DE1065084B

DE1065084B - Arrangement for temperature monitoring of motors, transformers or the like.

Info

Publication number: DE1065084B
Application number: DES59892A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Herbert Piller
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1958-09-19
Filing date: 1958-09-19
Publication date: 1959-09-10

Description

KL.21d³ 2KL.21d ³ 2

INTERNATIONALE KiINTERNATIONAL Ki

PATENTAMTPATENT OFFICE

H 02j;dH 02j; d

S59892VIIIb/21d³ S59892VIIIb / 21d ³

ANMKLDETAG: 19. SEPTEMBER 1958NOTICE DAY: SEPTEMBER 19, 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DEK
AÜSLEGES CHRIFT:NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE DEK
AÜSLEGES CHRIFT:

10. SEPTEMBER 1959SEPTEMBER 10, 1959

Die Hauptpatentanmeldung bezieht sich auf eine Temperaturüberwachungsanordnung von elektrischen Geräten unter Verwendung eines Temperaturmeßgliedes in Gestalt eines Halbleiters mit temperaturabhängigem Wi der stands wert. Eine solche Anordnung ist insbesondere als Motorschutzschalter verwendbar und gibt die Möglichkeit, das Temperaturmeßglied an einer Stelle im Motor anzubringen, bei der das Anwachsen auf einen unzulässig hohen Temperaturwert ein Maß für die Motorüberlastung ist, so daß sich auf diese Weise ein empfindlicher Motorschutz erzielen läßt.The main patent application relates to a temperature monitoring arrangement of electrical Devices using a temperature measuring element in the form of a semiconductor with temperature-dependent Wi the stand worth. Such an arrangement can be used in particular as a motor protection switch and gives the opportunity to attach the temperature measuring element at a point in the engine where the growth on an impermissibly high temperature value is a measure of the motor overload, so that on in this way a sensitive motor protection can be achieved.

Weiterhin sieht die Hauptpatentanmeldung vor, daß der Halbleiter mit temperaturabhängigem Widerstand über mindestens ein Schaltelement von bei Erreichen eines Schwellwertes kleinem dynamischem Widerstandswert mit dem Relais oder einer anderen Auswertungseinrichtung verbunden ist. Als Schaltelement mit kleinem dynamischem Widerstand kommt beispielsweise eine Diode in Betracht.Furthermore, the main patent application provides that the semiconductor with temperature-dependent resistance Via at least one switching element with a low dynamic resistance value when a threshold value is reached is connected to the relay or another evaluation device. As a switching element With a low dynamic resistance, a diode can be considered, for example.

Die Erfindung stellt eine Weiterbildung einer derartigen Anordnung gemäß der Hauptpatentanmeldung dar. Während die Anordnung bei der Hauptpatentanmeldung mit Gleichstrom oder gleichgerichtetem Wechselstrom betrieben wird, besteht die Erfindung darin, zur Speisung der Anordnung Wechselspannungen heranzuziehen und diese unmittelbar an die temperaturabhängigen Halbleiterwiderstände anzu legen. Dabei kann entweder die Auswertungseinrichtung, z. B. ein Relais, als wechselstromempfmdliche Anordnung ausgebildet sein, die gesamte Schaltung also von Wechselströmen durchflossen werden, oder es können in der Schaltung oder in der Auswertungseinrichtung Gleichrichterwirkungen erzielt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß man als Schwellwertleiter Dioden oder andere Richtleiter heranzieht, welche neben ihrer Eigenschaft, erst von einem gewissen Schwellwert an in nennenswertem Umfang leitfähig zu werden, gleichzeitig eine Bevorzugung von Strömen in einer bestimmten Richtung zeigen. Auf diese Weise wird dem Relais oder der Auswertungseinrichtung die Meßspannung als Gleichspannung oder pulsierende Wechselspannung zugeführt. Eine Glättung pulsierender Gleichspannungen kann dann nachträglich erfolgen, beispielsweise so, daß am Ausgang der Schaltung, z. B. im Relais oder der sonstigen Auswertungseinrichtung, Mittel zur Glättung des pulsierenden Gleichstromes vorgesehen sind.The invention represents a further development of such an arrangement according to the main patent application. While the arrangement in the main patent application is operated with direct current or rectified alternating current, the invention consists in using alternating voltages to supply the arrangement and applying them directly to the temperature-dependent semiconductor resistors. Either the evaluation device, e.g. B. a relay, be designed as an AC-sensitive arrangement, so the entire circuit can be traversed by alternating currents, or rectifier effects can be achieved in the circuit or in the evaluation device. This can be done, for example, by using diodes or other directional conductors as threshold conductors which, in addition to their property of only becoming conductive to an appreciable extent above a certain threshold value, also show a preference for currents in a certain direction. In this way, the measuring voltage is fed to the relay or the evaluation device as direct voltage or pulsating alternating voltage. A smoothing of pulsating DC voltages can then take place afterwards, for example so that at the output of the circuit, for. B. in the relay or other evaluation device, means for smoothing the pulsating direct current are provided.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter schematischer Darstellung. Dabei sind in Übereinstimmung mit der Zeichnung der Haupt-Anordnung zur Temperaturüberwachung von Motoren, Transformatoren od. dgl.The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing. The figure shows an embodiment in its essential parts for the invention in a simplified schematic representation. Are there in accordance with the drawing of the main arrangement for temperature monitoring of motors, transformers or the like.

Zusatz zur ZusatzpatentanmeldungAddition to the additional patent application

(Auslegeschrift 1 061 431)(Interpretation document 1 061 431)

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr. phil. Herbert Piller, Nürnberg, ist als Erfinder genannt wordenDr. phil. Herbert Piller, Nuremberg, has been named as the inventor

Patentanmeldung gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Patent application provided the same parts with the same reference numerals.

Es handelt sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um die Temperaturüberwachung eines Drehstrommotors, eines Dreiphasentransformators oder einer ähnlichen Anordnung, bei der an drei verschiedenen Wicklungen überhöhte Temperaturwerte wahrgenommen werden sollen. Um gleichzeitig an mehreren Stellen die Temperatur zu überwachen, ist es zweckmäßig, die drei Halbleiter jeweils an den Wicklungen der drei Phasen so anzuordnen, daß die Wicklungserwärmung der zugehörigen Phase weitgehend von jeweils einem zugeordneten Temperaturmeßglied erfaßt wird. Es ist darüber hinaus naturgemäß auch möglich, noch an anderen Stellen, beispielsweise am Gehäuse oder an den Lagern, zur Überwachung der Reibungswärme, der Lagerdrücke usw. zusätzlich weitere temperaturabhängige Halbleiter anzuordnen.The embodiment shown is the temperature monitoring of a three-phase motor, a three-phase transformer or a similar arrangement in which three different Windings excessive temperature values are to be perceived. To work on several at the same time To monitor the temperature, it is useful to place the three semiconductors on each of the windings of the three phases to be arranged so that the winding heating of the associated phase largely from each is detected by an associated temperature measuring element. It is of course also possible at other points, for example on the housing or on the bearings, to monitor the frictional heat, the bearing pressures, etc. to arrange additional temperature-dependent semiconductors.

Zur Überwachung mehrerer Meßstellen unter Verwendung eines einzigen Relais oder einer sonstigen Auswertungseinrichtung ist jedem Heißleiter ein ohmscher Widerstand vorgeschaltet, wobei die einzelnen Reihenschaltungen in Parallelschaltung an die Speisespannungsquelle angeschlossen sind. Die Erregerwicklung des Relais ist zwischen dem einen Pol der Speisespannungsquelle und einem mit den Verbindungsleitungen zwischen Heißleiter und Widerstand über Sperrglieder enthaltende Leitungen verbundenen Knotenpunkt angeschlossen.For monitoring several measuring points using a single relay or another Evaluation device, an ohmic resistor is connected upstream of each NTC thermistor, with the individual Series connections are connected in parallel to the supply voltage source. The excitation winding of the relay is between one pole of the supply voltage source and one with the connecting lines connected between thermistor and resistor via lines containing blocking elements Junction connected.

Die Halbleiter mit temperaturabhängigem Widerstandswert sind mit I₁ 7 und 8 bezeichnet. Diese HaIb-The semiconductor with temperature-dependent resistance value are denoted by I _1. 7 and 8 This half

909 627/192909 627/192

leiter können aus geeigneten Verbindungen eines Stoffes der III. mit einem Stoff der Y. Gruppe des Periodischen Systems bestehen. Eine solche A₁₁₁B_v-Verbindung stellt beispielsweise p-leitendes Indiumarsenid dar. Die Halbleiter bilden mit ihren Halteorganen Temperaturfühler mit kleiner Kopplungszeitkonstante. Head can be made from suitable compounds of a substance from III. with a substance from Group Y of the Periodic Table. Such an A ₁₁₁ B _v connection is, for example, p-conducting indium arsenide. The semiconductors, with their holding elements, form temperature sensors with a small coupling time constant.

Den drei Halbleitern 1, 7 und 8 sind drei Widerstände 15, 16 und 17 vorgeschaltet. Gegebenenfalls kann dieser Parallelschaltung von drei Zweigen noch ein gemeinsamer Abgleichwiderstand vorgeschaltet sein, der aber der Einfachheit der Darstellung halber nicht gezeichnet ist. Des weiteren ist es auch möglich, die Vorwiderstände 15, 16 und 17 selbst in gewissen Grenzen einstellbar zu machen, um damit möglicherweise vorhandene Abweichungen der temperaturabhängigen Widerstände 1, 7 und 8 untereinander auszugleichen oder um unterschiedlichen Temperaturbedingungen an den einzelnen Meßstellen Rechnung zu tragen.The three semiconductors 1, 7 and 8 are three resistors 15, 16 and 17 upstream. If necessary, this parallel connection of three branches can still be used a common balancing resistor must be connected upstream, but for the sake of simplicity of illustration is not drawn. Furthermore, it is also possible to adjust the series resistors 15, 16 and 17 themselves in certain To make limits adjustable in order to thereby possibly existing deviations of the temperature-dependent Resistances 1, 7 and 8 equalize with each other or to different temperature conditions to be taken into account at the individual measuring points.

Zur Speisung der Schaltung dient erfindungsgemäß eine Wechselspannung U, die unmittelbar an die temperaturabhängigen Halbleiter 1, 7 und 8 angelegt ist. Mit zunehmender Temperatur an diesen Halbleitern nimmt ihr Widerstandswert ab, so daß die Stromaufnahme steigt und der Spannungsabfall an den Vorwiderständen 15,16 und 17 zunimmt, während an den Heißleitern 1, 7 und 8 ein immer geringerer Spannungswert abfällt.According to the invention, an alternating voltage U, which is applied directly to the temperature-dependent semiconductors 1, 7 and 8, is used to supply the circuit. As the temperature of these semiconductors increases, their resistance value decreases, so that the current consumption increases and the voltage drop across the series resistors 15, 16 and 17 increases, while an ever lower voltage value drops across the thermistors 1, 7 and 8.

Wenn nun der sich ändernde Spannungsabfall am jeweiligen Vorwiderstand oder am Heißleiter selbst ausgenutzt werden soll, so sorgen die vorgeschalteten Schaltelemente, insbesondere Dioden 18, 19 und 20, dafür, daß erst bei Erreichen eines bestimmten Schwellwertes die Meßspannung an der Auswertungseinrichtung 23 wirksam wird. Die Dioden 18, 19 und 20 weisen erst bei Erreichen eines bestimmten Schwellwertes einen kleinen dynamischen Widerstand auf. Außerdem kann im Rahmen der Erfindung ihre Richtleitereigenschaft dazu herangezogen werden, eine Gleichrichtung der Speisewechselspannung herbeizuführen. Auf diese Weise erhält die Auswertungseinrichtung 23, z. B. ein Relais, pulsierende Gleichspannungen als Meßspannungen zugeführt.If now the changing voltage drop at the respective series resistor or at the thermistor itself is to be used, the upstream switching elements, in particular diodes 18, 19 and 20, for the fact that only when a certain threshold value is reached the measurement voltage is applied to the evaluation device 23 takes effect. The diodes 18, 19 and 20 only show when a certain threshold value is reached a small dynamic resistance. In addition, in the context of the invention, their directional properties can be used to rectify the AC supply voltage. In this way, the evaluation device 23, z. B. a relay, pulsating DC voltages supplied as measuring voltages.

Wenn die Auswertungseinrichtung 23 als Relais bezeichnet wird, so ist der Begriff »Relais« in weitestem Sinne zu verstehen. Es kommt also als Relais nicht nur eine mechanische, elektromagnetische Einrichtung in Betracht, sondern es können ebenso auch ruhende Anordnungen aller Art, welche die Funktionen eines Relais auszuüben vermögen, herangezogen werden. Weiterhin ist es auch möglich, in diesem Relais —■ beispielsweise durch Verwendung von Transistoren — eine zusätzliche Verstärkung zu erzielen. Im vorliegenden Fall kann die Einrichtung auch noch mit Mitteln versehen sein, welche eine nachträgliche Glättung der pulsierenden Gleichspannung bewirken. Hier läßt sich außerdem auch jede andere Einrichtung verwenden, welche auf indirekte Weise S ehalt vorgänge auslöst. So können auch ein Magnet- oder Transistorkippverstärker oder ähnliche Anordnungen verwendet werden.If the evaluation device 23 is referred to as a relay, the term “relay” is broadly used Meaning to understand. So the relay is not just a mechanical, electromagnetic device into consideration, but also dormant arrangements of all kinds, which the functions of a Ability to exercise relays can be used. Furthermore, it is also possible in this relay - ■ for example by using transistors - to achieve additional gain. In the present In this case, the device can also be provided with means for subsequent smoothing the pulsating DC voltage. Any other facility can also be used here, which triggers stop processes in an indirect way. A magnet or transistor amplifier can also do this or similar arrangements can be used.

Im übrigen ist die Wirkungsweise der Anordnung die gleiche wie bei der der Hauptpatentanmeldung. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber der Anordnung gemäß dem in der Hauptpatentanmeldung dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß ein Speisegleichrichter in Wegfall kommt. Dadurch vereinfacht sich die Schaltung und wird durch den geringeren Aufwand billiger.Otherwise, the mode of operation of the arrangement is the same as that of the main patent application. A significant advantage over the arrangement according to that shown in the main patent application Embodiment is that a feed rectifier is omitted. This simplifies the circuit and is cheaper due to the lower effort.

Claims

Claims.

1. Arrangement for temperature monitoring of motors, transformers or the like, in particular motor protection switch, in which a semiconductor with temperature-dependent resistance is connected to the relay via at least one switching element when a threshold value with a low dynamic resistance value is reached, according to patent application S 56890 VIII b / 21 d ³ , characterized in that the arrangement is fed directly with alternating voltages.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the threshold value conductor as a directional conductor are used in whole or in part to rectify the AC supply voltage.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that a rectification and / or Smoothing in a relay or other evaluation device connected to the output of the arrangement he follows.

1 sheet of drawings