DE1011059B

DE1011059B - Protection arrangement for electrical machines

Info

Publication number: DE1011059B
Application number: DEL24869A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Nat Walter Hackel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1956-05-16
Filing date: 1956-05-16
Publication date: 1957-06-27

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Schutzanordnung an elektrischen Maschinen (Motoren, Transformatoren od. dgl.). Es ist bekannt, an den Wicklungen oder bei ölgekühlten Maschinen im ölraum Thermostate vorzusehen, welche überwachen, ob die Wicklungen zu heiß sind oder nicht. Wenn eine bestimmte Temperatur überschritten wird, schaltet dieser Temperaturwächter die Stromzufuhr ab. Der Thermostat als Temperaturwächter hat den Nachteil einer gewissen, nicht vernachlässigbaren bzw. oft zu großen Trägheit.The invention relates to a protective arrangement on electrical machines (motors, transformers or the like). It is known to provide thermostats on the windings or in oil-cooled machines in the oil chamber. which monitor whether the windings are too hot or not. When a certain temperature is exceeded, this temperature monitor switches off the power supply. The thermostat as a temperature monitor has the disadvantage of a certain, not negligible or often too great inertia.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und ist insbesondere durch sehr große Einfachheit gekennzeichnet. The invention avoids these disadvantages and is characterized in particular by very great simplicity.

Es wird vorgeschlagen, unmittelbar mit den elektrischen Leitern, insbesondere mit den Wicklungen der Maschine, einen Transistor in guter wärmeleitender Verbindung zu bringen, wobei die eine Elektrode des Transistors, vorzugsweise die Basiselektrode, elektrisch mit einer anderen, vorzugsweise der Emitterelektrode, unmittelbar über einen vorzugsweise einstellbaren Widerstand verbunden ist. Im Stromkreis der dritten Elektrode ist in an sich bekannter Weise das Auslöseglied vorgesehen. Zwischen den beiden vom Widerstand überbrückten Elektroden liegt jedoch keine Steuerspannungsquelle.It is proposed to connect directly to the electrical conductors, in particular to the windings the machine to bring a transistor in good heat-conducting connection, with one electrode of the transistor, preferably the base electrode, electrically with another, preferably the emitter electrode, is connected directly via a preferably adjustable resistor. In the circuit the trigger element is provided in a manner known per se for the third electrode. Between the two Electrodes bridged by the resistor, however, have no control voltage source.

Ein einfacher Transistor weist einen stark temperaturabhängigen Kollektorreststrom oder Kollektornullstrom auf. Der Kollektorreststrom wird definiert als Kollektorstrom bei verschwindender eingeprägter Steuerspannung zwischen Emitter und Basis bzw. dem entsprechend verschwindenden eingeprägten Emitterstrom. Verbindet man Emitter und Basis über einen Widerstand, so ist die Temperaturkurve noch von diesem Widerstand derart abhängig, daß die KoI-lektorreststrotn-Temperaturkurve eine einparametrige Kurvenschar bilden, wobei der genannte Widerstand der Parameter ist. Wird, ein solcher Transistor mit den Wicklungen einer elektrischen Maschine in guten. Wärmekontakt gebracht, dann ändert sich die innere Temperatur des Transistors genügend schnell, um eine Änderung des Kollektorstromes herbeizuführen. Im Stromkreis des Kollektors sieht man z. B. ein, Relais oder einen weiteren Verstärker (Transistorverstärker, Röhrenverstärker, magnetischer Verstärker od. dgl.) vor, welcher die notwendigen Schaltvorgänge zum Abschalten der elektrischen Maschine einleitet.A simple transistor has a highly temperature-dependent collector residual current or collector zero current on. The collector residual current is defined as the collector current with a vanishing impressed Control voltage between emitter and base or the correspondingly vanishing impressed emitter current. If the emitter and base are connected via a resistor, the temperature curve is still from this resistance is so dependent that the KoI-lektorreststrotn temperature curve form a single-parameter family of curves, said resistance being the parameter. Will having such a transistor the windings of an electrical machine in good. Brought thermal contact, then the inner one changes Temperature of the transistor fast enough to bring about a change in the collector current. in the Circuit of the collector can be seen z. B. a relay or another amplifier (transistor amplifier, Tube amplifier, magnetic amplifier or the like.) Before, which the necessary switching operations for Switching off the electrical machine initiates.

Es ist für die Erfindung gleichgültig, ob ein Transistor vom pnp-Typ oder ein solcher vom npn-Typ verwendet wird.It is unimportant for the invention whether a transistor of the pnp type or one of the npn type is used.

Die Erfindung beruht weder auf einem Photoeffekt noch auf einem elektrischen, Steuervorgang. Der Transistoreffekt besteht bekanntlich in einer Änderung der Leitfähigkeit bzw. einer geänderten Produktion von Leitungselektronen, durch Lichtquanten oder durch Schutzanordnung
für elektrische MaschinenThe invention is based neither on a photo effect nor on an electrical control process. As is well known, the transistor effect consists in a change in conductivity or a changed production of conduction electrons, through light quanta or through protective arrangements
for electrical machines

Anmelder:Applicant:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dr. phil. nat. Walter Hackel, Warstein (Sauerl.),
ist als Erfinder genannt wordenDr. phil. nat. Walter Hackel, Warstein (Sauerl.),
has been named as the inventor

injizierte Leitungsträger durch einen Hilfsstrom. Die Erfindung beruht hingegen auf reiner Erwärmung· des Transistors; gleichgültig auf welche Weise. Die Erfindung nutzt also in sinnreicher Weise die im allgemeinen als sehr störend empfundene Temperaturabhängigkeit eines Transistors zur Steuerung aus.injected lead carriers by an auxiliary current. the In contrast, the invention is based on pure heating · of the transistor; no matter in which way. The invention uses the temperature dependence, which is generally perceived as very annoying, in an ingenious way of a transistor for control.

In Fig. 1 der Zeichnung ist die Kurvenschar: Kollektorstrom I_c0, als Funktion der Temperatur T dargestellt, wobei der Außenwiderstand R (Widerstand 4 in Fig. 2) zwischen Emitter und Basis der Parameter ist. Es wurde nur der Betrag des Kollektorstromes berücksichtigt; das Vorzeichen spielt im vorliegenden Falle keine Rolle. Man erkennt, daß mit Einstellen dieses Widerstandes ein Wert (R') vorgegeben werden kann, mit dem bestimmt wird, daß der Kollektorstrom bei einer bestimmten Temperatur (T') einen, bestimmten Wert (J₀₀) annehmen soll. Das ist z. B. der Auslösestrom eines Relais. Wird dieser überschritten, dann muß abgeschaltet werden.1 of the drawing shows the family of curves: collector current I _c0 , shown as a function of temperature T , the external resistance R (resistance 4 in FIG. 2) between the emitter and the base being the parameter. Only the amount of the collector current was taken into account; the sign is irrelevant in the present case. It can be seen that by setting this resistance, a value (R ') can be specified with which it is determined that the collector current should assume a certain value (J ₀₀ ) at a certain temperature (T'). This is z. B. the tripping current of a relay. If this is exceeded, it must be switched off.

Fig. 2 zeigt die Schaltung des Transistors. Die Spannungsquelle 1 speist eine Reihenschaltung aus Transistor 2 und Relais oder Schütz 3. Die Spannung wird an den Kollektor C und den Emitter E des Transistors gelegt. Zwischen Basis B und Emitter E liegt ein Widerstand 4, der einstellbar ist. Diese Schaltung ist an sich nicht steuerbar (sie ist einstellbar durch den Abgriff des Widerstandeis 4). Erst das innere Temperaturverhalten, des Transistors 2 macht die Schaltung von einem physikalischen Vorgang selbst steuerbar.Fig. 2 shows the circuit of the transistor. The voltage source 1 feeds a series circuit of transistor 2 and relay or contactor 3. The voltage is applied to the collector C and the emitter E of the transistor. Between base B and emitter E there is an adjustable resistor 4. This circuit itself cannot be controlled (it can be set by tapping the resistor 4). Only the internal temperature behavior of the transistor 2 makes the circuit itself controllable by a physical process.

Dieses Relais 3 steuert nun direkt oder über ein Schütz den Stromkreis der zu überwachenden elektrischen Maschine.This relay 3 now controls the circuit of the electrical to be monitored directly or via a contactor Machine.

Fig. 2 zeigt die sogenannte Emitterschaltung. Es ist auch die Basisschaltung möglich. Hier liegt die Kollektorspannung zwischen, Basis und Kollektor undFig. 2 shows the so-called emitter circuit. The basic circuit is also possible. Here lies the Collector voltage between, base and collector and

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in Reihe damit liegt das Auslöseglied. Der Wider- ~T stand liegt wie in Fig. 2 ebenfalls zwischen Basis und . '■· Emitter. Schließlich ist auch die Kollektorschaltung möglich, wobei die Kollektorspannung zwischen Emitter und Kollektorspannung angelegt wird und der Widerstand zwischen. Kollektor und Basis liegt. Der Kollektornullstrom wird hier entsprechend bei verschwindendem eingeprägtem Steuerstrom zwischen Basis und Kollektor definiert.in series with this is the release link. As in Fig. 2, the resistance ~ T is also between base and. '■ · Emitter. Finally, the collector circuit is also possible, with the collector voltage being applied between the emitter and the collector voltage and the resistance between. Collector and base lies. The collector zero current is defined here accordingly with a vanishing applied control current between base and collector.

Diesen beiden letztgenannten Schaltungsarten ist jedoch die Emitterschaltung gemäß Fig. 2 vorzuziehen, weil das Temperaturverhalten des Kollektor-Stromes bei der Emitterschaltung am ausgeprägtesten ist und der Kollektomullstrom die größten Werte an sich annimmt. Nicht ganz so günstig ist das Kollektornullstromverhalten bei der Kollektorschaltung, wohin- --· gegen der Kollektomullstrom bei der Basisschaltung nicht so hohe Werte einnimmt.However, the emitter circuit according to FIG. 2 is to be preferred to these two last-mentioned types of circuit, because the temperature behavior of the collector current is most pronounced in the emitter circuit and the collector zero current assumes the greatest values. The collector zero current behavior is not quite as favorable in the case of the collector circuit, whereas - · against the zero collector current in the case of the base circuit does not occupy such high values.

Fig. 3 zeigt schematisch und ausschnittsweise, daß der Transistor 2 zweckmäßig in die Isolierungen einer der Wicklungen: 10, 11, 12 ... eingebettet wind.Fig. 3 shows schematically and partially that the transistor 2 expediently in the insulation one of the windings: 10, 11, 12 ... embedded wind.

Claims

PATENT CLAIM:

Protection arrangement for windings of electrical machines, in particular motors, transformers or the like, with a temperature-dependent controlled release element, characterized in that that with the electrical conductors, especially the windings of the machine, a transistor is in good condition thermally conductive connection is, of which one electrode, in particular the base electrode, with another electrode, in particular the emitter electrode, preferably directly over one adjustable; Resistance is connected, being in the circuit of the third, electrode in per se known Way the trigger link lies.

1 sheet of drawings

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