DE2018896A1

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Publication number: DE2018896A1
Application number: DE19702018896
Authority: DE
Priority date: 1969-04-22
Filing date: 1970-04-20
Publication date: 1970-11-05
Also published as: FR2044736A1; DE2018896C3; NL7005736A; GB1302760A; NL150591B; DE2018896B2

Description

20. April 1970

2# IhhIiS

MATSUSHITA BLECTBIC INDUSTRIAL CO., LTD. Osaka/Japan

Temperaturregler

Die Erfindung bezieht sich auf einen wärmeabhängigen Temperaturregler für elektrisch heizbare Decken, Teppiche und dergleichen und insbesondere auf einen solchen wärme abhängigen Temperaturregler, dessen betriebliche Zuverlässigkeit erhöh* ist und der keine Radiostörungen auslöst, da die Temperaturregelung nicht durch ein Schalten mit mechanischen Kontakten vorgenommen wird und da eine Null spannungsumschaltung der Heizeinrichtung vorgesehen ist.

Allgemein läßt ai.ch feststellen, daß bei einer Regelung der Stromzufuhr zum Verbraucher auf dem Wege der Phasenregelung unter Verwendung eines Thyristors Störwellen erzeugt werden, die von dem Thyristor von dem Verbraucher oder aus einer sonstigen Quelle herrühren, und daß dies zu Radio störungen führt.

Bei den nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Temperaturregelung hat man daher die Störwellen, welche die Radio störungen hervorrufen, durch ein Filter absorbiert, zu dem ein Kondensator und eine Drosselspule gehören. Da jedoch die Güte der Drosselspule unterschiedlich ausfallen kann, war die Absorptions-

wirkung

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- 2 wirkung dieses Filters nicht immer hinreichend.

Falls zudem eine Anzahl von Heizkörpern über eine große Fläche verteilt ist, wie dies beijeiner elektrisch heizbaren Decke der Fall ist, so erweist es sich in der Praxis als sehr schwierig, die gesamte Decke so abzuschirmen, daß Eadiostörungen ausgeschlossen werden.

Durch die Erfindung werden die bei den bekannten Temperaturreglern in Erscheinung tretenden Mangel beseitigt und die Erfindung hat zur Hauptaufgabe, einen wärmeabhängigen Temperaturregler zu schaffen, der keine Radio störungen, hervorruft, da die Temperaturregelung nicht durch ein Schalten mit mechanischen Kontakten vorgenommen wird und da eine Null spannungsumschaltung der Heizeinrichtung vorgesehen ist, wobei für den Fall der Nichtabführung des Steuersignals zu dem Thyristor infolge einer Betriebsstörung in der Torschaltung der Anordnung der Thyristor in einen nicht betätigungswirksamen Zustand gebracht wird, so daß die Anordnung auch dann betriebssicher bleibt.

Weiterhin hat die Erfindung zur Aufgabe, einen wärmeabhängigen Temperaturregler zu schaffen, bei dem die Anstiegszeit, nämlich die bis zum Erreichen der vorbestimmten Temperatur verstreiohende Zeitspanne, infolge der Vornahme einer Nullspannungsumschaltung der Heizeinrichtung verkürzt ist. Die für diese zweite, im Rahmen der Erfindung zu lösende Aufgabe in Betracht kommenden Erwägungen seien nachstehend kurz erläutert. Bei den üblichen Phasenregelanordnungen, die mit einem Thyristor arbeiten, fällt die erwähnte Zeitspanne bis zum Erreichen der vorbestimmten Temperatur recht lang aus, da die Phase des Steuersignals in der positiven Halbperiode der Netzspannung verschoben wird und sich der Leitungswinkel des Thyristors bei steigender Temperatur der elektrisch heizbaren Decke verringert, und da demzufolge auoh die der Heizeinrichtung aufgedrückte Spannung geringer wird. Demgegenüber wird bei dem erfindungsgemäßen wärme abhängigen Temperaturregler dem Thyristor das Signal auch beim Verschieben der Phase des Steuersignals in der Torschaltung in der negativen Halbperiode der Netzspannung zugeführt, so daß der leitende Zustand des Thyristors anhält, bis die negative Halbperiode in die positive Halbperiode übergeht, wodurch die Änderungen in der

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dem Heizkörper aufgedrückten Spannung im positiven Teil der Periode der Netzspannung beseitigt werden. ]

Weiterhin hat die Erfindung zur Aufgabe, einen wärmeabhängi-i gen Temperaturregler zu schaffen, dessen Temperaturanstiegscharakteiristik von der jeweils eingestellten Temperatur unabhängig ist. Falls die vorbestimmte Temperatur bei dem bekannt en ,.mit Phasenregelung arbeitenden Temperaturregler von dem höheren Einstellwert auf !den niederen herabgesetzt wird, so ist ein zusätzlicher Betätigungsjvorgang erforderlich, um die Einstellung des Regelwiderstandes so zx korrigieren, daß die gewünschte Temperatur erzielt wird, da der Wi-• ϊ

ider standswert des Regelwider Standes auf sein uiinimum herabgesetzt · werden muß, wenn man Mm Ändern der vorbestimmten Temperatur eine j bessere Temperaturanstiegscharakteristik erlangen will, um so einen [Ausgleich dafür zu schaffen, daß der Leitungswinkel des Thyristors klein ist. Demgegenüber entfällt bei- dem erfindungsgemäßen Temperaturregler der obenerwähnte, bei dem bekannten Temperaturregler !erforderliche zusätzliche ßetätigungsvorgang, da eine Hull spannungsumschaltung der Heizeinrichtung vorgenommen wird. Der erfindungsge-.näße wärmeabhängige Temperaturregler kann also so aufgebaut sein, daß er leicht zu handhaben und zu bedienen ist.

j Darüber hinaus hat die Erfindung noch zur Aufgabe, einen wäraeabnänrLgen. Temperaturregler zu schaffen, der eine ausfallsichere ! Schaltungsanordnung hat. j

! Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus ! jdem Zusammenhang der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh-, Jrungsformen in Verbindung mit den beigegebenen Zeichnungen. In den '' Leiciinungen zeigen: ^;

Figur 1 ein elektrisches Schaltschema einer Ausführungsform |des erfindungsgemäßen wärmeabhängigen Temperaturreglers; i Figuren 2(a) bis (f) graphische Darstellungen des Spannungstverlauis an verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung der Fi-

Figur 3 ein elektrisches Schaltschema einer weiteren Ausfüh-i

jrungsiorm des erfindungsgemäßen viär.neabhängigen Temperaturreglers;

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Figur 4 eine graphische Darstellung der Impendanz-Tempei ratur-Kennlinie des in der in Figur 3 gezeigten Schaltungsatiord- ! nung der zweiten Ausführungsfοrm der Erfindung vorgesehene:! I stors;

ι figuren 5(a) bis (f) graphische Darstellungen des S

¹ Verlaufs an verschiedenen Punkten der in Figur 3 gezeigten -banal- ■ tungsanordnung der zweiten Ausführung^form der Erfindung;

■ Figuren 6 bis 9 elektrische Schaltschemen weiterer Ausiunrungsforaen des erfindungsgemäßen wärmeabhängigen Temperaturrej-

¹ lersj und

Figur 10 eine graphische Darstellung der unterschiedliehen Temperaturanstiegscharakteristik bei den verschiedenen Ausführungs-' for ta en des erfindmigsgeniäßen wärmeabhängigen Temperaturreglers ei-I nerseits und bei den bekannten Temperaturregler andererseits. ι Es sei zunächst auf die Anordnung der Figur 1 bezug geno-.:i-, men, bei der ein Schalter 2, ein Verbraucher 3, eine Diode 4, ein ; Thyristor 3 und eine Diode 6 hintereinander zwischen die Anschluji- ^: leitungen 1 und 1' einer Wechselstromquelle geschaltet sind. Sin ; Kondensator 9 und ein Widerstand 10 sind in Hintereinanderschaltung dein Thyristor 5 parallelgeschaltet. Eine Diode ö ist der aus de.η ι Thyristor 5 und der Diode 6 bestehenden Beinenschaltung parallel^«« i schaltet. Der Verzweigungspunkt, über den der Kondensator 9 mit ! dem V/i der stand 10 verbunden ist, ist durch einen Leitungsdraht 11 ' ' mit einem zwischen dem Schalter 2 und dem Verbraucher 3 liegenden Punkt kurzgeschlossen. Der Steuersignalgenerator für den Thyristor [ !3 ist mit der Bezugszahl 7 bezeichnet. Der Spannungsverlauf an verschiedenen Punkten der in Figur 1 dargestellten Schaltungsanordnung bei geschlossenem Schalter 2 und bei Stromdurchgang durch den Thyristor |3 ist in den Figuren 2(a) bis (f) dargestellt.

Ln Figur 2 gibt die Kurve (a) den Spannungsverlaui der i<eti>. spannung wieder und die Kurve (b) den Spannungsverlaui der iile.n-

■ 'Jieu spannung des Kondensators 9 beim Stromdur cn gang durch den Tuyri-' stör 5, ,vird also der Steuerelektrode des Thyristors ^ von dei

Liteuersignalgenerator 7 während des negativen Teils der Periode der ·'· das in Figur 2(cj dargestellte Impuls signal «m

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so entlädt sich die Ladung des Kondensators 9 durch den Thyristor 5 und den Widerstand 10. Der elektrische Strom fließt also durch den Thyristor 5. Bie Zeitkonstante des Kondensators 9 und des Widerstandes 10 ist so gewählt, daß durch den Thyristor 5 ei.*¹ Haltestrom fließen kann, bis die positive Halbperiode der Netzspannung einsetzt und ein Verklinkungsstrom durch den Thyristor 5 zu fließen beginnt.

Die in Figur 2(d) gezeigten Kurvenzüge stellen eine Klemmenspannung zwischen der Anode und der Katode des Thyristors 5 dar und die in Figur 2(e) gezeigten Kurvenzüge geben eine Klemmenspannung des Widerstandes 10 wieder, während die Kurvenzüge in Figur 2(f) die Klemmenspannung des Verbrauchers 3, beispielsweise also einer Heizeinrichtung, darstellen.

Wie den Kurvenzügen der Figur 2(f) zu entnehmen ist, unterliegt der Verbraucher der Mullpunktumschaltung und demgemäß werden keine Wellen erzeugt, die Radio störungen hervorrufen könnten. Für Figur 2(e) liegt die Stromstärke in der Größenordnung von Milliampere, was im allgemeinen keine Radio störungen hervorruft. In der positiven Halbperiode, in welcher der elektrische Strom durch den Thyristor 5 fließt und dem Verbraucher 3 die Netzspannung aufgedrückt wird, durchfließt der Strom den Leitungsdraht 11, den Widerstand 10 und die Diode 6, und der Kondensator 9 wird durch den Leitungsdraht 11, den Thyristor 5 und die Diode 6 aufgeladen. Geht dann die Netzspannung aus der positiven in die negative Halbperiode über, so wird der Thyristor 5 in den Sperrzustand gebracht. Falls der Steuerelektrode in der negativen Halbperiode kein Impulssignal zugeht, bleibt daher der Thyristor 5 im Sperrzustand und die Netzspannung wird dem Verbraucher 3 nicht aufgedrückt.

In der in Figur 1 gezeigten Schaltungsanordnung dient die Diode 4 zu dem Zweck, zu verhindern, daß der Arbeitsstrom duroh die Diode 8 fließt, und die Diode 6 soll verhindern, daß der Strom in der negativen Halbperiode der Netzspannung durch den Widerstand 10 fließt. Wäre nämlich diese Diode 6 nicht in den Stromkreis eingeschaltet, so könnte sich der Kondensator 9 auch dann nicht über den Thyristor 5 und über den Widerstand 10 entladen, wenn der Steuerelektrode des Thyristors 5 das Impulesignal zugeführt wird, da dem Kondensator 9 und dem Widerstand 10 in der negativen Halbperiode der

Stromqutlle

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Stromquelle die Netzspannung mit gleicher Phase und gleichem Potential aufgedrückt würde. In diesem Fall würde daher trotz des Steuersignals kein Strom durch den Thyristor 5 fließen.

Bei der οbenbesehriebenen Ausführungsform der Erfindung kann die Periode der Verbraucherspannung verändert und kann der Verbraucher beliebig einer Regelwirkung unterworfen werden, indem man die Periode des Steuersignals entsprechend ändert.

Zur Beschreibung einer anderen Ausführungsform der Erfindung sei mm auf die Figuren 5, 4 und 5 Bezug genommen, wobei in dieser Ausführungsform statt des Verbrauchers der erstbeschriebenen Ausführungsform zwei Leiter vorgesehen sind, zwischen die ein Thermistor eingefügt ist. Der eine dieser Leiter dient als Heizeinrichtung und der andere als Ansprechleitung»

In Figur J ist mit der Bezugszahl 11 eine Wechselstromquelle bezeichnet und die Bezugszahlen 12 und I3 bezeichnen einen Schalter beziehungsweise eine Sicherung zum Koppeln eines Hauptstromkreises und eines für diesen vorgesehenen Steuerstromkreises, die parallel zueinander hinter die Wechselstromquelle 11 geschaltet sind. Im Hauptstromkreis liegen eine Biode I4, ein Thyristor I5, eine Diode 16 und ein Leiter 179 der als Heizeinrichtung dient, wobei diese Schaltmittel sämtlich hintereinandergeschaltet sind. Der Steuerstromkreis besteht aus einem Regelwiderstand 18, einem Leiter 20, der zusammen mit dem obenerwähnten Leiter I7 das Zwischenfügen eines Thermistors 19 gestattet und als Ansprechleitung dient, einem zur Impulssignalerzeugung geeigneten Glied 21 wie beispielsweise einer Neonglimmlampe, einer Primärwicklung eines Impulsübertragers 22, wobei diese vier Schaltmittel hintereinander zwischen die Sicherung 13 und einen dem Schalter 12 und dem Leiter I7 gemeinsamen Ansohluß geschaltet sind, einer Sekundärwicklung des Impulsübertragers 22, die zwischen die Steuerelektrode und die Katode des Thyristors 15 geschaltet ist, einem Kondensator 23 und einem Widerstand 24, die hintereinander zwischen die Anode und die Katode des Thyristors 15 gelegt und diesem parallelgesohaltet sind, einer Diode 25, die gegensinnig zur Biode I4 zwisohen einen der Diode I4 und dem Thyristor gemeinsamen Anschluß und einen der Sicherung IJ und dem Regelwiderstand 18 gemeinsamen Anschluß gelegt ist, und aus einer Kurzschlußleitung

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leitung 26, die den dem Schalter 12 und d.em Leiter 17 gemeinsamen Anschluß mit dem Anschluß verbindet, der dem Kondensator 25 und dem Widerstand 24 gemeinsam ist, so daß der Kondensator 25 über die Diode 25 aufgeladen werden kann.

Die Polarität der Primär- und der Sekundärwicklung des Impulsübertragers 22 ist so festgelegt, daß die Netzspannung beim Stromdurchgang durch den Leiter 17 positiv ist und daß der das zur Impulssignalerzeugung geeignete Glied 21 durchfließende elektrische Strom als Steuersignal für den thyristor 15 dient, wenn die Netzspannung die negative Halbperiode durchläuft.

Die Zeitkonstante für den Kondensator 25 und den Widerstand 24 ist so gewählt, daß der Stromdurchgang durch den thyristor 15 anhält, bis den Dioden 14 und 16 sowie dem Thyristor 15 aus der Wechsel Spannungsquelle 11 die positive Halbperiode aufgedrückt wird.

Die Diode 14 ist vorgesehen um zu verhindern, daß der Kurzschlußstrom durch die Diode 25 fließt, so daß der Kondensator in der negativen Halbperiode der Netzspannung aufgeladen wird, und die Diode 16 soll verhindern, daß der genannte Strom in der negativen Halbperiode der Netzspannung durch den Widerstand 24 fließt.

Mit anderen Worten, ohne diese Diode 16 würde dem Kondensator 25 und dem Widerstand 24 in der negativen Halbperiode der Wechselspannungsquelle 11 eine Spannung mit gleicher Phase und gleichem Potential aufgedrückt werden, was zur Folge hätte, daß die Ladung des Kondensators 25 auch beim Zuführen des Signals zur Steuerelektrode des Thyristors 15 nicht über den !Thyristor 15 und den Widerstand 24 entladen werden könnte. Demgemäß könnte die Bedingung, daß sich der Thyristor 15 im leitenden Zustand befinden soll, bis die Spannung der positiven Halbperiode aufgedrückt wird, ohne die Diode l6 nicht erfüllt werden.

Wird bei der obenbeschriebenen zweiten Ausführungsform der Schalter 12 geschlossen und der Schaltungsanordnung der Wechselstrom mit dem in Figur 5(a) gezeigten^ Spannungsverlauf zugeführt, so wird dem Regelwiderstand 18 und dem zwischen einem Leiterpaar 17 und 20 angeordneten Thermistor 19 die Quellenspannung aufgedrückt. Da der Thermistor 19 eine Impedanz-Temperatur-Kennlinie hat, wie sie in

Fi gar

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l'lgur 4 gezeigt ist, so wird dem Thermistor 19 für den Fall, daß _; die Temperatur der Decke noch niedrig ist, eine vergleichsweise hohe Quellenspannung aufgedrückt. Ist diese Spannung so hoch wie ' die Zündspannung des zur Impulserzeugung dienenden Gliedes 21, so ; kommt es zu einer Entladung über dieses Glied 21 und der durch ö.enj Spannungsabfall von der Zündspannung auf die entladungsunterhalxenfde Spannung erzeugte Impulsstrom fließt durch den Impulsübertrager¹ 22.

Andererseits ist der Kondensator 23 zu diesem Zeitpunkt über die Diode 25 bereits aufgeladen worden, und demgemäß wird der Kondensator 23 über den Thyristor 15 und über den Widerstand 24 . entladen, wenn der Thyristor 15 durch das in Figur 5(c) gezeigte : Signal in den leitenden Zustand überführt wird. Der elektrische Strom fließt daher weiterhin durch den Thyristor 15. Die in Figur 5(b) dargestellte Kurve gibt den Spannungsverlauf zwischen den Anschlüssen des Kondensators 23, die Kurve der Figur 5(d) stellt die-Spannung zwischen der Anode und der Kathode des Thyri- : stors 15 dar, und die Kurve der Figur 5(e) gibt die Spannung zwi- j sehen den Anschlüssen des Widerstandes 24 wieder.

Da der Thyristor 15 in einem leitenden Zustand oleibt, bis i den Dioden 14 und 16 aus der Wechselstromquelle 11 die Spannung ; mit der Vorwärtsrichtung aufgedrückt wird, das heißt bis die Quellenspannung mit dem in Figur 5(a) gezeigten Verlauf in Entsprechung zur vorbestimmten Zeitkonstante des Kondensators 23 und des Widerstandes 24 aus der negativen Halbperiode in die positive übergeht, wird die Hullspannungsumschaltung in der durch die Spannungskurve _s des Leiters 17 in Fig. 5(f) veranschaulichten Weise vorgenommen,wenn die Quellenspannung in die positive Halbperiode übergeht.Der Arbeitsstrom fließt also durch den Thyristor 15,und der Leiter 17 wird aiigeheizt.Der in Fig.5(e) gezeigte zu diesem Leitpunkt einsetzende Spannungsanstieg in dem Widerstand 24 ruft in allgemeinen kane liadio-

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Störungen hervor, da der Widerstand 24 einen hohen Widerstandswert in der Größenordnung von einigen Kiloohm hat und da demzufolge der diesen durchfließende Strom sich nur auf einige Milliampere beläuft.

In der positiven Halbperiode der Spannung der Stromquelle 11 würde der Thyristor 15 in den Sperrzustand gebracht werden, wenn die Quellenspannung von positiv nach negativ wechselt, da sich die Richtung des durch den Widerstand 24 fließenden Stroms umkehrt. Da der Steuerelektrode des Thyristors jedoch schon in der negativen Halbperiode der Quellenspannung ein Signal zugeführt worden ist, geht der Thyristor zu keinem Zeitpunkt in einen dauerhaften Sperrzustand über. Wird der Steuerelektrode des Thyristors das Impulssignal nicht zugeführt, so bleibt der Thyristor im Sperrzustand und es fließt kein Strom durch den Leiter 17» bei dem es sich um eine Heizeinrichtung handelt.

Die Temperatur des aufgeheizten Leiters 17 wird also in dieser Weise mittels des Thermistors 19 auf den durch den Regelwiderstand festgelegten vorbestimmten Temperaturbetrag eingeregelt.

Es soll nun eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Temperaturreglers beschrieben werden, bei der statt des Verbrauchers 3 der in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsform zwei Heizkörper vorgesehen sind, zwischen die eine Isolierschicht eingefügt ist, die bei einer Temperatur oberhalb einer vorgeschriebenen Temperatur sohmilzt, und bei der außerdem statt des Steuersignalgenerators 7 zwei Signal leitungen vorgesehen sind, zwischen die ein Thermistor eingefügt ist, wie dies anhand der Figur 6 beschrieben werden soll. In Figur 6 sind diejenigen Schaltmittel, die denen der Figur entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen wie dort bezeichnet.

Bei der in Figur 6 gezeigten Schaltungsanordnung sind ein Schalter 12, zwei unter Zwisohenfügung einer oberhalb einer vorgeschriebenen Temperatur aufschmelzenden Isolierschicht hintereinandergeschaltete Heizkörper 17 und 17^!» eine Mod· 14, ein Thyristor 15» eine Diode 16 und eine Stromsicherung IJ in Hintereinanderschaltung an eine Wechselstromquelle gelegt, während die eine von zwei Signalleitungen, zwischen die ein Thermistor 19 eingefügt ist (im nachfolgenden als "plastischer Thermistor" bezeichnet), nämlich die Signalleitung

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leitung 20, ein zur Impulserzeugung dienendes Glied 21 (im nachfolgenden als "Neonglimmlampe" bezeichnet), die Primärwicklung eines Impulsübertragers 22, die andere der beiden Signalleitungen, nämlich die Signalleitung 20^! und ein Regelwiderstand 18 in Hintereinanderschaltung zwischen einen dem Schalter 12 und dem Heizkörper 17 gemeinsamen Anschluß und einen der Sicherung 13 und der Diode 16 gemeinsamen Anschluß gelegt sind, wobei die Sekundärwichlung des Impulsübertragers 22 zwischen die Steuerelektrode und die Katode des Thyristors 15 gelegt ist. Außerdem sind ein hintereinanderge schalteter Kondensator 23 und Widerstand 24 in Parallelschaltung zu dem Thyristor 15 an die Anode und die Katode des !thyristors 15 gelegt und eine Diode 25 ist in der Weise in Hintereinanderschaltung mit dem Kondensator 23 verbunden, daß die aus dem Kondensator 23 und der Diode bestehende Kombination zwisohen den dem Schalter 12 und dem Heizkörper 17 gemeinsamen Anschluß und den der Sicherung 13 und der Diode 16 gemeinsamen Anschluß gelegt ist. Die vorstehend beschriebene elektrische Schaltungsanordnung dient zum Regeln der Temperatur des darin vorgesehenen und in einer elektrisch heizbaren Decke untergebrachten Heizkörpers. Wird bei der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform der Schalter 12 geschlossen, so wird dem Regelwiderstand 18 und dem plastischen Thermistor 19 zwischen den Signalleitungen 20 und 20' die Netzspannung aufgedrückt. Die Heizkörper 17 und 17' wie auch die Signalleitungen 20 und 20' zum feststellen der Temperatur sind in der Decke angeordnet.

Die Betätigungs- und Wirkweise der in ilgur 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist im wesentlichen die gleiche wie bei der in Figur 1 beziehungsweise 3 gezeigten ersten und zweiten Ausführungsform, wobei lediglieh eine zusätzliche Sioherheitsvorkehrung getroffen ist. Falls nämlich infolge einer Funktionsstörung der Signalleitungen 20 und 20' oder beim NichtVorhandensein dieser Signalleitungen die Temperatur zu stark ansteigt, so schmilzt die zwisohen den Heizkörpern I7 und I7' angeordnete Isolierschicht 27 und die Heizkörper I7 und 17' werden kurzgeschlossen. Beim Kurzsohließen der beiden Heizkörper verringert sich der Heizkörperwiderstand auf die Hälfte des ursprünglichen Werts und ee fließt durch die Schaltungsanordnung ein doppelt so starker Strom wie der Nenn-

strom

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strom. Die in der Schaltungsanordnung vorgesehene Sicherung 13 brennt daher durch und der Stromdurchgang durch die Heizeinrichtung hört auf. Die elektrisch heizbare Decke oder dergleichen ist also ab so Iu t betriebssicher.

Es soll nun anhand der Figur 7 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Temperaturreglers beschrieben werden, bei der statt des Verbrauchers 3 der in Figur !gezeigten Ausführungsform ein einziger Heizkörper vorgesehen ist, während statt des Signalgenerators 7 zwei Signaldrähte vorgesehen sind, zwischen die ein Thermistor eingefügt ist. Hierbei sind diejenigen Schaltmittel, die denen der Figur 3 entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen wie dort versehen.

Der HauptStromkreis besteht bei der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform aus einer Diode 14, einem Thyristor 15» einer Diode 16, einer Heizeinrichtung 17 und einer Stromsicherung 13, wobei diese Schaltmittel in Hintereinanderschaltung an eine Wechselstromquelle gelegt sind.

Im Steuerstromkreis der hier beschriebenen Ausführungsform sind ein Regelwiderstand 18, die eine von zwei Signalleitungen 20 und 20', zwischen-die der Thermistor 19 eingefügt ist, nämlich die Signalleitung 20, eine Neonglimmlampe 21, die Primärwicklung eines Impulsübertragers 22 und die andere der beiden Signalleitungen, nämlich die Signalleitung 20' in Hintereinanderschaltung an die Pole der Wechselstromquelle gelegt, während die Sekundärwicklung des Impulsübertragers 22 zwischen die Steuerelektrode und die Katode des Thyristors 15 gelegt ist, wobei ein hintereinandergeschalteter Kondensator 23 und Widerstand 24 in Parallelschaltung zu dem Thyristor 15 zwischen die Anode und die Katode des Thyristors gelegt sind und eine Diode 25, der Kondensator 23 und ein Leitungsdraht 26 in Hintereinanderschaltung an die Pole der Wechselstromquelle gelegt sind.

Es soll nun eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Temperaturregiere unter Bezugnahme auf Figur 8 beschrieben werden, bei der statt des Verbrauchers 3 der ersten Ausführungsform der Erfindung zwei Heizkörper vorgesehen sind, zwischen die eine Isolierschicht eingefügt ist, die oberhalb einer vorgeschriebenen

Temperatur

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Temperatur schmilzt, und bei der statt des Steuersignalgenerators 7 zwei Signalleitungen vorgesehen sind, zwischen die ein Thermistor eingefügt ist. Die Bezugszahlen in Figur 8 haben die gleiche Bedeutung wie die in Figur 6 und es braucht daher nicht näher darauf eingegangen zu werden.

Die Betätigungs- und Wirkweise dieser Ausführungsform ist im wesentlichen gleich derjenigen der in den Figuren 1, 3 und 6 gezeigten Ausführungsformen5 wobei in diesem Fall jedoch zusätzlich Maßnahmen für den Fall einer Betriebsstörung getroffen sind.

Hier ist zunächst einmal zu erwähnen, daß für den Fall einer Überhitzung der Heizeinrichtung in jenem Teil der elektrisch heizbaren Decke oder sonstigen Einrichtung, in dem die Signalleitungen 20 und 20' diesen Überhitzungsvorgang nicht registrieren können, und für den Fall eines Kurzschlusses der Heizkörper 17 und 17' durch die Stromsieherung 15 ein doppelt so starker Strom wie der Nennstrom fließt und daß daher die Stromsieherung 13 ganz unabhängig vom Betriebszustand des Thyristors 15 durchbrennt. Dies gilt auch dann, wenn die Diode 14 oder die Diode 25 durch einen Defekt kurzgeschlossen werden sollte. Für den Fall eines Kurzschließens der Diode 14 fließt nämlich in dem durch die Sicherung 13, die Diode 25, die kurzgeschlossene Diode 14, den Heizkörper 17» den Schalter 12 und die Stromquelle 11 aufgebauten Stromkreis der Strom mit der Halbwellenspannung durch den Heizkörper 17, und die Sicherung 13 wird hierbei von einem doppelt so starken Strom wie dem Nennstrom durchflossen, so daß die Sicherung 13 durchbrennt. Dies tritt ebenso auch dann ein, wenn die Diode 25 kurzgeschlossen wird.

Sollte die Diode 16 durch einen Defekt kurzgeschlossen werden, so geht der Thyristor 15 in den Sperrzustand über, wie sich aus der Beschreibung der in den Figuren 3 und 6 gezeigten Ausführungsformen ergibt. Falls eine der Dioden I4 oder 16 in der obenbeschriebenen Weise kurzgeschlossen wird, steht nicht zu befürchten, daß der Stromquelle ein zu starker Strom zufließt, da ja immer noch der Heizkörper I7 im Stromkreis liegt.

In Figur 9 ist noch eine weitere Ausführungeform des erfindungsgemäßen Temperaturreglers gezeigt. Die Betätigungsweise

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oder das Betriebsverhalten der in Figur 9 dargestellten Ausführungsform gleicht jener der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform, doch ■wird in diesem Fall noch mehr bewirkt als bei jener Ausführungsform. Die Betriebssicherheit ist nämlich bei der Ausführungsform der Figur 9 noch weiter erhöht. Sollte hier die von dem Arbeitsstrom durchflossene Diode 14 kurzgeschlossen werden, so wird ein Kurzschlußkreis bestehend aus einer Sicherung 13, einer Diode 25, der kurzgeschlossenen Diode 14, einer Diode 28 und der Stromquelle aufgebaut und die Sicherung 13 brennt durch.

In Figur 10 ist die Temperaturanstiegscharakteristik der in den Figuren 3> 6, 7* 8 und 9 gezeigten verschiedenen Ausführungsformen vergleichsweise jener einer bekannten Anordnung mit Phasenregelung gegenübergestellt. Die Kennlinien A und B sind hierbei die der durch die Erfindung geschaffenen Anordnung, die Kennlinie C, D und E dagegen die der bekannten Anordnung mit Phasenregelung.

Wie aus der graphischen Darstellung der Figur 10 zu entnehmen ist, sind die Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten für die unterschiedlichen Einstelltemperatüren im Rahmen der Erfindung in den Fällen A und B einander absolut gleich, während bei der bekannten Phasenregelung die Anstiegsgeschwindigkeit der Temperatur um so geringer ist, je niedriger die Einstelltemperatur gewählt wird, wie sich dies aus dem Verlauf der Kurven C und D ergibt. Mit anderen •Worten, je niedriger die Einstelltemperatur ist, um so langer dauert es bei, der bekannten Phasenregelungsvorrichtung, bis diese Temperatur erreicht wird. Bei dem bekannten Temperaturregler war es daher erforderlich, am Anfang erst einmal eine höhere Einstelltemperatur zu wählen, um so einen rasoheren Temperaturanstieg zu erzielen, worauf dann nach einer gewissen Zeit die Einstelltemperatur auf den gewünschten Temperaturwert herabgesetzt werden mußte, wie dies in Figur 10 der Kurve E zu entnehmen ist, um auf diesem Wege möglichst schnell den gewünschten Temperaturwert zu erhalten. Der zu diesem Zweck erforderliche zusätzliche Betätigungsvorgang war umständlich und lästig. Im Eahmen der Erfindung kann dieser Einetellvorgang deagegenüber entfallen und die gewünschte Temperatur kann in der zweckmäßigsten Weise durch Vornehmen eines einzigen Einstellvorgangs erlangt werden, wie dies in Figur 10 durch die Kurve B

veranschaulicht

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veranschaulicht ist.

Patentansprüche 009845/ 1 339

Claims

- 15 k^-^V Patentansprüche

IJ Temperaturregler, gekennzeichnet durch eine Wechselstromquelle (ll), ^ν*—-*^/. eine einen Verbraucher (3), eine Diode (4) und einen Thyristor (5) in Hintereinanderschaltung mit der Wechselstromquelle (ll) verbindende Anordnung und eine einen Kondensator (9) und einen Widerstand

(10) in Hintereinanderschaltung sowie in Parallelschaltung zu dem Thyristor (5) verbindende Anordnung, wobei in der negativen Halbperiode der Wechselstromquelle (ll) der Thyristor (5) in einen leitenden Zustand bringbar und der Kondensator (9) zu einem Entladungsvorgang betätigbar ist und wobei der Thyristor (5) durch die in dem Kondensator (9) gespeicherte Ladung im leitenden Zustand haltbar ist, bis die negative Halbperiode der Wechselstromquelle (ll) in die positive Halbperiode übergeht.

Temperaturregler, gekennzeichnet'durch eine zwei hintereinandergeschaltete Heizkörper (17, 17')> zwischen die eine bei einer Temperatur oberhalb einer vorgeschriebenen Temperatur aufschmelzende Isolierschicht (27) eingefügt ist, eine Diode (14) und einen Thyristor (15) in Hintereinanderschaltung mit einer Wechselstromquelle

(11) verbindende Anordnung, eine die eine von zwei Signalleitungen · (20, 20'), zwischen die ein Thermistor (I9) eingefügt ist, einen Impulsgenerator (21), eine Primärwicklung eines Impulsübertragers (22), die andere der beiden SLgnälleitungen (20, 20') und einen Regelwiderstand (l8) in Hintereinanderschaltung sowie in Parallelschaltung zu der erstgenannten Anordnung mit der Weohselstromquelle (ll) verbindende Anordnung, eine Anordnung zum Anschalten einer Sekundärwicklung des Impulsübertragers (22) zwischen der Steuerelektrode und der Katode des Thyristors (15), eine einen Kondensator (23) und einen dahintergeschalteten Widerstand (24) mit der Anode und mit der Katode des Thyristors (15) verbindende Anordnung und eine eine Diode (25) und den Kondensator (23) in Hintereinanderschaltung mit der Wechselstromquelle (ll) verbindende Anordnung, wobei der Thyristor (I5) in der negativen Halbperiode der Wechselstromquelle (11) in einen leitenden Zustand bringbar ist und im leitenden Zustand haltbar ist, bis die negative Halbperiode der Wechselstromquelle (11) in die positive Halbperiode übergeht.

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3. Temperaturregler, gekennzeichnet durch einen !Thermistor (19)» der zwischen zwei Leiter (17, 20) eingefügt ist, "bei denen es sich um einen Heizkörper (17) und eine Signalleitung (20) handelt, eine den einen der Leiter (17, 20), einen Thyristor (15) und eine Diode (16) in Hintereinanderschaltung mit einer Wechselstromquelle (11) verbindende Anordnung, eine den anderen der Leiter (17, 20), einen Regelwiderstand (18) zur Temperatureinstellung, einen Impulsgenerator (21) und die Primärwicklung eines Impulsübertragers (22) in Hintereinanderschaltung sowie in Parallelschaltung zu der erstgenannten Anordnung mit der Wechselstromquelle (ll) verbindende Anordnung, eine Anordnung zum Anschalten der Sekundärwicklung des Impulsiibertragers (22) zwisohen der Steuerelektrode und der Katode des Thyristors (15)» eine einen Kondensator (23) und einen dahintergeschalteten Widerstand (24) mit der Anode und mit der Katode des Thyristors (15) verbindende Anordnung und eine den Kondensator (23) und eine Diode (25) in Hintereinanderschaltung mit der Wechselstromquelle (ll) verbindende Anordnung, wobei der Thyristor (I5) in der negativen Halbperiode der Wechselstromquelle (ll) in einem leitenden Zustand haltbar ist, bis die negative Halbperiode der Wechselstromquelle (ll) in die positive Halbperiode übergeht.

4, Temperaturregler, gekennzeichnet durch einen ersten Stromkreis, in dem in Hintereinanderschaltung eine erste Diode (I4), ein Thyristor (15), eine zweite Diode (16) und ein Heizkörper (I7) liegen, einen zweiten Stromkreis, in dem in Hintereinanderschaltung ein Regelwiderstand (18) zur Temperatureinstellung des Heizkörpers (17), die eine von zwei Signalleitungen (20, 20·)» zwisohen die ein Thermistor (19) eingefügt ist, ein Impulsgenerator (21), eine Primärwioklung eines Impulsübertragers (22) und die andere der beiden Signalleitungen (20, 20«) liegen, eine den ersten Stromkreis und den zweiten Stromkreis in Parallelschaltung verbindende Anordnung, eine Anordnung zum Ansehalten der Sekundärwicklung des Impulsübertragers (22) zwischen der Steuerelektrode und der Katode des Thyristors (15) und eine eine dem Thyristor (15), der zweiten Diode (l6) und dem Heizkörper (17) parallelgesohaltete dritte Diode (25) gegensinnig zur ersten Diode (14) über eine Stromsioh·rung (13) mit der Wechsel stromquelle (ll) verbindende Anordnung.

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Temperaturregler, gekennzeichnet durch ein zwischen zwei Heizkörper (17, 17') eingefügtes, bei einer Temperatur oberhalb einer vorgeschriebenen Temperatur aufschmelzendes Isoliermaterial (27), einen »wischen zwei Signalleitungen (20, 20') eingefügten Thermistor (19)» eine den einen der beiden Heizkörper (17» 17')> «ine erste Diode (14), einen Thyristor (15), eine zweite Diode (16) und den anderen der beiden Heiskörper (17, 17') in Hintereinanderschaltung verbindende Anordnung, eine einen Regelwiderstand (18) zur Temperatureinstellung der Heiskörper (17, 17¹)» &*■« ^ein· ^der Signalleitungen (20, 20·)» einen Impulsgenerator (21), die Primärwicklung ein·· Impulsübertrager β (22) und die andere der Signalleitungen (20, 20') in Hintereinanderschaltung sowie in Parallelschaltung zur erstgenannten Anordnung verbindend· Anordnung, eine Anordnung zum inschal-, ten der Sekundärwicklung des Impulsübertragers (22) an die Steuer- ™

elektrode und die Katode des Thyristors (15)» eine ein· dem Thyristor (15), der zweiten Diode (l6) und dem Heizkörper (17') parallelgesehaltete dritte Diode (25) gegensinnig zur ersten Diode (14) über •ine Stromsicherung (15) mit der Wechselstromquellβ (ll) verbindende Anordnung und eine einen Kondensator (23) und einen dahinte»geschalte ten Widerstand (24) mit der Anode und mit der Katode des Thyristors (15) verbindende Anordnung.

Temperaturregler, gekennzeichnet durch eine Thermistorsohieht (19), die zwisohen zwei Leiter (17, 20) eingefügt ist, bei denen es sioh um einen Heizkörper (17) und um eine Signalleitung (20) handelt, eine den einen dieser beiden Leiter (17, 20), eine erste Diode (14), _

einen Thyristor (15) und eine zweit« Diode (l6) in Hintereinander- ™

schaltung verbindende Anordnung, eine einen Hegelwiderstand (18) zur Temperatureinstellung, den anderen der beiden Leiter (17, 20), einen Impulsgenerator (21) und eine Primärwioklung eine· Impulsübertrager· (22) in Hintereinanderschaltung verbindende Anordnung, eine Anordnung zum Anschalten der Sekundärwicklung des Impulsübertragers (22) an die Steuerelektrode und die Katode des Thyristors (15), eine Anordnung im Sinne einer Parallelschaltung einer dritten, der ersten Diode (14) gegensinnigen Diode (25) Ai dem Thyristor (l5) und zur zweiten Diode (l6), eine eine viert«, dem Heizkörper (17) parallel -geschaltete Diode (28) gegeneinnig zur ersten Diode (14) über eine

Strom si ehe rung

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Strom si oh· rung (ljj) mit der Weehsel stromquelle (ll) verbindende Anordnung und eine einen Kondensator (23) und einen dahintergeschalteten Widerstand (24) mit der Anode und mit der Katode des Thyristors (15) verbindende Anordnung.

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