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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben
von mindestens zwei elektrischen Verbrauchern eines Hausgeräts, bei welcher
die mindestens zwei elektrischen Verbraucher jeweils mit einem separaten
Schalter in Reihe geschaltet und über einen gemeinsamen Pol mit
einem Anschluss eines Eingangs der Schaltungsanordnung gekoppelt
sind, und bei welcher eine Steuer- und/oder Regeleinheit zum Ansteuern
des jeweils einen separaten Schalters ausgebildet ist. Die vorliegende
Erfindung betrifft darüber
hinaus ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben von mindestens zwei
elektrischen Verbrauchern eines Hausgeräts.
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Schaltungsanordnungen
zum Betreiben von mindestens zwei elektrischen Verbrauchern, und
insbesondere zum Betreiben einer Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern,
eines Hausgeräts
sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Bei einer bekannten,
von der Anmelderin stammenden Schaltungsanordnung zum Betreiben
einer Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern, wie beispielsweise
eines elektrischen Motors, einer Heizung und/oder einer Pumpe, wird
den elektrischen Verbrauchern jeweils ein separater Schalter zugeordnet, über welchen
die elektrischen Verbraucher in Betrieb genommen werden können. Dabei
sind die elektrischen Verbraucher mit dem jeweils einen separaten
Schalter in Reihe geschaltet, wobei der jeweils eine separate Schalter von
Seiten einer Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuert werden kann.
Bei der bekannten Schaltungsanordnung sind die mindestens zwei elektrischen
Verbraucher über
einen gemeinsamen Pol mit einem Anschluss eines Eingangs der Schaltungsanordnung
gekoppelt.
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Das
Interesse gilt vorliegend einem Überwachen
von Schaltvorgängen
der den mindestens zwei elektrischen Verbrauchern zugeordneten Schalter bzw.
einem Überwachen
eines ordnungsgemäßen Betriebs
der Schalter und/oder der elektrischen Verbraucher.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung
sowie ein Verfahren zum Betreiben von mindestens zwei elektrischen
Verbrauchern eines Hausgeräts
zu schaffen, bei welcher und bei welchem mit geringem technischen
Aufwand ein Überwachen
der ordnungsgemäßen Funktion
der elektrischen Verbraucher und/oder der Schalter gewährleistet
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Schaltungsanordnung sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungen der Erfindung sind
in den abhängigen
Patentansprüchen
angegeben.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
zum Betreiben von mindestens zwei elektrischen Verbrauchern eines
Hausgeräts
sind die mindestens zwei elektrischen Verbraucher jeweils mit einem
separaten Schalter in Reihe geschaltet und über einen gemeinsamen Pol mit
einem Anschluss eines Eingangs der Schaltungsanordnung gekoppelt.
Bei der Schaltungsanordnung ist eine Steuer- und/oder Regeleinheit
zum Ansteuern des jeweils einen separaten Schalters ausgebildet.
Ein Gedanke der Erfindung besteht darin, dass eine Stromerfassungseinrichtung
mit der Steuer- und/oder Regeleinheit gekoppelt ist, welche zum
Erfassen eines Summenstroms ausgebildet ist, welcher über eine
den gemeinsamen Pol mit dem Anschluss koppelnde Stromleitung fließt.
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Mit
anderen Worten basiert die vorliegende Erfindung auf der Erkenntnis,
dass zum Überwachen eines
ordnungsgemäßen Betriebs
der elektrischen Verbraucher und/oder des jeweils einen separaten Schalters
eine Stromerfassungseinrichtung eingesetzt werden kann, welche mit
der Steuer- und/oder Regeleinheit gekoppelt ist und welche zum Erfassen eines über eine
den gemeinsamen Pol mit dem Anschluss koppelnden Stromleitung fließenden Summenstroms
ausgebildet ist. In vorteilhafter Weise wird hierdurch erreicht,
dass anhand des erfassten Summenstroms die ordnungsgemäße Funktion
der elektrischen Verbraucher und/oder des jeweils einen separaten
Schalters festgestellt werden kann.
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Unter
dem Begriff „Hausgerät” wird hier
insbesondere ein Hausgerät
zur Pflege von Wäschestücken, wie
bevorzugt eine Waschmaschine, ein Trockner oder ein Waschtrockner,
verstanden.
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Es
hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Stromerfassungseinrichtung
zur induktiven Stromerfassung ausgebildet ist. So kann insbesondere
die Stromerfassungseinrichtung eine Induktionsspule aufweisen, in
welcher Strom abhängig
von dem über
die den gemeinsamen Pol mit dem Anschluss koppelnde Stromleitung
fließenden
Summenstrom induziert wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass
die Stromerfassungseinrichtung einen Hall-Sensor umfasst. Um eine
kostenreduzierte Schaltungsanordnung zu schaffen, kann in einer
weiteren alternativen Ausführungsform
vorgesehen sein, dass die Stromerfassungseinrichtung einen Stromerfassungswiderstand
(Shunt-Widerstand) aufweist, und der Summenstrom durch eine Messung
einer an dem Stromerfassungswiderstand abfallenden Spannung erfasst
wird.
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Bevorzugt
ist die Steuer- und/oder Regeleinheit ausgebildet, den jeweils einen
separaten Schalter zum gleichzeitigen Überwachen eines ordnungsgemäßen Betriebs
der mindestens zwei elektrischen Verbraucher anzusteuern und den
Summenstrom auszuwerten. Insbesondere erfolgt das Ansteuern des
jeweils einen separaten Schalters bzw. das gleichzeitige Überwachen
des ordnungsgemäßen Betriebs
der mindestens zwei elektrischen Verbraucher vor einer Inbetriebnahme
der elektrischen Verbraucher. Bei dieser Ausführungsform ist in bevorzugter
Weise vorgesehen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit ausgebildet
ist, den ordnungsgemäßen Betrieb
der elektrischen Verbraucher gruppenweise zu überwachen. Mit anderen Worten
kann die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu befähigt sein, gleichzeitig eine
vorgegebene Gruppe der elektrischen Verbraucher oder die der vorgegebenen
Gruppe der elektrischen Verbraucher zugeordneten Schalter zu überwachen.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass durch Ansteuern eines einzelnen
Schalters die ordnungsgemäße Funktion
des einzelnen Schalters und/oder eines einzelnen elektrischen Verbrauchers überprüft wird.
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Es
hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass in der Steuer- und/oder
Regeleinheit eine Soll-Stromcharakteristik abgelegt ist, und die
Steuer- und/oder Regeleinheit zum Vergleichen des erfassten Summenstroms
mit der Soll-Charakteristik ausgebildet ist. Insbesondere können Summenstrom-Sollwerte
in der Steuer- und/oder Regeleinheit abgelegt sein, und der erfasste
Summenstrom kann mit den abgelegten Summenstrom-Sollwerten verglichen werden. Insbesondere
ist bei dieser Ausführungsform
vorgesehen, dass die Summenstrom-Sollwerte in Abhängigkeit von
Schaltzuständen
der Schalter definiert werden, wobei durch das Vergleichen des Summenstroms
mit den abgelegten Summenstrom-Sollwerten auf den aktuellen Schaltzustand
der Schalter geschlossen werden kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass zulässige
Summenstrom-Wertebereiche
bzw. zulässige
Fenster für
den Summenstrom vordefiniert sind, und die Steuer- und oder Regeleinheit
ausgebildet ist, bei einem Erkennen eines fehlerhaften Betriebs
eines Schalters und/oder eines elektrischen Verbrauchers einen sicheren
Betriebszustand einzunehmen. Bei dem sicheren Zustand kann es sich
beispielsweise um ein Öffnen
aller Schalter und/oder um ein Öffnen
eines für
alle elektrischen Verbraucher gemeinsamen Schalters handeln. Ferner
kann vorgesehen sein, dass beim Erkennen eines fehlerhaften Betriebs
eines Schalters und/oder eines elektrischen Verbrauchers eine Fehlermeldung für einen
Benutzer des Hausgeräts
ausgegeben wird.
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Bevorzugt
ist die Steuer- und/oder Regeleinheit zum Auswerten eines Gleichstromanteils
des Summenstroms ausgebildet. Diese Ausführungsform zeigt sich bei einem
Betrieb mit Gleichstrom besonders vorteilhaft. Auch bei einem Betrieb
mit Wechselstrom kann durch das Auswerten des Gleichstromanteils
des Summenstroms bzw. durch ein Erkennen eines Gleichstromanteils
in einem Wechselstromverlauf auf einen fehlerhaften Betrieb bzw.
eine Fehlfunktion eines elektrischen Verbrauchers geschlossen werden.
Hierdurch wird ein sicheres Betreiben der elektrischen Verbraucher
erreicht.
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In
bevorzugter Weise ist die Steuer- und/oder Regeleinheit zum Auswerten
einer Phasenlage des Summenstroms ausgebildet. Insbesondere im Hinblick
auf das Betreiben eines elektrischen Motors wird durch das Auswerten
der Phasenlage des Summenstroms gewährleistet, dass ein fehlerhafter Betrieb
des elektrischen Motors erkannt werden kann. So stellt eine Belastung
eines elektrischen Motors nicht nur eine Funktion der Stromstärke dar,
sondern ist auch von Phasenlage des Stroms abhängig. Durch das Auswerten der
Phasenlage des Summenstroms kann somit eine ungültige Belastung des elektrischen
Motors erkannt werden.
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Vorzugsweise
ist die Steuer- und/oder Regeleinheit zum Auswerten eines Wechselstromanteils
des Summenstroms ausgebildet. Insbesondere bei einem Betrieb mit
Wechselstrom kann ein fehlerhafter Betrieb durch das Auswerten des
Wechselstromanteils bzw. durch das Erfassen einer Stromstärke bzw.
einer Stromamplitude des Summenstroms ein fehlerhafter Betrieb eines
Schalters und/oder eines elektrischen Verbrauchers erkannt werden.
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Bevorzugt
ist der jeweils eine separate Schalter als elektronische Schalteinheit,
insbesondere als Triac, ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform kann
vorgesehen sein, dass der jeweils eine, als elektronische Schalteinheit
ausgebildete separate Schalter als ein Bipolartransistor mit einer
isolierten Gateelektrode (IGBT, „Insulated Gate Bipolar Transistor”) ausgebildet
ist. Durch Einsatz einer elektronischen Schalteinheit, wie eines
Triacs oder eines Bipolartransistors, werden ein gutes Durchlassverhalten
sowie eine nahezu leistungslose Ansteuerung des Schalters gewährleistet.
Darüber
hinaus zeichnen sich die elektronischen Schalteinheiten durch verhältnismäßig hohe
Sperrspannung sowie durch hohe Robustheit und Zuverlässigkeit
aus. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der jeweils eine, als elektronische
Schalteinheit ausgebildete separate Schalter einen Steueranschluss
aufweist, über
welchen der Schalter von Seiten der Steuer- und/oder Regeleinheit ansteuerbar ist.
Wird der Schalter über den
Steueranschluss von der Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuert
bzw. liegt an dem Steueranschluss einen elektrische Spannung an,
so kann der zugeordnete elektrische Verbraucher in Betrieb genommen
werden.
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Der
jeweils eine separate Schalter kann alternativ als elektromechanische
Schalteinheit, insbesondere als Relais, ausgebildet sein. Als eine
elektromechanische Schalteinheit können dabei auch Schütze eingesetzt
werden. Durch Einsatz von elektromechanischen Schalteinheiten wird
eine kostenreduzierte Schaltungsanordnung geschaffen. Bei dieser
Ausführungsform
kann insbesondere vorgesehen sein, dass der jeweils eine, als elektromechanische Schalteinheit
ausgebildete separate Schalter ein Schaltelement sowie ein Steuerelement
umfasst, wobei durch ein von der Steuer- und/oder Regeleinheit gesteuertes
Bestromen des Steuerelements das Schaltelement in seinem Schaltzustand
veränderbar sein
kann. Insbesondere ist das Schaltelement mit dem zugeordneten elektrischen
Verbraucher in Reihe geschaltet. Wird somit das Steuerelement von
der Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuert bzw. mit Strom beaufschlagt,
so kann der elektrische Verbraucher über das Schaltelement in Betrieb
genommen werden oder ausgeschaltet werden.
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Bevorzugt
umfassen die mindestens zwei elektrischen Verbraucher einen elektrischen
Motor und/oder eine Pumpe und/oder eine Heizung und/oder einen Lüfter und/oder
eine Lichtquelle zur Ausleuchtung eines Trommelinnenraums des Hausgeräts. In einer
Ausführungsform
ist bevorzugt vorgesehen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit
ausgebildet ist, den ordnungsgemäßen Betrieb
der Heizung und/oder eines der Heizung zugeordneten Schalters sowie
zusätzlich
den ordnungsgemäßen Betrieb
des Lüfters
und/oder eines dem Lüfter
zugeordneten Schalters zu überwachen.
Insbesondere wird hierzu der über
die Heizung und den Lüfter
fließende
Summenstrom mittels der Stromerfassungseinrichtung erfasst und weiterhin
mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit ausgewertet. Dabei kann
beispielsweise die Stromstärke
und/oder die Phasenlage des Summenstroms ausgewertet und mit abgelegten
Summenstrom-Sollwerten
verglichen werden. Die Summenstrom-Sollwerte können dabei für die betrachtete
Kombination der elektrischen Verbraucher, für die Heizung und für den Lüfter, vordefiniert sein.
Wird beispielsweise ein vorgegebenes Fenster bzw. ein vorgegebener
zulässiger
Summenstrom-Sollwertebereich überschritten,
so deutet dies insbesondere auf eine Fehlfunktion der elektrischen
Verbraucher und/oder der zugeordneten Schalter. In diesem Fall nimmt
die Steuer- und/oder Regeleinheit vorzugsweise einen sicheren Betriebszustand
ein, in welchem die elektrischen Verbraucher durch Öffnen aller
zugeordneten Schalter von einem Versorgungsnetz entkoppelt werden.
Dabei kann zusätzlich
eine Fehlermeldung an einen Benutzer des Hausgeräts ausgegeben werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die mindestens zwei elektrischen Verbraucher über einen
an der Stromleitung angeordneten gemeinsamen Schalter mit dem Anschluss des
Eingangs gekoppelt sind. Der gemeinsame Schalter kann in bevorzugter
Weise als elektronische Schalteinheit, insbesondere als Triac, ausgebildet sein,
wobei alternativ vorgesehen sein kann, dass der gemeinsame Schalter
als elektromechanische Schaltereinheit, insbesondere als Relais,
ausgebildet ist. Insbesondere ist der gemeinsame Schalter von Seiten
der Steuer- und/oder Regeleinheit ansteuerbar, so dass erreicht
wird, dass die mindestens zwei elektrischen Verbraucher von Seiten
der Steuer- und/oder Regeleinheit auf einfache und zuverlässige Weise
von dem Eingang der Schaltungsanordnung durch Ansteuern von lediglich
dem gemeinsamen Schalter entkoppelt werden können. Insbesondere im Falle
dass eine Fehlfunktion der elektrischen Verbraucher und/oder eines
Schalters erkannt wird, kann durch ein Öffnen des gemeinsamen Schalters ein
sicherer Betriebszustand durch die Steuer- und/oder Regeleinheit
eingenommen werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Stromerfassungseinrichtung ausgebildet
ist, den auszuwertenden Summenstrom vorzuverarbeiten. Alternativ
kann auch das Vorverarbeiten mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit durchgeführt werden.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist vorgesehen,
dass die Schaltungsanordnung einen Stromwandler umfasst, welcher
zwischen der Stromerfassungseinrichtung und der Steuer- und/oder
Regeleinheit angeordnet ist, und welcher zum Vorverarbeiten des
auszuwertenden Summenstroms ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht,
dass der auszuwertende Summenstrom in geeigneter Form gewandelt
und durch die Steuer- und/oder Regeleinheit ausgewertet werden kann.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
ist zum Betreiben von mindestens zwei elektrischen Verbrauchern
eines Hausgeräts
mit Hilfe einer Schaltungsanordnung ausgelegt. Dabei sind die mindestens
zwei elektrischen Verbraucher mit jeweils einem separaten Schalter
in Reihe geschaltet und über
einen gemeinsamen Pol mit einem Anschluss eines Eingangs der Schaltungsanordnung
gekoppelt. Bei dem Verfahren wird der jeweils eine separate Schalter
mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit angesteuert. Ein Grundgedanke
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
besteht darin, dass ein über
eine den gemeinsamen Pol mit dem Anschluss koppelnde Stromleitung fließender Summenstrom
mittels einer mit der Steuer- und/oder Regeleinheit gekoppelten
Stromerfassungseinrichtung erfasst wird.
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Bei
dem Verfahren wird bevorzugt ein Gleichstromanteil des Summenstroms
mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit ausgewertet.
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Insbesondere
wird eine Phasenlage des Stummenstroms mittels der Steuer- und/oder
Regeleinheit ausgewertet.
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In
bevorzugter Weise wird ein Wechselstromanteil des Summenstroms mittels
der Steuer- und/oder
Regeleinheit ausgewertet.
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Bei
dem Verfahren wird bevorzugt der jeweils eine separate Schalter
zum gleichzeitigen Überwachen
eines ordnungsgemäßen Betriebs
der mindestens zwei elektrischen Verbraucher angesteuert und der
Summenstrom ausgewertet.
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Insbesondere
wird bei dem Verfahren eine Soll-Stromcharakteristik vorgegeben,
wobei der Summenstrom mit der Soll-Charakteristik mittels der Steuer-
und/oder Regeleinheit verglichen wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind
als vorteilhafte Ausführungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Gruppe von elektrischen
Verbrauchern eines Hausgeräts
nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Gruppe von elektrischen
Verbrauchern eines Hausgeräts
nach einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Gruppe von elektrischen
Verbrauchern eines Hausgeräts
nach einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
nachstehend näher
geschilderten Ausführungsbeispiele
stellen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung dar. Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Alle nachstehend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten
Merkmale sind in vielfältiger
Weise miteinander kombinierbar.
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In
den Figuren werden gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Eine
Schaltungsanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
ist in 1 dargestellt. Die Schaltungsanordnung 1 ist
zum Betreiben einer Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n eines Hausgeräts
ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel ist das Hausgerät ein Hausgerät zur Pflege
von Wäschestücken, wie
beispielsweise eine Waschmaschine, ein Trockner oder ein Waschtrockner.
Die Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n umfasst vorliegend einen ersten elektrischen Motor 2,
welcher im Beispiel zum Antreiben einer Trommel des Hausgeräts ausgebildet
ist, einen zweiten elektrischen Motor 2a, eine erste sowie eine
zweite Heizung 2b, 2c, sowie eine Lichtquelle 2n zur
Ausleuchtung eines Trommelinnenraums des Hausgeräts. Die elektrischen Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n sind jeweils mit einem separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n in Reihe geschaltet und im Beispiel über den
jeweils einen separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n mit einem ersten Anschluss 4 eines Eingangs 5 der
Schaltungsanordnung 1 koppelbar. Dabei kann die Schaltungsanordnung 1 über den Eingang 5 an
ein Versorgungsnetz, insbesondere mit einer Versorgungsspannung
von 230 V, angeschlossen werden.
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Die
elektrischen Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c, ..., 2n sind über einen
gemeinsamen Pol 6 sowie eine Stromleitung 7 mit
einem zweiten Anschluss 8 des Eingangs 5 der Schaltungsanordnung 1 gekoppelt. Dabei
ist an der Stromleitung 7 ein gemeinsamer Schalter 9 vorgesehen,
mittels welchem die elektrischen Verbraucher von dem zweiten Anschluss 8 des Eingangs 5 gemeinsam
entkoppelt werden können.
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Die
separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n sowie der gemeinsame Schalter 9 sind im
vorliegenden Beispiel als Relais ausgebildet. Den separaten Schaltern 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n ist jeweils ein Steuerelement 10, 10a,
... 10n zugeordnet, über
welches die separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n in ihren Schaltzuständen veränderbar sind. Hierzu sind die Steuerelemente 10, 10a,
..., 10n mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit 11 gekoppelt
und von dieser ansteuerbar. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 11 ist ausgebildet,
die Schaltzustände
der separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n durch ein Bestromen bzw. durch eine Strombeaufschlagung
des zugeordneten Steuerelements 10, 10a, ..., 10n zu
verändern.
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Ferner
ist dem gemeinsamen Schalter 9, welcher im vorliegenden
Beispiel als ein Relais ausgebildet ist, ein Steuerelement 12 zugeordnet,
mittels welchem der gemeinsame Schalter 9 in seinem Schaltzustand
veränderbar
ist. Hierzu ist das Steuerelement 12 mit der Steuer- und/oder
Regeleinheit 11 gekoppelt und von dieser ansteuerbar. Ein
Bestromen bzw. eine Strombeaufschlagung des Steuerelements 12 von
Seiten der Steuer- und/oder Regeleinheit 11 bewirkt vorliegend
ein Schalten des gemeinsamen Schalters 9.
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Vorliegend
richtet sich das Interesse auf eine Überwachung eines ordnungsgemäßen Betriebs
sowohl der elektrischen Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n, als auch der separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n im Hinblick auf ein sicheres Betreiben des Hausgeräts. Hierzu
umfasst die Schaltungsanordnung 1 eine Stromerfassungseinrichtung 13,
welche ausgebildet ist, einen über
die Stromleitung 7 fließenden Summenstrom zu erfassen.
Hierzu umfasst die Stromerfassungseinrichtung 13 im vorliegenden
Beispiel eine Induktionsspule 14, in welcher ein den über die Stromleitung 7 fließenden Summenstrom
charakterisierender Strom induzierbar ist. Diese induktive Stromerfassung
ermöglicht
eine einfache und dennoch genaue Erfassung sowie Auswertung des über die Stromleitung 7 fließenden Summenstroms.
Die Stromerfassungseinrichtung 13 weist ferner einen Stromwandler 15 auf,
welcher zum Vorverarbeiten des erfassten Summenstroms ausgebildet
ist. Die Stromerfassungseinrichtung 13 ist mit einem Stromerfassungseingang 16 der
Steuer- und/oder Regeleinheit 11 verbunden, wodurch eine Übermittlung
des erfassten Summenstroms an die Steuer- und/oder Regeleinheit 11 sowie
eine weitere Auswertung des Summenstroms ermöglicht sind.
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Nachstehend
wird die Funktionsweise der Schaltungsanordnung 1 näher erläutert. Ziel
ist es, bereits vor einer Inbetriebnahme der elektrischen Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n, wie auch während des
Betriebs eine Fehlfunktion der elektrischen Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n und der separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n zu erkennen bzw. eine Überwachung der elektrischen
Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c, ..., 2n und
der separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n zu ermöglichen. Überdies
ist es Ziel, die aktuellen Betriebszustände der separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n und der elektrischen Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n festzustellen bzw. zu erfassen. Hierzu sind in
der Steuer- und/oder
Regeleinheit 11 Summenstrom-Sollwerte bzw. eine Soll-Charakteristik
des Summenstroms abgelegt, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit 11 ausgebildet
ist, den erfassten Summenstrom, insbesondere dessen Stromstärke und
dessen Phasenlage, mit den abgelegten Summenstrom-Sollwerten zu
vergleichen. Somit kann es direkt auf den aktuellen Betriebszustand
der einzelnen elektrischen Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n sowie der separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n geschlossen werden.
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Im
vorliegenden Beispiel ist vorgesehen, dass die elektrischen Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n sowie die separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n gruppenweise überwacht
werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zum Überprüfen eines ordnungsgemäßen Betriebs
des ersten und des zweiten Motors 2, 2a und der
zugeordneten Schalter 3, 3a die Steuer- und/oder
Regeleinheit 11 die zugeordneten Schalter 3, 3a ansteuert.
Dabei können
die übrigen
separaten Schalter 3b, 3c, ..., 3n in
ihren offenen Zuständen
verbleiben. Somit fließt über die Stromleitung 7 ein
Summenstrom, welcher eine Summe der über den ersten und den zweiten
elektrischen Motor 2, 2a fließenden Ströme darstellt. Die entsprechenden
Summenstrom-Sollwerte, welche mit dem erfassten Summenstrom verglichen
werden sollen, sind entsprechend in der Steuer- und/oder Regeleinheit 11 abgelegt.
Somit kann beispielsweise direkt erkannt werden, dass sich der erste
und der zweite elektrische Motor 2, 2a im Betrieb
befinden. Ist der erfasste Summenstrom, beispielsweise die Stromstärke und/oder
eine Phasenlage, von den abgelegten Summenstrom-Sollwerten verschieden,
so deutet dies auf eine Fehlfunktion hin. Hierbei ist die Steuer-
und/oder Regeleinheit 11 ausgebildet, einen sicheren Betriebszustand
einzunehmen. Im vorliegenden Beispiel ist die Steuer- und/oder Regeleinheit 11 zum Öffnen aller
separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c, ..., 3n sowie
zum Öffnen
des gemeinsamen Schalters 9 ausgebildet, um den sicheren
Betriebszustand einzunehmen. Somit wird gewährleistet, dass die elektrischen
Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c, ..., 2n beidseitig vom
Versorgungsnetz entkoppelt bleiben.
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Weiterhin
ist beispielsweise vorgesehen, dass die erste und die zweite Heizung 2b, 2c sowie die
zugeordneten separaten Schalter 3b, 3c gleichzeitig überwacht
werden. Werden die beiden der ersten und der zweiten Heizung 2b, 2c zugeordneten separaten
Schalter 3b, 3c durch die Steuer- und/oder Regeleinheit 11 geschlossen,
so fließt über die erste und
die zweite Heizung 2b, 2c Strom. Der Summenstrom,
welcher vorliegend eine Summe der über die erste und die zweite
Heizung 2b, 2c fließenden Ströme darstellt, kann nun mittels
der Stormerfassungseinrichtung 13 erfasst, an die Steuer-
und/oder Regeleinheit 11 übermittelt und mittels der
Steuer- und/oder Regeleinheit 11 ausgewertet werden. Um eine
Fehlfunktion der ersten und/oder der zweiten Heizung 2b, 2c und/oder
der zugeordneten separaten Schalter 3b, 3c zu
erkennen oder den ordnungsgemäßen Betrieb
zu überwachen,
sind in der Steuer- und/oder Regeleinheit 11 die Summenstrom-Sollwerte für diese
Kombination der Ströme,
also für
den Summenstrom der über
die erste und die zweite Heizung 2b und 2c fließenden Ströme, abgelegt.
Beim Überprüfen der
ersten und der zweiten Heizung 2b, 2c ist darüber hinaus
vorgesehen, dass auch ein Lüfter
(nicht dargestellt) als elektrischer Verbraucher mit eingeschaltet
wird. Demzufolge können
in der Steuer- und/oder Regeleinheit 11 die Summenstrom-Sollwerte
abgelegt werden, welche einem Summenstrom, welcher eine Summe der über die
erste und die zweite Heizung 2b, 2c und darüber hinaus über den
Lüfter
fließenden
Ströme
darstellt, entsprechen. Wird nun eine Fehlfunktion der ersten und/oder der
zweiten Heizung 2b, 2c und/oder des Lüfters und/oder
der zugeordneten separaten Schalter 3b, 3c erkannt,
so nimmt die Steuer- und/oder Regeleinheit 11 den sicheren
Betriebszustand ein, bei welchem sowohl die separaten Schalter 3b, 3c,
als auch der gemeinsame Schalter 9 in ihren offenen Schaltzuständen verbleiben.
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Eine
Schaltungsanordnung 1 zum Betreiben von mindestens zwei
elektrischen Verbrauchern eines Hausgeräts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
ist in 2 wiedergegeben. Die Schaltungsanordnung 1 nach
der zweiten Ausführungsform
entspricht im Wesentlichen der Schaltungsanordnung 1 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Vorliegend wird auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen
eingegangen. Die Schaltungsanordnung 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
umfasst eine weitere Gruppe von separaten Schaltern 17, 17a, 17b,
..., 17n, welche den elektrischen Verbrauchern 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n zusätzlich
zu den separaten Schaltern 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n zugeordnet sind. So sind die elektrischen Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n über
die weiteren separaten Schalter 17, 17a, 17b,
..., 17n und weiterhin über
den gemeinsamen Pol 6 mit dem zweiten Anschluss 8 des
Eingangs 5 der Schaltungsanordnung 1 gekoppelt.
Dabei sind die erste und die zweite Heizung 2b, 2c zusammengefasst
und weisen einen gemeinsamen Pol 18 auf, über welchen
die erste und die zweite Heizung 2b, 2c mit dem
weiteren separaten Schalter 17b, welcher vorliegend gemeinsam
für die
erste und die zweite Heizung 2b, 2c vorgesehen
ist, gekoppelt sind.
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Die
weitere Gruppe von separaten Schaltern 17, 17a, 17b,
..., 17n haben im zweiten Ausführungsbeispiel die Aufgabe
des gemeinsamen Schalters 9 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Somit können
die elektrischen Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n beidseitig von dem Eingang 5 und somit
vom Versorgungsnetz im Hinblick auf ein sicheres Betreiben des Hausgeräts entkoppelt
werden. Auch in der Schaltungsanordnung 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
können
einzelne elektrische Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n wie auch in Gruppen zusammengefasste elektrische
Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c, ..., 2n und
entsprechend die zugeordneten separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n und 17, 17a, 17b, ..., 17n mittels
der Stromerfassungseinrichtung 13 überwacht werden.
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Die
Schaltungsanordnung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
umfasst entsprechend eine weitere Gruppe von Steuerelementen 19,
... 19n, welche den weiteren separaten Schaltern 17, 17a, 17b,
..., 17n zugeordnet sind. Die weiteren Steuerelemente 19,
..., 19n sind mit der Steuer- und/oder Regeleinheit 11 gekoppelt
und von dieser ansteuerbar. Werden die weiteren Steuerelemente 19,
..., 19n von Seiten der Steuer- und/oder Regeleinheit 11 mit Strom
beaufschlagt, so werden die weiteren separaten Schalter 17, 17a, 17b,
..., 17n in ihren Schaltzuständen verändert. Vorliegend sei erwähnt, dass
die weiteren separaten Schalter 17, 17a, 17b,
..., 17n mit den entsprechenden Steuerelementen 19,
... 19n als Relais ausgebildet sind.
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Eine
Schaltungsanordnung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
ist in 3 dargestellt. Die Schaltungsanordnung 1 nach
der dritten Ausführungsform
ist zum Betreiben von mindestens zwei elektrischen Verbrauchern 2, 2a, 2b, 2c,
... 2n eines Hausgeräts
ausgebildet und entspricht im Wesentlichen der Schaltungsanordnung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
so dass vorliegend auf die Unterschiede näher eingegangen wird. Die Schaltungsanordnung 1 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel umfasst
einen für
die Steuerelemente 10, 10a, ..., 10n gemeinsamen
Schalter 20, welcher vorliegend einen gemeinsamen Abschalteweg
für die
Steuerelemente 10, 10a, ..., 10n und
somit für
die separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n und demzufolge für die elektrischen Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n darstellt. Entsprechend weist die Schaltungsanordnung 1 ein
dem Schalter 20 zugeordnetes zusätzliches Steuerelement 21 auf,
welches mit der Steuer- und/oder Regeleinheit 11 gekoppelt
und von dieser ansteuerbar ist. So ist die Steuer- und/oder Regeleinheit 11 in
der Lage, durch eine Strombeaufschlagung des zusätzlichen Steuerelements 21 den
für die
Steuerelemente 10, 10a, ..., 10n gemeinsamen
Schalter 20 in seinem Schaltzustand zu verändern. Wird
beispielsweise eine Fehlfunktion der elektrischen Verbraucher 2, 2a, 2b, 2c,
..., 2n und/oder der separaten Schalter 3, 3a, 3b, 3c,
..., 3n erkannt, so wird der Schalter 20 durch
eine Strombeaufschlagung des zusätzlichen
Steuerelements 21 in seinen offenen Schaltzustand geschaltet,
was dem sicheren Betriebszustand der Steuer- und/oder Regeleinheit 11 entspricht.