DE102020123591A1 - Elektronisches Gerät - Google Patents

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Dennis Walfort
Stefan Balzer
Maike Lütkewitte
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3277Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät (1) mit wenigstens einer elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17). Das elektronische Gerät (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Gerät (1) ausgebildet ist, einen elektrischen Strom und/oder eine elektrische Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) zu erfassen, wobei das elektronische Gerät (1) ferner ausgebildet ist, ein Frequenzspektrum des erfassten elektrischen Stroms und/oder der erfassten elektrischen Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) zu erstellen, wobei das elektronische Gerät (1) ferner ausgebildet ist, das erstellte Frequenzspektrum des erfassten elektrischen Stroms und/oder der erfassten elektrischen Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) mit wenigstens einem vorbestimmten Frequenzspektrum, vorzugsweise mit mehreren vorbestimmten Frequenzspektren, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung einer derartigen vorbestimmten elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) zu vergleichen, und wobei das elektronische Gerät (1) ferner ausgebildet ist, aus dem Ergebnis des Vergleichens einen Rückschluss auf einen Zustand der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) zu ziehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Gerätes gemäß dem Patentanspruch 10.
  • Viele Geräte wie zum Beispiel Haushalts- und Küchengeräte werden heutzutage elektrisch betrieben und weisen hierzu eine elektronische Steuerung oder auch eine elektronische Regelung auf. Derartige elektronische Geräte weisen üblicherweise elektrische Geräte-Komponenten inklusive mechanisch kommutierter elektronischer Geräte-Komponenten wie zum Beispiel elektrische Motoren, Relais und Schütze, Schalter und Tasten, Steckverbindungen zum Beispiel in Form von Steckdosensteckern, Übertemperaturschalter und dergleichen auf. Als elektrische Motoren können zum Beispiel Kommutator-Motoren, bürstenbehaftete Motoren und Gleichstrom-Motoren verwendet werden. Derartige elektronische Geräte können zum Beispiel Waschmaschinen, Waschtrockner, Wäschetrockner und dergleichen für den heimischen sowie für den gewerblichen Einsatz sein.
  • Im Laufe der bestimmungsgemäßen Verwendung derartiger elektronischer Geräte kann es insbesondere seitens der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponenten zu einem Verschleiß, zu einer Alterung und dergleichen kommen, welche die mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente ausfallen lassen kann. Hierdurch können das elektronische Gerät als Ganzes oder zumindest bestimmte Funktionen des elektronischen Gerätes nicht mehr genutzt werden. Dies kann zu einer aufwendigen Reparatur des elektronischen Gerätes seitens des Kundendienstes führen oder eine Neuanschaffung des elektronischen Gerätes erforderlich machen. In jedem Fall kann das elektronische Gerät aufgrund des teilweisen oder vollständigen Ausfalls dem Benutzer bis zur Reparatur bzw. bis zur Neuanschaffung nicht mehr für den bestimmungsgemäßen Gebrauch zur Verfügung stehen. In jedem Fall können Kosten entstehen.
  • Nachteilig ist somit, dass ein derartiges elektronisches Gerät erst dann repariert oder austauscht werden kann, wenn ein Ausfall der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente eingetreten ist. Dies führt jedoch zu den zuvor beschriebenen Unannehmlichkeiten bzw. Kosten für den Benutzer.
  • Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein elektronisches Gerät der eingangs beschriebenen mit einer erhöhten Geräteverfügbarkeit bereitzustellen. Insbesondere soll ein drohender Ausfall einer mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente vorab erkannt werden können. Insbesondere soll der drohende Ausfall einer mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente durch eine rechtzeitige geplante Wartung bzw. Reparatur vermieden werden können. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten derartigen elektronischen Geräten bereitgestellt werden.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein elektronisches Gerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
  • Somit betriff die Erfindung ein elektronisches Gerät mit wenigstens einer mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente. Unter einer mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente ist eine elektronische Geräte-Komponente, d.h. eine elektronische Komponente eines elektronischen Gerätes, zu verstehen, welche wenigstens einen elektromechanischen Kontakt aufweist, welcher im Betrieb des elektronischen Gerätes geöffnet und geschlossen wird. Beispiele für derartige mechanisch kommutierte elektronische Geräte-Komponenten wurden eingangs genannt.
  • Das elektronische Gerät ist dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Gerät ausgebildet ist, einen elektrischen Strom und bzw. oder eine elektrische Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente zu erfassen, wobei das elektronische Gerät ferner ausgebildet ist, ein Frequenzspektrum des erfassten elektrischen Stroms und bzw. oder der erfassten elektrischen Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente zu erstellen, wobei das elektronische Gerät ferner ausgebildet ist, das erstellte Frequenzspektrum des erfassten elektrischen Stroms und bzw. oder der erfassten elektrischen Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente mit wenigstens einem vorbestimmten Frequenzspektrum, vorzugsweise mit mehreren vorbestimmten Frequenzspektren, eines elektrischen Stroms und bzw. oder einer elektrischen Spannung einer derartigen vorbestimmten mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente zu vergleichen, und wobei das elektronische Gerät ferner ausgebildet ist, aus dem Ergebnis des Vergleichens einen Rückschluss auf einen Zustand der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente zu ziehen.
  • Mit anderen Worten können die mechanisch kommutierenden Geräte-Komponenten des erfindungsgemäßen elektronischen Gerätes vorab zum Beispiel unter Laborbedingungen bzw. im Rahmen der Entwicklung und Konstruktion des elektronischen Gerätes hinsichtlich der Veränderung des elektrischen Stroms und bzw. oder der elektrischen Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente, insbesondere hinsichtlich ihrer Frequenzspektren, über die Lebensdauer des elektronischen Gerätes, insbesondere in bestimmten Situationen des Betriebs, untersucht werden. Hierbei kann insbesondere der jeweilige elektromechanische Schaltvorgang betrachtet werden, da ist hierbei im Betrieb zur Ausbildung von elektrischen Lichtbögen kommen kann, welche besonders signifikante und stark ausgeprägte Werte des elektrischen Stroms und bzw. oder der elektrischen Spannung aufweisen können. Auch kann das Frequenzspektrum des elektrischen Stroms und bzw. oder der elektrischen Spannung, insbesondere bei der Ausbildung eines elektrischen Lichtbogens, sehr ausgeprägt und markant sein.
  • Dabei können derartige Situationen wie insbesondere elektromechanische Schaltvorgänge zu bekannten Zeitpunkten der Lebensdauer des elektrischen Gerätes bzw. der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente gezielt untersucht und die hierbei gewonnenen Informationen wie zum Beispiel Verläufe des elektrischen Stroms, der elektrische Spannung und bzw. oder der entsprechenden Frequenzspektren gespeichert werden. Diese Informationen zu bekannten bzw. zu vorbestimmten Zeitpunkten der Lebensdauer des elektronischen Geräts können dann seitens des elektronischen Gerätes und insbesondere seitens dessen Steuerungseinheit dazu verwendet werden, im Laufe des bestimmungsgemäßen Betriebs des elektronischen Gerätes die entsprechenden Messdaten der mechanisch kommutierenden elektronischen Geräten-Komponente zu erfassen und mit wenigstens einer gespeicherten entsprechenden Information zu vergleichen.
  • In Abhängigkeit der Übereinstimmung dieses Vergleichens kann seitens des elektronischen Gerätes eine Aussage darüber getroffen werden, ob oder nicht bzw. wie sehr der Zeitpunkt der Lebensdauer des elektronischen Gerätes bzw. der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente in Relation zu der betrachteten Information erreicht ist oder nicht. Werden hierzu mehrere derartige Informationen, welche unterschiedlichen Zeitpunkten der Lebensdauer des elektronischen Gerätes bzw. der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente entsprechen, verwendet, so kann eine entsprechend genauere Aussage über die aktuell erreichte bzw. verbleibende Lebensdauer des elektronischen Gerätes bzw. der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente getroffen werden.
  • In jedem Fall kann in Abhängigkeit des Vergleichens seitens des elektronischen Gerätes gegebenenfalls auf die erreichte bzw. verbleibende Lebensdauer des elektronischen Gerätes als Ganzes bzw. der mechanischen kommutierenden elektronischen Geräte-Komponente reagiert werden. Entsprechend kann zum Beispiel eine Benachrichtigung an einen Benutzer erfolgen, um eine Handlungsempfehlung zu geben. Besteht seitens des Benutzers ein akuter Handlungsbedarf, zum Beispiel eine Reparatur durch einen Servicetechniker zu veranlassen und bzw. oder die Verwendung des elektronischen Gerätes einzuschränken oder sogar zu unterlassen, kann auch dies dem Benutzer seitens des elektronischen Gerätes mitgeteilt werden. Eine derartige Mitteilung seitens des elektronischen Gerätes kann zum Beispiel optisch, akustisch und bzw. oder haptisch erfolgen. Insbesondere kann eine entsprechende Mitteilung an den Benutzer ausgegeben werden, was zum Beispiel über ein Anzeigeelement des elektronischen Gerätes und bzw. oder auf ein mobiles Endgerät des Benutzers erfolgen kann.
  • Auf diese Art und Weise kann erfindungsgemäß eine selbstständige Überwachung bzw. eine selbstständige Einschätzung der erreichten bzw. verbleibenden Lebensdauer bzw. des Funktionszustands des elektronischen Gerätes an sich bzw. für dessen mechanisch kommutierte elektronische Geräte-Komponenten erfolgen. Entsprechend kann auf drohende Ausfälle von mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente vorab reagiert und diese verhindert oder zumindest deren Folgen abgemildert werden. Insbesondere kann hierdurch seitens des elektronischen Gerätes selbstständig eine prädiktive Wartung ermöglicht werden.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung erzeugen der elektrische Strom und bzw. oder die elektrische Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente einen elektrischen Lichtbogen. Diesem Aspekt der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass derartige mechanisch kommutierte elektronische Geräte-Komponenten zum einen aufgrund des mechanischen Spiels der Schaltvorgänge und zum anderen aufgrund der beim Einschalten, i. d. R. durch kapazitive Lasten, und insbesondere beim Ausschalten, i. d. R. durch induktive Lasten, entstehenden Lichtbögen einem vergleichsweise hohen mechanischen Verschleiß gegenüber anderen elektronischen Geräte-Komponenten unterliegen. Dieser mechanische Verschleiß kann zu einem Abtrag des Materials der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente insbesondere im Bereich des elektrischen Kontakts führen, sodass über die Dauer der Benutzung bzw. mit steigender Anzahl der Schaltvorgänge die elektrische Leitfähigkeit der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente sinken und schließlich vollkommen unterbleiben kann. Letzteres führt wenigstens zu einem Ausfall der Funktion der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente und ggfs. sogar zu einem Ausfall des elektronischen Geräts als Ganzes.
  • Da somit gerade mechanisch kommutierte elektronische Geräte-Komponenten bei einem elektronischen Gerät aufgrund ihres vergleichsweise hohen Verschleißes den Grund für den Ausfall einer Funktion oder sogar des elektronischen Gerätes als Ganzes darstellen und gleichzeitig bei mechanisch kommutierenden Geräte-Komponenten elektrische Lichtbögen auftreten können, kann es vorteilhaft sein, gerade aus dem elektrischen Strom und bzw. oder aus der elektrischen Spannung eines elektrischen Lichtbogens bzw. aus dessen Frequenzspektrum Rückschlüsse auf den Verschleiß, auf den Zustand bzw. auf die Restlebensdauer des elektronischen Gerätes als Ganzes wie zuvor beschrieben zu ziehen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die mechanisch kommutierte elektronische Geräte-Komponente ein Netzanschlussrelais eines Netzanschlusses des elektronischen Gerätes. Ein Netzanschlussrelais kann auch als Netzanschlussschütz bezeichnet werden. Ein Netzanschluss kann auch als Versorgungsnetzanschluss bezeichnet werden. Über einen derartigen Netzanschluss kann die elektrische Versorgung des elektronischen Gerätes als Ganzes erfolgen. Fällt entsprechend das Netzanschlussrelais als mechanisch kommutierte elektronische Geräte-Komponente aus, so führt dies zu einem Totalausfall des elektronischen Gerätes. Daher kann gerade die Überwachung des Zustands bzw. der Lebensdauer des Netzanschlussrelais des elektronischen Gerätes relevant sein, um das elektronische Gerät betreiben zu können.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die mechanisch kommutierte elektronische Geräte-Komponente ein Motorrelais eines elektrischen Motors des elektronischen Gerätes. Der elektrische Motor kann insbesondere ein Motor sein. Der elektrische Motor eines elektronischen Gerätes kann eine entscheidende Geräte-Komponente sein, um das elektronische Gerät bestimmungsgemäß verwenden zu können. Daher kann die Überwachung des Zustands bzw. der Lebensdauer des Motorrelais des elektronischen Gerätes relevant sein, um das elektronische Gerät betreiben zu können.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die mechanisch kommutierte elektronische Geräte-Komponente ein Relais eines Verbrauchers mit hoher elektrischer Leistung (beispielsweise mindestens 100 Watt), wie etwa einem Heizungsrelais einer elektrischen Heizung des elektronischen Gerätes. Die elektrische Heizung eines elektronischen Gerätes kann eine entscheidende Geräte-Komponente sein, um das elektronische Gerät bestimmungsgemäß verwenden zu können. Daher kann die Überwachung des Zustands bzw. der Lebensdauer des Heizungsrelais des elektronischen Gerätes relevant sein, um das elektronische Gerät betreiben zu können.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das elektronische Gerät eine Steuerungseinheit auf, welche ausgebildet ist, den elektrischen Strom und bzw. oder die elektrische Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente zu erfassen, wobei die Steuerungseinheit ferner ausgebildet ist, ein Frequenzspektrum des erfassten elektrischen Stroms und bzw. oder der erfassten elektrischen Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente zu erstellen, wobei die Steuerungseinheit ferner ausgebildet ist, das erstellte Frequenzspektrum des erfassten elektrischen Stroms und bzw. oder der erfassten elektrischen Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente mit wenigstens dem vorbestimmten Frequenzspektrum, vorzugsweise mit mehreren vorbestimmten Frequenzspektren, eines elektrischen Stroms und bzw. oder einer elektrischen Spannung einer derartigen vorbestimmten mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente zu vergleichen, und wobei die Steuerungseinheit ferner ausgebildet ist, aus dem Ergebnis des Vergleichens einen Rückschluss auf einen Zustand der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente zu ziehen.
  • Auf diese Art und Weise können die zuvor beschriebenen Funktionen des elektronischen Gerätes durch dessen Steuerungseinheit umgesetzt werden. Insbesondere können in der Steuerungseinheit auch die zuvor beschriebenen Informationen, zum Beispiel in einer Speichereinheit, auslesbar hinterlegt sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das elektronische Gerät wenigstens eine Spannungsmesseinrichtung, etwa einen Spannungsteiler auf, welcher ausgebildet ist, die elektrische Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente, vorzugsweise einer Steuerungseinheit, zur Verfügung zu stellen. Auf diese Art und Weise kann die elektrische Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente dem elektronischen Gerät und insbesondere dessen Steuerungseinheit zur Verfügung gestellt werden, um die elektrische Spannung des Kommutierungsvorgangs zu erfassen. Bei der Verwendung eines Spannungsteilers kann es erforderlich sein, auch Spannungsverstärker einzusetzen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das elektronische Gerät wenigstens einen Strommesser, vorzugsweise einen Shunt-Widerstand, auf, welcher ausgebildet ist, den elektrischen Strom der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente, vorzugsweise einer Steuerungseinheit, zur Verfügung zu stellen. Auf diese Art und Weise kann der elektrische Strom der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente dem elektronischen Gerät und insbesondere dessen Steuerungseinheit zur Verfügung gestellt werden, um den elektrischen Strom des Kommutierungsvorgangs zu erfassen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das elektronische Gerät wenigstens einen Hochfrequenz-Koppler auf, welcher ausgebildet ist, die Frequenz des elektrischen Stroms und bzw. oder der elektrischen Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente, vorzugsweise einer Steuerungseinheit, zur Verfügung zu stellen. Auf diese Art und Weise kann die Frequenz des elektrischen Stroms der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente dem elektronischen Gerät und insbesondere dessen Steuerungseinheit zur Verfügung gestellt werden, um die Frequenz des elektrischen Stroms des Kommutierungsvorgangs zu erfassen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Gerätes mit wenigstens einer mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente mit den Schritten:
    • • Erfassen eines elektrischen Stroms und bzw. oder einer elektrischen Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente,
    • • Erstellen eines Frequenzspektrums des erfassten elektrischen Stroms und bzw. oder der erfassten elektrischen Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente,
    • • Vergleichen des erstellten Frequenzspektrums des erfassten elektrischen Stroms und bzw. oder der erfassten elektrischen Spannung der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente mit wenigstens einem vorbestimmten Frequenz-spektrum, vorzugsweise mit mehreren vorbestimmten Frequenzspektren, eines elektrischen Stroms und bzw. oder einer elektrischen Spannung einer derartigen vorbestimmten mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente, und,
    • • aus dem Ergebnis des Vergleichens, Ziehen eines Rückschlusses auf einen Zustand der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente.
  • Auf diese Art und Weise kann ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, um die zuvor beschriebenen Aspekte des erfindungsgemäßen elektronischen Gerätes umzusetzen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann von den Geräte-Komponenten eines erfindungsgemäßen elektronischen Gerätes und insbesondere von dessen Steuerungseinheit ausgeführt werden. Hierdurch kann ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, um die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile als Verfahren umsetzen und nutzen zu können.
  • Mit anderen Worten ist gemäß der Erfindung angedacht, die Alterung und bzw. oder den Ausfall von Geräte-Komponenten messtechnisch vorauszusehen, um vorausschauend zum Beispiel ein Wartungsintervall auszulösen. Ziel dieser Überlegungen ist es insbesondere, die Geräteverfügbarkeit zu erhöhen und bzw. oder Gerätedefekte in ihrem Ausmaß einzudämmen. Dies kann auch als prädiktive Wartung bezeichnet werden.
  • Hierzu kann durch messtechnische Verfahren die Ausprägung von Lichtbögen ausgewertet werden, um hieraus Rückschlüsse über den Alterungszustand der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponenten zu erlangen.
  • Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass Lichtbögen eine hohe Belastung von mechanisch kommutierenden Geräte-Komponenten darstellen können. Die hierdurch belasteten mechanisch kommutierenden Geräte-Komponenten können somit mitunter stark altern, zum Beispiel aufgrund von Materialverlust, von Materialwanderung und dergleichen. Dies kann zu einer Minderung der elektrischen Leitfähigkeit führen, wodurch die Effektivität sinken und bzw. oder die Kontakttemperatur steigen kann. Dies kann sogar bis zum Verlust der elektrischen Leitfähigkeit führen, was einen Ausfall einer Funktion oder auch den Totalschaden des elektronischen Gerätes bedeuten kann. Derartige mechanisch kommutierende Geräte-Komponenten können insbesondere Relais, Schütze und bürstenbehaftete elektrische Antriebe sowie generell elektrische Schalter oder Taster sein.
  • Das Frequenz-Spektrum eines bzw. der in dem elektronischen Gerät beim Betrieb entstehenden Lichtbögen kann messtechnisch erfasst werden. Mit zum Beispiel empirisch generierten Vergleichs-Spektren eines neuen, eines eingefahrenen, eines gealterten oder eines sich am Lebensende befindlichen derartigen elektronischen Gerätes können die im elektronischen Gerät erfassten Frequenz-Spektren verglichen werden. Hierdurch können Rückschlüsse auf die Alterung von elektromechanischen Kontakten im Feldeinsatz des elektronischen Gerätes gebildet und daraus ein Wartungseinsatz ausgelöst werden. Die empirisch generierten Vergleichs-Spektren können zum Beispiel aus den Daten der Entwicklung und bzw. oder aus Dauerversuchen gewonnen werden.
  • Auf diese Art und Weise kann erfindungsgemäß eine prädiktive Wartung von mechanisch kommutierenden Geräte-Komponenten in Form von elektromechanischen Kontakten im Feldeinsatz eines elektronischen Gerätes möglich werden.
  • Messtechnisch kann dies ggfs. vereinfacht werden, indem das elektronische Gerät bzw. dessen Steuergerät bzw. Steuerungseinheit diese Messungen eigenständig startet, da das elektronische Gerät bzw. dessen Steuergerät den Zeitpunkt des Ein- oder Ausschaltens von elektromechanischen Kontakten steuern und bzw. oder regeln kann.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
    • 1 ein Blockschaltbild eines bekannten elektronischen Gerätes in Form eines Waschautomaten gemäß dem Stand der Technik; und
    • 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen elektronischen Gerätes in Form eines Waschautomaten.
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild eines bekannten elektronischen Gerätes 1 in Form eines Waschautomaten 1 gemäß dem Stand der Technik.
  • Das elektronische Gerät 1 weist einen Netzanschluss 10 in Form eines Versorgungsnetzanschlusses 10 auf. Der Netzanschluss 10 ist über ein Netzanschlussrelais 11, welches auch als Netzanschlussschütz 11 bezeichnet werden kann, mit einem Gleichstromzwischenkreis 12 verbunden, welcher ein Schaltnetzteil 13 aufweist. Der Gleichstromzwischenkreis 12 ist zum einen über ein Motorrelais 15, welches auch als Motorschütz 15 bezeichnet werden kann, mit einem elektrischen Motor 14 in Form eines elektrischen Motors 14 verbunden. Zum anderen ist der Gleichstromzwischenkreis 12 über ein Heizungsrelais 17, welches auch als Heizungsschütz 17 bezeichnet werden kann, mit einer elektrischen Heizung 16 verbunden. Das elektronische Gerät 1 weist ferner eine Steuerungseinheit 18 auf, welche signalübertragend (nicht dargestellt) mit den zuvor beschriebenen Komponenten verbunden ist, um diese zu steuern und bzw. oder zu regeln. An verschiedenen Stellen des elektronischen Gerätes 1 ist jeweils eine Massepotential 19 vorgesehen.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen elektronischen Gerätes 1 in Form eines Waschautomaten 1.
  • Erfindungsgemäß ist bei dem elektronischen Gerät 1 der 1 zusätzlich ein Spannungsteiler 2 vorgesehen, welcher über einen ersten ohmschen Widerstand 2a vor dem Netzanschlussrelais 11 mit dem Netzanschluss 10 und über einen zweiten ohmschen Widerstand 2b hinter dem Netzanschlussrelais 11 mit dem Gleichstromzwischenkreis 12 verbunden ist. Über einen dritten ohmschen Widerstand 2c ist der Spannungsteiler 2 mit der Massepotential 19 verbunden. Ferner ist der Spannungsteiler 2 mit der Steuerungseinheit 18 verbunden, sodass die Spannung über das Netzanschlussrelais 11 mittels des Spannungsteilers 2 von der Steuerungseinheit 18 erfasst werden kann.
  • Es ist auch ein Strommesser 3 in Form eines Shunt 3 als Strom messzweig vorgesehen, mittels dem der Strom über das Heizungsrelais 17 von der Steuerungseinheit 18 erfasst werden kann. Es ist ferner ein Hochfrequenzkoppler 4 vorgesehen, mittels dem die Frequenz des Stroms über das Motorrelais 15 von der Steuerungseinheit 18 erfasst werden kann.
  • Die Steuerungseinheit 18 kann somit insbesondere im Moment des Umschaltens des Netzanschlussrelais 11, des Motorrelais 15 und bzw. oder des Heizungsrelais 17 als mechanisch kommutierende Geräte-Komponente 11, 15, 17 die jeweilige elektrische Spannung und bzw. oder den jeweiligen elektrischen Strom, insbesondere beim Auftreten eines elektrischen Lichtbogens 5, erfassen und auswerten. Hierzu können in einer Speichereinheit (nicht dargestellt) der Steuerungseinheit 18 entsprechende Informationen des Frequenzspektrums des elektrischen Stroms und bzw. oder der elektrischen Spannung von baugleichen mechanisch kommutierenden Geräte-Komponenten 11, 15, 17 in bekannten Zuständen bzw. zu bekannten Zeitpunkten ihrer Lebensdauer hinterlegt sein. Die Steuerungseinheit 18 kann somit die hinterlegten Informationen mit den erfassten Informationen vergleichen und hierdurch auf den aktuellen Zustand bzw. auf die aktuelle Lebensdauer der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponenten 11, 15, 17 schließen.
  • In Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichens kann seitens der Steuerungseinheit 18, zum Beispiel beim drohendem Ausfall einer mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente 11, 15, 17 des elektronischen Gerätes 1 dessen Funktion eingeschränkt und bzw. oder die Reparatur bzw. der Austausch der entsprechenden mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente 11, 15, 17 durch einen Servicetechniker an den Benutzer zum Beispiel durch eine entsprechende Mitteilung angeregt werden. Dies kann die Verfügbarkeit des elektronischen Gerätes 1 erhöhen.
  • Die Messeinrichtungen 2, 3, 4 zum Erfassen der elektrischen Ströme und bzw. oder der elektrischen Spannungen der mechanisch kommutierenden Geräte-Komponenten 11, 15, 17 können zum Beispiel zusätzlich zur Regelung des Motorstroms des elektrischen Motors 14 oder zur Regelung der Heizungsleistung der elektrischen Heizung 16 verwendet werden, so dass hierfür keine weiteren derartigen Messeinrichtungen 2, 3, 4 bei dem elektronischen Gerät 1 vorgesehen werden müssen. Umgekehrt können derartige Messeinrichtungen 2, 3, 4 bei dem elektronischen Gerät 1 bereits zum Beispiel zur Regelung des Motorstroms des elektrischen Motors 14 oder zur Regelung der Heizungsleistung der elektrischen Heizung 16 vorhanden sein, so dass diese zusätzlich im Rahmen der Erfindung genutzt werden können.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    elektronisches Gerät; Waschautomat
    10
    Netzanschluss; Versorgungsnetzanschluss
    11
    Netzanschlussrelais bzw. Netzanschlussschütz
    12
    Gleichstromzwischenkreis
    13
    Schaltnetzteil
    14
    elektrischer (Kommutator-behafteter) Motor
    15
    Motorrelais bzw. Motorschütz
    16
    elektrische Heizung
    17
    Heizungsrelais bzw. Heizungsschütz
    18
    Steuerungseinheit
    19
    Massepotential
    2
    Spannungsmesseinrichtung
    2a
    erster ohmscher Widerstand des Spannungsteilers 2
    2b
    zweiter ohmscher Widerstand des Spannungsteilers 2
    2c
    dritter ohmscher Widerstand des Spannungsteilers 2
    3
    Strommesser; Shunt
    4
    Hochfrequenz-Koppler
    5
    elektrischer Lichtbogen

Claims (10)

  1. Elektronisches Gerät (1) mit wenigstens einer mechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17), dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Gerät (1) ausgebildet ist, einen elektrischen Strom und/oder eine elektrische Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) zu erfassen, wobei das elektronische Gerät (1) ferner ausgebildet ist, ein Frequenzspektrum des erfassten elektrischen Stroms und/oder der erfassten elektrischen Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) zu erstellen, wobei das elektronische Gerät (1) ferner ausgebildet ist, das erstellte Frequenzspektrum des erfassten elektrischen Stroms und/oder der erfassten elektrischen Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) mit wenigstens einem vorbestimmten Frequenzspektrum, vorzugsweise mit mehreren vorbestimmten Frequenzspektren, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung einer derartigen vorbestimmten elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) zu vergleichen, und wobei das elektronische Gerät (1) ferner ausgebildet ist, aus dem Ergebnis des Vergleichens einen Rückschluss auf einen Zustand der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) zu ziehen.
  2. Elektronisches Gerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Strom und/oder die elektrische Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) einen elektrischen Lichtbogen (5) erzeugen.
  3. Elektronisches Gerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) ein Netzanschlussrelais (11) eines Netzanschlusses (10) des elektronischen Gerätes (1) ist.
  4. Elektronisches Gerät (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) ein Motorrelais (15) eines elektrischen Motors (14) des elektronischen Gerätes (1) ist.
  5. Elektronisches Gerät (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente ein Relais eines Verbrauchers mit hoher elektrischer Leistung, bevorzugt ein Heizungsrelais (17) einer elektrischen Heizung (16) des elektronischen Gerätes (1) ist.
  6. Elektronisches Gerät (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinheit (18), welche ausgebildet ist, den elektrischen Strom und/oder die elektrische Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) zu erfassen, wobei die Steuerungseinheit (18) ferner ausgebildet ist, ein Frequenzspektrum des erfassten elektrischen Stroms und/oder der erfassten elektrischen Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) zu erstellen, wobei die Steuerungseinheit (18) ferner ausgebildet ist, das erstellte Frequenzspektrum des erfassten elektrischen Stroms und/oder der erfassten elektrischen Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) mit wenigstens dem vorbestimmten Frequenzspektrum, vorzugsweise mit mehreren vorbestimmten Frequenzspektren, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung einer derartigen vorbestimmten elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) zu vergleichen, und wobei die Steuerungseinheit (18) ferner ausgebildet ist, aus dem Ergebnis des Vergleichens einen Rückschluss auf einen Zustand der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) zu ziehen.
  7. Elektronisches Gerät (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Spannungsmesseinrichtung (2), welche ausgebildet ist, die elektrische Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17), vorzugsweise einer Steuerungseinheit (18), zur Verfügung zu stellen.
  8. Elektronisches Gerät (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen Strommesser (3), vorzugsweise einen Shunt-Widerstand (3), welcher ausgebildet ist, den elektrischen Strom der Spannungsmesseinrichtung (11, 15, 17), vorzugsweise einer Steuerungseinheit (18), zur Verfügung zu stellen.
  9. Elektronisches Gerät (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen Hochfrequenz-Koppler (4), welcher ausgebildet ist, die Frequenz des elektrischen Stroms und/oder der elektrischen Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17), vorzugsweise einer Steuerungseinheit (18), zur Verfügung zu stellen.
  10. Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Gerätes (1) mit wenigstens einer elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) mit den Schritten: Erfassen eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17), Erstellen eines Frequenzspektrums des erfassten elektrischen Stroms und/oder der erfassten elektrischen Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17), Vergleichen des erstellten Frequenzspektrums des erfassten elektrischen Stroms und/oder der erfassten elektrischen Spannung der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17) mit wenigstens einem vorbestimmten Frequenzspektrum, vorzugsweise mit mehreren vorbestimmten Frequenzspektren, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung einer derartigen vorbestimmten elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17), und, aus dem Ergebnis des Vergleichens, Ziehen eines Rückschlusses auf einen Zustand der elektromechanisch kommutierenden Geräte-Komponente (11, 15, 17).
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