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Einrichtung zur Überwachung von Temperaturen in Geräten, insbesondere
elektrischen Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung
von Temperaturen in Geräten, insbesondere elektrischen Maschinen, bestehend aus
einem Meßkreis mit mehreren Heißleitermeßfühler-Anordnungen, die über Schaltelemente
zusammengeschaltet sind, welche bei Erreichen eines Schwellenwertes einen geringen
dynamischen Widerstand besitzen (z. B. Dioden oder Transistoren), und aus einem
Auslösekreis.
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Ein Heißleitermeßfühler mißt infolge seiner kleinen Abmessung die
Temperatur in dem zu schützenden Gerät nur an einem Punkt. Es werden deshalb beinahe
immer mehrere Heißleiter an ein Gerät angeschlossen. Um zu verhindern, daß sich
die Messungen der einzelnen Heißleiter gegenseitig beeinflussen und damit kein Temperaturmittelwert
erfaßt wird, werden die einzelnen Heißleiter oft über Schaltelemente, die bei Erreichen
eines Schwellenwertes einen geringen dynamischen Widerstand besitzen (z. B. Dioden
oder Transistoren), verbunden. Werden bei den Geräten Brückenschaltungen angewendet,
so werden die Heißleiter und ihre Brückengegenwiderstände zusammen mit den genannten
Schaltelementen in einem Bauteil vereinigt und dieser direkt am zu schützenden Gerät
befestigt.
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Bei einer großen Zahl von Bedarfsfällen werden nun Überwachungseinrichtungen
benötigt, die bei zwei verschiedenen Meßtemperaturen Signale abgeben. So werden
z. B. oft Kommandos zum Einschalten einer Fremdbelüftung bei relativ niederen Erwärmungen
und Kommandos zum Abschalten der Anlage beim Überschreiten der zulässigen Erwärmung
benötigt. Auch kommt es oft vor, daß eine Anlage beim Überschreiten der zulässigen
Erwärmung nicht momentan außer Betrieb genommen werden darf. In einem solchen Fall
muß deshalb bei einer etwas unter der zulässigen Erwärmung liegenden Erwärmung ein
Warnsignal ausgelöst werden.
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Auf Grund der beiden genannten Beispiele wird deutlich, daß die von
der niederen Erwärmung ausgelöste Schaltung oft automatisch wieder in Ruhestellung
gehen soll, wenn die fragliche Erwärmung wieder unterschritten wird, während die
beim überschreiten der Grenzerwärmung ausgelöste Schaltung erst durch eine zu betätigende
Entriegelung aufgehoben werden darf (Wiedereinschaltsperre). Wird nämlich die Grenzerwärmung
einer zu schützenden Anlage überschritten, so liegt offensichtlich ein Schaden in
der Anlage vor (z. B. Zweiphasenlauf oder mechanische Überlastung), der vor Wiedereinschaltung
des Überwachungsgerätes abgestellt werden muß. Die Erfindung hat sich zur Aufgabe
gestellt, ein mit Heißleitermeßfühlern arbeitendes Gerät zu vermitteln, an welches
mehrere Auslösebausteine ohne gegenseitige Beeinflussung angeschlossen werden können
und bei welchem die einzelnen Auslösebausteine mit und ohne Wiedereinschaltsperre
arbeiten können.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe durch die Erfindung besteht bei
einer Einrichtung der eingangs geschilderten Art darin, daß erfindungsgemäß der
Auslösekreis aus mehreren auf unterschiedliche Temperaturmeßwerte entsprechende
Auslöseschaltungen besteht, die an den einen Meßkreis angeschlossen sind und zu
einem Gerät zusammengefaßt sind, und daß zwischen Meßkreis und Auslösekreisen ein
Impedanzwandler angeordnet ist, der so bemessen ist, daß die verschiedenen Auslösetemperaturen
durch die verschiedenen Auslöseschaltungen rückwirkungsfrei überwachbar sind.
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Aus dem vorveröffentlichten Prospekt der Siemens AG, »Motor-Vollschutz
durch Halbleiter-Temperaturfühler« (Best. Nr. SSW/444/254), ist eine Einrichtung
zur Überwachung von Temperaturen in Geräten, insbesondere elektrischen Maschinen,
mit Heißleitermeßfühlern bekannt gewesen, die über Schaltelemente in Form eines
Meßblockes zusammengeführt werden, welche bei Erreichen eines Schwellwertes einen
geringen dynamischen Widerstand besitzen und die mehrere Auslösebausteine für unterschiedliche
Meßtemperaturen besitzen. Dabei sind aber so viele komplette Meßgeräte einschließlich
Heißleiterfühlerkreisen erforderlich, wie verschiedene Temperaturen überwacht werden
sollen. Beispielsweise müssen zwei vollständige Geräte eingesetzt werden, falls
zwei verschiedene Temperaturen überwacht werden sollen. Das bedeutet gegenüber
dem
Erfindungsgegenstand einen wesentlich höheren Aufwand. Beim Erfindungsgegenstand
wird zur Überwachung von zwei verschiedenen Temperaturen nur ein einziger Satz Fühler
und der damit verbundene Aufwand gleichfalls nur einmal benötigt. Die vorgenannte
Anordnung bedarf hier eines doppelten Aufwandes. Darüber hinaus arbeiten diese Geräte
auch nur mit einem normalen Spannungsverstärker und nicht mit einem Impedanzwandler,
der erst bei der Erfindung deshalb erforderlich wird, weil mehrere Auslösebausteine
rückwirkungsfrei an einen einzigen Meßkreis angeschlossen werden sollen. Schließlich
sind bei der Vorveröffentlichung die Meßblöcke jeweils für eine bestimmte Ansprechtemperatur,
z. B. 110° C ausgelegt. Soll eine andere Temperatur überwacht werden als die, für
welche der Meßblock ausgelegt ist, muß ein anderer Meßblock eingesetzt werden, der
entsprechend der zu überwachenden Temperatur ausgelegt ist.
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Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung,
welche ein Schaltbild eines Gerätes mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wiedergibt,
in einer Ausführungsform erläutert. Dem Schaltbild ist ein Gerät mit zwei Schaltfunktionen
zugrunde gelegt, wobei ein Auslösebaustein eine Wiedereinschaltsperre besitzt.
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Tr ist ein Netztransformator mit drei voneinander galvanisch getrennten
Sekundärwicklungen, die über Gleichrichter mit Glättungsglieder die Versorgungssysteme
U1, U2 und U3 bilden. Der Meßkreis des Gerätes wird vom Versorgungssystem Ui gespeist,
während Auslösebaustein 1 vom Versorgungssystem U2 und Auslösebaustein 2 vom Versorgungssystem
U3 gespeist werden. 1-1, 2-2, 3-3 und 4-4 sind die vier Leitungen vom Bauteil an
der zu überwachenden Anlage, im Schaltbild Selektor genannt, zum Gerät.
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Der Selektor ist ein getrennt anzuordnender Bauteil, in dem die Schaltelemente
vereinigt sind, die bei Erreichen eines Schwellenwertes einen geringen dynamischen
Widerstand besitzen und die verhindern, daß die Messungen der einzelnen Heißleiter
gemittelt werden. Der Selektor ist demgemäß an den Zuleitungen zu den Meßfühlern
angeschlossen und ist mit dem Temperatur-überwachungsgerät durch die Verbindungsleitungen
1 bis 4 verbunden. Vorteilhaft wird der Selektor bei der Verwendung für die thermische
Überwachung von Wicklungen rotierender elektrischer Maschinen mittels Heißleitermeßfühlern
im Anschlußkasten dieser Maschine untergebracht.
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Die Transistoren T2 und T3 bilden einen zweistufigen Impedanzwandler
mit niederohmigem Ausgang, die Spannung U5 ist damit immer etwa gleich der Spannung
U4 an einem der Heißleitermeßfühler. Die Dioden D1 und D2 lassen immer nur einen
Strom durch den niederohmigsten, d. h. heißesten Heißleitermeßfühler fließen, so
daß eine Mittelwertbildung über die einzelnen Messungen verhindert wird. Der niederohmigste,
d. h. der heißeste Heiß- i leitermeßfühler bestimmt also allein das Potential in
Punkt P4 bzw. P5. Je höher das Potential in diesen Punkten gegenüber dem Potential
in Punkt P7 wird, desto mehr sperrt Transistor T4. Hierdurch wird das Potential
in Punkt P6 immer negativer. Die Transi- i scoren T5 und T6 bilden zusammen mit
den zugehörigen Widerständen und dem Relais d 1 eine bistabile Kippstufe. Hat die
Potentialabsenkung in Punkt P6 einen bestimmten Wert erreicht, so öffnet Transistor
T., während Transistor T, schließt, womit Relais d1 abfällt. Die Umschaltung im
Kippunkt der Schaltung erfolgt dabei augenblicklich, so daß eine eindeutige Momentschaltung
vorliegt. Die Potentialhöhe in Punkt P7 wird durch den an Widerstand R3 einstellbaren
Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen R3 und R4, festgelegt, so daß durch
Verändern des Widerstandes R3 jede gewünschte Schalttemperatur eingestellt werden
kann. Dasselbe Prinzip gilt natürlich auch für Auslösebaustein 2. Damit sich die
Auslösebausteine nicht gegenseitig beeinflussen, sind die Dioden D3 und D4 vorgesehen,
die Ausgleichströme zwischen den einzelnen Auslösebausteinen verhindern. Drücker
D bildet zusammen mit Relaisarbeitskontakt d2 eine Wiedereinschaltsperre für Auslösebaustein
2.
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Selbstverständlich können an das Gerät beliebig viele Heißleitermeßfühler
angeschlossen werden, genauso wie ein Gerät drei oder gar vier Auslösebausteine
besitzen kann.