CN102906511A

CN102906511A - 监视电器的加热电路中的故障

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Publication number: CN102906511A
Application number: CN2011800239163A
Authority: CN
Inventors: P·德瑞尤斯; M·劳伦兹
Original assignee: Electrolux Home Products Corp NV
Current assignee: Electrolux Home Products Corp NV
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2031-05-12
Also published as: EP2386806B1; WO2011141536A1; US20130126517A1; US9915442B2; AU2011251956A1; RU2572732C2; ITMI20100862A1; CN102906511B; AU2011251956B2; BR112012029052A2; EP2386806A1; RU2012154033A

Abstract

本公开涉及监视电器的加热电路中的故障。一种包含用于加热流体的加热电路（140）的家用电器，包含能够被有选择地通电（155）以确定流体的加热的加热元件（150），和用于监视加热电路的操作的监视单元（125）。监视单元（125）被配置成监视加热电路（140）内部的至少一个电势，其中加热电路（140）内部的所述至少一个电势是下列各项的至少其中之一：在被连接至加热电路（140）的接通/关断开关（155）的加热元件（150）的第一端子（160b）处检测的内部电势；在被连接至电器的主开关（135）或安全开关的加热元件（150）的第二端子（160a）处检测的内部电势，其中安全开关被提供成在接通/关断开关（155）故障的情况下将加热电路切换成关断，其中监视单元（125）被进一步配置成：检测电力分配网络的电压值；和从电力分配网络的检测到的电压值开始，计算第一和第二参考电势；对所述至少一个检测到的内部电势与第一和第二参考电势进行比较；在所述至少一个检测到的内部电势未落入第一和第二参考电势之间包含的值域内的情况下，识别加热电路（140）的良好操作或故障的状态。

Description

监视电器的加热电路中的故障

技术领域

本发明一般涉及家用电器的领域，并且尤其涉及诸如清洗机、洗衣机/烘干机、烘干机、洗碗机的家用电器，并且一般涉及所有那些包括用于加热流体（衣物或盘子洗涤液体，或者用于烘干衣物的空气）的加热电路的电器。

背景技术

在上述电器中提供的加热电路通常包括由电阻器组成的加热元件，和开关（例如受控于电器的控制单元的继电器），开关用于在需要时有选择地给电阻器提供能量，例如，用于加热衣物或者盘子洗涤液体，或者用于加热衣物烘干空气流。

加热电路受到监视，以便对其正确的操作进行评估或者检测其可能的故障。故障尤其会发生在加热电阻器中或发生在为其供电（supply）的开关中。对加热电路的监视用于评估加热电阻器是否被供电，或者它是否被短路到地。一些故障对于电器会是有害的，更甚者对于用户的安全会极端危险。例如，必须避免加热电阻器过热，以避免对电器的组件的损害或者火灾；加热电阻器短路到地同样具有潜在的危险，因为漏泄电流能够达到电器的外壳并且造成对未察觉用户的电击。如果检测到任何这种故障，都应该停止电器的操作。

用于监视加热电路的解决方案是已知的，这些解决方案要求检测加热电路的某些电路节点中的一个或多个电势，并且对检测到的电势与电器的控制单元中存储的预定值进行比较。

申请人已经发现这个解决方案存在缺点，因为在不同国家中标称AC电压采用不同值，并且在同一个国家中标称AC电压值也随着时间波动，使得监视不能实行且不可靠。例如，为了考虑不同国家所采用的不同标准，有必要为具有不同预存储电势值的不同市场生产有区别的电器。

发明内容

申请人已经解决了设计一个解决方案来监视电器的加热电路的问题，该方案会克服上述问题并且确保更大的可靠性。

根据本发明的一方面，提供一种包含用于加热流体的加热电路的电器，所述流体加热电路包含能够有选择地通电（energizable）以确定流体的加热的加热元件，和用于监视加热电路的操作的监视单元，所述监视单元被配置成：

-监视加热电路内部的至少一个电势，

-检测电力分配网络的电压值，和

-基于对加热电路内部的至少一个检测到的电势与电力分配网络的检测到的电压值的比较，识别加热电路的正确运转或故障的状态。

尤其是，监视单元能够被配置成基于加热电路内部的至少一个检测到的电势与至少一个参考电势的比较，识别加热电路的正确运转或故障的状态，其中至少一个参考电势是通过监视单元，例如从电力分配网络的检测到的电压值开始，在电器操作期间定期以动态方式获得的。

监视单元能够被配置成由电力分配网络的检测到的电压值计算第一和第二参考电势，以用于与至少一个检测到的内部电势比较，并且在至少一个检测到的内部电势未落入第一和第二电势之间的值域内时识别加热电路的正确运转或故障的状态。

在本发明的一个实施例中，监视单元能够被配置成：

-从电力分配网络的检测到的电压值开始，计算第一和第二无量纲数值；

-从至少一个检测到的内部电势开始，计算第三无量纲数值；

-对第三无量纲数值与第一和第二无量纲数值进行比较，和

-如果第三无量纲数值未落入第一和第二无量纲数值之间的值域内，则识别加热电路的正确运转或故障的状态。

这些第一和第二无量纲数值能够被定期计算。

所述加热电路内部的所述至少一个电势尤其可以是下列各项的至少其中之一：

-在被连接至加热电路接通/关断开关的加热元件的第一端子处测量的内部电势；

-在被连接至电器的主开关或安全开关的加热元件的第二端子处测量的内部电势，其中安全开关被提供成在接通/关断开关故障的情况下将加热电路关断。

根据本发明的另一方面，提供一种对电器的加热电路进行监视的方法，所述加热电路被提供成加热流体并且包含加热元件，加热元件能够被有选择地通电以确定对流体的加热，该方法包含：

-监视加热电路内部的至少一个电势，

-检测电力分配网络的电压值，和

-基于加热电路内部的至少一个检测到的电势与电力分配网络的检测到的电压值之间的比较，识别加热电路的正确运转或故障的状态。

加热电路的正确运转或故障的状态能够例如基于加热电路内部的至少一个检测到的电势与至少一个参考电势的比较进行评估，其中至少一个参考电势是例如从电力分配网络的检测到的电压值开始，在电器操作期间定期以动态方式获得的。

附图说明

通过下面对其示例性而非限制性的实施例的详细描述，本发明的这些以及其他特征和优点将更加明白，为了更好地理解，应该参考附图进行阅读，

附图图1示出本发明实施例的功能块电性示意图。

具体实施方式

尤其是，图中的附图标记105a和105b表示电器的电端子（例如衣物洗衣机、洗衣机/烘干机、干燥机、洗碗机，和更一般的，包括用于加热流体的加热电路的电器），在使用中，电端子被插入到住宅的电系统的插座中，以接收交变电流（AC），例如，端子105a被连接至能够被插入到与相电压相连的插座端口中的插头的端子，并且端子105b被连接至能够被插入到与中性端相连的插座端口中的插头端子。正如所知，AC电压值取决于在一般国家中采用的标准；一般标准是220V及50Hz标称值（正如欧洲所采用标准的情况）和110V及60Hz标称值（正如美国的标准）。

电力分配网络的AC电压被供电至变压器和整流组件110，以产生一个或多个直流（DC）电压值115（被称为参考电压或地120），例如5V电压用于给逻辑控制单元125供电，逻辑控制单元125包括例如被编程来控制电器操作的微处理器或微控制器。

块130旨在代表电器的所有组件，针对它们的操作，这些组件由电力分配网络的交变电压供电，交变电压通过分配线145a和145b穿过电器被分配；这种组件包括例如，在洗衣机的情况下，用于使桶转动的电机，用于排放掉洗涤/漂洗液体的泵，用于负担洗涤/漂洗水的电磁阀（多个电磁阀）。

受控于控制单元125的主开关135允许有选择地给电器的所有电部件供电；出于安全原因，控制单元125能够仅在检测到电器的门或窗正确关闭时才同意关闭开关135，因此如果门没关则可以防止电器被起动，并且在操作期间如果门被打开则将电器切换成关断。

附图标记140标记出加热电路，例如在洗衣机的情况下，该加热电路用于加热洗涤液体。在本文描述的示例性实施例中，加热电路140被连接至主开关135下游的AC网络电压的分配线145a和145b，然而在可选实施例中，它可以被连接至开关135的上游。加热电路140包含至少一个加热电阻器150，加热电阻器150与受控于控制单元125的至少一个开关155串联连接。加热电阻器150是这样一种组件，即，当被供电时，通过焦耳效应被加热并且确定洗衣液体或洗碗液体或用于烘干衣物的空气流的加热。开关155能够例如是单稳态或双稳态继电器。在电器的操作周期期间，当洗涤液体或衣物烘干空气流必须被加热时，控制单元125控制开关155的关闭。在所示的示例中，加热电阻器150具有被连接至相分配线145a的端子160a和被连接至开关155的第一端子的端子160b，并且后者具有被连接至中性分配线145b的第二端子，但是不能避免加热电阻器150和开关155的位置的颠倒。在加热电阻器150的端子160a、160b之一或两者处能够提供热熔丝，以用于保护电阻器150防止其过热或燃烧。

控制单元125监视加热电路140的正确运转。因此，在本发明的一个实施例中，控制单元125监视加热电路140内部的至少一个电势，所述内部电势在加热电路的至少一个节点处被检测。尤其是，在这里所考虑的示例性实施例中，控制单元125检测（经由分压器165，诸如电阻分压器）加热电阻器150的端子160b处的电势。在可选实施例中，通过控制单元125检测的至少一个内部电势能够在加热电阻器150的端子160a处被检测。

同样为了监视加热电路140的正确操作，控制单元125监视电力分配网络的电压。尤其是，在这里所考虑的示例性实施例中，控制单元125检测（经由分压器170，诸如电阻分压器）相（端子105a）的电势。

对加热电路140的正确运转或其故障或失灵的评估是基于比较，这个比较是由控制单元125在电力分配网络的检测到的电压与加热电路内部的至少一个检测到的电势之间进行的。

例如，控制单元125从电力分配网络的检测到的电压值开始，动态计算一个或多个比较电压，比较电压用于与在加热电路140中测量的电势进行比较。这些比较电压值随时间被重复计算，例如，以规律的间隔，例如每隔20-80豪秒。

尤其是，控制单元125从电力分配网络的检测到的电压开始计算两个参考电压值，根据这两个参考电压值，通过数学计算分别获得（导出，derive）两个无量纲的参考数值X1和X2。从通过控制单元125例如在加热电阻器150的端子160b处检测到的加热电路内部的至少一个电势值开始，控制单元125计算无量纲数值X。由控制单元125对无量纲数值X与两个无量纲参考数值X1和X2（X1<X2）进行比较。如果比较结果揭示出值X在由值X1和X2限定的范围之外，则控制器125宣告加热电路的故障或失灵的状态。因此，控制单元125能够例如通过打开开关155，而选择使加热电路140失效，和/或通过打开主开关135而使电器停止。控制单元125除了监视加热电路140在其受到激励时的正确操作之外，还能够监视当其被关断（开关155打开）时的操作。例如，如果由控制单元125给至开关155的命令相应于打开开关155，但是在加热电阻器150的端子160b处发现电势为低（并且尤其是，值X低于参考值X1），则控制单元125能够确定加热电路140的故障，该故障可能在于开关155被粘贴关闭（stuck closed），或者加热电阻器150被短路到地的事实；如果由控制单元125给至开关155的命令相应于其的关闭，但是在加热电阻器150的端子160b处发现电势相对高（并且尤其是，值X大于参考值X2），则控制单元125能够确定加热电路140的故障，该故障在于加热电阻器150被短路至相电压。

由于如下事实，在加热电路140中发现的电势被比于并非预定、但是根据电力分配网络的交变电压值被动态计算的电势值，因此对加热电路的正确运转的监视是可靠的，考虑到网络交变电压的标准值一般随国家不同而变化的情况，和网络交变电压通常随时间围绕标称值波动的情况，即使电力分配网络的交变电压值变化也是如此。

本发明已经参考其示例性实施例进行了描述。本领域技术人员将能够对所描述的实施例进行许多变化，而不落在所附权利要求阐明的保护范围之外。

例如，在可选实施例中，加热电路可以包括安全开关（如果加热系统被连接至主开关的上游，这会特别有用，从而能够在开关155失灵的情况下使加热电路失效，而不必使整个电器断电）；安全开关可以被连接在相分配线与加热电阻器150的端子160a之间，于是通过控制单元125检测到的加热电路内部的至少一个电势可以是被连接至安全开关的加热电阻器的端子160a的电势。

Claims

1.一种包含用于加热流体的加热电路（140）的家用电器，所述流体加热电路包含能够被有选择地通电（155）以引起所述流体的加热的加热元件（150），和用于监视所述加热电路的操作的监视单元（125），所述监视单元被配置成：

-监视所述加热电路内部的至少一个电势，其特征在于

所述监视单元被进一步配置成：

-检测供电网络的电压值；和

-基于所述加热电路内部的至少一个检测到的电势与所述供电网络的检测到的电压值之间的比较，识别所述加热电路的良好操作或故障的状态。

2.根据权利要求1所述的电器，其中所述监视单元被配置成基于所述加热电路内部的至少一个检测到的电势与至少一个参考电势的比较，识别所述加热电路的良好操作或故障的状态，其中所述至少一个参考电势是通过所述监视单元在所述电器的操作期间根据所述供电网络的检测到的电压值以动态方式获得的。

3.根据权利要求2所述的电器，其中以动态方式获得的所述参考电势被定期计算。

4.根据权利要求2或3所述的电器，其中所述监视单元被配置成：从所述供电网络的检测到的电压值开始，计算第一和第二参考电势，以用于与所述至少一个检测到的内部电势比较，并且在所述至少一个检测到的内部电势未落入所述第一和第二参考电势之间包含的值域内时，识别所述加热电路的良好操作或故障的状态。

5.根据权利要求1所述的电器，其中所述监视单元被配置成：

-从所述供电网络的检测到的电压值开始，计算第一和第二无量纲数值；

-从所述至少一个检测到的内部电势开始，计算第三无量纲数值；

-对所述第三无量纲数值与所述第一和第二无量纲数值进行比较；和

-如果所述第三无量纲数值未落入所述第一和第二无量纲数值之间的值域内，则识别所述加热电路的良好操作或故障的状态。

6.根据权利要求5所述的电器，其中所述第一和第二无量纲数值被定期计算。

7.根据上述权利要求的任何一项所述的电器，其中所述加热电路内部的所述至少一个电势是下列各项的至少其中之一：

-与被连接至所述加热电路的接通/关断开关（155）的所述加热元件的第一端子对应地内部检测到的内部电势；

-与被连接至所述电器（135）的主开关或安全开关的所述加热元件的第二端子对应地检测到的内部电势，其中所述安全开关用来在所述接通/关断开关故障的情况下将所述加热电路切换成关断。

8.一种对家用电器的加热电路（140）进行监视的方法，所述加热电路被提供成加热流体并且包含加热元件（150），所述加热元件（150）能够被有选择地供电（155）以引起对所述流体的加热，所述方法包含：

-监视所述加热电路内部的至少一个电势，

-检测供电网络的电压值；和

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述加热电路的良好操作或故障的状态是基于所述加热电路内部的至少一个检测到的电势与至少一个参考电势的比较被识别的，其中所述至少一个参考电势是在所述电器的操作期间根据所述供电网络的检测到的电压值以动态方式获得的。

10.根据权利要求9所述的方法，其中以动态方式获得的所述参考电势被定期计算。