Schutzvorrichtung für elektrische Maschinen, insbesondere einphasig gespeiste Kleinmotoren Es ist bekannt, Wicklungen elektrischer Maschi nen vor unzulässiger Erwärmung dadurch zu sschüt- zen, dass in die Wicklung ein Bimetallschalter ein gebaut wird, welcher den Strom bei einer bestimmten Temperatur abschaltet. Es kommt jedoch vor, dass bei sehr steilem Temperaturanstieg die Temperatur- nacheilung des Bimetallschalters zu gross wird und dieser nicht rechtzeitig anspricht. Dieser Schutz ist somit unvollkommen.
Eine weitere bekannte Ausführung besteht darin, statt eines Bimetallschalters einen Halbleiter mit grossem negativen Temperaturkoeffizienten des elek trischen Widerstandes, einen sogenannten Heissleiter, zu verwenden. Damit wird zwar ein vollkommener Schutz gegen übermässige Wärmeentwicklung in Wicklungen erzielt, da die geometrischen Abmessun gen dieser Heissleiter so klein gewählt werden kön nen, dass ein Schutz der Maschinenwicklungen bei allen praktisch vorkommenden Stromdichten, also Temperaturanstiegen, möglich ist, jedoch erfordern diese Heissleiter eine zusätzliche Schaltanordnung.
Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Schutzeinrichtung vor allem für kleine, einphasig gespeiste Motoren, da bei diesen für eine Unter bringung eines Bimetallschalters in der Wicklung nicht genügend Platz ist und anderseits die Ver wendung eines Heissleiters wegen der notwendigen zusätzlichen Schaltanordnung unwirtschaftlich ist.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Schutzeinrichtung, bei der ein Halbleiter mit grossem positivem Temperaturkoeffizienten des elek trischen Widerstandes, ein sogenannter Kaltleiter, in die Zuleitung des Motors, gegebenenfalls nur in Reihe mit der Hilfsphase, eingeschaltet und in die zu schützende Wicklung eingebettet ist.
Dazu ver wendet man zweckmässig einen Halbleiter aus dotier- tem Barium-Titanat, Barium-Strontium-Titanat oder Barium-Blei-Titanat, die unterhalb der Curie-Tem- peratur einen praktisch konstanten Widerstand ha ben, der dann innerhalb von etwa<B>100'C</B> um etwa 4 Zehnerpotenzen ansteigt.
Sowohl unter der Wir kung der Wicklungserwärmung, als auch unter der Wirkung des ihn durchfliessenden Motorstromes kann sich der Widerstand des Kaltleiters erhöhen, sobald die Wicklungstemperatur die Curie-Temperatur des selben überschreitet oder er durch die Stromwärme über diese Temperatur erwärmt wird oder auch beide Einflüsse eine überschreitung der Curie-Tem- peratur hervorrufen. Durch die Widerstandserhöhung wird der Motorstrom begrenzt, und es stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein, bei dem die Wick lungstemperatur unterhalb der zulässigen Grenze bleibt.
Bei in Reihe mit der Hilfsphase geschaltetem Kaltleiter wird dieser bei geeigneter Dosierung er wärmt und nimmt einen sehr grossen Widerstand an, so dass der Hilfsphasenmotorstrom begrenzt und damit die Verluste in der I-Elfsphase stark reduziert werden.
Durch die erfindungsgemässe Schutzvorrichtung ist mit geringen, nämlich billigen und platzsparenden Mitteln ein Schutz der Wicklung bei allen erdenk lichen Belastungen möglich, wie beispielsweise bei dauernder überlast, bei dynamischem Betrieb und bei festgebremstem Läufer, so dass die Erfindung einen technisch zuverlässigen und vor allem auch wirtschaftlichen Schutz insbesondere für Kleinmo toren darstellt.
Protection device for electrical machines, in particular single-phase small motors. It is known to protect windings of electrical machines from excessive heating by building a bimetal switch into the winding that switches off the current at a certain temperature. It happens, however, that with a very steep rise in temperature, the temperature lag of the bimetal switch becomes too great and it does not respond in time. This protection is therefore imperfect.
Another known embodiment consists in using a semiconductor with a large negative temperature coefficient of the electrical resistance, a so-called hot conductor, instead of a bimetal switch. This achieves complete protection against excessive heat build-up in the windings, since the geometrical dimensions of these hot conductors can be selected so small that the machine windings can be protected for all current densities that occur in practice, i.e. temperature increases, but these hot conductors require an additional one Switching arrangement.
The invention aims to create a protective device, especially for small, single-phase motors, since there is not enough space for a bimetal switch in the winding and on the other hand the use of a hot conductor is uneconomical because of the necessary additional switching arrangement.
The invention solves the problem with a protective device in which a semiconductor with a large positive temperature coefficient of the electrical resistance, a so-called PTC thermistor, is switched on in the supply line of the motor, possibly only in series with the auxiliary phase, and is embedded in the winding to be protected .
For this purpose, a semiconductor made of doped barium titanate, barium strontium titanate or barium lead titanate, which has a practically constant resistance below the Curie temperature, is expediently used, which is then within approximately <B> 100'C </B> increases by about 4 powers of ten.
The resistance of the PTC thermistor can increase as soon as the winding temperature exceeds the Curie temperature of the same, or it is heated above this temperature by the current heat, or both influences can occur both under the effect of the winding heating and the effect of the motor current flowing through it cause the Curie temperature to be exceeded. The increase in resistance limits the motor current, and a state of equilibrium is established in which the winding temperature remains below the permissible limit.
If the PTC thermistor is connected in series with the auxiliary phase, it is warmed up with suitable dosage and assumes a very high resistance, so that the auxiliary phase motor current is limited and the losses in the I-eleven phase are greatly reduced.
The protection device according to the invention enables the winding to be protected against all conceivable loads with low, cheap and space-saving means, such as permanent overload, dynamic operation and a locked rotor, so that the invention is technically reliable and, above all, economical Protection especially for small engines represents.