DE10348789B4 - Elektrische Vorrichtung, insbesondere elektrische Maschine - Google Patents

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Abstract

Elektrische Vorrichtung, insbesondere elektrische Maschine, mit einem Gehäuse, einer im Gehäuse angeordneten wärmeerzeugenden Einrichtung, einem mit der wärmeerzeugenden Einrichtung in wärmeübertragender Verbindung stehenden Träger und einer Sicherheitseinrichtung, die im Fall einer zu hohen Temperatur eine elektrische Energieversorgung unterbricht, wobei die Sicherheitseinrichtung mehrere Temperatursensoren, von denen mindestens einer an der wärmeerzeugenden Einrichtung und mindestens einer am Träger angeordnet ist, und eine Auswerteeinrichtung aufweist, die durch die Temperatursensoren ermittelten Temperaturinformationen zu einem Kombinationswert zusammenfaßt und den Kombinationswert mit einem Vorgabewert vergleicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursensoren (14-16) als temperaturabhängige elektrische Bauelemente mit positiven Temperaturkoeffizienten ausgebildet sind und ein elektrisches Netzwerk bilden, wobei die Sicherheitseinrichtung (21) ein Referenzelement aufweist und die Schalteinrichtung (19) betätigt, wenn eine vorbestimmte elektrische Größe am Referenzelement (18) einer entsprechenden Größe an dem Netz der Temperatursensoren (14-16) entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung, insbesondere elektrische Maschine, mit einem Gehäuse, einer im Gehäuse angeordneten wärmeerzeugenden Einrichtung, einem mit der wärmeerzeugenden Einrichtung in wärmeübertragender Verbindung stehenden Träger und einer Sicherheitseinrichtung, die im Fall einer zu hohen Temperatur eine elektrische Energieversorgung unterbricht, wobei die Sicherheitseinrichtung mehrere Temperatursensoren, von denen mindestens einer an der wärmeerzeugenden Einrichtung und mindestens einer am Träger angeordnet ist, und eine Auswerteeinrichtung aufweist, die durch die Temperatursensoren ermittelten Temperaturinformationen zu einem Kombinationswert zusammenfaßt und den Kombinationswert mit einem Vorgabewert vergleicht.
  • Eine derartige elektrische Vorrichtung ist aus DE 198 32 558 A1 bekannt. Hier ist ein Halbleiterbauelement mit einer Schaltungsanordnung zum Ansteuern einer elektrischen Last gezeigt mit einem Leistungsschalter, der im Betrieb Wärme erzeugt, wobei der Leistungsschalter in einem Gehäuse oder auf einem Leadframe angeordnet ist. Eine erste Temperaturerfassung steht in enger thermischer Kopplung mit dem Leistungsschalter. Eine zweite Temperaturerfassung liefert ein von der Gehäusetemperatur bzw. der Leadframetemperatur abhängiges Signal an eine Temperaturauswerteschaltung, mit der auch die erste Temperaturerfassung verbunden ist. Die Temperaturauswerteschaltung liefert ein Signal an eine Ansteuerung, die bei Überschreitung eines vorbestimmten Schwellwertes eine Last abschaltet.
  • Um die nachfolgende Erläuterung zu vereinfachen, wird die Erfindung im Zusammenhang mit einer elektrischen Maschine beschrieben. Ähnliche Probleme treten aber auch bei anderen elektrischen Vorrichtungen auf, beispielsweise Transformatoren oder elektronischen Schaltungen, bei denen im Betrieb eine Wärme entsteht.
  • Motoren und andere elektrische Geräte, die in einem explosionsgefährdeten Bereich verwendet werden, werden mit einer Temperaturklasse (z.B. T6, T5 oder T4) gekennzeichnet. Die entsprechende Temperaturklasse hängt davon ab, welche zündfähigen Stoffe es in der Umgebung der Vorrichtung gibt und welche Zündtemperatur diese Stoffe haben. Für jede Temperaturklasse ist eine maximale Oberflächentemperatur für die Vorrichtung spezifiziert. Mit anderen Worten möchte man dafür sorgen, daß die Außentemperatur des Gehäuses immer so niedrig bleibt, daß zündfähige Stoffe in der Umgebung der Vorrichtung nicht gezündet werden können. Eine derartige Zündung würde unter Umständen zu einer Explosion führen.
  • Man hatte ursprünglich darauf vertraut, daß die Verwender einer derartigen Vorrichtung die Vorschriften des Lieferanten der Vorrichtung einhalten, um zu vermeiden, daß die Oberflächentemperatur die zulässige Grenze überschreitet. Ein Motor durfte beispielsweise nur unter einer vorbestimmten Last betrieben werden und mußte bei Blockierung zwangsweise abgeschaltet werden. Es hat sich allerdings herausgestellt, daß man nicht mehr darauf vertrauen kann, daß die Benutzer die Vorrichtung entsprechend den Vorschriften betreiben. Daher muß in der Vorrichtung selbst ein Schutzmechanismus vorhanden sein, der sicherstellt, daß die maximale Oberflächentemperatur nicht überschritten wird.
  • Eine bekannte Lösung besteht nun darin, die Vorrichtung so groß zu dimensionieren, daß die maximal abgegebene Wärmeleistung im Verhältnis zur Oberfläche so klein ist, daß die Temperatur bei normalem Betrieb nicht um ein vorbestimmtes Maß über der Umgebungstemperatur liegt. Hier wird dann die Umgebungstemperatur zusammen mit der Temperaturklasse angegeben. Die Umgebungstemperatur muß dann begrenzt sein, und das Gehäuse ist in der Regel mit Kühlrippen versehen. Allerdings hat eine derartige Ausgestaltung den Nachteil, daß die Vorrichtung für die meisten Anwendungszwecke erheblich überdimensioniert und damit zu teuer ist.
  • Eine andere oft verwendete Lösung ist die Verwendung eines thermischen Schutzschalter, beispielsweise eines Bimetallschalters im Bereich der wärmeerzeugenden Einrichtung. Dies ist bei einem elektrischen Motor in der Regel die Statorwicklung. Allerdings muß dieser Schalter eine so niedrige Temperaturgrenze haben, daß er unabhängig von der Umgebungstemperatur so früh abschaltet, daß das Überschwingen der Oberflächentemperatur nach der Unterbrechung der Energieversorgung nicht die zulässige Temperaturgrenze überschreitet. Auch diese Lösung ist nicht völlig zufriedenstellend, weil die Wicklungen bereits im normalen Betrieb erheblich heißer werden als die Oberfläche des Gehäuses. Wenn der Motor stoppt, wird die Wärmemenge im gesamten Motor dazu führen, daß die Oberflächentemperatur des Gehäuses so lange ansteigt, bis ein Temperaturausgleich stattgefunden hat. In der Praxis bedeutet dies, daß die maximal zulässige Temperatur der Wicklungen nicht die maximal zulässige Temperatur der Oberfläche des Gehäuses überschreiten darf. Wenn die Umgebungstemperatur genauso hoch ist wie die zulässige Oberflächentemperatur des Gehäuses, dann darf die Vorrichtung überhaupt nicht angefahren werden. Dies hat normalerweise zur Folge, daß die Vorrichtung abgeschaltet wird, d.h. die Energieversorgung unterbrochen wird, lange bevor die zulässige Oberflächentemperatur des Gehäuses erreicht ist. Die elektrische Vorrichtung kann daher nicht optimal ausgenutzt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Abschaltung zu ermöglichen, ohne den Betrieb der Vorrichtung unnötig einzuschränken.
  • Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Temperatursensoren als temperaturabhängige elektrische Bauelemente mit positiven Temperaturkoeffizienten ausgebildet sind und ein elektrisches Netzwerk bilden, wobei die Sicherheitseinrichtung ein Referenzelement aufweist und die Schalteinrichtung betätigt, wenn eine vorbestimmte elektrische Größe am Referenzelement einer entsprechenden Größe an dem Netz der Temperatursensoren entspricht.
  • Mit dieser Ausgestaltung ermittelt man nicht nur die Temperatur in Bereichen, die im Betrieb am heißesten werden können, nämlich der wärmeerzeugenden Einrichtung. Man ermittelt zusätzlich noch mindestens die Temperatur am Träger, der im Betrieb selbst keine Wärme erzeugt, aber aufgrund einer Wärmeübertragung von der Wärmeerzeugenden Einrichtung ebenfalls eine erhöhte Temperatur annimmt. In der Regel wird es nun so sein, daß die wärmeerzeugende Einrichtung im Betrieb eine weitaus höhere Temperatur als der Träger aufweist. Der Träger ist also durchaus in der Lage, nach einem Unterbrechen der Energieversorgung noch eine gewisse Wärmemenge von der wärmeerzeugenden Einrichtung aufzunehmen. Bei diesem Wärmeübergang erfolgt ein Temperaturausgleich, bei dem sich die Temperatur des Trägers und des Gehäuses erhöht und die Temperatur der wärmeerzeugenden Einrichtung abnimmt. Da man über die Temperatur des Trägers informiert ist, kann man diese Reserven beim Betrieb der Sicherheitseinrichtung berücksichtigen und die Energiezufuhr erst dann unterbrechen, wenn auch der Träger und gegebenenfalls das Gehäuse nicht mehr in der Lage sind, die an der wärmeerzeugenden Einrichtung erzeugte Wärme aufzunehmen, ohne die maximal zulässige Oberflächentemperatur des Gehäuses zu unterschreiten. Aufgrund der zur Verfügung stehenden Informationen blickt man also sozusagen in die Zukunft und unterbricht die Energieversorgung erst dann, wenn bei einem bestimmten Betriebszustand zu erwarten ist, daß bei einem Abschalten der Energieversorgung und dem darauf folgenden Temperaturausgleich eine gefährliche Situation auftreten wird. Temperaturabhängige elektrische Bauelemente mit positiven Temperaturkoeffizienten können beispielsweise PTC-Widerstände sein, deren Widerstandswert mit einer zunehmenden Temperatur zunimmt. Aber auch Halbleiter-Bauelemente, die in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ihr Strom/Spannungs-Verhalten ändern, sind verwendbar. Wenn die Temperatursensoren elektrisch ein Netz bilden, beispielsweise in einer Reihenschaltung, ergibt sich eine sehr einfache Schaltungsanordnung, in der man aufgrund des Spannungsabfalls an den Elementen der Reihenschaltung auf einfache Weise die Temperaturinformationen kombinieren kann. Dies gilt auch dann, wenn man einen gewichteten Informationswert bildet. In diesem Fall haben die einzelnen Temperatursensoren eine unterschiedliche Bedeutung in der Reihenschaltung. Entsprechendes gilt bei einer Parallelschaltung. Wenn beispielsweise die Temperatursensoren als PTC-Widerstände ausgebildet sind, dann würde die Schalteinrichtung betätigt werden, wenn ein Referenz-Widerstand den gleichen Widerstandswert aufweist. Eine entsprechende Überwachung läßt sich in einer elektronischen Schaltung leicht mit Hilfe eines Vergleichers durchführen.
  • Die Auswerteeinrichtung kann einen gewichteten Kombinationswert bilden. Die Temperatureinflüsse der einzelnen Komponenten der Vorrichtung gehen also mit unterschiedlichen Gewichtungen in den Kombinationswert ein. Damit kann man der Tatsache Rechnung tragen, daß ein Träger, der beispielsweise eine größere Gußeisenmasse haben kann, eine erheblich größere Wärmekapazität hat als eine Wicklung. Bei einem Wärmeausgleich würde sich dann eine erheblich stärkere Absenkung der Temperatur der wärmeerzeugenden Einrichtung ergeben als der Anstieg der Temperatur des Trägers. An dieser Stelle soll bemerkt werden, daß der Begriff "Träger" einen Bereich der Vorrichtung kennzeichnen soll, der mit der wärmeerzeugenden Einrichtung in wärmeübertragender Verbindung steht. Er wird daher in der Regel auch eine tragende oder stützende Funktion für die wärmeerzeugende Einrichtung haben. Diese ist aber für die vorliegende Erfindung nicht unbedingt notwendig.
  • Vorzugsweise weist der Temperatursensor an der wärmeerzeugenden Einrichtung eine erste Temperaturabhängigkeit und der Temperatursensor am Träger eine zweite Temperaturabhängigkeit auf. Beispielsweise ist ein Temperatursensor als Pt-100-Widerstand und der andere Temperatur sensor als Pt-1000-Widerstand ausgebildet. Dies ist eine einfache Ausgestaltung, um die Temperatureinflüsse der entsprechenden Elemente entsprechend zu wichten. Die einzelnen Temperatursensoren werden in Abhängigkeit von ihrer Position, der Wärmekapazität des überwachten Bauteils und dem erwarteten Temperaturbereich gewählt. Man kann dementsprechend auch andere Kombinationen, wie Pt-200/Pt-500 oder Pt-200/Pt-400, wählen.
  • Bevorzugterweise weist die Sicherheitseinrichtung eine Hilfs-Energieversorgung mit einer anderen Spannung als die Energieversorgung auf. Man ist dann nicht mehr von der Energieversorgung abhängig, um die Sicherheitseinrichtung betreiben zu können. Beispielsweise kann es bei der Sicherheitseinrichtung eine Energieversorgung mit einer Gleichspannung von 24 V geben, während die Energieversorgung der elektrischen Vorrichtung ansonsten eine größere Spannung, beispielsweise 220 V Wechselspannung, hat.
  • Bevorzugterweise weist die Sicherheitseinrichtung einen elektrisch betätigbaren Schalter auf, der bei Ausfall der Hilfsenergie öffnet und die Energieversorgung des Motors unterbricht. Dies gibt eine gewisse Sicherheit für Fehlersituationen. Unabhängig davon, was mit der Energieversorgung als solches sonst passiert, wird die elektrische Vorrichtung abgeschaltet, wenn man nicht sicherstellen kann, daß die Sicherheitseinrichtung arbeitet.
  • Auch ist von Vorteil, daß die Sicherheitseinrichtung eine Verriegelungseinrichtung aufweist, die nach einer Unterbrechung der Energieversorgung des Motors ein Wiedereinschalten nur unter vorbestimmten Bedingungen zuläßt. Man geht dabei davon aus, daß die Energieversor gung aufgrund einer Temperaturkombination innerhalb der Vorrichtung unterbrochen wurde, bei der die Gefahr besteht, daß nach erfolgter Unterbrechung der Energieversorgung die Oberflächentemperatur zu groß wird. Würde man nun unmittelbar nach dem Unterbrechen der Energieversorgung die Energieversorgung wieder einschalten, dann würde diese Situation erneut bestehen, weil sich zwischenzeitlich an den Temperaturverhältnissen im Innern des Gehäuses nichts geändert hat. Dementsprechend sieht man bestimmte Maßnahmen vor, um den Benutzer zu zwingen, abzuwarten. Eine derartige Maßnahme kann beispielsweise darin bestehen, daß man die Hilfs-Energieversorgung für eine bestimmte Zeit, beispielsweise mehr als 5 Sekunden, ausschalten muß, um die Verriegelungseinrichtung wieder zu entriegeln.
  • Hierbei ist bevorzugt, daß die Verriegelungseinrichtung eine Rückstelleinrichtung aufweist. Dabei kann es sich um die oben genannte Unterbrechung der Hilfs-Energieversorgung handeln. Andere Rückstelleinrichtungen sind natürlich ebenfalls denkbar.
  • Vorzugsweise sind die wärmeerzeugende Einrichtung als Wicklung und der Träger als Stator eines Motors ausgebildet. Dies ist eine Situation, bei der aufgrund ungünstiger Motor-Betriebsbedingungen die Gefahr besteht, daß die Temperatur der Vorrichtung zu stark ansteigt.
  • Hierbei ist eine bevorzugte Anwendung, daß der Motor mit einer Pumpe gekoppelt ist, die eine hydraulische Betätigungseinrichtung speist und Motor, Pumpe und Betätigungseinrichtung eine Baueinheit bilden. Eine derartige Baueinheit wird auch als "Powerpack" bezeichnet. Sie wird beispielsweise in einem Schiff eingesetzt, um Ventile, Klappen oder ähnliches zu betätigen, die rela tiv weit von der Kommandobrücke entfernt sind. Man muß bei einem derartigen Powerpack nur noch elektrische Leistung zu dem entsprechenden Ventil bringen. Zusätzlich muß der Motor ansteuerbar sein. Das Ventil kann dann dennoch hydraulisch geöffnet oder geschlossen werden. Allerdings besteht gerade bei einem derartigen Einsatzzweck die Gefahr, daß sich der Motor überhitzt, wenn das Ventil klemmt oder auf andere Weise blockiert ist. Die Sicherheitseinrichtung erlaubt nun den Einsatz eines derartigen "Powerpack" auch bei Tankschiffen.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer als Motor ausgebildeten elektrischen Vorrichtung,
  • 2 eine schematische Darstellung einer elektrischen Schaltung und
  • 3 ein "Powerpack" in schematischer Darstellung.
  • 3 zeigt ein "Powerpack" 1, bei dem in einem gemeinsamen Gehäuse 2 ein Motor 3, eine Pumpe 4, ein Tank 5 und eine hydraulische Betätigungseinrichtung 6, beispielsweise in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit, angeordnet sind. Der Motor 3 ist mechanisch mit der Pumpe 4 gekoppelt. Die Pumpe 4 versorgt die Betätigungseinrichtung. Wenn nun der Motor 3 betätigt wird, dann wird die Pumpe betätigt und betreibt ihrerseits die Betätigungseinrichtung 6, so daß eine an die Betätigungseinrichtung 6 angeschlossene Baugruppe, beispielsweise ein Ventil, hydraulisch betätigt wird, ohne daß es erforderlich ist, eine hydraulische Leitung von einer räum lich weiter entfernten Position zu der Betätigungseinrichtung 6 zu legen. Ein derartiges "Powerpack" 1 wird beispielsweise auf Schiffen verwendet. Hier kann dann das "Powerpack" 1 relativ weit von einer Kommandozentrale entfernt sein und vor Ort ein Ventil auf oder zu steuern, ohne daß man entsprechend lange hydraulische Leitungen benötigt.
  • Wenn nun die Betätigungseinrichtung 6 blockiert ist, dann kann der Motor 3 die Pumpe 4 nicht antreiben. Wenn der Motor 3 trotzdem weiter mit elektrischer Energie versorgt wird, dann steigt seine Temperatur an. Damit steigt auch die Oberflächentemperatur des Gehäuses 2. Dies kann dann zu gefährlichen Situationen führen, wenn in der Umgebung des Gehäuses 2 eine zündfähige Atmosphäre vorliegt. Eine derartige zündfähige Atmosphäre kann beispielsweise ein Benzin-Dampf sein, der sich entzündet, wenn die Temperatur des Gehäuses 2 einen vorbestimmten Wert, die Zündtemperatur, übersteigt.
  • Um eine derartige Situation zu vermeiden, sind im Motor 3 verschiedene Elemente vorgesehen, die im Zusammenhang mit den 1 und 2 näher erläutert werden.
  • Der in 1 nur schematisch dargestellte Motor 3 weist ein Gehäuse 7 auf, in dem ein nur schematisch dargestellter Stator 8 angeordnet ist. Der Stator 8 trägt zwei Wicklungen 9, 10, die von einer elektrischen Versorgungseinrichtung 11 (2) mit Spannungen versorgt werden. Beispielsweise kann die Versorgungseinrichtung 11 zwei elektrisch 90° zueinander versetzte Spannungen erzeugen, um in den Wicklungen 9, 10 ein Drehfeld zu erzeugen, das auf einen nicht näher dargestellten Rotor wirkt. Natürlich können auch mehr als zwei Wicklungen vorgesehen sein.
  • Im Betrieb entsteht nun eine gewisse Verlustwärme in den Wicklungen 9, 10, die dazu führt, daß die Temperatur der Wicklungen 9, 10 und damit auch die Temperatur des Stators 8 ansteigt. Eine Wärmeübertragung erfolgt auch an das Gehäuse 7, dessen Temperatur ebenfalls ansteigen wird. Im Normalbetrieb wird allerdings der Temperaturanstieg an der Oberfläche des Gehäuses 7 begrenzt sein, so daß bei einer richtigen Auslegung des Motors 3 nicht die Gefahr besteht, daß die Temperatur an der Oberfläche des Gehäuses 7 eine vorbestimmte Temperatur, die Zündtemperatur für ein in der Umgebung des Motors 3 vorliegendes zündfähiges Gemisch, nicht erreicht wird.
  • Es kann nun allerdings unter ungünstigen Umständen, beispielsweise der Blockierung des Motors 3, dazu kommen, daß eine erhöhte Menge an Verlustwärme entsteht. Diese Verlustwärme würde ohne zusätzliche Maßnahmen die Temperatur an der Oberfläche des Gehäuses 7 so weit erhöhen, daß eine Explosionsgefahr besteht.
  • Um eine derartige Temperaturerhöhung rechtzeitig zu erfassen, ist in jeweils einem Wicklungskopf 12, 13 der Wicklungen 9, 10 ein als PTC-Widerstand 14, 15 ausgebildeter Temperatursensor angeordnet, also ein ohmscher Widerstand, dessen Widerstandswert sich in Abhängigkeit von der Temperatur verändert. Da die Wicklungen 9, 10 im vorliegenden Fall Wärme erzeugen, werden sie auch als wärmeerzeugende Einrichtung bezeichnet. Die PTC-Widerstände 14, 15 sind also Temperatursensoren, die die Temperatur an den wärmeerzeugenden Einrichtungen unmittelbar erfassen. Anstelle der dargestellten PTC-Widerstände können natürlich auch andere Temperatursensoren verwendet werden.
  • Zusätzlich ist im Stator 8 ein weiterer als PTC-Widerstand 16 ausgebildeter Temperatursenor vorgesehen, der in wärmeleitender Verbindung mit dem Statorgehäuse 7 steht. Beispielsweise ist der PTC-Widerstand 16 ihn einer Bohrung des Statorgehäuses eingebaut.
  • Die beiden PTC-Widerstände 14, 15, die an den Wicklungsköpfen 12, 13 angebracht sind, sind als Pt100-Widerstände ausgebildet. Der PTC-Widerstand 16 im Stator 8 ist als Pt1000-Widerstand ausgebildet. Er hat also eine steilere Kennlinie. Mit anderen Worten erhöht sich der Widerstandswert des PTC-Widerstandes 16 bei gleicher Temperaturerhöhung stärker als der der PTC-Widerstände 14, 15.
  • Die drei PTC-Widerstände 14-16 sind, wie dies aus 2 zu erkennen ist, in Reihe geschaltet und werden einem Eingang + eines Komparators 17 zugeführt. Der andere Eingang – des Komparators 17 ist mit einem Referenzwiderstand 18 verbunden. Sowohl die Reihenschaltung aus den PTC-Widerständen 14-16 als auch der Referenzwiderstand 18 werden von einer Hilfs-Spannung UA versorgt, beispielsweise einer Gleichspannung mit 24 V.
  • Der Komparator 17 steht mit der Versorgungseinrichtung 11 in Verbindung, die den Motor 3 versorgt. Die Versorgungseinrichtung 11 wird mit einer Versorgungsspannung UM versorgt, beispielsweise 220 V Wechselspannung.
  • In der Versorgungseinrichtung 11 ist schematisch ein Relais 19 dargestellt, das geöffnet wird und somit die Versorgung des Motors 3 unterbricht, wenn der Komparator 17 feststellt, daß der Widerstandswert der drei in Reihe geschalteten PTC-Widerstände 14-16 dem Wider standswert des Referenzwiderstands 18 entspricht. Dies ist dann beispielsweise eine Situation, bei der die Temperatur an der Oberfläche des Gehäuses 7 mit einem Sicherheitsabstand von beispielsweise 3°C unter der maximal zulässigen Oberflächetemperatur des Motors 3 liegt.
  • Durch die Verwendung der drei PTC-Widerstände 14-16 an unterschiedlichen Bereichen des Motors 3, die auch unterschiedliche Wärmekapazitäten haben, erhält man eine bessere Abschätzung der gesamten Wärmemenge im Motor. Das Gehäuse 7 des Motors hat, wenn es als schweres Gußeisengehäuse ausgebildet ist, eine sehr viel größere Wärmekapazität als die Wicklungen 9, 10. Die gesamte Wärmemenge im Motor 3 zum Zeitpunkt der Unterbrechung der Energieversorgung ergibt damit die höchste Oberflächentemperatur des Motors 3, die allerdings erst einige Zeit nach der Unterbrechung erreicht wird.
  • Die in 2 schematisch dargestellte elektronische Schaltung bildet also einen Temperaturwächter, der so kalibriert ist, daß er den Motor 3 dann abschaltet, wenn der Widerstandswert 18 dem Widerstandswert der drei in Reihe geschalteten PTC-Widerstände 14-16 entspricht. In diesem Fall liegt die Temperatur der Oberfläche des Gehäuses 7 beispielsweise 3°C unter der maximal zulässigen Oberflächetemperatur.
  • Das Relais 19 ist als normalerweise offenes Relais ausgestaltet, das öffnet und damit den Motor 3 abschaltet, wenn die Hilfsspannung UA ausfällt.
  • In nicht näher dargestellter Weise ist die als Sicherheitseinrichtung 21 ausgebildete Schaltung mit einer Verriegelungseinrichtung versehen, die dafür sorgt, daß der Motor 3 nicht automatisch wieder eingeschaltet wird, wenn er wegen einer zu hohen Temperatur abgeschaltet wurde. Vielmehr muß die Hilfs-Versorgungsspannung für UA für mehr als 5 Sekunden unterbrochen werden, bevor der Motor 3 wieder gestartet werden kann. Auch eine Manuelle Rückstellung, beispielsweise über einen Taster 20, ist zulässig.
  • Vor der Inbetriebnahme des Motors 3 sollte man natürlich eine gewisse Zeit warten, um eine ausreichende Temperaturabsenkung zu erwirken. Ansonsten tritt unter Umständen unmittelbar nach dem Widereinschalten des Motors 3 die gleiche Fehlersituation wieder auf.
  • Mit der dargestellten Lösung kann man den Motor 3 unter ansonsten gleichen Bedingungen weit besser ausnützen als bisher und eine Oberflächentemperatur erreichen, die dicht bei der maximal zulässigen Temperaturgrenze, aber auf jeden Fall darunter, liegt.

Claims (8)

  1. Elektrische Vorrichtung, insbesondere elektrische Maschine, mit einem Gehäuse, einer im Gehäuse angeordneten wärmeerzeugenden Einrichtung, einem mit der wärmeerzeugenden Einrichtung in wärmeübertragender Verbindung stehenden Träger und einer Sicherheitseinrichtung, die im Fall einer zu hohen Temperatur eine elektrische Energieversorgung unterbricht, wobei die Sicherheitseinrichtung mehrere Temperatursensoren, von denen mindestens einer an der wärmeerzeugenden Einrichtung und mindestens einer am Träger angeordnet ist, und eine Auswerteeinrichtung aufweist, die durch die Temperatursensoren ermittelten Temperaturinformationen zu einem Kombinationswert zusammenfaßt und den Kombinationswert mit einem Vorgabewert vergleicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursensoren (14-16) als temperaturabhängige elektrische Bauelemente mit positiven Temperaturkoeffizienten ausgebildet sind und ein elektrisches Netzwerk bilden, wobei die Sicherheitseinrichtung (21) ein Referenzelement aufweist und die Schalteinrichtung (19) betätigt, wenn eine vorbestimmte elektrische Größe am Referenzelement (18) einer entsprechenden Größe an dem Netz der Temperatursensoren (14-16) entspricht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (14, 15) an der wärmeerzeugenden Einrichtung (9, 10) eine erste Temperaturabhängigkeit und der Temperatursensor (16) am Träger (8) eine zweite Temperaturabhängigkeit aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung (21) eine Hilfs-Energieversorgung (UA) mit einer anderen Spannung als die Energieversorgung aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung (21) einen elektrisch betätigbaren Schalter (19) aufweist, der bei Ausfall der Hilfsenergie (UA) öffnet und die Energieversorgung des Motors (3) unterbricht.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung (21) eine Verriegelungseinrichtung aufweist, die nach einer Unterbrechung der Energieversorgung des Motors (3) ein Wiedereinschalten nur unter vorbestimmten Bedingungen zuläßt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung eine Rückstelleinrichtung (20) aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeerzeugende Einrichtung (9, 10) als Wicklung und der Träger (8) als Stator eines Motors (3) ausgebildet sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (3) mit einer Pumpe (4) gekoppelt ist, die eine hydraulische Betätigungseinrichtung (6) speist, und Motor (3), Pumpe (4) und Betätigungseinrichtung (6) eine Baueinheit (1) bilden.
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