CH623970A5

CH623970A5 - Control device for monitoring the charge controller of an off-peak storage heater

Info

Publication number: CH623970A5
Application number: CH865977A
Authority: CH
Inventors: Ferdinand Dombrowski
Original assignee: Satchwell Birka
Priority date: 1976-07-17
Filing date: 1977-07-13
Publication date: 1981-06-30
Also published as: ATA502977A; FR2358700B1; FR2358700A1; AT353365B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontrolleinrichtung zur Überwachung der Aufladesteuerung einer Nachtstrom-speicherheizung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Solche Aufladesteuerungen geben ein mit der Zeit über einen Lade/Entladezyklus einer Mehrzahl von Nachtstromspeicheröfen und ein mit der Aussentemperatur variables Spannungssignal ab, mit dem ein in den einzelnen Öfen vorhandener Wärmefühler über einen Widerstand beheizt wird, um die Ladekapazität des Ofens zu steuern.

Es ist aus der DE-OS 24 46 732 bekannt, einen Motor, der innerhalb eines Regelgerätes für die Aufladesteuerung von Nachtstromspeicherheizgeräten angeordnet ist, auf ordnungsgemässe Drehfunktion zu überwachen. Hierzu ist auf einer Antriebswelle des Zeitlaufwerkes ein Dauermagnet im Bereich eines magnetisch beeinflussbaren Reedschalters derart angeordnet, dass in einer bestimmten Zeit eine bestimmte Impulszahl abgefragt werden kann.

Aus der DE-OS 24 41 629 ist ein Überwachungsgerät für die Aufladesteuerung von Nachtstromspeicheröfen bekannt. Die Speichergeräte werden dabei gemeinsam mittels einer elektrischen Steuergrösse gesteuert Diese Grösse enthält Informationen über die Aussentemperatur, Netzspannung, Netzbelastung und dergleichen. Ein Überwachungsbefehl wird ausgelöst, wenn die Steuergrösse einen der Grenzwerte des vorgegebenen Arbeitsbereiches über- bzw. unterschreibt.

Schliesslich ist noch ein Vorschlag (DE-OS 25 02 469) zu erwähnen, der sich damit befasst, den Lauf eines Elektromotors und/oder die Führungsgrösse der Zeitverschiebung bei einer Aufladesteuerung von Elektrospeicherheizgeräten zu überwachen und im Störungsfalle eine Abschaltung des oder der Speicher zu bewirken.

In zunehmendem Masse werden in der jüngsten Vergangenheit nicht nur Vollspeicheranlagen, sondern auch Speicheranlagen verwendet, bei denen auch zu Hochtarifzeiten elektrische Energie dem speisenden Netz entnommen wird.

Hierbei kann es nun passieren, dass bei fehlendem Steuersignal für die Ofenfühler die Ofenfühler mangels Vortäuschung einer höheren Ofentemperatur Wärme aus dem Netz anfordern, so dass die Öfen während der Hochtarifzeit auf eine Temperatur hochgeheizt werden, die den Klima- oder Zeitbedingungen gar nicht entsprechen.

Es besteht somit die Forderung, die Steuerspannungsimpulse einer Aufladesteuerung zu überwachen. Hierbei tritt die Schwierigkeit auf, dass zu bestimmten Zeiten und zu bestimmten Aussentemperaturbedingungen solche Impulse kaum oder gar nicht vorhanden sind, so dass die Tatsache fehlender Impulse allein nicht aussagekräftig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontrolleinrichtung zu schaffen, die abfragt, ob zu bestimmter Zeit während eines Zyklus eine ausreichende Anzahl gleichmässig bezüglich eine O-Linie nach positiver und negativer Spannung verteilter Impulse vorhanden ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Der Vorteil des Erfindungsgegenstandes liegt darin, dass auch bereits bei bestehenden Aufladesteuerungen die Steuerspannung der Anlage überwacht werden kann, so dass die Verbraucher vor unnötig hohen Stromrechnungen bewahrt werden und eine erhöhte Netzbelastung zur Unzeit vermieden wird.

Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise anhand der Figuren 1 bis 3 der Zeichnungen erläutert.

Figur 1 stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und weitere Schaltelemente dar; Figur 2 stellt das an den Polen 6 und 7 der Figur 1 auftretende Signal als Funktion der Zeit dar, und Figur 3 stellt das am Anschluss 26 der Figur 1 auftretende Signal als Funktion der Zeit dar, im Normalfall, sowie für die Störfälle.

Eine Wechselspannungsquelle mit den Polen R und MP speist im Zuge einer Leitung 1 eine Reihenschaltung von Widerständen 2,3 und 4, von denen der Widerstand 3 als Fotowiderstand ausgebildet ist, der von einer Glimmlampe 5 beleuchtet werden kann, wenn an den Polen 6 und 7 Spannung anliegt. Die Pole 6 und 7 liegen paralel zu einem Elektromotor, der eine Steuerscheibe während 22 der 24 Stunden eines Tages einmal um ihre Achse dreht. Wenn der Motor sich dreht, liegt die Steuerspannung an den Polen 6 und 7 an, so dass die Glimmlampe 5 brennt. Während der restlichen 2 Stunden ist die Glimmlampe 5 erloschen.

Zwischen den Widerständen 3 und 4 ist die Basis 8 eines Transistors 9 angeschlossen, dessen Emitter 10 mit MP verbunden ist. Der Kollektor 11 des Transistors 9 ist mit einem Kollektor 12 eines weiteren Transistors 13 verbunden, dessen Emitter 14 wiederum an MP angeschlossen ist. Die Basis 15 des Transistors 13 ist mit dem Kollektor 16 eines weiteren Transistors 17 verbunden, dessen Emitter 18 gleichfalls mit MP verbunden ist. Die Basis 19 des Transistors 17 ist über eine Serienschaltung zweier gleich grosser Widerstände 20 und 21 mit dem Kollektor 16 verbunden. Am Verbindungspunkt 22 der beiden Widerstände 20 und 21 ist ein Kondensator 23 angeschlossen, der auf seiner anderen Seite mit MP verbunden ist. Weiterhin ist an den Verbindungspunkt 22 eine in Sperrichtung gepolte Diode 24 angeschlossen, die über eine mit einem Widerstand 25 versehene Leitung über Anschluss 26 mit der Ausgangsleitung der zu überprüfenden Aufladesteuerung verbunden ist.

Die Basis 19 des Transistors 17 ist über einen Widerstand 27 mit einer in Durchlassrichtung gepolten Diode 28 verbunden, die an einen Verbindungspunkt 29 zwischen Diode 24 und Widerstand 25 angekoppelt ist. Der Widerstand 27 weist dieselbe Grösse auf wie die Widerstände 20 und 21. An einen Verbindungspunkt 30 zwischen dem Widerstand 27 und der Diode 28 ist ein Kondensator 31 angeschlossen, dessen anderer Pol an MP liegt.

Der Kollektor 12 des Transistors 13, der vom NPN-Typ ist

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

genauso wie die Transistoren 17 und 9, ist über einen Widerstand 32 mit einer Eingangsleitung 33 für einen Schaltverstärker 34 verbunden. Von der Leitung 33 zweigt eine mit einem Widerstand 35 versehene Leitung 36 zum Pol R der Spannungsquelle und eine mit einem Kondensator 37 versehene Leitung

38 zum Pol MP der Spannungsquelle ab. Ein anderer Eingang

39 des Schaltvérstârkers 34 ist über einen Widerstand 40 mit dem Pol Rund über einen Widerstand 41 mit dem Pol MP der Spannurfgsquelle verbunden.

Ein Ausgang 42 des Schaltverstärkers 34 ist über eine Serienschaltung eines Widerstandes 43 und einer in Durchlassrichtung gepolten Diode 44 auf den Eingang 33 zurückgekoppelt, so dass der einmal gekippte Schaltverstärker 34 nicht ohne externe Eingriffe rücksetzbar ist. Der Ausgang 42 ist weiterhin über eine Serienschaltung von Widerständen 45 und 46 mit dem Pol MP der Spannungsquelle verbunden. Zwischen beiden Widerständen zweigt ein Basisanschluss 47 für einen Transistor 48 ab, dessen Emitter 49 gleichfalls mit MP verbunden ist. Ein Kollektor 50 des Transistors 48 ist über eine in Sperrrichtung gepolte Diode 51 und einer Spule 52 eines Relais 53 mit dem Pol R der Spannungsquelle verbunden, wobei die Relaisspule 52 über eine freilaufende Diode 54 überbrückt ist.

Die beschriebene Schaltung hat folgende Funktion: Der Schaltverstärker 34 nimmt seinen einen oder anderen Schaltzustand nach Massgabe des Ladezustandes des Kondensators 37 ein, der über den Widerstand 35 aus der Spannungsquelle R, , MP nach Gleichrichtung durch eine Diode 55 und Glättung aufgeladen wird. So lange der Kondensator entladen wird, gibt die Kontrolleinrichtung kein Alarmsignal ab, da der Transistor 48 gesperrt ist und das Relais 53 nicht anziehen kann.

Während 22 Stunden von den 24 Stunden eines Lade/Entla-dezyklus für die Speicherheizungsanlage liegt an den Polen 6 und 7 Netzspannung an, die Glimmlampe 5 leuchtet, der beleuchtete Fotowiderstand 3 ist niederohmig, und damit ist der Transistor 9 leitend. Über den leitenden Transistor 9 wird der Kondensator 37 entladen, da der Widerstandswert des Widerstandes 32 in Verbindung mit dem leitenden Transistor 9 viel kleiner ist als der Ladewiderstand 35.

Während der restlichen 2 Stunden der Zykluszeit ist jedoch an den Polen 6 und 7 keine Spannung vorhanden, damit ist die Glimmlampe 5 erloschen. Der hochohmige Fotowiderstand 3 sperrt den Transistor 9, so dass sich der Kondensator 37 aufladen könnte, falls keine anderen Einflüsse vorhanden sind.

Am Anschluss 26 liegen Wechselspannungsimpulsreihen mit Leerräumen an, die das Ausgangssignal der nicht dargestellten Aufladesteuerung sind. Die positiven Impulse dieser Schwingungspakete liegen über die Diode 24 am Verbindungspunkt 22 des zweistufigen Transistorverstärkers 13/17 an, dessen erste Stufe den Transistor 17 mit Betriebsspannung versorgt. Die negativen Impulse dieser Schwingungspakete liegen über die in Sperrichtung gepolte Diode 28 und den Widerstand

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27 an der Basis derselben ersten Stufe des Transistorverstärkers an. Die beiden Impulsreihen werden über die Kondensatoren 23 und 31 integriert. Nur wenn diese Impulsreihen gleich-mässig ankommen, wird der Transistor 17 gesperrt. Damit wird der Transistor 13 leitend und kann zusammen mit dem Widerstand 32 eine Entladestrecke für den Kondensator 37 bilden. Das bedeutet, dass bei gleichmässiger Verteilung von Impulsen aus der Aufladesteuereinrichtung ein Entladestromkreis für den Kondensator 37 gebildet wird, und zwar in der Zeitspanne, in der die Steuerung nicht arbeitet, da sich die Steuerscheibe bereits an ihrem Anfangspunkt befindet. Sollten am Ausgangspunkt 26 zu wenig Impulsreihen ankommen, so reichen diese nicht aus, den Transistor 17 zu sperren. Der Transistorverstärker 13/17 schaltet um, so dass der Transistor 13 gesperrt wird. Damit ist die Entlademöglichkeit für den Kondensator 37 unterbunden, der Schaltverstärker 34 geht in seinen anderen Zustand über, worauf der Transistor 48 leitend wird und das Relais 53 anzieht und Störungsmeldung gibt.

Figur 2 stellt das an den Polen 6 und 7 auftretende Signal dar, und zwar über die Zykluszeit. Figur 3a stellt ein am Anschluss 26 (gegen MP) auftretendes, fehlerfreies Signal dar (siehe Figur 3).

Es werden nunmehr die drei möglichen Störungsfälle betrachtet Falls am Anschluss 26 nur positive Impulse auftreten (weil einer der Thyristoren in der Aufladesteuerung nicht korrekt arbeitet), so wird der Transistor 17 leitend, der Transistor 13 jedoch gesperrt. Damit kann keine Entladung des Kondensators 37 stattfinden. Der Schaltverstärker 34 wird leitend, und das Relais 53 zieht an. Der Schaltverstärker 34 kann aus diesem Zustand ohne externen Eingriff nicht zurückschalten (Figur 3b).

Der zweite Fall ist der, dass am Punkt 26 nur negative Impulse anstehen (weil der andere Thyristor der Aufladesteuerung defekt ist). Hierbei wird der Transistor 17 gesperrt, da für ihn die Betriebsspannungsversorgung mangels von der Diode 24 durchgelassener positiver Impulse fehlt. Auch der Transistor 13 ist gesperrt, so dass der Kondensator 37 nicht entladen werden kann. Die an ihm ansteigende Ladespannung bewirkt das Kippen des Schaltverstärkers 34 und damit den Alarmzustand (Figur 3c).

Der dritte Fall ist der, dass in der fraglichen Zeitspanne, während der Transistor 9 gesperrt ist, überhaupt keine Impulse am Anschluss 26 anstehen. In diesem Fall fehlt die Betriebsspannung für den Transistor 17, der zusammen mit dem Transistor 13 gesperrt ist. Die ansteigende Ladespannung am Kondensator 37 wird das Kippen des Schaltverstärkers 34 bewirken (Figur 3d).

Steht auf dem Punkt 26 eine Dauerwechselspannung an, so geht die Kontrolleinrichtung nicht in Alarmzustand über. Das ist auch nicht nötig, da ein solches Signal ein Sperren der Aufladung der Nachtstromspeicheröfen der Anlage bewirkt.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

G

2 Blatt Zeichnungen

Claims

623970 PATENTANSPRÜCHE

1. Kontrolleinrichtung zur Überwachung der Aufladesteue-rung einer Nachtstromspeicherheizung, wobei die Steuerung auf ihrer Ausgangsleitung eine Wechselspannungsimpulsreihe mit Leerräumen und ein Signal während einer bestimmten Zeitspanne eines Lade/Entladezyklus der angeschlossenen Öfen liefert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigevorrichtung (53) in Abhängigkeit von einem Lade/Entladezustand eines Kondensators (37) gesteuert ist, dessen Ladung/Entladung von einem zweistufigen Verstärker (13,17) gesteuert ist, an dessen zweite Stufe (13) das zeitabhängige Signal angekoppelt ist und dessen erste Stufe (17) von den Impulsen derart beaufschlagt ist, dass die Impulse der einen Polarität Betriebsspannung und die der anderen die Spannung an einer Steuerelektröd'e dieser Stufe bilden. _ •

2. Kontrolleinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass (26) die zu überprüfenden Impulse über zwei gegenläufig geschaltete Dioden (28,24) auf ein Widerstandsnetzwerk (27,20,21) geschaltet sind, wobei die erste Stufe (17) des Verstärkers von einem Transistor gebildet ist, der mit der Basis (19) an den Verbindungspunkt zwischen zwei dieser Widerstände (20,27) geschaltet ist, die mit ihren abgewandten Seiten jeweils mit den Dioden (24,28) verbunden sind, und dass der Transistor (17) mit seiner einen Elektrode an die Betriebsspannung gelegt und mit der anderen über den dritten Widerstand (21) mit der einen Diode (24) verbunden ist.