DE1009702B - Miniature heat switch, in particular for temperature monitoring of the windings of electrical machines and devices - Google Patents
Miniature heat switch, in particular for temperature monitoring of the windings of electrical machines and devicesInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
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:The invention relates to the improvement of a miniature heat switch, which is used in particular for temperature monitoring is used for the windings of electrical machines and devices and usually with a Bimetal member is provided, which works as a triggering temperature measuring element. Such miniature heat switches have in the known designs in particular the disadvantage that the temperature of the to monitoring winding, especially with a steep rise in temperature, is not detected correctly. the The invention is based on the following consideration:
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.The measurement error U of a thermometer for temperature changes is determined by the relationship U = T -tgd [° C], where T is the time constant of the thermal coupling (coupling value) between the measuring body and the thermometer and δ is the temperature rise angle of the thermometer. If the coupling value T is small, then δ can be set equal to the temperature rise angle α of the measuring body. It is also T = c / Γ, ie equal to the quotient of the thermal capacity c of the thermometer and the thermal conductivity Γ of the heat path from the measuring body to the thermometer. In order to make the measurement error disappear, the heat capacity of the thermometer would have to be made equal to zero, or the thermal conductivity of the heat path would have to be infinitely large. However, neither can be achieved. However, the present invention shows a possibility of keeping the temperature measurement error so small that it is practically irrelevant.
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.According to the invention, the miniature heat switch is designed for this purpose in such a way that the bimetallic element consists of a bimetallic strip that is connected to the electrical conductor to be monitored without insulating intermediate layer directly, e.g. B. is connected by spot welding. The bimetal strip is designed according to the invention only so large that there is only one local heat capacity of the electrical conductor does not increase in size significantly. The miniature heat switch is also advantageous carried out in a simple manner so that the free end of the bimetallic strip when it is bent establishes the connection with an isolated mating contact through which a signal resp. Control circuit for switching off the machine can be closed or opened. To increase the switching capacity can also be provided for instantaneous switching.
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 geschlossenThe drawing shows an embodiment of such a miniature heat switch designed according to the invention shown in longitudinal section on an enlarged scale. 1 is a tube attached to the one end open and closed at the other end
Kleinstwärmeschalter, insbesondereMiniature heat switches, in particular
zur Temperaturüberwachung derfor temperature monitoring of the
Wicklungen elektrischer MaschinenWindings of electrical machines
und Geräteand devices
Anmelder:Applicant:
Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke
Aktiengesellschaft,Corporation,
Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Dipl.-Ing. Heinrich Haas, Bad Neustadt/Saale,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Heinrich Haas, Bad Neustadt / Saale,
has been named as the inventor
ist und das Gehäuse des Kleinstwärmeschalters bildet.and forms the housing of the miniature heat switch.
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.It can be made of metal or a plastic. There is one in the open end of the tube Insulating washer 2 used, which has a hole 3 in the middle, through which the bifilar wound loop of the electrical conductor 4 to be monitored is introduced. The free end of this loop is through the insulating washer 5 held. Wrapped on the bifilar Loop is now not far from the hole 3, a bimetallic strip 6 by spot welding attached. The free end of this bimetallic strip has a contact 7 that faces a contact 8, which is attached to the mating contact spring 9. The mating contact spring 9 is on an annular Mounted bearing body 10, which sits on an insulating sleeve 11, which is wound on the bifilar-wound conductor loop 4 is appropriate. On the bearing body, a rotatable cam 12 is also attached, through which Rotation of the distance of the contact 8 from the contact 7 is adjustable. On the bearing body 10 is a Line 13 connected, which through a hole in the insulating disk 2 to the outside to a display or Warning device is performed. A miniature heat switch designed in this way only has one very small measurement error. Thus, in tests with a switch designed in this way, the Measurement error with a temperature rise of 50 ° C / s approx. 50 ° C. This corresponds to a coupling value of around 1 second, while the coupling factor is much higher with the switches known so far, z. B. is more than 8 times.
709 547/322709 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.In some cases, several isolated contacts can be provided, one of which is to be switched off the machine first a z. B. triggers a visual or acoustic warning sign. Is beneficial Furthermore, the miniature heat switch od in such a small tube. Like. To be arranged that it is in the winding head an electrical machine can be used. The switch itself can then optionally readjust or replace at any time.
Claims (7)
H. Titze : »Fehler u, Fehlerschutz in elektr. Drehstromanlagen«, 2. Band, S. 151, Springer-Verlag 1953.Considered publications:
H. Titze: »Errors u, error protection in electr. Three-phase systems ", Volume 2, p. 151, Springer-Verlag 1953.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1077310B (en) * | 1958-12-08 | 1960-03-10 | Licentia Gmbh | Protection device for electrical consumers |
| DE1085601B (en) * | 1958-12-04 | 1960-07-21 | Kupfer Asbest Co | Overcurrent release with temperature-dependent components |
| FR2191242A1 (en) * | 1972-06-26 | 1974-02-01 | Bosch Gmbh Robert |
-
1954
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Non-Patent Citations (1)
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| None * |
Cited By (3)
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| DE1085601B (en) * | 1958-12-04 | 1960-07-21 | Kupfer Asbest Co | Overcurrent release with temperature-dependent components |
| DE1077310B (en) * | 1958-12-08 | 1960-03-10 | Licentia Gmbh | Protection device for electrical consumers |
| FR2191242A1 (en) * | 1972-06-26 | 1974-02-01 | Bosch Gmbh Robert |
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