DE4231806C1

DE4231806C1 - Blocking detection system for rotary pump driven by AC mains operated electric motor - interrupts drive current over single cycle of AC voltage, applies half-cycle voltage and evaluates induced voltage measured during interruption of subsequent half=cycle.

Info

Publication number: DE4231806C1
Application number: DE19924231806
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Konstanzer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1992-09-23
Filing date: 1992-09-23
Publication date: 1993-12-16
Anticipated expiration: 2012-09-24

Abstract

The blocking detection system measures the induced voltage of the electric motor during an interruption in the current with a duration of at least one period of the AC operating voltage. The amplitude of the induced voltage, or the integral of the voltage characteristic is measured over a half period duration. The electromagnetic force may be measured a successive number of times, to provide a mean value for the electromagnetic force, compared with stored electromagnetic force values obtained for different motor conditions during a learning process. USE/ADVANTAGE - Reliable detection of motor blocking by generating increased voltage representing difference of voltages between blocked and unblocked states.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Blockiererkennung eines an einem Wechselstromnetz betriebenen Elektromotors durch Messung der induzierten Spannung (EMK) in einer Bestromungspause.The invention relates to a method and a Device for detecting blockage on one AC power operated electric motor by measuring the induced voltage (EMF) during a pause in the current supply.

Zur Erkennung des Blockierzustandes bei Elektromotoren ist es bereits bekannt, die Stromaufnahme des Motors zu messen und bei Überschreiten eines vorgebbaren Schwellwertes auf den Blockierzustand zu schließen. Der Motor kann dann von dem Stromversorgungsnetz getrennt werden.It is for the detection of the blocking state in electric motors already known to measure the current consumption of the motor and if a predefinable threshold value is exceeded on the Blocking state close. The engine can then from that Power supply network to be separated.

Elektromotoren, die zum Beispiel als Antriebe für Umwälzpumpen oder dergleichen dienen, können mit dem Strommeßverfahren nicht auf ihren Blockierzustand überprüft werden, da, bedingt durch die Bauart dieser Motoren mit großem Luftspalt, die Stromaufnahme bei Leerlauf und bei Last praktisch gleich ist. Man hat deshalb bei (Heizungs-)Pumpenantrieben zur Blockierfeststellung auch schon hydraulisch parallel zur Pumpe geschaltete Differenzdrucksensoren vorgesehen, die aber teuer und auch aufwendig zu installieren sind und vergleichsweise viel Platz beanspruchen. Electric motors, for example as drives for circulation pumps or the like can be used with the current measurement method not be checked for their blocking status, because, conditionally by the design of these engines with a large air gap, the Current consumption at idle and under load is practically the same. One therefore has for (heating) pump drives Blockage detection already hydraulically parallel to the pump switched differential pressure sensors provided, but expensive and are also complex to install and comparatively take up a lot of space.

Aus der DE 37 19 956 A1 ist ein Blockiererkennungsverfahren bekannt, bei dem eine im Blockierzustand im Motorstrom auftretende, der doppelten Netzfrequenz entsprechende Frequenz selektiv gemessen wird. Diese doppelte Netzfrequenz tritt aber nur dann auf, wenn der Motoranker eine Hin- und Herpendelung durchführen kann. Bei stillstehend blockiertem Anker ist für diese Frequenzmessung kein auswertbares Signal vorhanden. Weiterhin ist es bekannt, unmittelbar nach einer Bestromung des Motors in einer Bestromungspause die vom noch drehenden Motor nach dem Generatorprinzip erzeugte induzierte Spannung (EMK) zu messen. Dieses gattungsgemäße Verfahren wird hauptsächlich bei mit pulsförmigem Speisestrom versorgten oder mit Phasenanschnittschaltungen gespeisten Gleich- und Wechselspannungsmotoren zur Drehzahlbestimmung und Ankerlagebestimmung angewendet (DN-PS 12 38 998, DE 33 26 603 A1). Bei dieser Messung der induzierten Spannung (EMK) in Bestromungspausen ergeben sich zum Beispiel bei obengenannten Pumpenmotoren zwischen Normalbetrieb und Blockierzustand nur sehr kleine Meßgrößendifferenzen, die zur eindeutigen Auswertung einen entsprechenden Geräteaufwand erfordern. Dabei ist in der Regel eine genaue Anpassung und ein Abgleich auf den jeweiligen zu überwachenden Motor erforderlich.DE 37 19 956 A1 describes a blocking detection method known in which one in the blocked state in the motor current occurring frequency corresponding to twice the mains frequency is measured selectively. This double network frequency occurs only when the motor anchor oscillates back and forth can perform. When the anchor is blocked, is for this frequency measurement has no evaluable signal. Furthermore, it is known immediately after energization of the motor during a pause in the current supply that of the still rotating Motor induced by the generator principle Measure voltage (EMF). This generic method is mainly when supplied with pulse-shaped supply current or with Phase control circuits fed DC and DC AC motors for speed determination and Anchor position determination applied (DN-PS 12 38 998, DE 33 26 603 A1). In this measurement of the induced voltage (EMF) in Current breaks occur, for example, in the case of the above Pump motors between normal operation and locked state only very small measured variable differences, which lead to clear Evaluation require a corresponding amount of equipment. Here is usually an exact adjustment and a comparison on the respective motor to be monitored is required.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Blockiererkennung zu schaffen, die bei geringem Aufwand ein sicheres Erkennen des Blockierzustandes ermöglichen. Dies soll universell bei den üblichen, am Wechselstromnetz betriebenen Motoren und dabei auch speziell für Motoren mit großem Luftspalt, insbesondere als Naßläufer ausgebildeten Umwälzpumpen-Antrieben geeignet sein. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens vorgeschlagen, daß die Bestromung des Motors für wenigstens eine Wechselspannungsperiode unterbrochen wird, daß anschließend während einer zur letzten Spannungshalbwelle der Bestromungsphase gegenpoligen Spannungshalbwelle wieder bestromt wird und daß nach dieser letzten Bestromung in der sich anschließenden Bestromungspause die Messung der induzierten Spannung (EMK) erfolgt.The object of the present invention is a method and to create a device for blocking detection, which at Reliable detection of the blocked state with little effort enable. This is said to be universal with the usual, am AC-powered motors and also specifically for engines with a large air gap, especially as a wet rotor trained circulation pump drives. To solve this problem is regarding the procedure suggested that powering the motor for at least an AC voltage period is interrupted that then during a to the last voltage half-wave of the Current phase opposite polarity voltage half-wave again is energized and that after this last energization in the subsequent pause in the current supply the measurement of induced voltage (EMF).

Durch diese Maßnahmen erhält man, unter anderem bedingt durch die bei der letzten Spannungs-Einzelhalbwelle erhöhten Stromaufnahme des Motors ein wesentlich größeres EMK-Signal, was sich wesentlich einfacher und mit weniger Aufwand auswerten läßt.Through these measures one obtains, among other things, due to which increased during the last single voltage half-wave Current consumption of the motor a much larger EMF signal, which is much easier and with less effort can be evaluated.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich praktisch universell für Motoren mit großem Luftspalt und daraus bedingten, geringen Stromunterschieden zwischen Leerlauf und Last- beziehungsweise Blockierzustand, als auch für alle übrigen, am Wechselstromnetz betriebenen Motoren.The method according to the invention is practically suitable universal for engines with a large air gap and out of them conditional, small current differences between idle and Load or blocking condition, as well as for everyone other motors operated on the AC network.

Ein genauer Abgleich mit Anpassung an den jeweils zu überwachenden Motor ist wegen des großen und eindeutigen Meßsignales nicht erforderlich, was insbesondere für eine Serienfertigung vorteilhaft ist.A precise comparison with adaptation to each monitoring engine is because of the large and unique Measurement signals not required, which is particularly important for a Series production is advantageous.

Bei der Messung kann die Amplitude der induzierten Spannung (EMK) oder die Spannungs-Zeit-Fläche innerhalb einer halben Wechselspannungs-Periodendauer gemessen werden. Bereits eine Amplitudenmessung zeigt zwischen laufendem und blockiertem Motor sehr unterschiedliche und damit gut auswertbare Meßsignale und durch Aufintegrieren der gemessenen induzierten Spannung (EMK) über einen Zeitabschnitt wird der Meßwertunterschied noch größer und außerdem erhält man dadurch eine wesentlich größere Störsicherheit bei der Messung, da kurzzeitige Störsignale mit Spannungsspitzen praktisch keinen Einfluß auf das Meß- beziehungsweise Vergleichsergebnis haben. Zweckmäßigerweise werden die Höhe der Netzspannung gemessen und gegebenenfalls der Schaltzustand einer Motor- Wicklungsumschaltung erfaßt und zumindest diese Einflußfaktoren bei der Auswertung der gemessenen induzierten Spannung (EMK) berücksichtigt. When measuring, the amplitude of the induced Voltage (EMF) or the voltage-time area within one half of the alternating voltage period are measured. An amplitude measurement already shows between running and blocked engine very different and therefore good evaluable measurement signals and by integrating the measured induced voltage (EMF) over a period of time Difference in the measured value is even greater and this also gives you a much greater immunity to interference during the measurement, because short-term interference signals with voltage peaks practically none Have an influence on the measurement or comparison result. The level of the mains voltage is expediently measured and possibly the switching state of an engine Winding changeover detected and at least this Influencing factors in the evaluation of the measured induced Voltage (EMF) is taken into account.

Auch bei Netzspannungsschwankungen und anderen sich ändernden Einflußfaktoren steht so ein eindeutiges Meßsignal zur Verfügung.Even with fluctuations in the mains voltage and other changes Influencing factors are a clear measurement signal Available.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuereinrichtung aufweist, die einerseits mit einem Austaster zur Unterbrechung der Bestromung des Motors sowie zum Einschalten nach der Bestromungspause für eine Spannungshalbwelle sowie andererseits mit der EMK- Meßeinrichtung zum Messen der induzierten Spannung (EMK) nach der letzten, einzelnen Spannungshalbwelle verbunden ist. Der Aufwand für diese Meßvorrichtung ist vergleichsweise gering, so daß eine kostengünstige Herstellung möglich ist. Eine besonders kompakte Bauform und eine vereinfachte Herstellung ist begünstigt, wenn die Steuereinrichtung im wesentlichen durch einen Mikrocontroller gebildet ist, der Eingänge zum Anschluß an eine Spannungsnulldurchgangs- Synchronisiereinrichtung, an den Austaster, an die Netzspannung sowie an die EMK-Meßeinrichtung aufweist.The inventive device for performing the The method according to the invention is characterized in that it has a control device, on the one hand, with a Pushbuttons to interrupt the power supply to the motor and to switch on for one after the current pause Voltage half-wave and on the other hand with the EMF Measuring device for measuring the induced voltage (EMF) the last single voltage half-wave is connected. The effort for this measuring device is comparative low, so that inexpensive production is possible. A particularly compact design and a simplified one Manufacturing is favored if the control device in the is essentially formed by a microcontroller that Inputs for connection to a voltage zero crossing Synchronizing device, to the blanker, to the Mains voltage and to the EMF measuring device.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.Additional embodiments of the invention are in the others Subclaims listed. Below is the invention with their essential details with reference to the drawings explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine vereinfachte Blockdarstellung einer erfindungsgemäßen Blockiererkennungs-Vorrichtung, Fig. 1 is a simplified block diagram of a lock detection apparatus according to the invention,

Fig. 2 eine Diagrammfolge mit Motorspannung und Motorstrom jeweils bei laufendem sowie bei blockiertem Motor und Fig. 2 is a sequence of diagrams with motor voltage and motor current each with the motor running and with the motor blocked and

Fig. 3 ein den Einfluß der Netzspannung auf die induzierte Motor-Spannung (EMK) zeigendes Diagramm. Fig. 3 shows a the effect of the mains voltage to the motor induced voltage (EMF) displayed diagram.

Eine in Fig. 1 gezeigte Blockiererkennungs-Vorrichtung 1 weist als wesentliche Baugruppen einen Mikrocontroller 2, eine Synchronisiereinrichtung 3, einen Integrator 4 sowie einen Austaster 5 auf. Der Mikrocontroller 2 hat einen Eingang 6, an dem von der Synchronisiereinrichtung 3 gelieferte Synchronisierimpulse beim Nulldurchgang der Netzspannung von Plus nach Minus anstehen. Ein weiterer Eingang 7 ist mit dem Integrator 4 verbunden, wobei an diesem Eingang das gemessene EMK-Signal ansteht. Das Aufintegrieren der EMK-Spannungszeitfläche wird von diesem Integrator vorgenommen. Für einen Meßzyklus wird der Integrator 4 von dem Mikrocontroller 2 rückgesetzt, was über die Leitung 8 erfolgt und anschließend wird er für eine Meßphase (Abschnitt C in Fig. 2) zum Integrieren freigegeben und nach der Meßphase blockiert. Das Freigabesignal erhält der Integrator 4 vom Mikrocontroller 2 über die Leitung 24. Die an den Motorklemmen 11, 12 anstehende induzierte Spannung (EMK) wird über einen aus zwei Widerständen 13, 14 gebildeten Spannungsteiler dem Integrator 4 an dessen Eingang 15 zugeführt.A shown in FIG. 1 blocking detection apparatus 1 includes a microcontroller 2, a synchronizer 3, an integrator 4, and a blanker 5 as essential components. The microcontroller 2 has an input 6 , at which synchronization pulses supplied by the synchronization device 3 are present when the mains voltage crosses zero from plus to minus. Another input 7 is connected to the integrator 4 , the measured EMF signal being present at this input. The integrator performs the integration of the EMF voltage time area. For one measurement cycle, the integrator 4 is reset by the microcontroller 2 , which is done via the line 8 and then it is released for integration for a measurement phase (section C in FIG. 2) and blocked after the measurement phase. The integrator 4 receives the enable signal from the microcontroller 2 via the line 24 . The induced voltage (EMF) applied to the motor terminals 11 , 12 is fed to the integrator 4 at its input 15 via a voltage divider formed from two resistors 13 , 14 .

Ein Ausgang 19 des Mikrocontrollers ist mit dem Austaster 5 verbunden und über diese Verbindungsleitung erfolgt die Steuerung und Unterbrechung der Bestromung des in Reihe mit einem Stellglied 9 geschalteten Motors 10. Der Austaster 5 kann prinzipiell wie eine Phasenanschnittsteuerung ausgebildet sein, so daß bedarfsweise über einen Phasenanschnitt die Drehzahl des Motors verändert werden kann oder aber, wie nachfolgend noch näher beschrieben, die Bestromung über eine oder mehrere Spannungshalbwellen unterbrochen werden kann. An output 19 of the microcontroller is connected to the blanker 5 and this connection line is used to control and interrupt the energization of the motor 10 connected in series with an actuator 9 . The blanker 5 can in principle be designed like a phase control, so that, if necessary, the speed of the motor can be changed via a phase control or, as described in more detail below, the current supply can be interrupted by one or more voltage half-waves.

Anhand der Fig. 2 wird nachfolgend das erfindungsgemäße Blockiererkennungsverfahren beschrieben.The blocking detection method according to the invention is described below with reference to FIG. 2.

Die oberste Diagrammzeile der Fig. 2 zeigt den Spannungsverlauf der an den Motor 10 geschalteten Netzwechselspannung bei einem Überprüfungszyklus zur Erkennung, ob der Motor blockiert ist oder nicht. Die Vertikalschraffur in den Spannungsdiagrammzeilen 1 und 3 kennzeichnet dabei die Bereiche der Spannungsbeaufschlagung des Motors 10.The top line of the diagram in FIG. 2 shows the voltage profile of the mains AC voltage connected to the motor 10 during a check cycle to detect whether the motor is blocked or not. The vertical hatching in the voltage diagram lines 1 and 3 identifies the areas of voltage application to the motor 10 .

Der Motor wird zunächst am Wechselstromnetz betrieben, wobei in den ersten beiden Diagrammzeilen der Spannungs- beziehungsweise Stromverlauf bei nicht blockiertem Motor gezeigt ist. Zunächst wird die Bestromung des mit Betriebsdrehzahl laufenden Motors für vorzugsweise eine Wechselspannungsperiode unterbrochen. In diesem Zeitabschnitt A ist der Spannungsverlauf U_EMK1 der induzierten Spannung eingezeichnet.The motor is first operated on the AC network, the first two lines of the diagram showing the voltage or current curve when the motor is not blocked. First, the energization of the motor running at operating speed is interrupted for preferably one alternating voltage period. The voltage curve U _{EMK1 of} the induced voltage is shown in this time segment A.

An diese Bestromungspause in dem Zeitabschnitt A schließt sich eine über eine Spannungshalbwelle erstreckende Bestromungsphase an, wobei diese Spannungshalbwelle zur letzten Spannungshalbwelle der Bestromungsphase gegenpolig ist. Der Zeitabschnitt dieser kurzzeitigen Bestromungsphase ist mit B gekennzeichnet.This pause in the current in period A follows one extending over a voltage half-wave Current phase on, this voltage half-wave to last voltage half-wave of the energization phase with opposite poles is. The time period of this brief energization phase is marked with B.

Anschließend an diese kurzzeitige Bestromung während wenigstens einer Spannungshalbwelle erfolgt dann die Messung der induzierten Spannung U_EMK2, die zur Blockiererkennung verwendet wird. Diese induzierte Spannung U_EMK2 weist eine vergleichsweise große Amplitude auf, die im Vergleich zu der im Zeitabschnitt A gemessenen induzierten Spannung (EMK) deutlich größer ist. Wesentlich ist hierbei jedoch die Differenz zu der sich bei blockiertem Motor einstellenden induzierten Spannung (EMK), die der dritten Diagrammzeile entnehmbar ist. Die induzierte Spannung (EMK) bei blockiertem Motor ist in dem Zeitabschnitt A mit U_EMK1a und in dem Zeitabschnitt C mit U_EMK2a bezeichnet. _Following this brief energization during at least one voltage _half-wave , the induced voltage U _EMK2 is then _measured , which is used for blocking detection. This induced voltage U _EMK2 has a comparatively large amplitude, which is significantly larger compared to the induced voltage (EMF) measured in time segment A. What is important here, however, is the difference to the induced voltage (EMF) that occurs when the motor is blocked, which can be seen in the third line of the diagram. The induced voltage (EMF) with blocked motor is indicated in the time period A with U _EMK1a and in the period C and the U _EMK2a.

Der in Fig. 1 erkennbare Integrator 4 integriert die auftretende induzierte Spannung (EMK) über einen bestimmten Zeitabschnitt auf, was das Meßergebnis bei laufendem Motor einerseits und blockiertem Motor andererseits noch weiter differieren läßt. Außerdem können durch Vergleich der Spannungs-Zeit-Flächen der jeweiligen Spannungsverläufe der induzierten Spannungen gegebenenfalls auftretende Spannungsspitzen praktisch ausgeblendet und somit die Meßsicherheit wesentlich erhöht werden. Um von vorneherein die Messung nachteilig beeinflussende Störungen zu vermeiden, beginnt die Messung der induzierten Spannung (EMK-Messung) nicht direkt beim Nulldurchgang der Spannungshalbwelle, sondern beispielsweise um zwei Millisekunden verzögert. Dabei ist die Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom mitberücksichtigt.The integrator 4 , which can be seen in FIG. 1, integrates the induced voltage (EMF) occurring over a certain period of time, which allows the measurement result to differ even further with the engine running and the engine blocked. In addition, by comparing the voltage-time areas of the respective voltage profiles of the induced voltages, any voltage peaks that may occur can be practically suppressed, and the measurement reliability can thus be significantly increased. In order to avoid disturbances affecting the measurement from the outset, the measurement of the induced voltage (EMF measurement) does not begin directly at the zero crossing of the voltage half-wave, but instead is delayed by two milliseconds, for example. The phase shift between voltage and current is also taken into account.

Die Messung der induzierten Spannung (EMK) kann innerhalb einer Spannungshalbwelle abgeschlossen werden oder aber, wie in Fig. 2 gezeigt, auch noch in die nächste, zur Bestromungspause gehörenden Spannungshalbwelle hineinreichen. Beispielsweise kann sich die Meßzeit über 10 Millisekunden erstrecken, so daß sich dann unter Berücksichtigung der Verzögerung des Meßbeginnes eine noch in die nächste Spannungshalbwelle reichende Meßphase ergibt.The measurement of the induced voltage (EMF) can be completed within one voltage half-wave or, as shown in FIG. 2, can also extend into the next voltage half-wave belonging to the current pause. For example, the measuring time can extend over 10 milliseconds, so that, taking into account the delay in the start of the measurement, a measuring phase that still reaches into the next voltage half-wave results.

Nach der Meßphase kann der Motor wieder normal bestromt werden, wobei die erste Spannungshalbwelle in dieser Bestromungsphase gegenphasig zu der im Zeitabschnitt B vorhandenen Spannungshalbwelle liegt. Bedarfsweise kann sich an den Meß-Zeitabschnitt C auch eine längere Bestromungspause anschließen.After the measurement phase, the motor can be energized normally again be, the first voltage half-wave in this Current phase opposite to that in time period B existing voltage half-wave. If necessary, can a longer pause in the current supply to the measuring period C. connect.

Anhand der beiden Motorstrom-Diagrammzeilen 2 und 4 ist auch gut erkennbar, daß der Stromverlauf in dem Zeitabschnitt B eine wesentlich größere Amplitude hat als bei "Normal"- Bestromung, was durch die am Anfang der Diagrammzeilen gezeichnete Stromperiode gezeigt ist. On the basis of the two motor current diagram lines 2 and 4 it can also be clearly seen that the current profile in the time segment B has a substantially larger amplitude than in the case of "normal" current supply, which is shown by the current period drawn at the beginning of the diagram lines.

Die bei der Einzelhalbwelle um ca. 50% höhere Stromaufnahme ergibt sich, weil die Magnetisierung des Motoreisens nicht im unteren Wendepunkt der Hysteresekurve anschließt, sondern von der negativen Ruheremanenzlage ausgeht. Diese größere Stromaufnahme erzeugt eine größere Änderung der Magnetisierung und als Folge davon ein größeres EMK-Signal, das erfindungsgemäß ausgenützt wird.The current consumption increased by approx. 50% for the single half-wave arises because the magnetization of the motor iron is not in the lower inflection point of the hysteresis curve but from runs out of the negative rest allowance. This bigger one Current draw creates a major change in magnetization and as a result a larger EMF signal that is used according to the invention.

Fig. 3 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit der induzierten Motor-Spannung (EMK) von der speisenden Netzspannung. Die obere Kurve zeigt dabei die induzierte Spannung (EMK) bei laufendem Motor, während die untere Kurve die induzierte Spannung (EMK) bei blockiertem Motor zeigt. Die Differenz der induzierten Spannungen bei diesen beiden unterschiedlichen Betriebszuständen beträgt bei einer Netzspannung von 230 Volt etwa 25 Volt. Eine solche große Spannungsdifferenz ermöglicht mit geringem Aufwand ein sicheres Auswerten und Erkennen dieser beiden unterschiedlichen Betriebszustände. Der Einfluß der Netzspannung wird bei der Auswertung mitberücksichtigt und es ist deshalb bei der Blockiererkennungs-Vorrichtung 1 (Fig. 1) ein Netzspannungsmeßteiler 16 vorgesehen, über den die zum Beispiel positive Halbwelle der Netzwechselspannung an einen Eingang 17 des Mikrocontrollers 2 gelegt wird. Zur Auswertung der positiven Halbwelle ist dem Meßteiler eine Diode 18 vorgeschaltet. Der Mikrocontroller 2 kann auch noch weitere Eingänge für sich ändernde Betriebsparameter aufweisen, um diese bei der Auswertung des EMK-Signales mitberücksichtigen zu können. Fig. 3 is a diagram showing the dependence of the induced motor voltage (EMF) from the supplying mains voltage. The upper curve shows the induced voltage (EMF) when the engine is running, while the lower curve shows the induced voltage (EMF) when the engine is blocked. The difference between the induced voltages in these two different operating states is approximately 25 volts with a mains voltage of 230 volts. Such a large voltage difference enables safe evaluation and detection of these two different operating states with little effort. The influence of the mains voltage is also taken into account in the evaluation and therefore a mains voltage measuring divider 16 is provided in the blocking detection device 1 ( FIG. 1), via which the positive half-wave of the mains alternating voltage is applied to an input 17 of the microcontroller 2 . A diode 18 is connected upstream of the measuring divider to evaluate the positive half-wave. The microcontroller 2 can also have further inputs for changing operating parameters in order to be able to take these into account when evaluating the EMF signal.

Beispielweise können bei Pumpenmotoren die Wicklungen für mehrere unterschiedliche Drehzahlen umgeschaltet werden.For example, in the case of pump motors, the windings for several different speeds can be switched.

Daraus resultieren auch unterschiedliche induzierte Spannungen. Es besteht nun die Möglichkeit, diese unterschiedlichen Schalterstellungen direkt über entsprechende Eingänge dem Mikrocontroller mitzuteilen oder aber es kann indirekt eine Strommessung im Motorstromkreis vorgenommen und dadurch auf die entsprechende Schalterstellung geschlossen werden.This also results in different induced Tensions. There is now the possibility of this different switch positions directly via corresponding Communicate inputs to the microcontroller or else it can indirectly carried out a current measurement in the motor circuit and thereby closed on the corresponding switch position will.

Der Mikrocontroller 2 hat die Aufgabe, den Austaster 5 entsprechend einem vorgegebenen Meßzyklus-Programm und in Abhängigkeit der an seinen Eingängen anstehenden Informationsdaten zu steuern. Diese Steuerinformation wird an dem Mikrocontroller-Ausgang 19 ausgegeben.The microcontroller 2 has the task of controlling the blanker 5 in accordance with a predetermined measuring cycle program and as a function of the information data pending at its inputs. This control information is output at the microcontroller output 19 .

Der Mikrocontroller 2 kann bei seinen Eingängen 20 und 21 auf Lernbetrieb umgeschaltet werden, damit unterschiedliche Betriebsparameter - unterschiedliche Motoren beziehungsweise unterschiedlich geschaltete Motoren, unterschiedliche Netzspannungen oder dergleichen - berücksichtigt werden.The microcontroller 2 can be switched to learning mode at its inputs 20 and 21 so that different operating parameters - different motors or differently switched motors, different mains voltages or the like - are taken into account.

Hat der Mikrocontroller 2 ein am Eingang 7 anstehendes EMK- Signal unter Berücksichtigung der übrigen Betriebsparameter als Blockiersignal interpretiert, so kann über einen Ausgang 22 ein entsprechendes Meldesignal abgegeben werden, das beispielsweise ein Blockiermelderelais 23 ansteuert. Außerdem wird bei erkanntem Blockierzustand die Stromzufuhr zu dem Motor 10 unterbrochen.If the microcontroller 2 has interpreted an EMF signal present at the input 7 as a blocking signal, taking into account the other operating parameters, an appropriate signaling signal can be emitted via an output 22 , which, for example, controls a blocking signal relay 23 . In addition, the power supply to the motor 10 is interrupted when a locked state is detected.

Bei weitgehend blockierfesten Motoren ist es sinnvoll, den Blockiertest ca. 1mal pro Minute durchzuführen. Bei blockierempfindlicheren Motoren kann der Blockiertest entsprechend der thermischen Motoraufheiz-Zeitkonstante öfter durchgeführt werden, um den Motor rechtzeitig abzuschalten und zu schützen.With largely non-blocking motors, it makes sense to use the Block test about 1 time per minute. At Blocking-sensitive motors can use the blocking test more often according to the thermal engine warm-up time constant be carried out to switch off the engine in good time and to protect.

Der Prüfzyklus mit Messung der induzierten Spannung (EMK) kann jeweils in Zeitabständen einmal durchgeführt werden und daraus die induzierte Spannung (EMK) verwendet werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Messung der induzierten Spannung (EMK) mehrfach hintereinander durchzuführen und den Mittelwert aus diesen EMK-Messungen zu verwenden.The test cycle with measurement of the induced voltage (EMF) can be carried out once at intervals and from there the induced voltage (EMF) can be used. But there is also the possibility of measuring the induced Voltage (EMF) several times in succession and the To use the mean value from these EMF measurements.

Erwähnt sei noch, daß der anhand der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 3 beschriebene Funktionsablauf auch mit jeweils umgekehrt gepolten Spannungshalbwellen erfolgen kann. Dies würde bedeuten, daß gemäß Zeile 1 in Fig. 2 am Ende einer positiven Halbwelle ausgeschaltet wird und sich daran eine Wechselspannungsperiode dauernde Bestromungspause anschließt, daß dann in einer einzigen negativen Spannungshalbwelle bestromt wird und daß anschließend die induzierte Spannung (EMK) gemessen und diese zur Auswertung verwendet wird.It should also be mentioned that the functional sequence described with reference to the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3 can also be carried out with reversedly polarized voltage half-waves. This would mean that according to line 1 in Fig. 2 is switched off at the end of a positive half-wave and this is followed by an alternating voltage period lasting current pause, that current is then supplied in a single negative voltage half-wave and that the induced voltage (EMF) is then measured and this for Evaluation is used.

Claims

1. A method for detecting a blockage of an electric motor operated on an alternating current network by measuring the induced voltage (EMF) in a current pause, characterized in that the current supply to the motor is interrupted for at least one AC voltage period, that subsequently during a voltage half-wave which is opposite in polarity to the last voltage half-wave of the current supply phase is energized and that after this last energization in the subsequent energization pause the measurement of the induced voltage (EMF) takes place.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the amplitude of the induced voltage (EMF) is measured.

3. The method according to claim 1, characterized in that the voltage-time area of the induced Voltage (EMF) within half AC period is measured.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the test method with measurement of the induced voltage (EMF) several times in succession is carried out and that from the individual measurements of the induced voltage (EMF) averaged becomes.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized that the level of the mains voltage measured and, if necessary, the switching state of a Motor winding changeover detected and at least this Factors influencing the evaluation of the measured induced voltage (EMF) are taken into account.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that before Blocking monitoring mode on learning mode is switched to store induced Voltages in different operating conditions of the engine as well as different Operating parameters.

7. Device for detecting a blockage AC network connected electric motor that a device for measuring the induced Voltage (EMF) during a pause in the current supply, for Implementation of the method according to claims 1 to 6, characterized in that it is a Has control device, on the one hand with a Pushbutton to interrupt the energization of the motor as well as for switching on after the pause for a voltage half-wave and on the other hand with the EMF measuring device for measuring the induced Voltage (EMF) after the last one Voltage half-wave is connected.

8. The device according to claim 7, characterized in that the blanker ( 5 ) has a series switch with the electric motor ( 10 ) connected AC switch ( 9 ), preferably a triac.

9. The device according to claim 7 or 8, characterized in that the control device is essentially formed by a microcontroller ( 2 ), the inputs ( 6 , 17 , 7 ) for connection to a voltage zero crossing synchronization device ( 3 ), to the mains voltage, to the EMF measuring device ( 4 ) and outputs ( 19 , 22 ) for connection to the blanker ( 5 ) and to a blocking signaling device ( 23 ).

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the EMF measuring device has an integrator ( 4 ) for determining the voltage-time area of the induced voltage to be measured (EMF).