157881. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés félvezető hőérzékelő elemekkel villamos szerkezetek túlmelegedés elleni védelmére

157881 4 Ismeretesek NTC és PTC érzékelőkkel kialakított megoldások. Ezen NTC érzékelők esetén hídkapcsolásban, PTC érzékelők esetén soros kapcsolásban működnek. Erősítő használatának ellkerülésére mindkét kapcsolás esetén érzékenyen vezérelhető reléket alkalmaznak, hogy igen kisméretű érzékelők alkalmazásával a hőtehetetlenséget csökkentsék és igen gyors működést biztosítsanak. Mindkét megoldás alapvető hiányossága, hogy alkalmazásúik csak nagy motorokban gazdaságos. Szélles körű elterjedésüket például világszerte igen nagy tömegben előállított kismotoroknál nagy előállítási áruk gátolja. Az az elgondolás, hogy a tömeggyártásban igen olcsón előállított fcapcsolócsövek a védőkapcsolásdkiba 'iktatott relék vezérléséhez szükséges teljesítmény felével vezérelhetők, állandó mágnes és vezérlő tekercs kombinációjával többféle változatban megvalósítható, igen olcsó és kismotoroknál előnyösen alkalmazható védelem kialakítását teszi lehetővé. További előny, hogy a kapcsoló cső mágnesköre imaga az érintkező üvegcsőbe forrasztva vákuumban vagy védőgáz atmoszférában dolgozik és így élettartama többszöröse az ismertetett relék élettartamának. Ezek nagy ára az igen sok szerkezeti elemet tartalmazó komplikált felépítésből, az ejtőmágnes felületeinek köszörüléséből, a külső burkolat hermetikus tokozásából, valamint abból a nagy gyártástechnikai hátrányból származik, hogy a megbízható működéshez a rugóerők és az érintkező nyomás gondos beáHításia szükséges, ami különlegesen kiképzett munkaerőket igényel, a munkák'.automatizálása viszont gazdasági szempontból kizártnak tekinthető. A kevés szerkezeti elemet tartalmazó igen egyszerű vezérelt kapcsoló cső viszont automatizált' gyártással, igen olcsón előállítható és térfogata harmad része az ismert reléknek. Hőre érzékeny, negatív hőmérsékleti együtthatójú ellenállások alkalmazása nem teszi lehetővé közvetlenül jelzőberendezés, például érintkező alkalmazását. Hogy a hőre történő ellenállás-változást érzékelni lehessen, ellenállás mérőhíddal való összekapcsolás szükséges. A mérőhidak közül legismertebb és legérzékenyebb a Wheatstone-híd. A motorok tekercs-hőmérsékletének érzékelésére használt hidak úgy vannak kialakítva, hogy az egy-egy fázistekercsbe ágyazott érzékelők a híd egyik ágát alkotják. A híd kiegyenlítő ágában az ismert kiviteleknél mérőerősítőket vagy egyéb mérőkészülékeket kapcsolnak. Hogy a normális üzemi hőmérséklettől a legnagyobb megengedhető hőmérsékletig ne kelljen egyenletes érzékelési érzékenységet fenntartani, már javasolták, hogy az érzékelő híd a rnegengedhető legnagyobb hőmérsékleten legyen kiegyenlítve. Ennek megfelelően a kiegyenlítési pont előtt egyik irányban, túllépése után ellentétes irányban folyik áram a kiegyenlítő ágban. Kiegyenlített állapotban a kigyenlítő ág feszültségmentes. Valamennyi erősítők nélküli ismert megoldásnál a híd kiegyenlítő ágában elhelyezett relék vagy egyéb jelzőkészülékek teljesítmény-felvételének fedezésére olyan NTC vagy PTC érzékelőket kell alkalmazni, 5 hogy az átfolyó áramok hatására bekövetkező saját felmelegedésük az érzékelést ne zavarja. Pozitív hőmérsékleti együtthatójú hőre érzékeny érzékelőkkel kialakított villamos motorok túlmelegedés elleni védelmére használt meg-1° oldásoknál a tekercsfejbe ágyazott érzékelők, amelyek fázisonként vannak elhelyezve, sorba vannak kapcsolva. Az alkalmazott védőrelé tekercse az érzékelőkkel, a kisfeszültségű áramforrással, valamint az egy vagy kétoldalas 15 egyenirányítóval van sorbakapcsolva. A védőrelé érintkezői a motorindító mágnes tekercsével és a hálózati működtető feszültséggel vannak sorba kapcsolva. Ha a tekercs-20 fejben a tekercs melege, a szigetelési osztály által megengedett hőmérséklet fölé emelkedik a tekercsben ágyazott érzékelő, vagy érzékelők ellenállása erőteljesen (megnövekszik. Ekkor a relé kiold, bántja az indító kapcsoló rnágnes-25 tekercsének áramkörét és ezzel a motort lekapcsolja a hálózatról. A találmány célja az eddig ismert rendszerek továbbfejlesztése és önmagában ismert pozitív és negatív hőmérsékleti együtthatójú félvezető 30 érzékelőkkel olyan túlmelegedés elleni védelem kialakítása, amely üzembiztonság és megszólalási érzékenységben az eddigi rendszereket felülmúlja- A találmány további célja, hogy az érzékelők teljesítmény igénybevételének csök-35 kentésével lehetővé tegye az érzékelők méreteinek csökkentését és ezzel a hőátvétel javítását. Célja végül, hogy a tápáramforrás egyszerűsítésével a készüléket még olcsóbbá tegye. A találmány abban van, hogy a hőérzékélő fél-40 vezető elemek, nevezetesen NTC vagy PTC jellegű termiisztorok áramkörébe olyan relé van iktatva, amely kapcsoló csőből, a kapcsoló csövet vezérlő tekercsből, a kapcsoló csövet bekapcsoló és bekapcsolás utáni kiindulási hely-45 zetébe visszatérítő permanens mágnesből áll. Minthogy a mágnes kiindulási helyzete kifcapcsolási határhelyzet, a kapcsolócső vezérlő tekercsén igen kis teljesítménnyel kioldható. Az igen kis megszólalási teljesítmény ellenére a 50 relé nem mérőkészülék. Az ilyen módon működtetett relé fele akkora vezérlő teljesítményt igényel, mint az ismert típusok. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés önmagában ismert méirőhídban érzékelőként al-55 kailmazott ismert NTC termisztorolkkal kialakított feszültség összehasonlító 'kapcsolást alkothat. A híd egyik ágában 'elhelyezett érzékelők igen jó hőhatás mellett úgy vannak méretezve, és a hőmérséklet szempontjából elien-60 őrizni kívánt gépekkel vagy készülékekkel öszszekapcsolva, hogy a kiegyenlítő ág csatlakozási pontjain az előre beállított megszólalási hőmérséklet alatt egy Ibizonyos irányú feszültség, utána megszólalásig ellenkező irányú fe-55 szültség alakul ki. 2