DE754475C - Elektromagnetisches Schuetz - Google Patents

Elektromagnetisches Schuetz

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DE754475C
DE754475C DEST61987D DEST061987D DE754475C DE 754475 C DE754475 C DE 754475C DE ST61987 D DEST61987 D DE ST61987D DE ST061987 D DEST061987 D DE ST061987D DE 754475 C DE754475 C DE 754475C
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DE
Germany
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temperature
heating
electromagnetic contactor
motor
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Expired
Application number
DEST61987D
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English (en)
Inventor
Carl-Heinz Sturm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STOTZ APPBAU GmbH
Original Assignee
STOTZ APPBAU GmbH
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14Electrothermal mechanisms
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/04Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
    • H02H5/042Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature using temperature dependent resistors

Landscapes

  • Protection Of Generators And Motors (AREA)

Description

  • Elektromagnetisches Schütz Zum Schutze elektrischer Stromverbraucher sind selbsttätige Überstromschalter, beispielsweise auch Motorschutzschalter, bekannt, die neben einem elektromagnetischen Au:slöseelement ein thermisches Auslöseglied in Form meist eines Bimetallstreifens aufweisen, der entweder' unmittelbar vom Verbrauchsstrom durchflossen oder mittelbar durch ein Heizpaket erwärmt wird. Derartige thermische Abbilder des zu schützenden Gerätes sprechen lediglich unter dem Einfluß der Höhe des Verbrauchsstromes an., schützen also das Gerät nur .gegen von zu hoher Stromaufnahme herrührende übermäßige Erwärmung. Es ist aber nicht gleichgültig, ob beispielsweise ein Elektromotor bei sehr hoher oder sehr niedrigerAußentemperatur arbeitet, besonders gut gekühlt werden kann oder nicht. So ist offenbar ein zum Antrieb etwa eines Rauchgasgebläses in einem warmen Kesselhaus dienender Motor offenbar der Gefahr einer übermäßigen Erwärmung schon bei geringeren. Verbrauchsströmen ausgesetzt, während der gleiche Motor, wenn er unmittelbar mit einer Kreiselpumpe zur Förderung kalten Wassers gekuppelt ist, bei gleicher Anspreehstromstärke der Schutzvorrichtung nicht genügend ausgenutzt sein würde. Der Versuch, das thermischeAbbild unter Berücksichtigung der äußeren Betriebsverhältnisse auszubilden, scheitert allein schon daran, daß sich die Außentemperatur sehr leicht und binnen kürzester Frist ändern kann, wenn z. B. ein Flugzeug vom hohen Norden kommend in heiße Breitengrade fliegt.
  • Es ist vielfach versucht worden, thermische Abbilder gegen wechselnde Raumtemperatur zu kompensieren, z. B. durch besondere Ausgleichbimetallstreifen. Vorschläge dieser Art sind jedoch allein schon deshalb fehlgeschlagen, weil es bei der notwendigerweise dicht benachbarten Lagerung der beiden Bimetallstreifen nicht in ausreichendem Maße gelingt, den Kompensationsbimetallstreifen gegen ungewollte Erwärmung durch den Arbeitshimetallstreifen zu schützen.
  • Es ist ferner bekanntgeworden, daß in :Maschinenlagern gasgesteuerte Thermostate vorgesehen werden, bei denen der von der Temperatur abhängige Gasdruck auf Membranen wirkt, und man hat derartige Thermostate derart ausgebildet, daß bei übermäßigem Anstieg der Lagertemperatur die Antriebsmaschine abgeschaltet oder ein Warnsignal betätigt wird. Derartige überwachungsvorrichtungen sprechen aber lediglich unter dem Einfluß äußerer Betriebsverhältnisse, wie Lagertemperaturen u. dgl., an. Es hat sich überdies erwiesen, daß ein wirklicher Schutz beim Vorhandensein nur eines einzigen Wärmefühlers nicht erzielt werden kann, weshalb man mehrere derartige Wärmefühler anordnete und ihr Ansprechen von den Temperaturdifferenzen z. B. zweier Lagerstellen abhängig machte. Dabei hat man als Wärmefühler bereits Widerstände benutzt, die in den Stromkreis eines Elektromagneten geschaltet sind und einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen, so daß der Widerstand mit steigender Temperatur anwächst. Derartige Wärmewächter sind nicht geeignet zum vollkommenen Schutz von elektrischen Stromverbrauchern, die sowohl unter dem Einfluß äußerer Betriebsverhältnisse als auch in Abhängigkeit von zu hoher Stromaufnahme einer gefahrdrohenden Erwärmung ausgesetzt sind.
  • Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schütz zum Schutz elektrischer Stromverbraucher gegen zu hohe Erwärmung. Das Schütz nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Schutzspule in Reihe mit einem bei Temperaturschwankungen veränderlichen Widerstand geschaltet ist, der zugleich mittelbar durch ein vom Verbrauchsstrom durchflossenes Heizpaket erwärmt wird. Ein derartiges elektromagnetisches Schütz unterliegt somit der Beeinflussung einerseits durch den Verbrauchsstrom des zu schützenden. Gerätes, andererseits durch die äußeren Betriebsverhältnisse. Mittels ein und desselben Schützes nach der Erfindung gelingt es daher, beispielsweise in ein Flugzeug eingebaute Elektromötoren gegen übermäßige Erwärmung zu schützen, gleichgültig ob der Elektromotor in der Nähe des Flugmotors untergebracht oder im Flügel dem Fahrwind ausgesetzt ist, obwohl die dabei auftretenden Temperaturen bis zu ioo° C voneinander abweichen können.
  • Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, als veränderlichen Widerstand einen solchen mit negativem Temperaturkoeffizienten zu verwenden, dessen Widerstand also bei Temperaturanstieg stark abfällt. Solche Widerstände aus Kupfer-, Uranoxyd o. dgl. (Heißleiter) sind an sich bekannt. Ein elektromagnetisches Schütz nach der Erfindung mit einem Heißleiter hat gegenüber einem solchen mit einem Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten einen wesentlich geringeren Stromverbrauch und zeigt ferner einen wesentlich robusteren Aufbau. Die Widerstandsänderung eines Heißleiters bei gleicher Temperaturänderung ist sehr viel größer als die Änderung eines `'Widerstandes mit positiven Temperaturkoeffizienten. Durch dieses starke Ändern des Widerstandes wird auch bei robusterem Aufbau des Schützes eine hohe Ansprechgenauigkeit erzielt.
  • Der veränderliche Widerstand und das zugehörige Heizpaket werden zweckmäßig in einem Anschlußklemmen tragenden Kasten untergebracht, welcher an das zu schützende Gerät angebaut, z. B. auf den zu schützenden Motor aufgesetzt wird. Es ist ohne weiteres möglich, jedes bereits installierte Gerät ohne nennenswerte Änderung mit einem -Schütz nach der Erfindung auszurüsten, dadurch also weitgehend Schutz gegen übermäßige Erwärmung und andererseits bestmögliche Ausnutzung zu gewährleisten.
  • Die Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes bei Anwendung zum Schutze eines Elektromotors. Abb. i veranschaulicht das Schaltschema; Abb. 2 läßt eine besondere Ausführungsmöglichkeit erkennen.
  • Bei der Ausführung nach Abb. i soll ein Elektromotor a gegen übermäßigen Temperaturanstieg gesichert werden. Während' die eine Phase b des Netzes unmittelbar an den Motor a gelegt ist, führt die zweite Phase c über eine Unterbrechungsstelle d im Schütz und anschließend über ein Heizpaket e in den Motor a. An die Phasen b, c ist mit einer Hilfsleitung f die Schutzspule g und in Reihe hiermit ein Widerstand la mit negativem Temperaturkoeffizienten geschaltet. Der Anker des Schützes trägt eine Kontaktbrücke i.
  • Die Wirkungsweise des Schützes nach der -Erfindung ist folgende: Es ist angenommen, daß bei der in Abb.. r -veranschaulichten Lage der Teile der Motor a eine zu hohe Temperatur angenommen hat, so daß das Schütz g soeben die Phase c an der Unterbrechungsstelle d geöffnet hat. Kühlt sich nunmehr der Motor ab, so steigt zufolge Nachlassens der Temperatur der Widerstand des Heißleiters h, die Spule g wird demgemäß von einem mehr und mehr sinkenden Strom durchflossen, so daß der Anker nicht mehr in angezogenem Zustand gehalten werden kann, sondern unter dem Einfluß seines Eigengewichtes oder einer nicht dargestellten Feder zum Abfallen gebracht wird, in welcher Lage die Unterbrechungsstelle d durch die Brücke i geschlossen wird. Der nunmehr wieder laufende Motor kann einerseits eine zu hohe Stromaufnahme erfahren, was zu einer stärkeren Beheizung durch das Heizpaket e führt. Die starke Erwärmung des Heißleiters h führt zu einem Absinken des Widerstandes, d. h. zu einem Stromanstieg in- der Spule g und zu einem Ansprechen des Ankers mit der Kontaktbrücke i. Es kann aber andererseits möglich sein, daß der Motor a, ohne daß er von einem, noch so geringen -Überstrom durchflossen würde, durch äußere Verhältnisse erwärmt wird, z. B. dadurch, daß in der Nähe des Motors ein Brand ausbricht. Diese Temperaturerhöhung hat dann ebenfalls zur Folge, daß der Heißleiter h sich mehr und mehr erwärmt, sein Widerstand abnimmt, also auch in diesem Falle die Stromaufnahme der Spule g steigt, bis der Anker angezogen und die -Phase c an den Kontakten d unterbrochen wird. Der Motor a ist also gegen jedwede Temperaturerhöhung übermäßiger Art geschützt, gleichgültig ob dies von zu hoher Stromaufnahme oder von äußeren betrieblichen Verhältnissen herrührt. Wird der gleiche Motor mit der gleichen Schutzvorrichtung einmal in kälteren, ein anderes Mal in wärmeren Breitengraden verwendet, so spricht das elektromagnetische Schütz nach der Erfindung stets in .der Weise an, daß bei Erreichen einer ganz bestimmten, zweckmäßig einstellbaren Temperatur der Motor abgeschaltet wird. Der in kälteren Breitengraden verwendete Motor wird diese Temperatur später, zum mindesten. bei höheren Überströmen, erreichen, kann also weitgehender ausgenutzt werden.
  • Naturgemäß muß nicht als Widerstand h ein Heißleiter, also ein solcher mit negativem Temperaturkoeffizienten verwendet werden. Es ist ohne weiteres möglich, das Schütz nach der Erfindung mit einem Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten auszurüsten. Dann wird unterhalb der gefahrbringen- i den Temperatur wegen zu geringen Widerstandes la die Schützspule g von- so hohem Strom durchflossen, daß sie die Kontaktbrücke i entgegen dem Eigengewicht des Ankers oder einer Federkraft in. StromschluB-lage hält. Bei einer solchen Ausführung ist der Stromverb.räbch ein höherer gegenüber solchen Schützen, die einen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten enthalten.
  • Abb. a veranschaulicht ein elektromagnetisches Schütz in Form eines für sich geschlossenen Aggregates, welches in Nähe des Klemmkastens j auf den zu schützenden Motor a aufgesetzt wird. Innerhalb des Kastens k, welcher mit Anschlußklemmen m versehen ist, liegt der Widerstand h mit beispielsweise negativem Temperaturkoeffizienten, er .ist durch eine Asbest- oder Glimmerisolation n gegen den darauf gewickelten Heizleiter e isoliert, -der seinerseits noch eine Isolationsschicht o aufweisen kann. Die aus Heißleiter h und Heizwicklung e bestehende Patrone wird durch eine Vergußmasse p im Gehäuse k festgehalten. Man hat es in der Hand, beispielsweise durch mehr oder weniger Einbringen von leitenden Stoffen, wie Quarzsand, in die Vergußmasse die thermische Charakteristik zu beeinflussen. Ebenso lassen sich durch verschiedene Stärke der Isolationsschichten zwischen Heißleiter lt und Heizwicklung e und zwischen Heizwicklung e und Vergußmassep, schließlich auch zwischen Heißleiter h und Heizwicklung e oder zwischen Heizwicklung e undVergußmasse p verschiedene Charakteristiken herbeiführen. Durch .diese Anpassungsmöglichkeit kann das Schütz nach der Erfindung ein in Erwärmung und Abkühlung genaues thermisches. Abbild des Stromverbrauchers darstellen.
  • Das elektromagnetische Schütz braucht nicht unmittelbar den Verbrauchsstromkreis abzuschalten, sondern kann auf besonderen Relais arbeiten oder Warnsignale betätigen, die gegebenenfalls sehr kurz vor Erreichen der Höchsttemperatur zum Ansprechen gebracht werden können. Zwischen dem Stromverbraucher und dem Netz wird zweckmäßigerweise noch ein besonderer Kurzschlußschutz in Form einer Schmelzsicherung oder eines selbsttätigen Schalters vorgesehen.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: Z. Elektromagnetisches Schütz zum Schutz elektrischer Stromverbraucher gegen zu hohe Erwärmung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schützspule (g) in Reihe mit einem bei Temperaturschwankungen veränderlichen Widerstand (h) geschaltet ist, der zugleich mittelbar durch ein vom Verbrauchsstrom durchflossenes Heizpaket (e) erwärmt wird.
  2. 2. Elektromagnetisches Schütz nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als veränderlicher Widerstand (h) ein solcher mit negativem Temperaturkoeffizienten verwendet ist.
  3. 3. Elektromagnetisches Schütz nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Widerstand (1a) mit dem Heizpaket (e) in einem Anschlußklemmen (m) tragenden Kasten (k) untergebracht ist, welcher an das zu schützende Gerät angebaut, z. B. auf den zu schützenden Motor (a) aufgesetzt wird.
DEST61987D 1942-06-25 1942-06-25 Elektromagnetisches Schuetz Expired DE754475C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4000152A1 (de) * 1989-01-05 1990-07-12 Telemecanique Electrique Elektronisches thermorelais und hierfuer geeignetes thermisches element

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE383258C (de) * 1923-10-11 Starkstrom Appbau G M B H Zeitschaltung an Selbstanlasserschuetzen fuer Elektromotoren
DE693426C (de) * 1935-05-11 1940-07-09 Aeg Einrichtung zur Temperaturkompensation bei elektrischen Geraeten
DE691232C (de) * 1938-08-02 1945-01-24 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Einrichtung zur temperaturabhaengigen Ein- und Ausschaltung der Energiequelle einer Kaeltemaschine

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