DE19754351C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Temperatur einer Wicklung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Temperatur einer WicklungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren einer Vorrichtung zur Messung der Temperatur einer
elektrischen Wicklung mit zugehöriger Induktivität und temperaturabhängiger Kapazität.
Die Wicklung ist mit einer Spannungsversorgung verbunden.
Eine solche elektrische Wicklung ist beispielsweise in einem Transformator, einem elek
trischen Motor oder dergleichen enthalten. Bei übermäßiger Belastung einer solchen
Wicklung besteht die Gefahr der Überhitzung, die zu irreversiblen Schäden der Wick
lung oder zu dieser benachbarter Teile in beispielsweise Transformator oder elektri
schem Motor führen kann. Deshalb wird in der Regel bei Überschreiten eines vorgege
benen Temperaturgrenzwertes der Wicklungsstrom abgeschaltet oder zumindest ver
ringert.
Um die Temperatur der Wicklung zu Messen und ein Überschreiten des Temperatur
grenzwertes feststellen zu können, sind verschiedene direkte oder indirekte Meßmetho
den aus der Praxis bekannt. Beispielsweise können der Wicklung Wärmefühler, wie
PCT oder NTC, Thermokontakte, Thermoschalter, Heizwiderstände oder dergleichen
zugeordnet werden. Außerdem sind Modellrechnungen für Wicklungen bekannt, aus
denen die jeweils in der Wicklung herrschende Temperatur theoretisch in Abhängigkeit
von anderen Wicklungsparametern bestimmt wird.
Für all diese aus der Praxis bekannten Temperaturmessungen der elektrischen Wick
lung ist der rechnerische oder technische Aufwand relativ hoch. Beispielsweise treten
beim Einbau eines separaten Sensors zur Temperaturmessung entsprechende Kosten
für den Sensor und die zugehörige elektrische Anschluß- und Auswertetechnik auf. Ein
weiterer Nachteil bei den vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Temperatur
messung ist, daß diese entweder nur mit erheblichem Aufwand eine Temperaturmes
sung bei Betrieb oder Belastung der Wicklung ermöglichen oder aber eine Temperatur
messung nur während zumindest kurzzeitiger Betriebsunterbrechungen der Wicklung
und ohne Belastung möglich ist.
Aus der US 2 575 922 ist die Anordnung eines temperaturabhängigen Kondensa
tors in eine Wicklung einer sich drehenden Maschine bekannt. Dieser Kondensator
weist ein Dielektrikum auf, dessen Eigenschaften sich in Abhängigkeit von der Tem
peratur ändern.
Die EP 0 414 052 A1 zeigt eine Temperaturmessung mittels einer niederfrequenten
Spannung, die zur Netzspannung geometrisch addiert wird und mittels der der tem
peraturabhängige Widerstand einer Wicklung einer Maschine bestimmt wird.
Die EP 0 284 711 A2 befaßt sich mit einem bürstenlosen Gleichstrommotor mit einer
Messung des Wicklungswiderstandes, wenn sich die entsprechende Wicklung gera
de im stromlosen Zustand befindet.
Ein weiterer bürstenloser Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutierung ist in
der DE 37 36 303 C2 beschrieben. Bei diesem wird in einem stromlosen Zeitintervall
einer Wicklung eine Induktionsspannung gemessen und über die Temperaturabhän
gigkeit des magnetischen Flusses eine entsprechende Temperatur innerhalb des
Motors bestimmt.
Die DD 144310 offenbart ein Thermoelement oder Thermistor zur Temparaturbe
stimmung in der elektrischen Maschine.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Messung der Temperatur einer elektrischen Wicklung dahingehend zu
verbessern, daß die Messung kostengünstig, mit geringem Aufwand und ohne zusätzli
che Sensoren direkt mittels der Wicklung mit relativ hoher Genauigkeit erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, daß ein sich zeitlich änderndes
Erregungssignal in die Wicklung eingekoppelt wird; eine vom Erregungssignal verur
sachte Signalantwort als ein durch die Induktivität und zumindest die Kapazität der
Wicklung bestimmtes Resonanzsignal empfangen wird; die Signalantwort hinsichtlich
einer durch die Temperaturabhängigkeit der Kapazität verursachten Resonanzfrequenz
verschiebung ausgewertet wird und aus der Resonanzfrequenzverschiebung die Tem
peratur bestimmt wird.
Vorrichtungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Frequenzgenerator mit
der Wicklung zur Erzeugung eines sich zeitlich ändernden Erregungssignals verbunden
ist und zum Empfang und zur Auswertung einer Signalantwort eine Auswerte- und
Überwachungseinrichtung angeordnet ist, wobei die Signalantwort ein durch Induktivität
und zumindest temperaturabhängige Kapazität der Wicklung bestimmtes Resonanzsi
gnal mit temperaturabhängiger von der Auswerte- und Überwachungseinrichtung be
stimmbarer Resonanzfrequenz ist.
Erfindungsgemäß wird folglich die Temperaturabhängigkeit der Kapazität der elektri
schen Wicklung direkt ausgenutzt, um die Temperatur der Wicklung zu bestimmen. Die
Kapazität ist über das Dielektrikum - im allgemeinen der Isolierlack -, d. h. die diesem
zugeordnete Dielektrizitätskonstante temperaturabhängig. Der Temperaturgang dieser
Dielektrizitätskonstanten wird erfindungsgemäß gemessen. Dazu wird das sich zeitlich
ändernde Erregungssignal der Wicklung zugeführt und eine sich aufgrund der Induktivi
tät und Kapazität der Wicklung aus dem zeitlich ändernden Erregungssignal ergebende
Signalantwort empfangen und ausgewertet. Empfang und Auswertung erfolgen mittels
der Auswerte- und Überwachungseinrichtung. Diese ermittelt beispielsweise bei einer
Temperatur der Wicklung ein der Signalantwort entsprechendes Resonanzsignal und
bestimmt die entsprechende Resonanzfrequenz. Bei einer Temperaturänderung der
Wicklung ergibt sich aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstanten
eine Änderung der Kapazität und damit der Resonanzfrequenz der Signalantwort bzw.
des Resonanzsignals. Diese Resonanzfrequenzverschiebung wird ausgewertet und aus
der Verschiebung die Temperaturänderung bzw. Temperatur bestimmt.
Eine entsprechende Einrichtung zur Erzeugung eines sich zeitlich ändernden Erre
gungssignals ist beispielsweise ein Frequenzgenerator, dessen Aufbau an sich bekannt
ist, worauf hiermit verwiesen wird. Ebenfalls bekannt sind entsprechende Ausführungs
beispiele für eine Auswerte- und Überwachungseinrichtung, die eine sich zeitlich än
dernde Signalantwort als Resonanzsignal empfangen und bezüglich einer Resonanz
frequenz auswerten kann. Ebenso ist an sich bekannt, wie eine Verschiebung der Re
sonanzfrequenz meßbar ist.
Um die Verschiebung des Resonanzsignals bzw. der Resonanzfrequenz bestimmen zu
können, kann die Frequenz des vom Frequenzgenerator abgegebenen Erregungs
signals geändert werden, wobei diese Änderung durch Steuerung des Frequenzgenera
tors durch die Auswerte- und Überwachungseinrichtung erfolgen kann.
Ein vom Frequenzgenerator abgegebenes Erregungssignal kann ein Strom- oder
Spannungssignal sein. Die entsprechende zeitliche Änderung eines solchen Strom-
oder Spannungssignals ergibt sich beispielsweise durch ein sich zeitlich aperiodisch än
derndes oder periodisch änderndes Erregungssignal. Im aperiodischen Fall werden bei
spielsweise Signalimpulse und im periodischen Fall eine Sinusschwingung zur Erregung
der Wicklung eingesetzt. Es ist ebenso möglich, gleichzeitig Mischformen aus Strom-
und Spannungssignalen zur Erregung der Wicklung als Erregungssignal einzusetzen,
die aperiodisch und/oder periodisch sein können.
Die sich zeitlich ändernden Erregungssignale können direkt über vorhandene elektri
sche Zuleitungen der Wicklung zugeführt werden. Praktikabel ist eine Trennung des Er
regersignals von dem Hauptstrom der Wicklung über eine Frequenzweiche. Denkbar ist
jedoch auch eine Einkopplung des Erregersignals über kapazitiver oder magnetischer
Einstreuung. In jedem Fall wird beispielsweise ein aperiodisches Erregungssignal, wie
ein Stromimpuls, eingekoppelt und die entsprechende aperiodische Signalantwort als
Spannungsantwort erfaßt. Ebenso ist es möglich, daß beispielsweise bei periodischer
Erregung durch eine Sinusspannung eine Auswertung der entsprechenden Stromant
wort erfolgt. Entsprechende elektrische Wicklungen, an denen die Temperaturmessung
erfindungsgemäß erfolgt, findet man beispielsweise in Transformatoren, Elektromotoren
oder dergleichen. Dabei wird zumindest einer Wicklung von Transformator, Elektromotor
oder dergleichen das Erregungssignal eingekoppelt. Eine weitere Anwendung der Erfin
dung ergibt sich für elektronisch kommutierte Gleichstrommotore, wobei in eine Wick
lung dieser Motore das Erregungssignal eingekoppelt wird.
Die entsprechende Signalantwort kann ebenfalls der Wicklung entnommen werden, wo
bei erfindungsgemäß der Frequenzgenerator mit beiden Enden der Wicklung verbun
den ist und die Kapazität durch ein die Wicklungsleitungen umgebendes Dielektrikum
als Isolierung gebildet ist.
Ebenso ist es möglich, daß der Frequenzgenerator mit der elektrischen Wicklung und
mit einem zumindest diese Wicklung umgebenden Wicklungsgehäuses verbunden ist.
Dabei wird die Kapazität durch ein die Wicklungsleitungen umgebendes Dielektrikum
und ein gegebenenfalls auf einer der Wicklung zuweisenden Gehäuseinnenseite aufge
tragenes Dielektrikum sowie ein zwischen Wicklungsgehäuse und Wicklung angeordne
tes Dielektrikum gebildet. Weitere Dielektrika zwischen Wicklung und gehäuse kann Luft
sein, welche nicht unbedingt Wicklungstemperatur annimmt. Luft als Dielektrikum beein
flußt den Meßeffekt jedoch nicht, da seine Dielektrizitätskonstante kaum Temperatur
gang hat.
Das die Wicklungsleitungen als Isolation umgebende Dielektrikum, insbesondere ein
entsprechender Leitungslack, weist in der Regel stark temperaturabhängige dielektri
sche Eigenschaften auf. Weiterhin ändert sich die Temperatur im Dielektrikum praktisch
ohne Zeitverzögerung im Vergleich zur Temperaturänderung in den Wicklungsleitungen,
da die Wärmekapazität der Isolierung um mehrere Größenordnungen kleiner ist als die
Wärmekapazität der Leitungen. Außerdem ist ein Wärmeübertragungswiderstand zwi
schen Isolierungen und Leitungen vernachlässigbar.
Um die Messung der Temperatur weiter zu erleichtern, kann dem Dielektrikum eine die
lektrische Beimischung mit hoher Dielektrizitätskonstanten und/oder mit hoher Tempera
turabhängigkeit der Dielektrizitätskonstanten beigemischt sein. Solche Beimischungen
können beispielsweise Ferroelektrika, wie Bleititanat, Bariumtitanat oder dergleichen
sein.
Um das Resonanzsignal bzw. die Resonanzfrequenz in einfacher Weise bestimmen zu
können, ist es von Vorteil, wenn die Auswerte- und Überwachungseinrichtung eine
Strom- und/oder Spannungsamplituden-Meßeinrichtung zur Messung einer Strom-
und/oder Spannungsamplitude der Signalantwort bzw. des Resonanzsignals aufweist.
Die Verschiebung der so ermittelten Amplitude in Abhängigkeit von der Temperatur wird
ermittelt und in einen entsprechenden Temperaturwert umgewandelt.
Um einen entsprechenden Amplitudenwert besser feststellen und seine Verschiebung in
Abhängigkeit von der sich ändernden Temperatur verfolgen zu können, ist es weiterhin
als günstig anzusehen, wenn die Auswerte- und Überwachungseinrichtung mit dem
Frequenzgenerator zur Ermittlung einer frequenzabhängigen maximalen und/oder mi
nimalen Strom- und/oder Spannungsamplitude verbunden ist. Auf diese Weise wird der
Frequenzgenerator so gesteuert, daß er ein in seiner Frequenz langsam veränderbares
Erregungssignal ausgibt und die Frequenz so lange geändert wird, bis eine maximale
oder minimale Amplitude der Signalantwort bei der erregenden Frequenz vorliegt und
die entsprechend maximale oder minimale Amplitude bei sich aufgrund der Temperatur
abhängigkeit des Dielektrikums ändernden Resonanzfrequenz verfolgt wird.
Ist beispielsweise der Frequenzgenerator direkt mit beiden Enden der Wicklung verbun
den, so ist es von Vorteil, wenn zwischen der Wicklung und deren Spannungsversor
gung eine Blockiereinrichtung, insbesondere eine Spule, zur Blockierung des Erre
gungssignals verschaltet werden kann. Dadurch wird verhindert, daß der Frequenzge
nerator über die Spannungsversorgung im wesentlichen kurzgeschlossen wird. Eine
solche Blockiereinrichtung kann auch durch einen angepaßten Hochpaßfilter oder der
gleichen gebildet sein.
Bei einem weiteren vorteilhafte Ausführungsbeispiel weist die Auswerte- und Überwa
chungseinrichtung verschiedene weitere Einrichtungen auf. Mittels einer Anzeigeeinrich
tung können beispielsweise der ermittelte Temperaturwert oder ein sich zeitlich ändern
der Temperaturgradient dargestellt werden. Auf diese Weise ist die absolute Temperatur
der Wicklung bzw. die Änderungsrate der Temperatur anzeigbar. Außerdem kann durch
die Anzeigeeinrichtung beispielsweise auch ein maximal zulässiger Temperaturwert an
gezeigt und mit dem augenblicklich vorliegenden Temperaturwert verglichen werden.
Eine weitere Einrichtung ist eine Eicheinrichtung, durch die beispielsweise die erfin
dungsgemäße Vorrichtung zur absoluten Temperaturmessung bei unterschiedlichen
Wicklungen geeicht werden kann. Weiterhin kann eine Signalisiereinrichtung vorgese
hen sein, durch die optisch, akustisch oder elektrisch beispielsweise ein Überschreiten
der maximal zulässigen Temperatur der Wicklung angezeigt wird. Diese Einrichtungen
können sowohl einzeln als auch kombiniert angeordnet sein, wobei sie in der Auswerte-
und Überwachungseinrichtung integriert oder separat von dieser ausgebildet sein kön
nen.
Gegebenenfalls können außerdem die elektrischen Leitungen zwischen Wicklung und
Frequenzgenerator oder Auswerte- und Überwachungseinrichtung verdrillt sein, um eine
elektromagnetische Einkopplung in die Leitungen zu unterdrücken.
Es sei an dieser Stelle nochmals angemerkt, daß erfindungsgemäß eine Temperatur
messung von einer oder mehreren elektrischen Wicklungen in einfacher Weise und oh
ne Veränderungen oder zusätzliche Bauteile an den Wicklungen möglich ist. Weiterhin
kann die Temperaturmessung während des Betriebs, der die Wicklungen enthaltenen
Motore, Transformatoren oder dergleichen durchgeführt werden und die Messung ist
unabhängig von der Belastung beispielsweise eines Elektromotors.
Im folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der in der
Zeichnung beigefügten Figuren näher erläutert und beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein prinzipielles Schaltdiagramm zur Temperaturmessung einer elektrischen
Wicklung bei einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 ein prinzipielles Schaltdiagramm zur Temperaturmessung einer elektrischen
Wicklung bei einem zweiten Ausführungsbeispiel und.
Fig. 3 einen Vertikalschnitt quer durch eine Wickel nach Fig. 1 oder 2.
Fig. 1 zeigt in prinzipieller Darstellung einen Schaltkreis gemäß eines ersten Ausfüh
rungsbeispiels der Erfindung.
In dem Schaltkreis ist prinzipiell ein Frequenzgenerator 7 dargestellt, zu dem eine
ebenfalls prinzipiell dargestellte Auswerte- und Überwachungseinrichtung 5 parallel ge
schaltet ist. Die Auswerte- und Überwachungseinrichtung 5 ist mittels einer Steuerlei
tung 13 mit dem Frequenzgenerator 7 zur Änderung einer Frequenz eines abgegebe
nen Erregungssignals verbunden.
Das vom Frequenzgenerator ausgegebene Erregungssignal wird über eine als Konden
sator ausgebildete Einkoppeleinrichtung 8 einer elektrischen Wicklung 1 eingekoppelt.
Diese bildet einen Teil insbesondere eines Elektromotors oder eines Transformators
(nicht dargestellt). Der Frequenzgenerator 7 und die Auswerte- und Überwachungsein
richtung 5 sind mit Enden 9, 10 der Wicklung 1 verschalt. Weiterhin ist die Wick
lung 1 mit einer Spannungs- oder Leistungsversorgung 6 verschaltet, durch die der ei
gentliche Betrieb des nicht dargestellten Transformators bzw. Elektromotors gewährlei
stet wird.
Um zu verhindern, daß das vom Frequenzgenerator 7 ausgegebene Erregungssignal
der Spannungsversorgung 6 zuführbar ist, ist zwischen diesen eine Spule als Bloc
kiereinrichtung 11 angeordnet.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei gleiche
Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten darin, daß, Frequenzge
nerator 7 und Auswerte- und Überwachungseinrichtung 5 mit dem Ende 9 der Wicklung
1 und über einen Gehäuseanschluß 14 mit einem zumindest die Wicklung 1 umgeben
den Wicklungsgehäuse 2 verbunden sind. Das andere Ende 10 der Wicklung 1 ist wei
terhin mit der zugehörigen Spannungsversorgung 6 verschaltet.
Bei dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 wird durch die Auswerte- und Überwachungs
einrichtung 5 eine Signalantwort auf das vom Frequenzgenerator 7 ausgegebenen Er
regungssignal erfaßt. Die Frequenz dieser Signalantwort hängt bei dem Ausführungs
beispiel nach Fig. 1 von der Induktivität der Wicklung 1 und deren Kapazität ab. Die Ka
pazität der Wicklung 1 ergibt sich durch ein die Wicklungsleitungen, siehe Fig. 3, umge
bendes Dielektrikum 12 als Leitungsisolierung 3. Ein solches Dielektrikum ist beispiels
weise ein auf die Wicklungsleitungen aufgetragener Lack.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ergibt sich die Kapazität außer durch die Kapazi
tät der Wicklung 1 ebenfalls durch eine Kapazität zwischen Wicklung 1 und Wicklungs
gehäuse 2.
Da beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der Frequenzgenerator 7 nicht mit beiden En
den 9, 10 der Wicklung 1 verbunden ist, kann die Blockiereinrichtung 11 nach Fig. 1
entfallen.
In Fig. 3 ist ein Ausschnitt der Wicklung 1 vergrößert und in einem sich quer zur Wick
lung erstreckenden Vertikalschnitt dargestellt. Die Wicklung 1 ist durch eine oder mehre
re Wicklungsleitungen 4 gebildet, die von einem Lack als Isolierung 3 bzw. Dielektrikum
12 umgeben sind. Ein solcher Lack weist eine relativ stark temperaturabhängige Dielek
trizitätskonstante auf. Dadurch ist die Kapazität der Wicklung 1 ebenfalls temperaturab
hängig und somit die von der Auswerte- und Überwachungseinrichtung 5 empfangene
Signalantwort. Von dieser Signalantwort wird eine minimale oder maximale Amplitude
bei einer bestimmten Temperatur der Wicklung 1 erfaßt und dieser Amplitudenwert bei
Änderung der Wicklungstemperatur durch entsprechende Frequenzänderungen des
Frequenzgenerator verfolgt. Aus der Änderung der Frequenz ergibt sich eine Resonanz
frequenzverschiebung, aus der die Temperaturänderung ermittelbar ist. Dabei kann die
Auswerte- und Überwachungseinrichtung 5 die absolute Temperatur oder eine Tempe
raturänderung darstellen oder bei Überschreiten eines maximal zulässigen Temperatur
wertes ein Warnsignal abgeben. Ebenso kann das Warnsignal dazu eingesetzt werden,
den die Wicklung 1 enthaltenen Transformator oder Elektromotor auszuschalten oder
zumindest den Wicklungsstrom zu vermindern.
In dem Isolator 3 bzw. Dielektrikum 12, siehe Fig. 3, kann eine Beimischung enthalten
sein, die eine hohe Dielektrizitätskonstante bzw. eine hohe Temperaturabhängigkeit der
Dielektrizitätskonstanten aufweist. Mittels einer solchen Beimischung kann die Genauig
keit der Temperaturmessung gegebenenfalls erhöht werden.
Für ein Ausführungsbeispiel für eine Wicklung 1 mit bestimmten
Charakteristika sind im folgenden einige Werte angegeben. Beispielsweise kann als Er
regungssignal ein Sinusstrom von 3 mA mit einer Frequenz von 6 MHz der Wicklung 1
eingekoppelt werden. Die Frequenz ist durch die Auswerte- und Überwachungseinrich
tung beispielsweise um etwa +/-20% veränderbar. Aus der Signalantwort wird die maxi
male Spannungsamplitude bestimmt und durch Frequenzänderung die maximale Span
nungsamplitude bei einer Temperaturänderung der Wicklung verfolgt. Bei einer geteste
ten Wicklung änderte sich beispielsweise die Mittenfrequenz der maximalen Span
nungsamplitude um etwa 5 kHz pro Kelvin. Die maximale Spannungsamplitude selbst
betrug etwa 0,3 V und die Bandbreite bei 90% betrug ca. 1 MHz.
Es sei allerdings darauf hingewiesen, daß die oben genannten Werte nur exemplarisch
sind und für einen bestimmten Wicklungstyp zur Temperaturmessung eingesetzt wur
den. Bei anderen Wicklungen können andere Werte eingestellt und gemessen werden.
Es sei abschließend nochmals darauf hingewiesen, daß eine Tempe
raturmessung bei Betrieb und bei Belastung oder Belastungsänderungen bei einem
Transformator oder elektrischem Motor entgegengesetzt zum bekannten Stand der
Technik in einfacher Weise möglich ist.
Claims (33)
1. Verfahren zur Messung der Temperatur einer Wicklung (1) mit zugehöriger Induk
tivität und temperaturabhängiger Kapazität, gekennzeichnet durch die folgenden
Schritte:
- a) Einkoppeln eines sich zeitlich ändernden Erregungssignals in die Wicklung (1);
- b) Empfangen einer vom Erregungssignal verursachten Signalantwort als ein durch die Induktivität und zumindest die Kapazität der Wicklung (1) bestimm tes Resonanzsignal;
- c) Auswerten der Signalantwort hinsichtlich einer durch die Temperaturabhän gigkeit der Kapazität verursachten Resonanzfrequenzverschiebung und
- d) Bestimmen der Temperatur aus der Resonanzfrequenzverschiebung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erregungssignal
sich zeitlich aperiodisch ändert.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erre
gungssignal sich zeitlich periodisch ändert.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Einkoppeln des Erregungssignals magnetisch oder kapazitiv erfolgt.
5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß ein Strom- und/oder Spannungssignal als Erregungssignal eingekoppelt
und ein Spannungs- und/oder Stromantwortsignal als Signalantwort ausgewertet
wird.
6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß das Erregungssignal in eine Wicklung (1) eines Transformators einge
koppelt wird.
7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß das Erregungssignal in eine Wicklung (1) eines Elektromotors eingekop
pelt wird.
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß als Signalantwort ein Ausgangssignal der Wicklung (1) und/oder eines zu
mindest die Wicklung (1) umgebenden und von dieser elektrisch isolierten Wick
lungsgehäuses (2) empfangen wird.
9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Frequenz des Resonanzsignals bei maximaler und/oder minimaler
Amplitude der Signalantwort bestimmt wird.
10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich
net, daß aus der Resonanzfrequenzverschiebung ein Temperaturmomentanwert
und/oder ein Temperaturgradient bestimmt wird.
11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Amplitude der Signalantwort durch Steuern der Frequenz des
Erregungssignals maximiert oder minimiert wird.
12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Isolierung (3) der die Wicklung (1) bildenden Wicklungsleitung
(4) als Dielektrikum (12) die Wicklungskapazität bestimmt.
13. Verfahren nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierung (3)
wenigstens eine die Dielektrizitätskonstante und/oder die Temperaturabhängigkeit
des Dielektrikums (12) erhöhende Substanz beigemischt wird.
14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Temperaturwertes eine
Auswerte- und Überwachungseinrichtung (5) ein Signal ausgibt.
15. Vorrichtung zur Messung einer Temperatur einer Wicklung (1) mit einer Span
nungsversorgung (6) für die Wicklung (1), gekennzeichnet durch einen mit der
Wicklung (1) verbundenen Frequenzgenerator (7) zur Erzeugung eines sich zeit
lich ändernden Erregungssignals und einer Auswerte- und Überwachungseinrich
tung (5) zum Empfangen und Auswerten einer sich aus dem Erregungssignal er
gebenden Signalantwort, wobei die Signalantwort ein durch Induktivität und zu
mindest temperaturabhängige Kapazität der Wicklung (1) bestimmtes Resonanz
signal mit temperaturabhängiger, von der Auswerte- und Überwachungseinrich
tung (5) bestimmbarer Resonanzfrequenz ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzge
nerator (7) von der Auswerte- und Überwachungseinrichtung (5) steuerbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Fre
quenzgenerator (7) ein Strom- und/oder Spannungsgenerator ist.
18. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Frequenzgenerator (7) zur Herstellung von periodischen
und/oder aperiodischen Erregungssignalen, insbesondere Strom- und/oder Span
nungssignalen, ausgebildet ist.
19. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen Frequenzgenerator (7) und Wicklung (1) eine Einkoppel
einrichtung (8) verschaltet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkoppelein
richtung (8) ein Kondensator ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkoppelein
richtung (8) eine Spule ist.
22. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Frequenzgenerator (7) mit den beiden Enden (9, 10) der Wick
lung (1) verbunden ist und die Kapazität der Wicklung (1) durch ein die die Wick
lung (1) bildende Wicklungsleitungen (4) umgebendes Dielektrikum (12) als Isolie
rung (3) gebildet ist.
23. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Frequenzgenerator (7) mit der Wicklung (1) und einem zumin
dest die Wicklung (1) wenigstens teilweise umgebenden Gehäuse (2) verbunden
ist und die Kapazität durch ein die die Wicklung (1) bildende Wicklungsleitungen
(4) umgebendes Dielektrikum (12) als Isolierung (3) und gegebenenfalls durch ein
auf einer der Wicklung zuweisenden Gehäuseinnenseite aufgetragenes zweites
Dielektrikum sowie ein zwischen Wicklungsgehäuse (2) und Wicklung (1) ange
ordnetes drittes Dielektrikum gebildet ist.
24. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Auswerte- und Überwachungseinrichtung (5) eine Strom-
und/oder Spannungsamplituden-Meßeinrichtung zur Messung einer Strom-
und/oder Spannungsamplitude der Signalantwort aufweist.
25. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Auswerte- und Überwachungseinrichtung (5) mit dem Fre
quenzgenerator (7) zur Ermittlung einer frequenzabhängigen maximalen und/oder
minimalen Strom- und/oder Spannungsamplitude verbunden ist.
26. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen der Wicklung (1) und der Spannungsversorgung (6) eine
Blockiereinrichtung (11), insbesondere eine Spule, zur Blockierung des Erre
gungssignals verschaltet ist.
27. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekenn
zeichnet, daß das die Wicklungsleitung (4) als Isolierung (3) umgebende Dielektri
kum (12) ein Leitungslack ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungslack
eine Beimischung mit hoher Dielektrizitätskonstanten und/oder hoher Temperatur
abhängigkeit der Dielektrizitätskonstanten aufweist.
29. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 28, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Auswerte- und Überwachungseinrichtung (5) eine Anzeigeein
richtung und/oder eine Eicheinrichtung und/oder eine Signalisiereinrichtung
und/oder eine Signalausgabeeinrichtung aufweist.
30. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wicklung (1) eine Elektromotorwicklung ist.
31. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 15 bis 29, da
durch gekennzeichnet, daß die Wicklung (1) eine Wicklung eines elektronisch
kommutierten Gleichstrommotors ist.
32. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wicklung (1) eine Transformatorwicklung ist.
33. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekenn
zeichnet, daß elektrische Leitungen zwischen Wicklung (1) und Frequenzgenera
tor (7) und/oder Auswerte- und Überwachungseinrichtung (5) verdrillt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19754351A DE19754351C1 (de) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Temperatur einer Wicklung |
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DE19754351A DE19754351C1 (de) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Temperatur einer Wicklung |
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Publication Number | Publication Date |
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DE19754351C1 true DE19754351C1 (de) | 1999-08-12 |
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ID=7851093
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DE19754351A Expired - Fee Related DE19754351C1 (de) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Temperatur einer Wicklung |
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Country | Link |
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DE (1) | DE19754351C1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1997
- 1997-12-08 DE DE19754351A patent/DE19754351C1/de not_active Expired - Fee Related
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