DE1673523A1

DE1673523A1 - Temperaturregler

Info

Publication number: DE1673523A1
Application number: DE19671673523
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Mueller
Original assignee: Siemens Elektrogaerate GmbH
Current assignee: SEG Hausgeraete GmbH
Priority date: 1967-05-05
Filing date: 1967-05-05
Publication date: 1972-01-05
Also published as: DE1673523C3; DE1673523B2

Description

Temperaturregler Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturregler, z.B. für elektrisch beheizte Haushaltgeräte, mit einem den Temperatur-Istwert erfassenden Fühler und einem fremdbeheizten Bimetallschalter, der nach Erreichen des Temperatur-Sollwertes die Stromzufuhr zum Verbraucher periodisch unterbricht.
Bei derartigen Temperaturreglern wird der Strom durch die Heizwicklung eines die Energiezufuhr zum Verbraucher schaltenden Bimetallkontaktes mittelbar oder unmittelbar von einem Temperaturfühler gesteuert, so daß nach Erreichen der vorwählbaren Solltemperatur die Energiezufuhr zum Verbraucher unterbrochen oder auf einen ebenfalls vorwählbaren Wert reduziert wird, der z.B. bei Kochplatten von der jeweiligen Kochgutmenge abhängig ist. Vielfach wird diese verminderte Leistung periodisch entweder durch den bereits erwähnten Bimetallschalter oder mit Hilfe eines zusätzlich thermisch gesteuerten Schalters zugeführt. Derartige Regler weisen jedoch eine für die Praxis zu große Regelbre*.te auf. Außerdem 1d.3; sich in vielen Anwendungsfällen die periodisch e°_ngespeiste Leistung nicht ausreichend atark verringern, so daß die untere Temperatur-Sollwertgrenze nicht weit genug abgesenkt werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfachen Temperaturregler z.B. für elektrische Haushaltgeräte mit extrem kleiner. Regelbreite zu schaffen, der mit der üblichen Netzspannung betrieben werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Bimetallschalter mit der Verbraucherzuleitung seinen eigenen üeizstrompfad schaltet, in dem ein vom Temperaturfühler gesteuerter Thyristor angeordnet ist.-Der eigentliche Regler, der praktisch keine icegeL-breite aufweist, besteht demnach aus einem Thyristor, der von einem Temperaturfühler gesteuert wird und der erfindunjsgem.d.L4 den Heizstrompfad eines Bimetalltakters schaltet, der bei Erreichen der Solltemperatur mit dem Verbraucherstromkreis auch seinen He:_zstrompfad und damit den dazu in Reihe geschalteten Re g-lerstromkreis periodisch unterbricht.
Dabei kann vorteilhaft das Verhältnis Auslenkzeit (Einzeit) des Bimetalles zu seiner Rückstellzeit (Auszeit) sehr klein, vorzugsweise kleiner als 0,02 gewählt werden. Dadurch wird erreicht, daß die Stromzufuhr zum Verbraucher bei Erreichen des vorgewählten Temperatur-äollwertes nahezu ohne zeitliche Verzögerung unterbrochen wird. Außerdem kann der periodisch zugeführte Energiewert bei Bedarf sehr gering gehalten werden, so daß auch tiefe Temperatur- .`todwerte, z.33. bei hochplatten mit geringer Kochiz"utmen@;e, eingehalten werden können. Dabei wird die im allgemeiner als n.-j.ctiteiiig emtfundene Trägheit eine: Bimetallschalters vorteilhaft ausgewertet, da die @".izfheizleistung sehr hoch gewählt werden k.".nn und damit ein kurzfristiges :":nsprechen des Schalters, verbunden mit einer veriältni:-rr:ä,:?ig lang en I@bkühlzeit und damit kleine F.,111-und lange Auozeiten erreichbar sind.
Vorteilhaft ist die Steuerelektrode des Thyristors an einem parallel zum Thyri scor geschalteten Spannungsteiler angeschlossen, der wenigstens aus dem Temperaturfühler und einem der Teuiperatur-Sollwert bestimmenden Stellwider;;tand besteht. In manchen Fällen kann es auch zweckmäßiF sein, in Serie zur Heizwiclclunt; des Bimetallschalters einen veränderbaren Widerstand zu schalten.
Erfindun sgemäß wird die aus Th;"ristor und Heizwicklung des Bimetallschalters bestehende Serienschaltung in einem Parallelpfad zu wenigotens einem Teil des Heizwiderstandes eines Verbrauchers angeordnet.

Hin weitgehend temperaturkompensierter und von Spannungsschwankungen des Netzes unabhängiger Regler ergibt sich, wenn nach einer weiteren Ausbildung der l:rfindun.:, der aus Temperaturfühler und ',)tellwiderstand bestehende Spannungsteiler durch die Heizwicklung des Bimetallschalters und einen Festwiderstand zu einer Widerstandsbrücke ergänzt ist, derart, daß der Thyristor einen Parallelzweig zu dem Festwiderstand bildet und seine Gitter-Kathodenstrecke in die Ausgangsdiagonale der Brücke geschaltet ist. Eine besonders hohe Temperaturkonstanz des Reglers wird erreicht, wenn der Stellwiderstand und der Festwiderstand de:: gleichen Temperaturgang aufweisen

und wenn ein Kaltleiterfühler und die Heizwicklung in benachbarten

Brückenzweigen angeordnet sind, die gemeinsam mit der Kathode de4

Thyriatorn an einem Eingangspol der Brücke angeschlossen sind.-

In der Zeichnung sind Schaltungen erfindungsgemäß ausgebildeter

'Temperaturregler dargestellt.

In der Schaltung nach Fig.l ist parallel zu dem Verbraucher 1,

z.B. dem Heizwiderstand einer Kochplatte, eine aus einem Thyrietor 2

und der Heizwicklung 3 eines Bimetallechalters 4 bestehende Serien-

schaltung angeordnet, wobei der Schaltkontakt 5 des Bimetallschai-

ters 4 in der gemeinsamen Zuleitung 6 vorgesehen ist. Parallel zu

den Thyristor 2 ist ein aus dem ?ithlerwideretand ? und dem Stell-

Widerstand 8.bestehender Spannungeteiler angeschlossen, dessen An-

zapfung mit der Steuerelektrode 9 des Thyrietors 2 verbunden ist.

Zur Verringerung der Eigenerwärmung des Temperaturfühlers 7 kann

ein Vorwideretand 10 vorgesehen werden, der einen im Verhältnis

zum Temperaturfünier 7 hohen Widerstandswert aufweist. Außerdem

kann der Heizwicklung 5dee Bimetallechalters 4 ein regelbarer

Widerstand 11 zugeordnet werden.

Durch geeignete Bemessung und entsprechende Einstellung des Stell-,

Widerstandes-8 bleibt der Thyristor 2 so lange gesperrt, bis am

Verbraucher 1 die vorgewählte Solltemperatur herrscht. Ist dieser

Wert erreicht, zündet der Thyriator 2 und der Bimetallechalter 4

öffnet infolge seiner Aufheizung durch die Heizwicklung 3 den Kon-

takt 5 und unterbricht damit die Zuleitung 6. Der Bimetallschal-

ter 4 kühlt wieder ab und damit wird der Kontakt 5 wieder geschlos-

sen. Herrscht am Verb4auoher 1 noch die Solltemperatur, zündet

sofort wieder der Thyristor 2 und die Zuleitung 6 wird erneut' unter-

brocken. Ist jedoch die Temperatur am Verbraucher 1 unter den Soll-

wert abgesunken, sperrt der Thyristör 2 und dem Verbraucher 1 Wird

bis zum Erreichen des Sollwertes wieder Energie in voller Höhe zu«»,.

geführt. Bei Bedarf kann durch Verändern des Widerstandes 11-die`'

Ansprechzeit des Bimetallsohaltere 4 verändert und damit die Linse-

speiste Leistung den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werd,

In dem Ausführungsbeispiel nach Pig: 2 wird durch die Heiawolclung-3

des Bimetallschaltera 4 und einen Postwiderstand 12 der aus deal`'rt«p-

raturfühler ? und der Stehwiderstand 8 bestehende 8pannungt*lor

zu einer Widerstandsbrücke 13 ergUnzt, in die der Thyri®tor '2 so ..

eingeschaltet ist, daß er parallel;eum feetulderetand 12 1iß@

Durch' diese Maßnahme werden Schwanen der Netzspannung 41, 0, ausgebchaltet. Der Widerstand 42 und der @tellwideretad -

weisen gleiaen Temperaturgang anf, ßo@ da8 'Tempera@ur@o@v@sneat-

weitgehend apa4egl4oharl worden. Die, gittor#Kathodetrto#t "a

Thyriatore 2 ist in gull-Zweig der füoke - 13 angeordnet,,,

Der Thyrister zündet sofort, wob tia?@@ der Widerstand ratet =d@t ,,;

. Temperaturfühlers 7 soweit verändert äst, ä4$ d114 an der @teuelr.:^

elektrode 9 des Thyriatore 2 liejema pottial t deh % tl@rx@ -

Thyristorxündspentung -positiv gege;ter dem an der Uthoda 40 .

Thyristors 2@ liegenden wertes ist R Die lietztickl"g 3 den 'tal'@-.

sohaltere 4 prwhnx wich oebar rmeäh,-d,it erhöht 'oh tbt .tyj, .

stand, inebesoaorß wexm stark teasireturaähäUigea Wiädxetaadem .

»terial verwendet wird, und die oXe wird so veratimß, däßß

Thyriotor in der nächsten Periode nicht mehr zündet. Es stellt

sich damit eine Ein-Zeit ein, die umso kleiner ist, je mehr die

Brücke durch den TemperaturiUhler verstimmt ist, d.h., je mehr

die Ist-Temperatur über der Sollwert liegt. Durch die damit ver-

bundene Verringerung der Bnergieaufuhr wird ein rasches Absinken

der an Verbraucher herrschenden Temperatur auf den Sollwert er-

reicht. Dieser Umstand sacht aioh inebenondere beim sogenannten

Überschwingen der Temperatur beim Aufbeizen von Kochplatten und

ähnlichen Verbraucheraa bemerkbar. Der Binetallechalter wird vor-

zugeweise als Schnappecbalter ausgebildet.

Claims

Patentansprüche 1. Temperaturregler, z.B. für elektrisch beheizte Haushaltgeräte, mit einem den Temperatur-Istwert erfassenden Fühler und einem fremdbeheizten Bimetallschalter, der nach Erreichen des Temperatur-Sollwertes die Stromzuleitung zum Verbraucher periodisch unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallschalter mit der Verbraucherzuleitung seinen eigenen Heizstrompfad schaltet in dem ein vom Temperaturfühler gesteuerter Thyristor angeordnet ist.
2. Temperaturregler nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkzeit (Einzeit) des Bimetallachalters im Verhältnis zu seiner Rückstellzeit (Auszeit) klein ist.
3. Temperaturregler nach den Ansprüchen.1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Auslenkzeit zu Rüekstellzeit kleiner als 0,02 ist.
4. Temperaturregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des Thyristors an einem parallel zum Thyristor geschalteten Spannungsteiler angeschlossen ist, der weniE;stens aus dem Temperaturfühler und einem den Temperatur-Sollwert bestimmenden Stellwiderstand besteht.
5. Temperaturfühler nach den Ansprüchen i und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur der Heizwicklung des Bimetallschalters ein veränderbarer Widerstand in Serie geschaltet ist.
6. Temperaturregler nach den Ansprüchen 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Thyristor und Heizwicklung des Bimetallschalters bestehende Serienschaltung einen Parallelpfad zu wenigstens einem Teil des Heizwiderstandes eines Verbrauchers bilden..
7. Temperaturregler nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Kaltleiter -Temperaturfühler und Stellwiderstand bestehender Spannungsteiler durch die Heizwicklung des Bimetallschalters und einen Festwiderstand zu einer Wider-, standsbrücke ergänzt ist, wobei der Thyristor einen Parallelzweig zu dem Festwiderstand bildet und seine Gitterkathodenstrecke in die Auägangsdiagonale der Brücke geschaltet ist. B.
Temperaturregler nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellwiderstand und der Festwiderstand den gleichen Temperaturgang aufweisen.
9. Temperaturregler nach den Ansprüchen 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler und die Heizwicklung In benachbarten Brückenzweigen angeordnet sind, die gemeinsam mit der Kathode des Thyristors an einem Eingangspol der Brücke angeschlossen sind.