as working contacts and the additional thermal monitor 5 are designed as a normally closed contact.
Bei der Ausführungsart nach Bild 5 sind in jeder je einer Phase zugeordneten Wicklung des Motors je zwei Thermowächter 3 und 4 vorgesehen, die hintereinandergeschaltet sind, und den Thermowächtern 4 ist nur ein zusätzlicher Thermowächter 5 parallel geschaltet, wobei der Thermowächter 5 als Arbeitskontakt und die Thermowächter 3 und 4 als Ruhekontakte ausgebildet sind.In the embodiment according to Figure 5, one phase is assigned to each Winding of the motor, two thermal monitors 3 and 4 are provided, which are connected in series are, and the thermal monitor 4 is only one additional thermal monitor 5 in parallel switched, with the thermal monitor 5 as a normally open contact and the thermal monitor 3 and 4 are designed as normally closed contacts.
Die Schaltungen nach den Bildern 4 und 5 ermöglichen einen vollständigen Schutz aller Motorwicklungen bei gleichzeitiger Einsparung von Bimetallschaltern. Die beiden Schaltungen können noch weiter vereinfacht werden, indem für die drei Phasenwicklungen nur je ein Thermowächter 3 vorgesehen ist, während für alle drei Phasen gemeinsam nur je ein Thermowächter 4 und 5 vorgesehen ist, so daß eine Kurzschlußüberwachung nur in einer Phase für den gesamten Motor erreicht wird. Es sind auch noch andere Schaltmöglichkeiten im Rahmen der Erfindung möglich.The circuits according to Figures 4 and 5 enable a complete Protection of all motor windings while saving on bimetal switches. The two circuits can be further simplified by adding for the three Phase windings only one thermal monitor 3 is provided, while for all three Phases together only one thermal monitor 4 and 5 is provided, so that short-circuit monitoring is only achieved in one phase for the entire engine. There are others too Switching options possible within the scope of the invention.
Die Thermowächter 3, 4 und 5 sind zweckmäßig Schalter mit Bimetallstreifen als Schaltglieder. Dabei sind die Bimetalle der Thermowächter 3 und 4 dem Bimetall des Thermowächters 5 entgegengerichtet.The thermal monitors 3, 4 and 5 are practical switches with bimetal strips as switching elements. The bimetals of the thermal monitors 3 and 4 are the bimetal of the thermal monitor 5 in the opposite direction.
Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß einem auf die Grenztemperatur t, der Ständerwicklung bei normalem Betrieb abgestimmten Thermowächter 3 ein zweiter Thermowächter 4 beigegeben ist, der den Motor bei einer niedrigeren Wicklungstemperatur t4 abschaltet, die die Wicklung in dem Augenblick erreicht, in dem die Temperatur des blockierten Ständers ihre thermische Grenze erreicht, ausgehend vom kalten Zustand beim Einschalten. Dabei wird der Thermowächter 4 durch einen zusätzlichen Thermowächter 5 überwacht, der auf eine Temperatur t, eingestellt ist, die etwas unterhalb der Temperatur t, liegt. Durch die Wärmeisolation 6 spricht der zusätzliche Thermowächter 5 nur bei langsamem Temperaturanstieg vor dem Thermowächter 4 an und macht diesen damit unwirksam, bei schnellem Temperaturanstieg, also bei blockiertem Läufer dagegen wird die Wirkung des Thermowächters 4 zur vorzeitigen Abschaltung des Motors nicht beeinträchtigt.The essence of the invention is that one on the limit temperature t, the stator winding in normal operation coordinated thermal monitor 3 a second Thermal monitor 4 is included, which runs the motor at a lower winding temperature t4 switches off, which reaches the winding at the moment when the temperature of the blocked stator has reached its thermal limit, starting from the cold state when switching. The thermal monitor 4 is replaced by an additional thermal monitor 5, which is set to a temperature t which is slightly below the Temperature t, lies. The additional thermal monitor speaks through the thermal insulation 6 5 only when the temperature rises slowly in front of the thermal monitor 4 on and power this becomes ineffective if the temperature rises rapidly, i.e. if the runner is blocked on the other hand, the action of the thermal monitor 4 leads to the premature shutdown of the engine not affected.
Nach dem Ausführungsbeispiel in den Bildern 2 und 3 wird der zusätzliche Thermowächter 5 bei normalem, langsamem Temperaturanstieg in der Wicklung des eingeschalteten Motors bei der Temperatur t- (60° C) abschalten und damit den Thermowächter 4, der bei einer Temperatur t4 (70° C) auslöst, aus dem Stromkreis schalten. Der Motor wird dann erst durch den Thermowächter 3 abgeschaltet, wenn seine Wicklung die Grenztemperatur t. (110° C) erreicht hat. Steigt jedoch die Temperatur der Motorwicklung schnell an, dann wird der Thermowächter 4 eher seine Temperatur t4 erreichen als der wärmeisolierte zusätzliche Thermowächter 5, so daß der Motor dann schon bei einer Temperatur t4 (70° C) abgeschaltet wird.According to the exemplary embodiment in Figures 2 and 3, the additional Thermal monitor 5 at normal, slow temperature rise in the winding of the switched on Switch off the motor at temperature t- (60 ° C) and thus the thermal monitor 4, the triggers at temperature t4 (70 ° C), disconnect it from the circuit. The motor is then only switched off by the thermal monitor 3 when its winding reaches the limit temperature t. (110 ° C). However, the temperature of the motor winding increases rapidly on, then the thermal monitor 4 will reach its temperature t4 sooner than the thermally insulated one additional thermal monitor 5, so that the motor is then already at a temperature t4 (70 ° C) is switched off.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEV17768A DE1107338B (en) | 1959-12-19 | 1959-12-19 | Arrangement for the start-up protection of electrical machines by means of thermal monitors located in the windings |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DEV17768A DE1107338B (en) | 1959-12-19 | 1959-12-19 | Arrangement for the start-up protection of electrical machines by means of thermal monitors located in the windings |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1107338B true DE1107338B (en) | 1961-05-25 |
Family
ID=7576591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEV17768A Pending DE1107338B (en) | 1959-12-19 | 1959-12-19 | Arrangement for the start-up protection of electrical machines by means of thermal monitors located in the windings |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1107338B (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2605466A1 (en) * | 1986-10-15 | 1988-04-22 | Salmson Pompes | DEVICE FOR MONITORING AN ELECTRIC MOTOR |
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-
1959
- 1959-12-19 DE DEV17768A patent/DE1107338B/en active Pending
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