专利名称：用于监控由冷却剂冷却的电动机的温度的方法和保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于监控由冷却剂冷却的电动机的温度的方法和保护电路，其中借助至少一个PTC热敏电阻产生和评估对应于电动机温度的传感器信号，且在该传感器信号超过预定阈值时产生输出信号。
背景技术：
在已知的由冷却剂冷却的电动机的情况中，存在由于冷却剂缺少、阻塞阀门或卡住的转子引起过热的危险。在这种情况中，会产生不可逆的破坏。在超过温度限值的情况下，在关闭电动机时，通常遇到这种过热危险。为此，已知借助绕组中缠绕的PTC热敏电阻确定电动机绕组的温度并在超过预定限值时关闭电动机。
对于多数操作情况，在技术领域中，这种方法被证明是值得的。但是，已认识到，在某些情况中，关闭信号产生得太迟，从而产生对电动机的破坏。
因此，本发明的目的在于改善监控由冷却剂冷却的电动机温度的方法和保护电路。
根据本发明，该目的分别通过权利要求1和5的特点得以实现。
发明内容
在根据本发明的用于监控由冷却剂冷却的电动机的温度的方法中，借助至少一个PTC热敏电阻产生和评估与电动机温度相对应的传感器信号，在传感器信号超过预定阈值时，产生输出信号。此外，还确定传感器信号的变化率，其中产生输出信号的阈值作为变化率的函数而改变。
根据本发明的用于监控由冷却剂冷却的电动机的温度的保护电路包括至少一个PTC热敏电阻，它产生与电动机温度相对应的传感器信号，以及评估装置，它在传感器信号超过预定阈值时产生输出信号。此外，评估装置具有用于确定传感器信号的变化率的装置以及用于使阈值适应于作为变化率函数的装置。
本发明的进一步实施例是附属权利要求书的主题。
根据较佳实施例，当变化率大于预定值时，立刻产生输出信号。
根据进一步的实施例，预先确定至少第一和第二阈值，其中在从0到x的传感器信号的变化率范围内，使用第一阈值，而在从x到y的阈值范围内，其中y＞x，将第二阈值用于输出信号的生成，且在变化率超过y时立刻产生输出信号。
为了确定变化率，以特定的时钟间隔检查传感器信号。
参考实施例的描述和附图更详细地说明本发明的进一步优点和实施例，其中图1示出了保护电路的示意图；图2示出了根据本发明的温度/电阻时间关系图；以及图3示出了根据现有技术的温度/电阻时间关系图。
具体实施例方式
图1所示的用于监控由冷却剂冷却的电动机1的温度的保护电路基本包括至少一个PTC热敏电阻2和评估装置3。PTC热敏电阻2产生与组件的温度相对应的传感器信号。当然，在本发明的范围内，也可将多个PTC热敏电阻彼此连接。例如，PTC热敏电阻2嵌入电动机的绕组1a中。
在临界温度范围中，PTC热敏电阻产生电阻的指数变化，其与温度的增加成比例。传感器信号在评估装置3中被处理，从而评估装置3在传感器信号超过预定阈值时产生输出信号4。
评估装置还具有用于确定传感器信号的变化率dT/dt或dR/dt的装置3a以及用于使阈值适应于作为变化率函数的装置3b。特别是，装置3a包括一时钟，借助于该时钟，以预定时钟间隔(例如，每隔200ms)对传感器信号检查、过滤和与以前的值进行比较。
现在将参考图2和3更详细地说明本发明的现有技术的区别。
在根据图3的温度/电阻时间关系图中，时间示于右边，且基于传感器信号向上示出温度或电阻。曲线a表示破坏情况下普通的温度/电阻增加。在时间t1处，传感器信号达到预定的阈值T1，结果是评估装置产生输出信号4。该输出信号例如可以是电动机的关闭信号、警告信号等。即便在时间t1处评估装置立刻关闭电动机，也存在通常称作温度超限(overrun)，即电动机绕组的温度继续上升量Δt1。当阈值T1固定时，通常还要考虑该温度超限。
在本发明所基于的测试中，呈现出温度超限Δt1也是传感器信号的变化率的函数。
曲线b表示另一种工作情况，其中传感器信号相对于时间更快速地变化。在时间t0后，达到阈值T1。但是，这里，由于变化率较高，温度超限Δt0更大。因此，要监控的电动机温度，特别是其电动机线圈的温度被显著地加热到预定阈值T1之上，这会导致对电动机的不可逆的破坏。在由冷却剂冷却的电动机的情况中，随后还存在由于绕组绝缘的个别组件的过热燃烧而产生的危险，因此冷却剂被污染。其结果是冷却剂会变得不能用，导致需要昂贵的修理工作。
图2中示出了根据本发明的保护电路的情况。
根据本发明，连续监控传感器信号的变化率dT/dt或dR/dt。新颖的特点在于产生输出信号的阈值作为变化率的函数而变化。因此，设置成在变化率dT/dt(或dR/dt)＞y时产生输出信号。在根据图2所示的实施例中，这是曲线b的情况，从而在时间t0处已产生输出信号。但是，即便存在相对较大的温度超限Δt0，监控装置的最大温度也总是在容许范围内，因为在较低的温度T0处已产生了输出信号。
如果变化率dT/dt(dR/dt)低于预定值y，则如同曲线a的情况，仅在预定阈值T1处产生输出信号。
当然，可以想象，在本发明的范围内，不仅可以预先确定一个，还可以预先确定至少第一和第二固定阈值，从而在从0到x的传感器信号的变化率范围内，使用第一阈值，而在从x到y的变化率范围内，其中y＞x，将第二阈值用于产生输出信号。但此外，在＞y的变化率处，应立即产生输出信号。
在实际实施例中，例如，传感器2提供依赖温度的电阻值R。此外，在例如200ms的预定时钟间隔处，将该电阻值检查、过滤和与预定电阻值进行比较。根据电阻变化，第一或者第二(若存在)阈值被用于生成输出信号。如果电阻变化超过阈值，则立刻产生输出信号。
通过考虑传感器信号的变化率以及能改变产生输出信号的阈值的可能性，可以更快速地对特定临界工作情况作出反应，从而可靠地保护受监控装置不会受到过度热负荷。
权利要求
1.一种用于监控由冷却剂冷却的电动机的温度的方法，其特征在于，借助于至少一个PTC热敏电阻(2)产生和评估与电动机(1)的温度相对应的传感器信号，在传感器信号超过预定阈值时产生输出信号，其特点是，还确定传感器信号的变化率(dT/dt，dR/dt)，从而产生输出信号的阈值作为变化率的函数而变化。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当变化率(dT/dt，dR/dt)大于预定值时，立刻产生输出信号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预先确定至少第一和第二阈值，从而在从0到x的传感器信号的变化率(dT/dt，dR/dt)范围内，使用第一阈值，而在从x到y的变化率范围内，其中y＞x，将第二阈值用于产生输出信号，且在大于y的变化率情况下，立刻产生输出信号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为了确定变化率(dT/dt，dR/dt)，以预定时钟间隔检查传感器信号。
5.一种用于监控由冷却剂冷却的电动机的温度的保护电路，其特征在于，具有a至少一个PTC热敏电阻(2)，其产生与电动机(1)的温度相对应的传感器信号；以及b评估装置(3)，其在传感器信号超过预定阈值时产生输出信号(4)，其特点是，评估装置具有用于确定传感器信号的变化率(dT/dt，dR/dt)的装置(3a)和用于将阈值适应于作为变化率函数的装置(3b)。
6.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，用于确定变化率(dT/dt，dR/dt)的装置(3a)包括时钟。
全文摘要
本发明涉及一种用于监控由冷却剂冷却的电动机的温度的方法和保护电路，其中借助于至少一个PTC热敏电阻产生和评估与电动机的温度相对应的传感器信号，在传感器信号超过预定阈值时产生输出信号。此外，还确定传感器信号的变化率，从而产生输出信号的阈值作为变化率的函数而改变。
文档编号H02H5/00GK1755338SQ20051009957
公开日2006年4月5日 申请日期2005年9月6日 优先权日2004年9月6日
发明者F·克瑞宛, P·莱昂斯 申请人:克利万工业-电子有限公司