DE2700841A1

DE2700841A1 - Motorschutz-schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE2700841A1
Application number: DE19772700841
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-01-11
Filing date: 1977-01-11
Publication date: 1978-07-13
Also published as: GB1594036A; FR2377106A1; IT1089685B

Description

Kw 3767

Friedrich Kriwan, Forchtenberg

Motorschutz-Schaltungsanordnung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz von Motoren gegen thermische überlastung, enthaltend ein Schaltrelais, eine Steuerschaltung für das Schaltrelais sowie wenigstens einen Kaltleiter-Temperaturfühler, der Bestandteil eines die Steuerschaltung betätigenden Spannungsteilers ist, wobei die Steuerschaltung bei Erreichen eines bestimmten Spannungsteiler-Verhältnisses betätigt und hierdurch der Motor vom Schaltrelais abgeschaltet wird.

Kaltleiter-Temperaturfühler ändern ihren Widerstandswert im Bereich von -20°C bis kurz vor der Nennabschalttemperatur (beispielsweise 110°C) nur geringfügig. Erst kurz vor Erreichen der Nennabschalttemperatur steigt der Widerstand des Kaltleiter-Temperaturfühlers sprunghaft an. Demgemäß sinkt der Widerstandswert eines Kaltleiter-Temperaturfühlers nach einer Abkühlung des Motors um wenige Grad (etwa 1 bis 3°) bereits wieder unter den Viert, bei dem eine Wiedereinschaltung des Motors erfolgt.

Diese schnelle Widereinschaltbereitschaft ist zwar für manche Anwendungsfälle erwünscht. Im allgemeinen ist jedoch die durch die kleine Temperaturdifferenz zwischen Abschalt- und Wiedereinschaltpunkt bedingte hohe Schalthäufigkeit des angeschlossenen Motors ein Nachteil. Andererseits darf bei manchen Anlagen auch keine automatische Verriegelung des Abschaltzustandes im Störungsfalle erfolgen (so würde etwa eine generelle Abschaltung von Kältekom-

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pressoren für Kühlanlagen das Kühlgut verderben lassen).

Eine Möglichkeit, einerseits ein zu rasches Wiedereinschalten eines aufgrund thermischer überlastung abgeschalteten Motors zu verhindern, andererseits jedoch sicherzustellen, daß der Motor nach einer gewissen Zeit erneut eingeschaltet wird, besteht in der Verwendung zusätzlicher Zeitrelais, welche die durch den Kaltleiter-Temperaturfühler bedingte hohe Schalthäufigkeit herabsetzen. Der Nachteil dieser Lösung besteht jedoch in den verhältnismäßig hohen Mehrkosten, die durch solche zusätzliche Zeitrelais bedingt sind.

Gegenstand einer älteren Anmeldung (P 25 32 956.0) des Anmelders ist eine Motorschutz-Schaltungsanordnung, bei der das Spannungsteilerverhältnis des den Kaltleiter-Temperaturfühler enthaltenden, die Steuerschaltung des Schaltrelais betätigenden Spannungsteilers im Abschaltzeitpunkt durch einen weiteren Widerstand im Sinne einer Herabsetzung des Wiedereinschaltwertes des Kaltleiter-Temperaturfühlers verschoben wird. Auf diese Weise wird mit sehr einfachen schaltungstechnischen Mitteln der Wiedereinschaltwert des Kaltleiter-Temperaturfühlers um einen gewissen Temperaturbereich herabgesetzt.

Bei der Weiterentwicklung der Motorschutz-Schaltungsanordnung gemäß diesem älteren Vorschlag hat es sich nun als wünschenswert erwiesen, den Wiedereinschalt-Temperaturwert im Bedarfsfalle noch weiter herabzusetzen oder, mit anderen Worten, eine längere, jedoch zeitlich begrenzte Verriegelung des Abschaltzustandes zu erzielen.

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pressoren für Kühlanlagen das Kühlgut verderben lassen).

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Motorschutz-Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß diese Forderung erfüllt wird.

Diese Aufgabe wird erfinflungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Thermoschalter mit einer niedrigeren Schalttemperatur als der Kaltleiter-Temperaturfühler so angeordnet ist, daß er das Spannungsteiler-Verhältnis im Sinne einer zeitweisen Verriegelung des Abschaltzustandes verschiebt.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird also einerseits im Störungsfall die geringe Masse des sehr empfindlichen Kaltleiter-Temperaturfühlers zur schnellen Abschaltung des Motors ausgenutzt, während andererseits die große Masse der Maschine über den Thermoschalter erst nach einem gewissen Zeitintervall (entsprechend der Abkühlung der Maschine) die Wiedereinschaltung auslöst. Auf diese Weise wird der Forderung Rechnung getragen, bei einer anhaltenden Störung die Wiedereinschalthäufigkeit zu verringern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen

Fig. 1 ein Prinzip-Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;

Fig. 2 ein Temperatur-Zeit-Diagramm der Schaltungsanordnung ohne Verwendung des Thermoschalters T;

Fig. 3 ein Temperatur-Zeit-Diagramm der Schaltungsanordnung mit dem Thermoschalter T.

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Die dargestellte Schaltungsanordnung zum Schutz eines nicht veranschaulichten Motors gegen thermische überlastung enthält im wesentlichen ein Schaltrelais d1, einen als Steuerschaltung für das Schaltrelais dienenden Schmitt-Trigger sowie wenigstens einen Kaltleiter-Temperaturfühler PTC, der in gutem Wärmekontakt mit der Wicklung des zu schützenden Motors angeordnet ist.

Der Schmitt-Trigger besteht aus den Transistoren p1 und p2 sowie den Widerständen r2, r3, r4 und r5.

Die Stromversorgung des Auslösegerätes G erfolgt mit Gleichstrom an den Klemmen 4, 5 (selbstverständlich kann das Auslösegerät auch einen eingebauten Netzteil zur Gleichstromversorgung enthalten).

Mit den Klemmen 11, 12 und 14 sind das Motorschutz- und evtl. ein Meldegerät verbunden.

Der Kaltleiter-Temperaturfühler PTC liegt zwischen den Klemmen 1 und 2. Zwischen die Klemme 1 und eine Klemme 3, die mit dem Kollektor des Transistors p2 verbunden ist, liegt die Reihenschaltung des Thermoschalters T und eines Schutzwiderstandes rl.

Schließlich enthält die Schaltung noch einen Widerstand r1_# der zusammen mit dem Kaltleiter-Temperaturfühler PTC einen Spannungsteiler bildet, der zwischen der Speisespannung (Klemmen 4, 5) liegt und dessen Abgriff (Klemme 1) mit der Basis des Transistors p1 verbunden ist.

Der Thermoaschalter T ist beispielsweise im Klemmenkasten des Maschinengehäuses angeordnet. Er besitzt eine wesentlich niedrigere Schalttemperatur als der Kaltleiter-Temperaturfühler PTC.

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Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung sei zunächst die Funktion für den Fall erläutert, daß der Thermoschalter T nicht vorgesehen ist (in diesem Falle besteht also keine Verbindung zwischen den Klemmen 1 und 3).

Im Normalbetrieb des Motors ist der Transistor p1 nicht leitend und der Transistor p2 leitend. Das Schaltrelais d1 ist erregt; der Motor eingeschaltet. Der Kaltleiter-Temperaturfühler PTC besitzt einen niedrigen Widerstandswert, so daß der zwischen den Klemmen 1 und 2 auftretende Spannungsabfall nicht ausreicht, um den Transistor p1 leitend zu machen.

Erreicht nun der Motor seine Abschalttemperatur von beispielsweise 110°C (vgl. Fig. 2), so steigt der Widerstandswert des Kaltleiter-Temperaturfühlers PTC sprunghaft an. Die an den Klemmen 1 und 2 auftretende Spannung übersteigt die Schaltschwelle des Transistors p1. Dieser Transistor p1 wird damit leitend und der Transistor p2 gesperrt. Das Schaltrelais d1 fällt ab und schaltet den Motor aus.

Sinkt dann die Motortemperatur beispielsweise auf etwa 105°C, so verringert sich der Widerstandswert des Kaltleiter-Temperaturfühlers PTC bereits so weit, daß der Transistor p1 wieder in den nicht leitenden Schaltzustand geht und der Transistor p2 leitend wird, was eine erneute Einschaltung des Motors zur Folge hat. Es ergibt sich infolgedessen in diesem Falle ein rasches Ein- und Ausschalten des Motors etwa zwischen den Temperaturwerten 105 und 110°C (vgl. Fig. 2).

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Diese in vielen Fällen sehr unerwünschte große Schalthäufigkeit wird nun durch den in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zusätzlich vorgesehenen Thermoschalter T verhindert.

Wird der Motor in Betrieb genommen, so ist der Thermoschalter T zunächst geöffnet, weil seine Ansprechtemperatur, beispielsweise 7O°C, noch nicht erreicht ist. Wird diese Ansprechtemperatur im Laufe des Betriebs erreicht, so hat das Schließen des Thermoschalters T zunächst noch keine Folgen, da der Kaltleiter-Temperaturfühler PTC den Schmitt-Trigger noch nicht betätigt hat. Erreicht dann der Kaltleiter-Temperaturfühler PTC seine Schalttemperatur (im angeommenen Falle 11O°C), so betätigt er in der bereits erläuterten Weise den Schmitt-Trigger T und schaltet den Motor über das Schaltrelais d1 ab.

Die Unterbrechung des bis dahin über das Schaltrelais d1 fließenden Kollektorstromes des Transistors p2 hat zur Folge, daß an der Klemme 3 die Betriebsspannung (positives Potential der Klemme 4) erscheint. Damit liegt nun die Reihenschaltung des geschlossenen Thermoschalters T und des Schutzwiderstandes r7 parallel zum Widerstand r1 des (bis dahin aus dem Widerstand r1 und dem Kaltleiter-Temperaturfühler PTC gebildeten) Spannungsteilers. Hierdurch wird das Spannungsteiler-Verhältnis so weit verschoben, daß die bei der nun folgenden Abkühlung des Motors eintretende Verringerung des Widerstandswertes des Kaltleiter-Temperaturfühlers PTC keine erneute Betätigung des Schmitt-Triggers zur Folge hat. Der Transistor p1 des Schmitt-Triggers bleibt vielmehr leitend (und damit der Transistor p2 gesperrt), bis die Maschinentemperatur auf den Schaltwert des Thermoschalters T abgefallen ist (d.h. im angenommenen Falle auf eine Temperatur von etwa 7O°C).

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Zu diesem Zeitpunkt öffnet der Thermoschalter T, womit wieder das vom Widerstand r1 und vom Kaltleiter-Temperaturfühler PTC gebildete Spannungsteilerverhältnis wirksam wird, was eine sofortige Betätigung des Schmitt-Triggers (im Sinne einer Wiedereinschaltung des Motors) zur Folge hat.

Auf diese Weise ergibt sich die aus Fig. 3 ersichtliche, wesentlich kleinere Schalthäufigkeit (Ein- und Ausschalten zwischen den Temperaturen 70 und 110°C).

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Claims

Patentansprüche

f 1. !Schaltungsanordnung zum Schutz von Motoren gegen thermische Überlastung, enthaltend ein Schaltrelais, eine Steuerschaltung für*das Schaltrelais sowie wenigstens einen Kaltleiter-Temperaturfühler, der Bestandteil eines die Steuerschaltung betätigenden Spannungsteilers ist, wobei die Steuerschaltung bei Erreichen eines bestimmten Spannungsteiler-Verhältnisses betätigt und hierdurch der Motor vom Schaltrelais abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Thermoschalter (T) mit einer niedrigeren Schalttemperatur als der Kaltleiter-Temperaturfühler (PTC) so angeordnet ist, daß er das Spannungsteiler-Verhältnis im Sinne einer zeitweisen Verriegelung des Abschaltzustandes verschiebt.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Steuerschaltung durch einen Schmitt-Trigger gebildet wird, das Schaltrelais im Kollektor-Stromkreis des einen Transistors des Schmitt-Triggers angeordnet ist und der Kaltleiter-Temperaturfühler an die Basis des anderen Transistors des Schmitt-Triggers angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kollektor des erstgenannten Transistors (p2) und der Basis des anderen Transistors (p1) die Reihenschaltung eines Schutzwiderstandes (r7) und des Thermoschalters (T) angeordnet ist.

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ORIGINAL INSPECTED