DE1009702B - Kleinstwaermeschalter, insbesondere zur Temperaturueberwachung der Wicklungen elektrischer Maschinen und Geraete - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft die Verbesserung eines Kleinstwärmeschalters, der insbesondere zur Temperaturüberwachung der Wicklungen elektrischer Maschinen und Geräte dient und gewöhnlich mit einem Bimetallglied versehen ist, das als auslösendes Temperaturmeßelement arbeitet. Derartige Kleinstwärmeschalter haben bei den bekannten Ausführungen insbesondere den Nachteil, daß die Temperatur der zu überwachenden Wicklung, insbesondere bei steilem Temperaturanstieg, nicht fehlerfrei erfaßt wird. Die Erfindung geht dabei von folgender Überlegung aus:

Der Meßfehler U eines Thermometers bei Temperaturänderungen ist bestimmt durch die Beziehung U = T -tgd[°C], wobei T die Zeitkonstante der thermischen Kopplung (Kopplungswert) zwischen dem Meßkörper und dem Thermometer und δ der Temperaturanstiegswinkel des Thermometers ist. Wenn der Kopplungswert T klein ist, so kann δ gleich dem Temperaturanstiegswinkel α des Meßkörpers gesetzt werden. Es ist ferner T = c/Γ, d. h. gleich dem Quotienten aus Wärmekapazität c des Thermometers und dem Wärmeleitwert Γ des Wärmeweges vom Meßkörper zum Thermometer. Um nun den Meßfehler zum Verschwinden zu bringen, müßte also die Wärmekapazität des Thermometers gleich Null gemacht werden, oder der Wärmeleitwert des Wärmeweges müßte unendlich groß werden. Beides läßt sich jedoch nicht verwirklichen. Die vorliegende Erfindung zeigt jedoch eine Möglichkeit, den Temperaturmeßfehler so klein zu halten, daß er praktisch keine Rolle mehr spielt.

Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck der Kleinstwärmeschalter in der Weise ausgebildet, daß das Bimetallglied aus einem Bimetallstreifchen besteht, das mit dem zu überwachenden elektrischen Leiter ohne isolierende Zwischenschicht unmittelbar, z. B. durch Punktschweißung, verbunden ist. Das Bimetallstreifchen ist dabei erfindungsgemäß nur so groß ausgeführt, daß es nur eine die örtliche Wärmekapazität des elektrischen Leiters nicht wesentlich erhöhende Größe hat. Der Kleinstwärmeschalter ist ferner vorteilhaft in einfacher Weise so ausgeführt, daß das freie Ende des Bimetallstreifchens bei seiner Durchbiegung die Verbindung mit einem isoliert angeordneten Gegenkontakt herstellt, durch den ein Signal- bzw. Steuerstromkreis zum Abschalten der Maschine geschlossen bzw. geöffnet werden kann. Zur Erhöhung der Schaltleistung kann dabei auch Momentschaltung vorgesehen sein.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen gemäß der Erfindung ausgebildeten Kleinstwärmeschalters im Längsschnitt in vergrößertem Maßstab dargestellt. 1 ist ein Röhrchen, das an dem einen Ende offen und an dem anderen Ende geschlossen

Kleinstwärmeschalter, insbesondere

zur Temperaturüberwachung der

Wicklungen elektrischer Maschinen

und Geräte

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Heinrich Haas, Bad Neustadt/Saale,
ist als Erfinder genannt worden

ist und das Gehäuse des Kleinstwärmeschalters bildet.

Es kann aus Metall oder auch aus einem Kunststoff bestehen. In das offene Ende des Röhrchens ist eine Isolierscheibe 2 eingesetzt, die in der Mitte eine Bohrung 3 hat, durch welches die bifilar gewickelte Schleife des zu überwachenden elektrischen Leiters 4 eingeführt ist. Das freie Ende dieser Schleife wird durch die Isolierscheibe 5 gehalten. Auf der bifilar gewikkelten Schleife ist nun nicht weit von der Bohrung 3 entfernt ein Bimetallstreifchen 6 durch Punktschweißen befestigt. Das freie Ende dieses Bimetallstreifchens hat einen Kontakt 7, der einem Kontakt 8 gegenübersteht, der an der Gegenkontaktfeder 9 angebracht ist. Die Gegenkontaktfeder 9 ist an einem ringförmigen Lagerkörper 10 befestigt, der auf einer Isolierhülse 11 sitzt, die auf der bifilar gewickelten Leiterschleife 4 angebracht ist. Auf dem Lagerkörper ist außerdem ein drehbarer Nocken 12 angebracht, durch dessen Drehung der Abstand des Kontaktes 8 von dem Kontakt 7 verstellbar ist. An dem Lagerkörper 10 ist eine Leitung 13 angeschlossen, die durch eine Bohrung in der Isolierscheibe 2 nach außen zu einer Anzeige- bzw. Warnvorrichtung geführt ist. Ein in solcher Weise ausgebildeter Kleinstwärmeschalter hat nur noch einen sehr geringen Meßfehler. So betrug bei Versuchen mit einem in solcher Weise ausgebildeten Schalter der Meßfehler bei einem Temperaturanstieg von 50°C/s etwa 50° C. Das entspricht einem Kopplungswert von rund 1 Sekunde, während bei den bisher bekannten Schaltern der Kopplungsfaktor wesentlich höher liegt, z. B. mehr als das 8fache beträgt.

709 547/322

In manchen Fällen können auch mehrere isolierte Kontakte vorgesehen sein, deren' einer vor dem Abschalten der Maschine zunächst ein z. B. optisches oder akustisches Warnzeichen auslöst. Vorteilhaft ist ferner, den Kleinstwärmeschalter in einem so kleinen Röhrchen od. dgl. anzuordnen, daß es in den Wickelkopf einer elektrischen Maschine eingesetzt werden kann. Der Schalter selbst läßt sich dann gegebenenfalls jederzeit nachjustieren bzw. auswechseln.

Claims (7)

Patentansprüche: 10

1. Kleinstwärmeschalter, insbesondere zur Temperaturüberwachung der Wicklungen elektrischer Maschinen und Geräte, mit einem als auslösendes Teniperaturmeßelement dienenden Bimetallglied, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallglied aus einem Bimetallstreifchen besteht, das mit dem zu überwachenden elektrischen Leiter ohne isolierende Zwischenschicht unmittelbar, z. B. durch Punktschweißung, verbunden ist.

2. Kleinstwärmeschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallstreifchen nur eine die örtliche Wärmekapazität des Leiters nicht wesentlich erhöhende Größe hat.

3. Kleinstwärmeschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Bimetallstreifchens bei seiner Durchbiegung die Verbindung mit einem isoliert angeordneten Gegenkontakt herstellt, durch den in an sich bekannter Weise ein Signal- bzw. Steuerstromkreie zum Abschalten der Maschine geschlossen bzw. geöffnet werden kann.

4. Kleinstwärmeschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere isolierte Kontakte vorgesehen sind, deren einer vor dem Abschalten der Maschine ein z. B. optisches oder akustisches Warnzeichen auslöst.

5. Kleinstwärmeschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Gegenkontaktes von dem Bimetallstreifchen z. B. mittels eines drehbaren Nockens verstellbar ist.

6. Kleinstwärmeschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in einem Röhrchen od. dgl. angeordnet ist, das in den Wickelkopf einer elektrischen Maschine auswechselbar eingesetzt ist.

7. Kleinstwärmeschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vorteilhaft aus Isolierstoff bestehendem Röhrchen (2) zur Halterung des eingeführten, zweckmäßig bifüar verdrillten Leiterstückes dienende Isolierstoffscheiben eingesetzt sind und daß an dem einen Ende des Leiters das Bimetallstreifchen befestigt ist, während auf dem anderen Ende eine Isolierhülse sitzt, auf der der verstellbare Gegenkontakt angebracht ist, der durch die das Ende des Röhrchens verschließende Isolierscheibe hindurch mit einer Warnbzw. Ausschaltvorrkhtung verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
H. Titze : »Fehler u, Fehlerschutz in elektr. Drehstromanlagen«, 2. Band, S. 151, Springer-Verlag 1953.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 54-7S22 5.57