190130. lajstromszámú szabadalom • Fő- és mellékáramkörben alkalmazható kapcsolószerkezet villamosgépek, főként villamos forgógépek túlmelegedés elleni védelmére
3 190130 4 A találmány tárgya fő- és mellékáramkórben alkalmazható kapcsolószerkezet villamos gépek, főleg villamos forgógépek túlmelegedés elleni védelmére. A találmányra az jellemző, hogy a túlmelegedés ellen védeni kívánt villamos berendezésbe - például villamos forgógépbe - a motor tekercsfejében van beépítve az előfeszített érintkezőkkel ellátott, védőburában elhelyezeti kapcsolószerkezet, amely úgy van kialakítva, hogy az érintkezőket hordozó szárakra egy állandó mágnes és egy porkohászati úton előállított tuskó van felerősítve. Az egyik szárra szerelt permanens mágnes mindaddig vonzza a porkohászati úton előállított mágnesezhető tuskót, míg az utóbbi hőmérséklete nem éri el az ún. Curie-pontot, amelynek elérésekor a ferromágneses anyag elveszíti ferromágneses tulajdonságát és paramágnessé alakul. Az érintkezők ekkor egymástól szétválnak, az áramkör megszakad, a villamos berendezés vagy forgógép tovább nem melegszik és hűl mindaddig, amíg a ferromágneses anyag olyan hőmérsékleti állapotba nem kerül, amelyen ismét mágnesezhetóvé válik. A mágnes ekkor meghúz, az érintkezők zárnak és a villamos berendezés - például villamos forgógép - ismét üzemkész állapotba kerül. A különböző villamos berendezések - így a villamos forgógépek is - igen érzékenyek a túlmelegedésre. Erre a célra alkalmazzák napjainkban a közismert bimetallos kapcsolókat. A bimetallos motorvédó kapcsolók nagy hátránya azonban az, hogy alakváltozásuk és kapcsolási idejük lassú, az érintkezők között gyakran keletkezik villamos ív, ennek következtében gyakran tönkremennek és így a védelmi feladatot nem tudják ellátni. Ismertek egyéb védókapcsolók is, ezek azonban munka- és költségigényes szerkezetűek, villamos forgógépek túlterhelés, feszültségkimaradás és zárlat elleni védelmére szolgálnak. Alacsony Curie hőmérsékletű ferromágneses anyagok elektromos hőmérséklet és tűzjelző kapcsoló számára leendő alkalmazása már ismert. A hőmérséklettől változó mágneses tulajdonságú ferritet és Reed-relét tartalmazó automatikus hőmérséklet- és tűzjelző kapcsolót ismertet például a 164 337 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás. Különböző anyagú mágnestekercsekből kialakított induktanciát alkalmaznak a 3 917 970 lajstromszámú USA szabadalmi leírás szerinti megoldásban a hőmérséklet érzékelésére. A híradástechnikai szakirodalom azonban a porkohászati úton előállított anyagokat alacsony (60 °C-nál kisebb) Curie-pontjuk miatt általában hátrányosan értékeli, ennélfogva a minél magasabb Curie-pontú (120 °C-nál magasabb) anyagok gyártására törekednek. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy alacsony Curie-pontú, porkohászati úton előállított ferromágneses anyagoknak, főként villamos forgógépek túlmelegedés elleni védelemre Lörténó alkalmazása teljes sikerrel jár, ezért a találmány szerinti megoldásnak megfelelő kapr.solószorkezet segítségével villamos berendezések, elsősorban villamos forgógépek túlmelegedés elleni védelmét teljes biztonsággal, egészen egyszerű eszközökkel megoldhatjuk. A találmány a porkohászati úton előállított, ferromágneses tulajdonságú fémeknek alacsony Curie-ponton történő mágneses állapotváltozásán alapul. Szemben a bimetallos védókapcsolókkal - melyeknél a kapcsolási hőmérséklet szűk tűrése nehezen tartható - a Curie-pont ezeknél a fémeknél az összetevők arányával pontosan beállítható: alkalmazásuk esetén kiküszöbölhetők a bimetal] érintkezők közismert hátránya, előállításuk olcsó, egy ill. háromfázisú motorok fő- és mellékáramkörében egyaránt alkalmazhatók. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő kapcsolószerkezetet a leíráshoz mellékelt rajzokon bemutatott kiviteli példák kapcsán részletesen is ismertetjük. A rajzok közül az 1. ábra a túlmelegedés elleni védelemre szolgáló kapcsolószerkezetnek egy kiviteli példáját kinagyítva, axonometrikus ábrázolásban mutatja be. A 2. ábrán ugyanezen elven kialakított szerkezetnek egy további kiviteli példáját látjuk, szintén axonometrikus ábrázolásban, végül a 3. ábrán egy további kiviteli példát mutatunk be tekercsrugós megoldással. Amint az 1. ábrán bemutatott kiviteli példán látható, a kapcsolószerkezet egy mágnesesen árnyékoló 1 burában van elhelyezve. A 1 burán belül van egy megfelelően előfeszített U-alakú 2 laprugó, melynek rögzített szárára egy 3 permanens mágnes, mozgó szárára pedig egy porkohászati úton előállított, mágnesezhető 4 tuskó van felerősítve. A 2 leprugó mozgó szárára van rögzítve az egyik 5 érintkező, a másik szárára pedig a 6 szigetelőlemezzel elválasztott másik 5 érintkező. Az ezen kiviteli példának megfelelő kapcsolószerkezet alaphelyzetben zárt-érintkezés kivitelű, vagyis a motortekercs fejében elhelyezve az 5 érintkezők zárt helyzetben vannak. A villamos forgógép káros felmelegedése esetén a mágnesezhető 4 tuskó, - mivel Curie-pontja úgy van megválasztva, hogy a motor túlmelogedésének kritikus hőfokával essen egybe - elveszti ferromágneses tulajdonságát, így az 5 érintkezők szétválnak. A motor kapcsoló az áramkört bontja. A 4 tuskó akkor lesz ismét mágnesezhető, ha a kritikus, vagyis a Curie-pont által meghatározott hőmérséklet alá hűl vissza. Ekkor az 5 érintkezők - mivel a mágnes meghúz - ismét zárnak és a motor ismét üzemelhet. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
