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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrichtung zum Überwachen
der Gerätetemperatur eines
Gerätes,
insbesondere zum Überwachen
der Gerätetemperatur
eines Transformators, eines Motors oder eines Generators, mit den
Merkmalen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Eine
derartige Schutzeinrichtung wird von der Firma ZIEHL industrie-elektronik
GmbH unter dem Produktnamen MSF 220V/VU vertrieben. Die vorbekannte
Schutzeinrichtung ist mit einem Temperaturmessgrößeneingang zur Eingabe einer
Gerätetemperaturmessgröße ausgestattet.
Mit dem Temperaturmessgrößeneingang
steht eine Steuereinrichtung in Verbindung, die einen Steuerausgang
zur Ausgabe eines Kühl-
bzw. Lüfteraktivierungssignals aufweist.
Die Steuereinrichtung erzeugt nach Überschreiten eines vorgegebenen
Kühlaktivierungstemperaturwerts
das Kühlaktivierungssignal,
um einen ausgangsseitig angeschlossenen Lüfter zu aktivieren. Überschreitet
die Gerätetemperatur
einen vorgegebenen Abschalttemperaturwert, so wird ein Abschaltsignal
zum Abschalten des Geräts
erzeugt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung anzugeben,
die ein verbessertes Schutzverhalten zeigt und insbesondere verhindert,
dass im Falle eines Kühlbetriebs
ein Geräteschaden
wegen Überhitzung
auftreten kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Schutzeinrichtung mit einer Steuereinrichtung gelöst, die
nach einem Erzeugen des Kühlaktivierungssignals
in einen Kühlbetriebsmodus übergeht, wobei
sie im Kühlbetriebsmodus
zusätzlich
prüft,
ob die Gerätetemperatur
einen für
den Kühlbetrieb
vorgegebenen Grenztemperaturwert, der kleiner als der Abschalttemperaturwert
ist, überschreitet.
Im Falle des Überschreitens
des Grenztemperaturwerts wird das Abschaltsignal erzeugt.
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Ein
wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung ist darin
zu sehen, dass diese auch während
eines Kühlbetriebes,
beispielsweise eines Lüfterbetriebs,
zuverlässig
arbeitet. Erfinderseitig wurde nämlich
festgestellt, dass während
eines Kühlbetriebs
eine sehr ungleichmäßige Temperaturverteilung
innerhalb des gekühlten
Geräts
auftreten kann. So kann es unter Umständen zu einer lokalen Überhitzung
des Gerätes – beispielsweise
im Geräteinneren – kommen,
obwohl die gemessene Gerätetemperatur
noch unterhalb eines vorgegebenen, für einen Betrieb ohne Kühleinrichtung
zulässigen Abschalttemperaturwerts
liegt. Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, wird erfinderseitig
vorgeschlagen, unterschiedliche Abschalttemperaturwerte heranzuziehen,
nämlich
einen für
einen Betrieb ohne Kühlung
und einen niedrigeren für
einen Betrieb mit Kühlung.
Erfindungsgemäß wird also
während
eines Kühlbetriebs
das Abschaltsignal bereits bei einer kleineren Gerätetemperatur
erzeugt als während
eines Betriebs ohne Kühlung.
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Als
Kühleinrichtung
kann beispielsweise ein Lüfter
verwendet werden, der durch das Kühlaktivierungssignal gesteuert
wird. Das Kühlaktivierungssignal
bildet in diesem Falle also ein Lüfteraktivierungssignal.
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Vorzugsweise
ist die Steuereinrichtung derart ausgestaltet, dass sie nach einem
Erzeugen des Kühlaktivierungssignals
zunächst
für eine
vorgegebene Zeitspanne in einen Beobachtungsmodus schaltet, bevor
sie in den Kühlbetriebsmodus
wechselt. Diese Variante bietet den Vorteil, dass nach einem Einschalten
einer Kühleinrichtung
ein neuer niedriger Grenztemperaturwert nicht sofort, sondern verzögert, verwendet
wird und dadurch vermieden wird, dass das Gerät unmittelbar abgeschaltet
wird; dies wäre
beispielsweise der Fall, wenn der Grenztemperaturwert kleiner als
der Kühlaktivierungstemperaturwert
eingestellt ist. Durch den Beobachtungsmodus wird dem Gerät also Zeit
gegeben, nach dem Einschalten der Kühleinrichtung zunächst abzukühlen, wodurch
ein zu frühes
Abschalten des Gerätes verhindert
wird.
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Bevorzugt
ist die Steuereinrichtung derart ausgestaltet, dass sie während des
Beobachtungsmodus ein Warnsignal erzeugt, wenn die Gerätetemperatur
nach Einschalten des Kühlbetriebs
zwar zunächst
sinkt, jedoch anschließend
wieder ansteigt. Ein solcher Temperaturverlauf deutet nämlich auf
einen Fehler hin, weil bei gleich bleibender Belastung des Geräts davon
auszugehen ist, dass die Gerätetemperatur
nach dem Einschalten der Kühleinrichtung
kontinuierlich auf ihren neuen zulässigen Betriebswert abfällt und
dort verbleibt.
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Um
Geräteschäden zu vermeiden,
wird das Abschaltsignal während
des Beobachtungsmodus vorzugsweise dann erzeugt, wenn die Gerätetemperatur
nach dem Einschalten des Kühlbetriebs
zunächst
sinkt, anschließend
jedoch wieder ansteigt und dabei noch über dem Grenztemperaturwert
liegt. Auch kann während
des Beobachtungsmodus das Abschaltsignal erzeugt werden, wenn die
Gerätetemperatur
nach Einschalten des Kühlbetriebs
zunächst zwar
unter den Grenztemperaturwert sinkt, anschließend jedoch wieder über den
Grenztemperaturwert ansteigt.
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Im Übrigen wird
es als vorteilhaft angesehen, wenn die Steuereinrichtung nach Ablauf
der vorgegebenen Zeitspanne zunächst
ein Warnsignal erzeugt, wenn die Gerätetemperatur den Grenztemperaturwert
noch überschreitet.
Das Abschaltsignal kann beispielsweise erst nach Ablauf einer Wartephase
erzeugt werden, sofern die Gerätetemperatur
den Grenztemperaturwert dann immer noch überschreitet.
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Im
Hinblick auf eine hohe Messgenauigkeit wird es als vorteilhaft angesehen,
wenn die Steuereinrichtung Auswertintervalle bildet, in denen die
eingangsseitig anliegende Gerätetemperaturmessgröße zeitlich
gemittelt wird. In diesem Falle entspricht die Länge der Wartephase vorzugsweise
der Länge eines
solchen Auswertintervalls.
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Im Übrigen kann
die Steuereinrichtung auch derart ausgestaltet sein, dass sie – ggf. auch
vor Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne – von dem Beobachtungsmodus
in den Kühlbetriebsmo dus
schaltet, sobald die Gerätetemperatur
einen vorgegebenen Umschalttemperaturwert unterschreitet.
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Der
vorgegebene Umschalttemperaturwert ist vorzugsweise kleiner als
der Grenztemperaturwert. Beispielsweise entspricht der vorgegebene Umschalttemperaturwert
einem vorgegebenen Kühlbetriebswarntemperaturwert
zuzüglich
eines vorgegebenen Hysteresewerts. Alternativ kann der vorgegebene
Umschalttemperaturwert auch gleich dem Grenztemperaturwert sein.
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Vorzugsweise
erzeugt die Steuereinrichtung nach Übergang in den Kühlbetriebsmodus
ein Warnsignal, wenn die Gerätetemperatur
den Kühlbetriebswarntemperaturwert überschreitet.
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Im
Hinblick auf eine maximale Betriebssicherheit wird es als vorteilhaft
angesehen, wenn die Steuereinrichtung in jedem ihrer Betriebsmodi
das Abschaltsignal erzeugt, sobald die Gerätetemperatur den für den Normalbetrieb
ohne Kühlung
vorgegebenen Abschalttemperaturwert überschreitet.
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Auch
wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Steuereinrichtung in
jedem ihrer Betriebsmodi ein Warnsignal erzeugt, sobald die Gerätetemperatur
einen für
den Normalbetrieb ohne Kühlung
vorgegebenen Hauptwarnwert überschreitet.
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Der
Grenztemperaturwert kann beispielsweise kleiner als der Kühlaktivierungstemperaturwert eingestellt
werden: In diesem Fall muss die Gerätetemperatur nach Einschalten
der Kühleinrichtung
somit unter diesen Grenztemperaturwert fallen, damit ein Abschalten
des Gerätes
verhindert wird.
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Die
Erfindung bezieht sich außerdem
auf ein Verfahren zum Überwachen
der Gerätetemperatur eines
Gerätes,
insbesondere zum Überwachen
der Gerätetemperatur
eines Transformators, eines Motors oder eines Generators, wobei
bei dem Verfahren eine die Gerätetemperatur
angebende Gerätetemperaturmessgröße gemessen
wird und nach Überschreiten
eines vorgegebenen Kühlaktivierungstemperaturwerts
durch die Gerätetemperatur
ein Kühlaktivierungssignal
erzeugt wird und bei dem nach Überschreiten
eines vorgegebenen Abschalttemperaturwerts, der größer als
der Kühlaktivierungstemperaturwert
ist, ein Abschaltsignal zum Abschalten des Geräts erzeugt wird.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass nach einem Erzeugen des Kühlaktivierungssignals
mit oder ohne zwischengeschaltetem Beobachtungsmodus in einen Kühlbetriebsmodus
geschaltet wird, wobei im Kühlbetriebsmodus
zusätzlich
geprüft
wird, ob die Gerätetemperatur
einen für
den Kühlbetrieb
vorgegebenen Grenztemperaturwert, der kleiner als der Abschalttemperaturwert
ist, überschreitet.
Im Falle des Überschreitens
des Grenztemperaturwerts wird das Abschaltsignal erzeugt.
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Bezüglich der
Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
sowie bezüglich
vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die
obigen Ausführungen
im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung verwiesen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei
zeigen beispielhaft
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1 ein
Ausführungsbeispiel
für eine
erfindungsgemäße Schutzeinrichtung,
und
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2 bis 6 zeitliche
Temperaturverläufe,
anhand derer Ausführungsbeispiele
für erfindungsgemäße Betriebsarten
der Schutzeinrichtung gemäß 1 näher erläutert werden.
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In
der 1 erkennt man eine Schutzeinrichtung 10,
die mit einem Temperaturmessgrößeneingang
E10 an eine Temperaturmesseinrichtung, beispielsweise an einen temperaturabhängigen Widerstand
R (z. B. Widerstand des Typs PT100) angeschlossen ist. Mit dem Temperaturmessgrößeneingang
E10 steht eine Temperaturwandlereinrichtung 20 in Verbindung,
die beispielswei se eine Stromquelle 30 sowie einen nachgeschalteten
A/D-Wandler umfassen
kann.
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Mit
einem Ausgang A20 der Temperaturwandlereinrichtung 20 ist
eine Steuereinrichtung 50 verbunden, die über drei
Steuerausgänge
S50A, S50B sowie S50C mit einer Ausgabeeinrichtung 60 in Verbindung
steht. Bei der Ausgabeeinrichtung 60 handelt es sich beispielsweise
um eine Relaiseinrichtung, deren Relaisausgänge A60A, A60B und A60C Ausgänge der
Schutzeinrichtung 10 bilden.
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Die
Steuereinrichtung 50 misst mit ihrer Temperaturwandlereinrichtung 20 eine
Gerätetemperatur T
eines elektrischen Gerätes 100,
das der Übersichtlichkeit
halber in der 1 nur schematisch dargestellt
ist. Hierzu wertet die Temperaturwandlereinrichtung 20 die
von dem Widerstand R gebildete Temperaturmessgröße M aus und erzeugt ausgangsseitig einen
Temperaturmesswert T',
der der Gerätetemperatur
T des Gerätes 100 entspricht.
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Zur
Bildung des Temperaturmesswertes T' erzeugt die Stromquelle 30 beispielsweise
einen Konstantstrom I, der durch den Widerstand R fließt und einen
temperaturabhängigen
Spannungsabfall U erzeugt. Dieser temperaturabhängige Spannungsabfall U wird
von dem Analog/Digital-Wandler 40 erfasst, der mit diesem
den digitalen Temperaturmesswert T' bildet.
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Der
digitale Temperaturmesswert T' gelangt zu
der Steuereinrichtung 50, die beispielsweise durch eine
programmierbare Mikroprozessoranordnung gebildet ist. Ein oder mehrere
Steuerprogramme zum Programmieren der Steuereinrichtung 50 sind
beispielsweise in einem Speicherbaustein 110 hinterlegt,
der mit der Steuereinrichtung 50 in Verbindung steht.
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Die
Steuereinrichtung 50 wertet die von der Temperaturwandlereinrichtung 20 gelieferten
digitalen Temperaturmesswerte T' in
ihrem zeitlichen Verlauf aus und erzeugt ausgangsseitig Signale
K1, K2 und K3, die auf einen etwaigen Fehler des Ge rätes 100 hindeuten.
Eines der von der Steuereinrichtung 50 gebildeten Signale
ist ein Kühlaktivierungssignal in
Form eines Lüfteraktivierungssignals
K1, das von einer logischen 0 auf eine logische 1 geschaltet wird, wenn
die Steuereinrichtung 50 erkennt, dass die Gerätetemperatur
T des Gerätes 100 so
groß geworden ist,
dass mit einem externen Lüfter 150 eine
Kühlung des
Gerätes 100 hervorgerufen
werden sollte.
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Bei
dem Signal K2 handelt es sich um ein Warnsignal, das angibt, dass
die Gerätetemperatur
T des Gerätes 100 einen
kritischen Bereich erreicht hat. Das Warnsignal K2 dient dabei lediglich
zu einer Signalisierung dieses Zustandes; zu einem Abschalten des
Gerätes 100 kommt
es durch das Warnsignal K2 noch nicht.
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Bei
dem dritten Signal K3 handelt es sich um ein Abschaltsignal, dass
die Steuereinrichtung 50 erzeugt, wenn die Gerätetemperatur
T einen Temperaturbereich erreicht hat, bei dem es zu einer Beschädigung des
Gerätes 100 kommen
kann und eine Abschaltung des Gerätes erforderlich ist.
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Anhand
der 2 bis 6 wird nachfolgend beispielhaft
erläutert,
wie die Steuereinrichtung 50 programmiert sein kann und
arbeitet.
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In
der 2 erkennt man den Verlauf der Gerätetemperatur
T in Abhängigkeit
von der Zeit t für den
Fall eines Gerätefehlers,
bei dem die Gerätetemperatur
T kontinuierlich ansteigt. In einem solchen Fall wird die Steuereinrichtung 50 feststellen,
dass die Temperatur T einen vorgegebenen Kühlaktivierungstemperaturwert,
beispielsweise einen vorgegebenen Lüfteraktivierungstemperaturwert
TL, überschreitet.
In diesem Fall erzeugt sie ausgangsseitig das Lüfteraktivierungssignal K1 mit
einer logischen 1, damit der an den Relaisausgang A60A der Relaiseinrichtung 60 angeschlossene
Lüfter 150 in
Betrieb genommen wird.
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Im
Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel
gemäß der 2 wird
nun davon ausgegangen, dass trotz eines Einschaltens des Lüfters 150 die
Gerätetemperatur
T des Gerätes 100 wegen
eines internen Fehlers weiter ansteigt und dass das Zuschalten des
Lüfters
ohne Einfluss bleibt. In diesem Fall wird die Gerätetemperatur
T einen vorgegebenen Hauptwarnwert TW überschreiten, was von der Steuereinrichtung 50 erkannt
wird. In diesem Fall wird die Steuereinrichtung 50 ausgangsseitig
zunächst
das Warnsignal K2 mit einer logischen 1 erzeugen und dieses über die
Relaiseinrichtung 60 an dem Relaisausgang A60B der Relaiseinrichtung 60 anzeigen.
Ein Benutzer des Gerätes 100 hat
somit die Möglichkeit,
den auftretenden Gefahrenzustand zu erkennen und manuell Abhilfemaßnahmen
einzuleiten. Dies trifft auch für
den Fall zu, dass das Gerät 100 bei Überlast
betrieben wird und der externe Lüfter 150 nicht
oder nur unzureichend kühlt.
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Steigt
nun die Gerätetemperatur
T des Gerätes 100 weiter
an und erreicht diese einen vorgegebenen Abschalttemperaturwert
TA, so erzeugt die Steuereinrichtung 50 an ihrem Steuerausgang
S50C das Abschaltsignal K3 und überträgt dieses über den Relaisausgang
A60C der Relaiseinrichtung 60 nach draußen. Bei Vorliegen des Abschaltsignals
K3 wird das Gerät 100 unmittelbar
abgeschaltet.
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Im
Zusammenhang mit der 3 soll nun erläutert werden,
wie die Schutzeinrichtung 10 arbeitet, wenn das Gerät 100 nicht
defekt ist und nach einem Einschalten des Lüfters 150 abgekühlt wird.
Der zeitliche Verlauf der Gerätetemperatur
T ist in der 3 dargestellt. Man erkennt,
dass nach dem Zeitpunkt t = 2·tl
die Gerätetemperatur
T den Lüfteraktivierungstemperaturwert
TL überschreitet,
so dass der Lüfterbetrieb
des Lüfters 150 aktiviert
wird; aufgrund des Einschaltens des Lüfters 150 wird sich
die Gerätetemperatur
T reduzieren. Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß der 3 erreicht
die Gerätetemperatur T
nachfolgend einen unkritischen Wert, der unterhalb einem Lüfterbetriebswarntemperaturwert
TWL liegt.
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Beispielhaft
wird nun davon ausgegangen, dass zu einem Zeitpunkt t = 4,5·tl das
Gerät 100 defekt
ist oder überlastet
wird und es zu einem Anstieg der Gerätetemperatur T kommt. Die Temperatur
wird dann den vorgegebenen Lüfterbetriebswarntemperaturwert
TWL wieder überschreiten.
In diesem Fall wird am Steuerausgang S50B der Steuereinrichtung 50 das
Warnsignal K2 mit einer logischen 1 erzeugt. Sobald die Temperatur
einen für
den Lüfterbetriebsmodus
vorgegebenen Grenztemperaturwert TAL überschreitet, wird das Abschaltsignal
K3 von einer logischen 0 auf eine logische 1 geschaltet, so dass über den
Relaisausgang A60C der Relaiseinrichtung 60 das Gerät 100 abgeschaltet
wird.
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Es
lässt sich
in der 3 erkennen, dass es zu einem Erzeugen des Abschaltsignals
K3 während des
Lüfterbetriebsmodus
zu einem sehr viel früheren Zeitpunkt
bzw. bei niedrigeren Temperaturen kommt als während des im Zusammenhang mit
der 2 gezeigten Normalbetriebsmodus. Nach einem Unterschreiten
eines vorgegebenen Umschalttemperaturwerts, der beispielsweise dem
vorgegebenen Lüfterbetriebswarntemperaturwert
TWL – ggf.
zuzüglich
eines vorgegebenen Hysteresewerts HWL – entspricht, schaltet die
Steuereinrichtung 50 nämlich von
ihrem Normalbetriebsmodus in einen Lüfterbetriebsmodus und reduziert
bei diesem Umschalten die für
das Erzeugen des Warnsignals K2 und des Abschaltsignals K3 vorgegebenen
Temperaturschwellen. Bei dem im Zusammenhang mit der 2 gezeigten
Normalbetriebsmodus kommt es zu einem Erzeugen des Warnsignals K2
erst bei einem Überschreiten
des Hauptwarnwertes TW und zu einem Erzeugen des Abschaltsignals
K3 erst bei einem Überschreiten
des Abschalttemperaturwerts TA. Im Unterschied dazu sind die entsprechenden
Auslöseschwellen
während
des Lüfterbetriebsmodus
geringer, weil nämlich
das Erzeugen des Warnsignals K2 bereits bei Überschreiten des geringeren
Lüfterbetriebswarntemperaturwerts
TWL und das Erzeugen des Abschaltsignals K3 bereits bei Überschreiten
des vorgegebenen Grenztemperaturwerts TAL erfolgt, der geringer
ist als der Abschalttemperaturwert TA.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 3 wird
beispielhaft davon ausgegangen, dass die Gerätetemperatur T nach einem Einschalten
des Lüfters 150 den
Lüfterbetriebswarntemperaturwert
TWL zügig
unterschreitet und somit der Lüfterbetriebsmodus aktiviert
wird. Im Falle eines Gerätefehlers
oder bei unzulässigem Überlastbetrieb
kann jedoch der Fall auftreten, dass die Gerätetemperatur T diesen Lüfterbetriebswarntemperaturwert
TWL gar nicht oder nicht zügig
genug unterschreitet. Um auch einen solchen Betriebszustand zu erfassen,
sieht die Steuereinrichtung 50 gemäß 1 vorzugsweise
noch einen Beobachtungsmodus vor, der zeitlich zwischen dem in 2 gezeigten
Normalbetriebsmodus und dem im Zusammenhang mit der 3 gezeigten
Lüfterbetriebsmodus
liegt. Dies soll nachfolgend näher im
Zusammenhang mit den 4 bis 6 erläutert werden.
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In
der 4 ist ein Fehlerfall oder ein unzulässiger Überlastbetrieb
dargestellt, bei dem die Gerätetemperatur
T nach einem Einschalten des Lüfters 150 zwar
zunächst
abfällt,
jedoch danach wieder ansteigt und in einem Temperaturbereich zwischen
dem Lüfteraktivierungstemperaturwert
TL sowie dem Lüfterbetriebswarntemperaturwert
TWL verbleibt. Um bei einem solchen Temperaturverlauf zu vermeiden, dass
die Steuereinrichtung 50 im Beobachtungsmodus verbleibt,
schaltet die Steuereinrichtung 50 nach Ablauf einer vorgegebenen
Zeitspanne tS von dem Beobachtungsmodus in den Lüfterbetriebsmodus, in dem für das Auslösen des
Warnsignals K2 und das Abschaltsignal K3 anstelle der relativ hohen
Werte TW und TA die geringeren Werte TWL und TAL herangezogen werden.
Da bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 die
Gerätetemperatur
nach Ablauf der Zeitspanne tS oberhalb des Lüfterbetriebswarntemperaturwerts
TWL liegt, erzeugt die Steuereinrichtung 50 an ihrem Steuerausgang
S50B dann das Warnsignal K2 mit einer logischen 1.
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Im
Zusammenhang mit der 5 ist ein Betriebsfall dargestellt,
bei dem es nach einem Einschalten des Lüfters 150 zunächst zu
einem kontinuierlichen Abfall der Gerätetemperatur T bis zu einem Zeitpunkt
T = 4·tl
kommt. Die Gerätetemperatur
T liegt dabei zwar unterhalb der Grenztemperatur TAL, sie überschreitet
jedoch noch den Lüfterbetriebswarntemperaturwert
TWL. Das Ansteigen der Gerätetemperatur
T zu einem Zeitpunkt, bevor TWL unterschritten wird, wird von der
Steuereinrichtung 50 erkannt, die daraufhin in den Lüfterbetriebsmodus schaltet
und zum Zeitpunkt T = 5·tl
an ihrem Steuerausgang S50B das Warnsignal K2 mit einer logischen
1 erzeugt. Kommt es im weiteren Verlauf zu einem weiteren Ansteigen
der Gerätetemperatur
T über
den für
den Lüfterbetrieb
vorgegebenen Grenztemperaturwert TAL, so erzeugt die Steuereinrichtung 50 das
Abschaltsignal K3 an ihrem Ausgang S50C, so dass das Gerät 100 abgeschaltet
wird. Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß der 5 kommt es
zu einem Übergang
von dem Beobachtungsmodus in den Lüfterbetriebsmodus und damit
nachfolgend zu einem Erzeugen des Warnsignals K2 und des Abschaltsignals
K3, sobald die Steuereinrichtung 50 feststellt, dass die
Gerätetemperatur
T trotz des Einschaltens des Lüfters
nicht unter den vorgegebenen Umschalttemperaturwert, der – wie bereits
erwähnt – dem Lüfterbetriebswarntemperaturwert TWL,
ggf. zuzüglich
eines vorgegebenen Hysteresewerts HWL, entspricht, fällt und
die Gerätetemperatur T über TAL
steigt.
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Das
Scharfstellen in den Lüfterbetriebsmodus
erfolgt somit bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß der 5 nicht
zeitgesteuert, wie bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 4,
sondern in Abhängigkeit
von dem qualitativen und quantitativen Verlauf der Gerätetemperatur
T: Konkret wird von dem Beobachtungsmodus in den Lüfterbetriebsmodus
umgeschaltet, sobald die Steuereinrichtung 50 erkennt, dass
der Lüfterbetrieb
zu einer Temperaturabsenkung unter TAL führt und danach ein Temperaturanstieg
erfolgt.
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In
der 6 ist nochmals ein Ausführungsbeispiel für einen
Betrieb der Steuereinrichtung 50 gezeigt, bei dem es zu
einem Umschalten von dem Beobachtungsmodus in den Lüfterbetriebsmodus kommt,
sofern die Gerätetemperatur
T des Geräts 100 innerhalb
der vorgegebenen Zeitspanne tS nicht den vorgegebenen Umschalttemperaturwert
T unterschreitet. In diesem Fall erzeugt die Steuereinrichtung 50 das
Warnsignal K2 mit einer logischen 1, wenn die Gerätetemperatur
T oberhalb des Lüfterbetriebswarntemperaturwerts
TWL liegt. Liegt die Gerätetemperatur
T außerdem über dem
Grenztemperaturwert TAL, wie dies in der 6 beispielhaft
gezeigt ist, so erzeugt die Steuereinrichtung 50 – sei es
sofort oder um t = tl verzögert – auch das
Abschaltsignal K3 mit einer logischen 1.
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Im
Zusammenhang mit den in den 2 bis 6 gezeigten
Temperaturdiagrammen wurden verschiedene mögliche Betriebsarten der Schutzeinrichtung 10 gemäß 1 erläutert. Zu
erwähnen
ist in diesem Zusammenhang, dass diese nur beispielhaft zu verstehen
sind. Ob zwischen dem Normalbetriebsmodus und dem Lüfterbetriebsmodus
ein Beobachtungsmodus liegt und zu welchen Zeitpunkten ein Umschalten
von dem Beobachtungsmodus in den Lüfterbetriebsmodus erfolgt,
ist für
das Grundprinzip der Schutzeinrichtung 10 gemäß 1 nicht von
Bedeutung. Wichtig ist lediglich, dass es nach einem Einschalten
der Kühleinrichtung
entweder sofort oder zu einem späteren
Zeitpunkt – also
beispielsweise nach einem Beobachtungsmodus – zu einem Erzeugen des Abschaltsignals
K3 bei niedrigeren Temperaturen als im Normalbetriebsmodus ohne Kühlbetrieb
kommt, weil anstelle der Abschalttemperatur TA während des Kühl- bzw. Lüfterbetriebs sofort oder verzögert ein
kleinerer Grenztemperaturwert TAL < TA
zugrunde gelegt wird.
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- 10
- Schutzeinrichtung
- 20
- Temperaturwandlereinrichtung
- 30
- Stromquelle
- 40
- A/D-Wandler
- 50
- Steuereinrichtung
- 60
- Relaiseinrichtung
- 100
- Gerät
- 150
- Lüfter
- S50A,
S50B, S50C
- Steuerausgänge
- A20
- Ausgang
der Temperaturwandlereinrichtung
- A60a-c
- Ausgänge der
Schutzeinrichtung
- E10
- Temperaturmessgrößeneingang
- K1
- Lüfteraktivierungssignal
- K2
- Warnsignal
- K3
- Abschaltsignal
- TWL
- Lüfterbetriebswarntemperatur
- TAL
- Grenztemperaturwert
- TL
- Lüfteraktivierungstemperaturwert
- TW
- Hauptwarnwert
- TA
- Abschalttemperaturwert
- HWL
- Hysteresewert
- t
- Zeit
- T
- Gerätetemperatur
- M
- Temperaturmessgröße
- T'
- Temperaturmesswert
- U
- Spannungsabfall
- I
- Strom
- R
- Widerstand
- tl
- Auswertintervall
- tS
- vorgegebene
Zeitspanne