DE1276812B

DE1276812B - Device for monitoring temperatures in devices, in particular electrical machines

Info

Publication number: DE1276812B
Application number: DE1962D0038806
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Walter Doerr; Erich Haeberle
Original assignee: Loher & Soehne GmbH
Current assignee: Loher & Soehne GmbH
Priority date: 1962-04-28
Filing date: 1962-04-28
Publication date: 1968-09-05

Description

Einrichtung zur Überwachung von Temperaturen in Geräten, insbesondere elektrischen Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung von Temperaturen in Geräten, insbesondere elektrischen Maschinen, bestehend aus einem Meßkreis mit mehreren Heißleitermeßfühler-Anordnungen, die über Schaltelemente zusammengeschaltet sind, welche bei Erreichen eines Schwellenwertes einen geringen dynamischen Widerstand besitzen (z. B. Dioden oder Transistoren), und aus einem Auslösekreis.Device for monitoring temperatures in devices, in particular electrical machines The invention relates to a device for monitoring of temperatures in devices, in particular electrical machines, consisting of a measuring circuit with several thermistor sensor arrangements, which have switching elements are interconnected, which when a threshold value is reached a low have dynamic resistance (e.g. diodes or transistors), and from one Trip circuit.

Ein Heißleitermeßfühler mißt infolge seiner kleinen Abmessung die Temperatur in dem zu schützenden Gerät nur an einem Punkt. Es werden deshalb beinahe immer mehrere Heißleiter an ein Gerät angeschlossen. Um zu verhindern, daß sich die Messungen der einzelnen Heißleiter gegenseitig beeinflussen und damit kein Temperaturmittelwert erfaßt wird, werden die einzelnen Heißleiter oft über Schaltelemente, die bei Erreichen eines Schwellenwertes einen geringen dynamischen Widerstand besitzen (z. B. Dioden oder Transistoren), verbunden. Werden bei den Geräten Brückenschaltungen angewendet, so werden die Heißleiter und ihre Brückengegenwiderstände zusammen mit den genannten Schaltelementen in einem Bauteil vereinigt und dieser direkt am zu schützenden Gerät befestigt.A thermistor probe measures the due to its small size Temperature in the device to be protected only at one point. So it almost becomes always several NTC thermistors connected to one device. To prevent yourself the measurements of the individual thermistors influence each other and therefore no average temperature value is detected, the individual thermistors are often via switching elements that when reached of a threshold value have a low dynamic resistance (e.g. diodes or transistors). If bridge circuits are used in the devices, so are the NTC thermistors and their bridge resistances along with those mentioned Switching elements combined in one component and this directly on the device to be protected attached.

Bei einer großen Zahl von Bedarfsfällen werden nun Überwachungseinrichtungen benötigt, die bei zwei verschiedenen Meßtemperaturen Signale abgeben. So werden z. B. oft Kommandos zum Einschalten einer Fremdbelüftung bei relativ niederen Erwärmungen und Kommandos zum Abschalten der Anlage beim Überschreiten der zulässigen Erwärmung benötigt. Auch kommt es oft vor, daß eine Anlage beim Überschreiten der zulässigen Erwärmung nicht momentan außer Betrieb genommen werden darf. In einem solchen Fall muß deshalb bei einer etwas unter der zulässigen Erwärmung liegenden Erwärmung ein Warnsignal ausgelöst werden.If there is a large number of cases of need, monitoring devices are now used required, which emit signals at two different measuring temperatures. Be like that z. B. often commands to switch on external ventilation at relatively low temperatures and commands to switch off the system when the permissible temperature rise is exceeded needed. It also often happens that a system is exceeded when the permissible The heating must not be put out of operation for the moment. In such a case must therefore be applied if the temperature is slightly below the permissible temperature Warning signal will be triggered.

Auf Grund der beiden genannten Beispiele wird deutlich, daß die von der niederen Erwärmung ausgelöste Schaltung oft automatisch wieder in Ruhestellung gehen soll, wenn die fragliche Erwärmung wieder unterschritten wird, während die beim überschreiten der Grenzerwärmung ausgelöste Schaltung erst durch eine zu betätigende Entriegelung aufgehoben werden darf (Wiedereinschaltsperre). Wird nämlich die Grenzerwärmung einer zu schützenden Anlage überschritten, so liegt offensichtlich ein Schaden in der Anlage vor (z. B. Zweiphasenlauf oder mechanische Überlastung), der vor Wiedereinschaltung des Überwachungsgerätes abgestellt werden muß. Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein mit Heißleitermeßfühlern arbeitendes Gerät zu vermitteln, an welches mehrere Auslösebausteine ohne gegenseitige Beeinflussung angeschlossen werden können und bei welchem die einzelnen Auslösebausteine mit und ohne Wiedereinschaltsperre arbeiten können.On the basis of the two examples mentioned, it is clear that the The circuit triggered by the low temperature rise often automatically returns to the rest position should go when the temperature in question falls below again, while the when the temperature limit is exceeded, the circuit is only triggered by a switch to be actuated Unlocking may be canceled (restart lockout). Namely, the limit warming a system to be protected is exceeded, there is obviously damage in the system before (e.g. two-phase operation or mechanical overload), that before restarting of the monitoring device must be turned off. The invention has as its object set to convey a device working with thermistor sensors, to which several trip modules can be connected without influencing one another and in which the individual trip modules with and without reclosing lockout can work.

Die Lösung der gestellten Aufgabe durch die Erfindung besteht bei einer Einrichtung der eingangs geschilderten Art darin, daß erfindungsgemäß der Auslösekreis aus mehreren auf unterschiedliche Temperaturmeßwerte entsprechende Auslöseschaltungen besteht, die an den einen Meßkreis angeschlossen sind und zu einem Gerät zusammengefaßt sind, und daß zwischen Meßkreis und Auslösekreisen ein Impedanzwandler angeordnet ist, der so bemessen ist, daß die verschiedenen Auslösetemperaturen durch die verschiedenen Auslöseschaltungen rückwirkungsfrei überwachbar sind.The solution to the problem posed by the invention consists in a device of the type described in that according to the invention the Trip circuit made up of several corresponding to different temperature readings There is trip circuits that are connected to a measuring circuit and to are combined in one device, and that between the measuring circuit and the trip circuits Impedance converter is arranged, which is dimensioned so that the different trigger temperatures can be monitored without reaction through the various trigger circuits.

Aus dem vorveröffentlichten Prospekt der Siemens AG, »Motor-Vollschutz durch Halbleiter-Temperaturfühler« (Best. Nr. SSW/444/254), ist eine Einrichtung zur Überwachung von Temperaturen in Geräten, insbesondere elektrischen Maschinen, mit Heißleitermeßfühlern bekannt gewesen, die über Schaltelemente in Form eines Meßblockes zusammengeführt werden, welche bei Erreichen eines Schwellwertes einen geringen dynamischen Widerstand besitzen und die mehrere Auslösebausteine für unterschiedliche Meßtemperaturen besitzen. Dabei sind aber so viele komplette Meßgeräte einschließlich Heißleiterfühlerkreisen erforderlich, wie verschiedene Temperaturen überwacht werden sollen. Beispielsweise müssen zwei vollständige Geräte eingesetzt werden, falls zwei verschiedene Temperaturen überwacht werden sollen. Das bedeutet gegenüber dem Erfindungsgegenstand einen wesentlich höheren Aufwand. Beim Erfindungsgegenstand wird zur Überwachung von zwei verschiedenen Temperaturen nur ein einziger Satz Fühler und der damit verbundene Aufwand gleichfalls nur einmal benötigt. Die vorgenannte Anordnung bedarf hier eines doppelten Aufwandes. Darüber hinaus arbeiten diese Geräte auch nur mit einem normalen Spannungsverstärker und nicht mit einem Impedanzwandler, der erst bei der Erfindung deshalb erforderlich wird, weil mehrere Auslösebausteine rückwirkungsfrei an einen einzigen Meßkreis angeschlossen werden sollen. Schließlich sind bei der Vorveröffentlichung die Meßblöcke jeweils für eine bestimmte Ansprechtemperatur, z. B. 110° C ausgelegt. Soll eine andere Temperatur überwacht werden als die, für welche der Meßblock ausgelegt ist, muß ein anderer Meßblock eingesetzt werden, der entsprechend der zu überwachenden Temperatur ausgelegt ist.From the previously published prospectus of Siemens AG, »Full motor protection through semiconductor temperature sensors «(order no. SSW / 444/254) is a device for monitoring temperatures in devices, especially electrical machines, have been known with thermistor sensors, which have switching elements in the form of a Measurement block are merged, which when a threshold value is reached have low dynamic resistance and have several trip modules for different Have measuring temperatures. But this includes so many complete measuring devices NTC thermistor circuits required as different temperatures are monitored should. For example, two complete devices must be deployed, if two different temperatures are to be monitored. That means opposite to the Subject matter of the invention a significantly higher effort. With the subject matter of the invention only one set of sensors is used to monitor two different temperatures and the associated effort is also only required once. The aforementioned Arrangement here requires a double effort. In addition, these devices work also only with a normal voltage amplifier and not with an impedance converter, which is only required with the invention because there are several trigger modules should be connected to a single measuring circuit without any reaction. In the end are in the prior publication the measuring blocks each for a certain response temperature, z. B. 110 ° C designed. Should a different temperature be monitored than that for which the measuring block is designed, another measuring block must be used, the is designed according to the temperature to be monitored.

Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung, welche ein Schaltbild eines Gerätes mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wiedergibt, in einer Ausführungsform erläutert. Dem Schaltbild ist ein Gerät mit zwei Schaltfunktionen zugrunde gelegt, wobei ein Auslösebaustein eine Wiedereinschaltsperre besitzt.The invention is in the following description with reference to the drawing, which shows a circuit diagram of a device with the device according to the invention, explained in one embodiment. The circuit diagram is a device with two switching functions based, whereby a trip module has a restart lockout.

Tr ist ein Netztransformator mit drei voneinander galvanisch getrennten Sekundärwicklungen, die über Gleichrichter mit Glättungsglieder die Versorgungssysteme U1, U2 und U3 bilden. Der Meßkreis des Gerätes wird vom Versorgungssystem Ui gespeist, während Auslösebaustein 1 vom Versorgungssystem U2 und Auslösebaustein 2 vom Versorgungssystem U3 gespeist werden. 1-1, 2-2, 3-3 und 4-4 sind die vier Leitungen vom Bauteil an der zu überwachenden Anlage, im Schaltbild Selektor genannt, zum Gerät.Tr is a mains transformer with three galvanically separated Secondary windings that feed the supply systems via rectifiers with smoothing elements Form U1, U2 and U3. The measuring circuit of the device is fed by the supply system Ui, while trip module 1 from the supply system U2 and trip module 2 from the supply system U3 are fed. 1-1, 2-2, 3-3 and 4-4 are the four lines from the component the system to be monitored, called the selector in the circuit diagram, to the device.

Der Selektor ist ein getrennt anzuordnender Bauteil, in dem die Schaltelemente vereinigt sind, die bei Erreichen eines Schwellenwertes einen geringen dynamischen Widerstand besitzen und die verhindern, daß die Messungen der einzelnen Heißleiter gemittelt werden. Der Selektor ist demgemäß an den Zuleitungen zu den Meßfühlern angeschlossen und ist mit dem Temperatur-überwachungsgerät durch die Verbindungsleitungen 1 bis 4 verbunden. Vorteilhaft wird der Selektor bei der Verwendung für die thermische Überwachung von Wicklungen rotierender elektrischer Maschinen mittels Heißleitermeßfühlern im Anschlußkasten dieser Maschine untergebracht.The selector is a component to be arranged separately in which the switching elements are combined that have a low dynamic when a threshold value is reached Have resistance and prevent the measurements of the individual thermistors be averaged. The selector is accordingly on the leads to the sensors and is connected to the temperature monitoring device through the connecting cables 1 to 4 connected. The selector is advantageous when used for the thermal Monitoring of windings of rotating electrical machines by means of thermistor sensors housed in the terminal box of this machine.

Die Transistoren T2 und T3 bilden einen zweistufigen Impedanzwandler mit niederohmigem Ausgang, die Spannung U5 ist damit immer etwa gleich der Spannung U4 an einem der Heißleitermeßfühler. Die Dioden D1 und D2 lassen immer nur einen Strom durch den niederohmigsten, d. h. heißesten Heißleitermeßfühler fließen, so daß eine Mittelwertbildung über die einzelnen Messungen verhindert wird. Der niederohmigste, d. h. der heißeste Heiß- i leitermeßfühler bestimmt also allein das Potential in Punkt P4 bzw. P5. Je höher das Potential in diesen Punkten gegenüber dem Potential in Punkt P7 wird, desto mehr sperrt Transistor T4. Hierdurch wird das Potential in Punkt P6 immer negativer. Die Transi- i scoren T5 und T6 bilden zusammen mit den zugehörigen Widerständen und dem Relais d 1 eine bistabile Kippstufe. Hat die Potentialabsenkung in Punkt P6 einen bestimmten Wert erreicht, so öffnet Transistor T., während Transistor T, schließt, womit Relais d1 abfällt. Die Umschaltung im Kippunkt der Schaltung erfolgt dabei augenblicklich, so daß eine eindeutige Momentschaltung vorliegt. Die Potentialhöhe in Punkt P7 wird durch den an Widerstand R3 einstellbaren Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen R3 und R4, festgelegt, so daß durch Verändern des Widerstandes R3 jede gewünschte Schalttemperatur eingestellt werden kann. Dasselbe Prinzip gilt natürlich auch für Auslösebaustein 2. Damit sich die Auslösebausteine nicht gegenseitig beeinflussen, sind die Dioden D3 und D4 vorgesehen, die Ausgleichströme zwischen den einzelnen Auslösebausteinen verhindern. Drücker D bildet zusammen mit Relaisarbeitskontakt d2 eine Wiedereinschaltsperre für Auslösebaustein 2.The transistors T2 and T3 form a two-stage impedance converter with a low-resistance output, so the voltage U5 is always approximately equal to the voltage U4 on one of the thermistor sensors. The diodes D1 and D2 only allow one current to flow through the lowest resistance, ie the hottest thermistor sensor, so that a mean value formation over the individual measurements is prevented. The lowest resistance, ie the hottest thermistor sensor, determines the potential in point P4 or P5. The higher the potential in these points compared to the potential in point P7, the more transistor T4 blocks. As a result, the potential in point P6 becomes more and more negative. The transistors T5 and T6 together with the associated resistors and the relay d 1 form a bistable multivibrator. If the potential drop in point P6 has reached a certain value, transistor T. opens, while transistor T, closes, causing relay d1 to drop out. The changeover at the breakpoint of the circuit takes place instantaneously, so that there is an unambiguous instantaneous circuit. The potential level at point P 7 is determined by the voltage divider adjustable at resistor R3, consisting of resistors R3 and R4, so that any desired switching temperature can be set by changing resistor R3. The same principle naturally also applies to trip module 2. So that the trip modules do not influence each other, diodes D3 and D4 are provided, which prevent equalizing currents between the individual trip modules. Together with relay normally open contact d2, push-button D forms a restart lockout for trip module 2.

Selbstverständlich können an das Gerät beliebig viele Heißleitermeßfühler angeschlossen werden, genauso wie ein Gerät drei oder gar vier Auslösebausteine besitzen kann.Of course, any number of thermistor sensors can be connected to the device can be connected, just like a device three or even four trigger modules can own.

Claims

Claims: 1. Device for monitoring temperatures in Devices, in particular electrical machines, consisting of a measuring circuit with several Thermistor sensor arrangements that are interconnected via switching elements, which has a low dynamic resistance when a threshold value is reached own (e.g. diodes or transistors), and from a trip circuit, characterized by that the trip circuit of several responding to different temperature readings There is trip circuits that are connected to a measuring circuit and to are combined in one device, and that between the measuring circuit and the trip circuit Impedance converter is arranged, which is dimensioned so that the different trigger temperatures can be monitored without reaction through the various trigger circuits.

2. Device according to Claim 1, characterized in that the individual trigger circuits partly with, partly without restart lockout.

3. Set up after Claim 1 or 2, characterized in that it is a network transformer with n + 1 has galvanically separated secondary windings, where n is the number of trigger circuits means and the n + 1. Winding provided for supplying voltage to the measuring circuit is. Considered publications: German Auslegeschriften No. 1031416, 1061431; "Siemens Elektrodienst" magazine, 1961 issue 1, pp. 2 and 3; Prospectus of Siemens AG, "Full motor protection through semiconductor temperature sensors", order no. 444/254.