BRPI0709390A2 - descrição do dispositivo e processo para medição de uma primeira voltagem e uma segunda voltagem com um voltìmetro diferencial - Google Patents

Abstract

DESCRIçãO DO DISPOSITIVO E PROCESSO PARA MEDIçãO DE UMA PRIMEIRA VOLTAGEM E UMA SEGUNDA VOLTAGEM COM UM VOLTìMETRO DIFERENCIAL. Esta invenção refere-se a um processo e a um dispositivo para medição de uma primeira voltagem e uma segunda voltagem por meio de um voltímetro diferencial (131,360). O voltímetro diferencial (131,360) compreende uma primeira entrada e uma segunda entrada e um conhecido potencial de voltagem é aplicado à segunda entrada. A medição da voltagem compreende as seguintes etapas: uma primeira voltagem é aplicada a uma primeira entrada do voltímetro diferencial (210), uma primeira voltagem diferencial é medida (211), a primeira voltagem é determinada a partir da primeira voltagem diferencial medida e do conhecido potencial de voltagem(212), a segunda voltagem é aplicada à segunda entrada do voltímetro diferencial (213), uma segunda voltagem diferencial é medida (214) e a segunda voltagem é determinada a partir da segunda voltagem diferencial medida e da primeira voltagem previamente determinada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DESCRIÇÃODO DISPOSITIVO E PROCESSO PARA MEDIÇÃO DE UMA PRIMEIRAVOLTAGEM E UMA SEGUNDA VOLTAGEM COM UM VOLTÍMETRO DIFERENCIAL".

Descrição

A presente invenção refere-se a um dispositivo e a um processopara medição de uma primeira voltagem e uma segunda voltagem com umvoltímetro diferencial, o voltímetro diferencial compreendendo uma primeiraentrada e uma segunda entrada, e um potencial de voltagem conhecido es-tando presente na segunda entrada, a medição de voltagem compreendendoas seguintes etapas: aplicação da primeira voltagem a uma primeira entradado voltímetro diferencial; medição de uma primeira voltagem diferencial; de-terminação da primeira voltagem a partir da primeira voltagem diferencialmedida e o potencial de voltagem conhecido; aplicação da segunda volta-gem a segunda entrada do voltímetro diferencial; medição de uma segundavoltagem diferencial; e determinação da segunda voltagem a partir da se-gunda voltagem diferencial medida e a primeira voltagem previamente de-terminada.

Antecedentes da Invenção

Em muitos dispositivos é necessário medir duas ou mais volta-gens. Esta medição de duas ou mais voltagens pode ser efetuada por e-xemplo por um microcontrolador, que compreende um voltímetro para cadavoltagem a ser medida.

Assim, por exemplo, quando prover um interruptor de proteçãode motor eletrônico para o motor elétrico trifásico, as correntes trifásicas domotor devem ser detectadas, para cujo propósito os três voltímetros inde-pendentes podem ser usados em um microcontrolador. Para cada voltagemulterior a ser detectada, um outro voltímetro seria necessário no microcontro-lador. Todavia, microcontroladores com mais do que três voltímetros sãomais onerosos em custo no microcontrolador e são estruturalmente maioresdo que microcontroladores com apenas três voltímetros.

Problema a ser TratadoO objetivo da invenção é conseqüentemente desenvolver umprocesso e um dispositivo para medição da voltagem para um resultado quea medição de uma primeira voltagem e a medição de uma segunda voltagempodem ser realizadas justo com um voltímetro.

Este objetivo é alcançado com um processo do tipo acima men-cionado para medição de uma primeira voltagem e uma segunda voltagemcom um voltímetro diferencial, o voltímetro diferencial compreendendo umaprimeira entrada e uma segunda entrada e um potencial de voltagem conhe-cido estando presente na segunda entrada, o processo compreendo as se-guintes etapas: aplicação da primeira voltagem à uma primeira entrada dovoltímetro diferencial; medição de uma primeira voltagem diferencial; deter-minação da primeira voltagem a partir da primeira voltagem diferencial medi-da e do potencial de voltagem conhecido; aplicação da segunda voltagem àsegunda entrada do voltímetro diferencial; medição de uma segunda volta-gem diferencial; e determinação da segunda voltagem a partir da segundavoltagem diferencial medida e da primeira voltagem previamente determinada.

O voltímetro diferencial pode ser projetado de modo que possamedir a diferença entre a voltagem na segunda entrada e a voltagem na pri-meira entrada ou, inversamente, a diferença entre a voltagem na primeiraentrada e a voltagem na segunda entrada. Pretende-se abaixo, sem ser Iimi-tativo, que o voltímetro diferencial meça a diferença entre a voltagem na se-gunda entrada e a voltagem na primeira entrada, isto é, a primeira entrada éa entrada negativa do voltímetro diferencial e a segunda entrada é a entradapositiva do voltímetro diferencial.

Se a primeira voltagem diferencial medida forUd,i e o potencial de voltagem conhecido for Ub,

a primeira voltagem pode ser determinada como segue a partir da primeiravoltagem diferencial medida Ud,i e potencial de voltagem conhecido UB:

U1=UB-UD,1

Na base da primeira voltagem determinada U1e da segunda voltagem diferencial medida Ud,2, é possível com U2=Ud,2-U1determinar a segunda voltagem U2.

Este processo de medição possui a vantagem que duas volta-gens, isto é, a primeira voltagem e a segunda voltagem, podem ser medidasjusto com um voltímetro diferencial.

O potencial de voltagem conhecido Ub pode, por exemplo, ser àterra, isto é, Ub=O1 de tal modo que a quantidade da primeira voltagem dife-rencial medida corresponde à quantidade da primeira voltagem a ser medidae conseqüentemente, a etapa de determinar a primeira voltagem da primeiravoltagem diferencial medida e do potencial de voltagem conhecido não maistem de ser realizada ou é grandemente simplificada, uma vez que nenhumasubtração ou adição é necessária. Isto pode ser vantajoso particularmentequando a primeira voltagem é negativa, uma vez que a primeira voltagemdiferencial medida então compreende um sinal positivo e corresponde àquantidade da primeira voltagem.

É assim possível usar o processo de medição de acordo com ainvenção, para medir uma primeira voltagem negativa em uma maneira sim-ples, ao passo que, quando usar os conversores A-D sem uma entrada dife-rencial para medição da voltagem, a voltagem negativa a ser medida teriaque ser convertida antes da medição em uma voltagem positiva usando umcircuito de amplificador operacional complexo.

Em adição, a seqüência de etapas no processo de medição devoltagem de acordo com a invenção é também intercambiável. Assim, porexemplo, primeiramente, a segunda voltagem pode ser aplicada à segundaentrada do voltímetro diferencial, então a segunda voltagem diferencial podeser medida, o potencial de voltagem conhecido somente então sendo aplica-do à segunda entrada do voltímetro diferencial e a primeira voltagem dife-rencial sendo medida.

Além do mais, é também possível, por exemplo, para a primeiravoltagem diferencial e segunda voltagem diferencial serem medidas, primei-ramente, que a primeira e segunda voltagens sejam medidas e somente en-tão serem determinadas.

O processo de acordo com a invenção para medição da primeiravoltagem e segunda voltagem pode ser realizado, por exemplo, em um mi-crocontrolador ou entrementes.por exemplo em um processador de sinaldigital ou na verdade na forma de software em um computador.

O voltímetro diferencial pode ser analógico ou digital. Por exem-plo, o voltímetro diferencial pode tomar a forma de um conversor A-D deSigma Delta.

Uma outra vantagem do processo de medição de acordo com ainvenção é que a faixa de medição do voltímetro diferencial pode ser muitolargamente utilizada.

Em um desenvolvimento da invenção, após a medição da se-gunda voltagem diferencial, uma verificação é realizada quanto a se a se-gunda voltagem diferencial exceder ou não um predeterminado valor limite eo processo de medição inicia-se novamente do início, se o predeterminadovalor limite estiver excedido, sendo o processo de medição repetido até asegunda voltagem diferencial medida não exceder o predeterminado valorlimite, a segunda voltagem em seguida apenas sendo determinada a partirda segunda voltagem diferencial medida e a primeira voltagem previamentedeterminada.

Por meio desta verificação quanto a se a segunda voltagem dife-rencial medida exceder ou não um predeterminado valor limite, é possívelpor exemplo, identificar se a segunda voltagem diferencial medida fica den-tro da faixa de medição permissível do voltímetro diferencial, em que o valorlimite tem então que ser selecionado como uma função da faixa de mediçãomáxima a ser detectada pelo voltímetro diferencial. Se o valor limite for ex-cedido, isto é, se a segunda voltagem diferencial medida ficar fora da faixade medição permissível, a medição de voltagem toda é repetida, isto é, pri-meiramente, o conhecido potencial de voltagem é aplicado à segunda entra-da do voltímetro diferencial e a primeira voltagem diferencial é medida e en-tão a segunda voltagem é aplicada à segunda entrada do voltímetro diferen-cial e a segunda voltagem diferencial é medida. O processo de medição érepetido até a segunda voltagem diferencial medida não mais exceder o pre-determinado valor limite. Somente então a determinação da segunda volta-gem a partir da segunda voltagem diferencial medida e da previamente de-terminada primeira voltagem ocorre.

Além do mais, em adição a esta verificação quanto a se a se-gunda voltagem diferencial medida exceder ou não um predeterminado valorlimite, uma verificação pode também ser realizada tão logo após a mediçãoda primeira voltagem diferencial quanto se a primeira voltagem diferencialmedida exceder um predeterminado valor limite, o processo de medição seráiniciado novamente se for o caso. Assim, o processo de medição pode serdiretamente repetido mesmo que a primeira voltagem diferencial medida fi-que fora da faixa de medição permissível do voltímetro diferencial.

Em um desenvolvimento da invenção, uma unidade de interrup-tor é conectada à segunda entrada do voltímetro diferencial, em tal modoque, em um primeiro estado, a unidade de interruptor comuta o potencial devoltagem conhecido para a segunda entrada do voltímetro diferencial e que,em um segundo estado, a unidade de interruptor comuta a segunda volta-gem para a segunda entrada do voltímetro diferencial; a unidade de interrup-tor sendo ativada para o primeiro estado para medição da primeira voltagemdiferencial e a unidade de interruptor então sendo ativada para o segundoestado para medição da segunda voltagem diferencial.

Esta unidade de interruptor pode, por exemplo, tomar a formapelo menos de um relê e/ou pelo menos um transistor.

Em um desenvolvimento da invenção, o voltímetro diferencial édisposto em um microcontrolador, o processo de medição sendo realizadopelo microcontrolador e em particular a unidade de interruptor sendo contro-lada pelo microcontrolador.

O microcontrolador pode assim ler diretamente a primeira volta-gem diferencial medida e a segunda voltagem diferencial medida do voltíme-tro diferencial e realizar as etapas de processamento do processo de medi-ção de acordo com a invenção. Neste aspecto, o microcontrolador primeira-mente controla a unidade de interruptor no primeiro estado, lê a primeira vol-tagem diferencial medida do voltímetro diferencial e calcula a primeira volta-gem a partir da primeira voltagem diferencial medida e o potencial de volta-gem conhecido. Então, o microcontrolador comuta a unidade de interruptorno segundo estado e lê a segunda voltagem diferencial medida do voltímetrodiferencial e então calcula a segunda voltagem a partir da segunda voltagemdiferencial medida e da já determinada primeira voltagem. O microcontrola-dor pode colocar a primeira voltagem e segunda voltagens determinadasdeste modo para uso interno para ainda processar e/ou emiti-las em umasaída.

Em adição, o microcontrolador pode também realizar a verifica-ção acima descrita quanto a se a segunda voltagem medida exceder ou nãoo valor limite e se o predeterminado valor limite estiver excedido, pode-sereiniciar o processo de medição,até a segunda voltagem medida não exce-der o valor limite. Além disso, o microcontrolador pode também ser usadopara a verificação acima descrita quanto a se a primeira voltagem medidaexceder ou não o valor limite e para o possível reinicio resultante do proces-so de medição.

Em um desenvolvimento da invenção, o voltímetro diferencial éum conversor A-D de Sigma Delta.

Em um desenvolvimento da invenção, a unidade de interruptorcompreende um transistor.

O transistor pode, por exemplo, tomar a forma de um transistorde efeito de campo, em que uma porta de junção FET, uma depleção MOS-FET ou um aumento MOSFET pode ser usado. O transistor de efeito decampo pode tomar a forma de um tipo de canal N ou canal P. Em adição, umtransistor bipolar pode também ser usado para a unidade de interruptor, quepode ser um tipo NPN ou PNP. Além do mais, a unidade de interruptor podetambém compreender mais do que um transistor.

O objetivo acima mencionado da invenção é realizado por umdispositivo para medição de uma primeira voltagem e uma segunda volta-gem compreendendo uma unidade de interruptor e um microcontrolador, queinclui um voltímetro diferencial; a primeira voltagem estando presente emuma primeira entrada do voltímetro diferencial; e uma unidade de interruptorsendo conectada à segunda entrada do voltímetro diferencial em tal modoque, em primeiro estado, a unidade de interruptor comuta um potencial devoltagem conhecido para a segunda entrada do voltímetro diferencial e que,em um segundo estado, a unidade de interruptor comuta a segunda volta-gem para a segunda entrada do voltímetro diferencial; o microcontroladorrealizando as seguintes etapas: ativação da unidade de interruptor no primei-ro estado; entrada de uma primeira voltagem diferencial medida pelo voltí-metro diferencial;determinação da primeira voltagem a partir da primeira vol-tagem diferencial medida e do potencial de voltagem conhecido; ativação daunidade de interruptor em um segundo estado; entrada de uma segunda vol-tagem diferencial medida pelo voltímetro diferencial; e determinação da se-gunda voltagem a partir da segunda voltagem diferencial medida e da pri-meira voltagem previamente determinada.

As explicações acima do processo de medição de uma primeiravoltagem e uma segunda voltagem aplicam-se igualmente a este dispositivode acordo com a invenção para medição de uma primeira voltagem e umasegunda voltagem. O microcontrolador aqui pretende controlar a medição edeterminar a primeira voltagem e a segunda voltagem.

Em um desenvolvimento da invenção, após a medição da se-gunda voltagem diferencial, o microcontrolador verifica se a segunda volta-gem diferencial excede ou não um predeterminado valor limite e o microcon-trolador inicia a medição novamente do início se o predeterminado valor limi-te estiver excedido, o microcontrolador repetindo a medição até a segundavoltagem diferencial não exceder o predeterminado valor limite, o microcon-trolador somente então determinando a segunda voltagem a partir da se-gunda voltagem diferencial medida e da primeira voltagem previamente de-terminada.

Para esta concretização considerando a verificação de se a vol-tagem diferencial medida excede ou não um valor limite, as modificaçõespara esta concretização acima descrita em relação à realização do processoaplicam-se analogamente.

Em um desenvolvimento da invenção, a primeira entrada do vol-tímetro diferencial é a entrada negativa do voltímetro diferencial e a segundaentrada do voltímetro diferencial é a entrada positiva do voltímetro diferencial.

Assim, o voltímetro diferencial mede a diferença entre a segundavoltagem e a primeira voltagem.

Este desenvolvimento da invenção é particularmente vantajosoquando a primeira voltagem a ser medida é negativa e o potencial da volta-gem conhecido é a terra, uma vez que a primeira voltagem diferencial medi-da então corresponde diretamente à quantidade da primeira voltagem nega-tiva. Assim, os circuitos de conversor complexos, que teriam que tomar aforma por exemplo de amplificadores operacionais, podem ser omitidos paramedição da primeira voltagem negativa.

Em um desenvolvimento da invenção, um elemento de desaco-plamento é disposto entre a unidade de interruptor e a segunda entrada dovoltímetro diferencial.

Este elemento de desacoplamento serve para desacoplar a se-gunda entrada do voltímetro diferencial da unidade de interruptor. Este ele-mento de desacoplamento toma a forma de um resistor, por exemplo.

Em um desenvolvimento da invenção, o microcontrolador com-preende pelo menos um outro voltímetro.

Assim, em adição à primeira voltagem e a segunda voltagem,pelo menos uma outra voltagem pode ser medida e o microcontrolador podeusar esta uma outra voltagem, por exemplo, para outro processamento. Estepelo menos um outro voltímetro pode tomar a forma, por exemplo, de umconversor de A-D. Os conversores de A-D que compreendem uma entradapodem também ser combinados com conversores de A-D de Sigma Delta.

Em um desenvolvimento da invenção, a primeira voltagem estápresente em uma saída de uma primeira unidade de detecção e esta unida-de de detecção serve para detectar uma primeira corrente, que é fornecida aum motor elétrico, de tal modo que a voltagem presente na saída da primeiraunidade de detecção depende da primeira corrente detectada; esta saídaadicionalmente sendo conectada à primeira entrada do voltímetro diferencial.

O motor elétrico pode ser um motor de c.c ou um motor de c.a.,em que o motor de c.a. pode ser de fase simples ou de multi-fases.

Se o motor elétrico tomar a forma, por exemplo, de um motor decc e se a primeira corrente fornecida for assim também uma corrente contí-nua, a primeira unidade de detecção pode, por exemplo ser um resistor, queé disposto na linha de fornecimento de corrente ao motor, de tal modo que aprimeira corrente flui através do resistor e a voltagem que cai além do resis-tor fica presente na saída da primeira unidade de detecção; em adição, aprimeira unidade de detecção pode, por exemplo, tomar a forma de umtransdutor de campo magnético, de tal modo que uma voltagem proporcionalao campo magnético medido e assim à primeira corrente fica presente nasaída da primeira unidade de detecção, em que este transdutor de campomagnético pode tomar a forma, por exemplo, de um transdutor de efeito Hall.

Se o motor elétrico tomar a forma, por exemplo, de um motor dec.a., a primeira unidade de detecção pode, por exemplo, ser um transdutorde corrente indutivo tal como, por exemplo, um transformador, através doque a primeira corrente a ser detectada flui no lado primário e em cujo ladosecundário a primeira corrente transformada é convertida na voltagem pre-sente na saída da primeira unidade de detecção.

Esta conversão pode ser processada, por exemplo, por meio deum resistor em derivação.

Em um desenvolvimento da invenção, a segunda voltagem ficapresente em um capacitor e o capacitor é conectado à uma unidade de inter-ruptor, o capacitor constituindo uma memória termal para desconexões ter-mais prévias do motor elétrico.

O capacitor usado como uma memória termal pode, por exem-plo, simular o aquecimento do motor elétrico durante a operação normal edurante uma fase de sobrecarga por meio da voltagem presente no capaci-tor. Deste modo, por exemplo, o equilíbrio térmico do motor elétrico pode serpermanentemente armazenado de tal modo que após a desconexão termaldo motor, o estado termal do motor é conhecido. Após a desconexão termal,uma voltagem associada com o estado termal do motor elétrico fica assimpresente no capacitor, o capacitor então sendo descarregado de acordo comuma predefinida característica, de tal modo que a voltagem no capacitor di-minui. A descarga pode ocorrer,por exemplo, por meio de um resistor, o ca-pacitor e o resistor definindo a característica de descarga predefinida. O mi-crocontrolador pode detectar a segunda voltagem por meio do dispositivo demedição de acordo com a invenção e, por exemplo, somente permite o reini-cio do motor desconectado, quando a segunda voltagem cai abaixo de umpredefinido nível, assim por exemplo prevenindo o motor de ser comutadonovamente tão rapidamente após a desconexão termal prévia e deste modosendo danificado. Deste modo, o capacitor que atua como uma memóriatermal pode, por exemplo, substituir o elemento bimetálico que é usado emum interruptor protetor de motor para proteger o motor elétrico após a des-conexão termal.

Em um desenvolvimento da invenção, um amplificador operacio-nal é disposto entre o capacitor e a unidade de interruptor.

O amplificador operacional pode servir para assegurar que o ca-pacitor não está descarregado por meio de unidade de interruptor.

Em um desenvolvimento da invenção, uma unidade de filtro édisposta entre a saída da primeira unidade de detecção e a primeira entradado voltímetro diferencial.

Esta unidade de filtro pode, por exemplo, ter uma característicade passa baixo, para inibir as porções de alta-freqüência da voltagem nasaída da unidade de detecção e assim aumentar a precisão da medição. Porexemplo, esta unidade de filtro pode tomar a forma, por exemplo, de umaporta quadrada, na qual em cada caso um capacitor é conectado à terra naentrada e na saída e um resistor é conectado entre a entrada e saída da por-ta quadrada.

Em um desenvolvimento da invenção, o motor elétrico é um mo-tor de c.a. e a primeira corrente representa uma corrente de primeira fase.

O motor elétrico pode ser um motor de c.a. de fase simples, aoqual precisamente a corrente de uma fase é em seguida alimentada ou podeser um motor de c.a. de multifases tal como, por exemplo, um motor de c.a.trifásico.Em um desenvolvimento da invenção, a primeira unidade de de-tecção compreende o seguinte meio: um transdutor de corrente, através docujo lado primário a corrente de fase a ser detectada flui; e um retificador,que é conectado à saída do lado secundário do transdutor de corrente pararetificar a corrente de fase transformada; e um resistor, que é conectado en-tre o retificador e um ponto à terra em tal modo que a corrente de fase trans-formada e retificada flui através do resistor e uma voltagem cai além do re-sistor e esta voltagem fica presente na saída da unidade de detecção.

O transdutor de corrente pode, por exemplo, ser ajustável a dife-rentes faixas de corrente nominal, de tal modo que uma faixa de correntetransformada, constante, surja no lado secundário independente da faixa decorrente nominal absoluta do motor elétrico particular. O ajuste do transdutorde corrente à faixa de corrente nominal particular como uma função do motorelétrico pode ser realizado,por exemplo, pela razão do enrolamento entre oslados primário e secundário.

O retificador pode tomar a forma, por exemplo, de um retificadorde uma por meio de, ou na verdade de um retificador de multivias.

O resistor pode adicionalmente ser conectado ao retificador detal modo que uma voltagem negativa caia para a terra além do primeiro re-sistor.

Em um desenvolvimento da invenção, o retificador é um retifica-dor de ponte e uma segunda saída do retificador de ponte gera a voltagemde alimentação.

Em um desenvolvimento da invenção, pelo menos uma outracorrente de fase é fornecida ao motor elétrico e em cada caso uma outraunidade de detecção e em cada caso um voltímetro disposto no microcontro-Iador é associado com cada uma de pelo menos uma das outras correntesde fase, cada uma destas pelo menos uma das outras unidades de detecçãocorresponde à primeira unidade de detecção, de tal modo que uma voltagemfica presente em cada caso na saída das ditas pelo menos uma das outrasunidades de detecção, que depende de, em cada caso, da corrente associa-da e de fase detectada; cada saída das ditas pelos uma das outras unidadesde detecção adicionalmente sendo conectada à uma primeira entrada de,em cada caso, voltímetro associado.

De acordo com este desenvolvimento da invenção, o motor elé-trico é um motor de c.a. de multifases tal como por exemplo um motor dec.a. de três fases. Cada uma das correntes de fase fornecidas ao motor édetectada por uma unidade de detecção separada, que corresponde em es-trutura à primeira unidade de detecção previamente descrita. Assim, quais-quer desenvolvimentos previamente descritos da primeira unidade de detec-ção também aplicam-se a cada uma das pelo menos uma das outras unida-des de detecção. Assim, cada uma das correntes de fase fornecidas ao mo-tor elétrico pode ser detectada, em cada caso, na unidade de detecção as-sociada, cada uma destas unidades de detecção fornecendo a voltagem desaída correspondente a corrente de fase detectada ao microcontrolador paramedição da voltagem. Para tal fim, o microcontrolador tem pelo menos umvoltímetro novo em adição ao voltímetro diferencial. Este pelo menos umoutro voltímetro pode tomar a forma de um conversor A-D com uma entrada,todavia este pelo menos um outro voltímetro pode também tomar a forma deum voltímetro diferencial tal como, por exemplo, um conversor A-D de SigmaDelta. Se tal voltímetro diferencial for usado para pelo menos um outro vol-tímetro, a primeira entrada do voltímetro diferencial, no qual a voltagem desaída da unidade de detecção associada está presente, pode será entradanegativa do voltímetro diferencial, enquanto a entrada positiva do voltímetrodiferencial é conectada à terra, em que um resistor pode ser conectado entreesta entrada positiva e à terra.

Em um desenvolvimento da invenção, uma unidade de filtro édisposta entre pelo menos uma saída de pelo menos uma outra unidade dedetecção e a primeira entrada de, em cada caso, voltímetro associado.

Os desenvolvimentos acima descritos da unidade de filtro entrea primeira unidade de detecção e o voltímetro diferencial associado aplicam-se à esta unidade de filtro.

Em um desenvolvimento da invenção, pelo menos um dos ou-tros voltímetros é um conversor de A-D de Sigma Delta e uma segunda en-trada deste conversor de A-D de Sigma Delta é conectada à terra, a primeiraentrada de pelo menos um conversor de A-D de sigma sendo a entrada ne-gativa e a segunda entrada de pelos menos um conversor A-D de Sigma

Delta sendo a entrada positiva. Um resistor pode ser conectado entre a en-trada positiva deste pelo menos um conversor de A-D de Sigma Delta e àterra.

Em um desenvolvimento da invenção, o microcontrolador e pe-los menos uma unidade de detecção são dispostos em um interruptor deproteção de motor.

O interruptor de proteção de motor serve para proteger um motorelétrico, por exemplo, da sobrecarga, o microcontrolador sendo usado paramonitorar pelo menos uma corrente fornecida ao motor elétrico, esta pelomenos uma corrente fornecida ao motor elétrico sendo detectada pelo me-nos por uma unidade de detecção. Cada uma pelo menos das unidades dedetecção emite uma voltagem proporcional à corrente detectada em cadacaso, cuja voltagem é detectada em cada caso por um voltímetro dentro domicrocontrolador. Na base de pelo menos uma voltagem detectada, o micro-controlador pode verificar se pelo menos uma corrente fornecida ao motorelétrico excede ou não um predeterminado valor limite e então efetua a des-conexão de sobrecarga do motor elétrico.

Assim, o processo de acordo com a invenção e o dispositivo pa-ra medição de uma primeira voltagem e uma segunda voltagem podem serusados para prover um interruptor de proteção de motor eletrônico. Em ummotor de c.a. trifásico, é possível, por exemplo, com um microcontroladorque tenha três voltímetros diferenciais, detectar cada uma das correntes tri-fásicas fornecidas ao motor com, em cada caso, um voltímetro diferencial, eem adição, é possível por meio da presente invenção, com um dos três vol-tímetros diferenciais, em paralelo também detectar uma segunda voltagem,que está presente por exemplo, no capacitor atuando como uma memóriatermal. Assim, o microcontrolador pode detectar quatro voltagens com ape-nas três voltímetros diferencias, tornando deste modo possível uma concre-tização de baixo custo do interruptor de proteção de motor eletrônico.Em um desenvolvimento da invenção, o potencial de voltagemconhecido é à terra.

Concretizações Exemplares

A invenção é explicada em maiores detalhes abaixo com refe-rência aos desenhos, que mostram duas concretizações exemplares.

Nas figuras,

figura 1 mostra uma concretização de um dispositivo de acordo com a inven-ção para medição de uma primeira voltagem e uma segunda voltagem;

figura 2 mostra um fluxograma de um processo de acordo com invenção pa-ra medição de uma primeira voltagem e uma segunda voltagem;

figura 3 mostra uma outra concretização de um dispositivo de acordo cominvenção para medição de uma primeira voltagem e uma segunda voltagem;

figura 4 mostra um exemplo de um diagrama de voltagem para ilustrar a me-dição da voltagem repetida de acordo com a invenção na outra concretização.

O diagrama em bloco mostrado na figura I mostra uma concreti-zação exemplar de um dispositivo para medição de uma primeira voltagemUi e uma segunda voltagem U2- A medição da voltagem de acordo com ainvenção é explicada abaixo com referência ao fluxograma mostrado na figu-ra 2, em que as etapas do processo de medição de acordo com a invençãosão ilustradas. As etapas do processo ilustradas na figura 2 podem ser reali-zadas por exemplo em um microcontrolador, porém também por exemplo emum DSP.

O dispositivo ilustrado na figura 1 compreende um microcontro-lador 130, que inclui um voltímetro diferencial 131 com uma primeira entradaIN1 e uma segunda entradas IN2. A primeira voltagem Ui a ser medida estápresente na primeira entrada IN1 de voltímetro diferencial 131. A segundaentrada IN2 do voltímetro diferencial 131 é conectada à uma unidade de in-terruptor 110 por meio de um elemento de desacoplamento 120. Por meio deum elemento de interruptor 111, que pode, por exemplo, tomar a forma deum relê ou um transistor, a unidade de interruptor comuta a segunda volta-gem U2 a ser medida para a segunda entrada do voltímetro diferencial 131ou uma voltagem conhecida Ub para a segunda entrada do voltímetro dife-rencial 131. A unidade de interruptor IIO é adicionalmente conectada pormeio de uma linha de controle para o microcontrolador 130, de tal modo queo microcontrolador pode, com a assistência da unidade de interruptor comu-tar a voltagem U2 a ser medida ou a voltagem conhecida Ub para a segundaentrada IN2 do voltímetro diferencial 131.

É pretendido abaixo, sem ser Iimitativo1 que a primeira entradaINi do voltímetro diferencial 131 é a entrada negativa e que a segunda en-trada IN2 do voltímetro diferencial é a entrada positiva.

No início da medição de voltagem, o microcontrolador 130 ativaa unidade de interruptor 110 em tal modo que o potencial de voltagem co-nhecido Ub é aplicado à segunda entrada do voltímetro diferencial. Isto cor-responde a etapa 210 do processo ilustrado na figura 2. Desta primeira vol-tagem diferencial, o microcontrolador é capaz de determinar a voltagem Uide acordo com a etapa 212 como segue:

U1 = Ub-Ud,1-

Pode ser particularmente vantajoso ajustar a voltagem conheci-da Ub para potencial à terra, isto é, Ub = OV, uma vez que deste modo o mi-crocontrolador pode determinar a voltagem Ui a ser medida diretamente daprimeira voltagem diferencial medida Ud,i sem qualquer cálculo.

Então o microcontrolador ativa a unidade de interruptor IIO em talmodo que a segunda voltagam U2 é aplicada à segunda entrada do voltíme-tro diferencial. Isto corresponde a etapa 213 do fluxograma ilustrado na figu-ra 2. O voltímetro diferencial 131 então mede uma segunda voltagem dife-rencial U0l2 = U2 - U1 correspondente a etapa 214.

O microcontrolador 130 pode então verificar, por exemplo naetapa 215, se a segunda voltagem diferencial medida Ud,2 fica ou não acimade um valor limite U|. Esta verificação pode ser usada, por exemplo, paraverificar se a segunda voltagem diferencial medida Ud,2 fica ou não na faixade medição permissível do voltímetro diferencial 131. Se, na etapa 215, omicrocontrolador reconhece a sobreescala da voltagem, por exemplo, o pro-cesso de medição da voltagem inicia-se novamente na etapa 210. A repeti-ção da medição processa-se até nenhuma sobreescala de voltagem sejaidentificada na etapa 215. É assim possível prevenir a medição de ser torci-da devido a faixa permissível do voltímetro diferencial 131 sendo excedida.

Se nenhuma sobreescala de voltagem estiver presente na etapa215, o microcontrolador 130 determina a segunda voltagem a partir da pri-meira voltagem U1 previamente determinada e da segunda voltagem dife-rencial medida Ud,2 como segue: U2 = Ud,2 - U|.

Assim, usando o dispositivo de acordo com a invenção comoilustrado na figura 1 e o processo de acordo com a invenção como ilustradona figura 2, duas voltagens podem ser medidas justo com um voltímetro dife-rencial 131. Em adição, esta medição de acordo com a invenção torna pos-sível utilizar toda a faixa de medição do voltímetro diferencial 131.

Por exemplo, o voltímetro diferencial 131 pode tomar a forma deum conversor A-D de Sigma Delta. O elemento de desacoplamento 120 ser-ve para desacoplar a unidade de interruptor IIO da segunda entrada do voltí-metro diferencial 131 e pode, por exemplo, tomar a forma de um resistor.Todavia, o elemento de desacoplamento 120 pode também ser omitido.

O diagrama em bloco mostrado na figura 3 mostra uma outraconcretização exemplar da presente invenção para detectar correntes detrês fases i1, i2, i3, que são fornecidas a um motor elétrico tri-fásico, por meiode um microcontrolador 340. O arranjo mostrado na figura 3 pode ser dis-posto em um interruptor protetor de motor, por exemplo, e, pode monitoraras correntes fornecidas ao motor, de tal modo que o microcontrolador 340pode, por exemplo, detectar uma sobrecarga ou uma corrente em curto cir-cuito das correntes trifasicas U, i2, Í3,por meio de avaliadores e então realizara desconexão do motor.

Em adição, o microcontrolador 340 detecta uma outra voltagemUx, que cai além do capacitor C e fica presente na saída da unidade de me-mória termal 320. A voltagem Ux é aqui uma medida da carga termal do mo-tor elétrico, isto é, o capacitor C atua como uma memória termal para o mo-tor elétrico. A unidade de memória termal 320 e assim o capacitor é atuadoem tal modo,por exemplo, pelo sinal TG_ IN, que, após a desconexão domotor elétrico, que pode ocorrer por exemplo, devido a uma sobrecarga de-tectada pelo microcontrolador 340, o capacitor C descarrega, de tal modoque a voltagem redutora Ux corresponde a resfriamento do motor elétrico.

Esta descarga pode ocorrer por meio de um resistor (não-mostrado na figura3). Em adição, entre o capacitor Cea saída da unidade de memória termal320 é localizado um amplificador operacional OP, que previne o capacitor Cde descarregamento por meio da unidade de interruptor, por exemplo. A vol-tagem de capacitor é assim aplicada à saída da unidade de memória termal320 por meio do amplificador operacional OP e o resistor R6. O microcontro-Iador 340 detecta a voltagem Ux com a assistência do dispositivo de medi-ção de acordo com a invenção e pode, por exemplo, permitir apenas a co-mutação renovada sobre o motor após a desconexão do dito motor quando avoltagem Ux tem caído abaixo de um nível predefinido e o motor elétrico temassim resfriado para baixo suficientemente. Isto previne o motor elétrico dese tornar termicamente sobrecarregado após o disparo da sobrecarga porser ligado novamente tão rapidamente. Ao mesmo tempo, o preaquecimentodo motor elétrico é levado em conta pela memória termal na ocorrência deuma sobrecarga. Assim, o capacitor C, atuado como uma memória termal,juntamente com o microcontrolador 340 pode simular o processo de flexãoinversa de um elemento bimétalico em um interruptor protetor de motor. As-sim, nenhum elemento bimetálico é requerido na unidade de disparo de a-cordo com a invenção.

A primeira unidade de detecção 311 detecta a primeira correntepositiva ii fornecida ao motor elétrico, de tal modo que uma voltagem negati-va Ui,i fica presente na saída 351 da unidade de detecção 311, cuja volta-gem negativa é dependente da corrente detectada h. Desde que o transdu-tor de corrente contido na primeira unidade de detecção 311 não entre emsaturação, a voltagem U,,i é proporcional à corrente detectada i-i. O transdu-tor de corrente usado na primeira unidade de detecção 311 compreende a-penas um pequeno número de voltas no lado primário, isto é, no lado atra-vés do que a corrente h flui, embora o número de voltas no lado secundárioseja significativamente mais alto. Assim, uma corrente mais alta ii no ladoprimário pode ser transformada em uma corrente menor no lado secundário.

A razão do número de enrolamento pode de preferência ser selecionada detal modo que, sem restrição da faixa de corrente particular a ser detectadasobre o lado primário, que depende do motor elétrico usado em cada caso eda corrente nominal do dito motor elétrico, uma faixa de corrente constante éobtida no lado secundário. Assim, para o propósito de detecção de corrente,o circuito no lado secundário não tem de ser redimensionado para cada faixade corrente diferente a ser detectada no lado primário. Como a figura 3 mos-tra, a primeira unidade de detecção compreende um retificador de ponte,através do qual a corrente transformada ii flui. Uma saída do retificador deponte gera uma voltagem de fonte Uv,1, enquanto uma outra saída do retifi-cador de ponte é conectada à terra por meio de um resistor Ri. Assim, a cor-rente transformada e retificada ii flui através do resistor R4, de tal modo quea voltagem negativa Ui, 1 cai para à terra além do resistor R4 e esta voltagemnegativa Uij1 fica presente na saída 351 da primeira unidade de detecção 311.

Em uma maneira similar à primeira unidade de detecção 3II, asegunda unidade de detecção 312 detecta a segunda corrente de fase i2 detal modo que a voltagem negativa Uii2 dependente de i2 fica presente na saí-da da segunda unidade de detecção 312; e a terceira unidade de detecção313 detecta a terceira corrente de fase i3, de tal modo que a voltagem nega-tiva Uii3 dependente de i3 fica presente na saída da terceira unidade de de-tecção 313. A segunda unidade de detecção 312 e a terceira unidade dedetecção 313 correspondem, desde que a estrutura esteja relacionada àprimeira unidade de detecção previamente descrita 311.

Estas três voltagens negativas de saída Ui,1, Ui,2, Uij3 assimconstituem variáveis medidas para as correntes de fase I1l i2, i3, fornecidasao motor.

O microcontrolador 340 compreende três voltímetros diferenciais360, 370 e 380, em que estes voltímetros diferenciais 360, 370, 380 podem,por exemplo, em cada caso tomar a forma de um conversor de A-D de Sig-ma Delta.

A saída da primeira unidade de detecção 351 é conectada à entrada negativa 361 do primeiro voltímetro diferencial 360, de tal modo que avoltagem negativa Ui, 1 fica presente na entrada negativa 361 do primeirovoltímetro diferencial 360. Em adição, a entrada positiva 362 do primeiro vol-tímetro diferencial 360 é conectada à unidade de interruptor por meio do e-lemento de desacoplamento 390, que neste exemplo toma a forma do resistor Rk.

A unidade de interruptor compreende o transistor T1, em que otransistor T1 é condutivo em um primeiro estado e neste caso conduz o po-tencial a terra por meio do elemento de desacoplamento 390 para a entradapositiva 362 do primeiro voltímetro diferencial 360. Em um segundo estado,o transistor T1 não é condutivo, de tal modo que a voltagem Ux é comutadopor meio do elemento de desacoplamento 390 para a entrada positiva 362do primeiro voltímetro diferencial 360. O transistor t! é conectado por meiode uma linha de controle ao microcontrolador 340, de tal modo que o micro-controlador 340 pode ativar o transistor T1 por meio de esta linha de controleno primeiro ou no segundo estado, pelo que o potencial à terra ou a volta-gem Ux é aplicada à entrada positiva 362 do primeiro voltímetro diferencial 360.

Usando o processo de medição de acordo com a invenção, oprimeiro voltímetro diferencial 360 pode medir tanto a primeira voltagem Uii1como a segunda voltagem Ux. Este processo de medição é explicado abaixocom referência à figura 2, em que um fluxograma do processo de medição éilustrado, em que a primeira voltagem Uii1 usada nesta concretização exem-plar corresponde à voltagem U1 na figura 2 e em adição a segunda voltagemUx corresponde à voltagem U2 na figura 2.

O microcontrolador 340 ativa o transistor T1 por meio da linha decontrole inicialmente para o primeiro estado, de tal modo que o transistor T1é condutivo e o potencial à terra fica presente na entrada positiva 362 dovoltímetro diferencial 360. Assim, de acordo com a etapa 2I0, um potencialde voltagem conhecido, isto é, nesta concretização exemplar o potencial àterra fica presente na segunda entrada 362, isto é, a entrada negativa, doprimeiro voltímetro diferencial 360. De acordo com a etapa 211, o primeirovoltímetro diferencial 360 então mede a primeira voltagemU'd,i = OV-Ui,i. Uma vez o potencial de voltagem conhecido seja potencial aterra, o microcontrolador 340 pode determinar a voltagem Ui,1 diretamente daprimeira voltagem diferencial medida U1D,i como com a etapa 212. Em adi-ção, a primeira voltagem diferencial medida U1 d,1 é positiva, porque a volta-gem Ui,i tem um sinal negativo.

Assim, a voltagem negativa UiiI pode ser medida usando ummeio simples, enquanto, se um microcontrolador com conversores A-D sementradas diferenciais fosse usado, em que as entradas simples relacionariama GND, a voltagem negativa Ui,1 a ser medida teria que ser convertida emuma voltagem positiva usando um circuito mais complexo.

Em adição, a primeira voltagem diferencial medida U1d,1 é pro-porcional à primeira corrente de fase η a menos que o transdutor de correntena primeira unidade de detecção 3II entre em saturação. Assim, o microcon-trolador 340 pode detectar a primeira corrente de fase ii por meio da primei-ra voltagem diferencial medida U1d,i.

Após determinar a voltagem Ui,1, o microcontrolador 340 comutao transistor Ti para o segundo estado, isto é, bloqueia o transistor Ti, de talmodo que de acordo com a etapa 213, a voltagem Ux é aplicada à entradapositiva 362 do primeiro voltímetro diferencial 360. A voltagem Ui,1 está adi-cionalmente presente na entrada negativa 36I do primeiro voltímetro diferen-cial 360. De acordo com a etapa 214, o primeiro voltímetro diferencial 360então mede a segunda voltagem diferencial U'd,2= Ux-UiiI.

O microcontrolador 340 então verifica como com a etapa 215 sea segunda voltagem diferencial medida U1d,2 excede predeterminado valorlimite Ui. Com este teste, o microcontrolador 340 pode verificar se a volta-gem U'D,2 fica dentro da faixa de medição permissível do primeiro voltímetrodiferencial 360. Se a segunda voltagem diferencial medida U1D,2 exceder va-lor limite Ui predeterminado, o microcontrolador 340 inicia todo o processode medição de novo, isto é, como com a etapa 210, o microcontrolador 340comuta o transistor T1 para o primeiro estado, de tal modo que o potencial àterra fica presente na entrada positiva do primeiro voltímetro diferencial 360e a primeira voltagem diferencial U1d, 1 é medida. As etapas 210 a 215 sãorepetidas pelo microcontrolador 340 até a segunda voltagem diferencial me-dida U1D,i não mais exceder o predeterminado valor limite U1. Se a segundavoltagem diferencial medida U1d,2 não exceder o valor limite U1Dl2, isto é, seo valor não estiver fora da faixa do primeiro voltímetro diferencial 360, o mi-crocontrolador 340 pode, como com a etapa 2I6, determinar a segunda vol-tagem Ux, que é indicada no fluxograma na figura 2 como U2,, que segue davoltagem Ui,1 já determinado na etapa 212:

<formula>formula see original document page 22</formula>

A figura 4 mostra esta repetição de medição por meio de um di-agrama de voltagem exemplar, que mostra o perfil de voltagem durante otempo da primeira voltagem negativa Ui, 1 e segunda voltagem Ux. Para efeitode elucidação, esse diagrama de voltagem somente mostra os pontos devarredura 40I, 4II e 402, 412 para medição da segunda voltagem diferencialmedida U1D,2· Durante a primeira medição da segunda voltagem diferencialU'd,2 por meio de pontos de exploração 40I e 4II, para cujo propósito o tran-sistor tl é bloqueado pelo microcontrolador 340, de tal modo que a voltagemUx é aplicado à segunda entrada 362 do primeiro voltímetro diferencial 360,a segunda voltagem diferencial medida U'D,2 fica acima do valor limite ajus-tado U1, isto é, a faixa de medição do primeiro voltímetro diferencial 360 éexcedida. Isto é detectado pelo microcontrolador 340 na etapa 215 e a medi-ção da voltagem inicia-se de novo na etapa 210 a fim de uma vez novamen-te medir a primeira voltagem diferencial U1d,1 (não-mostrado na figura 4).Após a re-medição da segunda voltagem diferencial U1d,1 na etapa 214, ilus-trada na figura 4 pelos pontos de exploração 402 e 412, o microcontrolador340 novamente verifica como com a etapa 215 se a segunda voltagem dife-rencial U1 d,2 é excedida. Uma vez a segunda voltagem diferencial U10,2 me-dida na figura 4 fica abaixo do valor limite U1, o microcontrolador 340 conti-nua com a determinação da segunda voltagem Ux (indicado na etapa 216como voltagem U2). Deve se adicionalmente notar que, em relação a figura4, esta figura não está em escala, a medição da primeira voltagem diferenci-al U1 d,ι e subseqüente segunda voltagem diferencial U1d,2 ocorrendo por e-xemplo durante um muito curto intervalo de tempo, uma vez que de outromodo a primeira voltagem Uj.i mudaria demais entre as duas medições eassim torcendo a medição.

Além disso, a saída da segunda unidade de detecção 312 é co-nectada à entrada negativa 371 do segundo voltímetro diferencial 370 e asaída da terceira unidade de detecção 313 é conectada à entrada negativa381 do terceiro voltímetro diferencial 380. A entrada positiva 372 do segundovoltímetro diferencial 370 e a entrada positiva 382 do terceiro voltímetro dife-rencial 380 estão em cada caso conectadas à terra por meio de um resistorR4, R5. Assim, a voltagem U20 - -Uii2 medida pelo segundo voltímetro diferen-cial 370 é diretamente proporcional à segunda corrente de fase i2, e as vol-tagens U3d =-Uii3 medidas pelo terceiro voltímetro diferencial 380 são direta-mente proporcionais à terceira corrente de fase 13, a menos que o transdutorde corrente da segunda ou terceira unidade de detecção 312, 313 entre emsaturação.

Uma unidade de filtro 391 pode também ser disposta entre a en-trada negativa 361 do primeiro voltímetro diferencial 360 e a saída 35I daprimeira unidade de detecção 311. Esta unidade de filtro 391 pode tomar aforma, por exemplo, de um passa-baixo,pelo que as porções de freqüênciarelativamente alta da voltagem Ui,1 na saída da primeira unidade de detecçãopodem ser amortecidas e assim a interferência durante a medição da volta-gem pode ser prevenida por meio do primeiro voltímetro diferencial 360. Estaunidade de filtro 39I pode tomar a forma, por exemplo, de dois capacitores eum resistor, como mostrado na figura 2, porém outras concretizações podemser selecionadas. Em adição, tais unidades de filtro 391, 392, 393 podemsimilarmente ser dispostas entre a saída da segunda unidade de detecção312 e a entrada negativa 371 do segundo voltímetro diferencial 370 e entre asaída 313 da terceira unidade de detecção 353 e a entrada negativa 381 doterceiro voltímetro diferencial 380.

Com o dispositivo de medição de acordo com a invenção e oprocesso de medição de acordo com a invenção é assim possível detectaras quatro diferentes voltagens Uu, Uii2l Uii3, Ux usando apenas três voltíme-tros 360, 370, 380 de tal modo que os microcontroladores de baixo custo340 com justo três voltímetros 360, 370 e 380 podem ser usados. Assim, apresente invenção pode ser usada para prover um interruptor protetor demotor eletrônico de baixo custo.

Em adição, a presente invenção torna possível que a faixa demedição do primeiro voltímetro diferencial 360 seja multi amplamente utiliza-da, quando determinar as voltagens Ui, 1 e Ux.

Uma outra vantagem da presente invenção é a detecção eficien-te das três voltagens negativas Ui, 1, Uii2, Uit3, que estão em cada caso pre-sente na entrada negativa do voltímetro diferencial associado 360, 370, 380e assim podem ser medidas diretamente e sem circuitos conversores com-plexos contendo por exemplo pelo menos um amplificador operacional, adespeito de seu sinal negativo.

Claims (25)

1. Processo para medição de uma primeira voltagem e uma se-gunda voltagem com um voltímetro diferencial (131, 360), o voltímetro dife-rencial (131,360) compreendendo uma primeira entrada e uma segunda en-trada e um potencial de voltagem conhecido estando presente na segundaentrada, o processo compreendendo as seguintes etapas:-(210)aplicar a primeira voltagem a uma primeira entrada do vol-tímetro diferencial (131,360);-(211)medir uma primeira voltagem diferencial;-(212)determinar a primeira voltagem a partir da primeira volta-gem diferencial e do conhecido potencial de voltagem;-(213)aplicar a segunda voltagem à segunda entrada do voltíme-tro diferencial (131,360);-(214)medir uma segunda voltagem diferencial; e(216)determinar a segunda voltagem a partir da segunda volta-gem diferencial medida e da primeira voltagem previamente determinada.

2. Processo de acordo com a Reivindicação I, em que, após amedição da segunda voltagem diferencial, uma verificação é realizada (215)quanto a se a segunda voltagem diferencial excede ou não um valor limitepredeterminado e o processo de medição inicia novamente do início se opredeterminado valor limite excede, o processo de medição sendo repetido(210-215) até a segunda voltagem diferencial medida não exceder o valorlimite predeterminado, a segunda voltagem somente então sendo determi-nada a partir da segunda voltagem diferencial medida e da primeira volta-gem previamente determinada (216).

3. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 2, emque uma unidade de interruptor (II0, 330) é conectada à segunda entrada dovoltímetro diferencial (131, 360), em tal modo que, em um primeiro estado, aunidade de interruptor (110, 330) comuta um conhecido potencial de volta-gem para a segunda entrada do voltímetro diferencial e que, em um segundoestado, a unidade de interruptor (II0, 330) comuta uma segunda voltagempara a segunda entrada do voltímetro diferencial:e em que a unidade de interruptor (110,330) é ativada para o pri-meiro estado para medição da primeira voltagem diferencial e a unidade deinterruptor (110, 330) é então ativada para o segundo estado para mediçãoda segunda voltagem diferencial.

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, em que o voltíme-tro diferencial (131,360) é disposto em um microcontrolador (130, 340) e emque o processo de medição é realizado pelo microcontrolador (130,340) e emparticular a unidade de interruptor (110, 330) é controlada pelo microcontro-lador.

5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, emque o voltímetro diferencial (131,360)é um conversor A-D de Sigma Delta.

6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, emque a unidade de interruptor (110,330) compreende um transistor.

7. Dispositivo para medir uma primeira voltagem e uma segundavoltagem, compreendendo uma unidade de interruptor (110,330) e um mi-crocontrolador (130, 340), que inclui um voltímetro diferencial (131, 360); emque a primeira voltagem fica presente em uma primeira entrada do voltímetrodiferencial (131,360); e em que a unidade de interruptor (110,330) é conec-tada à segunda entrada do voltímetro diferencial (131, 360), em tal modoque, em um primeiro estado, a unidade de interruptor (110,330) comuta umconhecido potencial de voltagem para a segunda entrada do voltímetro dife-rencial (131,360) e que, em um segundo estado, a unidade de interruptor(110,330) comuta a segunda voltagem para a segunda entrada do voltímetrodiferencial (131,360); em que o microcontrolador (130,340) realiza as seguin-tes etapas:-ativar a unidade de interruptor (110,330) para o primeiro estado;-introduzir uma primeira voltagem diferencial medida pelo voltí-mero diferencial (131,360);-determinar a primeira voltagem a partir da primeira voltagemdiferencial medida e do conhecido potencial de voltagem;-ativar a unidade de interruptor (110,330)para o primeiro estado;-introduzir uma segunda voltagem diferencial medida pelo voltí-metro diferencial (131,360); edeterminar a segunda voltagem a partir da segunda voltagemdiferencial medida e da primeira voltagem previamente determinada.

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, em que, após amedição da segunda voltagem diferencial, o microcontrolador (130,340) veri-fica se a segunda voltagem diferencial excede ou não um predeterminadovalor limite e o microcontrolador (130,340) inicia a medição novamente apartir do início se o valor limite predeterminado estiver excedido, em que omicrocontrolador (130,340) repete a medição até a segunda voltagem dife-rencial não exceder o predeterminado valor limite, o microcontrolador (130,- 340) somente então determinando a segunda voltagem a partir da segundavoltagem diferencial medida e da primeira voltagem previamente determinada.

9. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 7 a 8, emque o voltímetro diferencial (131, 360) é um conversor A-D de sigma Delta.

10. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 7 a 9, emque a unidade de interruptor (110,330) compreende um transistor.

11. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 7 a I0, emque a primeira entrada do voltímetro diferencial (131, 360) é a entrada nega-tiva do voltímetro diferencial (131,360) e a segunda entrada do voltímetrodiferencial (131, 360) é a entrada positiva do voltímetro diferencial (131,360).

12. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 7 a II, emque um elemento de desacoplamento (120,390) é disposto entre a unidadede interruptor (110,330) e a segunda entrada do voltímetro diferencial(131,360).

13. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 7 a 12,em que o microcontrolador (130,340) compreende pelo menos um outro vol-tímetro (370, 380).

14. Dispositivo de acordo com as reivindicações 7 a 13, em quea primeira voltagem está presente em uma saída de uma primeira unidadede detecção (311) e esta unidade de detecção (311) serve para detectaruma primeira corrente, que é fornecida a um motor elétrico, de tal modo quea voltagem presente na saída da primeira unidade de detecção (311) depen-dendo da primeira corrente detectada; e em que esta saída é adicionalmenteconectada à primeira entrada do voltímetro diferencial(131, 360).

15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 14, em que a se-gunda voltagem está presente em um capacitor e o capacitor é conectado àunidade de interruptor (330),e,em que o capacitor constitui uma memóriatermal para desconexões termais prévias do motor elétrico.

16. Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, em que umamplificador operacional é disposto entre o capacitor e a unidade de inter-ruptor (330).

17. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 14 a 16,em que uma unidade de filtro 39 é disposta entre a saída da unidade de de-tecção (311) e a primeira entrada do voltímetro diferencial (360).

18. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 14 a 17,em que o motor elétrico é um motor de c.a. e a primeira corrente representauma primeira corrente de fase.

19. Dispositivo de acordo com a reivindicação 18, em que a pri-meira unidade de detecção (311) compreende os seguintes meios:- um transdutor de corrente, através do cujo lado primário a cor-rente de fase a ser detectada flui; e- um retificador, que é conectado à saída do lado secundário dotransdutor de corrente para retificar a corrente de fase transformada; e- um resistor, que é conectado entre o retificador e um ponto aterra em tal modo que a corrente de fase transformada e retificada flui atra-vés do resistor e uma voltagem cai além do resistor, e esta voltagem ficapresente na saída (351) da unidade de detecção (311).

20. Dispositivo de acordo com a reivindicação 19, em que o reti-ficador é um retificador de ponte e uma segunda saída do retificador de pon-te gera uma voltagem de fornecimento.

21. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 16 a 20,em que pelo menos uma outra corrente de fase é fornecida ao motor elétricoe em cada caso uma outra unidade de detecção (312, 313)e em cada casoum voltímetro (370, 380) disposto no microcontrolador (340) é associadocom cada uma das pelo menos uma das correntes de outra fase, em quecada uma destas pelo menos uma das outras unidades de detecção(312,313) corresponde à primeira unidade de detecção (311), de tal modoque uma voltagem fica presente em cada caso na saída do dito pelo menosuma das outras unidades de detecção (312,313) que fica dependente emcada caso da corrente de fase associada detectada; e em que em adição acada saída (352, 253) da dita pelo menos uma das outras unidades de de-tecção (312,313) é conectada a uma primeira entrada do, em cada caso,voltímetro associado (370, 380).

22. Dispositivo de acordo com a reivindicação 21, em que umaunidade de filtro (392, 393) é disposta entre pelo menos uma saída (352,- 353) de pelo menos uma outra unidade de detecção (312, 313) e a primeiraentrada de, em cada caso, voltímetro associado (370, 380).

23. Dispositivo de acordo com a reivindicação 22, em que pelomenos um dos outros voltímetros (370, 380) é um conversor A-D de SigmaDelta e uma segunda entrada deste pelo menos um conversor de A-D deSigma Delta é conectada à terra e em que a primeira entrada de pelo menosum conversor A-D de sigma é a entrada negativa e a segunda entrada depelo menos um conversor A-D de Sigma Delta é a entrada positiva.

24. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 14 a 23,em que o microcontrolador (130,340) e pelo menos uma unidade de detec-ção são dispostos em um interruptor protetor de motor.

25. Dispositivo de acordo com as reivindicações 7 a 24, em queo potencial de voltagem conhecido é a terra.