DE2605368A1

DE2605368A1 - CONTROLLER FOR ELECTRIC STORAGE HEATERS OR THE SAME

Info

Publication number: DE2605368A1
Application number: DE19762605368
Authority: DE
Inventors: Friedrich Ing Kalny
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1975-06-12
Filing date: 1976-02-11
Publication date: 1976-12-30
Also published as: DE2605369B2; DE2605369A1

Description

Regler für Elektrospeicherheizger@te @d@@ dergleichen Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung @ur Bildung von Steuersignalen für die Regelung der Energiezufuhr elektrischer Öfen, insbesondere Elektrospeicherheizgerite unter Verwendung mindestens eine Transistors, dessen Kollektorstrom des Steuersignal bewirkt. Controller for electric storage heaters @ te @ d @@ the same item The invention is a device @ for the formation of control signals for the regulation the energy supply of electric ovens, especially electric storage heaters Use at least one transistor whose collector current causes the control signal.

Bei den Aufladeregalungen elektrischer Spelcheöfen wird bekanntlich die elektrisch zugeführte Arbeit, also der Wärmeinhalt, dadurch geregelt, daß zusätlich zu einem vorhandenen Wärmeinhalt mittels eine@ Steuerspannung @ta von Witte@@ung und Zeit abhängiger Wärmeinhalt @ddiert wird und diese @@hme @uf ein Schaltorgan wirkt. Die Steuerspannung wird @@ist in form von Netzspannungspaketen mit einem von Witterung und Zeit abhängigen Taktverhältnis gebildet. Da die thermische Steuerwirkung der Steuerspannung de@ @@@itlichen @ittelwert des Effektivwertes entspricht, ergibt sich bei den Heizungsreglein üblicher Art durch den Einfluß der schwankenden Netzspannung eine Unsicherheit im Zusammenhar zwischen Meß und Regelgröße, was den Aufbau der Regler kompliziert.In the charging shelves of electric Spelcheöfen is known the electrically supplied work, so the heat content, regulated by the fact that additional to an existing heat content by means of a @ control voltage @ta from Witte @@ ung and time-dependent heat content is @ddiert and this @@ hme @uf a switching element works. The control voltage is in the form of mains voltage packages with a clock ratio formed depending on the weather and time. Because the thermal control effect corresponds to the control voltage de @ @@@ literal mean value of the effective value, results with the heating controls of the usual type due to the influence of the fluctuating mains voltage an uncertainty in the interrelationship between measured and controlled variable, which leads to the structure of the Controller complicated.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt einen linearen Zusammenhang zwischen Meß- und Stauergröße bei Reglern für elektrische Speicheröfen herzustellen und erzielt dies mit Hilfe eines Transistors, dessen Kollektorstrom das Steuersignal bewirkt, dadurch, daß der Transistor der die @eizleistung abbildenden Temperatur eines vom Steuersignal oder einem diesem proportionalen Strom durchflossenen Heinzwiderstand ausgesetzt ist.The invention has set itself the task of a linear relationship to establish between measurement and accumulator size in regulators for electric storage stoves and achieves this with the help of a transistor whose collector current is the control signal caused by the fact that the transistor of the temperature mapping the pickling power a master resistor through which the control signal or a current proportional to it flows is exposed.

Die Erfindung gestattet auf einfache Weis@@@bei der Regelung auch die Umgebungstemperatur zu berücksichtigen und zw@r dadurch, daß ein weiterer Transistor der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist und mit dem der das SteuersignaL abbildenden Temperatur ausgesetzten Transistor in einer Kompensationsschaltung angeordnet i.st, an deren Ausgang ein der Ein- und Ausschaltung des Steuerstroms dienender Schwellwertschalter angeschlossen ist in besonders einfacher Ausführung ist die Kompensationsschaltung als Differenzverstärker auszubilden, in dessen beiden Zweigen je einer der beiden Transistoren, die gleichen Leitungstyp al weisen, eingeschaltet ist und der als Kippverstärker mit einer Hysterese zwischen Ein- und Ausschaltpunkt ausgebildet ist.The invention also allows in a simple manner in the regulation to take into account the ambient temperature and between the fact that a Another transistor is exposed to the ambient temperature and with which the control signal imaging temperature exposed transistor arranged in a compensation circuit i.st, at the output of which is used to switch the control current on and off Threshold switch is connected in a particularly simple version is the Train compensation circuit as a differential amplifier, in its two branches each one of the two transistors, which have the same conductivity type al, switched on and as a trigger amplifier with a hysteresis between switch-on and switch-off point is trained.

Bei dieser Ausführung kann eine variable Führungsspannung auf einfachste Weiße mittels eines Stellpotentiometers in den Emitterstromkreis eines der beidpi' Transistoren eingespeist werden.In this design, a variable guide tension can be very simple White using a potentiometer in the emitter circuit of one of the two Transistors are fed.

Eine erhöhte Störsicherheit gegen Störspannungen weist eine Kompensationsschaltung auf, die zwei ungleichen Leitungstyp aufweisende Transistoren enthält, die je mit Kollektor und Emitter an einen gemeinsamen Vorwiderstand angeschlossen sind, wobei an den Ausgangsstromkreis eines der beiden Transistoren egn Kippverstärker mit einer Hysterese zwischen Ein- und Ausschaltpunkt als Schwellwertschalter angeschlossen ist. Bei dieser Ausführung ist eine variable Führungsspannung über ein Stellpotentiometer in den \Tor';--iderstand einzuspeisen.A compensation circuit has an increased immunity to interference against interference voltages which contains two transistors having dissimilar conductivity types, each with Collector and emitter are connected to a common series resistor, with to the output circuit of one of the two transistors egn flip-flop amplifier with a Hysteresis between switch-on and switch-off point connected as a threshold switch is. In this version, a variable reference voltage is available via an adjusting potentiometer in the \ Tor '; - to feed resistance.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann auch eine zusätze liche Störgrößenaufschaltung auf den Regler dadurch erfolgen, daß der bzw. die Transistoren der Wärmeeinwirkung zusätzlicher Heizwiderstände, deren Ströme weitere Stör- oder Steuergrößen abbilden, ausgesetzt sind.According to a further feature of the invention, an additional Liche Interference variable feed-in to the controller takes place in that the transistor or transistors the heat effect of additional heating resistors, their currents further interference or Map control variables, are exposed.

Wenn eine temperaturabhängige Führungsgröße z.B. die Außentemperatur aufzuschalten ist, so kann dies auf einfachste Weise dadurch erzielt werden, daß zur Bildung temperaturabhängiger Führungsströme oder -spannungen in Brückenschaltungen oder Spannungsteilen eingeschaltete temperaturabhängige Widerstände vorgesehen sind Als Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung drei Schaltungen zur Bildung von Steuersignalen für Ofenregler dargestellt. Fig. 1 zeigt eine als einfach aufgebauter Differenz vertsärker aufgebaute Schaltung. Ein dem gleichen Zweck dienender Differenzverstärker mit Kippverhalten ist in Fig. 2 dargestellt. In Fig. 3 ist eine Transistorschaltung angegeben, die das erwünchte Kippverhalten mit Hilfe eines eigenen Kippverstärkers erzielt.If a temperature-dependent reference variable, e.g. the outside temperature is to be switched on, this can be achieved in the simplest way in that for the formation of temperature-dependent reference currents or voltages in bridge circuits or tension parts switched on temperature-dependent resistors Are provided as embodiments of the invention are three in the drawing Circuits for generating control signals for furnace controllers are shown. Fig. 1 shows a circuit constructed as a simply constructed differential amplifier. A dem Differential amplifiers with tilting behavior serving the same purpose are shown in FIG. In Fig. 3, a transistor circuit is shown which the desired flip-flop behavior achieved with the help of its own tilting amplifier.

Bei der Schaltung nach Fig. 1 steht ein Transistor 1 in wärmeleitender Verbindung mit einem Widerstand 2, der entweder vom Steuerstrom oder einem Teil des Steuerstromes durchflossen wird.In the circuit of FIG. 1, a transistor 1 is in a thermally conductive manner Connection with a resistor 2, which is either from the control current or a part the control current flows through.

Der Transistor 1 liegt über je einen Kollektor und Emitterwiderstand W brv. 4 an der Speisespannung. Zw.i.sch.en dem Kollektor des Transistors 1 und dem Kollektorwiderstand 3 ist der Eingang eines Schwellwenntschalters 5 angeschlossen, der mittelbar die Ein- bzw. Ausschaltung des Ofenstromes bewirkt, je nachde@ der Widerstand 3 stromlos bzw. vom Strom durchflossen ist und die für die Abschaltung erforderliche Wärme produziert hat. Da bei dieser Regelung die Raumtemperatur ebenfalls zu berücksichtigen ist, ist ein weiterer Transistor 6 vorgesehen, der selbst der Raumtemperatur ausgesetzt ist und mit je einem Kollektor- und Emitterwiderstand 7 bzw. 8 an der Speisespannung liegt. Kollektor und Basis des Transistors 6 sind einerseits miteinander leitend verbunden, sodaß dieser als Diode wirkt, was eine lineare Temperaturabhängigkeit ergibt und andererseits mit den Basis des Transistors 1 verbunden, wodurch der gewünschte Temperatureinfluß auf die Ein-und Ausschaltung des Ofens erzielt wird Eine Aufschaltemöglichkeit für eine Störgröße ist durch Beheizung des Transistors 6 mittels eines mit diesem in Wärmekontakt befindlichen Widerstandes 9 gegeben. Schließlich ist noch eine weitere Aufschlagemöglichkeit für eine Störgröße, beispielsweise die Außentemperatur in der Weise gegeben, daß eine entsprechende Spannung an den Emitterwiderstand 8 des Transistors 6 angelegt wird.The transistor 1 has a collector and an emitter resistor W brv. 4 at the supply voltage. Between the collector of transistor 1 and the input of a threshold switch 5 is connected to the collector resistor 3, which indirectly causes the furnace current to be switched on or off, depending on the Resistor 3 is de-energized or has current flowing through it and that for the shutdown has produced the required heat. Since with this regulation the room temperature is also is to be taken into account, another transistor 6 is provided, which itself is the Room temperature is exposed and with a collector and an emitter resistor each 7 or 8 is connected to the supply voltage. The collector and base of transistor 6 are on the one hand connected to each other so that this acts as a diode, what a linear temperature dependence results and on the other hand with the base of the transistor 1 connected, whereby the desired temperature influence on the switching on and off of the furnace is achieved. One possibility for a disturbance variable is through heating of the transistor 6 by means of a resistor in thermal contact therewith 9 given. Finally, there is another possibility of adding a disturbance, for example, the outside temperature is given in such a way that a corresponding Voltage is applied to the emitter resistor 8 of the transistor 6.

In Fig. 2 ist in zweistufiger Dlfferenzverstärker dargestellt mit je einem Transistor 1o, der einer die Steuerspannung abbildenden Temperatur ausgesetzt ist und einem Transistor 11, der der Raumtemperatur ausgesetzt ist. Jedem dieser beiden Transistoren lo, 11 ist je ein weiterer Transistor 12 bzw. 13 als Verstarker nachgeschaltet. In Kombination mit den nicht näher bezeichneten Widerständen ergeben diese beiden Transistorverstär-Kerstufen einen Differenzversturker mit Kippverhalten.In Fig. 2 is shown with a two-stage difference amplifier one transistor each, which is exposed to a temperature that maps the control voltage and a transistor 11 exposed to room temperature. Each of these two transistors lo, 11 is a further transistor 12 or 13 as an amplifier downstream. In combination with the unspecified resistances result these two transistor amplifiers have a differential amplifier with tilting behavior.

Der Spannurlgsabfall an einem im Kollektorstromkreis des Transistors 12 liegenden Widerstand 14 schwankt je nach der Höhe der Temperatur des Transistors 12 zwischen zwei Werten, je nachdem ein Temperaturschwellwert über- oder unterschnitten wird, wobei zwischen den Ein- und Ausschaltwerten eine Hysterese vorgesehen ist. Ein Verstärker 15 liefert dementsprechend ein Ein- bzw.The voltage drop at one in the collector circuit of the transistor 12 lying resistor 14 fluctuates depending on the level of the temperature of the transistor 12 between two values, depending on whether a temperature threshold value is exceeded or not reached a hysteresis is provided between the switch-on and switch-off values. An amplifier 15 accordingly supplies an input or

Ausschaltsignal an einen Thyristor 16, der auf nicht näher dargestellte Weise die Ein- bzw. Ausschaltung der Steuerspannung bewirkt.Switch-off signal to a thyristor 16, which is not shown in detail Way causes the switching on and off of the control voltage.

Zur Störwertaufschaltung dient eine über ein Potentiometer 17 in den Emitterstromkreis des Transistors 13 einspeisbare Spannung, die beispielsweise die Außentemperatur abbildet und aus einem Stromkreis gewonnen wird, der eine Brückenschaltung oder einen Spannungsteiler mit temperaturabhängigen Widerständen mit linearem Temperaturgang der Teilerspannung enthält.A potentiometer 17 in the is used to add the disturbance value Emitter circuit of the transistor 13 feedable voltage, for example the Maps the outside temperature and is obtained from a circuit that forms a bridge circuit or a voltage divider with temperature-dependent resistors with a linear temperature response contains the divider voltage.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 sind ähnlich wie bei der Ausführung nach Fig. 1 nur zwei Transistoren 18 und 19 vorgesehen. Ein mit dem Transistor 18 thermisch gekoppelter Heizwiderstand 20 liegt parallel zu dem mit 21 bezeichneten Verbraucher des Steuersignals. Die Transistoren 18 und 19 sind von ungleichem Leitungstyp und je mit Kollektor und Emitter an einen gemeinsamen Vorwiderstand 22 angeschlossen. Mit dieser Schaltung ergibt sich die gewünschte gegensinnige Beeinflussung der Spannung am Kollektor des Transistors 19, an den der Eingang eines Schaltverstärkers 23 mit einer Hysterese zwischen Ein- und Ausschaltpunkt der Ausgangsspannung angeschlossen ist. Dadurch wird eine gewisse Störsicherheit der ganzen Schaltung insbesondere gegen durch den Netzbrumm verursachte Störungen erzielt.In the embodiment of FIG. 3 are similar to the embodiment 1 only two transistors 18 and 19 are provided. One with transistor 18 The thermally coupled heating resistor 20 is parallel to that designated by 21 Control signal consumer. The transistors 18 and 19 are of dissimilar conductivity type and each connected to a common series resistor 22 with collector and emitter. This circuit results in the desired influence on the voltage in the opposite direction at the collector of transistor 19, to which the input of a switching amplifier 23 is connected connected to a hysteresis between the switch-on and switch-off point of the output voltage is. This creates a certain Interference immunity of the whole circuit achieved in particular against interference caused by the mains hum.

8 Patentansprüche 3 Figuren 8 claims 3 figures

Claims

Claims 1. Device for the formation of control signals for regulating the energy supply of electric ovens, especially electric storage heaters, using at least one transistor whose collector current is the control signal has the effect that the transistor of the rms value of the control signal representing temperature of one of the control signal or one of these proportional current flowing through the Heinzwiderstandes is exposed.

2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e ri? Iz e i c h n e t that another transistor is exposed to the ambient temperature and with the transistor exposed to the temperature representing the control signal in one Compensation circuit is arranged, at the output of which one of the switching on and off of the control signal is connected to the flood value switch.

3. Device according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the compensation circuit is designed as a differential amplifier, in its two branches je @jr of the two transistors, the same conductivity type is switched on and the as a trigger amplifier with a hysteresis between Switch-on and switch-off point is formed.

4. Device according to claim 3; d a d u r c h g k e n @ z e i C h n e t that in the emitter circuit of one of two transistors one preferably variable reference voltage, fed in in particular via an adjusting potentiometer is.

5. Einrickltulg according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that two transistors with different conductivity types each have a collector and emitters are connected to a common series resistor, where de @ Output circuit of one of the two transistors a Ki @ amplifier connected as a threshold switch with a hysteresis between the switch-on and switch-off point is

6. Device according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, that in the series resistor a preferably variable lead voltage, in particular is fed in via a control potentiometer.

7. Device according to one of the preceding claims, d a -d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the transistor (s) are exposed to heat additional fire resistances, the currents of which map further disturbance or control variables, are exposed.

8. Device according to one of the preceding claims, wherein a temperature-dependent reference variable is provided, d a d u r c h e k e n n z e i c h n e t that for the formation of temperature-dependent reference variables or voltages Temperature-dependent resistors switched on in bridge circuits or voltage components are provided.

L e r s e i t e