PPTC-Bausteine schützen Elektromotoren, Steuerungen und Transformatoren

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Das zyklische Verhalten des Bimetallschalters hat eine Reihe von Nachteilen. Diese sind unter anderem die Materialermüdung und die Tendenz zur Verbrennung und Verschweißung von Kontakten sowie der Funkenschlag. Fällt der Baustein bei geschlossenen Kontakten aus, so kann dies als Folge eines Überstrom-Ereignisses Schäden am Motor sowie an empfindlichen angeschlossenen elektronischen Schaltungen verursachen. Mögliche Störungen oder „Kontakt-Prellen“ sowie elektromagnetische Störungen zeigen die Kompatibilitätsprobleme der Bimetallschalter zu modernen elektronischen Steuerungssystemen auf.

Tyco Electronics hat in einer Test-reihe die thermischen und elektrischen Kenndaten eines gängigen Bimetall-Übertemperaturschutzes mit denen des Polyswitch-LVR-Bausteins verglichen. Dabei sind beide Bausteine an einen Kühlanlagen-Motor angebaut worden. Die Schutzbausteine wurden an die Motorwicklung angeschlossen, die Motorwelle während des Tests blockiert.

Sodann zeichnete man Spannung, Strom, Windungs- und Kerntemperaturen sowie die Temperatur des PPTC-Bausteins und der Bimetallschutzschaltung auf. Die Ergebnisse der beiden Tests sind in Bild 1 und 2 zu sehen. In dem Test mit einem Bimetallunterbrecher erreichte die Motorwicklung nach 60 min eine Temperatur von etwa 129 °C – wesentlich höher als bei dem Test mit dem PPTC-Schutzbaustein. Dort erreichte die Motorwicklung im selben Zeitraum eine Temperatur von 44 °C.

Schutz für die intermittierend arbeitende Motoren

Intermittierend arbeitende Motoren sind in der Regel nur für einen Betrieb über eine begrenzte Zeit ausgelegt. Betreibt man solche Motoren länger als zulässig, kann es zu Blockaden, Überhitzungen und im Extremfall zum Totalausfall kommen. Fehlerzustände treten auf, wenn die Spannung auf Grund eines Kontakt- oder Bedienerfehlers eingeschaltet bleibt.

Um eine Überhitzung zu vermeiden, muss der Schaltungsschutz-Baustein schnell auslösen – jedoch nicht schneller als beabsichtigt –, um den Benutzer nicht unnötig zu stören. Die Entwicklung von Schutzkonzepten, die einen Motor effektiv und ohne falsche Auslösungen schützen, ist allerdings nicht ganz trivial.

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