DE1513079C - Temperatur-Schutzschaltung fur über ein Schaltschutz betätigte elektrische Verbraucher, insbesondere Elektromotoren - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs- In beiden Fällen ergibt sich eine elektrische Rückanordnung zum Schutz von über ein Schaltschütz kopplung vom Erregerspulenkreis des Schaltschützes betätigten elektrischen Verbrauchern, insbesondere auf die Steuerelektrode des elektronischen Schalt-Elektromotoren, gegen schädliche Temperaturerhö- elementes, die dafür sorgt, daß nach dem Ansprechen hungen, bestehend aus einem das Schaltschütz des 5 des Schaltschützes eine höher als die Einschalttempe-Verbrauchers steuernden Relais und einem mit seiner ratur liegende Abschalttemperatur erreicht werden Schaltstrecke im Spulenkreis des Relais liegenden muß, bevor die Abschaltung erfolgt. Im ersten Fall elektronischen Schaltelement, dessen Steuerelektrode handelt es sich dabei um eine Stromrückkopplung, am Abgriff eines an einer Hilfsspannung liegenden, weil der über den dritten Widerstand fließende Eraus einem von der Temperaturerhöhung des Verbrau- ίο regerstrom des Schaltschützes ausgenutzt wird. Im chers beeinflußten temperaturabhängigen Wider- zweiten Fall findet eine Rückkopplung der über den stand und einem weiteren Widerstand gebildeten Relaiskontakt an die Erregerspule des Schaltschützes Spannungsteilers liegt, der so bemessen ist, daß das angelegten Spannung statt. In beiden Fällen bestimmt Relais, das Schaltschütz und der Verbraucher unter- die in gewissen Grenzen frei und unabhängig von der halb einer vorbestimmten ersten Temperatur ein- 15 Ein- bzw. Ausschalttemperatur wählbare Rückkoppschaltbar sind und oberhalb dieser Temperatur aus- lung die gewünschte Differenz zwischen den beiden geschaltet werden. Temperaturen. Man kann also je nach dem Anwen-

Bei einer bekannten Schutzeinrichtung (französi- dungsfall die Ein- und Ausschalttemperatur frei wähsche Patentschrift 1 306 976) für elektrische Verbrau-, len. Trotzdem bleibt der Aufwand verhältnismäßig eher, insbesondere Elektromotoren, ist eine einen ao klein, und es werden keine störanfälligen und einem Temperaturmeßfühler enthaltende Brückenschaltung Verschleiß unterworfenen mechanischen Bauteile bevorgesehen, an deren Ausgang ein Transistor ange- nötigt.

schlossen ist. Dieser steuert ein in einem Zweig der Je nach den Forderungen des Anwendungsfalles Brückenschaltung liegendes Relais, das in Abhängig- und den Kennwerten des Schaltschützes und des Verkeit vorbestimmter und wählbarer Temperaturen des 25 brauchers genügt eine Stromrückkopplung oder eine Meßfühlers Schaltkontakte im Verbraucherstromkreis Spannungsrückkopplung allein. Es besteht jedoch betätigt. Bei der bekannten Einrichtung ist die Ab- auch die Möglichkeit, beide Lösungswege miteinander schalttemperatur, d. h. die Temperatur, bei der der zu kombinieren. Diese und zusätzliche Weiterbildun-Verbraucher ausgeschaltet wird, praktisch gleich der gen der Erfindung sind Gegenstand der Unter-Einschalttemperatur, bei der eine Wiedereinschaltung 30 ansprüche.

möglich ist. Bei einem Elektromotor bedeutet dies Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von

beispielsweise, daß nach dem Ansprechen der Schutz- Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf

einrichtung eine Wiedereinschaltung schon nach nur die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

ganz geringfügiger Abkühlung der Motorwicklungen Fi g. 1 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels

erfolgt. Dann kann der beim Anlassen des Motors 35 der Erfindung zum Schutz eines Dreiphasenmotors

fließende, erhöhte Anlaßstrom sofort wieder zu einem gegen zu hohe Wicklungstemperaturen,

erneuten Abschalten führen. F i g. 2 und 3 Abänderungen des Ausführungs-

Es ist auch bereits eine Temperaturüberwachungs- beispiels nach Fig. 1,

einrichtung bekannt, die bei anderer Temperatur aus- F i g. 4 eine weitere Abänderung der Schaltung

schaltet als einschaltet. Hierbei wird eine aus Bimetall 40 nach Fig. 1.

bestehende Kippmembran verwendet, die einen Kon- Entsprechend F i g. 1 sind die Wicklungen 10 eines

takt betätigt (Brown-Boveri-Mitteilungen, 1951, Dreiphasenmotors 12 über drei Leitungen 14 und ein

S. 204). Schaltschütz 16 an eine Dreiphasen-Stromquelle 18

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine angeschaltet. Das Schaltschütz 16 weist eine Erreger-Temperaturschutzschaltung, insbesondere für Motor- 45 spule 20, im folgenden Magnetspule genannt, zur Bewicklungen, zu schaffen, die schnell und genau auf tätigung von Arbeitskontakten 22 auf, von denen Temperaturänderungen anspricht und bei Erreichen jeder in eine entsprechende Leitung 14 eingeschaltet einer einstellbaren oberen Temperaturgrenze den ist. Die von einer gestrichelten Linie umschlossene Verbraucher abschaltet. Dabei soll auf elektrischem Schutzschaltung 24 ist über einen die Spannung herab-Weg eine ebenfalls wählbare Differenz zwischen der 50 setzenden Transformator 26 und einen Schalter 27 oberen Temperaturgrenze, der Abschalttemperatur an eine Phase der Stromquelle 18 angeschaltet. Die und einer unteren Temperaturgrenze erzielt werden, Schutzschaltung 24 erregt die Magnetspule 20 in Abauf die sich der Verbraucher, beispielsweise die hängigkeit von Temperaturänderungen der Wicklun-Wicklungen eines Elektromotors, abkühlen muß, gen 10, die durch zwei parallelgeschaltete Thermistobevor die Wiedereinschaltung erfolgt. 55 ren 28 abgefühlt werden. Der vom Transformator ge-

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus speiste Erregerstromkreis der Magnetspule 20 enthält

von einer Schaltungsanordnung der eingangs genann- in Reihe zwischen zwei Eingangsanschlüssen 30, 31

ten Art. Ein erster Lösungsweg ist dadurch gekenn- einen Relais-Arbeitskontakt 32 und einen Stromrück-

zeichnet, daß dem Spannungsteiler ein dritter Wider- kopplungswiderstand 34. Der Kontakt 32 wird von

stand vorgeschaltet ist, der im vom Relaiskontakt 60 der Relaisspule 36 betätigt, die in Reihe mit einem

geschalteten Erregerspulenkreis des Schaltschützes gesteuerten Siliziumgleichrichter 38 an den Anschlüs-

liegt. Ein zweiter Lösungsweg sieht vor, daß dem sen 30 und 31 liegt. Eine Diode 40 ist direkt parallel

Spannungsteiler ein vierter Widerstand vorgeschaltet zur Spule 36 geschaltet, um ein Prellen des Relais zu

ist, dessen gemeinsame Verbindung mit dem Span- verhindern. Die Anode 42 des Gleichrichters 38 ist

Mungstcilcr über einen fünften Widerstand an den bei 65 direkt mit der Spule 36, die Kathode 44 direkt mit

geschlossenem Relaiskontakt an Spannung gelegten dem Anschluß 31 und die Steuerelektrode 46 direkt

Anschluß der F.rrcgerspule des Schnltschüt/es auge- mit dem Vcrbindungspunkt 47 zwischen einem VVi-

schaltet ist. (!erstand 48 und den Thermistoren 28 verbunden.

3 . 4

Der Widerstand 48 und die parallelgeschalteten Ther- Bei der oben beschriebenen Schaltung wird eine mistoren 28 liegen in Reihe mit dem Widerstand 34 Temperaturdifferenz zwischen der Ein- und Ausüber den Anschlüssen 30 und 31. schalttemperatur durch eine Strom rückkopplung über

Jeder Thermistor 28 ist eine im Handel als söge- den Widerstand 34 erreicht. Da die zur Zündung des nannter »Perlen«-Thermistor bekannte Ausführung, 5 Gleichrichters 38 erforderliche Spannung der Elekdie eine kleine Wärmeträgheit aufweist und der Tem- trode 46 unveränderlich ist, muß die Vorspannung peratur der Wicklungen 10 innerhalb von etwa 3° C am Verbindungspunkt 47 für die Einschalttemperatur folgt. Vorzugsweise ist jeder Thermistor 28 zur Sicher- gleich der Vorspannung bei der Abschalttemperatur stellung des Wärmeübergangs in eine entsprechende sein. Der Widerstand 48 und der Widerstand der Wicklung 10 eingebettet. Die Thermistoren 28 weisen io Thermistoren 28 ist groß im Vergleich zu dem Widereinen negativen Temperaturkoefnzienten auf, so daß stand 34, so daß die Spannung am Verbindungspunkt ihr Widerstand abnimmt, wenn die Temperatur der 47 in erster Linie vom Wert des Widerstandes 48 und Wicklungen 10 ansteigt. Über die Magnetspule 20 der Thermistoren 28 abhängt, wenn der Kontakt 32 ist ein Kondensator 50 geschaltet, um ein Kontakt- geöffnet ist. Wenn jedoch der Kontakt 32 geschlossen feuern und Induktionsspannungen herabzusetzen, 15 wird, besteht die Spannung am Verbindungspunkt 47 welche beim öffnen des Kontaktes 32 erzeugt wer- aus dem Spannungsabfall am Widerstand 34, der in den. Zwischen die Elektrode 46 und den Anschluß 31 erster Linie durch den Strom der Magnetspule verist ein Kondensator 52 gelegt, um Induktionsspan- ursacht wird, zuzüglich der Spannung an den Therminungen auszusieben. . stören 28. Daher kann die Einschalttemperatur durch

Der Motor 12 wird durch Schließen des Schalters 20 Änderung des Widerstandes 48 verändert werden. In-27 angelassen. Wenn die Temperatur der Wicklungen nerhalb bestimmter Grenzen beeinflußt der Wert des 10 nicht zu hoch ist, ist der Widerstand der Thermi- Widerstandes 48 die Temperaturdifferenz nicht westoren 28 so groß, daß bei einem Stromfluß durch den sentlich, die in erster Linie von der Spannung am Zweig mit dem Widerstand 48, den Thermistoren 28 Widerstand 34 abhängt," wenn ein Strom durch die und dem Widerstand 34 die Vorspannung am Ver- 25 Magnetspule 20 fließt. Andererseits kann die Tempebindungspunkt 47 zur Zündung des Gleichrichters 38 raturdifferenz durch Veränderung der Größe des Wiausreicht. Der Gleichrichter 38 leitet dann während derstandes 34 verändert werden. Innerhalb bestimmder positiven Halbwellen des Stromes von der Quelle ter Grenzen beeinflußt der Wert des Widerstandes 34 18, erregt die Spule 36 und schließt den Kontakt 32. die Einschalttemperatur nicht wesentlich, die in erster Auch wenn der Gleichrichter 38 nur für etwa eine 30 Linie vom Wert des Widerstandes 4 und der Thermi-Viertelperiode leitet, bleibt der Kontakt 32 auf Grund stören 28 abhängt. Bei der Schutzschaltung nach der bekannten Haltefunktion der Diode 40 geschlos- F i g. 2 entsprechen die Verbindungen außerhalb der sen. Sobald der Kontakt 32 schließt, fließt ein Strom gestrichelten Linie denen in Fig. 1. Zur Vereinvom Anschluß 30 über den Kontakt 32, die Magnet- fachung sind die Thermistoren 28 der F i g. 1 in spule 2fr und den Widerstand 34 zum Anschluß 31. 35 Form eines einzelnen Thermistors 28 innerhalb der Dann zieht das Schaltschütz 16 an, und die Wicklun- gestrichelten Linie dargestellt. Die Bauteile, die im gen 10 werden über die geschlossenen Kontakte 22 wesentlichen die gleiche Funktion wie die Bauteile an Spannung gelegt. Der über den Widerstand 34 nach Fig. 1 erfüllen, sind in Fig. 2 mit den gleifließende Strom erhöht die Vorspannung am Verbin- chen Bezugsziffern versehen. Entsprechend F i g. 2 dungspunkt 47 und der Elektrode 46 und bewirkt so 40 wird die Vorspannung für die Elektrode 46 bei geöffeine positive Stromrückkopplung. Solange die Tem- netem Kontakt 32 einem Zweigkreis entnommen, der peratur der Wicklungen 10 nicht zu hoch ist, reicht vom Anschluß 30 über einen Widerstand 62, einen die Vorspannung zwischen dem Verbindungspunkt Widerstand 64, den Thermistor 28, den Widerstand 47 und dem Anschluß 31 zur Zündung des Gleich- 34 zum Anschluß 31 verläuft. Der. Reihenwidersfand richters 38 aus. Wenn jedoch die Temperatur der 45 der Widerstände 62, 64 und des Thermistors 28 ist Wicklungen 10 auf eine vorbestimmte, überhöhte groß mit Bezug auf den Widerstand 34, so daß der Abschalttemperatur ansteigt, nimmt der Widerstand Widerstand 34 nur einen kleinen Einfluß auf die Einder Thermistoren 28 so weit ab, daß die Spannung schalttemperatur hat. Ein Widerstand 66 ist zwiam Verbindungspunkt 47 unter Berücksichtigung der sehen den Verbindungspunkt der Widerstände 62, 64 Rückkopplung durch den Widerstand 34 zur Zündung 50 und einen Anschluß 68 des Relaiskontaktes 32 gedes Gleichrichters 38 nicht mehr ausreicht. Wenn also schaltet. Der Widerstand 66 ist so groß, daß bei die Temperatur der Wicklungen 10 die Abschalt- geöffnetem Kontakt 32 der Strom durch die Magnettemperatur erreicht, hört der Gleichrichter 38 zu leiten spule 20 nicht ausreicht, um die Kontakte 22 zu auf, der Kontakt 32 öffnet, die Magnetspule 20 wird schließen. .

von der Stromquelle 18 abgeschaltet, die Kontakte 22 55 Bei der Schutzschaltung nach F i g. 2 ist der Wiöffnen und trennen die Wicklungen 10 von der Strom- derstand des Thermistors 28, wenn der Schalter 27 quelle 18 ab. Wenn die Wicklungen 10 sich abkühlen geschlossen ist und die Temperatur der Wicklungen und ihre Temperatur unter die Abschalttemperatur 10 nicht zu hoch ist, so groß, daß die Spannung am sinkt, nimmt der Widerstand der Thermistoren 28 zu, Verbindungspunkt 47 zur Zündung des Gleichrichters und die Vorspannung am Verbindungspunkt 47 und 60 38 ausreicht. Wenn der Gleichrichter 38 zündet, wird der Elektrode 46 steigt an. Sobald die Temperatur der Kontakt 32 geschlossen, die Magnetspule 20 erder Wicklungen 10 auf einen unteren Grenzwert oder regt, die Kontakte 22 werden geschlossen und legen die Einschalttemperatur zurückgeht, die in erster die Wicklungen 10 an Spannung. Sobald der Kontakt Linie durch den Wert des Widerstandes 48 und der 32 schließt, bewirkt der Stromfluß durch den Zweig-Thermistoren 28 bestimmt wird, reicht die Vorspan- 65 kreis mit der Magnetspule 20 und dem Widerstand 34 nung am Verbindungspunkt 47 wieder zur Zündung· eine positive Rückkopplung zur Elektrode 46 auf des Gleichrichters 38 aus, so daß die Wicklungen 10 ähnliche Weise wie in Verbindung mit Fig. 1 bean Spannung gelegt werden. schlichen. Außerdem werden beim Sehließen des

u/y

Kontaktes 32 die Widerstände 62 und 66 parallel geschaltet und ergeben zusätzlich zur Stromrückkopplung über den Widerstand 34 eine Spannungsrückkopplung zum Verbindungspünkt 47 und der Elektrode 46. Bei einem Vergleich mit Fig. 1 ergibt sich, daß, wenn die Reihenimpedanz der Widerstände 62, 64 gleich dem Wert des Widerstandes 48 in F i g. 1 ist, bei geöffnetem Kontakt 32 die Spannung am Verbindungspunkt 47 in Fig. 2 im wesentlichen gleich der Spannung am Verbindungspunkt 47 in F i g. 1 ist. Wenn jedoch der Kontakt 32 geschlossen ist, ist der Gesamtwiderstand der Widerstände 62, 66 zusammen mit dem Widerstand 64 kleiner als der Widerstand 48 in F i g. 1, so daß die Spannung am Verbindungspunkt 47 in Fig. 2 größer ist als die entsprechende Spannung in Fig. 1. Wenn die Temperatur der Wicklungen 10 eine vorbestimmte Abschalttcmperatur erreicht, nimmt der Widerstand des Thermistors 28 so weit ab, daß die Spannung am Verbindungspunkt 47 zur Zündung des Gleichrichters 38 nicht mehr ausreicht. Der Gleichrichter 46 hört auf zu leiten, der Kontakt 32 öffnet, die Magnetspule 20 führt keinen Strom mehr, die Kontakte 22 öffnen und schalten die Wicklungen 10 ab. Bei geöffnetem Kontakt 32 müssen sich die Wicklungen 10 auf eine Einschalttemperatur abkühlen, bei der der entsprechende Widerstand des Thermistors 28 so groß ist, daß die Spannung am Verbindungspünkt 47 wieder genügend groß ist, um den Gleichrichter 38 zu zünden. Da die zur Zündung des Gleichrichters 38 erforderliche Spannung an der Elektrode 46 unveränderlich ist, muß die Vorspannung am Verbindungspunkt 47 bei der Einschalttemperatur gleich der Vorspannung am Verbindungspunkt 47 bei der Abschalttemperatur sein. Der Gesamtwiderstand der Widerstände 62, 64 und des Thermistors 28 ist groß im Vergleich zu dem Widerstand 34, so daß bei geöffnetem Kontakt 32 die Spannung am Verbindungspunkt 47 in erster Linie vom Wert der Widerstände 62, 64 und des Thermistors 28 abhängt. Wenn jedoch der Kontakt 32 geschlossen ist, besteht die Spannung am Verbindungspunkt 47 außerdem aus dem Spannungsabfall am Widerstand 34, der in erster Linie durch den Strom der Magnetspule verursacht wird, zuzüglich der über die parallelgeschalten Widerstände 62, 66 rückgekoppelten Spannung. Da die durch die Spannungs- und Stromrückkopplung erzeugte Temperaturdifferenz in erster Linie vom Wert des Widerstandes 66 bzw. des Widerstandes 34 abhängt, während die Einschalttemperatur in erster Linie vom Wert der Widerstände 62. 64 und dem Widerstand 28 abhängt, können sowohl die Einschalttemperatur als auch die Temperaturdifferenz im wesentlichen unabhängig voneinander verändert werden.

Bei der Schutzschaltung nach F i g. 3 entsprechen die Verbindungen außerhalb der gestrichelten Linie denen in Fig. 1. Wie in Fig. 2 sind die Thermistoren 28 der F i g. 1 zur Vereinfachung wiederum in Form eines einzelnen Thermistors 28 innerhalb der gestrichelten Linie dargestellt. Bauteile, die im wesentlichen die gleiche Funktion wie die Bauteile in den F i ti. 1 und 2 erfüllen, sind in F i g. 3 mit gleichen Bezugsziffern versehen. Wenn, entsprechend F i g. 3, der Kontakt 32 geöffnet ist, wird die Vorspannung für die Elektrode 46 einem Zweigkreis entnommen, der vom Anschluß 30 über einen Widerstand 72. den Thermistor 28, einen Widerstand 74, einen Widerstand 34 zum Anschluß 31 führt. Der Reihenwiderstand des Widerstandes 72 und des Thermistors 28 ist groß im Vergleich zu dem Reihenwiderstand der Widerstände 34, 74, so daß bei geöffnetem Kontakt 32 die Spannung am Verbindungspunkt 47 im wesentlichen vom Wert des Widerstandes 72 und des Thermistors 28 abhängt. Ein Widerstand.76 ist zwischen einen Anschluß 77 des Relaiskontaktes 32 und einen Anschluß 78 am Verbindungspunkt des Thermistors 28 und des Widerstandes 74 geschaltet.

ίο Der Wert des Widerstandes 76 kann etwa ein Zehntel vom Wert des Widerstandes 72 und des Thermistors 28 betragen. Er ist aber so groß, daß bei geöffnetem Kontakt 32 der Strom durch die Magnetspule 20 nicht ausreicht, um die Kontakte 22 zu schließen. .

Die Arbeitsweise der Schutzschaltung nach Fig. 3 entspricht im wesentlichen der. Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 2 mit der Ausnahme, daß bei geschlossenem Kontakt 32 der Widerstand 76 parallel zu der Reihenschaltung des Widerstandes 72 und des Thermistors 28 geschaltet wird, um die Spannung am Anschluß 78 und am Verbindungspunkt 47 zu erhöhen, so daß sich eine Spannungsrückkopplung zur Elektrode 46 zusätzlich zu der Stromrückkopplung vom Widerstand 34, die in erster Linie durch den Magnetspulenstrom verursacht wird, bewirkt wird. Da die durch die Spannungs- und Stromrückkopplung erzeugte Temperaturdifferenz in erster Linie vom Wert des Widerstandes 76 bzw. des Widerstandes 34 abhängt, während die Einschalttemperatur in erster Linie vom Wert der Widerstände 72, 74 und des Thermistors 28 abhängt, können sowohl die Einschalttemperatur als auch die Temperaturdifferenz im wesentlichen unabhängig voneinander verändert werden.

In der Schutzschaltung nach F i g. 4 sind die äußeren Verbindungen die gleichen wie in den F i g. 1 bis 3, und gleiche Bauteile sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Wie bei der Schaltung nach F i g. 1 ist nur eine Stromrückkopplung durch den Widerstand .34 vorgesehen, um eine Differenz zwischen der Einschalt- und Ausschalttemperatur zu erzeugen. Wenn bei der Schaltung nach F i g. 4 der Kontakt 32 geöffnet ist, wird die Vorspannung für die Elektrode 46 einem Zweigkreis entnommen, der vom Anschluß 30 über einen Widerstand 80, einen Thermistor 28 und einen Widerstand 34 zum Anschluß 32 verläuft. Der Reihenwiderstand des Widerstandes 80 und des Thermistors 28 ist groß im Verhältnis zum Widerstand 34, so daß der Widerstand 34 nur einen kleinen Einfluß auf die Einschalttemperatur hat. Ein Spannungsteiler mit den Widerständen 84 und 86 ist direkt über die Anschlüsse 30, 31 gelegt. Die Kathode 44 ist direkt an den Verbindungspunkt 88 zwischen den Widerständen 84 und 86 angeschaltet.

Durch die Hinzunahme der Widerstände 84 und 86 ändert sich die Empfindlichkeit der Vorspannungsschaltung zur Zündung des Gleichrichters 38, so daß die zur Zündung des Gleichrichters 38 erforderliche Spannung zwischen dem Verbindungspunkt 47 und dem Anschluß 31 um einen Betrag erhöht wird, der gleich dem Spannungsabfall am Widerstand 86 ist. Im Vergleich zu der Schaltung nach F i g. 1 wird durch die Verwendung der Widerstände 84, 86 der Ansprechpunkt des Relais weniger abhängig von Änderungen der Eigenschaften' des Gleichrichters 38, beispielsweise Änderungen auf Grund einer Alterung, und außerdem wird die Temperaturgenauigkeit erhöht.

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Alle Schaltungen entsprechend den Fig. 1 bis 4 tür innerhalb von etwa 3°C genau folgt. Diese Anweisen einen Siromrückkopplungswiderstand 34 auf, Sprechgeschwindigkeit reicht .aus, um die Wicklung der eine positive Rückkopplung als Funktion des gegen eine schnelle Erhitzung bei blockiertem Läufer Stromes durch die Magnetspule 20 bewirkt. Bei den zu schützen, so daß ein-stromabhängiges Relais zuSchaltungen nach den Fig. 2 und 3 wird zusätzlich 5 sätzlich zu einer Temperaturabtasteinrichtung, welche zu der Stromrückkopplung eine positive Spannungs- nicht schnell genug auf eine Erhitzung durch.die rückkopplung benutzt. Sowohl die Stromrückkopp- Ströme bei blockiertem Läufer anspricht, nicht erforlung als auch die Spannungsrückkopplung oder auch derlich ist. Bei einem Dreiphasenmotor von 5 PS für beide führen zu einer TemperaturdirTerenz zwischen 230 Volt wurde bei blockiertem Läufer ausgehend von der Einschalt- und Ausschalttemperatur. Diese Tem- ίο einem aufgeheizten Zustand eine Einschalttemperatur •peraturdÜferenz stellt ein erfolgreiches Wiederanlas- von 93° C und eine Abschalttemperatur von 118° C sen sicher, da eine.durch die Anlaßströme hervor- mit Hilfe der Schaltung nach Fig. 2 erreicht. Die gerufene, kleine Temperaturerhöhung die Schaltung Bauteile hatten die folgenden Werte: nicht auslöst. Die Stromrückkopplung mit Hilfe des

Widerstandes 34 hängt jedoch vom Stromverbrauch 15 Eingangswechselspannung

der Magnetspule ab und ändert sich daher mit den an den Anschlüssen 30, 31 24 Volt

Eigenschaften der Magnetspule. Weiterhin kann die Relais (Spule 36,

Spannungsrückkopplung mit Hilfe der Widerstände \ Kontakt 32) .'. SIGMA 11 FZ 550 ACS

62 64 und 66 in1 Fj g. 2 und der Widerstände 72, 74 _{Gleichrichter 40 1 N536}

und 76 in Fig. 3 dann ohne Wirkung sein, wenn zu 20

Anfang ein Überstrom in die Magnetspule fließt. Bei- Gleichrichter 38 2 N 2324

spiclswcisc kann der Betriebsstrom der Magnetspule Schaltschütz 16 RBM 109610

20 0,5 bis 1,0 Ampere betragen, während der An- Kondensator 50 0,1 nF

zugs- oder anfängliche Überstrom eine Höhe von 5 Kondensator52 ......... 0,5 uF

bis 10 Ampere erreicht. Durch diese Überströme wird 25 _Wjj_erstand62 1500 Ω

der Transformator 26 so stark belastet, daß der Span- ■

nungsabfall sofort nach dem Schließen des Kontaktes Widerstand 64 18 000 Ω

32 die Wirkung einer Spannungsrückkopplung zu- Widerstand 34 0,1 Ω

nichte macht. Durch Anwendung einer Stromrück- Widerstand 66 1500 Ω

kopplung, die dem Überstrom proportional ist, zu- 30 Thermistor 28 5000 Ω bei 25°C,

sammen mit einer Spannungsrückkopplung, wird die 260 Ω bei 120⁰C,

Zündung uc; Cleichi iclitcrs 38 sichergestellt. Wenn . (2 · VECO 35 A1

das Schaltschütz keine oder nur kleine Überströme parallel)

benötigt, wie beispielsweise durch einen Heizer be- ■ . ■ ■

tätigte Bimetalikontakte, kann eine Spannungsrück- 35 Als weiteres Beispiel wurde bei einem Einphasenkopplung allein ausreichend sein. Bei festliegenden motor von 3 PS für 230 Volt bei blockiertem Läufer Eigenschaften der Magnetspule kann andererseits ausgehend vom aufgeheizten Zustand eine Einschalteine Stromriickkopplung allein ausreichen. Es können temperatur von 82° C und eine Ausschalttemperatur daher in Abhängigkeit von der jeweiligen, bestimm- von 93° C mit Hilfe der Schaltung entsprechend ten Anwendung entweder eine Spannungsrückkopp- 40 Fig. 4 erreicht. Dabei hatten die Bauteile die follung oder eine Stromriickkopplung oder beide benutzt genden Werte: werden. An Stelle der Widerstandsrückkopplung ent- .

sprechend den Fig. 1 bis 4 können die Stromrück- Eingangswechselspannung kopplung oder die Spannungsrückkopplung oder beide an den Anschlüssen 30, 31 24VoIt unter Verwendung von zusätzlichen Wicklungen auf 45 Relais (Spule 36,

dem Relais, das dann als Transformator wirkt, ver- Kontakt 32) SIGMA 11 FZ 550 ACS

wirklicht werden, oder auch durch Verwendung ge- Gleichrichter 40 1 N 536

trennter Transformatoren. . <-,,·,· ■,* 10 τ μ -π-μ

Allgemein gesagt, kann bei jeder der Schaltungen Gleichrichter 38 2 N 2324

nach den F i g. 1 bis 4 durch richtige Wahl der Größe 50 Schaltschütz 16 RBM 109610

der Rückkopplungswiderstände mit Bezug auf die Kondensator 50 0,InF

Vorspannungswiderstände bei geöffnetem Kontakt 32 Kondensator 52 0,5 uF

die Eim-.chahtemperatur ohne wesentliche Beeinflus- Widerstand 34 039 Ω

sun« der Temperaturdifferenz verändert werden, und ^ '

die Temperaturdifferenz kann durch Wahl der Ruck- 55 ^w;^derstand »<>···· 12 000 Ω

kopplunuswiderstände ohne wesentliche Beeinflussung Widerstand 84 1200 Ω

der F.inschalttemperatur geändert werden. Die Schal- Widerstand 86 .......... 18 Ω

tiingen entsprechend· den Fig. 1 bis 4 sind daher Thermistor 82 ...... 5000 Ω bei 25° C

außerordentlich vielseitig und können leicht an ver- 260 Ω bei 12O⁰C

schiedene Motoren angepaßt werden, die bei unter- 60 (2 · VECO 35 A1

schiedlichcn Schaltschützen betrieben werden. parallel)

Wenn ein Perlenthermistor in den Schutzschaltun- •

gen nach den Fig. 1 bis 4 benutzt wird, wird eine Die Schaltungen entsprechend den Fig. 1 bis 4

außerordentlich'wirksame Überwachung erzielt. Die sind zwar in Verbindung mit einer Temperaturphysikalischen Abmessungen des Perlenthermistors 65 Schutzschaltung für einen Dreiphasenmotor 12 besind so klein, daß der direkt in die Wicklung ein- schrieben worden. Die durch die Differential-Arbeitsgebettot werden kann, und seine Wärmeträgheit ist so weise jeder der Schaltungen erzielte Steuerung kann klein, daß seine Temperatur der Wicklungstempeni- jedoch auch für andere Anwendungen als einen Tem-

peraturscHutz benutzt werden. Außerdem kann, obwohl die Thermistoren in Form eines Paares von Thermistorelementen gezeigt sind, die in entsprechende Wicklungen eingebettet und parallel geschaltet sind, eine gute Schutzwirkung auch mit anderen Ausführungen erreicht werden, beispielsweise mit einem einzelnen Thermistor, der in eine Wicklung eingebettet ist, oder mit einem einzelnen Thermistor, der zwischen den Wicklungen eines Einphasenmotors angeordnet ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Schutz von über ein Schaltschütz betätigten elektrischen Verbrauchern, insbesondere Elektromotoren, gegen schädliehe Temperaturerhöhungen, bestehend aus einem das Schaltschütz des Verbrauchers steuernden Relais und einem mit seiner Schaltstrecke im Spulenkreis des Relais liegenden 'elektronischen Schaltelement, dessen Steuerelektrode am Abgriff eines an einer Hilfsspannung liegenden, aus einem von der Temperaturerhöhung des Verbrauchers beeinflußten temperaturabhängigen Widerstand und einem weiteren Widerstand gebildeten Spannungsteilers liegt, der so bemessen ist, daß das Relais, das Schaltschütz und der Verbraucher unterhalb einer vorbestimmten ersten Temperatur einschaltbar sind und oberhalb dieser Temperatur ausgeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spannungsteiler (28, 48) ein dritter Widerstand (34) vorgeschaltet ist, der im vom Relaiskontakt (32) geschalteten Erregerspulenkreis des Schaltschützes (16) liegt.

2. Schaltungsanordnung zum Schutz von über ein Schaltschütz betätigten elektrischen Verbrauehern, insbesondere Elektromotoren, gegen schädliche Temperaturerhöhungen bestehend aus einem das Schaltschütz des Verbrauchers steuernden Relais und einem mit seiner Schaltstrecke im Spulenkreis des Relais liegenden elektronischen Schaltelement, dessen Steuerelektrode am Abgriff eines an einer Hilfsspannung liegenden, aus einem von der Temperaturerhöhung des Verbrauchers beeinflußten temperaturabhängigen Widerstand und einem weiteren Widerstand gebildeten Spannungsteilers liegt, der so bemessen ist, daß das Relais, das Schaltschütz und der Verbraucher unterhalb einer vorbestimmten ersten Temperatur einschaltbar sind und oberhalb dieser Temperatur ausgeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spannungsteiler (28, 64 in F i g. 2; 28, 72 in Fig. 3) ein vierter Widerstand (62; 74) vorgeschaltet ist, dessen gemeinsame Verbindung mit dem Spannungsteiler über einen fünften Widerstand (66 in F i g. 2; 76 in F i g. 3) an den bei geschlossenem Relaiskontakt (32) an Spannung gelegten Anschluß der Erfegerspule (20) des Schaltschützes (16) angeschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung des Spannungsteilers (28, 64 in. F i g. 2; 28, 72 in F i g. 3) und des vierten Widerstandes (62; 74) an die gemeinsame Verbindung des dritten Widerstandes (34) und der Erregerspule (20) des Schaltschützes (16) angeschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung des vierten und fünften Widerstandes (62, 66 in F i g. 2) den Relaiskontakt (32) überbrückt. '.-.·.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 • oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der fünfte Widerstand (76 in F i g. 3) an die. gemeinsame Verbindung zwischen dem temperaturabhängigen Widerstand (28) und dem vierten Widerstand (74) angeschaltet ist'. ·

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spannungsteiler (28, 80 in Fi g. 4) und dem dritten Widerstand (34) ein zweiter, aus zwei Widerständen (84, 86) bestehender Spannungsteiler parallel geschaltet ist und daß das elektronische Schaltelement (38) an den Verbindungspunkt der beiden Widerstände angeschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen