DE10063911A1 - Control arrangement for electrical load, especially oven, has switch arrangement operated by controler so as to produced load switch on delay and load switch off delay - Google Patents

Control arrangement for electrical load, especially oven, has switch arrangement operated by controler so as to produced load switch on delay and load switch off delay

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DE10063911A1 DE2000163911 DE10063911A DE10063911A1 DE 10063911 A1 DE10063911 A1 DE 10063911A1 DE 2000163911 DE2000163911 DE 2000163911 DE 10063911 A DE10063911 A DE 10063911A DE 10063911 A1 DE10063911 A1 DE 10063911A1
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Abstract

The arrangement has a switch (4) controled by a controler (1) to switch the load (2) on and off and can be connected to a low voltage supply. A second switch (7) is connected in series with a current limiter in parallel with the first switch and controled so the second switch is first closed followed by the first switch after a delay to switch the load on. The first switch is opened followed by the second after a delay to switch the load off. Independent claims are also included for the following: an oven with an inventive controler and a method of operating an electrically heated oven.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen elektri­ schen Verbraucher, insbesondere einen elektrisch beheizten Ofen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen elektrischen Ofen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch beheiz­ ten Ofens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.The present invention relates to a control device for an electri cal consumers, especially an electrically heated oven, according to the The preamble of claim 1, an electric furnace according to the preamble of claim 14 and a method for operating an electrically heated ten furnace according to the preamble of claim 15.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Steuervorrichtung um einen Tempera­ turregler für einen elektrisch beheizten Ofen. Aus der Praxis ist ein Tempera­ turregler bekannt, der im Betrieb einen angeschlossenen Ofen über ein Relais periodisch ein- und ausschaltet. Bei geschlossenem Relais ist der Ofen mit dem öffentlichen Niederspannungs-Stromversorgungsnetz - in Deutschland 220 V oder 380 V Wechselstrom - oder einer ähnlichen Stromversorgung verbunden, und der Ofen heizt. Die Einschaltdauer - geschlossenes Relais - stellt eine bevorzugte Regelgröße für die Temperaturregelung da. Dies kann alternativ oder zusätzlich auch für die Ausschaltdauer - offenes Relais - gel­ ten. An den Temperaturregler ist ein Temperaturfühler anschließbar, der den Temperatur-Istwert liefert. Der Temperatur-Sollwert kann beispielsweise durch einen programmierbaren Temperaturverlauf vorgegeben werden.Preferably, the control device is a temperature controller for an electrically heated furnace. In practice, a temperature controller is known which periodically switches a connected oven on and off during operation via a relay. When the relay is closed, the stove is connected to the public low-voltage power supply network - 220 V or 380 V AC in Germany - or a similar power supply, and the stove heats up. The duty cycle - closed relay - represents a preferred controlled variable for temperature control. This can alternatively or additionally also apply for the switch-off period - open relay. A temperature sensor can be connected to the temperature controller, which supplies the actual temperature value. The temperature setpoint can be specified, for example, by a programmable temperature profile.

Im Betrieb wird das einen Schalter bildende Relais abwechselnd geöffnet und geschlossen, wobei die Schaltdauern (Einschaltdauer und Ausschaltdau­ er) variieren. Dieses periodische Ein- und Ausschalten des Ofens erfolgt übli­ cherweise mit einer variablen Periodendauer von etwa 2 bis 50 s.In operation, the relay forming a switch is opened alternately and closed, the switching times (duty cycle and switch-off time er) vary. This periodic switching on and off of the furnace is done normally usually with a variable period of about 2 to 50 s.

Bei einem leistungsstarken Verbraucher bzw. Ofen wird das Stromversor­ gungsnetz bei jedem Einschaltvorgang stark belastet, so daß es zu uner­ wünschten Spannungsschwankungen und Flicker im Stromversorgungsnetz, insbesondere im öffentlichen Netz, kommen kann. Insbesondere sind diesbe­ züglich Grenzwerte, wie durch die Norm EN 61000-3-3 vorgegeben, einzu­ halten.In the case of a powerful consumer or furnace, the electricity supplier supply network heavily loaded with every start-up, so that it is too un wanted voltage fluctuations and flicker in the power supply network, especially in the public network. In particular, these are regarding limit values as specified by the standard EN 61000-3-3 hold.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung, einen elektrischen Ofen und ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Ofens anzugeben, so daß auf einfache, kostengünstige Weise eine Steuerung und insbesondere eine Regelung realisierbar sind, wobei bei periodischem Ein- und Ausschalten die Belastung des Stromversorgungsnetzes durch Span­ nungsschwankungen und Flicker mit geringem Aufwand verringerbar ist.The invention has for its object a control device, a electric oven and a method of operating an electric oven  specify, so that a control and simple, inexpensive in particular a regulation can be implemented, with periodic input and switching off the load on the power supply network by chip fluctuations in voltage and flicker can be reduced with little effort.

Die obige Aufgabe wird vorschlagsgemäß durch eine Steuervorrichtung ge­ mäß Anspruch 1, einen Ofen gemäß Anspruch 14, oder ein Verfahren gemäß Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Un­ teransprüche.The above object is proposed by a control device according to claim 1, an oven according to claim 14, or a method according to Claim 15 solved. Advantageous further developments are the subject of the Un subclaims.

Eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, zu dem bis­ herigen ersten Schalter eine Reihenschaltung bestehend einerseits aus einem zweiten Schalter und andererseits aus einer Strombegrenzungseinrichtung oder Impedanz parallel zu schalten und beim periodischen Ein- und Aus­ schalten der Stromversorgung für den Verbraucher die beiden Schalter auto­ matisch derart versetzt zu öffen und zu schließen, daß ein stufiger Anstieg und Abfall des Stroms und damit der vom Stromversorgungsnetz abgenom­ menen Leistung erfolgt. Zur Vermeidung großer Netzbelastungen ist also der zweite Schalter zusammen mit der Impedanz bzw. der Strombegrenzungs­ einrichtung dem ersten Schalter parallel geschaltet, wobei der zweite Schalter immer vor dem ersten Schalter geschlossen und nach dem ersten Schalter geöffnet wird.A basic idea of the present invention is to do so Herigen first switch a series connection consisting of one hand second switch and on the other hand from a current limiting device or to connect impedance in parallel and with periodic on and off switch the power supply for the consumer the two switches auto open and close in such a way that a gradual increase and drop in electricity and thus that of the electricity supply network performance. To avoid large network loads, the second switch together with the impedance or the current limitation device connected in parallel with the first switch, the second switch always closed before the first switch and after the first switch is opened.

Insbesondere wird beim Einschalten zunächst nur etwa die halbe Leistung für eine Einschaltverzögerungsdauer von beispielsweise 0,2 bis 1,5 s dem Verbraucher bzw. dem Ofen zugeführt und erst danach die volle Leistung. Das Ausschalten erfolgt entsprechend umgekehrt.In particular, when switching on, initially only about half the power for a switch-on delay of, for example, 0.2 to 1.5 s Consumer or the furnace and only then the full performance. Switching off takes place in reverse.

Die vorschlagsgemäße Lösung ist einfach realisierbar. Insbesondere sind nur preisgünstige Komponenten erforderlich. Des weiteren ist eine einfache und damit ebenfalls kostengünstige Ansteuerung möglich.The proposed solution is easy to implement. In particular are only inexpensive components required. Furthermore, is a simple and This also enables cost-effective control.

Der Begriff "Schalter" ist hier sehr allgemein zu verstehen. Insbesondere han­ delt es sich hierbei um ein elektromagnetisches Relais o. dgl. Jedoch kommen auch Halbleiterrelais, wie Thyristoren o. dgl., in Betracht. The term "switch" is to be understood very generally here. In particular han it is an electromagnetic relay or the like. However semiconductor relays such as thyristors or the like are also considered.  

Unter "Strombegrenzungseinrichtung" ist hier primär ein aktives Element bzw. eine aktive Einrichtung zur Stromsteuerung oder Stromregelung zu ver­ stehen. Bei der Impedanz handelt es sich hingegen um ein passives Element. Insbesondere ist zur Stromreduzierung bzw. -begrenzung hier ein ohmscher Widerstand und/oder eine Spule vorgesehen.Under "current limiting device" there is primarily an active element or an active device for current control or current regulation to ver stand. In contrast, the impedance is a passive element. In particular, there is an ohmic for current reduction or limitation Resistor and / or a coil provided.

Der Begriff "Einschaltdauer" wird hier als die Zeitdauer verstanden, während der der Verbraucher bzw. Ofen vollständig eingeschaltet ist, der erste Schalter also geschlossen ist.The term "duty cycle" is understood here as the time period during which the consumer or furnace is fully switched on, the first switch is closed.

Der Begriff "Ausschaltdauer" wird hier als die Zeitdauer verstanden, während der der Verbraucher bzw. Ofen vollständig ausgeschaltet ist, also beide Schal­ ter geöffnet sind.The term "switch-off time" is understood here as the time period during which the consumer or oven is completely switched off, i.e. both scarf ter are open.

Die Zeitdauer der Einschaltphase, bei der die Strom- bzw. Leistungsaufnahme verringert ist, also bei geöffnetem ersten Schalter und geschlossenem zweiten Schalter, wird als "Einschaltverzögerungsdauer" bezeichnet.The duration of the switch-on phase at which the current or power consumption is reduced, that is, with the first switch open and the second closed Switch, is referred to as the "on-delay time".

Die Zeitdauer der Ausschaltphase, während der die Strom- bzw. Leistungs­ aufnahme verringert ist, also bei geöffnetem ersten Schalter und geschlosse­ nem zweiten Schalter, wird entsprechend als "Ausschaltverzögerungsdauer" bezeichnet.The duration of the switch-off phase during which the current or power Recording is reduced, so with the first switch open and closed nem second switch, is accordingly called "switch-off delay time" designated.

Unter "Flicker" ist hier insbesondere ein erkennbares Flackern einer an das Stromversorgungsnetz angeschlossenen Leuchte zu verstehen. Im übrigen wird hierzu auf die genannte Norm verwiesen.Under "flicker" there is in particular a noticeable flickering of the Understanding the power supply network connected lamp. Furthermore please refer to the standard mentioned.

Weitere Einzelheiten, Merkmale, Eigenschaften, Vorteile und Ziele der vorlie­ genden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels. Es zeigt:Further details, features, characteristics, advantages and goals of the present ing invention result from the following description of one in the Drawing shown, preferred embodiment. It shows:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer vorschlagsgemäßen Steuervorrichtung und eines angeschlossenen Verbrauchers; Figure 1 is a schematic block diagram of a proposed control device and a connected consumer.

Fig. 2 ein schematisches Diagramm der Schaltzustände von zwei Schaltern der Steuervorrichtung gemäß Fig. 1; und FIG. 2 shows a schematic diagram of the switching states of two switches of the control device according to FIG. 1; and

Fig. 3 ein Diagramm des resultierenden Stromverlaufs. Fig. 3 is a diagram of the resulting current waveform.

Fig. 1 zeigt eine vorschlagsgemäße Steuervorrichtung 1 und einen - gestri­ chelt angedeutet - daran angeschlossenen, elektrischen Verbraucher 2. Ins­ besondere handelt es sich bei dem Verbraucher 2 um einen elektrisch beheiz­ ten Ofen. Jedoch kann es sich grundsätzlich auch um eine sonstige elektrische Last handeln. Fig. 1 shows a proposed control device 1 and a - indicated dashed lines - connected to it, electrical consumer 2nd In particular, the consumer 2 is an electrically heated oven. In principle, however, it can also be another electrical load.

Die Steuervorrichtung 1 ist beim Darstellungsbeispiel ihrerseits an ein gestri­ chelt angedeutetes, öffentliches Niederspannungs-Stromversorgungsnetz 3 angeschlossen. Grundsätzlich kann es sich jedoch auch um ein sonstiges, vergleichbares Netz zur Stromversorgung handeln.The control device 1 is, in turn, connected to a public low-voltage power supply network 3 indicated by a dashed line in the example shown. In principle, however, it can also be another, comparable network for the power supply.

Vorzugsweise stellt das Stromversorgungsnetz 3 eine Wechselspannung von 220 V bei 50 Hz oder 380 V (Drehstrom) bei 50 Hz zur Verfügung. Dies gilt insbesondere für Deutschland.The power supply network 3 preferably provides an AC voltage of 220 V at 50 Hz or 380 V (three-phase current) at 50 Hz. This applies in particular to Germany.

Die vorschlagsgemäße Steuervorrichtung 1 ist verhältnismäßig einfach auf­ gebaut und weist insbesondere keinen Leistungstransformator, Leistungs­ gleichrichter u. dgl. auf. Der Verbraucher 2 wird hier also grundsätzlich mit der Spannung des Stromversorgungsnetzes 3 betrieben und ist entsprechend daran angepaßt.The proposed control device 1 is relatively simple to build and in particular has no power transformer, power rectifier u. Like. The consumer 2 is therefore basically operated at the voltage of the power supply network 3 and is adapted accordingly.

Die Steuervorrichtung 1 weist einen ersten Schalter 4 zum periodischen Ein- und Ausschalten des Verbrauchers 2 auf. Der Schalter 4 wird hier beispiels­ weise durch eine Steuereinrichtung 5 der Steuervorrichtung 1 gesteuert, wo­ bei die Periodendauer - also die Öffnungsdauer und die Schließdauer - vari­ iert bzw. variieren kann, wie eingangs bezüglich des Standes der Technik er­ läutert. Dieses abwechselnde Öffnen und Schließen des Schalters 4 erfolgt im normalen Betrieb zur Steuerung bzw. Regelung der Strom- bzw. Leistungs­ aufnahme des Verbrauchers 2.The control device 1 has a first switch 4 for periodically switching the consumer 2 on and off. The switch 4 is controlled here, for example, by a control device 5 of the control device 1 , where the period duration - that is to say the opening duration and the closing duration - varies or can vary, as explained at the beginning with respect to the prior art. This alternating opening and closing of the switch 4 takes place in normal operation to control or regulate the current or power consumption of the consumer 2nd

Die Steuervorrichtung 1 weist weiter einen Sicherheitsschalter 6 auf, der beim vorgenannten Betrieb dauerhaft geschlossen ist. Im abgeschalteten Zustand sind jedoch beide Schalter 4 und 6 geöffnet, um sicherzustellen, daß der Verbraucher 2 vollständig vom Stromversorgungsnetz 3 getrennt ist. Außerdem kann der Sicherheitsschalter 6 für eine Notabschaltung oder zu sonstigen Si­ cherungszwecken geöffnet werden.The control device 1 also has a safety switch 6 , which is permanently closed during the aforementioned operation. In the switched-off state, however, both switches 4 and 6 are open to ensure that the consumer 2 is completely disconnected from the power supply network 3 . In addition, the safety switch 6 can be opened for an emergency shutdown or for other safety purposes.

Beim Darstellungsbeispiel wird der Schalter 6 vorzugsweise ebenfalls von der Steuereinrichtung 5 gesteuert.In the example shown, the switch 6 is preferably also controlled by the control device 5 .

Ein wesentlicher Aspekt liegt nun darin, daß parallel zum ersten Schalter 4 eine Reihenschaltung geschaltet ist, die einerseits aus einem zweiten Schalter 7 und andererseits aus einer nicht näher dargestellten Strombegrenzungsein­ richtung in dem oben genannten Sinne oder einer Impedanz 8 gebildet ist. Der zweite Schalter 7 ist hier ebenfalls von der Steuereinrichtung 5 steuerbar. Die Impedanz 8 ist hier vorzugsweise durch einen ohmschen Widerstand - wie in Fig. 1 angedeutet - und/oder eine Spule gebildet.An important aspect now lies in the fact that a series circuit is connected in parallel with the first switch 4 , which is formed on the one hand by a second switch 7 and on the other hand by a current limiting device (not shown) in the above-mentioned sense or an impedance 8 . The second switch 7 can also be controlled here by the control device 5 . The impedance 8 is here preferably formed by an ohmic resistor - as indicated in FIG. 1 - and / or a coil.

An die Steuervorrichtung 1 ist beim Darstellungsbeispiel ein in Fig. 1 schema­ tisch angedeuteter Fühler 9, insbesondere ein Temperaturfühler o. dgl., an­ schließbar, der dem Verbraucher 2 zugeordnet ist. Mittels des Fühlers 9 wird ein Istwert einer Größe, wie der Ofentemperatur o. dgl., erfaßt, die bei der Aus­ bildung der Steuervorrichtung 1 als Regler geregelt wird.At the control device 1 in the example shown in Fig. 1 schematically indicated sensor 9 , in particular a temperature sensor or the like., To be closed, which is assigned to the consumer 2 . By means of the sensor 9 , an actual value of a quantity, such as the furnace temperature or the like, is detected, which is regulated as a controller when the control device 1 is formed.

Nachfolgend wird die Funktion der Steuervorrichtung 1 näher erläutert. Hierbei wird darauf abgestellt, daß es sich bei dem Verbraucher 2 um einen Ofen handelt, dessen Temperatur von der Steuervorrichtung 1 geregelt wird. Jedoch kann es sich bei dem Verbraucher 2 auch um eine sonstige elektrische Last handeln. Des weiteren kann die Steuervorrichtung 1 quasi jede beliebige Größe, beispielsweise die Leistungsaufnahme des Verbrauchers 2, regeln. In diesem Fall wäre beispielsweise kein Fühler 9 erforderlich. Alternativ kann die Steuervorrichtung 1 auch lediglich einer Steuerung einer Größe dienen. Weiter wird nachfolgend nur auf die Impedanz 8 abgestellt. Jedoch kann - wie bereits erläutert - zusätzlich oder alternativ zu der Impedanz 8 die nicht dargestellte Strombegrenzungseinrichtung vorgesehen sein, für die entspre­ chend das gleiche gilt.The function of the control device 1 is explained in more detail below. This is based on the fact that the consumer 2 is an oven, the temperature of which is regulated by the control device 1 . However, the consumer 2 can also be another electrical load. Furthermore, the control device 1 can regulate virtually any size, for example the power consumption of the consumer 2 . In this case, for example, no sensor 9 would be required. Alternatively, the control device 1 can also only serve to control one variable. In the following, only the impedance 8 is used . However, as already explained, in addition or as an alternative to the impedance 8, the current limiting device (not shown) can be provided, for which the same applies accordingly.

Die Steuervorrichtung 1 weist eine nicht dargestellte Bedieneinrichtung, Ein­ gabeeinrichtung o. dgl. auf, so daß gewünschte Steuer- und Regelfunktionen aufrufbar, aktivierbar und bei Bedarf abschaltbar sind. Insbesondere weist die Steuervorrichtung 1 bzw. deren Steuereinrichtung 5 eine geeignete Steuer- bzw. Regellogik, einen Mikroprozessor, Speicher u. dgl. auf. Vorzugsweise sind verschiedene Temperaturverläufe programmierbar bzw. vorgebbar und aufrufbar.The control device 1 has an operating device (not shown), an input device or the like, so that desired control and regulating functions can be called up, activated and, if necessary, switched off. In particular, the control device 1 or its control device 5 has a suitable control or regulating logic, a microprocessor, memory and the like. Like. Different temperature profiles are preferably programmable or predeterminable and callable.

Im Betrieb ist der Sicherheitsschalter 6 geschlossen. Die Steuereinrichtung 5 öffnet und schließt die Schalter 4, 7, um eine gewünschte Temperatur - Soll­ wert - beim Ofen zu erreichen. Der Fühler 9 ermittelt den Istwert, also die tatsächliche Temperatur, so daß mittels der Steuereinrichtung 5 eine entspre­ chende Regelung erfolgen kann.The safety switch 6 is closed during operation. The control device 5 opens and closes the switches 4 , 7 in order to achieve a desired temperature - desired value - in the furnace. The sensor 9 determines the actual value, that is, the actual temperature, so that a corresponding regulation can take place by means of the control device 5 .

Nachfolgend werden die Begriffe "Einschalten" und "Ausschalten" in dem Sinne verstanden, daß es sich beim Betrieb des Ofens um periodische bzw. sich wiederholende Vorgänge handelt. Es handelt sich also nicht um ein län­ ger andauerndes Abschalten des Ofens, vielmehr um ein temporäres Ein- und Ausschalten zur Steuerung der Leistungsaufnahme und damit zur Regelung der Temperatur.Below are the terms "turn on" and "turn off" in the Understood that the operation of the furnace is periodic or repetitive processes. So it is not a country continuous switching off of the furnace, rather a temporary switching on and off Switch off to control the power consumption and thus for regulation the temperature.

Beim Einschalten wird zunächst nur der zweite Schalter 7 geschlossen. Erst nach einer Einschaltverzögerungsdauer TEV von vorzugsweise 0,2 bis 3 s, insbesondere von 0,5 bis 1,7 s, wird der erste Schalter 4 geschlossen, wie in Fig. 2 angedeutet.When switching on, only the second switch 7 is initially closed. Only after a switch-on delay time T EV of preferably 0.2 to 3 s, in particular 0.5 to 1.7 s, is the first switch 4 closed, as indicated in FIG. 2.

Während der Einschaltverzögerungsdauer TEV ist folglich der Verbraucher 2 nur über die Impedanz 8 an das Stromversorgungsnetz 3 angeschlossen. Die Impedanz 8 führt dazu, daß der Verbraucher 2 zunächst nicht die volle Leistung aufnimmt, sondern lediglich eine reduzierte Leistung. Entsprechen­ des gilt für die Stromaufnahme, die in Fig. 3 schematisch angedeutet ist. Während der Einschaltverzögerungsdauer TEV ist der Strom also gegenüber dem Maximalwert bei geschlossenem ersten Schalter 4 reduziert. Insbeson­ dere ist die Impedanz 8 bzw. die nicht dargestellte Strombegrenzungs­ einrichtung derart ausgebildet, daß zumindest im wesentlichen eine Reduzierung des Stroms bzw. der Leistungsaufnahme auf etwa die Hälfte des Maximalwerts erfolgt. Zumindest sollte vorzugsweise eine Reduzierung auf das 0,4 bis 0,6-fache des Maximalwerts erfolgen. During the switch-on delay period T EV , the consumer 2 is consequently only connected to the power supply network 3 via the impedance 8 . The impedance 8 means that the consumer 2 initially does not consume the full power, but only a reduced power. This corresponds to the current consumption, which is indicated schematically in FIG. 3. During the switch-on delay period T EV , the current is therefore reduced compared to the maximum value when the first switch 4 is closed. In particular, the impedance 8 or the current limiting device, not shown, is designed in such a way that the current or the power consumption is at least substantially reduced to approximately half the maximum value. At least it should preferably be reduced to 0.4 to 0.6 times the maximum value.

Nach einer Einschaltdauer TE, die vorzugsweise 0,5 bis 25 s und insbeson­ dere etwa 1 bis 20 s beträgt, wird zunächst nur der erste Schalter 4 geöffnet. Der zweite Schalter 7 bleibt hingegen für eine Ausschaltverzögerungsdauer TAV noch geschlossen. Für die Ausschaltverzögerungsdauer TAV ergibt sich daher eine zur Einschaltverzögerungsdauer TEV korrespondierende Reduzie­ rung bzw. Verringerung der Leistungsaufnahme bzw. des Stroms I, wie durch den zeitlichen Stromverlauf 10 in Fig. 3 korrespondierend zu den zeitlichen Verläufen der Schaltzustände der Schalter 4 und 7 in Fig. 2 angedeutet.After an operating time T E , which is preferably 0.5 to 25 s and in particular approximately 1 to 20 s, only the first switch 4 is initially opened. In contrast, the second switch 7 remains closed for a switch-off delay period T AV . For the switch-off delay time T AV , there is therefore a reduction or reduction of the power consumption or the current I corresponding to the switch-on delay time T EV , as shown by the current profile 10 in FIG. 3 corresponding to the time profiles of the switching states of the switches 4 and 7 in Fig. 2 indicated.

Nach Ablauf der Ausschaltverzögerungsdauer TAV wird der zweite Schalter 7 ebenfalls geöffnet und damit der Verbraucher 2 ausgeschaltet.After the switch-off delay period T AV has elapsed, the second switch 7 is also opened and the consumer 2 is thus switched off.

Das mehrstufige - hier zweistufige - Ein- und Ausschalten des Verbrauchers 2 (stuftenweises Erhöhen und Verringern der Strom- bzw. Leistungsaufnah­ me) führt zu geringeren Belastungen des Stromversorgungsnetzes 3 durch Spannungsschwankungen und Flicker.The multi-stage - here two-stage - switching the consumer 2 on and off (gradually increasing and decreasing the current or power consumption) leads to lower loads on the power supply network 3 due to voltage fluctuations and flicker.

Nach einer Abschaltdauer TA beginnt der Zyklus von vorne, es wird also zu­ erst der zweite Schalter 7 für die Einschaltverzögerungsdauer TEV geschlos­ sen.After a switch-off time T A , the cycle starts from the beginning, so the first switch 7 is closed for the switch-on delay time T EV .

Somit ergibt sich für den zweiten Schalter 7 eine Schließdauer TEG = TEV + TE + TAV. Die Öffnungsdauer des zweiten Schalters 7 entspricht der Aus­ schaltdauer TA.This results in a closing time T EG = T EV + T E + T AV for the second switch 7 . The opening time of the second switch 7 corresponds to the switching time T A.

Für den ersten Schalter 4 ergibt sich eine Öffnungsdauer TAG = TAV + TA + TEV. Die Schließdauer entspricht der Einschaltdauer TE.The first switch 4 has an opening time T AG = T AV + T A + T EV . The closing time corresponds to the operating time T E.

Die Ausschaltdauer TA beträgt vorzugsweise mindestens 0,5 s, insbesondere mindestens 1 s.The switch-off time T A is preferably at least 0.5 s, in particular at least 1 s.

Vorzugsweise sind die Perioden bezüglich der Schließdauer TEG - auch bei variierender Perioden- bzw. Gesamtdauer (TEG + TA bzw. TE + TAG) - zumindest im wesentlichen symmetrisch hinsichtlich des zeitlichen Ein- und Ausschaltens gewählt, um die Belastungen des Stromversorgungsnetzes 3 durch Spannungsschwankungen und Flicker zu minimieren. Insbesondere sind die Einschaltverzögerungsdauer TEV und die Ausschaltverzögerungs­ dauer TAV zumindest im wesentlichen gleich lang. Die Steuervorrichtung 1 bzw. deren Steuereinrichtung 5 ist dann dementsprechend ausgebildet, daß diese Bedingungen zumindest weitestgehend eingehalten werden, auch wenn die Perioden- bzw. Gesamtdauer je nach erforderlicher Leistungs­ aufnahme des Verbrauchers 2 variiert.Preferably, the periods with regard to the closing time T EG - even in the case of a varying period or total duration (T EG + T A or T E + T AG ) - are chosen at least essentially symmetrically with regard to the time that they are switched on and off in order to reduce the loads on the To minimize power supply network 3 by voltage fluctuations and flicker. In particular, the switch-on delay time T EV and the switch-off delay time T AV are at least essentially of the same length. The control device 1 or its control device 5 is then designed accordingly that these conditions are at least largely met, even if the period or total duration varies depending on the required power consumption of the consumer 2 .

Beim Darstellungsbeispiel bilden die Schaltdauern TE, TA und ggf. die Schalt­ verzögerungsdauern TEV, TAV Stellgrößen der Temperaturregelung. Hierbei werden jedoch vorzugsweise die folgenden Randbedingungen eingehalten.In the example shown, the switching times T E , T A and, if applicable, the switching delay times T EV , T AV are manipulated variables of the temperature control. However, the following boundary conditions are preferably observed here.

Die Schaltverzögerungsdauern TEV, TAV, die bedarfsweise fest vorgebbar sind, werden möglichst kurz gewählt, um eine unnötige Erwärmung oder gar Überhitzung der Impedanz 8 zu vermeiden. Gemäß einer Weiterbildung kann eine Erfassung der Temperatur der Impedanz 8 vorgesehen sein, so daß im Falle einer (übermäßigen) Erwärmung bzw. im Falle eines Überschreiten einer Grenztemperatur die Schaltverzögerungsdauern TEV, TAV von der Steuer­ vorrichtung 1 bzw. deren Steuereinrichtung 5 selbsttätig zumindest temporär verkürzt werden.The switching delay times T EV , T AV , which can be predefined as required, are chosen to be as short as possible in order to avoid unnecessary heating or even overheating of the impedance 8 . According to a development, a detection of the temperature of the impedance 8 can be provided, so that in the event of (excessive) heating or in the event of a limit temperature being exceeded, the switching delay durations T EV , T AV from the control device 1 or its control device 5 automatically at least can be temporarily shortened.

Die Schaltdauern TE und TA sind vorzugsweise jeweils mindestens so lang wie die Schaltverzögerungsdauern TEV, TAV.The switching times T E and T A are preferably at least as long as the switching delay times T EV , T AV .

Gemäß einer Ausführungsvariante sind die Schaltverzögerungsdauern TEV, TAV automatisch verlängerbar, wenn die Einschaltdauer TE und/oder die Aus­ schaltdauer TA verkürzt werden. So ist eine Kompensation realisierbar, so daß die resultierenden Belastungen des Stromversorgungsnetzes 3 durch Span­ nungsschwankungen und Flicker beim Ein- und Ausschalten des Verbrau­ chers 2 begrenzt bzw. ausreichend gering gehalten werden.According to one embodiment variant, the switching delay times T EV , T AV can be extended automatically if the on time T E and / or the off time T A are shortened. So compensation can be realized so that the resulting loads on the power supply network 3 by voltage fluctuations and flicker when switching on and off the consumer 2 are limited or kept sufficiently low.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante sind die Schaltverzögerungsdau­ ern TEV, TAV automatisch an die Maximalleistung bzw. den Maximalstrom des jeweils angeschlossenen Verbrauchers 2 anpaßbar, insbesondere bei hö­ herer Maximalleistung bzw. höherem Maximalstrom verlängerbar. According to a further embodiment variant, the switching delay durations T EV , T AV are automatically adaptable to the maximum power or the maximum current of the respective connected consumer 2 , in particular can be extended at higher maximum power or higher maximum current.

Die vorgenannten Anpassungen bzw. Veränderungen der Schaltverzöge­ rungsdauern TEV, TAV - insbesondere in Abhängigkeit von den Schaltdauern TE oder TA und/oder der maximalen Strom- bzw. Leistungsaufnahme des Verbrauchers 2 - können beispielsweise durch funktionale Zusammenhänge von der Steuereinrichtung 5, mittels geeigneter, gespeicherter Wertetabellen von der Steuereinrichtung 5 oder in sonstiger geeigneter Weise bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Schaltverzögerungsdauern TEV, TAV oder diesbezügliche Mindestwerte auch fest vorgegeben werden.The aforementioned adjustments or changes in the switching delays T EV , T AV - in particular depending on the switching times T E or T A and / or the maximum current or power consumption of the consumer 2 - can for example by functional relationships of the control device 5 , can be determined by means of suitable, stored value tables from the control device 5 or in another suitable manner. As an alternative or in addition, the switching delay periods T EV , T AV or minimum values in this regard can also be predetermined.

Die vorschlagsgemäße Steuervorrichtung 1 ist für Ströme bis 16 A pro Phase ausgelegt. Grundsätzlich ist die Steuervorrichtung 1 hierauf jedoch nicht be­ schränkt. Entsprechendes gilt für den Verbraucher 2 bzw. den Ofen.The proposed control device 1 is designed for currents up to 16 A per phase. Basically, the control device 1 is not limited to this. The same applies to consumer 2 or the furnace.

Beim Darstellungsbeispiel ist die Steuervorrichtung 1 getrennt vom Verbrau­ cher 2 ausgebildet. Jedoch können der Verbraucher 2 bzw. der Ofen und die Steuervorrichtung 1 auch eine nicht dargestellte Baueinheit bilden.In the illustrated example, the control device 1 is formed separately from the consumer 2 . However, the consumer 2 or the furnace and the control device 1 can also form a structural unit, not shown.

Wie bereits angedeutet, kann die Steuervorrichtung 1 selbstverständlich auch zum Anschluß an ein nicht dargestelltes Drehstromnetz o. dgl. ausgebildet sein. Auch hier gilt wiederum entsprechendes für den Verbraucher 2.As already indicated, the control device 1 can of course also be designed for connection to a three-phase network (not shown) or the like. The same applies here again to the consumer 2 .

Claims (20)

1. Steuervorrichtung (1) für einen elektrischen Verbraucher (2), insbeson­ dere einen elektrisch beheizten Ofen, wobei die Steuervorrichtung (1) an das öffentliche Niederspannungs-Stromversorgungsnetz (3) anschließbar ist so­ wie einen ersten Schalter (4) und eine diesen steuernde Steuereinrichtung (5) aufweist, so daß der Verbraucher (2) periodisch ein- und ausschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuervorrichtung (1) einen zweiten Schalter (7) aufweist, der zu­ sammen mit einer in Reihe geschalteten Strombegrenzungseinrichtung oder Impedanz (8) parallel zum ersten Schalter (4) geschaltet ist und der von der Steuereinrichtung (5) ansteuerbar ist, so
daß zum Einschalten des Verbrauchers (2) zuerst der zweite Schalter (7) geschlossen wird und nach einer vorgegebenen Einschaltver­ zögerungsdauer (TEV) der erste Schalter (4) geschlossen wird und
daß zum Ausschalten des Verbrauchers (2) zuerst der erste Schalter (4) geöffnet und nach einer vorgegebenen Ausschaltverzögerungs­ dauer (TAV) der zweite Schalter (7) geöffnet wird.1. Control device ( 1 ) for an electrical consumer ( 2 ), in particular an electrically heated oven, wherein the control device ( 1 ) can be connected to the public low-voltage power supply network ( 3 ) as well as a first switch ( 4 ) and one that controls it Control device ( 5 ), so that the consumer ( 2 ) can be switched on and off periodically, characterized in that
that the control device ( 1 ) has a second switch ( 7 ) which is connected together with a series-connected current limiting device or impedance ( 8 ) in parallel to the first switch ( 4 ) and which can be controlled by the control device ( 5 ), so
that to switch on the consumer ( 2 ) first the second switch ( 7 ) is closed and after a predetermined Einschaltver delay period (T EV ) the first switch ( 4 ) is closed and
that to switch off the consumer ( 2 ) first the first switch ( 4 ) is opened and after a predetermined switch-off delay time (T AV ) the second switch ( 7 ) is opened. 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (1) als Regler, insbesondere zur Regelung der Temperatur des Verbrauchers (2), wie eines Ofens, und/oder einer elektrischen Größe, wie der mittleren Leistungsaufnahme des Verbrauchers (2), ausgebildet ist.2. Control device according to claim 1, characterized in that the control device ( 1 ) as a controller, in particular for regulating the temperature of the consumer ( 2 ), such as an oven, and / or an electrical variable, such as the average power consumption of the consumer ( 2 ) , is trained. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fühler (9), insbesondere ein Temperaturfühler, an die Steuervorrichtung (1) anschließbar ist oder in diese integriert ist.3. Control device according to claim 2, characterized in that a sensor ( 9 ), in particular a temperature sensor, can be connected to the control device ( 1 ) or is integrated therein. 4. Steuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (1) derart ausgebildet ist, daß der Verbraucher (2) im Betrieb jeweils nur mindestens für eine Einschaltdauer (TE) einschaltbar und nur mindestens für eine Ausschaltdauer (TA) ausschalt­ bar ist. 4. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 1 ) is designed such that the consumer ( 2 ) can only be switched on during operation for at least one operating time (T E ) and only for at least one switching off time (T A ) can be switched off. 5. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 und nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schaltdauern (TE, TA) und bedarfsweise die Schaltverzögerungsdauern (TEV, TAV) ausschließlich die Stellgrößen des Reglers bilden.5. Control device according to claim 2 or 3 and according to claim 4, characterized in that the switching times (T E , T A ) and, if necessary, the switching delay times (T EV , T AV ) form exclusively the manipulated variables of the controller. 6. Steuervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltdauer (TE) 0,5 bis 40 s, insbesondere 1 bis 20 s, beträgt und daß die Ausschaltdauer (TA) mindestens 0,5 s, vorzugsweise mehr als 1 s be­ trägt.6. Control device according to claim 4 or 5, characterized in that the switch-on time (T E ) is 0.5 to 40 s, in particular 1 to 20 s, and that the switch-off time (T A ) is at least 0.5 s, preferably more than 1 s. 7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltdauern (TE, TA) länger als die oder gleich den Schalt­ verzögerungsdauern (TEV, TAV) sind.7. Control device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the switching times (T E , T A ) are longer than or equal to the switching delay times (T EV , T AV ). 8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuervorrichtung (1) derart ausgebildet ist, daß die Schalt­ verzögerungsdauern (TEV, TAV) in Abhängigkeit von einer Verkürzung der Einschaltdauer (TE) und/oder der Ausschaltdauer (TA) verlängerbar sind.8. Control device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the control device ( 1 ) is designed such that the switching delay times (T EV , T AV ) depending on a reduction in the duty cycle (T E ) and / or the switch-off time (T A ) can be extended. 9. Steuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltverzögerungsdauern (TEV, TAV) oder dies­ bezügliche Mindestwerte, insbesondere bedienerseitig, vorgebbar sind.9. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching delay times (T EV , T AV ) or related minimum values, in particular on the operator side, can be predetermined. 10. Steuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltverzögerungsdauern (TEV, TAV) gleich sind.10. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching delay times (T EV , T AV ) are the same. 11. Steuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltverzögerungsdauern (TEV, TAV) 0,2 bis 3 s, insbesondere 0,5 bis 2 s, vorzugsweise 1 bis 1,7 s, betragen.11. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching delay times (T EV , T AV ) are 0.2 to 3 s, in particular 0.5 to 2 s, preferably 1 to 1.7 s. 12. Steuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (1) derart ausgebildet ist, daß die Schaltverzögerungsdauern (TEV, TAV) in Abhängigkeit von einer Erwärmung der Strombegrenzungseinrichtung oder Impedanz (8), insbesondere bei Über­ schreiten eines Grenzwerts, zumindest temporär verkürzbar sind. 12. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 1 ) is designed such that the switching delay times (T EV , T AV ) depending on a heating of the current limiting device or impedance ( 8 ), in particular when exceeding a Limit, can be shortened at least temporarily. 13. Steuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (4, 7) durch elektromagnetische Relais und/oder Halbleiterelais gebildet sind.13. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the switches ( 4 , 7 ) are formed by electromagnetic relays and / or semiconductor relays. 14. Ofen mit einer zugeordneten Steuervorrichtung (1) zur Steuerung oder Regelung der Ofentemperatur, insbesondere eines vorgebbaren oder pro­ grammierbaren Verlaufs der Ofentemperatur, durch Steuerung oder Regelung der Stromversorgung des Ofens, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche ausgebildet ist.14. Furnace with an associated control device ( 1 ) for controlling or regulating the furnace temperature, in particular a predeterminable or per programmable course of the furnace temperature, by controlling or regulating the power supply to the furnace, characterized in that the control device ( 1 ) according to one of the preceding claims is trained. 15. Verfahren zum Betreiben eines elektrisch beheizten Ofens, wobei der Ofen an das öffentliche Niederspannungs-Stromversorgungsnetz ange­ schlossen ist und je nach gewünschter Leistung oder Tempratur mittels eines ersten Schalters periodisch ein- und ausgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Einschalten des Ofens ein zweiter Schalter, der zusammen mit einer in Reihe geschalteten Strombegrenzungseinrichtung oder Impedanz parallel zum ersten Schalter geschaltet ist, zuerst geschlossen wird und nach einer vorgegebenen Einschaltverzögerungsdauer der erste Schalter geschlossen wird und
daß zum Ausschalten des Ofens zuerst der erste Schalter geöffnet und nach einer vorgegebenen Ausschaltverzögerungsdauer der zweite Schalter geöff­ net wird.15. A method of operating an electrically heated furnace, the furnace being connected to the public low-voltage power supply network and being periodically switched on and off by means of a first switch, depending on the desired power or temperature, characterized in that
that a second switch, which is connected in parallel with a current limiting device or impedance connected in series to the first switch, is first closed for switching on the furnace and the first switch is closed after a predetermined switch-on delay and
that the first switch is opened to switch off the furnace and the second switch is opened after a predetermined switch-off delay period. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen in Betrieb jeweils nur mindestens für eine Einschaltdauer eingeschaltet und nur mindestens für eine Ausschaltdauer ausgeschaltet wird.16. The method according to claim 15, characterized in that the furnace in Operation only switched on for at least one operating time and only is switched off for at least one switch-off period. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ schaltdauer und/oder die Ausschaltdauer 0,5 bis 40 s, insbesondere 1 bis 20 s, beträgt, daß die Ausschaltdauer (TA) mindestens 0,5 s, vorzugsweise mehr als 1 s beträgt und/oder daß die Schaltdauern länger als die Schaltverzögerungs­ dauern sind.17. The method according to claim 16, characterized in that the on time and / or the switch-off time 0.5 to 40 s, in particular 1 to 20 s, is that the switch-off time (T A ) at least 0.5 s, preferably more than Is 1 s and / or that the switching times are longer than the switching delay. 18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltverzögerungsdauern verlängert werden, wenn die Einschaltdauer und/oder die Ausschaltdauer verkürzt werden bzw. wird.18. The method according to claim 16 or 17, characterized in that the Switching delays are extended when the duty cycle and / or the switch-off time is or will be shortened. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltverzögerungsdauern bei einer übermäßigen Erwärmung der Strombegrenzungseinrichtung oder Impedanz, insbesondere Überschreiten eines Grenzwerts, zumindest temporär verkürzt werden.19. The method according to any one of claims 15 to 18, characterized in that the switching delay times with excessive heating of the Current limiting device or impedance, in particular exceeding a limit value, at least temporarily reduced. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltverzögerungsdauern 0,2 bis 3 s, insbesondere 0,5 bis 2 s, vor­ zugsweise 1 bis 1,7 s, betragen.20. The method according to any one of claims 15 to 19, characterized in that the switching delay times 0.2 to 3 s, in particular 0.5 to 2 s, before preferably 1 to 1.7 s.
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