ITTO20131079A1 - Filtro per la soppressione di disturbi elettrici ed elettrodomestico comprendente detto filtro - Google Patents

Filtro per la soppressione di disturbi elettrici ed elettrodomestico comprendente detto filtro

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ITTO20131079A1
ITTO20131079A1 IT001079A ITTO20131079A ITTO20131079A1 IT TO20131079 A1 ITTO20131079 A1 IT TO20131079A1 IT 001079 A IT001079 A IT 001079A IT TO20131079 A ITTO20131079 A IT TO20131079A IT TO20131079 A1 ITTO20131079 A1 IT TO20131079A1
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IT
Italy
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filter
household appliance
electrical
connection
capacitor
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IT001079A
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Alberto Camerin
Mauro Possanza
Luca Sorrentino
Simone Tordoni
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Indesit Co Spa
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Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo:-“FILTRO PER LA SOPPRESSIONE DI DISTURBI ELETTRICI ED ELETTRODOMESTICO COMPRENDENTE DETTO FILTRO”
DESCRIZIONE
[CAMPO DELLA TECNICA]
La presente invenzione ha per oggetto un filtro per la soppressione di disturbi elettrici.
L’invenzione si riferisce inoltre ad un elettrodomestico dotato di detto filtro.
[ARTE NOTA]
Com’è noto, gli elettrodomestici sono dotati, al proprio interno, di uno o più carichi elettrici che vengono opportunamente alimentati allo scopo di contribuire all’esecuzione delle funzioni alle quali l’elettrodomestico stesso è preposto.
A titolo esemplificativo possono essere considerati i resistori di riscaldamento presenti nelle lavastoviglie e nelle lavabiancheria, che hanno il compito di riscaldare l’acqua impiegata per i cicli di lavaggio.
Un possibile guasto dei citati carichi elettrici può provocare, com’è noto, una eccessiva dispersione di corrente verso terra, causando surriscaldamenti incontrollati dei carichi e/o dei loro componenti, fino a far nascere veri e propri incendi.
Secondo lo stato dell’arte, se l’apparecchiatura è alimentata da una rete realizzata e manutenuta secondo i canoni di sicurezza previsti, una circostanza quale quella sopra brevemente descritta dovrebbe essere evitata dal sistema di sicurezza facente parte della rete stessa che, a seguito di un rilevamento differenziale sulle linee di fase e di neutro, riconosce l’insorgere di una situazione pericolosa ed interrompe l’alimentazione all’elettrodomestico.
Vi sono tuttavia frangenti in cui, per i motivi più disparati, questo sistema di sicurezza non interviene, oppure è del tutto assente.
Lo stato dell’arte mette a disposizione soluzioni tecniche che hanno come obiettivo quello di risolvere l’inconveniente qui sopra brevemente descritto.
Tali soluzioni presentano tuttavia una rilevante complessità strutturale e comportano elevati costi di realizzazione.
[OBIETTIVI E SINTESI DELL’INVENZIONE]
Scopo della presente invenzione è quindi fornire un filtro per la soppressione di disturbi elettrici, ed un elettrodomestico dotato di detto filtro, che permettano di superare gli inconvenienti sopra evidenziati.
In particolare, scopo dell’invenzione è fornire un elettrodomestico dotato di un sistema di sicurezza supplementare rispetto a quello di cui la rete di alimentazione dovrebbe essere di per sé dotata.
Un altro scopo dell’invenzione è fornire un elettrodomestico provvisto di un sistema di sicurezza supplementare che sia di semplice realizzazione.
Un ulteriore scopo è mettere a disposizione un elettrodomestico provvisto di un sistema di sicurezza che non imponga sostanzialmente alcun vincolo, sia in fase di progettazione che in fase di realizzazione, in termini di flessibilità nel posizionamento dei componenti elettrici/elettronici.
Un ulteriore scopo dell’invenzione è fornire un filtro per la soppressione di disturbi elettrici che permetta di eseguire in maniera semplice ed affidabile anche un controllo su correnti di dispersione verso terra.
Questi ed altri scopi ancora sono sostanzialmente raggiunti da un filtro per la soppressione di disturbi elettrici, e da un elettrodomestico dotato di detto filtro, secondo quanto descritto nelle unite rivendicazioni.
Un’idea alla base della presente invenzione consiste nell’aggiungere, alla bobina di modo comune del cosiddetto filtro macchina, un ulteriore avvolgimento tramite il quale può essere rilevata una grandezza principale rappresentativo di un’eventuale corrente di dispersione verso terra.
In particolare, in accordo con un primo aspetto, l’invenzione ha per oggetto un filtro per la soppressione di disturbi elettrici, adatto ad essere impiegato in un elettrodomestico, detto filtro comprendendo:
- un primo condensatore collegabile tra terminali di connessione di detto elettrodomestico ed atto a filtrare disturbi di modo differenziale;
- un secondo condensatore ed un terzo condensatore, rispettivamente collegabili tra un rispettivo di detti terminali di connessione ed un nodo di terra, detto secondo e terzo condensatore essendo atti a filtrare verso terra disturbi di modo comune;
- una bobina di modo comune comprendente uno o più avvolgimenti atti a filtrare disturbi di modo comune;
in cui detta bobina di modo comune comprende inoltre un avvolgimento di rilevamento configurato per rilevare una grandezza rappresentativa di una corrente di dispersione che fluisce in un ramo di connessione a terra.
Preferibilmente detta grandezza rappresentativa è una tensione letta ai terminali di detto avvolgimento di rilevamento.
Preferibilmente i terminali di detto avvolgimento sono collegati a rispettivi terminali di una resistenza di terminazione.
Preferibilmente detti avvolgimenti atti a filtrare disturbi di modo comune sono collegabili tra detti terminali e detti secondo e terzo condensatore.
In accordo con un diverso aspetto, l’invenzione riguarda un elettrodomestico comprendente almeno un carico elettrico collegato ad una rete di alimentazione elettrica, detto almeno un carico elettrico essendo associato ad un ramo di connessione a terra, detto elettrodomestico comprendendo inoltre:
a. detto filtro per la soppressione di disturbi elettrici;
b. un modulo di comparazione associato a detto avvolgimento di rilevamento e configurato per confrontare detta grandezza principale con una soglia preimpostata;
in cui detto modulo di comparazione è inoltre configurato per disconnettere detto almeno un carico elettrico da detta rete di alimentazione se detta grandezza principale risulta maggiore di detta soglia preimpostata.
Preferibilmente detto modulo di comparazione è configurato per disconnettere detto almeno un carico elettrico sia da una linea di fase, sia da una linea di neutro, di detta rete di alimentazione.
Preferibilmente detto elettrodomestico è provvisto di almeno due terminali di connessione configurati per essere collegati alla linea di fase ed alla linea di neutro di detta rete di alimentazione, in cui il primo condensatore di detto filtro è collegato tra detti due terminali di connessione, in cui il secondo ed il terzo condensatore di detto filtro sono collegati tra un rispettivo di detti almeno due terminali di connessione ed un nodo di terra.
Preferibilmente detto almeno un carico elettrico è una pluralità di carichi elettrici, ciascuno presentante una prima connessione tramite un rispettivo interruttore principale ad uno di detti terminali di connessione, ed una seconda connessione all’altro terminale di connessione.
Preferibilmente le seconde connessioni di detti carichi elettrici sono collegate al rispettivo terminale di detto elettrodomestico tramite un interruttore comune.
Preferibilmente detto modulo di comparazione è configurato per aprire detti interruttori principali e detto interruttore comune se detta grandezza principale è maggiore di detta soglia preimpostata.
[BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI]
Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente da una descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva dell’invenzione.
Tale descrizione è fornita qui di seguito con riferimento alle unite figure, anch’esse aventi scopo puramente esemplificativo e pertanto non limitativo, in cui: - la figura 1 mostra uno schema circuitale di un filtro per la soppressione di disturbi elettrici in accordo con la presente invenzione;
- la figura 2 mostra uno schema a blocchi di un elettrodomestico dotato del filtro di figura 1, in cui alcuni elementi sono stati eliminati per permettere una migliore leggibilità della figura.
[DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE]
Con riferimento alle unite figure, con F è stato indicato un filtro per la soppressione di disturbi elettrici in accordo con l’invenzione, mentre con il riferimento numerico 1 è stato complessivamente indicato un elettrodomestico provvisto di tale filtro.
Il filtro F (figura 1) è un cosiddetto “filtro macchina”, cioè un filtro dedicato alla soppressione dei disturbi entranti nell’elettrodomestico dalla rete elettrica, e dei disturbi iniettati nella rete elettrica dall’elettrodomestico stesso.
Il filtro F comprende preferibilmente un primo condensatore C1 in classe “X” collegato tra i due terminali connessione T1, T2.
Il primo condensatore C1 ha il compito di eliminare i disturbi di modo differenziale.
Il filtro F comprende preferibilmente un secondo condensatore C2 ed un terzo condensatore C3, entrambi in classe “Y”, collegati rispettivamente tra il terminale di connessione T1 e terra, e tra il terminale di connessione T2 e terra.
Il secondo e terzo condensatore C2, C3 hanno il compito di sopprimere i disturbi verso terra.
Il filtro F comprende inoltre una bobina di modo comune B comprendente due avvolgimenti B1, B2 atti a filtrare disturbi di modo comune ed avvolti su un medesimo toroide T. L’avvolgimento B1 è interposto tra il terminale T1 ed il secondo condensatore C2.
L’avvolgimento B2 è interposto tra il terminale T2 ed il terzo condensatore C3.
La bobina di modo comune B comprende inoltre un avvolgimento di rilevamento B3.
L’avvolgimento di rilevamento B3 è avvolto intorno al medesimo toroide T degli avvolgimenti B1, B2.
Le correnti in negli avvolgimenti B1, B2 inducono un campo magnetico nel toroide T; tale campo magnetico induce una corrispondente corrente nell’avvolgimento di rilevamento B3.
L’avvolgimento di rilevamento B3 è configurato per rilevare una grandezza principale MP rappresentativa di una corrente I di dispersione che fluisce in un ramo 10 di connessione a terra.
Preferibilmente l’avvolgimento di rilevamento B3 presenta terminali collegati a rispettivi terminali di una resistenza di terminazione RX.
La grandezza principale MP può essere vantaggiosamente una tensione misurata ai capi di detto avvolgimento di rilevamento B3.
La Richiedente ritiene che tale tensione sia rappresentativa dello sbilanciamento tra la linea di fase P e la linea di neutro N e sia quindi correlato alla dispersione verso terra (rappresentata dal connettore E).
A titolo esemplificativo, l’elettrodomestico 1 (figura 2) può essere una lavastoviglie oppure una lavabiancheria.
In generale, l’elettrodomestico 1 è un elettrodomestico in cui, per questioni di normativa e/o di sicurezza, almeno un carico elettrico è collegato a terra.
Scendendo in maggiore dettaglio, l’elettrodomestico 1 comprende almeno un carico elettrico L1-Ln.
A titolo esemplificativo la figura 2 mostra un elettrodomestico 1 comprendente una pluralità di carichi elettrici L1-Ln.
Come detto, l’almeno un carico elettrico L1-Ln è associato ad un ramo 10 di connessione a terra.
In particolare, come esemplificativamente mostrato in figura 2, i collegamenti Y1-Yn provenienti dai carichi elettrici L1-Ln afferiscono al nodo di terra N, a cui sono connessi anche il secondo ed il terzo condensatore C2, C3 del filtro F; dal nodo di terra N si sviluppa poi il ramo 10 di connessione in cui è possibile che fluisca la corrente di dispersione I che si desidera monitorare.
Si noti che il filtro F di figura 2 è il medesimo filtro F di figura 1; nella figura 2 sono tuttavia stati eliminati alcuni elementi (es. gli avvolgimenti B1, B2) al mero scopo di rendere la figura maggiormente leggibile. Gli elementi non rappresentati sono quindi da considerarsi comunque compresi anche nel filtro F di figura 2.
In accordo con l’invenzione, l’elettrodomestico 1 è provvisto di modulo di comparazione 40.
Come sarà più chiaro in seguito, per mezzo del modulo di comparazione 40 è possibile disconnettere l’almeno un carico elettrico L1-Ln dalla rete di alimentazione nel caso in cui una corrente di dispersione che fluisce nel ramo 10 superi una determinata soglia.
Vantaggiosamente, a questo scopo il modulo di comparazione 40 coopera almeno il summenzionato avvolgimento di rilevamento B3.
Il modulo di comparazione 40 è configurato per confrontare con una soglia prefissata la grandezza principale MP rilevata tramite l’avvolgimento di rilevamento B3.
La soglia prefissata può essere definita sia in modo hardware, cioè fissando una tensione di riferimento tramite opportuni elementi circuitali dimensionati in maniera opportuna, sia in modo software, cioè programmando un valore di soglia in un microprocessore che implementa detto modulo di comparazione 40.
Preferibilmente un primo terminale dell’avvolgimento di rilevamento B3 è collegato ad un pin di massa del microprocessore, mentre l’altro terminale del medesimo avvolgimento di rilevamento B3 è collegato ad un convertitore A/D, che provvede a fornire il dato digitale al microprocessore.
La soglia prefissata rappresenta un valore limite oltre il quale c’è il concreto pericolo che possa innescarsi un incendio; la soglia prefissata corrisponde preferibilmente ad una corrente di dispersione I in un range tra 250 mA e 3A.
Quindi, nel caso in cui la corrente di dispersione I superi dei valori di sicurezza, rappresentati da detta soglia prefissata, il modulo di comparazione 40 provvede a disconnettere l’almeno un carico elettrico L1-Ln dalla rete di alimentazione.
In particolare, il modulo di comparazione provvede a disconnettere l’almeno un carico L1-Ln sia da una linea di fase P, sia da una linea di neutro N della rete di alimentazione. Viene in questo modo realizzata una protezione con cosiddetta disconnessione “bipolare”.
Preferibilmente l’elettrodomestico 1 presenta almeno due terminali di connessione T1, T2 configurati per essere collegati alla linea di fase P ed alla linea di neutro N della rete di alimentazione. I terminali T1, T2 possono essere parte o essere compresi in una spina elettrica 50, collegabile ad una presa connessa ad una rete di alimentazione.
Tale presa presenta preferibilmente una connessione per la linea di fase P, una connessione per la linea di neutro N ed una connessione per la linea di terra E.
Ai due terminali di connessione T1, T2 è collegato il filtro F sopra descritto.
In particolare, l’avvolgimento B1 è interposto tra il terminale T1 ed il secondo condensatore C2, mentre l’avvolgimento B2 è interposto tra il terminale T2 ed il terzo condensatore C3.
Con riferimento alla forma di realizzazione schematicamente illustrata in figura 2, l’elettrodomestico 1 comprende una pluralità di carichi elettrici L1-Ln.
A titolo esemplificativo i carichi elettrici L1-Ln possono comprendere un resistore di riscaldamento R, un motore elettrico facente parte dell’elettrodomestico 1, ecc..
In generale i carichi L1-Ln sono carichi elettrici che presentano almeno una parte metallica collegata a terra.
Nel suddetto esempio di un motore elettrico la parte metallica collegata a terra è rappresentata dal gruppo di lamierini metallici facenti parte dello statore.
Preferibilmente ciascun carico elettrico L1-Ln è collegato al ramo 10 di connessione a terra tramite un rispettivo collegamento Y1-Yn.
Al ramo 10 di connessione a terra afferiscono quindi le connessioni a terra Y1-Yn di tutti i carichi elettrici L1-Ln.
Preferibilmente ciascun carico elettrico L1-Ln presenta una prima connessione X1-Xn, tramite un rispettivo interruttore principale MS1-MSn, ad uno dei terminali di connessione T1, T2, ed una seconda connessione Z1-Zn all’altro terminale di connessione.
Preferibilmente le seconde connessioni Z1-Zn dei carichi elettrici L1-Ln sono collegate al rispettivo terminale T1, T2 dell’elettrodomestico 1 tramite un interruttore comune SX.
A titolo esemplificativo, la figura 2 mostra che le prime connessioni X1-Xn dei carichi L1-Ln afferiscono al secondo terminale T2, tramite gli interruttori principali MS1-MSn, mentre le seconde connessioni Z1-Zn afferiscono al primo terminale T1 tramite l’interruttore comune SX.
Quando il modulo di comparazione 40 determina che la corrente di dispersione I che fluisce nel ramo 10 ha raggiunto valori critici (cioè, la grandezza principale MP ha superato la soglia predeterminata), allora provvede ad aprire sia gli interruttori principali MS1-MSn, sia l’interruttore comune SX.
L’invenzione consegue importanti vantaggi.
Innanzitutto, il filtro secondo l’invenzione permette in maniere particolarmente semplice ed economica di attuare controlli supplementari su correnti di dispersione indesiderate e, talvolta, estremamente pericolose.
l’elettrodomestico secondo l’invenzione è quindi dotato di una sicurezza supplementare rispetto al sistema che ciascuna rete di alimentazione dovrebbe prevedere.
Inoltre, il sistema di sicurezza ottenuto a bordo dell’elettrodomestico risulta di realizzazione semplice ed economica.
In aggiunta a quanto sopra, il sistema di sicurezza può essere montato all’interno dell’elettrodomestico secondo l’invenzione con estrema flessibilità, particolarmente con riferimento alla disposizione dell’elemento di rilevamento.

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Filtro (F) per la soppressione di disturbi elettrici, adatto ad essere impiegato in un elettrodomestico (1), detto filtro (F) comprendendo: - un primo condensatore (C1) collegabile tra terminali di connessione (T1, T2) di detto elettrodomestico (1) ed atto a filtrare disturbi di modo differenziale; - un secondo condensatore (C2) ed un terzo condensatore (C3), rispettivamente collegabili tra un rispettivo di detti terminali di connessione (T1, T2) ed un nodo di terra (N), detto secondo e terzo condensatore (C2, C3) essendo atti a filtrare verso terra disturbi di modo comune; - una bobina di modo comune (B) comprendente due avvolgimenti (B1, B2) atti a filtrare disturbi di modo comune; in cui detta bobina di modo comune (B) comprende inoltre un avvolgimento di rilevamento (B3) configurato per rilevare una grandezza principale (MP) rappresentativa di una corrente (I) di dispersione che fluisce in un ramo (10) di connessione a terra.
  2. 2. Filtro secondo la rivendicazione 1 in cui i terminali di detto avvolgimento di rilevamento (B3) sono chiusi su di una resistenza di terminazione (RX).
  3. 3. Filtro secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui detto parametro principale (MP) è una tensione misurata ai capi di detto avvolgimento di rilevamento (B3).
  4. 4. Filtro secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detti avvolgimenti (B1, B2) atti a filtrare disturbi di modo comune sono collegabili tra detti terminali (T1, T2) e detti secondo e terzo condensatore (C2, C3).
  5. 5. Elettrodomestico comprendente almeno un carico elettrico (L1-Ln) collegato ad una rete di alimentazione elettrica, detto almeno un carico elettrico (L1-Ln) essendo associato ad un ramo (10) di connessione a terra, detto elettrodomestico (1) comprendendo inoltre: a. un filtro (F) per la soppressione di disturbi elettrici secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti; b. un modulo di comparazione (40) associato a detto avvolgimento di rilevamento (B3) e configurato per confrontare detta grandezza principale (MP) con una soglia preimpostata; in cui detto modulo di comparazione (40) è inoltre configurato per disconnettere detto almeno un carico elettrico (L1-Ln) da detta rete di alimentazione se detta grandezza principale (MP) risulta maggiore di detta soglia preimpostata.
  6. 6. Elettrodomestico secondo la rivendicazione 5 in cui detto modulo di comparazione (40) è configurato per disconnettere detto almeno un carico elettrico (L1-Ln) sia da una linea di fase (P), sia da una linea di neutro (N), di detta rete di alimentazione.
  7. 7. Elettrodomestico secondo la rivendicazione 5 o 6 provvisto di almeno due terminali di connessione (T1, T2) configurati per essere collegati alla linea di fase (P) ed alla linea di neutro (N) di detta rete di alimentazione, in cui il primo condensatore (C1) di detto filtro (F) è collegato tra detti due terminali di connessione (T1, T2), in cui il secondo ed il terzo condensatore (C2, C3) di detto filtro (F) sono collegati tra un rispettivo di detti almeno due terminali di connessione (T1, T2) ed un nodo di terra (N).
  8. 8. Elettrodomestico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7 in cui detto almeno un carico elettrico (L1-Ln) è una pluralità di carichi elettrici, ciascuno presentante una prima connessione (X1-Xn) tramite un rispettivo interruttore principale (MS1-MSn) ad uno di detti terminali di connessione (T1, T2), ed una seconda connessione (Z1-Zn) all’altro terminale di connessione.
  9. 9. Elettrodomestico secondo la rivendicazione 8 in cui le seconde connessioni (Z1-Zn) di detti carichi elettrici (L1-Ln) sono collegate al rispettivo terminale (T1, T2) di detto elettrodomestico (1) tramite un interruttore comune (SX).
  10. 10. Elettrodomestico secondo la rivendicazione 9 in cui detto modulo di comparazione (40) è configurato per aprire detti interruttori principali (MS1-MSn) e detto interruttore comune (SX) se detta grandezza principale (MP) è maggiore di detta soglia preimpostata.
  11. 11. Elettrodomestico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 10 in cui ciascun carico elettrico (L1-Ln) presenta un collegamento (Y1-Yn) a detto ramo (10) di connessione a terra.
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