DE10146091B4 - Overload protection for electric motors and method for overload protection of electric motors - Google Patents
Overload protection for electric motors and method for overload protection of electric motors Download PDFInfo
- Publication number
- DE10146091B4 DE10146091B4 DE2001146091 DE10146091A DE10146091B4 DE 10146091 B4 DE10146091 B4 DE 10146091B4 DE 2001146091 DE2001146091 DE 2001146091 DE 10146091 A DE10146091 A DE 10146091A DE 10146091 B4 DE10146091 B4 DE 10146091B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- temperature
- speed
- engine
- limit
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/093—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against increase beyond, or decrease below, a predetermined level of rotational speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
- F01P5/14—Safety means against, or active at, failure of coolant-pumps drives, e.g. shutting engine down; Means for indicating functioning of coolant pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2025/00—Measuring
- F01P2025/08—Temperature
- F01P2025/46—Engine parts temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
- H02H7/0852—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load directly responsive to abnormal temperature by using a temperature sensor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Überlastsicherung für Elektromotoren, mit
einem Temperatursensor (10) zum Erfassen der Temperatur eines oder mehrerer Bauteile des Motors,
einer mit dem Temperatursensor (10) verbundenen Steuereinrichtung (12, 14), durch die der Motor bei Auftreten von Überlastungen abgeschaltet wird,
einen die Drehzahl einer Antriebswelle des Motors erfassenden, mit der Steuereinrichtung (12, 14) verbundenen Drehzahlsensor (18), wobei der Motor bei Erreichen einer Grenztemperatur und gleichzeitig einer Grenzdrehzahl abgeschaltet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12, 14) aufweist
einen mit dem Temperatursensor (10) verbundenen Schmitt-Trigger (12), der durch Auswertung des Ausgangssignals des Temperatursensors (10) bei Erreichen der Grenztemperatur den Motor abschaltet
und
einen Transistor (20), der bei Anliegen eines Drehzahlsignals den Temperatursensor (10) überbrückt.Overload protection for electric motors, with
a temperature sensor (10) for detecting the temperature of one or more components of the engine,
a control device (12, 14) connected to the temperature sensor (10), by which the motor is switched off when overloads occur,
a speed sensor (18) which detects the rotational speed of a drive shaft of the engine and which is connected to the control device (12, 14), the motor being switched off when a limit temperature and simultaneously a limit rotational speed are reached,
characterized in that the control unit (12, 14)
a Schmitt trigger (12) connected to the temperature sensor (10), which switches off the motor when the limit temperature is reached by evaluating the output signal of the temperature sensor (10)
and
a transistor (20) bridging the temperature sensor (10) upon application of a speed signal.
Description
Die Erfindung betrifft eine Überlastsicherung für Elektromotoren sowie ein Verfahren zur Überlastsicherung für Elektromotoren.The The invention relates to an overload protection for electric motors and a method for overload protection for electric motors.
Beispielsweise bei in Kraftahrzeugen eingesetzten Wasserumwälzpumpen muss sichergestellt sein, dass das Pumpenrad nicht blockiert. Bei einem Blockieren des Pumpenrades fließt ein hoher Blockierstrom, der die Kupferwicklung des Pumpenmotors stark aufheizt und nach kurzer Zeit zerstört. Um ein Zerstören oder Beschädigen der Kupferwicklung zu vermeiden, ist es bekannt, die Temperatur in der Umgebung des Motors bzw. der Wicklung zu messen und bei Erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur den Motor abzuschalten. Dieses Verfahren wird bei den unterschiedlichsten Einsatzgebieten von Motoren, insbesondere Gleichstrommotoren, angewendet.For example For water circulation pumps used in motor vehicles, it must be ensured that: that the impeller is not blocked. When the pump wheel is blocked flows a high blocking current affecting the copper winding of the pump motor strongly heated and destroyed after a short time. To destroy or To damage To avoid the copper winding, it is known the temperature in the vicinity of the motor or the winding to measure and on reaching a predetermined limit temperature to shut off the engine. This Method is used in a wide variety of applications of engines, especially DC motors.
Aus
der Deutschen Patentanmeldung
Beim Bestimmen der Temperatur der Wicklung durch Messen der Umgebungstemperatur mit Hilfe eines Temperatursensors sowie bei der indirekten Berechnung der Wicklungstemperatur treten stets Ungenauigkeiten auf. Beispielsweise wird die vom Temperatursensor gemessene Umgebungstemperatur auch von anderen Einflußfaktoren, wie beispielsweise der Motortemperatur des Kraftfahrzeugs, beeinflußt, so dass eine exakte Messung der Wicklungstemperatur durch einen die Umgebungstemperatur messenden Sensor nicht möglich ist. Auch die Berechnung der Wicklungstemperatur auf Grundlage der aktuellen Leistungsaufnahme des Motors ist nur mit Hilfe empirisch ermittelter Vergleichswerte möglich. Dies hat stets Ungenauigkeiten zur Folge.At the Determine the temperature of the winding by measuring the ambient temperature with the help of a temperature sensor as well as with the indirect calculation the winding temperature always occur inaccuracies. For example also becomes the ambient temperature measured by the temperature sensor from other influencing factors, such as the engine temperature of the motor vehicle, so that an exact measurement of the winding temperature by a the ambient temperature measuring sensor not possible is. Also, the calculation of the winding temperature based on the current power consumption of the engine is only empirical with the help determined comparison values possible. This always results in inaccuracies.
Aus
der den nächstliegenden
Stand der Technik bildenden
Insbesondere wenn ein Motor im Bereich der Grenztemperaturen betrieben werden soll, ist eine möglichst exakte Bestimmung der Wicklungstemperatur erforderlich, um ein Blockieren des Motors und damit verbundenes Zerstören der Wicklung zu vermeiden. Werden beispielsweise Wasserumwälzpumpen bei Kraftfahrzeugen im Bereich der Grenztemperaturen betrieben, erfolgt ein zyklisches An- und Abschalten der Pumpe.Especially if a motor is operated in the range of the limit temperatures should, is one possible exact determination of the winding temperature required to block to avoid the motor and associated destruction of the winding. Are for example water circulation pumps operated in motor vehicles in the range of limit temperatures, a cyclic switching on and off of the pump takes place.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überlastsicherung für Elektromotoren sowie ein Verfahren zur Überlastsicherung für Elektromotoren zu schaffen, durch die bzw. durch das ein Betreiben von Elektromotoren in Temperatur-Grenzbereichen möglich wird.task The invention is an overload protection for electric motors and a method for overload protection for electric motors through which or by the operation of electric motors in temperature limits is possible.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 6.The solution The object is achieved according to the invention by the features of claims 1 and 6th
Bei der erfindungsgemäßen Überlastsicherung wird zusätzlich zu dem Erfassen der Temperatur mit Hilfe eines Temperatursensors die Drehzahl der Antriebswelle des Motors mit Hilfe eines Drehzahlsensors erfasst. Die beiden Sensoren sind mit einer Steuereinheit verbunden, wobei der Motor bei Erreichen einer Grenztemperatur und gleichzeitig einer Grenzdrehzahl abgeschaltet wird. Da ein Abschalten des Motors nur erfolgt, wenn beide Bedingungen erfüllt sind, ist es ausgeschlossen, dass der Motor bereits bei Überschreiten einer Grenztemperatur abgeschaltet wird, obwohl die Antriebswelle des Motors bzw. das Pumpenrad einer Wasserumwälzpumpe noch nicht blockiert. Da ein Abschalten des Motors erst erforderlich ist, wenn ein tatsächliches Blockieren auftritt und hierdurch ein erhöhter Blockierstrom hervorgerufen wird, kann ein derartiger Motor auch im Bereich von Grenztemperaturen betrieben werden.at the overload protection according to the invention will be added for detecting the temperature with the aid of a temperature sensor the speed of the drive shaft of the engine by means of a speed sensor detected. The two sensors are connected to a control unit, the engine when reaching a limit temperature and simultaneously a limit speed is turned off. As a shutdown of the engine only occurs when both conditions are met, it is precluded that the engine is already exceeded a limit temperature is switched off, although the drive shaft the motor or impeller of a water circulation pump is not yet blocked. Since a shutdown of the engine is required only when an actual Blocking occurs and this causes an increased blocking current is, such a motor can also in the range of limit temperatures operate.
Der Temperatursensor, der üblicherweise in der Nähe der Motorwicklung angeordnet ist und die Umgebungstemperatur der Motorwicklung misst, muss bei der erfindungsgemäßen Überlastsicherung keine besonderen Anforderungen erfüllen. Insbesondere ist eine relativ ungenaue Temperaturmessung ausreichend, da die gemessene Temperatur mit dem Signal des Drehzahlsensors verknüpft wird.Of the Temperature sensor, usually near the motor winding is arranged and the ambient temperature of Motor winding measures must, in the overload protection according to the invention no special Meet requirements. In particular, a relatively inaccurate temperature measurement is sufficient since the measured temperature is linked to the signal of the speed sensor.
Die Drehzahl des Motors kann an einer Welle, einem Läufer o. dgl. gemessen werden.The The speed of the motor can be measured on a shaft, a rotor or the like.
Erfindungsgemäß weist die Steuereinheit einen mit dem Temperatursensor verbundenen Schmitt-Trigger und einen Transistor auf. Die Steuereinheit ist derart ausgebildet, dass der Transistor bei Anliegen eines Drehzahlsignals den Temperatursensor überbrückt, so dass der Motor unabhängig von der Temperatur nicht abgeschaltet wird, solange sich die Antriebswelle dreht.According to the invention the control unit connected to the temperature sensor Schmitt trigger and a transistor on. The control unit is designed such that the transistor bridges the temperature sensor when a speed signal is applied, then that the engine is independent from the temperature is not switched off, as long as the drive shaft rotates.
Es wird von dem Drehzahlsensor lediglich festgestellt, ob sich die Antriebswelle des Motors dreht oder nicht. Solange sich die Antriebswelle dreht, erfolgt unabhängig von der Temperatur kein Abschalten des Motors.It is only determined by the speed sensor, if the drive shaft of the engine turns or not. As long as the drive shaft rotates, regardless of the temperature no shutdown of the engine.
Vorzugsweise erzeugt der Drehzahlsensor ein drehzahlproportionales Drehzahl-Signal. Dieses wird an die Steuereinheit des Motors übermittelt. Ein Abschalten des Motors erfolgt sodann bei Unterschreiten einer Grenzdrehzahl und gleichzeitigem Überschreiten einer Grenztemperatur. Dies hat den Vorteil, dass das Abschalten des Motors nicht erst erfolgt, wenn die Antriebswelle vollständig blockiert, sondern bereits zu einem früheren Zeitpunkt, wenn sich die Drehzahl unmittelbar vor dem Blockieren verringert. Hierbei kann es sich bei der Grenzdrehzahl um einen fest vorgegebenen, vorzugsweise in der Steuereinheit gespeicherten, Grenzwert handeln. Ebenso ist es möglich, dass dieser Grenzwert von der momentanen Betriebssituation des Motors abhängig bzw. an diese angepasst ist. Als Kriterium kann auch ein in kurzer Zeit erfolgendes Abnehmen der Motordrehzahl herangezogen werden.Preferably the speed sensor generates a speed-proportional speed signal. This is transmitted to the control unit of the engine. A shutdown The motor then takes place when falling below a limit speed and simultaneously passing a limit temperature. This has the advantage of switching off the engine does not take place until the drive shaft is completely blocked, but already at an earlier Time when the speed is just before blocking reduced. This may be at the limit speed by a fixed predetermined, preferably stored in the control unit, Act limit. It is also possible that this limit depends on the current operating situation of the engine or adapted to this. As a criterion can also be a short time decrease in the engine speed are used.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Überlastsicherung bei Wasserumwälzpumpen für Kraftfahrzeuge eingesetzt, wobei mit der Antriebswelle des Motors ein Pumpenrad verbunden ist. Durch die erfindungsgemäße Überlastsicherung ist somit auch beim Betreiben der Wasserumwälzpumpe in Temperatur-Grenzbereichen vermieden, dass die Pumpe zyklisch ab- und angeschaltet wird. Ein kontinuierliches Fördern des Kühlwassers ist somit gewährleistet.Preferably becomes the overload protection according to the invention with water circulation pumps for motor vehicles used, with the drive shaft of the motor, an impeller connected is. By overload protection according to the invention is thus avoided even when operating the water circulation pump in temperature limits, that the pump is cyclically switched off and on. A continuous one Promote of cooling water is thus guaranteed.
Gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überlastsicherung von Elektromotoren wird die Temperatur eines oder mehrerer Bauteile des Motors erfasst. Entsprechend der vorstehend beschriebenen Überlastsicherung erfolgt vorzugsweise ein Erfassen der Temperatur der Motorwicklung, insbesondere der Umgebungstemperatur der Motorwicklung. Ferner wird die Drehzahl einer Antriebswelle des Motors, beispielsweise wie vorstehend beschrieben, erfasst. Erfindungsgemäß wird der Motor bei Erreichen einer Grenztemperatur und einer Grenzdrehzahl abgeschaltet. Erfindungsgemäß wird der Temperatursensor bei sich drehender Antriebswelle überbrückt, so dass der Motor unabhängig von der Temperatur nicht abgeschaltet wird, solange sich die Antriebswelle dreht. Vorzugsweise erfolgt das Abschalten des Motors erst bei Überschreiten der Grenztemperatur und gleichzeitigem Unterschreiten der Grenzdrehzahl. Das Verfahren kann, wie vorstehend anhand der Überlastsicherung beschrieben, vorteilhaft weitergebildet sein. Insbesondere erfolgt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Wasserumwälzpumpen für Kraftfahrzeuge.According to the inventive method for overload protection of electric motors is the temperature of one or more components of the engine detected. According to the overload protection described above Preferably, the temperature of the motor winding is detected, in particular the ambient temperature of the motor winding. Furthermore, will the speed of a drive shaft of the engine, such as described above. According to the invention, the engine is reached a limit temperature and a limit speed switched off. According to the invention Temperature sensor bridged with rotating drive shaft, so that the engine independent the temperature is not switched off as long as the drive shaft rotates. Preferably, the switching off of the engine takes place only when exceeded the limit temperature and at the same time falling below the limit speed. The Method can, as described above with reference to the overload protection, be developed advantageous. In particular, the application is carried out the method according to the invention with water circulation pumps for motor vehicles.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert.following the invention will be described with reference to a preferred embodiment closer to the adjacent drawing explained.
Die Zeichnung zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer elektrischen Schaltung zur Realisierung der Erfindung.The Drawing shows a preferred embodiment of an electrical Circuit for implementing the invention.
Ein
Temperaturfühler
Die
erfindungsgemäße Zusatzschaltung
Wird
die Schaltung beispielsweise bei Wasserumwälzpumpen für Kraftfahrzeuge eingesetzt,
ist als Grenzdrehzahl vorzugsweise eine Grenzdrehzahl von etwa 1.000
U/min. gewählt.
Bei Unterschreiten der Grenzdrehzahl von 1.000 U/min. tritt keine Überbrückung des
Temperatursensors
Anstatt
der vorstehend beschriebenen Schaltung, die den Vorteil hat, dass
die Schaltungserweiterung
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001146091 DE10146091B4 (en) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | Overload protection for electric motors and method for overload protection of electric motors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001146091 DE10146091B4 (en) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | Overload protection for electric motors and method for overload protection of electric motors |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10146091A1 DE10146091A1 (en) | 2003-09-11 |
DE10146091B4 true DE10146091B4 (en) | 2009-12-31 |
Family
ID=27740178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001146091 Expired - Fee Related DE10146091B4 (en) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | Overload protection for electric motors and method for overload protection of electric motors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10146091B4 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004050446A1 (en) * | 2004-10-16 | 2006-05-04 | Ksb Aktiengesellschaft | Device for electronically monitoring a centrifugal pump motor |
DE102015106793A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Sysko Ag | pumping device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1363738A (en) * | 1971-10-25 | 1974-08-14 | Messgeraetewerk Zwoenitz Gerae | Electric circuit arrangement for controlling the supply of electric current to an electric motor |
DE10115675A1 (en) * | 2001-03-29 | 2002-10-24 | Pierburg Ag | Operating motor, especially DC actuator motor, involves summing power loss derived from measured and threshold power values over period and comparing with upper threshold value |
-
2001
- 2001-09-19 DE DE2001146091 patent/DE10146091B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1363738A (en) * | 1971-10-25 | 1974-08-14 | Messgeraetewerk Zwoenitz Gerae | Electric circuit arrangement for controlling the supply of electric current to an electric motor |
DE10115675A1 (en) * | 2001-03-29 | 2002-10-24 | Pierburg Ag | Operating motor, especially DC actuator motor, involves summing power loss derived from measured and threshold power values over period and comparing with upper threshold value |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10146091A1 (en) | 2003-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2715932B1 (en) | Method and device for operating a brushless motor | |
WO2008006771A2 (en) | Method and device for determining the positon of the rotor of a brushless and sensorless electric motor | |
DE102006004166A1 (en) | Method for determining position of rotor of electrically commuted external combustion engine, involves determining two rise times of phase currents till reaching predetermined threshold values in unsaturated condition | |
DE102008002724A1 (en) | Method for detecting the angle of rotation and a reversing position of a transmission drive unit | |
DE102006060208B4 (en) | Apparatus and method for detecting and limiting an overcurrent in an electronically commutated motor | |
DE102017100881A1 (en) | Winding temperature monitoring | |
EP3304667B1 (en) | Overtemperature protection | |
EP2343797B1 (en) | Single phase electronically commuted motor | |
EP1092867B1 (en) | Electrical starter for an internal combustion engine with a protection device | |
DE10146091B4 (en) | Overload protection for electric motors and method for overload protection of electric motors | |
EP2714489B1 (en) | Method and device for operating a brushless motor | |
DE102013226143B3 (en) | Method for detecting a load collapse of an electric auxiliary drive, control method for an electric auxiliary drive of a bicycle and auxiliary drive control for an electric auxiliary drive | |
EP3602772B1 (en) | Method of operation for an electric motor, and soft starter | |
EP2238681B1 (en) | Motor variable detector and method for providing a speed detection signal and/or a torque detection signal | |
DE102010063950A1 (en) | Household appliance e.g. washing machine, has control device determining operating temperature of drive motor depending on winding resistance, so that drive motor is controlled depending on operating temperature | |
DE102015103146A1 (en) | Method and device for determining a load current | |
DE102006020676A1 (en) | Method for determination of motor parameters of electronically commutated motors during operation involves motor which has stator with majority of stator blocks and permanent magnetic rotor is cooperating with this stator | |
DE60224444T2 (en) | PROCESS FOR THE ROTOR POSITION DETECTION OF AN ELECTRICAL APPARATUS | |
DE102017001560A1 (en) | 1Method and arrangement for protecting an electric motor from overheating | |
DE19946808A1 (en) | Electric starter device for an internal combustion engine | |
DE10037779A1 (en) | Method and system for controlling the automatic shutdown of a motor vehicle starter | |
WO2006000488A1 (en) | Determination of information relating to the rotating/stopped state of a direct-current motor | |
EP3406026B1 (en) | Monitoring the operating state of synchronomotors | |
DE202016103713U1 (en) | Monitoring the operating status of synchronous motors | |
EP1034950B1 (en) | Control device for heating or air conditioning apparatus of a motor vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110401 |