DE19829967C2 - Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung von elektrischen Bauteilen - Google Patents
Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung von elektrischen BauteilenInfo
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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.
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
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
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
SK Serienschwingkreis
S Signal der Signalausgabeeinrichtung
T1, T2 Zeitkonstanten (T
1
< T
2
)
U1 Spannung über dem ersten Kondensator
U1 Spannung über dem ersten Kondensator
3
U2 Spannung über dem zweiten Kondensator
4
UR Referenzwert
ΔU1,2
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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---|---|---|---|
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---|---|---|---|
DE19829967A DE19829967C2 (de) | 1998-07-04 | 1998-07-04 | Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung von elektrischen Bauteilen |
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---|---|
DE19829967A1 DE19829967A1 (de) | 2000-01-20 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19829967A Expired - Fee Related DE19829967C2 (de) | 1998-07-04 | 1998-07-04 | Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung von elektrischen Bauteilen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19829967C2 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5694044A (en) * | 1995-11-13 | 1997-12-02 | Fisher Data Products, Inc. | Simultaneous surge test of two coils of an assembly of series connected coils |
-
1998
- 1998-07-04 DE DE19829967A patent/DE19829967C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5694044A (en) * | 1995-11-13 | 1997-12-02 | Fisher Data Products, Inc. | Simultaneous surge test of two coils of an assembly of series connected coils |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19829967A1 (de) | 2000-01-20 |
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