<Desc/Clms Page number 1>
Schaltung und Anordnung zur thermischen Überwachung von Transformatorwicklungen od. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung und Anordnung zur thermischen Überwachung von Transformatorwicklungen od. dgl. in Stromversorgungsgeräten für Anlagen der elektrischen Nachrichtentechnik.
EMI1.1
Kurzschluss der Wicklung nicht die sofortige Abschaltung veranlassen. In den meisten Fällen wird hiebei die Wicklung zerstört. Ausserdem lassen sich wegen der Grösse dieser Thermoschalter in einem Trans- formator meistens nur höchstens zwei Schalter einbauen, so dass bei Transformatoren mit mehreren Wicklungen nicht alle direkt überwacht werden können.
Es ist auch bereits bekannt, zur Temperaturüberwachung einen temperaturabhängigen Widerstand zu benutzen, der als Messfühler in Reihe mit einer Anzeigevorrichtung an einer Steuerspannung gelegt ist. Diese Überwachungselemente weisen infolge ihrer kleineren Abmessungen eine geringe Wärmekapazität auf, so dass auch schnelle Änderungen der Transformatortemperatur (z. B. bei Kurzschluss) überwacht werden können. Unter der Bezeichnung Kaltleiter bekannte temperaturabhängige Widerstände ändern bei einer bestimmten Temperatur ihren Widerstand sprunghaft, so dass der Überwachungsstrom als Kriterium für das Überschreiten einer bestimmten Temperatur herangezogen werden kann.
Wird zur Auswertung solcher Widerstandsänderungen ein Relais in Reihe mit einem Kaltleiter in einen Überwachungsstromkreis geschaltet, so muss der Relaisstrom wegen der geringen elektrischen Belastbarkeit der Kaltleiter so bemessen sein, dass durch ihn keine Erwärmung des temperaturabhängigen Widerstandes auftreten kann.
Wegen der geringen elektrischen Belastbarkeit sind zur Auswertung empfindliche, gepolte Relais erforderlich, deren Verwendung jedoch den Nachteil der grossen, konstruktiv ungünstigen Abmessungen mit sich bringt und die Empfindlichkeit der Überwachungsschaltung gegen Änderung der Speisespannung, der Umgebungstemperatur und gegen Bauteiletoleranzen unangenehm vergrössert. Eine andere bekannte Schaltung, die mit Kaltleiterfühlern arbeitet und bei der die Kaltleiter nicht mit dem Relaisstrom belastet werden, ist so ausgebildet, dass der Kaltleiter jeder Messstelle mit je einem Festwiderstand einen Spannungsteiler bildet, über dessen Abgriff je eine Transistorstufe gesteuert wird.
Die Ausgänge aller Transistorstufen sind über ein"Oder"-Gatter an den Eingang eines mehrstufigen Verstärkers angeschlossen, in dessen Ausgangskreis ein Relais angeordnet ist. Die hiemit erzielte Signalverstärkung ermöglicht die Verwendung eines weniger empfindlichen Relais. Diese Schaltung hat jedoch den Nachteil, dass jeder Messstelle ein eigener Spannungsteiler und Transistorverstärker zugeordnet werden muss.
Der somit erforderliche grosse Aufwand wird gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass mehrere in Reihe geschaltete Kaltleiter mit einem Festwiderstand einen Spannungsteiler bilden, der die Steuerspannung für eine allen in Reihe ge-
<Desc/Clms Page number 2>
schalteten Kaltleitern gemeinsame Transistorverstärkerstufe mit im Kollektorstromkreis angeordneten Relais liefert, und dass dem Spannungsteiler eine Zenerdiode parallelgeschaltet und eine weitere Zenerdiode im Emitter-Basiskreis des Transistorverstätkers angeordnet ist.
Die neue Schaltung benötigt nur noch einen Spannungsteiler und einen allen Kaltleitern gemeinsa- men Transistorverstärker und gewährleistet bei Hintereinanderschaltung bis zu über zehn Kaltleitern, dass die Widerstandsänderung bei Nenntemperatur jedes einzelnen Kaltleiters das Ansprechen der Überwachungsschaltung bewirkt und dass ausserdem Widerstandsänderungen unterhalb der Nenntemperatur eines oder mehrerer Kaltleiter das Ansprechen der Überwachungsschaltung nicht auslösen.
Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1 und 2 erläutert :
In Fig. 1 ist im Prinzip dargestellt, wie die Verwendung eines unempfindlichen Relais durch Erhö- hung der Steuerleistung eines Kaltleiters K bei geringer Eigenbelastung ermöglicht werden kann. Der Kaltleiter K bildet mit dem Widerstand R einen Spannungsteiler, der an der Messspannung M liegt und dessen Abgriff an die Basiselektrode des Transistors Ts geführt ist, in dessen Kollektrostromkreis das Relais A, dessen nicht dargestellte Kontakte der Abschaltung der zu schützenden Wicklung von der Netzspannung dienen, eingeschaltet ist. Durch eine Zenerdiode D wird im Steuerkreis des Transistors ein konstanter Schwellwert erzeugt. Der Widerstand des Kaltleiters K ist unterhalb der Nenntemperatur niederohmig.
Die in diesem Betriebsfall vorliegende Spannungsteilung bewirkt, dass der Transistor Ts leitend gesteuert ist und das Relais A angezogen hat. Oberhalb der Nenntemperatur ist der Kaltleiter hochohmig und die Spannung am Widerstand R kleiner als die von der Zenerdiode D erzeugte Schwellwertspannung. Infolgedessen ist der Transistor Ts gesperrt, das Relais A fällt ab und unterbricht die Energiezufuhr zum Transformator.
In Fig. 2 ist eine vollständige, für Sender und Empfänger einer Funkstation getrennt ausgeführte Überwachungsschaltung dargestellt, bei der noch die zusätzliche Forderung besteht, dass ein selbsttätiges Wiedereinschalten nach erfolgter Abkühlung der zu schützenden Wicklung bzw. der Messfühler (Kaltleiter) verhindert wird. Den beiden im wesentlichen identisch aufgebauten Überwachungsschaltungen A und B ist ein gemeinsamer Stromversorgungsteil zugeordnet. Die Stromversorgung kann aus einer Batterie oder, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 vorgesehen, aus einem Wechselstromnetz über einen Transformator Tr erfolgen, an dessen Sekundärwicklung ein Brückengleichrichter Grl angeschlossen ist.
Da die Arbeitsweise beider Überwachungsschaltungen A und B die gleiche ist, werden lediglich die Schaltfunktionen des Teiles A näher beschrieben.
Liegt im Normalbetrieb beiniederohmigemKaltleiter KA Spannung an der Primärwicklung des Transformators Trs, so zieht das im Kollektor-Emitterkreis des Transistors Ts1 liegende Relais MAI unverzögert an. Der Kontakt mAI2 dieses Relais verhindert das Ansprechen des Relais MAll, das durch denKondensator Cl und den Widerstand R1 anzugverzögert ist. Gleichzeitig wird der zweite Kontakt des Relais MAI im Stromkreis des Leistungsrelais A geschlossen. Da der gleiche Schaltvorgang zur selben Zeit auch im Teil B abläuft und der mit dem Kontakt mAIl inReihe liegende Kontakt mBIl des Relais MBI ebenfalls schliesst, wird das Leistungsrelais A erregt und legt mit
EMI2.1
Kaltleiter KA, die mit dem Widerstand R5 einen Spannungsteiler bilden, überwachen.
Die Steuerspannung wird am Abgriff über den Widerstand R4 der Relaiselektrode zugeführt. Um für die Schaltung einen konstanten Ansprechwert zu erhalten, ist in der Emitterleitung eine Zenerdiode Gr4 vorgesehen, die in Reihe mit dem Widerstand R6 an der Speisespannung liegt.
Die Zenerdiode Gr3 teilt mit dem Widerstand RB die Speisespannung auf den für die Kaltleiter erforderlichen kleineren Wert. Gleichzeitig wird damit die Messspannung stabilisiert und der Ansprechwert weitgehend unabhängig von der Speisespannung. Der Kondensator C2 glättet die Spannung der Messschaltung und die Diode Gr2 trennt den gut gesiebten Teil von der vorderen, bei Netzbetrieb starkwelligen Gleichspannung am Gleichrichter Grl.
EMI2.2
Leistungsrelais A ab und trennt die zu schützenden Geräte von der Versorgungsspannung.
Das Relais MAI schliesst mit seinem Kontakt mAlI1 die an der Zenerdiode Gr3 gebildete Messspannung kurz und verhindert dadurch die Wiedereinschaltung des Relais MAI und hält sich selbst
<Desc/Clms Page number 3>
über den Kontakt mA1l2. Die Schaltung kann nur nach Unterbrechung der Energiezufuhr wieder in den Normalzustand versetzt werden.
Um eine möglichst grosse Lebensdauer der Relais zu erhalten, ist es vorteilhaft, die Relais MAI, II und MBI, II mit Schutzgaskontakten auszurüsten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltung und Anordnung zur thermischen Überwachung von Transformatorwicklungen od. dgl. in Stromversorgungsgeräten für Anlagen der elektrischen Nachrichtentechnik, bei der die Wiedereinschaltung der Geräte nach Überschreiten einer Grenztemperatur verhindert wird, unter Verwendung einer Reihenschaltung, bestehend aus einem in die Wicklung eingebetteten, temperaturabhängigen Widerstand und einem ausserhalb der Wicklung befindlichen Festwiderstand, die eine Transistorstufe aussteuert, da- durch gekennzeichnet, dass mehrere in Reihe geschaltete Kaltleiter mit einem Festwiderstand einen Spannungsteiler bilden, der die Steuerspannung für eine allen in Reihe geschalteten Kaltleitern gemeinsame Transistorverstärkerstufe mit im Kollektorstromkreis angeordnetem Relais liefert,
und dass dem Spannungsteiler eine Zenerdiode parallelgeschaltet und eine weitere Zenerdiode im Emitter-Basiskreis des Transistorverstärkers angeordnet ist.