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Titel: Thermistorwärmeschutz ========================================================
Die Erfindung betrifft einen Thermistorwärmeschutz, der als Universalschutz für
elektrische Maschinen gegen ;Wärmeüberlastung bestimmt ist.
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Bisher werden zum Schutz elektrischer Maschinen gegen Wärmeüberlastung
Schaltungen mit Tmperaturfühlern angewendet, die entweder auf dem Prinzip der Wärmedehnbarkeit
von Stoffen beruhen oder mit Thermistorfühlern arbeiten, die bei einer plötzlichen
Änderung des elektrischen iderstandes bei einer bestimmten Temperatur arbeiten,
Die Thermistorfühler sind zuverlässig und genau, weil sie keine mechanischen Schaltelemente
enthalten und bei diesen ein vollkommener Wärmeübergang möglich ist. Im Hinblick
auf ihre kleine Abmessungen
ist es möglich, diese in die Wicklung
der elektrischen Maschinen vor ihrer Imprägnierung einzubauen.
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Bei keiner bekannten Schaltung besteht jedoch die Möglichkeit, nach
dem Einbauen der Temperaturfühler die Abschalttemperatur im Bereich von mehreren
Temperaturgraden beim Anschluß von zwei oder mehr Temperaturfühlern einzustellen,
die noch dazu in Teilen der Maschine mit unterschiedlichem Zeitverlauf der Temperatur
und einer unterschiedlichen Abführung der Wärme in die Umgebung angebracht sind.
Das bedeutet, daß die bisher benützten Schaltungen nicht den Temperaturverhältnissen
in der Maschine beim Betrieb angepaßt werden können und auf diese Weise die volle
wirtschaftliche Ausnützung der Maschine nicht gesichert werden kann, Darüber hinaus
ist es notwendig, für diese bisher angewendeten Schutzschalter ein großes Sortiment
von Temperaturfühlern mit Abschalttemperaturen, die z. B. je 50C abgestuft sind,
auf Lager zu halten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angeführten Nachteile
zu beseitigen und einen Thermistorwärmeschutz für elektrische Maschinen zu schaffen,
der aus einem Auswertungskreis, zwei einstellbaren stabilisierten Gleichspannungsquellen,
einer Quelle der Gleichspannung und mindestens zwei Thermistorfühlern, die in den
wärmebeanspruchten Teilen der Maschine angebracht sind, besteht
und
der eine Einstellung an die in der Maschine auftretenden Temperaturen nach dem Einbau
erlaubt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder der Thermistorfühler
mit einem Ausgang an einen gemeinsamen Knotenpunkt an den positiven Pol der ersten
Quelle der einstellbaren stabilisierten Gleichspannung angeschlossen ist, deren
negativer Pol mit dem negativen Pol der zweiten Quelle der einstellbaren stabilisierten
Gleichspannung mit dem negativen Pol der Quelle der Gleichspannung und mit der Kathode
des Thyristors verbunden ist, wobei jede der anderen Ausgangsleitungen der Thermistorfühler
über einen Widerstand an den positiven Pol der zweiten Quelle der einstellbaren
stabilisierten Gleichspannung angeschlossen ist, wobei jeder gemeinsame Knotenpunkt
des Widerstandes mit einem Thermistorfühler über eine Diode an eine Kathode der
Zenerdiode derart angeschlossen ist, daß die Kathode von allen Dioden einen gemeinsamen
Knotenpunkt mit der Kathode der Zenerdiode bilden, deren Anode an eine Steuerelektrode
des Thyristors angeschlossen ist, dessen Anode über einen Schutzwiderstand und mit
diesen serienweise eingeshhalteten Widerstand an den positiven Pol der Gleispannungsquelle
angeschlossen ist, wobei der gemeinsame Knotenpunkt des Schutzwiderstandes und des
Widerstandes einen Ausgang des Steuerspannungssignals aus dem Auswertungskreis bilden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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In einem elektrischen Motor M sind Thermistorfühler RT1, ROT2, RT3
angebracht, von denen jeder an einer anderen Stelle der Statorwicklung des elektrischen
Motors M angebracht ist.
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Die eigentliche Schutzeinheit, angebracht in ihrer Deckung in einem
Steuerpult, Verteiler prä,, besteht aus einem Auswertungskreis V, einer Quelle Z,
und weiter aus einem Transformator TR1, einem Relais B, einer Diode Da, einem Thyristor
T2, einem Kondensator C und einer Zenerdiode ZD2. Der Transformator Tal weist zwei
Sekunn därwicklungen auf. Aus einer wird die Quelle Z gespeist und die zweite ist
über eine Thyristor T2 an eine Spule des Relais B angeichlossen, die durch die Diode
DA überbrückt wird, Der Auswertungskreis V besteht aus Widerständen R1, R2, R3,
Dioden D1, D2, D3, einer Zenerdiode ZD1, einem Thyristor T1, einem Schutzwiderstand
Ra und einem Widerstand Rb. Die Quelle Z hat die Ausführung der ersten einstellbaren
stabilisierten Gleichspannung Ur, deren Einstellung auf einer Skala abzulesen ist,
die Ausführung der zweiten einstellbaren stabilisierten Spannung Us und die Ausführung
der Gleichspannung Uk, Der elektrische Motor M ist an ein
Netz über
Sicherungen P, Kontakte 15 des Schaltschützes und Überstromrelais F angeschlossen.
Die Steuerwechselspannung wird aus dem Netz über Sicherungen Pl, P2, einen Trenntransformator
TR2 und Sicherungen P3 und P4 abgeleitet, Im Kreis der Spule S des Schützes ist
eine Abschalttaste AO des elektrischen Motors M, das erste Paar Kontakte der Einschalttaste
Al des elektrischen Motors M, die Hilfskontakte 2S, die Kontakte 10 und 12 des Relais
B und die Abschaltkontakte 1F des Überstromrelais F eingeschaltet. Das zweite Paar
Kontakte der Einschalttaste Al des elektrischen Motors M dient zur Sicherung der
Speisung- dei ganzen Thermistorwärmeschutzes im Augenblick des Anlassens des elektrischen
Motors M, ehe diese Funktion durch die Kontakte 13 und 15 des Relais B übernommen
werden.
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denn die Temperatur des elektrischen Motors M durch die erste einstellbare
stabilisierte Gleichspannung Ur den eingestellten Grenzwert nicht übersteigt, bei
dem der Schutz einwirkt, wächst der widerstand von keinem der Thermistorfühler RTl,
RT2, RT3 in der Weise, daß nach dem Drücken der Einschalttaste Al die Spannung an
der Zenerdiode Zdl die Höhe ihrer Zenerspannung erreicht.
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An der Steuerelektrode des Thyristors Tl ist in diesem Augenblick
kein Signal und der Thyristor bleibt geschlossen. Der Kondensator C ladet sich auf
eine
solche Spannung auf, daß die Spannung an der Zenerdiode ZD2
ihre Zenerspannung erreicht und der Thyristor T2 öffnet sich durch den Einfluß des
Signals an der Steuerelektrode. Durch die Spule des Relais B beginnt der PulsatLonsstrom
zu fließen, schaltet das Relais B und die Kontakte 10 und 12 schließen die Spule
S des Schützes an das Netz und der elektrische Motor M läuft an.
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Wenn beim Betrieb des elektrischen Motors M die Temperatur eines der
Thermistorfühler Rl, RT2, RT3 den eingestellten Grenzwert übersteigt, wächst der
elektrische Widerstand dieses Thermistorfühlers auf die Weise, daß die Spannung
an der Zenerdiode ZDl die Höhe ihrer Zenerspannung erreicht und der Thyristor Tl
sich öffnet, die Spannung am Kondensator C sinkt unter die Zenerspannung der Zenerdiode
ZD2, durch den Thyristor ?2 hört der Pulsationsstrom auf zu fließen und das Relais
R fällt ab. Durch Abschalten der Kontakte 10 und 12 des Relais B schalten die Kontakte
1S und 2S des Schützews ab und der elektrische Motor M bleibt stehen.
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Durch Abschalten der Kontakte 13 und 15 des Relais B wird die ganze
Speisung des Thermistorwärmeschutzes abgeschaltet, so daß die Funktion des Thyristors
Tl für den erneuten Anlauf des elektrischen Motors M wieder hergestellt wird.
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Die Abschaltung des Thermistorwärmeschutzes wird durch den beliebigen
Thermistorfühler RTl, RT2, RT3 verursacht, dessen Temperatur die eingestellte Grenztemperatur
ohne Rücksicht auf den Wärmezustand der kälteren Fühler übersteigt.
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Der Thermistorwärmeschutz schaltet auch in dem Fall ab, daß seine
Speisung unterbrochen wird.
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Die Ausschließung der Spule S des Schützes durch die Schalttaste Al
ist wieder möglich, wenn die Temperatur alle Thermistorfühler RTl, RT2, und RT3
unter den eingestellten Grenzwert sinkt. Der Grenzwert der Temperatur des Thermistorfühlers
RTl, RT2, RT3, bei welcher der Thermistorwärmeschutz einwirkt, kann im Bereich von
einigen Zehnergraden durch die Änderung der ersten einstellbaren stabilisierten
Gleichspannung Ur eingestellt werden, deren Einstellung auf der Skala bezeichnet
ist, die ein Maßstab des Grenzwertes der Temperatur ist, bei welcher der Thermistorwärmeschutz
einwirkt.
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Durch die Einstellung der zweiten einstellbaren stabilisierten Gleichspannung
Us kann der Einfluß der Streuung der Zenerspannung der Zenerdiode ZDl auf die Funktion
des Thermistorwärmeschutzes kompensiert werden.
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Ohne die Erfindung zu ändern, kann sie auch für andere Vorrichtungen
angewendet werden, die ähnliche Anforderungen auf das Verfolgen von Grenswärmezuständen
aufweisen.