DE2201244C2 - Schutzschaltung für einen Elektromotor und einen durch diesen angetriebenen Verdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschaltung für einen Elektromotor und einen durch diesen angetriebenen Verdichter, bei der ein mindestens einen PTC-Widerstand zum Feststellen einer Temperatur am Verdichter aufweisender Verdichter-Fühlerkreis vorgesehen ist, der über einen ersten Übertragungskreis ein Relais zur Betätigung eines Schalters in der Motorzuleitung steuert, wobei der Übertragungskreis in dem einer Übertemperatur des Verdichters entsprechenden Schaltzustand verbleibt und eine manuelle Rückstellvorrichtung zur Aufhebung dieses Schaltzustandes aufweist.

Es ist bekannt, in den Zylinderköpfen eines Verdichters oder auch an anderen Stellen des Verdichters temperaturabhängige Widerstände, z. B. PTC-Widerstände oder Thermistoren (GB-PS 1065 218), anzuordnen, die bei Übertemperatur ein Fehlersignal abgeben, das zur Abschaltung des den Verdichter antreibenden Motors führt. In der Regel ist der Grund für eine derartige Überhitzung so ernsthaft, daß eine Wiedereinschaltung nur nach einer Überprüfung der Anlage, also manuell, erfolgen kann. Für eine solche Verriegelung des den Fehler anzeigenden Schaltzustandes sind verschiedene elektrische und mechanische Möglichkeiten bekannt.

Es ist ferner bekannt, die Wicklungstemperatur eines Elektromotors mit Hilfe eines PTC-Widerslandes zu überwachen und beim Auftreten einer Übertemperatur den Motor abzuschalten. Zu diesem Zweck beeinflußt das Fehlersignal ein entsprechendes Schaltrelais. Da Übertemperaturen im Antriebsmotor eines Verdichters häufig eine harmlose Ursache haben, z. B. eine kurzzeitige Überlastung, sind derartige Überwachungseinrichtungen zumeist so ausgelegt, daß eine automatische Wiedereinschaltung erfolgt, wenn die Wicklungstemperatur einen vorgegebenen Grenzwert unterschritten hat.

Es ist ferner bekannt (deutsche Patentschrift 1276 812), elektrische Maschinen mit Hilfe von Heißleitermeßfühlern zu überwachen und mehrere Auslöseschaltungen vorzusehen, die bei unterschiedlichen Temperaturmeßwerten ansprechen. Diese Auslöseschaltungen können teils mit, teils ohne Wiedereinschaltsperre ausgeführt sein.

Bekannt ist es ferner (deutsche Auslegeschrift 1 065 084), an einem Gerät, z. B. einem Motor, eine größere Zahl von temperaturabhängigen Wider-

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ständen als Temperaturfühler vorzusehen und sie derart parallel zu schalten, daß sie ein gemeinsames auslösendes Relais steuern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schutzschaltung der eingangs beschriebenen Art nicht nur die Temperatur des Verdichters, sondern auch die Temperatur des Motors in einer gemeinsamen Schaltung zu überwachen, mit der Maßgabe, daß bei einem Ansprechen auf Grund einer Übertemperatur des Motors eine automatische Wiedereinschaltung erfolgt, während bei einem Ansprechen auf Grund einer Ubertemperatur im Verdichter die Wiedereinschaltung manuell vorgenommen werden muß.

Diese Aufgabe wird bei der eingargs genannten Schutzschaltung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mindestens einen PTC-Widerstand zum Feststellen einer Temperatur am Motor aufweisender Motor-Fühierkreis vorgesehen ist, der über einen zweiten Übertragungskreis das Relais steuert, und daß an den Eingang des zweiten Übertragungskreises sowohl das Ausgangssignal des Motor-Fühlerkreises als auch das Ausgangssignal des ersten Übertragungskreises geschaltet sind.

Bei einer solchen Schutzschaltung ist nur ein Relais vorgesehen, das sowohl auf Übertemperc.turen des Verdichters als auch auf Übertemperaturen des Motors anspricht. Trotzdem wird erreicht, daß beim Verschwinden der Übertemperatur am Motor die Wiedereinschaltung automatisch erfolgt, während beim Verschwinden der Übertemperatur am Verdichter zur Wiedereinschaltung eine manuelle Rückstellung erforderlich ist.

Eine besonders einfache Schaltung ergibt sich, wenn der Motor-Fühlerkreis einen den Motorfühler-PTC-Widerstand enthaltenden Spannungsteiler aufweist, an dessen Abgriff der Eingang des zweiten Übertragungskreises geschaltet ist, und wenn der erste Übertragungskreis einen steuerbaren Parallelzweig umfaßt, der einen Teil des Spannungsteilers überbrückt. Die Spannung am Abgriff des Motorfühler-Spannungsteilers kann daher sowohl durch eine Änderung des Widerstandswertes des Motorfühler-PTC-Widerstandes als auch durch eine Änderung des Widerstandes im Parallelzweig geändert werden.

Insbesondere kann der Parallelzweig einen temperaturunabhängigen Widerstand auf der dem PTC-Widerstand abgewandten Seite des Abgriffs des Motorfühler-Spannungsteilcrs überbrücken und die Reihenschaltung eines Widerstandes und der Emitter-KoIIektor-Strecke eines vom ersten Übertragungskreis bei Verdichter-Normaltemperatur in den Sperrzustand gesteuerten ersten Transistors aufweisen. Bei VerdicMer-Normaltemperatur ist dann der Motor-Fühlerkreis vom Verdichter-Fühlerkreis völlig unabhängig. Wenn aber eine Verdichter-Übertemperatur auftritt, geht der erste Transistor in den leitenden Zustand über, wodurch die Spannung am Abgriff des Motorfühler-Spannungsteilers im gleichen Sinne geändert wird, als wenn der Motorfühler-PTC-Widerstand eine Motorübertemperatur melden würde.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand einer in der Zeichnung dargestellten Schutzschaltung näher erläutert.

Diese Schutzschaltung weist eine Spannungr.-versoreune 1. einen Verdichter-Fühlerkreis 2. einen ersten Übertragungskreis 3, einen Motor-Fühlerkreis 4 und einen zweiten Übertragungskreis 5 mit einem Relais 6 auf.

Zur Spannungsversorgung gehören ein Transformator 7, ein Brückengleichrichter 8 und ein Glättungskondensator 9, so daß bei Speisung mit einer Netzwechselspannung U zwischen den Versorgungsleitungen 10 und 11 eine Spannung von beispielsweise 14 V zur Verfügung steht.

Der Verdichter-Fühlerkreis 2 besteht aus einem Spannungsteiler, der zwischen der Versorgungsleitung 10 und einem Abgriff 12 einen Sollwert-Einstellwiderstand 13 und auf der anderen Seite des Abgriffs 12 einen Vorwiderstand 14 sowie einen PTC-Widerstand 15, der als Verdichterfühler dient, aufweist. Statt eines PTC-Widerstandes 15 können auch mehrere solcher PTC-Widerstände in Reihe geschaltet sein. Der PTC-Widerstand 15 ist vorzugsweise so ausgewählt, daß die Widerstands-Temperatur-Kennlinie bis zum Temperatur-Grenzwert allmählich, dann aber steiler ansteigt.

Der erste Übertragungskreis 3 weist einen festen Spannungsteiler mit den Widerständen 16 und 17 auf, zwischen denen ein Abgriff 18 vorgesehen ist. An diesem Abgriff liegt der Emitter eines Transistors 19. Mit dem Abgriff 12 sind die Basis dieses Transistors 19 und der Kollektor eines Transistors 20 verbunden. Basis des Transistors 20 und Kollektor des Transistors 19 sind an einem Knotenpunkt 21 angeschlossen. Dieser Knotenpunkt kann mittels einer Rückstelltaste 22 über die Parallelschaltung eines Widerstandes 23 und eines Kondensators 24 an die Versorgungsleitung 10 gelegt werden. Der Emitter des Transistors 20 ist mit der Basis eines Transistors 25 verbunden, dessen Emitter-Kollektor-Strecke mit einem Widerstand 26 in Reihe liegt.

Der Motor-Fühlerkreis 4 besteht aus einem Spannungsteiler, der zwischen einem Abgriff 27 und der Versorgungsleitung 10 einen Sollwert-Einsteüwiderstand 28 und auf der anderen Seite des Abgriffs einen Vorwiderstand 29 und einen PTC-Widerstand 30. der als Motorfühler dient, aufweist. Auch in diesem Fall können mehrere PTC-Widerstände in Reihe geschaltet sein. Außerdem sollte der PTC-Widerstand 30 so gewählt sein, daß in der Widerstands-Temperatur-Charakteristik ein allmählicher Anstieg bis zu der für den Motor geltenden Grenztemperatur und danach ein steiler Anstieg erfolgt.

Der zweite Übertragungskreis weist in Reihe mit dem Relais 6 die Reihenschaltung der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 31 und eines Widerstandes 32 auf. Am Abgriff 27 liegt die Basis eines Transistors 33. Die Emitter der beiden Transistoren 31 und 33 sind miteinander verbunden. Außerdem ist die Basis des Transistors 31 mit dem Kollektor des Transistors 33 und über einen Widerstand 34 mit der Versorgungsleitung 10 verbunden. Der Widerstandswert des Widerstandes 34 unterscheidet sich höchstens so weit von dem Widerstandswert des Relais 6, daß bei Wiederherstellung der den Normalzustand anzeigenden Ruhespannung am Abgriff 27 eine automatische Rückstellung des Schaltzustandes des zweiten Übertragungskreises 5 erfolgt. Das Relais 6 ist durch eine Diode 35 überbrückt, die den Strom, der beim Sperren des Transistors 31 infolge der Induktivität des Relais 6 noch weiterfließen will, kurzschließt.

Im Normalzustand hat der Aberiff 27 eine Soan-

nung, die etwa gleich derjenigen am Verbindungspunkt 36 zwischen dem Emitter des Transistors 31 und dem Widerstand 32 ist. Aus diesem Grund ist der Transistor 33 gesperrt, da an der Basis des Transistors 31 etwa die Spannung der Versorgungsleitung 10 liegt, ist dieser Transistor 31 leitend. Das Relais 6 ist angezogen, so daß der Motorschalter geschlossen ist. Der Widerstand des Relais 6 und der Widerstand 32 bewirken eine Spannungsleilung, welche die Spannung am Punkt 36 bestimmt.

Wenn infolge Temperaturerhöhung am Motor der Widerstandswert des PTC-Widerstandes 30 ansteigt, wächst die Spannung am Abgriff 27. Sobald eine vorgegebene Differenz zur Spannung am Punkt 36 überschritten ist, z.B. 0.7 V, wird der Transistor 33 leitend. Es fließt dann ein Strom über den Widerstand 34, die Kolleklor-Emitter-Strecke des Transistors 33 und den Widerstand 32. Infolge der Spannungsabsenkung an der Basis des Transistors 31 sperrt dieser Transistor, und das Relais 6 fällt ab. Wenn der Widerstandswert des Widerstandes 34 gleich demjenigen des Relais 6 ist, bleibt die Spannung am Punkt 36 unverändert. Beim Absinken der Motortemperatur und einem entsprechenden Absinken der Spannung am Abgriff 27. beispielsweise auf eine Spannungsdifferenz von 0.5 V gegenüber dem Punkt 36, kehrt der beschriebene Schaltungsteil automatisch in den Ruhezustand zurück, indem das Relais 6 erregt ist. Wird der Widerstandswert des Widerstandes 34 etwas größer als derjenige des Relais 6 gewählt, so ist die Spannung am Knotenpunkt 36 beim Ansprechen des zweiten Übertragungskreises 5 niedriger als im Normalzustand. Dann muß die Spannung am Abgriff 27 stärker abfallen, ehe die automatische Wiedereinschaltung erfolgt. Letzteres ist beispielsweise erwünscht, wenn der Motor nach der Übertemperaturabschaltung bis fast auf Raumtemperatur abkühlen soll, ehe ein Wiedereinschalten erfolgt.

Eine Spannungserhöhung am Abgriff 27 erfolgt auch, wenn der Parallelzweig mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 25 und dem Widerstand 26 leitend ist. Dann wird nämlich durch die Parallelschaltung der Widerstände 26 und 28 das Spannungsverhältnis in gleicher Weise verändert, als ob der PTC-Widerstand 30 einen höheren Widerstandswert annehmen würde. Die Steuerung des Transistors 25 erfolgt in Abhängigkeit von der Temperatur des Verdichters derart, daß bei Normaltemperatur der Transistor 25 gesperrt ist und daß er bei Übertemperatur leitet.

Im Normalzustand ist die Spannung am Abgrilf 12 etwa gleich derjenigen am Abgriff 18. Der Transistor 19 sperrt infolgedessen. Wenn aber infolge einer Verdichter-Übertemperatur die Spannung am Abgriff 12 um einen vorgegebenen Wert, z. B. 0,7 V. über die Spannung am Abgriff 18 ansteigt, so wird der Transistor 19 leitend. Sein Kollektor zieht Strom von der Basis des Transistors 20, so daß auch dieser leitend wird. Dessen Emitter zieht Strom von der Basis des Transistors 25, so daß auch letzterer leitend wird. Die beiden Transistoren 19 und 20 beeinflussen sich gegenseitig derart, bis beide Transistoren den vollen Sättigungsstrom führen. Wenn nun die Verdichter-Übertemperatur wieder absinkt und daher die Spannung am Abgriff 12 unter die Spannung am Abgriff 18 sinkt bleibt der Erregungszustand des Übertragungskreises 3 erhalten. Denn der Transistor 19 wird über den Kollektorstrom des Transistors 20 im leitenden Zustand gehalten. Erst wenn die Rückstelltaste 22 gedrückt und damit kurzzeitig die Spannung am Knotenpunkt 21 erhöht wird, erfolgen eine Sperrung des Transistors 20 und damit eine Sperrung des Transistors 19 sowie eine Sperrung des Transistors 25. Mittels der Rückstelltaste 22 wird daher der Parallelzweig 25, 26 stromlos gemacht, die Spannung am Abgriff 27 sinkt, und das Relais 6 zieht wieder an.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche: *«/

1. Schutzschaltung für einen Elektromotor und einen durch diesen angetriebenen Verdichter, bei der ein mindestens einen PTC-Widerstand zum Feststellen einer Temperatur am Verdichter aufweisender Verdichter-Fühlerkreis vorgesehen ist, der über einen ersten Übertragungskreis ein Relais zur Betätigung eines Schalters in der Motorzuleitung steuert, wobei der Übertragungskreis in dem einer Übertemperatur des Verdichters entsprechenden Schaltzustand verbleibt und eine manuelle Rückstellvorrichtung zur Aufhebung des Schaltzustandes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mindestens einen PTC-Widerstand (30) zum Feststellen einer Temperatur am Motor aufweisender Motor-Fühlerkreis (4) vorgesehen ist, der über einen zweiten Übertragungskreis (5) das Relais (6) steuert, und daß an den Eingang des zweiten Übertragungskreises (5) sowohl das Ausgangssignal des Motor-Fühlerkreises als auch das Ausgangssignal des ersten Übertragungskreises (3) geschaltet sind.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor-Fühlerkreis (4) einen den Motorfühler-PTC-Widerstand (30) enthaltenden Spannungsteiler aufweist, an dessen Abgriff (27) der Eingang des zweiten Übertragungskreises (5) geschaltet ist, und daß der erste Übertragungskreis (3) einen steuerbaren Parallelzweig (Transistor 25, Widerstand 26) umfaßt, der einen Teil (Sollwert-Einstellwiderstand 28) des Spannungsteilers überbrückt.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallelzweig einen temperaturunabhängigen Sollwert-Einstellwiderstand (28) auf der dem PTC-Widerstand (30) abgewandten Seite des Abgriffs (27) des Motorfühler-Spannungsteilers überbrückt und die Reihenschaltung eines Widerstandes (26) und der Emitter-Kollektor-Strecke eines vom ersten Übertragungskreis (3) bei Verdichter-Normaltemperatur in den Sperrzustand gesteuerten Transistors (25) aufweist.

4. Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (6) mit der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors (31) und einem Widerstand (32) in Reihe liegt, daß der Emitter des Transistors (31) mit dem Emitter eines Transistors (33) verbunden ist, dessen Basis am Abgriff (27) des Motorfühler-Spannungsteilers liegt, daß die Basis des Transistors (31) mit dem Kollektor des Transistors (33) und über einen Widerstand (34) mit der dem Transistor (31) abgewandten Seite des Relais (6) verbunden ist und daß sich der Widerstandswert des letztgenannten Widerstandes (34) von demjenigen des Relais höchstens so weit unterscheidet, daß bei Wiederherstellung der den Normalzustand anzeigenden Ruhespannung am Abgriff (27) eine automatische Rückstellung des Schaltzustandes des zweiten Übertragungskreises (5) erfolgt.

5. Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vcrdichter-Fühlerkreis (2) einen den Verdichterfühler-PTC-Widerstand (15) enthaltenden Spannungsteiler aufweist, an dessen Abgriff (12) der Kollektor eines Transistors (20) und die Basis eines Transistors (19) angeschlossen sind, daß der Emitter des Transistors (20) mit der Basis des Transistors (25) verbunden ist, daß der Emitter des Transistors (19) mit dem Abgriff (18) eines aus temperaturunabhängigen Widerständen (16,17) bestehenden, parallel zum Verdichterfühler-Spannungsteiler liegenden Spannungsteilers verbunden ist und daß die Basis des Transistors (20) und der Kollektor des Transistors (19) an einen Knotenpunkt (21) angeschlossen sind, der über eine Rückstelltaste (22) mit dem dem Verdichterfühler-PTC-Widerstand (15) abgewandten Ende des Verdichterfühler-Spannungsteilers verbunden ist

6. Schutzschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelltaste (22) mit der Parallelschaltung eines Widerstandes (23) und eines Kondensators (24) in Reihe liegt.