Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungssteuerung für
elektrische Verbraucher am öffentlichen Stromversorgungs
netz, die vorwiegend im Taktbetrieb arbeiten, beispielsweise
Leistungssteuerungen für ohm′sche Großverbraucher, Heizungen
von Haushaltgeräten und größere Schaltleistungen anderer Art
im modernen Haushalt.The invention relates to a power control for
electrical consumers on public electricity supply
network that mainly work in cyclical operation, for example
Power controls for large ohmic consumers, heaters
of household appliances and larger switching capacities of a different kind
in the modern household.
Elektrische Verbraucher dürfen zur Vermeidung von schädigen
den Netzrückwirkungen in das Stromversorgungsnetz nicht be
liebig häufig ein- und ausgeschaltet werden. Unter Netzrück
wirkungen ist in diesem Zusammenhang eine als Flicker be
zeichnete Rückwirkung zu verstehen, die zur Auswirkung Netz
spannungschwankungen hat, die durch das Schalten von Ver
brauchern entstehen. Die Stromversorger definieren daher zu
lässige Schalthäufigkeiten in Abhängigkeit von geschalteten
Leistungen. Die zulässige Schalthäufigkeit nimmt mit der Hö
he der zu schaltenden Leistung ab. Elektronische Leistungs
steuerungen, die Leistung durch Ein- und Ausschalten eines
Verbrauchers steuern, tun dies in aller Regel durch variable
Einschaltzeit bei konstanter Periodendauer. Um die Leistung
von Verbrauchern möglichst gleichmäßig abzugeben, sollte
diese Periodendauer relativ kurz sein. Dies wird mit zuneh
mender Schaltleistung durch die oben bezeichnete Flickerrate
begrenzt. Speziell bei großen Schaltleistungen ist die Peri
odendauer, die noch zulässig ist, sehr lang.Electrical consumers may avoid damage
the network perturbations in the power supply network
be switched on and off as often as you like. Under network back
In this context, one of the effects is a flicker
to understand undersigned retroactivity that affects network impact
has voltage fluctuations caused by switching Ver
users arise. The electricity suppliers therefore define
casual switching frequencies depending on switched
Services. The permissible switching frequency increases with the height
he the power to be switched off. Electronic power
controls, the performance by turning on and off a
Consumer control, usually do so through variable
Switch-on time with constant period. To performance
should be supplied by consumers as evenly as possible
this period should be relatively short. This will increase
switching power through the flicker rate described above
limited. The Peri is particularly suitable for large switching capacities
duration that is still permissible, very long.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Leistungssteuerung
von ohm′schen Verbrauchern im Taktbetrieb den Flickerwertbe
dingungen anzupassen.The object of the invention is therefore the power control
of flickering values of ohmic consumers in cycle operation
adapt conditions.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe ist
dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung die Leistungszu
führung für überwiegend ohm′sche Starkverbraucher gemäß der
Betriebsbedingungen für öffentliche Stromversorgungsnetze
kontrolliert steuert, wobei Grenzbedingungen, beispielsweise
Netzrückwirkungseffekte, regelnd vermieden werden, indem die
Steuerung den Verbraucher leistungsbegrenzend und/oder Peri
odendauer variierend ansteuert. Eine weitere vorteilhafte
Lösung der Aufgabenstellung besteht darin, daß die Verbrau
cher Heizungen sind, die mit mindestens zwei Vorzugs-Taktpe
rioden leistungsgesteuert werden.The arrangement according to the invention for solving this problem is
characterized in that a controller increases the power
Leadership for predominantly ohmic heavy consumers according to the
Operating conditions for public power supply networks
controlled controls, with boundary conditions, for example
Network feedback effects can be avoided by regulating the
Control the consumer performance limiting and / or Peri
the duration varies. Another beneficial one
The solution to the problem is that the consumption
are heaters with at least two preferred
Riodes are power controlled.
Es gibt Verbraucher, deren Leistungsaufnahme stark tempera
turabhängig ist. Solche Verbraucher bedingen bei geringer
eingesteuerter Leistung wegen der hohen Einschaltströme eine
gegenüber Betrieb mit Nennleistung sehr viel größere Peri
odendauer. Beispielsweise sind solche Verbraucher Halogen
kochstellen-Heizungen, ohm′sche Widerstandsheizungen oder
leistungsstarke Glühlampen. Handelt es sich um einen Heiz
körper, beispielsweise eine Halogenkochstellen-Strahlungs
heizung, dann kühlt diese durch die kurze Ein- und lange
Auszeit stark ab und bleibt somit niederohmig, was beim Wie
dereinschalten eine hohe Leistungsaufnahme zur Folge hat,
verbunden mit großen Flickerwerten. Bei konventioneller,
bisher üblicher Steuerung muß dadurch die Periodendauer ins
gesamt sehr lang werden, was die Leistungseinsteuerung mit
einer ungleichmäßigen Wirkung versieht.There are consumers whose power consumption is very tempera
is dependent on the door. Such consumers require less
input power because of the high inrush currents
Peri much larger compared to operation with nominal power
od duration. For example, such consumers are halogen
hob heaters, ohmic resistance heaters or
powerful light bulbs. Is it a heater?
body, for example a halogen hotplate radiation
heating, then it cools through the short on and long
Time out strongly and thus remains low-impedance, what when
the switch on results in high power consumption,
combined with large flicker values. With conventional,
The control that has been customary up to now must result in the period duration
overall become very long what the power control with
provides an uneven effect.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist im folgenden
anhand der Zeichnung näher beschrieben.An embodiment according to the invention is as follows
described in more detail with reference to the drawing.
Die Figur zeigt eine prinzipielle Anordnung einer taktge
steuerten Verbraucherschaltung. In der Figur sind symbolisch
eine Steuerung 1, Eingabeelemente 2, von der Steuerung be
diente Anzeigen 3, ein Leistungssteller 4 und der von der
Steuerung über den Leistungssteller 4 angesteuerte Verbrau
cher 5 dargestellt. Dabei kann die Steuerung 1 durch die
Eingabeelemente eingangsseitig so angewählt werden, daß sie
ein Zeit-Leistungsprofil entschlüsselt und entsprechend über
den Leistungssteller 4, der in aller Regel ein Leistungsre
lais ist, die gesteuerte und auf den Verbraucher abgestimmte
Leistung abgibt. Es ist allgemein üblich, daß die Steuerung
auch Anzeigen bedient, über die das angewählte Programm
nochmals entnehmbar, der Zustand des Fortschrittprogrammes
angezeigt, und das Ende einer Operation signalisiert wird.
Unterstellt man, daß es sich bei dem Verbraucher um Koch
stellenheizungen bei Haushaltsgeräten, beispielsweise Koch
flächen, handelt, dann sind diese Heizungen mit mindestens
zwei Vorzugstaktperioden von der Steuerung leistungsgesteu
ert steuerbar. Dabei führt die Steuerung die elektrischen
Leistungen in Abhängigkeit von den physikalischen Eigen
schaften der angewählten Heizkörper zu, wobei die Steuerung
für Kochfelder in Abhängigkeit von vorgewählten Leistungstu
fen energieoptimiert steuert und die Leistungstaktung bei
variabler Leistungszuschaltungs-Periodendauer bis zur zuläs
sigen Netzrückwirkungsgrenze optimiert. Die Heizungen, vor
genannte Kochfelder betreffend, können dabei konventionelle
Strahlungsheizquellen oder Halogen-Strahlungsheizquellen
sein. Bei einem Leistungssteller gemäß der Erfindung vari
iert die Periodendauer der Leistungssteuerung. Mit zunehmen
der Leistung wir die Periodendauer kürzer. Dies kann bei je
der einstellbaren Leistungsstufe notwendig werden. In der
Regel ist es ausreichend, zwei unterschiedliche Periodendau
ern zu verwenden, längere Periodendauern bei kleinen Lei
stungen und kürzere Periodendauer bei mittleren und größeren
Leistungen. Für Kochzwecke hat die Erfahrung ergeben, daß
feinere Abstufungen keine großen Vorteile mehr erbringen.
Die Erfindung ist durch eine Leistungssteuerung gemäß An
spruch 1 realisiert, es kann aber auch in Abhängigkeit von
der Leistungseinstellung eine Anzahl umschaltbarer Zeitmodu
le angeordnet werden, die eine digitale Zeitsteuerung reali
sieren. In vorteilhafter Weise kann die Zeitsteuerung hard
waremäßig ausgeführt sein, beispielsweise durch einen spe
ziellen ASIC, es kann aber auch über hadwarebedingte Pro
grammierungsschritte die Zeitsteuerung realisiert sein.The figure shows a basic arrangement of a clock-controlled consumer circuit. In the figure, a controller 1 , input elements 2 , 3 served by the controller displays 3 , a power controller 4 and the consumer 5 controlled by the controller via the power controller 4 are shown symbolically. The control 1 can be selected on the input side by the input elements in such a way that it decrypts a time-performance profile and, accordingly, outputs the controlled and coordinated power to the consumer via the power controller 4 , which is generally a power relay. It is common practice for the controller to also operate displays which can be used to remove the selected program, display the status of the progress program and signal the end of an operation. Assuming that the consumer is cooking point heaters in household appliances, such as cooking surfaces, then these heaters can be controlled in a power-controlled manner by the control with at least two preferred clock periods. The control system supplies the electrical power as a function of the physical properties of the selected radiators, whereby the control system for hobs controls energy-optimized as a function of pre-selected power levels and optimizes the power cycle with a variable power-on period up to the permissible network feedback limit. The heaters, in relation to the above mentioned hobs, can be conventional radiant heat sources or halogen radiant heat sources. In a power controller according to the invention, the period of the power control varies. As the power increases, the period becomes shorter. This may be necessary for each of the adjustable power levels. As a rule, it is sufficient to use two different periods, longer periods for small services and shorter periods for medium and large services. For cooking purposes, experience has shown that finer gradations no longer offer great advantages. The invention is realized by a power control according to claim 1, but it can also be arranged as a function of the power setting, a number of switchable Zeitmodu le that realize a digital time control. The time control can advantageously be implemented as hardware, for example by a special ASIC, but the time control can also be implemented via hardware-related programming steps.
Die Erfindung berücksichtigt in vorteilhafter Weise, daß bei
eingesteuerten Leistungen von wenigen Prozent der Gesamtlei
stung, trotz größerer Periodendauern, beispielsweise etwa 2
Minuten, die Einschaltzeit nur wenige Sekunden beträgt. Die
se kurzen Leistungsstöße werden durch die thermische Träg
heit der Kochstellen so weit vergleichmäßigt, daß sich dies
nicht auf das zu erwärmende Gargut negativ auswirkt. Ampli
tuden von einigen Temperaturgraden sind für den Wärmebereich
unschädlich und beeinflussen das Garergebnis nicht negativ.
Für größere Leistungen im Kochbetrieb wären diese zunehmen
den Leistungsstöße aber schädlich, da größere Amplituden im
Kochbetrieb gleichmäßiges Kochen ausschließen. Es ist daher
steuerungsmäßig berücksichtigt, daß sich beispielsweise Ha
logen-Strahlungsheizungen in den Heizpausen geringer abküh
len, womit die Einschaltströmen vergleichmäßigt werden, also
keine Maximalwerte von Einschaltströmen auftreten können.
Damit ist mit zunehmender Leistungseinsteuerung auch eine
Verkürzung der Periodendauer möglich, ohne daß die zulässige
Flickerrate überschritten wird.The invention advantageously takes into account that
Taxed services of a few percent of the total
stung, despite longer periods, for example about 2
Minutes, the switch-on time is only a few seconds. The
short power surges are caused by the thermal carrier
uniformity of the hob so far that this
does not have a negative effect on the food to be heated. Ampli
Some temperature degrees are for the heating range
harmless and do not negatively affect the cooking result.
This would increase for higher performance in the cooking business
the power surges but harmful, because larger amplitudes in
Exclude cooking mode from even cooking. It is therefore
in terms of control, consider that, for example, Ha
lye radiation heaters cool less during the heating breaks
len, with which the inrush currents are equalized, that is
no maximum values of inrush currents can occur.
This means that with increasing power control
It is possible to shorten the period without the permissible
Flicker rate is exceeded.