DE2632685C3 - Kontrolleinrichtung für eine Aufladesteuerung einer Nachtstrom-Speicherheizung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontrolleinrichtung für eine Aufladesteuerung einer Nachtstromspeicherheizung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Solche Aufladesteuerungen geben ein mit der Zeit über einen Lade/Entladezyklus einer Mehrzahl von Nachtstromspeicheröfen und ein mit der Außentemperatur variables Spannungssignal ab, mit dem ein in den einzelnen Öfen vorhandener Wärmefühler über einen Widerstand beheizt wird, um die Ladekapazität des Ofens zu steuern.

In zunehmendem Maße werden in der jüngsten Vergangenheit nicht nur Vollspeicheranlagen, sondern auch Speicheranlagen verwendet, bei denen auch zu Hochtarifzeiten elektrische Energie dem speisenden Netz entnommen wird.

Hierbei kann es nun passieren, daß bei fehlendem Steuersignal für die Ofenfühler die Ofenfühler mangels Vortäuschung einer höheren Ofentemperatur Wärme aus dem Netz anfordern, so daß die Öfen während der Hochtarifzeit auf eine Temperatur hochgeheizt werden, die von klimatischen oder Zeitbedingungen gar nicht notwendig ist.

Es besteht somit die Forderung, die Steuerspannungsimpulse einer Aufladesteuerung zu überwachen. Hierbei tritt die Schwierigkeit auf, daß zu bestimmten Zeiten und zu bestimmten Außentemperaturbedingungen sol* ehe Impulse kaum oder gar nicht vorhanden sind, so daß die Tatsächü fehlender Impulse allein nicht aussagekräf^ tig ist.

Es ist aus den DE-OS 24 41529 sowie 24 46 732 bekannt, einen Motor, der innerhalb eines Regelgerätes für die Aufladesteuerung von Nachtstromspeicherheizgeräten angeordnet ist, auf ordnungsgemäße Drehfunktion zu überwachen. Hierzu ist auf einer Antriebswelle des Zeitlaufwerkes ein Dauermagnet im Bereich eines magnetisch beeinflußbaren Reedschalters derart angeordnet, daß in einer bestimmten Zeit eine bestimmte Impulszahl abgefragt werden kann. Im anderen Falle ist die Überwachung eines Arbeitsbereiches einer Steuereinrichtung für die Aufladesteuerung von Nai.htstromspeicherofen bekanntgeworden, wobei bei Vorhandensein eines außerhalb des Arbeitsbereiches liegenden Wertes ein Signal abgegeben wird. Bei diesen Informationen handelt es sich um die Höhe der Netzspannung, die Netcbelastung u. dgl.

υ Schließlich gibt es noch einen älteren Vorschlag (DE-OS 25 02 469), der sich damit befaßt, daß der Lauf eines Elektromotors und/oder die Führungsgröße der Zeitverschiebung bei einer Aufladesteuerung von Elektrospeicherheizgeräten überwacht wird und daß im Störungsfalle eine Abschaltung des oder der Speicher bewirkt wird.

Es ist schließlich noch eine Treiberschaltung mit Feldeffekttransistoren bekannt geworden, vgl. DE-OS 22 45 855, die aus drei miteinander gekoppelten MOS-Transistoren besteht, die einmal über einen Eingang mit einer Impulsspannung und über mehrere andere Anschlüsse gleichfalls mit Impulsspannungen versorgt werden und die auf einer Ausgangsleitung gleichfalls eine Impulsspannung abgeben.

Hier ist aber nicht eine der speisenden Impulsspannungen je nach Polarität des gerade anstehenden Impulses einmal Steuerspannung, zum anderen Betriebsspannung für den das Signal verarbeitenden Transistor.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontrolleinrichtung zu schaffen, die abfragt, ob zu bestimmter Zeil während eines Zyklus eine ausreichende Anzahl gleichmäßig bezüglich einer Null-Linie nach positiver und negativer Spannung verteilter Impulse vorhanden ist.

Die eben geschilderte Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Der Vorteil des Anmeldungsgegenstandes liegt darin, daß auch bereits bei bestehenden Aufladesteuerungen die Steuerspannung der Anlage überwacht werden kann, so daß die Verbraucher vor unnötig hohen Stromrechnungen, die EVU's aber vor einer erhöhten Netzbelastung zur Unzeit bewahrt werden.

M Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung ist im Patentanspruch 2 gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur der Zeichnung, die eine elektrische Schaltung darstellt, näher erläutert.

Eine Wechselspannungsquelle mit den Polen R und /Wspeist im Zuge einer Leitung 1 eine Reihenschaltung von Widerständen 2,3 und 4, von denen der Widerstand 3 als Fotowiderstand ausgebildet ist, der von einer Glimmlampe 5 beleuchtet werden kann, wenn an den Polen 6 und 7 Spannung anliegt. Die Pole 6 und 7 liegen parallel zu einem Elektromotor, der eine Steuerscheibe, die auf die dargestellte Schaltung weiter keinen Einfluß hat, während 22 der 24 Stunden eines Tages einmal um ihre Achse dreht. Wenn der Motor an Spannung liegt und sich dreht, liegt die Steuerspannung an den Polen 6 Und 7 an, so daß die Glimmlampe brennt. Während der restlichen 2 Stunden ist die Glimmlampe erloschen.
Zwischen den Widerständen 3 und 4 ist die Basis 8

eines Transistors 9 angeschlossen, dessen Emitter IO mit MP verbunden ist. Der Kollektor 11 des Transistors 9 ist mit einem Kollektor 12 eines weiteren Transistors 13 verbunden, dessen Emitter 14 wiederum an MP angeschlossen ist Die Basis 15 des Transistors 13 ist mit dem Kollektor 16 eines weiteren Transistors 17 verbunden, dessen Emitter 18 gleichfalls mit MP verbunden isL Die Basis 19 des Transistors 17 ist über eine SerienschtUung zweier gleich großer Widerstände 20 und 21 mit dem Kollektor 16 verbunden. Am Verbindungspunkt 22 der beiden Widerstände 20 und 21 ist ein Kondensator 23 angeschlossen, der auf seiner anderen Seite mit MP verbunden ist. Weiterhin ist an den Verbindungspunkt 22 eine in Sperrichtung gepolte Diode 24 angeschlossen, die über eine mit einem Widerstand 25 versehene Leitung Ober Anschluß 26 mit der Ausgangsleitung der zu überprüfenden Aufladesteuerung verbunden ist.

Die Basis 19 des Transistors 17 ist über einen Widerstand 27 mit einer in Durchlaßrichtung gepolten Diode 2S verbunden, die an einen Verbindungspunki 23 zwischen Diode 24 und Widerstand 25 angekoppelt ist. Der Widerstand 27 weist dieselbe Größe au^r wie die Widerstände 20 und 21. An einen Verbindungspunkt 30 zwischen dem Widerstand 27 und der Diode 28 ist ein Kondensator 31 angeschlossen, dessen anderer Pol an MP hegt.

Der Kollektor 12 des Transistors 13, der vom NPN-Typ ist, genau so wie die Transistoren 17 und 9, ist über einen Widerstand 32 mit einer Eingangsleitung 33 für einen Schaltverstärker 34 verbunden. Von der Leitung 33 zweigt eine mit einem Widerstand 35 versehene Leitung 36 zum Pol R der Spannungsquelle und eine mit einem Kondensator 37 versehene Leitung 38 zum Pol MP der Spannungsquelle ab. Ein anderer Eingang 39 des Schaltverstärkers 34 ist über einen Widerstand 40 mit dem Pol R und über einen Widerstand 41 mit dem Pol MP der Spannungsquelle verbunden.

Kin Ausgang 42 des Schaltverstärkers 34 ist über eine Serienschaltung eines Widerstandes 43 und einer in Durchlaßrichtung gepolten Diode 44 auf den Eingang 33 rückgekoppelt, was zur Folge hat, daß der einmal gekippte Schaltverstärker 34 nicht ohne externe Eingriffe rücksetzbar ist. Der Ausgang 42 ist weiterhin über eine Serienschaltung von Widerständen 45 und 46 mit dem Pol MP der Spannungsquelle verbunden. Zwischen beiden Widerständen zweigt ein Baoisanschluß 47 für einen Transistor 48 ab, dessen Emitter 49 gleichfalls mit MP verbunden ist. Der Kollektor 50 des Transistors 48 ist über eine in Sperrichtung gepolte Diode 51 uiid einer Spule 52 eines Relais 53 mit dem Pol R der Spannungsquelle verbunden, wobei die Relaisspule 52 über eine freilaufende Diode 54 überbrückt ist.

Die beschriebene Schaltung hat folgende Funktion: Der Schaltverstärker 34 nimmt seinen einen oder anderen Schaltzustand nach Maßgabe des Ladezustandes des Kondensators 37 ein, der über den Widerstand 35 aus der Spannungsquelle R, MP nach Gleichrichtung durch eine Diode 55 und Glättung aufgeladen wird. So lange der Kondensator entladen wird, gibt die Kontrolleinrichtung kein Alarmsignal ab, da der Transistor 48 gesperrt ist, und das Relais 53 nicht anziehen kann,

Während 22 Stunden von den 24 Stunden eines Lade/Entladezyklus für die Speicherheizungsanlage liegt an den Polen 6 i/nd 7 Netzspannung an, die Glimmlampe leuchtet, der beleuchtete Fotowiderstand 3 ist niederohmig, und damit ist der Transistor 9 leitend. Über den leitenden Transistor 9 wird der Kondensator 37 entladen, da der Widerstandswert des Widerstandes 32 in Verbindung mit dem leitenden Transistor 9 viel kleiner ist als der Ladewiderstand 35.

Während der restlichen 2 Stunden der Zykluszeit ist jedoch an den Polen 6 und 7 keine Spannung vorhanden, damit ist die Glimmlampe erloschen. Der hochohmige Fotowiderstand 3 sperrt den Transistor 9, so daß sich

ίο der Kondensator 37 aufladen könnte, falls keine anderen Einflüsse vorhanden sind.

Am Anschluß 26 liegen Wechselspannungsimpulsreihen mit verschieden langen Pausen an, die das Ausgangssignal der nicht dargestellten Aufladesteuerung sind. Die positiven Impulse dieser Schwingungspakete liegen über die Diode 24 am Verbindungspunkt 22 des zweistufigen Transistors 13/17 an, wodurch der erste Transistor 17 mit Betriebsspannung versorgt wird. Mit Betriebsspannung ist hier nur die zu überwachende Spannung auf den Leitungen Mp, 26 _._·„■ meint, nicht aber die aligemeine Speisespannung (Ub) zvv iy hen R und Mp nach Gleichrichtung. Die negativen Impulse dieser Schwingungspakete liegen über die in Sperrichtung gepolte Diode 28 und den Widerstand 27 an der Basis des Trarsistors 17 an. Die beiden Impulsreihen werden über die Kondensatoren 23 und 31 gesiebt und ergeben Gleichspannungen. Nur wenn diese Impulsreihen gleichmäßig ankommen, wird der Transistor 17 gesperrt. Damit wird der Transistor 13 leitend und kann

so zusammen mit dem Widerstand 32 eine Eniladestrecke für den Kondensator 37 bilden. Das bedeutet, daß bei gleichmäßiger Verteilung von Impulsen aus der Aufladesteuereinrichtung ein Entladestromkreis für den Kondensator 37 gebildet wird, und zwar in der

j? Zeitspanne, in der die Aufladesteuerung nicht arbeitet, da sich die Steuerscheibe bereits an ihrem Anfangspunkt befindet. Sollten am Ausgangspunkt 26 zu wenig Impulsreihen ankommen, so reichen diese nicht aL>. den Transistor 17 zu sperren. Der Transistorverstärker 13/17 schaltet um, so daß der Transistor 13 gesperrt wir·-. Damit ist die Entlademöglichkeit für den Kondensator 37 unterbunden, der Schaltverstärker 34 geht in seinen anderen Zustand über, worauf der Transistor 48 leitend wird und das Relais 53 anzieht und Störungsmeldung gibt.

Es werden nunmehr die drei möglichen Störungsfälle betrachtet. Falls am Anschluß 26 nur positive Impulse auftreten (weil einer der Thyristoren in der Aufladesteuerung nicht korrekt arbeitet) so wird der Transistor 17 leitend, der Transistor 13 jedoch gesperrt. Damit kann keine Entladung des Kondensators 37 stattfinden. Der Schaltverstärker 34 wird leitend, und das Relais 53 zieht an. Der Schaltverstärker 34 kann aus diesem Zustand ohne externen Eingriff nicht zurückschalten.

Der zweite Fall ix der, daß am Punkt 26 \w negative Impulse anstehen, da der andere Thyrisator der Aufladesteuerung defekt ist. Hierbei wird der Transistor 17 gesperrt, da fü^r ihn die Betriebsspannungsversorgung mangels von der Jiode 24 durchgelassener positiver Impulse fehlt. Auch der Transistor 13 ist gesperrt, so daß der Kondensator 37 nicht entladen werden kann. Die an ihm ansteigende Ladespannung bewirkt das Kippen des Schaltverstärkers 34 und damit den Alarmzustand.

Der dritte Fall ist der, daß in der fraglichen Zeitspanne, während der Transistor 9 gesperrt ist, überhaupt keine Impulse am Anschluß 26 anstehen. In diesem Fall fehlt die Betriebsspannung für den Transistor 17, der zusammen mit dem Transistor 13

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gesperrt ist. Die ansteigende Ladespannung am Kondensator 37 wird das Kippen des Schaltverstärker 34 bewirken. Steht auf dem Punkt 26 eine Dauerwcchselspannung an, so geht die Kontrolleinrichtung nicht in Alarmzustand über, da ein solches Signal ein Sperren der Aufladung der Nachlstromspeicheröfen der Anlage bewirkt, da die Ofenfühler voll beheizt werden.

Hierzu 1 RIaIt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kontrolleinrichtung für eine Aufladesteuerung einer Nachtstromspeicherheizung, wobei die Steuerung auf ihrer Ausgangsleitung eine impulsbreitenmodulierte Wechselspannung und ein Signal während einer bestimmten Zeitspanne eines Lade/Entladezyklus der angeschlossenen öfen liefert, d a durch gekennzeichnet, daß eine Anzeigevorrichtung (53) in Abhängigkeit von einem Lade/Entladezustand eines Kondensators (37) gesteuert ist, dessen Ladung/Entladung von einem zweistufigen Verstärker (13/17) gesteuert ist, an dessen einer Stufe (13) das zeitabhängige Signal (5) angekoppelt ist und dessen andere Stufe (17) von den Impulsen derart beaufschlagt ist, daß· die Impulse der einen Polarität Betriebsspannung, die der anderen die Spannung an einer Steuerelektrode dieser Stufe bilden.

2. Kontrolleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Anschlußpunkt (26) die zu überprüfenden Impulse über zwei gegenläufig geschaltete Dioden (28/24) auf ein Widerstandsnetzwerk (27, 20, 21) geschaltet sind, wobei die erste Stufe (17) des Transistorverstärkers mit der Basis (19) an den Verbindungspunkt zwischen zwei dieser Widerstände (20, 27) geschaltet ist, die mit ihren abgewandten Seiten jeweils mit den Dioden verbunden sind, und daß der Transistor (17) mit seiner einen Elektrode an die Betriebsspannung, mit der anderen über den dritten Widerstand (21) mit der einen Diode (24) verbunden ist.