DE1031416B - Arrangement for temperature monitoring of motors, transformers or the like. - Google Patents

Arrangement for temperature monitoring of motors, transformers or the like.

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DE1031416B
DE1031416B DES52719A DES0052719A DE1031416B DE 1031416 B DE1031416 B DE 1031416B DE S52719 A DES52719 A DE S52719A DE S0052719 A DES0052719 A DE S0052719A DE 1031416 B DE1031416 B DE 1031416B
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Germany
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semiconductor
temperature
relay
arrangement
transformers
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DES52719A
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German (de)
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Dr Phil Herbert Piller
Dipl-Ing Wolfgang Volkrodt
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • G01—MEASURING; TESTING
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Temperaturüberwachung und hat insbesondere Bedeutung als Motorschutzschalter. Dabei sollen Relais in Abhängigkeit vorbestimmter, insbesondere wählbarer Temperaturen schalten. Es besteht weiterhin die Aufgabe, ein Temperaturmeßglied geringer Wärmekapazität und kleiner Zeitkonstante zu schaffen. Bei Motoren, Transformatoren od. dgl. kann man auf diese Weise SicherheitsVorkehrungen bei verschiedenen Wicklungstemperaturen entsprechend der einstellbaren Werte ermöglichen.The invention relates to an arrangement for temperature monitoring and in particular has Significance as a motor protection switch. Relays should depend on predetermined, in particular switch to selectable temperatures. There is still the task of reducing a temperature measuring element To create heat capacity and small time constant. For motors, transformers or the like. You can click on this way safety precautions at various Enable winding temperatures according to the adjustable values.

Die Bestimmung und Begrenzung der Temperatur von elektrischen Maschinen und Apparaten wird nach einem bekannten Vorschlag mit Hilfe eines Spulenpaares vorgenommen, wobei die eine Spule vom Strom und die andere Spule über einen veränderbaren Widerstand von dem Spannungsgefälle der Wicklung einer elektrischen Maschine abhängig ist. Die Differenz beider Ströme dient als Maß für die Erwärmung der Wicklung. Weiter ist bekannt, elektrische Geräte ao gegen thermische Überlastung dadurch zu sichern, daß die Ströme in den Zuleitungen beispielsweise von Bimetallrelais überwacht werden. Diese Überwachungen sind nicht für alle Fälle ausreichend und haben vor allem den Nachteil, daß Wärmestauungen, die durch örtlich begrenzte Temperaturerhöhungen im Innern eines elektrischen Apparates hervorgerufen werden, nicht miterfaßt werden können. Zu deren Messung hat man sogenannte Klein-Thermoschalter direkt in die Wicklung elektrischer Maschinen eingebaut und diese in Reihe mit einer Überwachungseinrichtung an eine Stromquelle angeschlossen. Hierbei schalten die Thermoschalter den Steuerstrom bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur ein bzw. aus, wodurch die Überwachungseinrichtung zum Ansprechen gebracht wird. Trotz der geringen Abmessungen der Schalter haben derartige Einrichtungen den Nachteil einer relativ großen Wärmekapazität. Man hat deshalb in neuerer Zeit Temperaturüberwachungseinrichtungen entwickelt, die einen Halbleiter benutzen, der als Meßfühler in Reihe mit einer Anzeigevorrichtung an eine Steuerspannung gelegt ist. Die Halbleiterüberwachungselemente weisen infolge ihrer kleineren Abmessungen eine geringe Wärmekapazität auf und ändern bei einer bestimmten Temperatur ihren Widerstand sprunghaft, so daß der Überwachungsstrom als Kriterium für das Überschreiten einer bestimmten Temperatur herangezogen werden kann. Wird nun als Ansprechelement ein Relais in Reihe zu einem solchen Halbleiterkörper in den Überwachungsstromkreis geschaltet, so muß der Höchstwert des Relaisstromes so bemessen sein, daß durch ihn keine Erwärmung des Halbleiterkörpers auftreten kann. Man ist deshalb gezwungen, die Anordnung zur Temperaturüberwachung von Motoren, Transformatoren od. dgl.The determination and limitation of the temperature of electrical machines and apparatus is according to made a known proposal with the help of a pair of coils, the one coil from Current and the other coil via a variable resistance from the voltage gradient of the winding is dependent on an electrical machine. The difference between the two currents serves as a measure of the warming the winding. It is also known to secure electrical devices against thermal overload by that the currents in the supply lines are monitored, for example, by bimetal relays. These monitors are not sufficient for all cases and have the main disadvantage that heat build-up, the caused by locally limited temperature increases inside an electrical apparatus cannot be included. So-called small thermal switches are used to measure them built directly into the winding of electrical machines and this in series with a monitoring device connected to a power source. The thermal switches switch on the control current Exceeding a certain temperature on or off, causing the monitoring device to respond is brought. Despite the small dimensions of the switch, such devices have the disadvantage of a relatively large heat capacity. For this reason, temperature monitoring devices have recently been used developed, which use a semiconductor which is applied as a sensor in series with a display device to a control voltage is. The semiconductor monitoring elements have a small due to their smaller dimensions Heat capacity and change their resistance abruptly at a certain temperature, so that the Monitoring current used as a criterion for exceeding a certain temperature can be. If a relay is now used as a response element in series with such a semiconductor body in switched the monitoring circuit, the maximum value of the relay current must be such that no heating of the semiconductor body can occur through it. One is therefore forced to Arrangement for temperature monitoring of motors, transformers or the like.

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr. phil. Herbert Piller, Nürnberg,Dr. phil. Herbert Piller, Nuremberg,

und Dipl.-Ing, Wolfgang Volkrodt, Bad Neustadt/Saale,and Dipl.-Ing, Wolfgang Volkrodt, Bad Neustadt / Saale,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Schaltleistung bei den bisher bekannten Einrichtungen klein zu halten oder den Meßstrom zu verstärken.To keep switching capacity small in the previously known devices or to increase the measuring current.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, dem Relais ohne Mehraufwand an Mitteln größere Steuerleistungen zuzuführen und gleichzeitig den Meßkörper vom Strom weitgehend zu entlasten. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß der Halbleiterkörper dem vorzugsweise mit einem Vorwiderstand in Reihe liegenden Relais parallel geschaltet ist. Der Halbleiterkörper nimmt so nur einen Teil des Relaisstromes auf und ist weitgehend entlastet.The invention is based on the object of making the relay larger without additional expenditure on resources To supply control services and at the same time largely relieve the measuring body from the current. According to the invention this is done in that the semiconductor body is preferably provided with a series resistor series relay is connected in parallel. The semiconductor body thus only takes part of the relay current and is largely relieved.

In der elektrischen Anlagetechnik ist es zwar an sich bekannt, einem Relais eine Sicherung parallel zu schalten. Die bekannte Einrichtung eignet sich jedoch für eine einmalige Auslösung. Von einer Überwachungseinrichtung für elektrische Geräte ist zu fordern, daß der Meßkörper nach dem Ansprechen nicht ausgewechselt zu werden braucht und seine Eigenschaften beibehält. Die Überwachungseinrichtung nach der Erfindung nützt die Widerstandsänderung in Abhängigkeit von der Temperatur in einem parallel zum Relais liegenden Halbleiter aus, um bei bestimmter Bemessung des Vorwiderstandes im Relais eine maximale Stromanordnung hervorzurufen, wenn der Halbleiter für ein bestimmtes Temperaturintervall angepaßt wird. Der Abfall des Relais ist durch den Höchstwert, das Anziehen durch den Mindestwert der Temperatur bestimmt. Diese Werte können beispielsweise durch verstellbare Widerstände, Potentiometer od. dgl. verstellt werden.In electrical systems engineering, it is known per se to connect a fuse in parallel to a relay switch. However, the known device is suitable for a one-time triggering. From a monitoring device for electrical devices it is required that the measuring body does not need to be replaced after it has responded and that its Maintains properties. The monitoring device according to the invention makes use of the change in resistance depending on the temperature in a semiconductor lying parallel to the relay in order to at a certain dimensioning of the series resistor in the relay to produce a maximum current arrangement, when the semiconductor is adapted for a certain temperature interval. The relay is dropping out determined by the maximum value, tightening by the minimum value of the temperature. These values can for example be adjusted by means of adjustable resistors, potentiometers or the like.

Das Anziehen des Relais läßt sich durch Tasten bewirken. Für diese Schaltung ist die größteThe relay can be pulled in by pressing buttons. For this circuit is the largest

809 529/13')809 529/13 ')

Leistungsaufnahme des Halbleiters durch die Abfallleistung des Relais gegeben. Es ist daher zweckmäßig, niederohmige Halbleiter mit großem Temperaturkoeffizienten zu verwenden. In besonderer Weise sind Halbleiter geeignet, die aus sogenannten AmB^-Verbindungen bestehen und für eine große Leistungsaufnahme bei kleiner Zeitkonstante geeignet sind. Power consumption of the semiconductor given by the waste power of the relay. It is therefore advisable to use low-resistance semiconductors with a large temperature coefficient. Semiconductors that consist of so-called AmB ^ -Ver connections and are suitable for a large power consumption with a small time constant are particularly suitable.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figur zeigt ein Schaltschema als Ausführungsbeispiel der Erfindung in ihren wesentlichen Teilen in besonders einfacher Darstellung. The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing. The figure shows a circuit diagram as an embodiment of the invention in its essential parts in a particularly simple illustration.

An der Meßstelle, an der die Temperatur zu überwachen ist, befindet sich der temperaturabhängige Halbleiter \, der dem Relais 2 parallel geschaltet ist. In Reihe hierzu befinden sich die verstellbaren Widerstände oder Potentiometer 3 und 4, die gegebenenfalls durch einen einzigen, mit zwei Abgriffen versehenen Widerstand gebildet werden können. Der Strom wird über einen Gleichrichter in Einweg- oder Brückenschaltung 5 dem Wechselstromnetz entnommen. Zur Anpassung auf ein bestimmtes Temperaturintervall werden die Abgriffe an den Potentiometern 3 und 4 verstellt. The temperature-dependent semiconductor, which is connected in parallel to relay 2, is located at the measuring point at which the temperature is to be monitored. In series with this are the adjustable resistors or potentiometers 3 and 4, which can optionally be formed by a single resistor provided with two taps. The current is taken from the alternating current network via a rectifier in a one-way or bridge circuit 5. The taps on potentiometers 3 and 4 are adjusted to adapt to a specific temperature range.

Zum Schalten bei Erreichen des vorgegebenen Temperaturwertes wird das Abfallen des Relais 2 herangezogen. Mit zunehmender Temperatur nimmt der Widerstand des Halbleiters 1 ab, so daß der ihn durchfließende Stromanteil wächst und dementsprechend der das Relais durchfließende Stromanteil absinkt. Es ist günstig, den inneren. Widerstand der Speisestromquelle bzw. der Vorwiderstände (Potentiometer 3 und 4) groß gegenüber dem Widerstand der Relais-Halbleiter-Kombination zu wählen.To switch when the specified temperature value is reached, relay 2 used. With increasing temperature, the resistance of the semiconductor 1 decreases, so that the him The proportion of current flowing through increases and accordingly the proportion of current flowing through the relay sinks. It is favorable to the inner one. Resistance of the supply current source or the series resistors (potentiometer 3 and 4) large compared to the resistance of the relay-semiconductor combination.

Es kann wünschenswert sein, daß bei einem vorgegebenen Temperaturintervall die Änderung der Leistungsaufnahme des Halbleiters allein nicht ausreicht, um das Relais zum Ansprechen zu bringen.It may be desirable that, for a given temperature interval, the change in The power consumption of the semiconductor alone is not sufficient to make the relay respond.

Dies kann durch geeignete Wahl des Halbleitermaterials -ünd/oder des Absolutwertes des Widerstandes des Halbleiters erreicht werden. Das Anziehen des Relais 2 läßt sich, am Potentiometer 3 einstellbar, durch Betätigen einer Taste 6 bewirken.This can be achieved through a suitable choice of the semiconductor material -und / or the absolute value of the resistance of the semiconductor can be achieved. The tightening of the Relay 2 can be set on potentiometer 3 by pressing button 6.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Anordnung zur Temperaturüberwachung von Motoren, Transformatoren od. dgl., insbesondere Motorschutzschalter, unter Verwendung eines in Abhängigkeit vorbestimmter, insbesondere wählbarer Temperaturen zum Schalten gebrachten Relais und eines Halbleiters mit temperaturabhängigem Widerstand, der nach Maßgabe der Abfallbedingungen des Relais bemessen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter als Temperaturmeßglied dem vorzugsweise mit einem Vorwiderstand in Reihe liegenden Relais parallel geschaltet ist.1. Arrangement for temperature monitoring of motors, transformers or the like. In particular Motor protection switch, using a predefined, in particular selectable, one as a function of Temperatures for switching brought relays and a semiconductor with temperature-dependent Resistance, which is dimensioned according to the release conditions of the relay, characterized in that, that the semiconductor as a temperature measuring element is preferably provided with a series resistor series relay is connected in parallel. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines niederohmigen Halbleiters mit großem Temperaturkoeffizienten.2. Arrangement according to claim 1, characterized by the use of a low-resistance semiconductor with a large temperature coefficient. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Halbleiter eine A1UBV-Verbindung, insbesondere mit großer Leistungsaufnahme bei kleiner Wärmezeitkonstante verwendet ist.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that an A 1U B V -V connection, in particular with high power consumption with a small thermal time constant, is used as the semiconductor. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Anpassung des Halbleiters für ein vorbestimmtes, insbesondere wählbares Temperaturintervall. 4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized by an adaptation of the semiconductor for a predetermined, in particular selectable, temperature interval. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 421 481;
deutsche Auslegeschrift S 41504 VIII b / 21 c
kanntgemacht am 30. 5. 56);
Titze Wien 1953, S. 214.Considered publications:
German Patent No. 421 481;
German interpretation document S 41504 VIII b / 21 c
announced on May 30, 56);
Titze Vienna 1953, p. 214. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © &09 529/190 5.53© & 09 529/190 5.53
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