168490. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés villamos motorok túlmelegedés elleni védelmére
3 168490 4 dójú motorokat gyakorlatilag azonos időállandóval véd — különösen a nagyobb motoroknál, továbbá az egyébként megengedhető, szakaszos túlterhelés esetén jelentkezik élesen. Ennek folytán olyan káros gyakorlat alakult ki, hogy abban az esetben, ha a motor üzemét indokolatlanul korai beavatkozásával zavarja, 5 akkor az ikerfémes védelmet kiiktatják és a motor védelem nélkül marad. Az ikerfémes védelem kialakult konstrukciós megoldása mellett hibát okoz, hogy az ikerfémes hőkioldő kikapcsolási hőmérsékletszintje labilis. Nagy hátránya továbbá, hogy az ikerfém erős 10 hőtermelése következtében a mágneskapcsoló alkatrészeinek jelnetős felmelegedését okozza, ami az élettartam és az üzembiztonság tekintetében hátrányos. Az említett hiányosságok kiküszöbölése érdekében 15 alakultak ki azok a motorvédelmek, amelyek a túlmelegedésre vezető okok észlelése helyett a motor hőmérsékletét érzékelik és annak kritikus értékénél a motort lekapcsolják. A hőmérséklet érzékelésére bimetallos és termisztoros megoldásokat dolgoztak ki. 20 Ezeknek az UJI. közvetlen hőmérsékletvédelmeknek az elterjedését azonban néhány komoly nehézség akadályozza. Az egyik fő ok az, hogy a motor legmelegebb ponjának érzékeléséhez a motor belsejében, gyakran annak forgórészében kell a hőmérsékle- 25 térzékelőt elhelyezni, ami körülményes, csökkenti a motor átütési szilárdságát és más műszaki problémákat vet fel. Emellett amíg a motorvédelem terhét eddig a kapcsoló előállítója viselte, addig ezzel a megoldással a terhek részben a motorgyártókra hárul- 30 nak. Ez a megoldás egyébként már csak az újonnan előállítandó motorokhoz használható, a meglévő motorparkra nem. Azonkívül az érzékelő vagy vezetéke, sérülés esetén körülményesen javítható. Ennek a védelemnek a költségei a hagyományos védelem 35 költségének többszörösét teszik ki. A találmány szerinti motorvédelem hőmérsékletvédelmet tesz lehetővé az ikerfémes motorvédelem egyszerű és olcsó beépítési feltételei mellett, anélkül, hogy a motorba érzékelőt kellene beépíteni. Uymó- 40 don egyesíti a közvetlen hőmérsékletvédelem jóságát az áram védelem kényelmével, kiküszöbölve az ikerfémes hőkioldónak a motorvédőkapcsoló elemeire gyakorolt káros fűtőhatását. A találmány szerinti védelem mind a négy túlme- 45 legedést okozó hatást képes érzékelni. Ezen hatásokból egyértelműen következtetni tud a motor hőmérsékletére, és azt a kiritkus érték elérésekor a hálózatról leválasztja és/vagy figyelmeztető jelet ad. A következtetést a találmány szerinti védelem elektronikus rend- 50 szerű „hibrid analóg szimulátora" végzi. Erre rávisszük a motor áramának megfelelő feszültségjelet, a környezeti hőmérsékletnek és/vagy a motor hűtőrendszerének hőmérsékletjelét (utóbbi egyértelműen jelzi a hűtőrendszer megnibásodását). A hibrid analóg 55 szimulátor a motor melegedési folyamatát szimulálva a motort érő zavarásokra a motor hőmérsékletváltozásának megfelelő analóg feszültségjelet állít elő. Ennek kritikus értékénél — tehát a kritikus motorhőmérsékleten — a szimulátorhoz csatlakozó relémű- 60 ködtető a kapcsolót lekapcsolja. A találmány szerinti motorvédő nem igényli érzékelő beépítését a motorba, tehát az eddigi gyakorlatnak megfelelően a mágneskapcsoló tartozéka. Az ikerfémes védelemmel szemben a következő 6 többlethatásokat éri el: 1.) Bármilyen védendő motor átlagos felmelegedési időállandójára hangolható. 2.) A védendő motorénak megfelelően beállítható a védelem időállandójának időbeni viselkedése. 3.) A leterhelési időállandója (terhelés csökkentésekor) — a védendő motorokéihoz hasonló módon — megegyzik a felmelegedési időállandóval. 4.) A leállási időállandója (a motor lekapcsolásakor), a védendő motorokéhoz hasonló módon, a felmelegedési időállandó kb. 3—4-szerese. 5.) A motor megkívánt leoldási hőmérséklete 2-3% pontossággal beállítható. Fentiek alapján a találmány szerinti védelem biztosítja a motorra való tökéletes ráhangolást és így a motor hőmérsékletének érzékelése nélküli - és ezáltal különösen előnyös forgórészvédelem céljaira — közvetett hőmérsékletvédelem összes feltételeit teljesíti. A találmány szerinti védelmi rendszer hibrid annyiban, hogy egy termikus (a motor környezeti hőmérséklete) és egy villamos (motor áramfelvétele) jelet érzékel és dolgoz fel, egyidejűleg. Analóg annyiban, hogy a szimulátorban az érzékelt jelekből egy a motor legmelegebb pontjának hőmérsékletével analóg feszültségjelet állít elő,, amelyből mindenkor megítélhető, hogy a motor elérte-e a kritikus hőmérsékletet vagy sem. A találmány szerinti védelmi rendszer hangolható, mert szimulátora a legkülönbözőbb jellegű, méretű és üzemviszonyú motor termikus karakteriszitkájának megfelelően állíható és a kritikusnak ítélt hőmérséklet az üzemviszonyoknak és egyéb műszaki szempontoknak megfelelően tetszés szerint állítható. A villamos motorok túlmelegedés elleni védelmére alkalmas találmány szerinti kapcsolási elrendezés további jellemzőit és részleteit példaként' kiviteli alak kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon látható kapcsolási elrendezésnél az MK mágneskapcsoló Éi érintkezőinek zárt helyzetében az (RST) hálózatról a motorba menő Vj, V2, V3 bekötővezetékeket az I jelformálóba vezetjük, amelyben az Ai, A2, A 3 áramváltók, a Di, D 2 , D 3 egyenirányítók, a Cj kapacitás és aPj jelszintállító potenciométer segítségével az M motor áramával arányos feszültségjelet állítunk elő. Az I jelformáló egység kimenő oldala a hatványozó (célszerűen négyzetesítő) II termikus korrektor egységhez csatlakozik. A II termikus korrektor egység a feszültségjelet egyrészt az M motor áramának a változtatható Rj és R3 ellenállásokkal meghatározott hatványával (célszerűen négyzetével) arányosra alakítja. Az így előállított jel a motor legmelegebb.pontjának azon túlhőmérsékletével arányos, amely a pillanatnyi áramerősségnek megfelelő állandósult üzemben alakulna ki a zérusmotoráram esetén alapul vett (célszerűen a tiszta vasveszteség által előidézett) tekercshőmérséklet felett. Az előállított jelnek és a motor tekercspontja legmelegebb túlhőmérsékletének helyes arányát a Pi potencióméterrel állítjuk be. Másrészt a II termikus korrektor egység egy hőmérsékletérzékeny Ti tranzisztor vagy vele párhuzamosan kapcsolt további tranzisztorok és a változtatható R2 ellenállás segítsgével az alapul vett környezeti hőmérséklet és/vagy motor hűtőrendszerének normális üzemére jellemző hőmérséklet értékétől való eltérés arányában a kimenő hőmérséklet jelet módosítja. A négyzetesítő II termikus korrektor egység két egyforma és az ábrán vázolttal megegyező tranzisztoros alapegységből épülhet 2
