DE1011059B - Schutzanordnung fuer elektrische Maschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Schutzanordnung an elektrischen Maschinen (Motoren, Transformatoren od. dgl.). Es ist bekannt, an den Wicklungen oder bei ölgekühlten Maschinen im ölraum Thermostate vorzusehen, welche überwachen, ob die Wicklungen zu heiß sind oder nicht. Wenn eine bestimmte Temperatur überschritten wird, schaltet dieser Temperaturwächter die Stromzufuhr ab. Der Thermostat als Temperaturwächter hat den Nachteil einer gewissen, nicht vernachlässigbaren bzw. oft zu großen Trägheit.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und ist insbesondere durch sehr große Einfachheit gekennzeichnet.

Es wird vorgeschlagen, unmittelbar mit den elektrischen Leitern, insbesondere mit den Wicklungen der Maschine, einen Transistor in guter wärmeleitender Verbindung zu bringen, wobei die eine Elektrode des Transistors, vorzugsweise die Basiselektrode, elektrisch mit einer anderen, vorzugsweise der Emitterelektrode, unmittelbar über einen vorzugsweise einstellbaren Widerstand verbunden ist. Im Stromkreis der dritten Elektrode ist in an sich bekannter Weise das Auslöseglied vorgesehen. Zwischen den beiden vom Widerstand überbrückten Elektroden liegt jedoch keine Steuerspannungsquelle.

Ein einfacher Transistor weist einen stark temperaturabhängigen Kollektorreststrom oder Kollektornullstrom auf. Der Kollektorreststrom wird definiert als Kollektorstrom bei verschwindender eingeprägter Steuerspannung zwischen Emitter und Basis bzw. dem entsprechend verschwindenden eingeprägten Emitterstrom. Verbindet man Emitter und Basis über einen Widerstand, so ist die Temperaturkurve noch von diesem Widerstand derart abhängig, daß die KoI-lektorreststrotn-Temperaturkurve eine einparametrige Kurvenschar bilden, wobei der genannte Widerstand der Parameter ist. Wird, ein solcher Transistor mit den Wicklungen einer elektrischen Maschine in guten. Wärmekontakt gebracht, dann ändert sich die innere Temperatur des Transistors genügend schnell, um eine Änderung des Kollektorstromes herbeizuführen. Im Stromkreis des Kollektors sieht man z. B. ein, Relais oder einen weiteren Verstärker (Transistorverstärker, Röhrenverstärker, magnetischer Verstärker od. dgl.) vor, welcher die notwendigen Schaltvorgänge zum Abschalten der elektrischen Maschine einleitet.

Es ist für die Erfindung gleichgültig, ob ein Transistor vom pnp-Typ oder ein solcher vom npn-Typ verwendet wird.

Die Erfindung beruht weder auf einem Photoeffekt noch auf einem elektrischen, Steuervorgang. Der Transistoreffekt besteht bekanntlich in einer Änderung der Leitfähigkeit bzw. einer geänderten Produktion von Leitungselektronen, durch Lichtquanten oder durch Schutzanordnung
für elektrische Maschinen

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G.m.b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dr. phil. nat. Walter Hackel, Warstein (Sauerl.),
ist als Erfinder genannt worden

injizierte Leitungsträger durch einen Hilfsstrom. Die Erfindung beruht hingegen auf reiner Erwärmung· des Transistors; gleichgültig auf welche Weise. Die Erfindung nutzt also in sinnreicher Weise die im allgemeinen als sehr störend empfundene Temperaturabhängigkeit eines Transistors zur Steuerung aus.

In Fig. 1 der Zeichnung ist die Kurvenschar: Kollektorstrom I_c0, als Funktion der Temperatur T dargestellt, wobei der Außenwiderstand R (Widerstand 4 in Fig. 2) zwischen Emitter und Basis der Parameter ist. Es wurde nur der Betrag des Kollektorstromes berücksichtigt; das Vorzeichen spielt im vorliegenden Falle keine Rolle. Man erkennt, daß mit Einstellen dieses Widerstandes ein Wert (R') vorgegeben werden kann, mit dem bestimmt wird, daß der Kollektorstrom bei einer bestimmten Temperatur (T') einen, bestimmten Wert (J₀₀) annehmen soll. Das ist z. B. der Auslösestrom eines Relais. Wird dieser überschritten, dann muß abgeschaltet werden.

Fig. 2 zeigt die Schaltung des Transistors. Die Spannungsquelle 1 speist eine Reihenschaltung aus Transistor 2 und Relais oder Schütz 3. Die Spannung wird an den Kollektor C und den Emitter E des Transistors gelegt. Zwischen Basis B und Emitter E liegt ein Widerstand 4, der einstellbar ist. Diese Schaltung ist an sich nicht steuerbar (sie ist einstellbar durch den Abgriff des Widerstandeis 4). Erst das innere Temperaturverhalten, des Transistors 2 macht die Schaltung von einem physikalischen Vorgang selbst steuerbar.

Dieses Relais 3 steuert nun direkt oder über ein Schütz den Stromkreis der zu überwachenden elektrischen Maschine.

Fig. 2 zeigt die sogenannte Emitterschaltung. Es ist auch die Basisschaltung möglich. Hier liegt die Kollektorspannung zwischen, Basis und Kollektor und

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in Reihe damit liegt das Auslöseglied. Der Wider- ~T stand liegt wie in Fig. 2 ebenfalls zwischen Basis und . '■· Emitter. Schließlich ist auch die Kollektorschaltung möglich, wobei die Kollektorspannung zwischen Emitter und Kollektorspannung angelegt wird und der Widerstand zwischen. Kollektor und Basis liegt. Der Kollektornullstrom wird hier entsprechend bei verschwindendem eingeprägtem Steuerstrom zwischen Basis und Kollektor definiert.

Diesen beiden letztgenannten Schaltungsarten ist jedoch die Emitterschaltung gemäß Fig. 2 vorzuziehen, weil das Temperaturverhalten des Kollektor-Stromes bei der Emitterschaltung am ausgeprägtesten ist und der Kollektomullstrom die größten Werte an sich annimmt. Nicht ganz so günstig ist das Kollektornullstromverhalten bei der Kollektorschaltung, wohin- --· gegen der Kollektomullstrom bei der Basisschaltung nicht so hohe Werte einnimmt.

Fig. 3 zeigt schematisch und ausschnittsweise, daß der Transistor 2 zweckmäßig in die Isolierungen einer der Wicklungen: 10, 11, 12 ... eingebettet wind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Schutzanordnung für Wicklungen elektrischer Maschinen', insbesondere Motoren, Transformatoren od. dgl., mit einem temperaturabhängig gesteuerten Auslöseglied, dadurch gekennzeichnet, daß mit den elektrischen Leitern,, insbesondere den Wicklungen der Maschine, ein Transistor in guter wärmeleitender Verbindung steht, dessen, eine Elektrode, insbesondere die Basiselektrode, mit einer anderen Elektrode, insbesondere der Emitterelektrode, unmittelbar über einen vorzugsweise einstellbaren; Widerstand verbunden ist, wobei im Stromkreis der dritten, Elektrode in an sich bekannter Weise das Auslöseglied liegt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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