DE19829967C2 - Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung von elektrischen Bauteilen - Google Patents

Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung von elektrischen Bauteilen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Bauteilen, wie beispielsweise in einem Serienschwingkreis integrierte Kondensatoren, Induktoren oder Induktorabschnitten.
Bei elektrischen Schaltkreisen trifft man in der Praxis regelmäßig auf das Problem, daß Defekte an einzelnen in den Schaltkreisen enthaltenen Bauelementen auftreten, die plötzliche Spannungseinbrüche auslösen. Durch derartige Defekte wird nicht nur der Prozeß gefährdet, zu dessen Durchführung, Steuerung oder Energieversorgung die Schaltkreise beispielsweise eingesetzt werden, sondern es kann auch zur Zerstörung weiterer, ggf. hochwertiger Bauelemente des Schaltkreises kommen.
Beispielsweise kann bei einem Kondensator eines Schwingkreises, in den ein zur induktiven Erwärmung eines Heizguts eingesetzter Induktor einbezogen ist, ein Kurzschluß auftreten, der nicht nur zu einer Beschädigung der anderen Bauelemente des betreffenden Schwingkreises oder dessen Energieversorgung, sondern auch zu einer Unterbrechung der mit dem Induktor durchgeführten Wärmebehandlung führen kann. Beispielsweise werden in von Umrichtern gespeisten Schwingkreisen zwei Kapazitäten gleicher Größe in Serie geschaltet, um ein Zweifaches der Einzelspannungen zu erreichen.
Neben dem Problem eines Bauteildefekts kann es bei einem Schwingkreis der voranstehend erwähnten Art dazu kommen, daß der Induktor in elektrisch leitenden Kontakt mit dem Heizgut kommt. Die dadurch hervorgerufene Induktivitätsverringerung bewirkt eine Erhöhung der Eigenfrequenz des Schwingkreises mit der Folge, daß die Wechselrichteransteuerung der Laständerung unter Umständen nicht mehr folgen kann. Wegen der sich dann einstellenden unzulässigen Phasenlage von Spannung und Strom kann es zu Schäden an den Bauelementen der Energieversorgungsvorrichtung für den Schwingkreis, wie Transistoren einer Wechselrichterschaltung, kommen.
Aus der US 5,694,044 A ist eine Vorrichtung zum Überprüfen von elektrischen Komponenten mit in Reihe geschalteten Spulen bekannt. Hierzu wird jeweils an jede Spule von zwei einander zugeordneten Spulen eine Stoßspannung angelegt, und die sich ergebenden Spannungsverläufe über den beiden Spulen werden überwacht. Aus den zwei Spannungsverläufen wird jeweils ein Signal gebildet und aus diesen Signalen ein prozentualer Differenzwert ermittelt. Der prozentuale Differenzwert wird schließlich mit einem vorgegebenen prozentualen Grenz- Differenzwert verglichen, um einen Isolationsfehler in der Spulenanordnung zu detektieren. Ein kontinuierliches Überwachen von elektrischen Bauteilen ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, die es erlauben, elektrische Bauelemente eines elektrischen Schaltkreises so zu überwachen, daß deren fehlerhafte Funktion sicher und schnell erkannt werden.
Diese Aufgabe wird zum einen durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens einem der elektrischen Bauelemente eine Überwachungseinrichtung zugeordnet ist, welche einen ersten, mit einer ersten Zeitkonstante bestimmten ersten Effektivwert der über diesem Bauelement erfaßten Spannung mit einem zweiten, mit einer zweiten Zeitkonstante bestimmten Effektivwert der über dem Bauelement erfaßten Spannung vergleicht und welche das Ergebnis dieses Vergleichs an eine Signalausgabeeinrichtung liefert, die ein Signal abgibt, wenn die Abweichung der ermittelten Effektivwerte einen Referenzwert überschreitet.
Zum anderen wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Überwachung von elektrischen Bauteilen gelöst, welches die folgenden Schritte umfaßt:
  • - kontinuierliches Erfassen der Spannung über beiden gleichartigen elektrischen Bauelementen,
  • - Bilden eines ersten Effektivwerts mit einer ersten Zeitkonstante,
  • - Bilden eines zweiten Effektivwerts mit einer zweiten Zeitkonstante, welche sich von der ersten Zeitkonstante unterscheidet,
  • - Vergleichen der ermittelten Effektivwerte,
  • - Ausgeben eines Signals, wenn die Abweichung der beiden Effektivwerte größer als ein Referenzwert ist.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß bei einem intakten Bauelement die ermittelten Effektivwerte einer alternierenden Spannung über diesem Bauteil solange unabhängig von der bei der Ermittlung der Effektivwerte jeweils verwendeten Zeitkonstante ist, wie diese deutlich über einer Schwingungsperiode liegt. Tritt jedoch bei einer nicht mehr ordnungsgemäßen Funktion des überwachten Bauteils ein plötzlicher Spannungseinbruch auf, so macht sich dies wesentlich stärker in dem mit der jeweils kleineren Zeitkonstante bestimmten Effektivwert bemerkbar, da bei diesem eine kleine Zeitdauer einer Änderung einen wesentlich größeren Einfluß auf das Ergebnis der Bestimmung des Effektivwertes hat als dies bei der Bestimmung des Effektivwertes mit der jeweils größeren Zeitkonstante der Fall ist. Das Ergebnis des Vergleichs der beiden Effektivwerte läßt somit sofort erkennen, ob ein Defekt an einem Bauteil vorliegt. Auf diese Weise ermöglichen eine erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren eine reaktionsschnelle und sichere Detektion auch solcher Fehler eines Bauelements, die sich nur in einem sehr kurzzeitig auftretenden Spannungseinbruch äußern.
Das von der Signalausgabeeinrichtung im Fall eines Defekts abgebende Signal kann unmittelbar verwendet werden, um die Energieversorgung des mit dem defekten Bauelement bestückten Schaltkreisteils zu unterbrechen und/oder um ein Alarmsignal auszugeben. Auf diese Weise tragen die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich dazu bei, eine Störung eines mittels des Schaltkreises, in welchen die überwachten Bauelemente integriert sind, durchgeführten Prozesses und eine Schädigung von anderen eingesetzten Bauelementen zu verhindern.
Gemäß einer praxisgerechten, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Überwachungseinrichtung einen ersten Effektivwertwandler zum Bestimmen des ersten Effektivwerts mit der ersten Zeitkonstante, einen zweiten Effektivwertwandler zum Bestimmen des zweiten Effektivwerts mit der zweiten Zeitkonstante, einen Operationsverstärker mit einstellbarem Verstärkungsfaktor, dessen Eingang mit dem Ausgang eines der Effektivwertwandler, insbesondere dem mit der kleineren Zeitkonstante, zum Abgleichen der Ausgangssignale der Effektivwertwandler im fehlerfreien Betrieb verbunden ist, und einen Komparator zum Vergleichen des Ausgangssignals des Operationsverstärkers mit dem Ausgangssignal desjenigen Effektivwertwandlers umfaßt, der nicht mit dem Operationsverstärkers verbunden ist.
Die Verwendung eines Operationsverstärker mit einstellbarem Verstärkungsfaktor gestattet es, eine erfindungsgemäße Vorrichtung so einzurichten, daß kleinere, in der Praxis auch bei intakten Bauelementen unvermeidbare Spannungsschwankungen noch keine Ausgabe eines Fehlersignals auslösen.
Eine bei der Überwachung von mindestens zwei in Reihe geschalteten Bauelementen vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß ergänzend eine Erfassungseinrichtung, die kontinuierlich die jeweilige Spannung über den elektrischen Bauteilen erfaßt, eine Auswerteinrichtung, welche die Differenz der erfaßten Spannungen bestimmt und einen Vergleich dieser Differenz mit einem Referenzwert durchführt, und eine Signalausgabeeinrichtung vorgesehen ist, welche ein Signal abgibt, wenn der von der Auswerteinrichtung durchgeführte Vergleich ergibt, daß die Abweichung der erfaßten Spannungen den Referenzwert überschreitet.
Diese Ausgestaltung der Erfindung macht sich den Umstand zunutze, daß im fehlerfreien Betrieb einer elektrischen Schaltung, die zwei gleichartige in Reihe geschaltete elektrische Bauelemente aufweist, die Spannung über den beiden Bauelementen im wesentlichen gleich oder, bei unterschiedlicher Dimensionierung der gleichartigen Bauelemente, proportional zueinander ist. In letzterem Fall können beispielsweise der Spannungserfassung entsprechend eingestellte Verstärker nachgeschaltet werden, so daß sich im fehlerfreien Betrieb Spannungssignale gleicher Größe für die Weiterverarbeitung ergeben. Sobald jedoch ein Kurzschluß in einem der elektrischen Bauelemente auftritt, bricht die Spannung über dem Element mit dem Kurzschluß abrupt zusammen.
Ebenso wird bei einem elektrisch leitenden Kontakt zwischen einem elektrischen Bauelement und einem externen Element, wie beispielsweise bei einem Kontakt zwischen einem Induktor und einem induktiv zu erwärmenden Heizgut, ein plötzlicher Spannungseinbruch hervorgerufen. Ein solcher Induktor kann, wie eingangs schon erwähnt, je nach Bauart als zwei in Reihe geschaltete elektrische Bauelemente, nämlich zwei durch die Induktorabschnitte gebildete Induktivitäten, betrachtet werden, welche mittig geerdet sind, so daß eine erste Spannung zwischen einem ersten Anschlußende des Induktors und dem Erdungsanschluß und eine zweite Spannung zwischen dem Erdungsanschluß und dem zweiten Anschlußende des Induktors erfaßt werden können. Die Erfahrung zeigt, daß ein elektrisch leitender Kontakt in der Regel lediglich zu einem der Induktorabschnitte entsteht, so daß nur über diesem Abschnitt ein plötzlicher Spannungszusammenbruch anzutreffen ist. Durch die erfindungsgemäß durchgeführte Überwachung des Spannungseinbruchs kann schnell auf einen Kontakt zwischen Induktor und dem zu erwärmenden Gut reagiert werden. Auf diese. Weise können Schäden am Induktor selbst, seiner Energieversorgung oder Steuerung und dem zu erwärmenden Gut vermieden werden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben und werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Überwachung von zwei Kompensationskondensatoren 3, 4 eines Serienschwingkreises SK. Zwischen den Kompensationskondensatoren 3, 4 ist ein Induktor 5 angeordnet, der mit den Kompensationskondensatoren 3, 4 in Reihe geschaltet ist. Der Induktor 5 ist zur induktiven Erwärmung eines nicht gezeigten Heizguts bestimmt.
Zur Energieversorgung ist der Serienschwingkreis SK über einen HF/MF-Anpaßtransformator 2 an einen Umrichter 1 angeschlossen. Dieser ist mit nicht dargestellten Schaltelementen, wie zum Beispiel Transistoren, ausgestattet, deren Funktion durch eine ebenfalls nicht gezeigte Steuereinrichtung gesteuert wird. Die vom Umrichter 1 gelieferte Spannung wird vom Transformator 2 auf die für den Betrieb des Induktors 5 benötigte Höhe transformiert.
Jedem Kompensationskondensator 3, 4 ist jeweils ein Spannungswandler 6, 7 zugeordnet, wobei der Ausgang des dem Kompensationskondensator 3 zugeordneten Spannungswandlers 6 mit einem Differenzverstärker 8 und der Ausgang des zweiten, dem Kompensationskondensator 4 zugeordneten Spannungswandlers 7 mit einem zweiten Differenzverstärker 9 verbunden ist. Die Spannungswandler 6, 7 bilden mit den mit ihnen jeweils verbundenen Differenzverstärkern 8, 9 jeweils eine Erfassungseinrichtung C1, C2, mit denen die jeweilige Spannung über den Kompensationskondensatoren 3, 4 erfaßt wird.
Der Ausgang des Differenzverstärkers 8 ist auf die Eingänge eines ersten Paares EW1 von Effektivwertwandlern 15, 16 aufgelegt, während der Ausgang des zweiten Differenzverstärkers 9 mit den Eingängen eines zweiten Paares EW2 von Effektivwertwandlern 17, 18 verbunden ist. Jeweils einer der Effektivwertwandler 15 bzw. 17 dieser Paare EW1, EW2 besitzt für die Bestimmung des jeweiligen Effektivwerts E1', E1" eine erste Zeitkonstante T1. Der jeweils zweite der Effektivwertwandler 16 bzw. 18 besitzt für die Bestimmung des anderen Effektivwerts E2', E2" eine zweite Zeitkonstante T2, die wesentlich kleiner ist als die Zeitkonstante T1.
Der Ausgang des jeweils ersten 15, 17 und des jeweils zweiten Effektivwertwandlers 16, 18 der Paare EW1, EW2 ist an jeweils einen Komparator 21, 22 gelegt. Dabei ist zwischen den jeweils zweiten mit der kleineren Zeitkonstante T2 arbeitenden Effektivwertwandler 16, 18 und den Eingang des jeweiligen Komparators 21, 22 ein Operationsverstärker 19, 20 mit einstellbarem Verstärkungsfaktor geschaltet. Der Ausgang des ersten Komparators 21 ist mit einem Eingang 14b und der Ausgang des zweiten Komparators 22 mit einem weiteren Eingang 14c einer Ausgabeeinrichtung 14 verbunden.
Die Erfassungseinrichtung C1 bildet mit dem Effektivwertwandlerpaar EW1, dem Operationsverstärker 19, dem Komparator 21 und der Ausgabeeinrichtung 14 eine dem Kompensationskondensator 3 zugeordnete Überwachungseinrichtung, während die aus der Erfassungseinrichtung C2, dem Effektivwertwandlerpaar EW2, dem Operationsverstärker 20, dem Komparator 22 und der Ausgabeeinrichtung 14 gebildete zweite Überwachungseinrichtung dem Kompenastionskondensator 4 zugeordnet ist.
Zur Überwachung der Funktion des Kompensationskondensators 3 wird von dem Spannungswandler 6 die Spannung U1 über dem Kompensationskondensator 3 erfaßt und durch den Differenzverstärker 8 verstärkt. Aus dem von dem Differenzverstärker 8 gelieferten Spannungssignal U1 wird von dem ersten Effektivwertwandler 15 mit einer großen Zeitkonstante T1 der erste Effektivwert E1' bestimmt. Der zweite Effektivwertwandler 16 ermittelt mit der kleineren Zeitkonstante T2 den zweiten Effektivwert E2'.
Bei einer periodisch alternierenden Spannung U1 an dem Kompensationskondensator 3 ist der jeweilige Effektivwert E1', E2' unabhängig von der verwendeten Zeitkonstante T1, T2, solange diese deutlich über einer Schwingungsperiode liegt. Tritt bei einem Defekt des Kompensationskondensators 3 ein plötzlicher Spannungseinbruch auf, so wirkt sich dieser Spannungseinbruch wesentlich stärker in dem mit der kleineren Zeitkonstante T2 bestimmten Effektivwert E2' aus, da hier eine kleine Zeitdauer T2 einer Änderung einen wesentlich größeren Einfluß auf das Ergebnis der Bestimmung des Effektivwertes E2' hat als dies bei einer viel größeren Zeitkonstante T1 der Fall ist. Durch den Vergleich der beiden Effektivwerte E1', E2' in dem Komparator 21 wird ein Defekt des Kompensationskondensators 3 sofort erkannt und ein entsprechendes Signal an die Signalausgabeeinrichtung weitergegeben. Der Operationsverstärkers 19 ist dabei so eingestellt, daß kleinere Schwankungen der erfaßten Spannungen zu keiner Auslösung eines Signals führen. Durch die Einstellmöglichkeit des Operationsverstärkers 19 kann der von dem Effektivwertwandler 16 mit der kleineren Zeitkonstante T2 gebildete Effektivwert E2' um einen vorgebbaren Faktor kleiner als der von dem Effektivwertwandler 17 mit der größeren Zeitkonstante T1 gebildete Effektivwert E1' werden, ohne daß der Komparator 21 einen Defekt signalisiert.
Die Überwachung des Kompensationskondensators 4 erfolgt ausgehend von der durch die Erfassungseinrichtung C2 erfaßten Spannung U2 über diesem Kondensator 4 mit dem Effektivwertwandlerpaar EW2, dem Operationsverstärker 20 und dem Komparator 22 entsprechend der beschriebenen Überwachung des Kompensationskondensators 3.
Zusätzlich zu den voranstehend erläuterten Merkmalen der Erfindung ist in dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß der Ausgang des Differenzverstärkers 8 über ein Negierglied 10 mit einem ersten Eingang eines Addierers 11 verbunden ist, während der Ausgang des zweiten Differenzverstärkers 9 direkt an den zweiten Eingang des Addierers 11 angeschlossen ist. Der Ausgang des Addierers 11 liegt an einem ersten Eingang eines Komparators 12 an. Der zweite Eingang des Komparators 12 ist mit einer über ein Potentiometer 13 einstellbaren Spannung beaufschlagt.
Der Ausgang des Komparators 12 ist mit einem dritten Eingang 14a der Signalausgabeeinrichtung 14 verbunden.
Im fehlerfreien Betrieb sind die Spannungen U1, U2 über den beiden überwachten Kompensationskondensatoren 3, 4 gleich. Tritt dagegen ein Defekt auf, so ergibt sich über dem defekten Kompensationskondensator 3 oder 4 eine Spannung U1 bzw. U2, die sich beträchtlich von der Spannung U2 bzw. U1 unterscheidet, die über dem jeweils anderen, noch intakten Kompensationskondensator 4 oder 3 erfaßt wird.
Das durch das Negierglied 10 invertierte Spannungssignal -U1 und das nicht invertierte Spannungssignal U2 liegen an dem jeweiligen Eingang des Addierers 11 an. D. h., die beiden Eingänge des Addierers 11 sind im fehlerfreien Betrieb mit zwei betragsmäßig gleichen aber im Vorzeichen entgegengesetzten Signalen -U1, U2 beaufschlagt. Am Ausgang des Addierers 11 ergibt sich folglich bei intakten Kompensationskondensatoren 3, 4 als Summe der beiden Spannungssignale der Wert "Null". Bei einem Defekt eines der Kompensationskondensatoren 3, 4 ergibt sich dagegen ein Differenzwert am Ausgang des Addierers 11, da in diesem Fall betragsmäßig unterschiedliche Spannungssignale -U1, U2 an den Eingängen des Addierers 11 anliegen.
Über das Potentiometer 13 ist als Referenzwert UR eine Spannung entsprechend einer noch tolerierbaren Spannungsdifferenz zwischen den beiden Spannungssignalen eingestellt. Der Komparator 12 vergleicht diese Spannung UR mit der vom Addierer 11 ausgegebenen Differenz ΔU1,2. Ergibt der Vergleich, daß die Spannungsdifferenz ΔU1,2 größer als der Referenzwert UR ist, so gibt die Signalausgabeeinrichtung 14 ein Signal S aus.
Ein Schaltkreis mit ODER-Funktion in der Ausgabeeinrichtung 14 bewirkt, daß am Ausgang 14d der Ausgabeeinrichtung ein Signal S ausgegeben wird, wenn an einem der Eingänge 14a, 14b, 14c der Ausgabeeinrichtung 14 ein Signal anliegt. D. h., wenn mindestens ein Ergebnis der von den Komparatoren 12, 21, 22 durchgeführten Vergleiche ergibt, daß ein Defekt vorliegt, wird ein Signal S ausgegeben. Dieses Signal S wird an die Steuereinrichtung des Umrichters 1 geliefert, welche daraufhin die Schaltelemente des Umrichters 1 blockiert. Auf diese Weise wird eine sofortige Unterbrechung der Energieversorgung des Serienschwingkreises SK bewirkt und weitere Schäden in Bauelementen der Schaltung und im Erwärmungsprozeß verhindert. Zusätzlich bewirkt die Ausgabe des Signals S die optische Anzeige eines Alarms.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Umrichter
2
HF/MF-Anpaßtransformator
3
,
4
Kompensationskondensatoren
5
Induktor
6
,
7
Spannungswandler
8
,
9
Differenzverstärker
10
Negierglied
11
Addierer
12
Komparator
13
Potentiometer
14
Signalausgabeeinrichtung
14a, b, c Eingänge der Signalausgabeeinrichtung
14
14
d Ausgang der Signalausgabeeinrichtung
14
15
,
16
Effektivwertwandler
17
,
18
Effektivwertwandler
19
,
20
Operationsverstärker
21
,
22
Komparatoren
C1, C2 Erfassungseinrichtung
E1', E2' Effektivwerte
EW1 Paar von Effektivwertwandlern
15
,
16
EW2 Paar von Effektivwertwandlern
17
,
18
H Heizgut
SK Serienschwingkreis
S Signal der Signalausgabeeinrichtung
T1, T2 Zeitkonstanten (T
1
< T
2
)
U1 Spannung über dem ersten Kondensator
3
U2 Spannung über dem zweiten Kondensator
4
UR Referenzwert
ΔU1,2
;Differenz der Spannungen U
1
, U
2

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Überwachung von elektrischen Bauteilen, wie in einem Serienschwingkreis (SK) integrierte Kondensatoren (3, 4), Induktoren (5) oder Induktorabschnitte, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem der elektrischen Bauelemente (3, 4 bzw. 5d, 5e) eine Überwachungseinrichtung zugeordnet ist, welche einen ersten, mit einer ersten Zeitkonstante (T1) bestimmten ersten Effektivwert (E1', E1") der über diesem Bauelement erfaßten Spannung (U1) mit einem zweiten, mit einer zweiten Zeitkonstante (T2) bestimmten Effektivwert (E2', E2") der über dem Bauelement (3, 4 bzw. 5d, 5e) erfaßten Spannung vergleicht und welche das Ergebnis dieses Vergleichs an eine Signalausgabeeinrichtung (14) liefert, die ein Signal (S) abgibt, wenn die Abweichung der ermittelten Effektivwerte (E1', E1", E2', E2") einen Referenzwert überschreitet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung
  • - einen ersten Effektivwertwandler (15, 17) zum Bestimmen des ersten Effektivwerts (E1', E1") mit der ersten Zeitkonstante (T1),
  • - einen zweiten Effektivwertwandler (16, 18) zum Bestimmen des zweiten Effektivwerts (E2', E2") mit der zweiten Zeitkonstante (T2),
  • - einen Operationsverstärker (19, 20) mit einstellbarem Verstärkungsfaktor, dessen Eingang mit dem Ausgang eines der Effektivwertwandler (16 bzw. 18), insbesondere dem mit der kleineren Zeitkonstante (T2), zum Abgleichen des Ausgangssignale des Effektivwertwandlers (16, 18) im fehlerfreien Betrieb verbunden ist, und
  • - einen Komparator (21, 22) zum Vergleichen des Ausgangssignals des Operationsverstärkers (19, 20) mit dem Ausgangssignal desjenigen Effektivwertwandlers (15 bzw. 17) umfaßt, der nicht mit dem Operationsverstärker (19, 20) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren in Reihe geschalteten elektrischen Bauelementen (3, 4 bzw. 5d, 5e) jedem dieser Bauelemente (3, 4 bzw. 5d, 5e) eine Überwachungseinrichtung zugeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren in Reihe geschalteten und überwachten Bauelementen zusätzlich
  • - eine Erfassungseinrichtung, die kontinuierlich die jeweilige Spannung über den elektrischen Bauteilen (3, 4, 5d, 5e) erfaßt,
  • - eine Auswerteinrichtung, welche die Differenz der erfaßten Spannungen bestimmt und einen Vergleich dieser Differenz mit einem Referenzwert durchführt, und
  • - eine Signalausgabeeinrichtung vorgesehen ist, welche ein Signal (S) abgibt, wenn der von der Auswerteinrichtung durchgeführte Vergleich ergibt, daß die Abweichung der erfaßten Spannungen den Referenzwert überschreitet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem elektrischen Bauelement (3, 4 bzw. 5d, 5e) jeweils ein Spannungswandler (6, 7) und ein Differenzverstärker (8, 9) der Erfassungseinrichtung zugeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung
  • - ein Negierglied (10) zum Invertieren einer der von den Erfassungseinrichtungen erfaßten Spannungen,
  • - einen Addierer (11) zum Addieren der durch das Negierglied (10) invertierten Spannung und der zweiten, nicht invertierten Spannung und
  • - einen dem Addierer nachgeschalteten Komparator (12) zum Vergleichen des Ausgangswertes des Addierers (11) mit einem vorgegebenen Referenzwert (UR) umfaßt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung ein mit einer Spannungsquelle verbundenes Potentiometer (13) umfaßt, mittels dessen der Referenzwert (UR) einstellbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalausgabeeinrichtung (14) mehrere Eingänge (14-14c) und einen ODER-Schaltkreis umfaßt, der beim Anliegen eines Signals an den Eingängen (14a-14c) die Abgabe eines Signals (S) auslöst.
9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe eines Störsignals (S) eine Unterbrechung der Energieversorgung des die überwachten elektrischen Bauelemente (3, 4, 5d, 5e) enthaltenden Schaltkreisteils bewirkt.
10. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche für die Überwachung elektrischer Bauelemente eines Serienschwingkreises (SK).
11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Serienschwingkreis (SK) zu seiner Energieversorgung über einen Transformator (2) mit einem Umrichter (1) verbunden ist.
12. Verwendung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Serienschwingkreis (SK) zwei Kondensatoren (3, 4) und einen Induktor (5) zur induktiven Erwärmung eines Heizgutes umfaßt und daß mindestens den beiden Kondensatoren (3, 4) jeweils eine Überwachungseinrichtung zugeordnet ist.
13. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Überwachung elektrischer Bauelemente eines Umrichters.
14. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Überwachung von für Meßgeräte eingesetzten elektrischen Bauelementen.
15. Verfahren zur Überwachung von elektrischen Bauteilen, wie in einem Serienschwingkreis (SK) integrierten Kondensatoren (3, 4) oder Induktoren (5) bzw. Induktorabschnitten, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • - kontinuierliches Erfassen der Spannung (U1, U2) über Bauelemente (3, 4, 5),
  • - Bilden eines ersten Effektivwerts (E1') der erfaßten Spannung (U1, U2) mit einer ersten Zeitkonstante (T1),
  • - Bilden eines zweiten Effektivwerts (E2') der erfaßten Spannung (U1, U2) mit einer zweiten Zeitkonstante (T2), welche sich von der ersten Zeitkonstante (T1) unterscheidet,
  • - Vergleichen der ermittelten Effektivwerte (E1', E2'),
  • - Ausgeben eines Signals (S), wenn die Abweichung der Effektivwerte (E1', E2') größer als ein Referenzwert ist.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zeitkonstante (T2) wesentlich kleiner als die erste Zeitkonstante (T1) ist.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe eines Signals (S) die Unterbrechung der Energieversorgung eines die überwachten Bauelemente (3, 4) enthaltenden Schaltkreisteils bewirkt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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