JP2983551B2 - 電気モータの温度調製装置 - Google Patents

電気モータの温度調製装置

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    • H02H7/0852—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load directly responsive to abnormal temperature by using a temperature sensor

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、温度センサと、モータに前置接続され冷却
体上に取り付けられた半導体スイッチと、位相制御装置
とが設けられており、前記の温度センサと半導体スイッ
チは、前記モータの冷却空気流中に熱的結合状態で配置
されており、前記位相制御装置は、温度上昇時に前記モ
ータに対する導通角を低減する、電気モータの温度調整
装置に関する。
縦来技術 過負荷防止ないし電流制限を作動させる、電気モータ
の温度調整装置は既に公知である。この種の装置は、モ
ータ電流のないし負荷電流の流される測定抵抗を有して
おり、その電圧降下が評価回路に導びかれる。前もつて
設定された限界値を超えるとモータに対する電流供給を
低減するかあるいは中断する。この種の回路は半導体メ
ーカーの専門誌に、例えば“Telefunken−Elektronik,D
atenbuch1984"の「位相制御回路と零電圧スイツチ」
に、あるいは“Motorola/Plessey,1982,Motorspeed app
lications using the TDA2085A"に記載されている。こ
れらの過負荷防止回路の場合、モータ電流が確かにモー
タの負荷状態に関するデータを供給するが、モータの熱
状態に関するデータは供給しないという欠点を有する。
しかし過負荷を防止するためには結局、モータの熱状態
を検出するだけで十分である。
ドイツ連邦共和国特許出願公開公報3422485号にはモ
ータの負荷電流により加熱される測定抵抗を介してモー
タの熱状態が測定される。この測定抵抗をモータの冷却
空気流の中に配置することにより、この測定抵抗は、電
流に依存する熱のみならず空気流の温度も検出する。こ
の場合、電流を熱へ変換するために基本的に特別な構成
の測定抵抗が必要とされるという欠点を有する。しか
も、モータの熱的な時定数を決定する静特性量すなわち
熱抵抗および熱容量は、測定抵抗の場合には著しく不精
確にシミュレートされすなわち模擬的に形成され、しか
もそれは変動する可能性がある。
発明の解決しようとする課題 したがって本発明の課題は、上述の欠点を回避し、モ
ータの温度特性に容易に適合調整することができ、きわ
めて精確に制御の行われる電気モータの温度調整装置を
提供することにある。
課題を解決するための手段 本発明によればこの課題は、モータの温度特性を捕捉
するため、温度センサは半導体スイッチとともに、該半
導体スイッチに対し間隔をおいて冷却体上に配置されて
おり、前記温度センサは、モータの冷却空気流の熱によ
っても冷却体の熱によっても加熱され、該冷却体は半導
体スイッチによっても加熱され、該冷却体の大きさ、間
隔および／または壁厚は、モータの温度特性がシミュレ
ートされるように選定されており、位相制御装置は、前
記温度センサの出力側と接続された入力側、および前記
半導体スイッチと接続された出力側を有しており、該位
相制御装置は、前記温度センサにおける温度が増大する
とモータに対する電流導通角を低減することにより解決
される。
発明の利点 本発明による電気モータの温度調整装置は、モータ電
流を測定するための測定抵抗を必要とせず、しかも本発
明による構成により、調整されるモータの最大に利用可
能な出力が高められる。また、抵抗を使用せず単に半導
体スイッチのために温度センサを設けただけの構成であ
るので、コストが著しく節約される。
さらに有利であるのは、冷却体上の温度センサがモー
タの空気流の中に配置されていることである。この構成
によりモータの熱特性への適合調整が非常に簡単に行な
わる。この装置は有利には電動工具の空気ダクト中に組
み込むのに適している、何故ならばこの装置は寸法が小
さいからである。またNTCあるいはPTC−温度特性を有す
る温度センサを使用することも有利である。何故ならば
そのような温度センサは著しく堅牢であり、しかも確実
に動作するからである。さらに温度センサと半導体スイ
ツチを冷却体上に共通に設置してあるのは、良好な熱結
合を保証するために有利である。本発明では冷却体は、
装置の熱抵抗を決定する平らな面をあるいは部分的に波
形を有する面を備えることもできる。これによりモータ
への適合調整が容易となる。また簡単に、つまり温度セ
ンサと半導体スイツチの間の取り付け間隔を変化するこ
とでモータの熱特性をシユミレートすることができる。
材料、肉厚ｂ、サイズならびに温度センサと半導体ス
イツチとの間の狭幅部の寸法の選択による冷却体の独特
の構成が、装置の熱容量、熱抵抗ならびに調整時定数の
簡単なシユミレーシヨンを著しく有利に可能とする。ま
た熱結合を改善するために、温度センサを冷却体の開口
部に取り付けるか、ポケツトあるいは折り曲げられた当
接と結合すると有利である。
実施例の説明 第１図には第１の実施例が示されている。モータ１は
電子ユニツト２とともに調整区間６の形式をもつ機能ユ
ニツトを形成している。電子ユニツト２は半導体スイツ
チ７冷却体８および冷却体上に設けられている温度セン
サ９を有する調整素子３、から構成されている。半導体
スイツチ７はトライアツク、サイリスタあるいはトラン
ジスタとして実施することができる。調整素子３には制
御装置４が前置接続されており、この制御装置４が、半
導体スイツチ７の電流導通角をすなわちオン・オフ比を
制御する。この制御部４には、例えば市販の集積化され
た制御用ユニツトが用いられる。さらにこの制御部４に
は評価回路５が前置接続されている。この評価回路５に
も、シユミツトトリガあるいは閾値増幅器として使われ
るような市販の電子ユニツトを用いることができる。評
価回路５の入力端子は温度センサ９と接続されており、
この温度センサは例えば冷却体８上に半導体スイツチ７
の近傍に取り付けられる。調整区間６のコンポーネント
を有する冷却体８は、モータの空気流の中に位置するよ
うに取り付けられる。
次にこの装置の動作について説明する。モータ１の始
動の際、半導体センサ７および冷却体８はともに同じ空
気流が加えられる。冷却体の熱特性ないし熱の時定数が
モータのそれに適合調整されているという前提のもとで
は、冷却体の温度はモータの温度を反映する。モータの
温度が、つまりは冷却体の温度もであるが、所定の限界
値を超えると、温度センサ９の信号によつて評価回路５
が制御部４に次のように作用する、即ち半導体スイツチ
７の電流導通角が低減されモータの温度が少なくともそ
れ以上は上昇できないように作用する。
第２図には第２の実施例が示されている。この場合、
冷却体21が設けられており、この冷却体上に半導体スイ
ツチ20および温度センサ22が取り付けてある。熱の伝導
を改善するために温度センサは、冷却体21の開口部、ポ
ケツトあるいは折り曲げられた当接板23の中に差し込ま
れている。調整区間２における温度センサ22と半導体ス
イツチ20との電気接続はプリント配線板24を介して行な
われる。半導体スイツチ20と温度センサ22との間で冷却
体21の中へ、狭幅部としてスリツト25が切り込まれてい
る。スリツトの深さは寸法ｃにより設定され、半導体ス
イツチ20と温度センサ22の間の間隔は寸法ａにより設定
されている。さらに冷却体の材料の肉厚は寸法ｂにより
示されている。
この寸法ａ、ｂ、ｃを変化することによりモータの温
度特性を簡単にシユミレートする即ち模擬的に形成する
ことができる。その場合、寸法ｂはこの熱伝導系の熱容
量の尺度となり、他方、寸法ａとｃにより実質的にこの
装置の温度抵抗が決定される。この実施例による装置も
最初の実施例と同様にモータの空気流の中に配置されて
いるので、この装置の適切な位置定めにより簡単にモー
タの熱特性に適合調整することができる。それにより回
路装置を例えばモータの吸気ダクト中に、またモータの
熱を考慮する場合には排気ダクト中に設けることができ
るあるいはモータの取り付け台に直接取り付けることが
可能である。
なお、本発明の有利な構成を以下のとおりにまとめ
る。温度センサ9,22と半導体スイツチ7,20をモータ１の
空気流の中、例えば電動工具の空気ダクト中に配置し、
温度センサとしてNTC抵抗あるいはPTC抵抗を使用する。
また、冷却体8,21が平らな面をあるいは部分的に波形の
面を有するようにする。
発明の効果 本発明によるモータのための温度調整装置は、負荷線
路中に測定抵抗を用いないために、モータの最大有効出
力が高められ、さらに半導体スイツチのための温度セン
サを設けただけの簡単な構成であるためコストを大幅に
節減することができる。また冷却体の寸法を適切に選定
することにより、モータの温度特性に容易に適合調整す
ることができ、正確な制御を行なえる過熱防止装置が構
成できる。
【図面の簡単な説明】
図面には本発明の実施例が示されている。第１図には第
１の実施例が、第２図は第２の実施例がそれぞれ示され
ている。 １……モータ、２……電子ユニツト、３……調整素子、
４……制御部、５……評価回路、６……調整区間、7,20
……半導体スイツチ、8,21……冷却体、9,22……温度セ
ンサ、23……当接板、24……プリント配線板、25……ス
リツト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フリードリツヒ・ホルヌンク ドイツ連邦共和国シユツツトガルト80・ アム・オクセンヴアルト・10アー

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】温度センサ（9;22）と、モータ（１）に前
    置接続され冷却体（8;21）上に取り付けられた半導体ス
    イッチ（7;20）と、位相制御装置（4,5）とが設けられ
    ており、 前記の温度センサ（9;22）と半導体スイッチ（7;20）
    は、前記モータ（１）の冷却空気流中に熱的結合状態で
    配置されている、 電気モータの温度調整装置において、 モータ（１）の温度特性を捕捉するため、温度センサ
    （9;22）は半導体スイッチ（7;20）とともに、該半導体
    スイッチ（7;20）に対し間隔（ａ）をおいて冷却体（8;
    21）上に配置されており、 前記温度センサ（9;22）は、モータ（１）の冷却空気流
    の熱によっても冷却体（8;21）の熱によっても加熱さ
    れ、該冷却体（8;21）は半導体スイッチ（7;20）によっ
    ても加熱され、該冷却体（8;21）の大きさ（l,h）、間
    隔（ａ）および／または壁厚（ｂ）は、モータ（１）の
    温度特性がシミュレートされるように選定されており、 位相制御装置（4,5）は、前記温度センサ（9;22）の出
    力側と接続された入力側、および前記半導体スイッチ
    （7;20）と接続された出力側を有しており、該位相制御
    装置（4,5）は、前記温度センサ（9;22）における温度
    が増大するとモータ（１）に対する電流導通角を低減す
    ることを特徴とする、 電気モータの温度調整装置。
  2. 【請求項２】前記温度センサ（9;22）および半導体スイ
    ッチ（7;20）は電動工具の空気ダクト中に取り付けられ
    ている、請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】前記温度センサ（9;22）はNTCまたはPTC抵
    抗である、請求項１または２記載の装置。
  4. 【請求項４】前記冷却体（8;21）は平坦な表面または部
    分的に波形の表面を有する、請求項１〜３のいずれか１
    項記載の装置。
  5. 【請求項５】前記冷却体（8;21）は、前記の半導体スイ
    ッチ（7;20）と温度センサ（9;21）との間に狭幅部たと
    えばスリット（25）を有する、請求項１〜４のいずれか
    １項記載の装置。
  6. 【請求項６】前記温度センサ（9;22）は冷却体（8;21）
    上において開口部、ポケットまたは折り曲げられた当接
    板（23）の中に取り付けられている、請求項１〜５のい
    ずれか１項記載の装置。
JP1033898A 1988-02-15 1989-02-15 電気モータの温度調製装置 Expired - Lifetime JP2983551B2 (ja)

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