DE10117643A1

DE10117643A1 - Verfahren zur Ermittlung der Größe einer Netzeingangsspannung

Info

Publication number: DE10117643A1
Application number: DE2001117643
Authority: DE
Inventors: Wenzel Meierfrankenfeld
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2021-04-10
Also published as: DE10117643B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Größe einer Netzeingangsspannung in einer Schaltungsanordnung, in der diese zur Speisung einer elektrischen Last (R¶L1¶) unter Verwendung eines Netzteiltransformators (1) in eine Kleinspannung umgewandelt wird, durch Messung der sekundärseitigen Transformatorausgangsspannung (U¶sek¶) und des sekundärseitigen Transformatorausgangsstroms (I¶Sek¶). Um Berechnungsfehler durch mögliche Schwankungen des Innenwiderstandes des Netzteiltransformators zu eliminieren, ermittelt eine Auswerteschaltung den Innenwiderstand des Netzteiltransformators (1) durch das Zuschalten eines Verbrauchers (R¶L2¶) aus dem Quotienten der dadurch hervorgerufenen sekundärseitigen Spannungs- und Stromänderung (DELTAU¶Sek¶, DELTAI¶Sek¶).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Größe einer Netzeingangsspannung in einer Schaltungsanordnung, in der diese zur Speisung einer elektrischen Last unter Verwendung eines Netzteiltransformators in eine Kleinspannung umgewandelt wird, durch Messung der sekundärseitigen Transformatorausgangsspannung und des sekundärseitigen Transformatorausgangsstroms.

Bei Geräten, in denen mindestens ein Teil der elektrischen Verbraucher mit einer geregelten oder gesteuerten Netzspannung betrieben wird, ist es wünschenswert, die Größe der Netz spannung (Maximalwert oder Effektivwert) zu kennen. Bei solchen Geräten ist es allgemein bekannt, zur Regelung oder Steuerung Stellelemente (Relais', Thyristoren . . .) zu verwenden und diese durch Gleichspannungen anzusteuern. Dies kann beispielsweise in einer Schal tungsanordnung der eingangs genannten Art erfolgen. Neben den Stellelementen können in einer solchen Schaltungsanordnung andere elektrische Lasten mit Kleinspannung betrieben werden.

Wird der Effektivwert einer Netzspannung (U_Netz) aus dem Effektivwert der sekundärseitigen Wechselspannung (U_Sek) bei bekanntem Übertragungsfaktor (ü) eines Netzteiltransformators berechnet, so ist zu berücksichtigen, dass die Messung von U_sek aus folgenden Gründen sehr ungenau ist:
Betrachtet man den Transformator sekundärseitig als Spannungsquelle mit einem immer vor handenen Innenwiderstand R_i, so errechnen sich die Effektivwerte der Ausgangsspannung

U_Sek = (U_Netz.ü) - (I_Sek.R_i) (1.1)

I_Sek = Strom in der Sekundärwicklung des Netzteiltransformators;
das ergibt aufgelöst nach U_netz

U_Netz = (U_Sek + I_Sek.R_i)/ü (1.2)

In der Praxis verursacht der schwankende Innenwiderstand des Transformators aufgrund von schwankenden Wicklungstemperaturen und Exemplarstreuungen Messfehler von ca. 20%. Bedingt durch diesen Messfehler würde man völlig unbrauchbare Ergebnisse erhalten, wenn man mit Hilfe des Netzspannungswertes eine elektrische Heizleistung ermitteln wollte, da sich diese in Abhängigkeit von der Netzspannung quadratisch ändert.

Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Verfahren zur Ermittlung der Größe einer Netzeingangsspannung der eingangs genannten Art zu offenbaren, welches genau arbeitet und Berechnungsfehler durch mögliche Schwankungen des Innenwiderstandes des Netzteiltransformators eliminiert.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Bei der dargestellten Schaltungsanordnung wird die eingangsseitige Netzspannung U_Netz durch einen Netzteiltransformator (T) in eine sinusförmige Klein- Wechselspannung transformiert. Die so erzeugte Spannung U_sek speist einen Lastwiderstand R_L1. Sie wird mit einem Spannungsmesser ermittelt und das Messergebnis als U_Sek1 einer in einer Mikroprozessor-Steuerung integrierten Auswerteschaltung zugeführt. Außerdem wird der dabei fließende sekundärseitige Ausgangsstrom I_Sek mit einem Strommessgerät ermittelt und das Messergebnis als I_Sek1 ebenfalls der Auswerteschaltung zugeführt.

Anschließend durch die Auswerteschaltung (AS) eine Laständerung erzeugt, beispielsweise durch das Hinzuschalten eines parallel zu R_L1 angeordneten Lastwiderstands R_L2. Hierzu schließt die Auswerteschaltung (AS) den Schalter S. Danach wird erneut die Spannung U_Sek und der sekundärseitige Ausgangsstrom I_Sek gemessen. Diese Messergebnisse werden als U_sek2 und I_Sek2 der Auswerteschaltung (AS) zugeführt. Diese bestimmt nun den Innenwiderstand R_i der Sekundärwicklung aus dem Quotienten der durch die Laständerung hervorgerufenen sekundärseitigen Spannungs- und Stromänderung

und berechnet hieraus mit Gleichung 1.2 den Effektivwert der Netzspannung U_Netz.

Um die Ermittlung messtechnisch zu vereinfachen, lässt sich der Innenwiderstand R_i mit dem gleichen Verfahren auch durch die gleiche definierte Stromänderung mit Hilfe der vorhandenen gleichgerichteten unstabilisierten Spannung ermitteln.

Claims

Verfahren zur Ermittlung der Größe einer Netzeingangsspannung in einer Schaltungsanordnung, in der diese zur Speisung einer elektrischen Last (R_L1) unter Verwendung eines Netzteiltransformators (T) in eine Kleinspannung umgewandelt wird, durch Messung der sekundärseitigen Transformatorausgangsspannung (U_Sek) und des sekundärseitigen Transformatorausgangsstroms (I_Sek), dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteschaltung (AS) den Innenwiderstand des Netzteiltransformators (T) durch das Zuschalten eines Verbrauchers (R_L2) aus dem Quotienten der dadurch hervorgerufenen sekundärseitigen Spannungs- und Stromänderung (ΔU_Sek, ΔI_Sek) ermittelt.