KR101460952B1 - 부하를 보호하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2개의 라인(101, 102)을 가진 제1 전류 경로(100)와, 부하(2)의 임박한 과부하를 탐지하기 위한 모니터링 배열을 구비한, 부하(2)를 보호하기 위한 장치(1)에 관한 것이다. 부하(2)의 임박한 과부하의 탐지를 가능하게 하기 위하여, 모니터링 배열은 제1 온도 측정 유닛, 평가 유닛(4) 및 제1 전류 경로의 2개의 라인(101, 102) 사이에 전기 전도 접속을 확립하는 제1 측정 요소(10)를 포함하고, 제1 온도 측정 유닛은 제1 측정 요소(10)로부터 전기적으로 분리되고 제1 및 제2 온도 센서(11, 12)를 포함하고, 제1 온도 측정 유닛의 제1 및 상기 제2 온도 센서(11, 12)는 제1 측정 요소(10)의 온도를 동시에 기록할 수 있고 평가 유닛(4)은 제1 온도 측정 유닛의 기록된 온도들에 기초하여 부하(2)의 임박한 과부하를 탐지할 수 있다는 것이 제안된다.

Description

부하를 보호하기 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR PROTECTING A LOAD}
본 발명은 부하를 과부하, 특히 열 과부하로부터 보호하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
특히 전기 모터(예를 들어, 비동기 모터)가 본 명세서에서 부하로 간주될 수 있다. 예를 들어, 전기 모터의 기계적 과부하 또는 전기 모터의 전도 루트(상(phase))의 고장을 통하여 부하에 대한 열 과부하가 발생한다. 이는 부하에 바람직하지 못한 열 발생으로 이어지고, 이는 결국 부하의 손상으로 이어질 수 있다.
전기 부하에 대한 임박한 열 과부하를 탐지하기 위하여, 전형적으로 장치들이 부하에 전기 에너지가 공급되는 전도 루트 내에 통합되고, 이에 따라 상기 장치들을 이용하여 부하에 대한 임박한 열 과부하가 탐지될 수 있다. 단상 또는 다상 모니터링이 행해질 수 있는데, 즉, 부하의 단일 전도 루트(하나의 상) 또는 복수의 전도 루트(다중 상)가 모니터링될 수 있다.
각각의 장치들은 모니터링될 각 전도 루트마다 전류 경로를 가지고 있으며, 이에 의하여 전도 루트를 통해 일어나는 에너지 공급이 가이드된다. 그러므로 부하의 전기 에너지는 전류 경로를 통해 장치를 통하여 공급된다. 장치의 모니터링 배열에 의하여, 전류 경로에서의 전류 흐름이 모니터링되고 이에 따라 부하에 대한 임박한 과부하가 탐지될 수 있다. 이러한 유형의 장치들은, 예를 들어, 과부하 릴레이 또는 회로 차단기이다. A-릴리스에 의한 열 과부하로부터의 보호 외에도, 다운스트림 부하에 대한 회로 차단기는 또한 N-릴리스에 의한 단락 회로 보호를 갖는다.
본 출원에서는, 특히, 부하(예를 들어, 모터, 라인, 변압기 및 발전기)에 대해 과부하 보호가 제공될 것이다.
각종 요건이 부하에 대한 열 과부하를 결정하기 위한 장치에 주어진다:
- 장치는, 가능한 한, AC 부하와 DC 부하 둘 다가 과부하에 대해 모니터링될 수 있도록 AC 전류와 DC 전류 둘 다를 모니터링할 수 있어야 한다.
- 장치는 가능한 최대 설정 범위를 가져야 한다. 설정 범위는 전기 부하의 동작 전류의 모니터링이 행해질 수 있는 범위이다. 상기 설정 범위는 동작 전류 상한 IO와 동작 전류 하한 IU에 의해 제한된다(IO 내지 IU). 장치에서 설정 수단(예를 들어, 설정 나사)을 이용하여, 열 과부하 릴리스가 부하의 관련 공칭 전류로 설정될 수 있고, 이에 따라 모니터링될 다운스트림 부하의 목표 모니터링이 행해질 수 있다.
- 장치는 가능한 최소 전력 손실을 발생시켜야 한다.
- 장치는 모니터링될 전류 경로와 과부하를 탐지하는 모니터링 배열 사이에 가능한 가장 간단한 전기 분리를 가져야 한다.
- 장치는 열 메모리를 가져야 한다(즉, 부하에 대한 임박한 열 과부하가 탐지되면, 부하의 냉각이 보장될 때까지 충분히 오랫동안 부하로의 전류 공급이 중단되어야 한다). 따라서, 열 과부하의 결정 후에 부하의 직접 접속이 가능하게 되어서는 안 된다.
부하에 대한 열 과부하가 임박하면, 부하의 개별 전도 루트들(상들)에서 증가된 전류 상승이 발생한다. 그러므로 부하에 대한 열 과부하를 모니터링하기 위해 부하의 업스트림에 접속된 장치가 그의 전류 경로를 모니터링함으로써 이 증가된 전류 상승을 탐지하고 평가할 수 있다. 이를 위해 상이한 측정 원리들이 사용될 수 있다. 그러므로 임박한 과부하의 탐지는 장치의 상이한 모니터링 배열을 이용하여 수행될 수 있다. 부하에 대한 과부하를 탐지하기 위한 모니터링 배열들은 특히 모니터링될 부하의 각 상마다 대응하는 전류 경로 상에 바이메탈형 릴리스(bimetallic release), 변류기(current transformer) 또는 션트(shunt)를 포함한다.
바이메탈형 릴리스에 의한 모니터링의 경우에, 모니터링될 전류 경로는, 전류 상승으로 인해, 바이메탈형 릴리스의 가열, 및 결국 바이메탈형 릴리스의 일부의 공간적 편향이 일어나도록 바이메탈형 릴리스에 연결된다. 이러한 편향이 탐지되고 추가로 평가된다. 바이메탈형 릴리스를 이용하여, 직류 전류와 교류 전류 둘 다가 탐지될 수 있다. 바이메탈형 릴리스의 전형적인 설정 범위는 1 내지 1.6이다. 바이메탈형 릴리스의 불리한 점은 그것이 높은 전력 손실을 발생시킨다는 점이다. 바이메탈형 릴리스의 경우에 개별 전도 루트들(상들) 사이의 전기 분리 및 열 메모리가 거의 노력 없이 달성될 수 있다.
변류기에 의한 모니터링의 경우에, 각각의 변류기는 그의 전류 경로 내의 전류 흐름을 탐지하고, 이에 따라 평가 유닛이 전류 흐름의 추가 분석을 수행하고 결국 임박한 부하를 탐지할 수 있다. 이 측정 방법의 불리한 점은 DC 전류가 탐지될 수 없다는 점이다. 설정 범위는 1 내지 10이고 전력 손실은 낮다. 그러나, 변류기 자체에 의해 열 메모리가 시뮬레이션될 수 없다.
션트에 의한 모니터링의 경우에, 션트는 전류 경로 내에 통합되고, 이에 따라 전류 흐름을 특징짓는 전압 태핑(voltage tapping)이 수행될 수 있다. 션트를 가로지르는 전압의 다운스트림 분석은 임박한 열 과부하가 탐지될 수 있게 해준다. 션트 측정 방법을 이용하여, AC/DC 전류의 탐지가 가능하다. 설정 범위는 전형적으로 1 내지 4이다. 션트를 이용한 측정 방법의 불리한 점은 션트에서의 전압 태핑으로 열 메모리가 시뮬레이션될 수 없고 개별 상들의 전기 분리는 큰 어려움으로만 가능하다는 점이다.
본 발명의 목적은 부하에 대한 임박한 과부하의 탐지가 행해질 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 특히, 이 장치를 이용하여 직류 전류와 교류 전류 둘 다를 모니터링하는 것이 가능해야만 한다. 더욱이, 바람직하게는 모니터링될 전류 경로로부터 모니터링 배열의 간단한 전기 분리가 가능하게 되어야 한다.
이 목적은 청구항 1에 따른 장치, 즉, 2개의 라인을 가진 제1 전류 경로와, 부하에 대한 임박한 과부하를 탐지하기 위한 모니터링 배열을 구비한, 부하를 보호하기 위한 장치 - 상기 모니터링 배열은 제1 온도 측정 유닛, 평가 유닛 및 상기 제1 전류 경로의 2개의 라인 사이에 전기 전도 접속을 확립하는 제1 측정 요소를 포함하고, 상기 제1 온도 측정 유닛은 상기 제1 측정 요소로부터 전기적으로 분리되고 제1 및 제2 온도 센서를 포함하고, 상기 제1 온도 측정 유닛의 상기 제1 및 상기 제2 온도 센서는 각각 상기 제1 측정 요소의 온도를 동시에 탐지할 수 있고 상기 평가 유닛은, 상기 제1 온도 측정 유닛의 탐지된 온도들에 기초하여, 상기 부하에 대한 임박한 과부하를 탐지할 수 있음 - 를 이용하여, 그리고 청구항 12에 따른 방법, 즉, 부하를 보호하기 위한 방법 - 장치가 2개의 라인을 가진 제1 전류 경로와 상기 부하에 대한 임박한 과부하를 탐지하기 위한 모니터링 배열을 포함하고, 상기 모니터링 배열은 제1 온도 측정 유닛, 평가 유닛 및 상기 제1 전류 경로의 2개의 라인 사이에 전기 전도 접속을 확립하는 제1 측정 요소를 포함하고, 상기 제1 온도 측정 유닛은 상기 제1 측정 요소로부터 전기적으로 분리되고 제1 및 제2 온도 센서를 포함하고, 상기 제1 및 상기 제2 온도 센서는 각각 상기 제1 측정 요소의 온도를 탐지하고 상기 평가 유닛은, 상기 제1 온도 측정 유닛의 탐지된 온도들에 기초하여, 상기 부하에 대한 임박한 과부하를 탐지함 - 을 이용하여 달성된다.
본 발명의 유리한 전개 국면들은 종속 청구항 2 내지 11 및 13에 개시되어 있다.
상기 전류 경로는, 특히, 상기 부하에 대한 에너지 공급의 공급 도체의 일부이다. 상기 공급 도체는 주 회로 또는 상이라고도 한다. 부하(예를 들어, 전기 모터)의 액티브 동작 중에, 시간 종속 모터 전류가 상기 전류 경로를 통하여 흐르고 따라서 상기 제1 측정 요소를 통하여 흘러, 상기 제1 측정 요소에서 전류 레벨 및 전도 간격에 따라 상기 제1 측정 요소의 정의된 가열(전류 관련 가열)을 야기한다. 상기 제1 측정 요소는 존재하는 전류 레벨 및 전도 간격에 따라 특징적 가열 행태를 가진다.
부하에 대한 과부하가 임박하면, 상기 제1 측정 요소의 열 상태는 부하의 일반적인 동작에 대해 상이하다. 특히, 과부하가 임박하면, 상기 제1 측정 요소에 상승된 온도가 존재하고 따라서 상기 제1 측정 요소의 특징적 가열 행태가 일어난다.
상기 제1 측정 요소의 전류 관련 가열시에, 상기 제1 측정 요소에서의 온도는 상기 제1 측정 요소의 전체 바디에 걸쳐 균일하지 않다. 상기 제1 측정 유닛에는, 동일한 시점에, 상기 제1 측정 유닛의 다른 영역보다 더 높은 또는 더 낮은 온도를 가진 영역들이 존재한다. 예를 들어, 상기 제1 측정 요소는 균일한 닫힌 직사각형 형태를 가지며, 온도는 전형적으로 상기 제1 측정 요소의 세로 축의 시작 및 끝 영역들에서보다 상기 제1 측정 요소의 세로 축의 중심 영역에서 더 높다. 그러므로, 상기 제1 측정 요소를 통한 전류 흐름에 따라, 상기 제1 측정 요소의 특징적 가열 행태가 일어난다. 상기 제1 측정 유닛에 의하여, 상기 제1 측정 요소의 이 전류 관련 특징적 가열 행태가 탐지되고, 이에 따라 상기 평가 유닛이 상기 제1 측정 요소에서의 전류 흐름에 관한 그리고 결국 부하의 현 상태에 관한 결론에 도달할 수 있다. 그러므로 적당한 동작이 부하에 존재하는지 또는 과부하가 일어났는지가 결정될 수 있다.
예를 들어, (외부 온도 영향으로 인한) 주위 온도의 상승 또한 상기 제1 측정 요소에서의 온도 상승으로 이어질 수 있고 이에 따라 상기 제1 측정 요소에서의 하나의 온도의 탐지에만 기초한 임박한 과부하의 탐지는 거짓 분석으로 이어질 것이다.
임박한 과부하의 탐지에 대한 그러한 외부 온도 영향들의 영향을 최소화하기 위하여, 상기 제1 온도 측정 유닛은, 특히, 상기 제1 측정 요소의 2개의 온도를 동시에 탐지한다. 상기 제1 측정 요소의 온도들의 측정은 상기 제1 측정 요소의 전류 관련 가열 중에 상이한 온도들을 동시에 가질 수 있는 상기 제1 측정 요소의 2개의 측정 포인트에서 수행된다.
상기 제1 측정 요소의 동시에 탐지된 온도들을 이용해, 상기 평가 유닛은 따라서 상기 제1 측정 요소에 대한 온도 차이 값(ΔTn)을 산출할 수 있다. 산출된 온도 차이 값(ΔTn)에 의하여, 상기 평가 유닛은 이제 상기 제1 측정 요소의 전류 관련 가열에 관한 결론에 도달할 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 제2 온도 센서의 온도(ΔTn2)가 동시에 탐지된 제1 온도 센서의 온도(ΔTn1)에서 빼진다; (ΔTn = ΔTn2 - ΔTn1). 복수의 온도 센서에 의한 상기 제1 측정 요소의 복수의 온도의 동시 결정으로, 상기 제1 측정 요소의 온도 차이 값(ΔTn)을 결정하기 위한 동등한 산출들이 이루어질 수 있다. 온도 차이 값(ΔTn)의 산출은, 특히, 상기 평가 유닛에 의해 수행된다.
온도 차이 값(ΔTn)을 이용한 평가의 이점은, 특히, 외부 온도 영향들이 대부분 보상될 수 있고, 이에 따라 주로 전류로 인한 가열이 상기 제1 측정 요소에서 관측될 수 있다. 그러므로 상기 제1 측정 요소의 전류 관련 가열의 정밀한 분석이 행해져서 부하에 대한 임박한 과부하의 개선된 탐지가 수행될 수 있다.
그러므로, 제1 및 제2 온도 센서들에 의하여, 상기 제1 측정 요소의 온도가 동시에 탐지되고 상기 평가 유닛에게 이용 가능하게 될 수 있다. 따라서 상기 평가 유닛은 주기(상기 제1 온도 측정 유닛에 의해 온도들이 동시에 결정되는 간격)마다 온도 차이 값(ΔTn)을 결정하고 평가할 수 있다. 따라서 상기 평가 유닛은 부하에 대한 임박한 과부하를 특징짓는 측정 요소의 전류 관련 가열 행태가 일어났는지 여부를 각 주기마다 모니터링할 수 있다.
상기 제1 측정 요소는 바람직하게는 일정한 전력 손실을 가진 저항기(예를 들어, 션트)이다.
부하에 대한 임박한 과부하를 탐지하기 위한 상기 평가 유닛에 의한 온도 차이 값(ΔTn)의 평가는 상이한 형태들을 가질 수 있다. 바람직하게는, 온도 차이 값(ΔTn) 또는 복수의 온도 차이 값(ΔTn) 또는 이로부터 파생된 값과 비교될 수 있는 기준 값이 부하에 대한 임박한 과부하가 탐지될 수 있도록 상기 평가 유닛에 저장된다. 따라서 상기 제1 측정 요소의 전류 관련 가열 행태는 바람직하게는 기준 값에 의해 특징지어진다.
본 발명으로 얻어지는 하나의 이점은 이러한 유형의 장치에 의하여 또는 이러한 유형의 방법에 의하여, AC 전류와 DC 전류 둘 다가 탐지될 수 있다는 데 있다. 그러므로, AC 부하와 DC 부하에 대하여 임박한 과부하가 탐지될 수 있다. 더욱이, 바이메탈형 측정 방법과 비교하여 더 나은 설정 범위가 달성될 수 있다. 더욱이, 과부하가 임박하면, 상기 제1 측정 요소가 강하게 가열되고, 이에 따라, 상기 제1 측정 요소의 온도와 따라서 그의 냉각에 기초하여, 부하의 냉각 행태가 추정될 수 있으므로, 열 메모리가 실현될 수 있다. 이러한 유형의 평가 또한, 예를 들어, 상기 평가 유닛에 의해 실현될 수 있다.
본 발명의 추가의 유리한 실시예에서, 상기 제1 온도 측정 유닛은 또한 상기 제1 온도 측정 유닛의 제1 및 제2 온도 센서와 동시에 상기 제1 측정 요소의 온도를 탐지할 수 있는 제3 온도 센서를 포함한다. 상기 제3 온도 센서(ΔTn3)를 이용하여, 특히, 상기 제1 온도 측정 유닛의 제1 및 제2 온도 센서들에 의해 탐지되지 않는, 상기 제1 측정 요소의 측정 포인트에서 온도 탐지가 수행된다. 상기 제1 측정 요소에서의 상기 제3 온도 센서의 측정 포인트는 바람직하게는, 상기 제1 측정 요소의 적어도 하나의 전류 전도 상태에서, 상기 제1 측정 요소에서의 제2 온도 센서의 측정 포인트와는 상이한 온도를 가진다.
상기 제1, 제2 및 제3 온도 센서들을 이용하여, 바람직하게는 상기 제1 측정 요소의 동일한 측면이 모니터링된다. 이렇게 하여, 상기 제1 측정 요소의 가열 행태의 극히 정밀한 결정이 행해질 수 있다.
본 발명의 추가의 유리한 실시예에서, 상기 제1, 제2 및 제3 온도 센서들은 상기 제1 온도 센서는 상기 제1 측정 요소의 제1 측정 포인트에서 온도를 탐지할 수 있고, 상기 제2 온도 센서는 상기 제1 측정 요소의 제2 측정 포인트에서 온도를 탐지할 수 있고, 상기 제3 온도 센서는 상기 제1 측정 요소의 제3 측정 포인트에서 온도를 탐지할 수 있도록 상기 제1 측정 요소에 대하여 배열되고, 상기 제1 측정 요소의 제1 측면에 대하여, 상기 제2 측정 포인트는 상기 제1 측면 상에 상기 제1 측정 포인트와 상기 제3 측정 포인트 사이에 위치해 있다.
바람직하게는, 상기 제1 측정 요소의 적어도 하나의 전류 전도 상태에서, 상기 제1 및 제3 측정 포인트들과 비교하여 상기 제2 측정 포인트에서 더 높은 온도가 존재한다. 상기 제1 측정 포인트는, 특히, 상기 제1 측정 요소의 측면의 축의 시작 영역에 위치해 있고, 상기 제3 측정 포인트는 상기 축의 끝 영역에 위치해 있고, 상기 제2 측정 포인트는 상기 제1 측정 요소의 측면의 축의 중간 영역에 위치해 있다. 상기 제1 측정 요소의 측면의 축은 바람직하게는 상기 측면의 세로 축이다.
온도 차이 값(ΔTn)을 결정하기 위하여, 예를 들어, 다음의 식이 사용될 수 있다:
Figure 112014035289512-pct00001
ΔTn: 온도 차이 값
Tn1: 제1 측정 포인트에서 제1 온도 센서의 결정된 온도
Tn2: 제2 측정 포인트에서 제2 온도 센서의 결정된 온도
Tn3: 제3 측정 포인트에서 제3 온도 센서의 결정된 온도
n: 관측되고 있는 측정 요소 및 따라서 관측되는 전류 경로.
온도 차이 값은 온도 센서의 개별 온도들의 동시 결정의 각 주기마다 상기 평가 유닛에 의해 결정될 수 있다. 상기 평가 유닛에서의 온도 차이 값의 대응하는 평가를 이용하여, 결국 부하의 적당한 동작이 존재하는지 또는 부하에 대한 과부하가 임박했는지 또는 이미 존재하는지가 밝혀질 수 있다.
본 발명의 추가의 유리한 실시예에서, 각 온도 센서는 상기 제1 측정 요소로부터 최대 2 mm 이격되어 있다. 이렇게 하여, 상기 제1 측정 요소에서의 각각의 측정 포인트의 온도의 정밀한 탐지가 관련 온도 센서에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 추가의 유리한 실시예에서, 전기적으로 분리하는 절연층이 상기 제1 온도 측정 유닛의 온도 센서들과 상기 측정 요소 사이에 배열된다. 이 수단에 의해, 상기 제1 측정 요소로부터 제1 온도 모니터링 장치의 신뢰할 수 있는 전기 분리가 보장된다. 바람직하게는, 전기적으로 분리하는 절연층을 이용하여 온도 센서와 대응하는 측정 요소 간의 양호한 열 결합이 달성된다. 전기적으로 분리하는 절연층은 바람직하게는 온도 센서에 대한 지지물로서 사용되고 이에 따라 온도 센서는 지지물에 고정된다. 전기적으로 분리하는 절연층은, 예를 들어, FR4 또는 세라믹 재료이다.
본 발명의 추가의 유리한 실시예에서, 온도 센서들에 의해 동시에 탐지된 상기 제1 측정 요소의 온도들에 기초하여, 상기 평가 유닛은 상기 제1 측정 요소에 대한 온도 차이 값(ΔTn)을 산출할 수 있다. 부하에 과부하가 존재한다면, 정상/공칭 동작과 비교하여, 상승된 전류 흐름과 따라서 상승된 전류 관련 가열이 상기 제1 측정 요소에서 일어난다. 따라서 상기 제1 측정 요소는 온도 차이 값에 의하여 탐지될 수 있는 특징적 열 행태를 보여준다. 바람직하게는, 저장된 기준 값을 이용하여, 상기 평가 유닛에서, 특히, 상기 제1 측정 요소의 가열 행태는 상기 제1 측정 요소를 통한 전류 흐름 및 전도 간격에 따라서 특징지어진다. 따라서 상기 제1 측정 요소의 온도 차이 값(ΔTn)과 상기 기준 값의 비교를 통하여, 정상 동작으로부터의 전류 관련 가열 행태와 임박한 과부하로부터의 상기 제1 측정 요소의 전류 관련 가열 행태 사이에 구별이 이루어질 수 있다. 기준 값과의 비교는 단일 온도 차이 값(ΔTn)을 이용하여 또는 복수의 온도 차이 값(ΔTn)을 이용하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 유리한 실시예에서, 부하에 대한 임박한 과부하의 탐지시에, 상기 평가 유닛은 경고 신호, 특히 전기 경고 신호를 출력할 수 있다. 바람직하게는 상기 경고 신호에 의하여 장치의 스위칭 요소의 스위칭 설정이 제어될 수 있다. 상기 스위칭 요소에 의하여, 보조 회로 또는 주 회로(전기 부하의 에너지 공급의 공급 도체)가 직접 제어된다.
상기 스위칭 요소가 상기 보조 회로를 제어하면, 상기 주 회로를 스위칭하는 스위칭 장치(예를 들어, 접촉기)가 작동되도록 상기 스위칭 요소가 열리거나 닫힌다. 그 후 상기 주 회로를 스위칭하는 이 스위칭 장치는 부하로의 전류 흐름이 중단되고 따라서 부하에 대한 과부하가 방지되도록 상기 주 회로를 연다.
상기 스위칭 요소가 상기 주 회로를 제어하면, 상기 부하로의 전류 흐름이 중단되고 따라서 부하에 대한 과부하가 방지되도록 상기 스위칭 요소가 열린다.
다상 부하가 존재한다면, 바람직하게는 장치의 단 하나의 전류 경로(및 따라서 부하의 단 하나의 상)에 대한 임박한 과부하를 탐지함으로써, 부하로의 전류 흐름이 완전히 차단되도록 부하의 모든 상들이 열린다.
본 발명의 추가의 유리한 실시예에서, 상기 장치는 또한 2개의 라인을 포함하는 제2 전류 경로를 갖고 있으며, 상기 모니터링 배열은 또한 제2 온도 측정 유닛 및 상기 제2 전류 경로의 2개의 라인 사이에 전기 전도 접속을 생성하는 제2 측정 요소를 포함하고, 상기 제2 온도 측정 유닛은 상기 제2 측정 요소로부터 전기적으로 분리되고 제1 및 제2 온도 센서를 포함하고, 상기 제2 온도 측정 유닛의 상기 제1 및 제2 온도 센서들은 각각 상기 제2 측정 요소의 온도를 동시에 탐지할 수 있고 상기 평가 유닛은, 상기 제2 온도 측정 유닛의 탐지된 온도들에 기초하여, 부하에 대한 임박한 과부하를 탐지할 수 있다. 상기 제1 및 제2 온도 센서들은 특히 상기 평가 유닛에 의한 온도의 동시 탐지를 통하여, 상기 제2 측정 요소의 전류 관련 특징적 가열 행태가 결정될 수 있도록 상기 제2 측정 요소에 대하여 배열된다.
바람직하게는 상기 제2 측정 요소의 가열 행태를 특징짓는 기준 값이 상기 평가 유닛에 저장된다. 따라서 상기 평가 유닛은 상기 제2 측정 요소의 결정된 전류 관련 가열 행태와 상기 평가 유닛에 저장된 기준 값의 비교에 의해 부하에 대한 임박한 과부하를 탐지할 수 있다. 따라서 상기 제2 측정 요소의 전류 관련 특징적 가열 행태에 기초하여, 상기 평가 유닛은 정상 동작과 임박한 과부하를 구별할 수 있다.
본 발명의 추가의 유리한 실시예에서, 상기 제2 온도 측정 유닛은 또한 상기 제2 온도 측정 유닛의 제1 및 제2 온도 센서들과 동시에 상기 제2 측정 요소의 온도를 탐지할 수 있는 제3 온도 센서를 포함한다. 여기서, 특히, 상기 제2 온도 측정 유닛의 제1 및 제2 온도 센서들에 의해 탐지되지 않는 상기 제2 측정 요소의 측정 포인트에서 온도 탐지가 수행된다.
상기 제2 측정 요소에 대한 상기 제2 온도 측정 유닛의 온도 센서들의 배열은 상기 제1 측정 요소에 대한 상기 제1 온도 측정 유닛의 배열에 따라 구성될 수 있다. 상기 제2 온도 측정 유닛의 탐지된 온도의 평가 또한 상기 평가 유닛에 의한 상기 제1 온도 측정 유닛의 온도의 평가와 유사하게 상기 평가 유닛에 의해 수행될 수 있다. 더욱이, (상기 제1 측정 요소와 상기 제1 온도 측정 유닛 사이와 같이) 상기 제2 온도 측정 유닛의 온도 센서들과 상기 제2 측정 요소 사이에 전기적으로 분리하는 절연층이 배열될 수 있다.
본 발명의 추가의 유리한 실시예에서, 상기 장치는 2개의 라인을 포함하는 제3 전류 경로를 가지고 있고, 상기 모니터링 배열은 또한 제3 온도 측정 유닛 및 상기 제3 전류 경로의 2개의 라인 사이에 전기 전도 접속을 생성하는 제3 측정 요소를 포함하고, 상기 제3 온도 측정 유닛은 상기 제3 측정 요소로부터 전기적으로 분리되고 제1 및 제2 온도 센서를 포함하고, 상기 제3 온도 측정 유닛의 상기 제1 및 제2 온도 센서들은 각각 상기 제3 측정 요소의 온도를 동시에 탐지할 수 있고 상기 평가 유닛은, 상기 제3 온도 측정 유닛의 탐지된 온도들에 기초하여, 부하에 대한 임박한 과부하를 탐지할 수 있다. 상기 제1 및 제2 온도 센서들은, 특히, 상기 평가 유닛에 의한 온도의 동시 탐지를 통하여, 상기 제3 측정 요소의 전류 관련 가열 행태가 결정될 수 있도록 상기 제3 측정 요소에 대하여 배열된다.
따라서 상기 평가 유닛은 바람직하게는 상기 제3 측정 요소의 결정된 가열 행태와 상기 평가 유닛에 저장된 기준 값의 비교에 의해, 부하에 대한 임박한 과부하를 탐지할 수 있다. 상기 기준 값을 통하여, 특히, 상기 제3 측정 요소의 가열 행태는 상기 탐지 유닛에 알려지고, 이에 따라 부하에 대한 임박한 과부하가 탐지될 수 있다.
본 발명의 추가의 유리한 실시예에서, 상기 제3 온도 측정 유닛은 또한 상기 제3 온도 측정 유닛의 제1 및 제2 온도 센서들과 동시에 상기 제1 측정 요소의 온도를 탐지할 수 있는 제3 온도 센서를 포함한다. 여기서, 특히, 상기 제3 온도 측정 유닛의 제1 및 제2 온도 센서들에 의해 탐지되지 않는 상기 제3 측정 요소의 측정 포인트에서 온도 탐지가 수행된다.
상기 제3 측정 요소에 대한 상기 제3 온도 측정 유닛의 온도 센서들의 배열은 상기 제1 측정 요소에 대한 상기 제1 온도 측정 유닛의 배열에 따라 구성될 수 있다. 상기 제3 온도 측정 유닛의 탐지된 온도의 평가 또한 상기 평가 유닛에 의한 상기 제1 온도 측정 유닛의 온도의 평가와 유사하게 상기 평가 유닛에 의해 수행될 수 있다. 더욱이, (상기 제1 측정 요소와 상기 제1 온도 측정 유닛 사이와 같이) 상기 제3 온도 측정 유닛의 온도 센서들과 상기 제3 측정 요소 사이에 전기적으로 분리하는 절연층이 배열될 수 있다.
상기 전기적으로 분리하는 절연층은 바람직하게는 각각의 온도 센서들에 대한 지지 재료이다. 바람직하게는, 상기 제1, 제2 및 제3 온도 측정 유닛들의 온도 센서들은 동일한 절연층 상에 배치된다.
또한 연관된 측정 요소의 전류 관련 가열 행태의 더욱 정밀한 결정이 행해질 수 있도록 상기 제1 및/또는 제2 및/또는 제3 온도 측정 유닛들이 추가의 온도 센서들을 포함하는 것도 상상할 수 있다.
본 발명의 추가의 유리한 실시예에서, 각 온도 센서는 상기 센서가 우세한 온도에 따라서 특징적 상태를 띠도록 구성된다. 온도 센서는, 특히, 열전대, 써모와이어(thermowire) 또는 온도 종속 반도체(예를 들어, 다이오드)이다. 예를 들어, 다이오드가 온도 센서로 사용된다면, 다이오드에서의 전압의 측정에 기초하여, 우세한 온도에 관한 결론이 도출될 수 있다. 따라서 상기 제1 측정 요소에서의 온도 변화는 다이오드에서의 온도 변화로 이어져서 전압 변화를 야기할 것이다.
본 발명의 추가의 유리한 실시예에서, 상기 제1 측정 요소와, 존재할 경우, 상기 제2 및/또는 제3 측정 요소는 각각 전기 저항기, 특히, 션트이다. 바람직하게는, 상기 측정 요소는 일정한 전력 손실 및 전류 종속의 특징적 가열 곡선을 가진다.
각 측정 요소의 가열 곡선의 일부가 기준 값으로서 상기 평가 유닛에게 이용 가능하게 되고, 이에 따라 상기 평가 유닛은 결정된 전류 관련 가열 행태와 상기 기준 값을 비교함으로써 임박한 과부하를 인지할 수 있다. 상기 측정 요소들 및 상기 온도 측정 유닛의 연관된 온도 센서들이 동일하게 구성된다면, 상기 측정 요소들에 대한 기준 값은 동일하다.
본 발명의 추가의 유리한 실시예에서, 상기 장치는 스위칭 장치, 특히 과부하 릴레이 또는 회로 차단기이다. 상기 장치는, 특히, 부하로부터 원격으로 배열되고 따라서 부하(예를 들어, 전기 모터)의 일부가 아니다.
상기 제1, 제2 및/또는 제3 온도 측정 유닛의 온도 센서들은 바람직하게는 대략 4 켈빈의 온도 차이들을 탐지할 수 있다.
상기 제1, 제2 및/또는 제3 측정 요소는 바람직하게는 공칭 동작 중에 대략 60℃-100℃의 범위의 온도를 갖는다. 그러나, 부하에 대한 최대 과부하 중에는, 관련 측정 요소에 600℃ 내지 700℃의 범위의 온도가 발생할 수 있다.
이제 본 발명 및 본 발명의 실시예들이 도면들에 예시된 모범적인 실시예들을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 모니터링 배열을 포함하는 제1 전류 경로의 개략도이다.
도 2는 전기 부하를 보호하기 위한 장치의 개략 표현이다.
도 3은 전기 부하를 보호하기 위한 장치의 개략 표현으로, 모니터링 배열이 회로 기판 상에 탑재되어 있다.
도 1은 모니터링 배열을 포함하는 제1 전류 경로의 개략도이다. 도시된 전류 경로는 다운스트림 부하를 보호하기 위한 장치의 일부이다. 모니터링 배열에 의하여, 부하에 대한 임박한 과부하가 탐지될 수 있다. 이를 위해, 장치는 부하의 전도 루트 내에 통합된다. 예를 들어, 부하가 3상 모터이면, 3상 모터의 적어도 하나의 공급 도체(상)가 예시된 전류 경로와 모니터링 배열을 갖는다.
제1 전류 경로는 제1 라인(101)과 제2 라인(102)을 포함한다. 모니터링 배열은 제1 온도 측정 유닛, 평가 유닛(4) 및 제1 측정 요소(10)를 포함한다. 제1 온도 측정 유닛은 제1 온도 센서(11), 제2 온도 센서(12) 및 제3 온도 센서(13)를 포함한다.
제1 측정 요소(10)는 제1 전류 경로의 제1 라인(101)과 제2 라인(102) 사이에 배열되어 제1 라인(101)으로부터 제1 측정 요소(10)를 통해 제2 라인(102)으로 전류가 흐를 수 있다. 다운스트림 부하로의 에너지의 공급은 제1 및 제2 라인(101, 102)을 통해 일어나므로, 다운스트림 부하의 동작 중에, 제1 측정 요소(10)를 통해 전류가 흐른다. 다운스트림 부하의 우세한 동작 상태에 의존하는 전류 레벨이 제1 측정 요소(10)에 존재한다. 제1 측정 요소(10)에서의 이 전류 레벨 및 전도 간격에 따라, 제1 측정 요소(10)의 특징적 가열 행태가 일어난다. 온도 센서들(11, 12, 13)에 의하여, 제1 측정 요소(10)의 특징적 가열 행태가 탐지되고 평가 유닛(4)에게 이용 가능하게 된다. 부하에 대한 열 과부하가 임박하면, 상승된 전류 레벨이 제1 측정 요소(10)에 존재한다. 그러므로, 평가 유닛(4)에 의한 제1 측정 요소(10)의 특징적 가열의 분석을 통하여, 다운스트림 부하의 현 상태에 관한 결론이 도출될 수 있다. 이를 위해, 다운스트림 부하에 대한 과부하가 임박할 때 제1 측정 요소(10)의 가열 행태를 특징짓는 기준 값이 평가 유닛에 저장되어 있다. 정상 동작 중에, 전형적으로 60℃ 내지 100℃ 범위의 온도가 제1 측정 요소(10)에 존재한다. 그러나, 부하에 과부하가 발생하면, 증가된 전류 흐름으로 인해, 제1 측정 요소(10)에서 700℃까지의 온도가 발생할 수 있다.
따라서, 제1 측정 요소(10)의 온도를 모니터링함으로써, 부하에 대한 임박한 과부하가 탐지될 수 있다. 그러므로 이 모범적인 실시예에서, 온도 측정 유닛(18)은 3개의 온도 센서(11, 12, 13)를 가지고 있다. 온도 측정 유닛마다 2개의 온도 센서만 또는 4개 이상의 온도 센서를 가진 실시예도 상상할 수 있다. 제1, 제2 및 제3 온도 센서(11, 12, 13)는 제1 측정 요소(10)로부터 최대 2 mm 이격되어 있고 각각 제1 측정 요소(10)의 특정 측정 포인트의 온도를 탐지할 수 있다. 3개의 온도 센서(11, 12, 13)는 제1 측정 요소(10) 상의 동일한 측정 포인트들을 탐지하지 않는다. 3개의 온도 센서(11, 12, 13)와 제1 측정 요소(10) 사이에 전기적으로 분리하는 절연층(51)이 배열되고, 이에 따라 제1 측정 요소와 3개의 온도 센서(11, 12, 13) 사이의 전기적 분리가 보장된다. 3개의 온도 센서(11, 12, 13)는 모두 전기적으로 분리하는 절연층(51)에 고정된다.
제1 측정 요소(10)의 우세한 가열 행태를 결정하기 위하여, 제1, 제2 및 제3 온도 센서(11, 12, 13)는 제1 측정 요소(10)의 제1 측면(6)의 3개의 상이한 측정 포인트의 온도들이 탐지될 수 있도록 제1 측정 요소에 대하여 배열된다. 상기 측정 포인트들은 3개의 온도 센서(11, 12, 13)를 이용한 3개의 측정 포인트의 온도들의 동시 결정에 의해, 제1 측정 요소(10)의 전류 관련 특징적 가열 행태가 결정될 수 있도록 제1 측면(6)에 분포된다.
제1 및 제3 측정 센서(11, 13)의 측정 포인트는, 특히, 제1 측정 요소(10)의 측면(6)의 세로 축의 가장자리 영역에 배열되어 있는 반면, 제2 측정 센서(12)의 측정 포인트는 제1 측정 요소(10)의 측면(6)의 세로 축의 중심에 놓여 있다.
부하의 액티브 동작 중에, 제1 측정 요소(10)에 전류 흐름이 존재한다. 전류 레벨 및 전도 간격에 따라, 제1 측정 요소(10)는 전류 관련 특징적 가열 행태를 보여준다. 특히, 제1 측정 요소(10)의 전류 전도 상태에서, 제2 온도 센서에 의해 결정되는 측면(6)에서의 중심 측정 포인트의 온도는 가장자리 영역에서의 2개의 측정 포인트의 온도들에 비하여 상승된다. 전류 레벨 및 전도 간격에 따라, 제1 측정 요소(10)는 결과적으로 제1 측정 요소(10)의 전체 바디에 걸쳐 상이할 수 있는 특징적 온도를 띤다. 그러므로, 제1 측정 요소(10)에서의 전류 레벨 및 전도 간격에 따라, 제1 측정 요소(10)의 특징적 가열 행태가 일어난다. 따라서 제1 측정 요소(10)에서의 3개의 측정 포인트의 온도들의 동시 결정 및 결정된 온도들과 평가 유닛 내의 기준 값의 비교에 의해, 임박한 과부하가 탐지될 수 있도록 다운스트림 부하의 동작 상태에 관한 결론이 도출될 수 있다.
특히 제1 측정 요소(10)의 전류 관련 가열 행태가 온도 측정 유닛에 의해 탐지되므로, 특히, 외부 간섭 변수들(내부 및 외부의 이질적 열원들)이 가능한 한 보상될 수 있다.
제1 측정 요소(10)의 측면(6)은, 특히, 10 ㎠ 미만의 크기를 갖는다.
제1, 제2 및 제3 온도 센서(11, 12, 13)는 각각 반도체, 특히 다이오드로 이루어지고, 이에 따라 그의 전압을 측정함으로써, 제1 측정 요소에서의 대응 측정 포인트의 우세한 온도에 관한 결론이 도출될 수 있다.
제1, 제2 및 제3 온도 센서(11, 12, 13)의 결정된 온도들은 평가 유닛(4)에게 이용 가능하게 되고, 이에 따라 평가 유닛은 제1 측정 요소(10)의 우세한 가열 행태를 결정할 수 있다. 온도 센서들(11, 12, 13)에 의하여, -10℃ 내지 200℃의 범위에서 대략 4 켈빈의 온도 차이가 결정될 수 있다.
제1 측정 요소(10)는 특징적 가열 행태를 갖는 금속성 전기 저항기(션트)이다. 제1 측정 요소(10)의 특징적 가열 행태는 기준 값으로서 평가 유닛(4)에게 이용 가능하게 되고, 이에 따라 제1 측정 요소(10)의 결정된 우세한 온도 및 따라서 제1 측정 요소(10)의 가열 행태와 평가 유닛(4)에 저장된 기준 값의 비교에 기초하여, 평가 유닛(4)은 부하의 우세한 부하 조건(정상 동작/임박한 과부하)에 관한 결론을 도출할 수 있다. 따라서 평가 유닛(4)은 전류 레벨 및 전도 간격을 특징짓는 값을 연속적으로 모니터링할 수 있고, 이에 따라, 제1 측정 요소(10)의 우세한 가열 행태에 기초하여 그리고 따라서 그의 열 상태에 기초하여, 모터 또는 도체 보호가 얻어질 수 있다. 그러므로 다운스트림 부하에 과부하가 존재하는지 여부를 모니터링하는 것이 가능하다.
도 1에서는, 모니터링 배열에 의해 단 하나의 상이 모니터링된다. 그러나, 마찬가지로 다상 부하들의 경우, 각 상 또는 적어도 2개의 상이 온도 측정 유닛을 포함하는 것을 상상할 수 있다.
온도 센서들(11, 12)은 높은 분해능, 예를 들어, 대략 4 켈빈으로 온도 차이들을 측정할 수 있다. 이렇게 하여 제1 측정 요소(10)의 작은 온도 차이 및 작은 전기 저항 값들을 사용하는 것이 가능하다. 이에 의하여, 전류 하한 IU에 관한 측정 범위는 아래쪽으로 크게 증가될 수 있고, 이에 따라 설정 범위는, 예를 들어, 바이메탈형 릴리스와 비교하여 크게 증가될 수 있다. 바이메탈형 릴리스에 필요한 온도에 대한 전형적인 값은, 예를 들어, 60 켈빈 과열(overtemperature)이다. 그러나, 제1 측정 요소(10)에 의한 릴리스의 경우, 겨우 4 켈빈의 전류 관련 가열이 결정될 수 있다. 따라서 1 초과 내지 4의 설정 범위가 실현될 수 있다.
제1 측정 요소(10)의 가열은 주파수와는 크게 관계없으므로 AC 및 DC 사용에 적합하다.
도 2는 전기 부하(2)를 보호하기 위한 장치(1)의 개략 표현을 나타낸다. 이 모범적인 실시예에서, 장치(1)는 과부하 릴레이(1)이고, 이를 이용해 부하(2), 구체적으로 3상 전기 모터가 모니터링될 수 있다. 이를 위해, 과부하 릴레이(1)는 부하(2)의 공급 라인에 삽입되고, 이에 따라 회로 차단기(1)를 이용해, 부하(2)의 3개의 상이 모니터링될 수 있다.
과부하 릴레이(1)가 전기 부하(2)의 공급 라인에 통합될 수 있도록, 회로 차단기는 입력측 접속 장치들(106, 206, 306) 및 출력측 접속 장치들(107, 207, 307)을 가지고 있다. 부하(2)의 개개의 상들은 과부하 릴레이(1)에서 전기적으로 분리되어 배열되어 있다. 제1 상은 제1 전류 경로를 통해 공급받고, 제2 상은 제2 전류 경로를 통해 공급받고, 부하(2)의 제3 상은 제3 전류 경로를 통해 공급받는다. 제1, 제2 및 제3 경로와 그의 모니터링 배열은 각각 기술되고 도 1에 예시된 것과 같은 실시예에 따라 구성된다. 평가 유닛(4)만이 통합되어 있다. 전류 경로마다 개별 평가 유닛(4)이 제공되는 것도 상상할 수 있다.
과부하 릴레이(1)는 모니터링 배열을 포함하고 이 모니터링 배열을 이용해 전기 부하(2)의 임박한 과부하가 탐지될 수 있다. 이를 위해, 제1 전류 경로는, 도 1이 보여주는 바와 같이, 제1 라인(101)과 제2 라인(102)을 포함한다. 제1 라인(101)과 제2 라인(102) 사이에는 이 2개의 라인(101 및 102) 사이에 전기 접속을 생성하는 제1 측정 요소(10)가 배열되어 있다. 제1 측정 요소(10)는, 특히, 금속성 전기 저항기이다. 제1 전류 경로(100)에서의 현 전류 레벨 및 전도 간격에 따라, 제1 측정 요소(10)의 정의된 가열 행태가 일어난다.
제1 측정 요소(10)의 온도는 제1 온도 측정 유닛의 제1, 제2 및 제3 온도 센서(11, 12, 13)에 의하여 동시에 탐지될 수 있다. 제1 온도 측정 유닛의 온도 센서들(11, 12, 13)의 동시에 탐지된 온도는 평가 유닛(4)에게 이용 가능하게 된다. 제1 측정 요소(10)와 온도 센서들(11, 12, 13) 사이의 전기 절연층(51)은 온도 센서들(11, 12, 13)과 제1 측정 요소(10) 사이의 전기적 분리를 제공하고 온도 센서들(11, 12, 13)에 대한 지지 재료의 역할을 한다.
부하(2)의 제2 상으로의 에너지 공급은 제2 전류 경로를 통해 공급된다. 제2 전류 경로는 제1 라인(201)과 제2 라인(202)을 가지고 있다. 제1 및 제2 라인(201 및 202) 사이에는 이 제1 라인(201)과 제2 라인(202) 사이의 전기 접속을 보장하는 제2 측정 요소(20)가 배열되어 있다. 제1 전류 경로의 제1 측정 요소(10)와 같이, 제2 측정 요소(20) 역시 현 전류 흐름과 현 전도 간격에 따라 특징적 열 상태를 띠는 정의된 저항기이다. 제2 측정 요소(20)에서의 온도 분포는 제2 온도 측정 유닛에 의하여 결정될 수 있다. 제2 온도 측정 유닛은 제1, 제2 및 제3 온도 센서(21, 22, 23)를 포함한다. 제2 온도 측정 유닛의 온도 센서들(21, 22, 23) 역시 전기적으로 분리하는 절연층(52)에 의하여 제2 측정 요소(20)와 분리되어 있다. 제2 온도 측정 유닛의 온도 센서들(21, 22, 23)의 동시에 탐지된 온도들과, 평가 유닛(4)에 저장되어 있고 또한 임박한 과부하를 특징짓는 제2 측정 요소(20)의 열 행태를 특징짓는 기준 값을 비교함으로써, 평가 유닛(4)은 제2 측정 요소의 현 전류 관련 열 상태를 결정하고 이로써 부하에 대한 임박한 과부하를 탐지할 수 있다.
부하(2)의 제3 상의 에너지 공급은 제3 전류 경로를 통해 공급되고 이에 따라 제3 상은 과부하에 대해 모니터링될 수 있다. 제3 전류 경로는 제1 라인(301)과 제2 라인(302)을 가지고 있다. 제1 및 제2 라인들(301, 302) 사이에는 제1 및 제2 라인들(301, 302)을 전기 전도 방식으로 접속하는 제3 측정 요소(30)가 배열되어 있다. 그러므로 제3 전류 경로를 따라 흐르는 전류가 제3 측정 요소(30)를 통해 흐른다. 제3 상에서의 전류 레벨 및 전도 간격에 따라, 제3 측정 요소(30)에서 특징적 전류 관련 가열 행태가 일어난다. 이 전류 관련 가열 행태를 결정하기 위하여, 3개의 온도 센서(31, 32, 33)에 의해 3개의 측정 포인트에서 동시에 제3 측정 요소(30)의 온도가 탐지된다. 이 탐지된 온도 역시 추가 분석을 위해 평가 유닛(4)에게 이용 가능하게 된다. 전기 절연층(53)이 온도 센서들(31, 32, 33)과 제3 측정 요소(30) 사이에 배열되고 이에 따라 제3 온도 측정 유닛은 제3 측정 요소(30)로부터 전기적으로 분리된다.
그러므로 개개의 전류 경로들은 각각, 우세한 전류 레벨 및 전도 간격에 따라, 특징적 전류 관련 가열을 수행하는 측정 요소(10, 20, 30)를 가지고 있다. 각각의 측정 요소들(10, 20, 30)의 전류 관련 가열 행태의 모니터링 및 저장된 기준 값과의 비교에 의하여, 대응 전류 경로에서의 현 전류 흐름에 관한 결론이 도출될 수 있고 따라서 부하(2)의 현 동작 상태에 관한 결론이 도출될 수 있고, 이에 따라 부하(2)에 대한 임박한 과부하가 평가 유닛(4)에 의해 탐지될 수 있다.
제1, 제2 및 제3 측정 요소들(10, 20, 30) 및 제1, 제2 및 제3 온도 측정 유닛들은 각각 동일하게 구성되어 있다. 그러므로 제1, 제2 및 제3 온도 측정 유닛들의 결정된 온도들의 평가가 균일하게 행해질 수 있다.
제1, 제2 및 제3 측정 요소들(10, 20, 30)의 가열 특징이 평가 유닛(4)에게 알려지고 기준 값으로서 저장되어 있어, 평가 유닛(4)은 제1, 제2 및/또는 제3 온도 측정 유닛들의 결정된 온도들과 기준 값을 비교함으로써 전기 부하(2)에 대한 임박한 과부하를 탐지할 수 있다. 부하(2)에 대한 임박한 과부하가 탐지될 때, 평가 유닛(4)은 경고 신호를 출력하고 이에 따라 부하(2)의 스위칭 요소들(미도시)이 스위칭될 수 있고 따라서 부하(2)로의 에너지 흐름이 방지될 수 있다. 이렇게 하여, 과부하에 관련한 부하(2)에 대한 열 손상이 장치(1)에 의해 방지될 수 있다.
부하(2)에 대한 열 과부하가 측정 요소(10, 20, 30)의 가열에 의해 탐지되므로, 측정 요소(10, 20, 30)는 또한 열 과부하 직후에 부하가 우발적으로 온으로 스위칭(switched on)될 수 없도록 열 메모리를 제공한다. 측정 요소(10, 20, 30)가 정의된 냉각을 겪은 후에만, 부하(2)는 공급 회로망에 다시 접속될 수 있고, 이에 따라 부하에 다시 전류가 공급된다. 부하의 필요한 냉각의 결정 또한 측정 요소들(10, 20, 30)의 온도들을 분석함으로써 행해진다. 이를 위해, 관련된 측정 요소들(10, 20, 30)의 온도들이 관련 온도 측정 유닛에 의해 결정되고 평가 유닛(4)에 의해 평가된다. 이를 위해, 냉각 기준 값들도 평가 유닛(4)에게 이용 가능하다.
부하(2)의 열 과부하를 모니터링하기 위한 장치(1)는 도 2에서 과부하 릴레이(1)의 예를 이용하여 예시되어 있다. 이 장치(1)는, 예를 들어, 회로 차단기(예를 들어, 모터 과부하 보호 또는 시스템 보호 스위치)일 수도 있다.
온도 센서들(11, 12, 13, 21, 22, 23, 31, 32, 33)은 각각 반도체들, 특히 다이오드들이며, 이에 따라 그의 전압의 분석을 통하여, 온도 센서들에서의 따라서 대응 측정 요소(10, 20, 30)의 관련 측정 포인트에서의 온도가 결정될 수 있다. 측정 정확도를 증가시키기 위해, 복수의 온도 센서들이 측정 요소들(10, 20, 30)에 배치될 수도 있다. 각 측정 요소(10, 20, 30)에 대하여 단지 2개의 온도 센서가 제공되는 것도 상상할 수 있다.
열 과부하로부터의 보호가 보장되어야 하는 라인 역시 부하(2)로 간주될 수 있다.
장치(1)의, 특히, 모니터링 배열의 큰 이점은 개개의 상들 사이에 그리고 개개의 온도 센서들(11, 12, 13, 21, 22, 23, 31, 32, 33)과 대응 전류 경로들 사이에 전기적 분리를 생성하기가 쉽다는 점에 있다.
도 3은 전기 부하를 보호하기 위한 장치의 개략 표현을 나타내는 것으로, 모니터링 배열이 회로 기판(5) 상에 탑재되어 있다. 도 2에 따른 모니터링 배열과는 완전히 다르게, 제1, 제2 및 제3 온도 측정 유닛들 및 평가 유닛(4)은 단일 회로 기판(5)의 윗면에 배열되어 있고 측정 요소들(10, 20, 30)은 회로 기판(5)의 아랫면에 탑재되어 있다.
제1 측정 요소(10)는 회로 기판(5)의 아랫면에 탑재되어 있고 입력측이 라인(101)에 그리고 출력측이 라인(102)에 접속되어 있다. 다운스트림 부하(제1 상)로의 에너지 공급은 이 제1 전류 경로를 통해 이루어진다.
제2 측정 요소(20) 역시 회로 기판(5)의 아랫면에 탑재되어 있고 입력측이 라인(201)에 그리고 출력측이 라인(202)에 접속되어 있다. 다운스트림 부하(제2 상)로의 에너지 공급은 이 제2 전류 경로를 통해 이루어진다.
제3 측정 요소(30) 역시 회로 기판(5)의 아랫면에 탑재되어 있고 입력측이 라인(301)에 그리고 출력측이 라인(302)에 접속되어 있다. 다운스트림 부하(제3 상)로의 에너지 공급은 이 제3 전류 경로를 통해 이루어진다.
회로 기판(5)의 윗면에는 (측정 요소들(10, 20, 30)을 등지고) 제1, 제2 및 제3 온도 측정 유닛 및 평가 유닛(4)이 탑재되어 있다. 회로 기판은 측정 요소들(10, 20, 30)에 관하여 제1, 제2 및 제3 온도 측정 유닛 및 평가 유닛(4) 사이에 전기적 분리를 제공한다.
제1 온도 측정 유닛은 3개의 온도 센서(11, 12, 13)를 포함하고, 여기서 2개의 온도 센서(11, 13)는 제1 측정 요소(10)의 측면의 세로 축의 가장자리 영역(시작 및 끝)에 배열되어 있고 하나의 온도 센서(12)는 제1 측정 요소(10)의 측면의 세로 축의 중심에 배열되어 있다. 이렇게 하여, 제1 측정 요소(10)의 온도 차이 값(ΔTn)이 결정될 수 있다.
제2 온도 측정 유닛은 3개의 온도 센서(21, 22, 23)를 포함하고, 여기서 2개의 온도 센서(21, 23)는 제2 측정 요소(20)의 측면의 세로 축의 가장자리 영역(시작 및 끝)에 배열되어 있고 하나의 온도 센서(22)는 제2 측정 요소(20)의 측면의 세로 축의 중심에 배열되어 있다. 이렇게 하여, 제2 측정 요소(20)의 온도 차이 값(ΔTn)이 결정될 수 있다.
제3 온도 측정 유닛의 온도 센서들(31, 32, 33)은 제1 온도 측정 유닛의 온도 센서들이 제1 측정 요소(10)에 관하여 배열되어 있는 것과 유사하게 제3 측정 요소(30)에 관하여 배열되어 있다.
온도 센서들(11, 12, 13, 21, 22, 23, 31, 32, 33)은 측정 요소들(10, 20, 30)에 관하여 기판(5)의 반대 측면들에 배열되어 있으므로, 온도 센서들(11, 12, 13, 21, 22, 23, 31, 32, 33)과 측정 요소들(10, 20, 30) 사이에, 동시적인 전기 분리와 함께, 양호한 열 결합이 달성된다.
그러므로, 각각의 온도 측정 유닛마다, 온도 센서들(11, 12, 13, 21, 22, 23, 31, 32, 33)의 온도들의 동시 결정에 의하여, 온도 차이 값(ΔTn)이 산출될 수 있다. 이 온도 차이 값(ΔTn)은 바람직하게는 다음과 같이 산출된다:
Figure 112014035289512-pct00002
ΔTn: 온도 차이 값
Tn1: 제1 측정 포인트에서 제1 온도 센서(11, 21, 31)의 결정된 온도
Tn2: 제2 측정 포인트에서 제2 온도 센서(12, 22, 32)의 결정된 온도
Tn3: 제3 측정 포인트에서 제3 온도 센서(13, 23, 33)의 결정된 온도
n: 관측되고 있는 측정 요소(10, 20, 30) 및 따라서 전류 경로
각각의 온도 측정 유닛의 산출된 온도 차이 값 ΔTn으로부터, 각각의 측정 요소(10, 20, 30)의 가열 행태가 결정되고 이에 따라 각각의 측정 요소의 전류 관련 가열에 관한 결론이 도출될 수 있다. 각각의 온도 측정 유닛의 산출된 온도 차이 값은 이제 평가 유닛에 저장된 기준 값(목표(TARGET) 값)과 비교될 수 있고, 이에 따라 부하에 대한 과부하를 특징짓는 각각의 측정 요소(10, 20, 30)의 열 상태가 탐지될 수 있다. 이렇게, 결정된 온도 차이 값 ΔTn(실제(ACTUAL) 값)과 기준 값(목표 값)의 비교가 각 평가 시점마다 평가 유닛(4)에 의해 수행될 수 있다. 결정된 온도 차이 값 ΔTn이 기준 값(목표 값)보다 크면, 부하에 대한 과부하가 임박한 것이다. 부하에 대한 현 과부하가 탐지되도록 평가 유닛(4)에 임계 값도 저장될 수 있다.
대안으로, 부하에 대한 임박한 과부하를 결정하기 위하여, 온도 차이 값 ΔTn의 평가가 적분 프로세스를 이용하여 수행될 수 있다. 여기서, 적분 구간 내의 온도 측정 유닛의 온도 차이 값 ΔTn은 합산되어 총 합계 ΔTSum이 형성된다. 그러므로 ΔTSum은 적분 구간의 시간 기간에 걸친 온도 차이 값들 ΔTn의 합계의 형성을 나타낸다. 그러므로 총 합계 ΔTSum은 각각의 측정 요소(10, 20, 30)가 적분 구간 tintegr에 걸쳐 경험한 열 입력을 나타낸다.
하기의 식에 따라, 온도 차이 값 ΔTn은 평가 유닛에서 각각의 평가 시점들에서 합산되어 총 합계 ΔTSum을 형성한다.
Figure 112014035289512-pct00003
ΔTn: 각각의 온도 측정 유닛들에 의해 온도들이 동시에 탐지되는 각각의 평가 시점에서의 각각의 측정 요소 "n"(10, 20, 30)의 온도 차이 값.
n: 고려 중인 측정 요소(10, 20, 30) 및 따라서 관측되고 있는 전류 경로
t=tintegr , Start: 적분 구간의 시작
t=tintegr , Ende: 적분 구간의 끝
전술한 평가 원리에 따라, 목표 값들은 평가 유닛(4)에 기준 값들로서 저장되고, 적분 구간 tintegr에 따라, 정상 동작 또는 부하에 대한 임박한 과부하를 특징짓는다. 그러므로, 각각의 적분 구간마다, 결정된 실제 값(ΔTSum)과 목표 값(기준 값)의 비교가 이루어질 수 있다. 결정된 실제 값이 목표 값(기준 값)을 초과하면, 부하에 대한 과부하가 임박한 것이다.
관련 목표 값은, 예를 들어, 표 형태로 또는 다항식으로서 평가 유닛에 저장되고 이에 따라 각 평가 시점마다 특정 목표 값이 기준 값으로서 존재한다. 목표 값은, 특히, 각각의 측정 요소(10, 20, 30)에서의 우세한 전도 간격 및 전류 레벨에 따라 다를 수 있다. 마찬가지로, 분석 중에, 적분 구간이 달라질 수 있다. 현 적분 구간 중에, 대응하는 목표 값들이 평가 유닛에 저장된다. 현대의 열 기계적 릴리스들의 전류/시간 트리핑 특징들은 바람직하게는 목표 값들로 모델링되어 있다.
온도 차이 값 ΔTn의 상승 속도를 평가함으로써 추가의 평가 방법이 달성될 수 있다. 여기서, 실제 값은 하기의 식에 따라 산출된다:
Figure 112014035289512-pct00004
ΔTn: 각각의 온도 측정 유닛들에 의해 온도들이 탐지되는 각각의 평가 시점에서의 각각의 측정 요소 "n"(10, 20, 30)의 온도 차이 값.
n: 고려 중인 측정 요소(10, 20, 30) 및 따라서 관측되고 있는 전류 경로
x: 평가 시점(측정 평가의 현 시점)
목표 값이 부하에 대한 과부하가 임박한 시점(트리거링 시점)을 제공하는 기준 값으로서 평가 유닛에 저장된다. 목표 값은 온도 차이 값 ΔTn의 특징적 상승 속도를 특징짓고, 그것을 초과하면, 부하에 대한 과부하가 임박한 것이다. 관련 목표 값은, 예를 들어, 표 형태로 또는 다항식으로서 평가 유닛에 저장되고 이에 따라 각 평가 시점(목표-실제 비교의 시점)마다 특정 목표 값이 기준 값으로서 존재한다.
전술한 평가 방법들(온도 차이 값의 평가, 온도 차이 값의 적분 프로세스에 따른 평가 및 온도 차이 값의 상승 속도의 평가)을 트리거링 기준으로서 조합하는 것도 상상할 수 있다.
그러므로 비교적 짧은 트리거링 시간들 및 비교적 높은 모터 전류들에 대해서는, "온도 차이 값들의 상승 속도의 평가"가 이루어지고, 비교적 긴 트리핑 시간들 및 비교적 짧은 모터 전류들에 대해서는, "온도 차이 값의 평가"가 이루어지는 것을 상상할 수 있다.
"온도 차이 값의 적분 프로세스에 따른 평가"의 적분 구간이 실제 "온도 차이 값의 상승 속도"에 따라 변경되는 것도 상상할 수 있다.
전술한 평가 방법들에 더하여, 각각의 측정 요소(10, 20, 30)의 절대 온도의 평가를 수행하는 것도 상상할 수 있다.
멀티-포인트 온도 탐지 시스템의 온도 차이 값 ΔTn의 형성은 당연히 다수의 온도 영향들에 민감하지 않다는 이점을 제공한다. 심각한 외부 온도 영향들은, 특정 상황 하에서는, 이러한 멀티-포인트 측정을 통하여 더 이상 보상되지 않을 수 있다. 그러므로 측정 요소들(10, 20, 30)의 절대 온도의 평가로 이 평가 방법들을 확장하는 것이 유익할 수 있다. 이렇게 하여, 예를 들어, 강한 외부 온도 영향들이 인지될 수 있고, 필요할 경우, 전술한 평가 방법들에 더하여, 평가 유닛(4)에서 고려될 수 있다.
공급 도체(들)(101, 201, 301, 102, 202, 302)의 빠르고 강력한 냉각은 멀티-포인트 온도 탐지 시스템의 하나 이상의 온도 측정 포인트들에서 온도 하락으로 이어질 수 있다. 이는, 특히, 전류 경로들의 라인들(101, 201, 301, 102, 202, 302)로부터 가장 작은 분리를 가진 측정 포인트들에 영향을 미친다. 온도 차이 값 ΔTn의 평가만으로는, 이는 대응 측정 요소(10, 20, 30)를 통한 전류 흐름으로 해석될 것이다. 대책으로서, 온도 차이 값 ΔTn의 증가가 평가 유닛(4)에 의해 수행될 수 있을 것이다.
공급 도체(들)(101, 201, 301, 102, 202, 302)의 빠르고 심각한 가열은 멀티-포인트 온도 탐지 시스템의 하나 이상의 온도 측정 포인트들에서 온도 상승으로 이어질 수 있다. 온도 차이 값 ΔTn의 평가만으로는, 이는 대응 측정 요소(10, 20, 30)를 통한 전류 흐름의 스위칭 오프(switching off)로 해석될 것이다. 대책으로서, 온도 차이 값 ΔTn의 감소가 평가 유닛(4)에 의해 수행될 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 2개의 라인(101, 102)을 가진 제1 전류 경로와, 부하(2)에 대한 임박한 과부하를 탐지하기 위한 모니터링 배열을 구비한, 부하(2)를 보호하기 위한 장치(1)로서,
    상기 모니터링 배열은 제1 온도 측정 유닛, 평가 유닛(4) 및 상기 제1 전류 경로의 2개의 라인(101, 102) 사이에 전기 전도 접속을 생성하는 제1 측정 요소(10)를 포함하고, 상기 제1 온도 측정 유닛은 상기 제1 측정 요소(10)로부터 전기적으로 분리되고 제1 및 제2 온도 센서(11, 12)를 포함하고, 상기 제1 온도 측정 유닛의 상기 제1 및 상기 제2 온도 센서(11, 12)는 각각 상기 제1 측정 요소(10)의 온도를 동시에 탐지할 수 있고 상기 평가 유닛(4)은, 상기 제1 온도 측정 유닛의 탐지된 온도들에 기초하여, 상기 부하(2)에 대한 임박한 과부하를 탐지할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 온도 측정 유닛은 또한 상기 제1 온도 측정 유닛의 제1 및 제2 온도 센서(11, 12)와 동시에 상기 제1 측정 요소의 온도를 탐지할 수 있는 제3 온도 센서(13)를 포함하는 장치(1).
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 온도 센서들(11, 12, 13)은 상기 제1 온도 센서(11)는 상기 제1 측정 요소(10)의 제1 측정 포인트에서 온도를 탐지할 수 있고, 상기 제2 온도 센서(12)는 상기 제1 측정 요소(10)의 제2 측정 포인트에서 온도를 탐지할 수 있고, 상기 제3 온도 센서(13)는 상기 제1 측정 요소(10)의 제3 측정 포인트에서 온도를 탐지할 수 있도록 상기 제1 측정 요소(10)에 대하여 배열되고, 상기 제1 측정 요소(10)의 제1 측면(6)에 대하여, 상기 제2 측정 포인트는 상기 제1 측면(6) 상에 상기 제1 측정 포인트와 상기 제3 측정 포인트 사이에 위치해 있는 장치(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 온도 센서는 상기 제1 측정 요소(10)로부터 최대 2 mm 이격되어 있는 장치(1).
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전기적으로 분리하는 절연층(5, 51)이 상기 제1 온도 측정 유닛의 온도 센서들과 상기 제1 측정 요소(10) 사이에 배열되어 있는 장치(1).
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 라인(201, 202)을 포함하는 제2 전류 경로를 갖고 있으며, 상기 모니터링 배열은 또한 제2 온도 측정 유닛 및 상기 제2 전류 경로의 2개의 라인(201, 202) 사이에 전기 전도 접속을 생성하는 제2 측정 요소(20)를 포함하고, 상기 제2 온도 측정 유닛은 상기 제2 측정 요소(20)로부터 전기적으로 분리되고 제1 및 제2 온도 센서(21, 22)를 포함하고, 상기 제2 온도 측정 유닛의 상기 제1 및 제2 온도 센서들(21, 22)은 각각 상기 제2 측정 요소(20)의 온도를 동시에 탐지할 수 있고 상기 평가 유닛(4)은, 상기 제2 온도 측정 유닛의 탐지된 온도들에 기초하여, 상기 부하(2)에 대한 임박한 과부하를 탐지할 수 있는 장치(1).
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 온도 측정 유닛은 또한 상기 제2 온도 측정 유닛의 제1 및 제2 온도 센서들(21, 22)과 동시에 상기 제2 측정 요소의 온도를 탐지할 수 있는 제3 온도 센서(23)를 포함하는 장치(1).
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 라인(301, 302)을 포함하는 제3 전류 경로를 가지고 있고, 상기 모니터링 배열은 또한 제3 온도 측정 유닛 및 상기 제3 전류 경로의 2개의 라인(301, 302) 사이에 전기 전도 접속을 생성하는 제3 측정 요소(30)를 포함하고, 상기 제3 온도 측정 유닛은 상기 제3 측정 요소(30)로부터 전기적으로 분리되고 제1 및 제2 온도 센서(31, 32)를 포함하고, 상기 제3 온도 측정 유닛의 상기 제1 및 제2 온도 센서들(31, 32)은 각각 상기 제3 측정 요소(30)의 온도를 동시에 탐지할 수 있고 상기 평가 유닛(4)은, 상기 제3 온도 측정 유닛의 탐지된 온도들에 기초하여, 상기 부하(2)에 대한 임박한 과부하를 탐지할 수 있는 장치(1).
  9. 제8항에 있어서, 상기 제3 온도 측정 유닛은 또한 상기 제3 온도 측정 유닛의 제1 및 제2 온도 센서들(31, 32)과 동시에 상기 제1 측정 요소의 온도를 탐지할 수 있는 제3 온도 센서(33)를 포함하는 장치(1).
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 온도 센서는 반도체인 장치(1).
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치(1)는 스위칭 장치인 장치(1).
  12. 부하(2)를 보호하기 위한 방법 - 장치(1)가 2개의 라인(101, 102)을 가진 제1 전류 경로와, 상기 부하(2)에 대한 임박한 과부하를 탐지하기 위한 모니터링 배열을 포함함 - 으로서,
    상기 모니터링 배열은 제1 온도 측정 유닛, 평가 유닛(4) 및 상기 제1 전류 경로의 2개의 라인(101, 102) 사이에 전기 전도 접속을 생성하는 제1 측정 요소(10)를 포함하고, 상기 제1 온도 측정 유닛은 상기 제1 측정 요소(10)로부터 전기적으로 분리되고 제1 및 제2 온도 센서(11, 12)를 포함하고, 상기 제1 및 상기 제2 온도 센서(11, 12)는 각각 상기 제1 측정 요소(10)의 온도를 동시에 탐지할 수 있고 상기 평가 유닛(4)은, 상기 제1 온도 측정 유닛의 탐지된 온도들에 기초하여, 상기 부하(2)에 대한 임박한 과부하를 탐지할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 평가 유닛(4)은 상기 제1 온도 측정 유닛의 동시에 탐지된 온도들에 의하여 전류에 기인한 상기 제1 측정 요소(10)의 가열을 탐지하는 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013037418A1 (de) * 2011-09-16 2013-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und verfahren zum schutz eines verbrauchers
CN105911314A (zh) * 2016-05-30 2016-08-31 国网青海省电力公司西宁供电公司 一种10kV-110kV绝缘臂交流耐压试验支架
US11211851B2 (en) * 2019-05-10 2021-12-28 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for providing safe limited force producing power in a motor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3680325A (en) 1969-12-16 1972-08-01 Kanto Seiki Co On-off controlled oil temperature adjusting apparatus with a protective device
JPH0731241Y2 (ja) * 1990-01-16 1995-07-19 大日本スクリーン製造株式会社 立型製版カメラの反射照明支持装置
DE10213617A1 (de) * 2002-03-27 2003-06-12 Zf Sachs Ag Leistungshalbleiterschalteranordnung und Verfahren zum Betreiben einer Leistungshalbleiterschalteranordnung, insbesondere zum Schutz eines Leistungshalbleiters vor einer thermischen Überlastung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05276643A (ja) * 1992-03-19 1993-10-22 Yamatake Honeywell Co Ltd 過負荷検出装置
DE19821834A1 (de) * 1998-05-15 1999-11-25 Fahrzeugklimaregelung Gmbh Power-Mos-Transistor
DE19832558B4 (de) * 1998-07-20 2005-10-06 Infineon Technologies Ag Halbleiteranordnung mit mindestens einem Halbleiterchip
US6340878B1 (en) * 1999-10-22 2002-01-22 Motorola, Inc. Silicon equivalent PTC circuit
US7056477B1 (en) * 2000-02-03 2006-06-06 Cellular Process Chemistry, Inc. Modular chemical production system incorporating a microreactor
DE10297711B4 (de) 2002-11-26 2009-08-06 Mitsubishi Denki K.K. Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung für einen Motor
US20050146824A1 (en) * 2003-12-29 2005-07-07 Lear Corporation Active Safety Circuit with Loads Protected by Solid State Relays
JP3963175B2 (ja) 2004-03-19 2007-08-22 日産自動車株式会社 温度検出装置および温度検出用プログラム
WO2007135850A1 (ja) * 2006-05-24 2007-11-29 The Ritsumeikan Trust 赤外線アレイセンサ
GB2462421A (en) * 2008-08-04 2010-02-10 Deepstream Technologies Ltd Power supply unit for overload relay
US8044674B2 (en) * 2009-11-06 2011-10-25 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with thermal fault detection
CN101834558A (zh) 2009-12-28 2010-09-15 南昌大学 交流异步电机矢量控制器
US8848330B2 (en) * 2011-07-29 2014-09-30 Infineon Technologies Austria Ag Circuit with a temperature protected electronic switch

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3680325A (en) 1969-12-16 1972-08-01 Kanto Seiki Co On-off controlled oil temperature adjusting apparatus with a protective device
JPH0731241Y2 (ja) * 1990-01-16 1995-07-19 大日本スクリーン製造株式会社 立型製版カメラの反射照明支持装置
DE10213617A1 (de) * 2002-03-27 2003-06-12 Zf Sachs Ag Leistungshalbleiterschalteranordnung und Verfahren zum Betreiben einer Leistungshalbleiterschalteranordnung, insbesondere zum Schutz eines Leistungshalbleiters vor einer thermischen Überlastung

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