DE19705907A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteuerung von an ein Wechselspannungs-Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen Verbrauchern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteuerung von an ein Wechselspannungs-Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen VerbrauchernInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Leistungs
steuerung von an ein Wechselspannungs-Versorgungsnetz
angeschlossenen elektrischen Verbrauchern nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. von einer Vorrichtung
zur Leistungssteuerung von elektrischen Verbrauchern zur
Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 5.
Vorrichtungen zur Leistungssteuerung von elektrischen
Verbrauchern, die an eine Wechselspannung, üblicherweise
die Netzspannung angeschlossen sind, sind in vielfältiger
Form bekannt und umfassen zumeist eine Phasenanschnitt
schaltung, durch welche sich der Zündwinkel bei der dem
Verbraucher zugeführten elektrischen Wechselgröße in
gewünschter Weise verstellen läßt, wodurch die zugeführte
Leistung geregelt werden kann.
Bekannt sind solche Phasenanschnittsteuerungen beispiels
weise aus der DE 33 03 126 C2, die eine Vorrichtung zur
Einschaltstrombegrenzung bei einer mit einer Phasenan
schnittsteuerschaltung versehenen Motorsteuerung für den
Antriebsmotor eines Staubsaugers betrifft, sowie bei
spielsweise aus der DE 43 27 070 C1, in welcher eine
Vorrichtung zur Regelung der Leistungsaufnahme eines
Staubsaugers beschrieben ist, bei welcher über eine
Phasenanschnittschaltung die dem den Staubsauger an
treibenden Elektromotor zugeführte Wechselspannung auf
einen solchen Wert geregelt wird, daß dieser dem Effek
tivwert der Motorspannung entspricht. Die dabei jeweils
verwendeten Phasenanschnitt-Steuerschaltungen enthalten
üblicherweise einen Triac, der in Reihe mit dem elek
trischen Verbraucher, in diesem Falle also Elektromotor,
ans Netz geschaltet ist und den Elektromotor mit einer
lückenden (Sinus)Spannung versorgt, je nach gewünschter
Leistung.
Geht man von einer aus diskreten Bauelementen aufgebauten
Schaltung für den Phasenanschnitt aus, wobei hier al
lerdings beliebig hoch integrierte Realisierungsmöglich
keiten bis zur reinen Mikroprozessorsteuerung denkbar und
möglich sind, dann umfaßt die Phasenanschnittsteuerung im
Ansteuerkreis für den Triac einen üblicherweise als
Potentiometer oder Trimmer einstellbaren Widerstand sowie
einen Ladekondensator zur Zündung des Triacs je nach
eingestellten Widerstand, so daß durch entsprechende
Verschiebung des Zündwinkels praktisch beliebige Zwi
schenleistungen bis zum Vollwinkel auf Wunsch abrufbar
sind.
Ein sich in diesem Zusammenhang seit kurzem ergebenes
Problem bei solchen Phasenanschnittschaltungen besteht
aber darin, daß bei immer höher ausgelegten möglichen
Maximalleistungen des elektrischen Verbrauchers, wobei im
folgenden zum besseren Verständnis von der Leistung eines
Staubsaugermotors beispielhaft ausgegangen werden soll,
obwohl es sich versteht, daß die Erfindung auf jeden
beliebigen elektrischen Verbraucher anwendbar ist, eine
Grenze mit Bezug auf die vom Verbraucher einschließlich
seiner Steuerschaltung insgesamten erzeugten Oberwellen
vorgegeben ist, die sich auch nicht durch einfache Mittel
überwinden läßt.
Allgemein entstehen Oberwellen immer dann, wenn zwischen
Strom und Spannung keine Proportionalität besteht, wobei
bei der Leistungssteuerung eines elektrischen Univer
salmotors zunächst Oberwellen hauptsächlich als ungerad
zahlige Harmonische entstehen, die in erster Näherung auf
die quadratische Abhängigkeit zwischen Strom und Spannung
zurückzuführen sind. Zusätzliche Oberwellen entstehen
durch die Phasenanschnittsteuerung selbst, die im übrigen
besonders dann stark ausgeprägt sind, wenn sich der
Zündwinkel bei etwa 90° befindet, wenn also durch
entsprechende Zündung die Stromdurchlässigkeit des
Reihentriacs in etwa in der Mitte der jeweiligen Halbwel
le erfolgt.
Die erwähnte Grenze des zulässigen Oberwellengehalts wird
durch staatlich regulierte Vorschriften festgelegt und
wird für den europäischen Bereich durch die sogenannte
EMV-Norm repräsentiert und die insofern auch eine
Leistungsgrenze der zulässigen Motorleistung, die in
numerischen Werten ausdrückt bei etwa 1200 bis 1400 W
liegt, vorgibt, wenn man allgemein übliche elektrische
Motoren mit den bekannten Phasenanschnittsteuerungen
zugrunde legt.
Die sich durch diese Grenze ergebenden Probleme sind nur
unter Einsatz hoher Kosten zu umgehen oder zu bekämpfen,
wobei die Messungen üblicherweise bei einem Phasenwinkel
von 90° und bezogen auf 16 aufeinanderfolgende Vollwellen
durchgeführt werden, während welcher Zeit der Oberwellen
gehalt einen vorgegebenen Wert nicht überschreiten darf.
Es ist daher auch bekannt, dieses Problem dadurch zu
umgehend, daß man auf der Hardwareseite, nämlich auf
Seiten des Elektromotors, einen Motor mit zwei Feldwick
lungen verwendet, dessen eine Feldwicklung für eine
Leistungsabgabe bis beispielsweise maximal 1400 W zur
Verfügung steht, die über eine Phasenanschnittsteuerung
bei gerade noch zulässigem Oberwellengehalt betrieben
werden kann, während bei einer stärkeren Leistungs
anforderung dann über geeignete Schaltungsmittel (Mikro
schalter) auf die andere Feldwicklung übergegangen wird
bei vollständigem Herausschalten der Phasenanschnitt
steuerung, wodurch dann die volle Leistung mit der
zweiten Feldwicklung, die beispielsweise bei 1800 W
liegen kann, im durchgehenden Vollwellenbetrieb, also
ohne Phasenanschnittsteuerung, erreicht werden kann.
Hierdurch entfällt dann natürlich der auf den Phasen
anschnitt zurückgehende Oberwellengehalt gänzlich.
Solche bauaufwendigen Maßnahmen erfordern erhebliches
zusätzliches Material mit entsprechenden hohen Kosten,
nicht zuletzt auch Montagekosten, und machen gerade dann
einen Verzicht auf die Phasenanschnittsteuerung erforder
lich, wenn diese im Bereich der Abgabe der Höchstleistung
unter Umständen zur feinfühligen Anpassung besonders
erwünscht wäre.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, hier
Abhilfe zu schaffen und ein Verfahren und eine Vor
richtung zur Leistungssteuerung von an ein Wechsel
spannungs-Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen
Verbrauchern zu schaffen, um mit nur geringen schaltungs
technischen Änderungen der die Spannungsversorgung des
Verbrauchers steuernden Phasenanschnittschaltung eine
drastische Reduzierung des Oberwellengehaltes zu errei
chen, so daß es möglich ist, auch höhere abzugebende
Leistungen, beispielsweise bis 1800 W, um hier eine
numerische Zahl zu nennen, innerhalb des vorgegebenen
Oberwellengrenzwertes sicher zu beherrschen.
Die Erfindung beruht auf überraschenden Erkenntnis, daß
durch die bewußte Herbeiführung einer Unsymmetrie im
Zündwinkel zwischen zeitlich aufeinanderfolgenden, aber
nicht notwendigerweise unmittelbar aufeinanderfolgender
Vollwellen geradzahlige Harmonische nur langsam an
wachsen, ungeradzahlig Harmonische jedoch stark reduziert
werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße
Vorrichtung lösen daher die genannte Aufgabe jeweils mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5, indem
eine Variation des Zündwinkels um den vorgegebenen
Zündwinkelsollwert herum vorgenommen wird, vorzugsweise
in aufeinanderfolgenden Vollwellen, obwohl dies nicht
unbedingt notwendig ist, sich jedoch als vorteilhaft
erwiesen hat.
Durch diese Variation oder Einführung einer Unsymmetrie,
was mit anderen Worten bedeutet, daß angewandt auf das
spezifische Ausführungsbeispiel der Leistungsschalter
(Triac) bevorzugt auf kontrollierte Art unregelmäßig
gezündet wird, ergibt sich der Vorteil, daß sich ent
stehende Harmonische zum Teil selbst wieder aufheben und
es daher trotz Beibehaltung der Phasenanschnittsteuerung
bis zur maximalen Leistung hin möglich ist, innerhalb des
vorgegebenen Grenzwertes beispielsweise der EMV-Norm zu
verbleiben, obwohl, worauf auch hingewiesen werden soll,
der auf den Universalmotor selbst zurückgehende Anteil an
Oberwellen hierdurch nicht beeinflußbar ist und im Grunde
auch niemals beeinflußt werden kann, da er auf die Bauart
eines Elektromotors schlechthin (Eisengehalt) zurückzu
führen ist.
Es ist daher möglich und besonders vorteilhaft, daß durch
im Grunde nur geringfügige weitere Maßnahmen, die im
Schaltungsbereich der Phasenanschnittsteuerung liegen,
und daher vergleichsweise kostengünstig zu realisieren
sind, gerade z. B. auch für im Haushaltsbereich liegende
übliche elektrische Antriebsmotoren ein erheblicher
zusätzlicher Leistungszuwachs ermöglicht wird, innerhalb
des vorgeschriebenen Oberwellengehalts der EMV-Norm und
ohne daß es größerer Änderungen der Gesamtkonsumtion
bedarf, so daß durch die Erfindung ein entscheidender
Vorteil durch den Einsatz nur geringer Mittel erreicht
wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterentwicklungen und Verbesserungen
der im Hauptanspruch angegebenen Lösung möglich.
Besonders vorteilhaft ist die Anordnung eines zusätzli
chen parallelen Widerstandes im Ansteuerkreis für den
Triac, wodurch dessen potentiometrischer Widerstand eine
(periodische) Änderung erfährt, und wobei dieser zusätz
liche Widerstand so im Rhythmus der aufeinanderfolgenden
Vollwellen gesteuert wird, daß sich in einer ersten
Vollwelle ein um einen vorgegebenen Zündwinkelwert nach
vorn, also in Richtung größerer Leistungsabgabe, ver
legter Zündwinkel und in einer darauffolgenden Vollwelle
ein zeitlich nach hinten verlegter Zündwinkelwert, also
in Richtung auf geringere Leistungsabgabe ergibt, je
nachdem, ob der parallele Widerstand in dieser Voll
wellenperiode zugeschaltet oder abgeschaltet ist.
Allerdings sei hier nochmals darauf hingewiesen, daß dies
lediglich eine besonders vorteilhafte Realisierung einer
Phasenanschnittschaltung betrifft und die angesprochene
Möglichkeit der Zündwinkelvariierung durch eine Vielzahl
anderer Maßnahmen in hochintegrierter, teilhybrider und
diskreter Schaltungstechnik erreichen läßt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung
nach Aufbau und Wirkungsweise im einzelnen erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 den zeitlichen Verlauf einer Verbraucher-
Speisewechselspannung, wobei bei lückendem
Betrieb durch die Phasenanschnittschaltung
erkennbar ist, daß, wie in durchgezogener
Linienführung gezeigt, der tatsächliche Zünd
winkel in einer Vollwelle zu früh und in der
nachfolgenden Vollwelle zu spät liegt, ver
glichen mit dem Sollwert des Zündwinkels α;
Fig. 2 den Verlauf des Differenzwinkels δ über dem
Sollwert des Zündwinkels α und
Fig. 3 ein mögliches und auch bevorzugtes Ausfüh
rungsbeispiel einer Phasenanschnittschaltung
in diskreten Bauelementen, zur Reduzierung des
Oberwellenanteils bei elektrischen Verbrau
chern.
Betrachtet man zunächst den im Grundsatz sinusförmig im
Verlauf beispielsweise einer Speisewechselspannung für
einen elektrischen Verbraucher, dann läßt sich dem
Diagramm der Fig. 1 entnehmen, daß an der ersten Voll
welle (siehe jeweils die dick durchgezogene Linienfüh
rung) ein kleinerer tatsächlicher Zündwinkel α' vorhanden
ist, verglichen mit dem Zündwinkel α'' in der zweiten
Vollwelle, die sich daher um den Differenzwinkel δ
unterscheiden.
Mit anderen Worten bedeutet dies, daß in der ersten
Vollwelle bei kleinerem α' mit eher großer, eigentlich
mit zu großer Leistung gefahren wird, während in der
zweiten Vollwelle mit dem zu großen Zündwinkel α'' mit
kleiner, und zwar zu kleiner Leistung gefahren wird,
immer bezogen auf den tatsächlichen Leistungsanspruch,
der durch den Sollwert-Zündwinkel α gegeben ist, der bei
diesem Ausführungsbeispiel der Einfachheit halber bei 90°
liegen soll und der natürlich selbst, z. B. durch äußeren
Eingriff, wieder verstellbar ist.
Daher liegt bei diesem Ausführungsbeispiel der erste
Zündwinkel α' bei 60° und der zweite Zündwinkel α'' bei
120°; der Differenzwinkel δ beträgt somit 60°.
Diese Variation oder Unsymmetrie des Zündwinkels in
nacheinander ablaufenden Vollwellen (nicht notwendiger
weise unmittelbar aufeinanderfolgender Vollwellen) der
den Verbraucher speisenden Wechselspannungsgröße beruht
auf der weiter vorn schon erwähnten Erkenntnis, daß dann,
wenn eine solche Unsymmetrie des Zündwinkels nicht
zwischen positiver und negativer Halbwelle einer Voll
welle, sondern zeitlich zwischen zwei aufeinanderfolgen
den Wellen erzeugt wird, die geradzahligen Harmonischen
langsam anwachsen und die ungeradezahligen stark redu
ziert werden. Dies kommt gerade der Leistungssteuerung
bei einem Elektromotor entgegen, der von sich aus schon
eher ungeradezahlige Harmonische erzeugt, die sich durch
Schaltungen, wie eben schon erwähnt, natürlich nicht
beeinflussen lassen. Insgesamt wird hierdurch aber durch
die aufeinanderfolgenden Unsymmetrien der Zündwinkelver
teilung in Abweichung vom Sollwert des Zündwinkels α der
Gesamtoberwellengehalt soweit herabgesetzt, daß den
Grenzwertbedingungen der erwähnten Vorschriften Genüge
getan werden kann.
Dabei ergibt sich natürlich keine Abweichung von dem
gewünschten Leistungsollwert des Verbrauchers, da die
tatsächlichen Zündwinkel α', α'' um den Sollwert des
Zündwinkels herum variieren, nämlich einmal nach der
einen und zum anderen nach der anderen Seite, also
sozusagen mit Vorzündung und mit Nachzündung arbeiten,
wobei der Zündwinkelversatz, also der Differenzwinkel δ
bevorzugt, z. B. bei einem angenommenen Sollwert des
Zündwinkels α von 90° maximal, beispielsweise 60°
betragen sollte, wie der Diagrammverlauf der Fig. 2
zeigt. Bei Annäherung an die maximale Leistung, d. h. je
kleiner der Sollwert des Zündwinkels α selbst wird und im
äußersten Fall bei einem Zündwinkel α von 0°, wenn gar
kein Phasenanschnitt mehr erfolgt, ist natürlich auch der
Differenzwinkel δ = 0. In diesem Fall wird die Zündwin
kelvariation aber auch nicht mehr benötigt, da durch die
Phasenanschnittschaltung im wesentlichen keine Oberwellen
mehr erzeugt werden. Gleiches trifft auf die Leistungs
abgabe 0, also maximalen Sollwert des Zündwinkels α zu.
Auch in diesem Falle, wenn also der Reihentriac bei einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Phasenanschnitt
schaltung gar nicht mehr öffnet, ist der Differenzwinkel
δ ebenfalls gleich Null (siehe hierzu den Kurvenverlauf
der Fig. 2).
Anschaulich läßt sich das durch die Erfindung gefundene
Prinzip so verstehen, daß in der Vollwelle mit großem
Zündwinkel (entsprechend kleiner Leistung) die dritte
Harmonische klein und in der Phase zum Nulldurchgang hin
verschoben ist. In der Vollwelle mit kleinem Zündwinkel
(entsprechend großer Leistung) ist die dritte Harmonische
zwar kräftig, jedoch in der Phase in umgekehrter Richtung
verschoben, so daß sich die zwei dritten Harmonischen,
die aus den beiden Vollwellen mit unterschiedlichem
Zündwinkel von jeweils α' und α' resultieren, zum Teil
selbst aufheben können. Für die anderen Harmonischen
können ähnliche Betrachtungen angestellt werden, die aber
im Vergleich zur dritten Harmonischen weniger bis
unbedeutend sind.
An einem Versuchsaufbau mit einem Motor mit einer
Leistung von 1200 W ergab sich bei einem Sollwert-
Zündwinkel α von 90° eine ursprüngliche dritte Harmoni
sche von 2,3 A. Durch einen Zündwinkelversatz von 45°
jeweils nach vorn und nach hinten, d. h. beispielsweise
von einem α' von 45° und einem α'' von 135° ergab sich
eine Reduzierung dieser dritten Harmonischen von den
erwähnten 2,3 A auf 1,5 A, wobei der Motor selbst unter
voller Last eine dritte Harmonische von 1,3 A verursach
te. Gleichzeitig wuchs die vierte Harmonische von ca. 50
mA auf 300 mA an, verblieb also selbst schon in diesem
Bereich eher unbedeutend.
Diese Messungen verifizieren eine durchaus drastische
Abnahme des Oberwellen-Gesamtgehalts allein durch die
durch die Erfindung gewährleistete Zündwinkelvariation,
die sich in einfacher Weise wie im folgenden beschrieben
realisieren läßt.
Entsprechend Fig. 3 sind als übliche Bestandteile einer
Phasenanschnittsteuerung der Verbraucher M als Elek
tromotor und der in beiden Halbwellen leitend schaltbare
Reihentriac zum Motor M mit T angegeben.
Im Ansteuerkreis des Motors befindet sich neben dem
üblichen Kondensator C ein entsprechendes Reihenpotentio
meter P, wobei vom Verbindungspunkt des Kondensators C
und des Reihenpotentiometers P über einen Diac D und
einen Reihenwiderstand R die Ansteuerung des Triac-Gates
erfolgt.
Parallel zum Widerstand des Potentiometers P ist ein
weiterer Widerstand R1 geschaltet, der in Reihe mit einem
Schalter S liegt, der im geschlossenen Zustand den
parallelen Widerstand R1 zum Widerstandswert des Poten
tiometers P wirksam werden läßt bzw. im geöffneten
Zustand herausschaltet.
Angesteuert wird der Schalter S, der ein beliebiger
elektronischer, vorzugsweise transistorisierter schneller
Schalter sein kann, in diesem Falle von einem Flipflop
FF, welches an seinem Eingang E über einen Widerstand R3
mit der halben Netzfrequenz periodisch umgeschaltet wird;
die Speisung des Flipflops FF erfolgt über die Reihen
schaltung eines Widerstandes R2 mit einer Diode D1.
Wie bekannt erfolgt bei einer normalen Phasenanschnitt
steuerung unabhängig von der Polarität und der Zeit bei
einem bestimmten Winkel die Zündung des Triacs, wobei
sich der Zündwinkel durch die Einstellung des Potentiome
ters verändern läßt. Durch die zusätzliche periodische
Veränderung dieses Widerstands des Potentiometers P mit
der halben Netzfrequenz (beim Ausführungsbeispiel also 25
Hz, wenn eine deutsche oder europäische Netzfrequenz von
50 Hz zugrunde gelegt wird) läßt sich erreichen, daß der
Parallelwiderstand R1 in der einen Vollwelle bei ge
schlossenem Schalter dem leistungsstellenden Potentiome
ter P parallel liegt und in der nächsten Vollwelle bei
geöffnetem Schalter wieder herausgeschaltet ist. Dies
führt zu einer entsprechenden periodischen Änderung des
Widerstandswerts des Potentiometers P und einer ent
sprechenden Verlagerung des Zündwinkels α zeitlich nach
vorn oder hinten auf die Werte α' bzw. α'' wie in Fig. 1
gezeigt, wodurch der gewünschte Zweck erreicht ist. Dabei
wird das Flipflop FF durch die halbe Netzfrequenz im
positiven Nulldurchgang getriggert.
Es wird nochmals darauf aufmerksam gemacht, daß die
Erfindung durch dieses anhand der Zusammenstellung von
diskreten Bauelementen erläuterte Ausführungsbeispiel
einer Phasenanschnittschaltung nicht eingeschränkt oder
der erfinderische Rahmen vorgegeben wird, sondern die
Erfindung kann durch beliebige schaltungstechnische
Maßnahmen realisiert werden und auch in hochintegrierter
Form etwa anhand eines schnellen Mikroprozessors reali
siert werden. Es ist auch möglich, jeweils auf den
Anwendungszweck bezogen, eine größere Anzahl von Voll
wellen mit einem vorgegebenen ersten Wert eines Zündwin
kels α' zu steuern und erst nach Ablauf von einigen
Vollwellen auf den zweiten, in der entgegengesetzten
Richtung zum Sollwert des Zündwinkels versetzten Zündwin
kel überzugehen, wobei empirische Versuche gut geeignet
sind um festzustellen, ob und in welcher Weise der
jeweils angesteuerte Verbraucher hierdurch beeinflußt
wird, beispielsweise durch Änderung der von ihm abgegebe
nen Geräuschentwicklung, Flackern bei Lichtbänken u. dgl..
Es versteht sich auch, daß keine Beschränkung auf die
jeweiligen vorhandenen oder von den Versorgungswerken zur
Verfügung gestellten Netzfrequenzen erforderlich ist;
nötigenfalls kann mit anderen Frequenzen, mit Frequenz
verdoppelung u. dgl. gearbeitet werden, soweit sich dies
als sinnvoll erweist, auch ein Bereich der Ansteuerung
der Zeitkonstantenansteuerung für die Triac-Zündung. Hier
könnte im übrigen auch mit jedem beliebigen, technisch
noch sinnvollen zeitlichen Verteilungsmuster, gegebenen
falls auch stochastischer Natur, gearbeitet werden.
Claims (8)
1. Verfahren zur Leistungssteuerung von an ein Wech
selspannungs-Versorgungsnetz angeschlossenen elek
trischen Verbrauchern, insbesondere Elektromotoren,
elektrische Universalmotoren zum Betrieb von Elek
trogeräten, Küchengeräten, Staubsaugern u. dgl., von
ohm'schen Verbrauchern wie Elektroheizungen o. dgl.,
durch Änderung des Phasenanschnitts der dem Ver
braucher zugeführten elektrischen Wechselgröße,
dadurch gekennzeichnet, daß der das Ausmaß des
Phasenanschnitts bestimmende Zündwinkel um den
vorgegebenen, der gewünschten Leistungsaufnahme
entsprechenden Sollwert des Zündwinkels herum nach
größeren oder kleineren Werten variiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Unsymmetrie des Zündwinkels zeitlich
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellen erzeugt
wird, derart, daß bei langsamem Anwachsen gradzah
liger Harmonischer ungradzahlige Harmonische stark
reduziert sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei einer ersten Vollwelle der tat
sächliche Zündwinkel (α1) gegenüber dem Sollwert des
Zündwinkels (α) in beiden Halbwellen kleiner und bei
einer unmittelbar darauffolgenden Vollwelle der
tatsächliche Zündwinkel (α'') gegenüber dem Sollwert-
Zündwinkel (α) vorzugsweise um den gleichen Betrag
größer ist derart, daß sich die durch die Phasen
anschnittsteuerung selbst erzeugten dritten Harmoni
schen mindestens teilweise selbst aufheben.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die tatsächliche Zündwinkelva
riation in zeitlich aufeinanderfolgenden Vollwellen
auch stochastisch mit hoher Wahrscheinlichkeit
gegenläufiger Entwicklungen innerhalb weniger
Vollwellen durchgeführt wird.
5. Vorrichtung zur Leistungssteuerung von an ein
Wechselspannungs-Versorgungsnetz angeschlossenen
elektrischen Verbrauchern, insbesondere Elektromoto
ren oder elektrischen Universalmotoren zum Betrieb
von Elektrogeräten, Küchengeräten, Staubsaugern, von
ohm'schen Verbrauchern wie Elektroheizungen u. dgl.,
wobei durch die Leistungssteuerung eine Änderung des
Phasenanschnittwinkels der dem Verbraucher zugeführ
ten elektrischen Größe vorgenommen wird, dadurch
gekennzeichnet, daß eine den tatsächlichen Zündwin
kel um den Sollwert des Zündwinkels der gewünschten
Leistungsaufnahme variierende Steuerschaltung
vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, mit einem in Reihe zum
Verbraucher geschalteten Triac, dem pro (direkt)
aufeinanderfolgender Vollwellen der zum Verbraucher
zu schaltenden Versorgungsspannung unterschiedliche
Zündwinkelsignale zugeführt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß dem Triac (T) ein Zündwinkel-Steuerge
rät zugeordnet ist, welches bei unmittelbar oder
zeitlich im nahen Abstand aufeinanderfolgenden
Vollwellen der den Verbraucher speisenden elek
trischen Wechselgröße dem Triac tatsächliche Zünd
winkelsignale zuführt, die gegenüber dem Sollwert
des Zündwinkels (α) bei einer vorgegebenen Lei
stungsabgabe zeitlich nach vorn oder hinten um
vorzugsweise gleiche Winkeldifferenzbeträge versetzt
sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß dem einstellbaren Widerstand (Potentiometer P)
im Ansteuerkreis (Potentiometer P und Kondensator C)
des Triacs (T) ein mit der halben Netzfrequenz
schaltendes Kippglied (Flipflop FF) zugeordnet ist,
welches mittels eines Schalters (S) dem leistungs
stellenden Potentiometer (P) einen Widerstand (R1)
vorgegebener Größe in der einen Vollwelle parallel
schaltet und in der nächsten oder in einer der
nächstfolgenden Vollwellen durch Öffnung des Schal
ters wegschaltet.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997105907 DE19705907C2 (de) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteuerung von an ein Wechselspannungs-Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen Verbrauchern |
US08/892,043 US5955794A (en) | 1997-02-14 | 1997-07-14 | Method and arrangement for controlling the output of a load connected to an ac line voltage |
EP19980101787 EP0859452B1 (de) | 1997-02-14 | 1998-02-03 | Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteuerung von an ein Wechselspannungs-Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen Verbrauchern |
DE59800041T DE59800041D1 (de) | 1997-02-14 | 1998-02-03 | Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteuerung von an ein Wechselspannungs-Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen Verbrauchern |
KR10-1998-0003923A KR100500719B1 (ko) | 1997-02-14 | 1998-02-11 | Ac전원전압에연결된전기소모장치의출력을제어하기위한방법및장치 |
TR1998/00216A TR199800216A3 (tr) | 1997-02-14 | 1998-02-12 | Elektrik çikisini kontrol etmek için metod ve düzenleme. |
AU53936/98A AU725876B2 (en) | 1997-02-14 | 1998-02-13 | Method and arrangement for controlling the output of electric consumers connected to an AC line voltage |
JP3267698A JP3636420B2 (ja) | 1997-02-14 | 1998-02-16 | 交流ライン電圧に接続される消費者用機器の出力を制御するための装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997105907 DE19705907C2 (de) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteuerung von an ein Wechselspannungs-Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen Verbrauchern |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19705907A1 true DE19705907A1 (de) | 1998-08-27 |
DE19705907C2 DE19705907C2 (de) | 2003-05-08 |
Family
ID=7820404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997105907 Expired - Fee Related DE19705907C2 (de) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteuerung von an ein Wechselspannungs-Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen Verbrauchern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19705907C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007059789B3 (de) * | 2007-12-11 | 2009-06-10 | Panasonic Electronic Devices Europe Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Oberwellen und interharmonischer Wellen für Leistungssteuerungen von an einem Wechselspannungsnetz angeschlossenen elektrischen Verbrauchern |
WO2013007783A2 (de) | 2011-07-13 | 2013-01-17 | Singulus Technologies Ag | Verfahren zum betrieb von mehreren verbrauchern in wechselstromnetzen mit phasenanschnitt oder phasenabschnitt |
DE102011079053A1 (de) | 2011-07-13 | 2013-01-17 | Singulus Technologies Ag | Verfahren zum Betrieb von mehreren Verbrauchern in Wechselstromnetzen mit Phasenanschnitt |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007035954A1 (de) | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Royal Appliance International Gmbh | Verfahren zur Leistungsregelung elektrischer Verbraucher an einem Wechselstromnetz |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1449600A (en) * | 1972-12-15 | 1976-09-15 | Nat Res Dev | Methods and apparatus for speed control of induction motors |
DE2702142A1 (de) * | 1977-01-20 | 1978-08-03 | Bosch Gmbh Robert | Drehzahlregler fuer einen universalmotor |
AT372556B (de) * | 1978-12-28 | 1983-10-25 | Loher Gmbh | Steuerungseinrichtung zur frequenz- und amplitudenabhaengigen steuerung eines direkt -thyristor-umrichters zur speisung eines drehstrommotors |
DE19536148A1 (de) * | 1995-09-28 | 1997-04-03 | Wilo Gmbh | Leistungssteuerung für elektrisch betriebene Heizungspumpen |
-
1997
- 1997-02-14 DE DE1997105907 patent/DE19705907C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1449600A (en) * | 1972-12-15 | 1976-09-15 | Nat Res Dev | Methods and apparatus for speed control of induction motors |
DE2702142A1 (de) * | 1977-01-20 | 1978-08-03 | Bosch Gmbh Robert | Drehzahlregler fuer einen universalmotor |
AT372556B (de) * | 1978-12-28 | 1983-10-25 | Loher Gmbh | Steuerungseinrichtung zur frequenz- und amplitudenabhaengigen steuerung eines direkt -thyristor-umrichters zur speisung eines drehstrommotors |
DE19536148A1 (de) * | 1995-09-28 | 1997-04-03 | Wilo Gmbh | Leistungssteuerung für elektrisch betriebene Heizungspumpen |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007059789B3 (de) * | 2007-12-11 | 2009-06-10 | Panasonic Electronic Devices Europe Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Oberwellen und interharmonischer Wellen für Leistungssteuerungen von an einem Wechselspannungsnetz angeschlossenen elektrischen Verbrauchern |
WO2013007783A2 (de) | 2011-07-13 | 2013-01-17 | Singulus Technologies Ag | Verfahren zum betrieb von mehreren verbrauchern in wechselstromnetzen mit phasenanschnitt oder phasenabschnitt |
DE102011079053A1 (de) | 2011-07-13 | 2013-01-17 | Singulus Technologies Ag | Verfahren zum Betrieb von mehreren Verbrauchern in Wechselstromnetzen mit Phasenanschnitt |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19705907C2 (de) | 2003-05-08 |
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