<Desc/Clms Page number 1>
Beveiligingseenheid voor een elektrisch 3-fase circuit.
De uitvinding heeft betrekking op een beveiligingseenheid voor een elektrisch 3-fase circuit, omvattende drie hallgeleidende componenten, die elk voorzien zijn van een eerste elektrische aansluiting en een tweede elektrische aansluiting.
Een eenheid van het bovengenoemde type wordt toegepast voor het beveiligen van een 3-fase elektrisch circuit tegen plotselinge spannings-of stroomveranderingen in bijvoorbeeld elektrische motoren of altematoren, alsmede voor het beveiligen van het elektrische spanningsnet in huishoudingen. Als halfgeleidende component kunnen onder meer diodes worden toegepast, zoals bijvoorbeeld de zogenaamde'break over diode' (B. O. D.), die in de telefonie wordt toegepast. Als halfgeleidende component wordt echter bijvoorkeur een niet-lineaire weerstand in de vorm van een VDR (volt-dependent resistor) toegepast. In dat geval wordt de beveiligingseenheid gebruikt voor het opvangen van de gevolgen van veranderingen in de stroomsterkte in een drie-fasen circuit.
Een beveiligingseenheid van de in de aanhef genoemde soort is op zieh bekend. Het betreft hier een samenstel van drie VDR's, waarbij de tweede aansluitingen middels een soldeerverbinding onderling elektrisch verbonden zijn. Het samenstel is via de eerste aansluitingen en aangesoldeerde stroomdraden aan het elektrische circuit van een elektrische motor bevestigd. In deze uitvoeringsvorm is de eenheid als zogenaamde 'ster-configuratie'uitgevoerd. Door de (in totaal zes) verschillende elektrische aansluitingen van de drie weerstanden op een andere manier te verbinden kan ook een beveiligingseenheid in zogenaamde'delta-configuratie'worden vervaardigd.
De bekende beveiligingseenheid heeft als nadeel dat de stevigheid van de constructie onvoldoende is. Voorts laat de elektrische veiligheid van de bekende eenheid
EMI1.1
te wensen over. Als bijzonder nadelig wordt ervaren dat een eenmaal vervaardigde i eenheid in delta- of ster-configuratie nauwelijks of niet veranderd kan worden in de andere configuratie. Hierdoor is men reeds bij afname van de eenheid gebonden aan een
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
van beide configuraties. Ook het feit dat bij de vervaardiging van beide verschillende configuraties in feite twee verschillende produktieprocessen noodzakelijk zijn wordt als bezwaarlijk ervaren.
De uitvinding heeft als doel de bovengenoemde nadelen en bezwaren te ondervangen. Meer in het bijzonder wordt beoogd een beveiligingseenheid te verschaffen die elektrisch veilig is en die een stevige constructie heeft. De uitvinding dient eveneens een beveiligingseenheid te verschaffen die op eenvoudige wijze van delta-in kan worden omgezet.
Deze en andere doelstellingen van de uitvinding worden bereikt met een beveiligingseenheid van de in de aanhef genoemde soort, die als kenmerk heeft, dat de beveiligingseenheid tevens een drager met drie contactpennen alsmede een insteekmodule omvat, waarbij de componenten bevestigd zijn op de drager en via de eerste aansluitingen elektrisch contact maken met een van de contactpennen, en waarbij met behulp van de insteekmodule via in de drager aanwezige insteekopeningen onderlinge gewenste elektrische doorverbindingen tussen de elektrische aansluitingen bewerkt kunnen worden.
Door de aanwezigheid van een drager waarop de weerstanden bevestigd zijn is de stevigheid van de beveiligingseenheid aanmerkelijk beter dan die van de bekende eenheid. Doordat de elektrische aansluitingen in principe in de drager zijn opgesloten is de elektrische veiligheid van de inventieve eenheid aanzienlijk beter dan bij de bekende beveiligingseenheid. Omdat de beveiligingseenheid een losneembare insteekmodule bevat, kan de afnemer van de eenheid zelf bepalen of hij de eenheid in ster-dan wel in delta-configuratie zal toepassen. Opgemerkt wordt dat de drager desgewenst deel kan uitmaken van een zogenaamde gedrukte bedrading of'printed circuit board' (PCB). Deze is voorzien van geleidersporen en van eventuele verdere elektrische componenten.
Bij voorkeur echter wordt een afzonderlijke drager toegepast, bijvoorbeeld in de vorm van een huisje van elektrisch isolerend materiaal, zoals plastic.
Een voorkeursuitvoering van de beveiligingseenheid heeft als kenmerk, dat de insteekmodule voorzien is van een drietal elektrische aansluitpennen, dat na het insteken van de module in de drager een elektrische doorverbinding verzorgt tussen de tweede elektrische aansluitingen van de componenten. Door toepassing van een
<Desc/Clms Page number 3>
dergelijke module wordt een beveiligingseenheid verkregen, waarin de componenten in ster-configuratie zijn aangesloten.
Een andere voorkeursuitvoering van de beveiligingseenheid volgens de uitvinding heeft als kenmerk, dat de insteekmodule voorzien is van een zestal elektrische aansluitpennen, dat na het insteken van de module in de drager een elektrische doorverbinding verzorgt tussen een eerste aansluiting van een component en een tweede aansluiting van een van de andere componenten. Door toepassing van een dergelijke module wordt een beveiligingseenheid verkregen, waarin de halfgeleidende componenten in delta-configuratie zijn aangesloten.
Met de beschreven uitvoeringsvormen van de beveiligingseenheid volgens de uitvinding kan eenvoudig de configuratie van de eenheid worden verwisseld, door een bepaalde insteekmodule te verwisselen voor een andere insteekmodule. Deze handeling kan door de afnemer worden verricht. Opgemerkt wordt dat een eenmaal gekozen configuratie permanent gemaakt kan worden door de in de module aanwezige aansluitpennen vast te solderen aan de aansluitingen van de drie componenten.
Een bijzonder gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft als kenmerk, dat de insteekmodule voorzien is van een eerste insteekdeel met een drietal elektrische aansluitpennen, zodat na het insteken van dit eerste insteekdeel van de module in de drager een elektrische doorverbinding tussen de tweede elektrische aansluitingen van de componenten wordt verkregen, en dat de insteekmodule tevens voorzien is van een tweede insteekdeel met een zestal elektrische aansluitpennen, zodat na het insteken van dit tweede insteekdeel van de module in de drager een elektrische doorverbinding tussen een eerste aansluiting van een component en een tweede aansluiting van een van de andere componenten wordt verkregen.
Met de laatstgenoemde uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn beide mogelijkheden van doorverbinden gerealiseerd in dezelfde insteekmodule. De afnemer kan de delta-configuratie en de ster-configuratie in elkaar doen overgaan door de module eenvoudigweg op een andere wijze in de drager te steken.
De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening en de uitvoeringsvoorbeelden, waarbij
Figuur 1 schematisch in vooraanzicht een uitvoeringsvorm van de
<Desc/Clms Page number 4>
beveiligingseenheid volgens de uitvinding toont, waarbij de insteekmodule een zestal elektrische aansluitpennen bevat
Figuur 2 in zijaanzicht de beveiligingseenheid uit Figuur 1 toont.
Figuur 3 een drietal insteekmodulen toont voor toepassing in de beveiligingseenheid volgens de uitvinding.
De beveiligingseenheid uit Figuur 1 bevat 3 halfgeleidende componenten in de vorm van spanningsafhankelijke weerstanden 1, 2 en 3. Deze bevatten een cilindervormig weerstandslichaam van gesinterd materiaal, dat aan beide vlakke zijden voorzien is van een elektrodelaag. Elk van deze weerstanden is voorzien van een eerste elektrische aansluiting 4,6 en 8, die aan de ene elektrodelaag zit verbonden en van een tweede elektrische aansluiting 5,7 en 9, die aan de andere elektrodelaag zit verbonden.
Over het weerstandslichaam, de elektrodelagen en een deel van de radiaal uitstekende aansluitingen is een elektrisch isolerende laklaag aangebracht.
De drie weerstanden zijn met behulp van de aansluitingen op een drager 10 bevestigd. Deze drager bestaat uit een elektrisch isolerend materiaal, bijvoorkeur van kunststof. In het onderhavige geval betreft het polybutyleen terephtalaat. Ook andere kunststoffen, zoals bijvoorbeeld polyamide, kunnen worden toegepast. De drager is verder voorzien van een drietal contactpennen 11,12 en 13 van metaal. Deze staan in elektrisch contact met de eerste aansluitingen 4,6 en 8, bijvoorbeeld door klemming.
Om een langdurig elektrisch contact met lage elektrische weerstand te waarborgen worden de contactpennen bijvoorkeur aan de aansluitingen gesoldeerd. De drie contactpennen die met de eerste aansluitingen zijn verbonden zijn bedoeld voor verdere aansluiting aan het te beschermen elektrische circuit van een elektrische motor. In het onderhavige geval bevat de drager nog een drietal verdere contactpennen 40,41 en 42.
Deze verhogen de hechtvastheid van de eenheid nadat deze in een PCB is gestoken. De aanwezigheid van dit tweede drietal contactpennen is echter niet noodzakelijk vanuit het oogpunt van de werking van de eenheid volgens de uitvinding.
De beveiligingseenheid volgens de uitvinding is tevens voorzien van een losneembare insteekmodule 14. Deze is opgebouwd uit een elektrisch isolerende houder 42, bijvoorkeur van kunststof zoals polybutyleen terephtalaat of polyamide. De houder is voorzien van een aantal elektrische aansluitpennen. Bij de huidige module gaat
<Desc/Clms Page number 5>
het om een zestal aansluitpennen 24,25, 26,27, 28 en 29, die paarsgewijs onderling elektrisch doorverbonden zijn. Terwille van de duidelijkheid is de houder zodanig getekend dat de in de houder opgesloten elektrische doorverbinding zichtbaar is. De insteekmodule kan via de in de drager aanwezige insteekopeningen zodanig aan de drager worden bevestigd, dat de aansluitpennen elektrisch contact maken met de contactpennen en de aansluitingen.
De contactpennen, de aansluitingen en de aansluitpennen kunnen desgewenst via een soldeerverbinding permanent verbonden worden. Een dergelijke soldeerverbinding bevordert een duurzame verbinding van deze elementen.
Figuur 2 toont schematisch en in zijaanzicht de beveiligingseenheid uit Figuur 1. Gelijke onderdelen zijn met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven.
Opgemerkt wordt dat in de beschreven uitvoeringsvorm uitgegaan wordt van zogenaamde bedrade VDR's. Het is echter eveneens mogelijk op in plaats van bedrade componenten zogenaamde draadloze componenten te gebruiken. Het laatstgenoemde type componenten staat bekend als SMD-componenten. Dergelijke VDR's of diodes in SMD uitvoering worden bijvoorkeur via hun aansluitvlakken aan de contactpennen van de drager gesoldeerd.
In Figuur 3 wordt een drietal insteekmodules 14 getoond, die toegepast kunnen worden in de beveiligingseenheid volgens de huidige uitvinding. Terwille van de duidelijkheid zijn de elektrische doorverbindingen in de houder in de Figuur zichtbaar gemaakt. De in Figuur 3-A afgebeelde module is gelijk aan die zoals beschreven aan de hand van Figuur 1. Deze insteekmodule bevat een plastic behuizing 42 en een zestal aansluitpennen 24,25, 26,27, 28 en 29. Door een speciaal bevat de module paren van aansluitpennen, die onderling doorverbonden zijn Het betreft hier de paren 24, 29 ; 25, 26 en 27,28. Wanneer een insteekmodule van dit ontwerp in de drager van de beveiligingseenheid wordt gestoken, dan wordt elke eerste aansluiting van een weerstand op een enkelvoudige manier elektrisch verbonden met een tweede aansluiting van een andere weerstand.
Dit correspondeert met een beveiligingseenheid in de delta- configuratie.
De in Figuur 3-B afgebeelde insteekmodule 14 bevat drie aansluitpennen
21,22 en 23, die onderling elektrisch contact maken. Wanneer de module van dit ontwerp op de juiste wijze in de drager wordt gestoken, dan worden de tweede aansluitingen 5,7 en 9 onderling doorverbonden. Dit correspondeert met een
<Desc/Clms Page number 6>
beveiligingseenheid in de ster-configuratie.
In Figuur 3-C is een insteekmodule 14 afgebeeld, die voorzien is van een eerste insteekdeel 43 en een tweede insteekdeel 44. Insteekdeel 43 is voorzien van een zestal aansluitpennen (34,35, 36,37, 38 en 39) en insteekdeel 44 van een drietal insteekpennen (31,32 en 33). Het ontwerp van de doorverbindingen van deze module berust in essentie op die van de modules getoond in Figuur 3-A en 3-B. Door toepassing van deze module kunnen beide genoemde configuraties op eenvoudige wijze in elkaar worden omgezet, door de module via het andere insteekdeel in de drager te steken.
De beveiligingseenheid volgens de uitvinding heeft het voordeel van een grote stevigheid en elektrische veiligheid. Bovendien is het door de aanwezigheid van een losneembare insteekmodule mogelijk om op eenvoudige wijze een delta-configuratie in een ster-configuratie over te zetten en omgekeerd.