DE3540830C2

DE3540830C2 -

Info

Publication number: DE3540830C2
Application number: DE3540830A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. 5000 Koeln De Schmidt
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1984-11-16
Filing date: 1985-11-14
Publication date: 1990-12-13
Also published as: DE3540830A1

Description

Verfahren zum stufenweisen Einstellen einer an einem aus K über je einen Schalter an Spannung liegenden Teilwiderständen zusammengesetzten Widerstand anfallenden elektrischen Leistung und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum stufenweisen Einstellen einer an einem aus K über je einen Schalter an Spannung liegenden Teilwiderständen zusammengesetzten Widerstand anfallenden elektrischen Leistung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs und auf eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein solches Verfahren ist bekanntgeworden aus der DE 28 37 934 A1, in der eine Vorrichtung zur Regelung der Auslauftemperatur bei einem elektrisch beheizten Durchlauferhitzer beschrieben ist. In einem Wasserkanal liegen hydraulisch in Serie drei Widerstände, von denen der am Beginn des Wasserkanals angeordnete von einem Wasserschalter bei einem Wasserdurchfluß an das speisende Netz angeschaltet ist. Die beiden anderen Heizwiderstände werden von je einem PID-Regler und einem O-Spannungsschalter mit Energie aus dem speisenden Netz versorgt. Der erste Regler dient als Vorregelung, der zweite Regler als Feinregelung für die Temperatur.

Die beiden Regler führen in der Regelstrecke zu Schwingungen aufgrund der gegenseitigen Beeinflussung. Zur Vermeidung von Flickerstörungen arbeitet der Vorregler mit einer verhältnismäßig niedrigen Schaltfrequenz und einer hohen Schaltleistung, während der Feinregler eine niedrige Leistung mit hoher Schaltfrequenz schaltet.

Aus der CH 5 86 987 A5 ist ein Verfahren zum Regeln der Temperatur in einem Ofen bekanntgeworden, wobei einzelne in dem Ofen über dessen Umfang gleichmäßig verteilte Widerstände zyklisch an Spannung gelegt werden. In einer ersten Heizstufe läuft ein erster Schaltring um, in einer zweiten Heizstufe drei gleichmäßig zueinander versetzte Schaltringe und in einer dritten Schaltstufe sechs solcher Schaltringe. Es ist nicht vorgesehen, daß beim Einschalten eines Widerstandes ein zugehöriger abgeschaltet wird und umgekehrt, es werden vielmehr entweder einer, drei oder sechs Widerstände zugleich ein- oder abgeschaltet.

Aus der DE 23 53 667 B2 ist ein Durchlauferhitzer mit thermischer Steuerung bekanntgeworden, bei der in einer Dreieckschaltung zwischen einem Außenleiter und zwei anderen Außenleitern jeweils ein Widerstand mit einem zugehörigen Schalter in Serie angeordnet ist. Zwischen den zwei verbleibenden Außenleitern liegt eine Parallelschaltung zweier Widerstände mit je einem Schaltkontakt in Reihe.

Die Schaltkontakte gehören zu unabhängigen Schaltreglern, wobei der Schaltregler mit der höchsten Einschalttemperatur die niedrigste Ausschalttemperatur, der Schaltregler mit der niedrigsten Einschalttemperatur die höchste Ausschalttemperatur und der Schaltregler eine mittlere Einschalt- und Ausschalttemperatur aufweist.

Schließlich ist aus der DE 33 04 322 A1 eine Schaltung für einen elektrischen Durchlauferhitzer bekanntgeworden, bei dessen Steuerung ein vom Wasserdurchsatz abhängiges Analogsignal zum Schalten von Heizkörperstufen verwendet wird, indem das Signal zunächst auf binäres Ausgangssignal umgesetzt wird, das an parallelen Ausgängen des Wandlers ansteht, wobei jedem der Ausgänge ein elektronischer Schalter zum Schalten einer der Heizkörperstufen angeschlossen ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß unter Verwendung eines Minimums an Teilwiderständen und Schaltelementen eine feineinstellbare, größere elektrische Leistung (< 2 kW) über einen großen Bereich schnell dargestellt werden kann, wobei auftretende Netzrückwirkungen gemäß DIN IEC 77 (CO) 4,5 und 8 innerhalb der als zuverlässig angesehenen Grenzen gehalten werden sollen.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Mit Hilfe dieser Maßnahme gelingt es, auf elektronischem Wege nahezu jede beliebige Teilleistung an einem ohmschen Verbraucher darstellen zu können, und zwar sowohl stationär wie auch als Stellgröße in einem Regelkreis.

Es hat sich herausgestellt, daß mit den erfindungsgemäßen Verfahren bzw. den Schaltungsanordnungen nicht nur eine Leistungssteuerung bei einem elektrischen Durchlauferhitzer durchgeführt werden kann, sondern daß die Erfindung ebensogut auf alle anderen Elektrowärmegeräte wie insbesondere Herde und auch auf Lasten mit induktiven bzw. kapazitiven Anteilen anwendbar ist. Unter dem gleichzeitigen Schalten ist zu verstehen, daß bei Wechselspannung bei den einzelnen Teilleistungen im jeweiligen Strom-Nulldurchgang der Leistungsstufe geschaltet wird. Toleranzen, die in den Widerständen oder die in den Schaltelementen liegen, bleiben außer Betracht. Wird bei dem Dreiphasensystem in mehreren, die Außenleiter verbindenden, Strängen geschaltet, so bedeutet gleichzeitiges Schalten ein aufeinanderfolgendes Schalten in den Strom-Nulldurchgängen dieser Stränge.

Wenn im folgenden von kleinen Widerständen gesprochen wird, so ist gemeint, daß an einem kleinen Widerstand eine kleine Leistung, an einem größeren Widerstand eine größere Leistung und an einem großen Widerstand eine große Leistung erzeugt wird. Es versteht sich, daß die Widerstandswerte sich zur Größe der Leistung umgekehrt proportional bei gleicher angelegter Spannung verhalten.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß das gleichzeitige Schalten von wenigstens zwei Teilwiderständen nach der Erfindung unabhängig davon ist, ob zur Darstellung der Gesamtleistung zusätzlich ein oder mehrere Teilwiderstände dauernd an Spannung liegen oder nicht.

Eine schaltungstechnische Ausgestaltung der Erfindung ist dem Anspruch 8 zu entnehmen. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Fig. 1-10 näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipschaltung zur Erklärung des erfindungsgemäßen Prinzips,

Fig. 2 Diagramme zur Erklärung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine detaillierte Schaltung,

Fig. 4 Diagramme zur Erklärung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 3,

Fig. 5 Diagramme zur zusätzlichen Erklärung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 3,

Fig. 6 ein schaltungsmäßiges Ausführungsbeispiel zur Anwendung an einem Dreiphasensystem,

Fig. 7 Diagramme zur Erklärung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 6,

Fig. 8 den mechanischen und elektrischen Aufbau eines dreiphasigen Durchlauferhitzers,

Fig. 9 den Aufbau der Schaltung zur Steuerung der Leistung des Durchlauferhitzers nach Fig. 8 und

Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung als Schaltung.

In allen Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Die Schaltung nach Fig. 1 weist zwei Leiter 1 und 2 auf, die bei einem Gleichspannungssystem die positive bzw. negative Spannungszuführung sein können, bei einem Einphasenwechselspannungssystem die Leiter L₁ und N und bei einem Dreiphasensystem zwei Außenleiter L₁ und L₂ sein können, wobei der dritte Außenleiter hierbei keine Berücksichtigung findet. Die Leiter 1 und 2 führen zu je einem Verzweigungspunkt 3 bzw. 4, an die eine Parallelschaltung 5 angeschlossen ist. Die Parallelschaltung besteht aus zwei Leitungszweigen 6 und 7, in denen in Reihe jeweils ein Widerstand R₁ bzw. R₂ mit einem zugehörigen Schalter V₁ bzw. V₂ liegt.

Die Widerstände R₁ und R₂ sind bevorzugt Widerstände eines Elektrowärmegerätes, können aber auch allgemein ohmsche oder komplexe, insbesondere induktive Widerstände sein. Die Schalter V₁ und V₂ sind insbesondere Triacs, können aber auch beliebige andere elektronische oder mechanische Schalter sein. Die Schalter können über Steuerelektroden 9 bzw. 10 in den leitenden oder gesperrten Zustand geschaltet werden. Die Teilwiderstände R₁ und R₂ bilden einen Widerstand, der zwischen den Leitern 1 und 2 angeschlossen ist, wobei diesem Widerstand eine bestimmte Leistungsstufe zugeordnet ist, die sich aus der anliegenden Spannung bei geschlossenen Schaltern V₁ und V₂ ihrer Höhe nach, bezogen auf den Widerstandswert, betragsmäßig ergibt. An den beiden Teilwiderständen R₁ oder/und R₂ können Teilleistungen bzw. Leistungsteilstufen abgenommen werden, die sich dann ergeben, wenn der zugehörige Teilwiderstand bei eingeschaltetem Schalter V₁ und/oder V₂ an Spannung liegt. Mittlere Teilleistungen können sich auch dadurch ergeben, daß periodisch der Schalter V₁ bzw. V₂ geschlossen und geöffnet wird. Die Schalter V₁ und V₂ werden dazu bei angelegter Gleichspannung an die Leiter 1 und 2 impulsbreitengesteuert betrieben, bei anliegender Wechsel- oder auch Drehspannung schwingungspaketgesteuert. Die Widerstände R₁ und R₂ sind ungleich, insbesondere sind die Widerstände R₁ und R₂ um den Faktor 2 verschieden, so daß die Leistung bei Dauereinschaltung am Widerstand R₂ doppelt so groß wie die am Widerstand R₁ ist.

Die mit der Schaltung gemäß Fig. 1 gesamt erzeugbare Leistung P_gesmax setzt sich aus der Addition der Teilleistungen, die als Leistung P₁ am Widerstand R₁ bei permanent geschlossenem Schalter V₁ und der doppelt so großen Leistung P₂ zusammen, die am Widerstand R₂ bei ebenfalls permanent geschlossenem Schalter V₂ abfällt. Somit gilt folgende Gleichung

P_gesmax = P₁ + P₂ (1).

Sollen nun die Teilleistungen von P_gesmax dargestellt werden, die im folgenden als P_ges bezeichnet werden, so besteht zum einen die Möglichkeit, einen der beiden Schalter V₁ bzw. V₂ generell zu öffnen. Zum anderen besteht die Möglichkeit, den Schalter V₁ oder den Schalter V₂ oder beide Schalter periodisch impulsbreiten- bzw. schwingungspaketgesteuert zu betreiben, wobei sich eine Teilleistung P_ges als Mittelwert über die Periodendauer der Impulsbreiten- bzw. Schwingungspaketsteuerung ergibt.

Entsprechend der Erfindung wird die Schaltung so betrieben, daß zum einen P_ges über den ganzen Bereich von 0 bis P_gesmax feinstufig einstellbar ist, wobei die Anwendung von Impulsbreiten- oder Schwingungspaketsteuerung auf den Schalter V₂ allein und damit auf die größere Leistung P₂ allein vermieden wird, um die damit verbundenen größeren Netzrückwirkungen als beim Schalten von V₁ allein zu vermeiden. Die gleichzeitige Anwendung von Impulsbreiten- oder Schwingungspaketsteuerung auf beide Schalter V₁ und V₂ wird so durchgeführt, daß dabei nur Netzrückwirkungen wie beim Anwenden von Impulsbreiten- oder Schwingungspaketsteuerung auf V₁ allein auftreten. Die Wirkungsweise des Steuerungsverfahrens zur Einstellung von Teilleistungen P_ges der Anordnung nach Fig. 1 geht aus Fig. 2 hervor. In den Diagrammen der Fig. 2 sind die Zeitverläufe der Leistungen dargestellt. So zeigt der Kurvenzug 11 den Verlauf der Leistung p₁ in Abhängigkeit von der Zeit mit dem Maximalwert P₁ (13). Analoges gilt für p_ges. Bei der Anwendung von Wechselspannung geben die Kurvenzüge die Mittelwerte der Leistungen p₁ bzw. p_ges über die Zeiten t_ein bzw. t_aus an. In den Gleichungen bezeichnet die Leistung P_ges den Mittelwert der Leistung über die Gesamtzeit t_ein und t_aus.

Zunächst soll die Anwendung von Gleichspannung betrachtet werden.

Im folgenden soll zunächst der Fall betrachtet werden, daß die Leistung P_ges größer als 0, aber kleiner als die Leistung P₁ ist. In diesem Fall ist der Schalter V₂ permanent geöffnet und der Schalter V₁ wird durch Ansteuern der Elektrode 9 impulsbreitengesteuert, d. h. der Schalter V₁ wird für eine Zeit t_ein geschlossen und für die Zeit t_aus geöffnet. Der Kurvenzug 11 zeigt beispielhaft einen zeitlichen Leistungsverlauf an R₁, der bei geöffnetem Schalter V₂ dem Verlauf von p_ges entspricht. Die Gesamtleistung P_ges ergibt sich als Mittelwert zu

Durch Wahl der Zeit t_ein bezogen auf die Zeit t_ein + t_aus läßt sich somit bei angelegter Gleichspannung die Leistung P_ges im Bereich von 0 bis P₁ stufenlos variieren. Ein weiterer Verlauf mit geänderten Zeiten t_ein und t_aus ist dargestellt. Erfordert die Gesamtleistung P_ges eine Leistung, die von R₁ nicht mehr erbracht werden kann, so ist es erforderlich, mit beiden Widerständen R₁ und R₂ zu arbeiten. Liegt die gewünschte Leistung P_ges in einem Bereich kleiner als P₂, aber größer als P₁, so wird erfindungsgemäß so verfahren, daß für eine Zeit t_ein der Schalter V₂ geschlossen wird. Damit wird für diese Zeit die Leistung P₂ dargestellt, gleichzeitig wird aber der Schalter V₁ geöffnet, so daß für exakt die gleiche Zeit die Leistung P₁ ausfällt. Während der folgenden Zeit t_aus, die sich wie die Zeit t_ein immer auf das Ein- bzw. Ausschalten des Widerstandes mit der größeren Leistung bezieht, ist die größere Leistung ausgeschaltet und die kleinere Leistung eingeschaltet. Die Leistungsverläufe an R₁ und R₂ zeigen die Kurvenverläufe 14 und 15. P_ges ergibt sich aus der Überlagerung.

Ein weiteres Beispiel mit veränderten Zeiten ist in der Fig. 2 ebenfalls gezeigt. Somit resultieren zwar in den Zweigen 6 und 7 relativ große Leistungsänderungen, nicht aber in den Leitern 1 und 2, da sich hier nur die Überlagerung der geschalteten Leistungen auswirkt.

Die Gesamtleistung P_ges ergibt sich zu

Somit kann die Leistung P_ges vergrößert werden bis zur Leistung P₂.

Reicht auch diese Leistung nicht aus, so wird über Schließen des Schalters V₂ die Leistung P₂ gemäß dem Kurvenzug 16 permanent zugeschaltet und die Leistung P₁ gemäß dem Kurvenzug 17 wieder getastet, bis im Maximum sowohl P₁ und P₂ permanent durch dauerndes Schließen beider Schalter anfallen. Somit wird in diesem Bereich die darstellbare Leistung

Bei Anwendung der Schaltung nach Fig. 1 in einem Wechselspannungssystem wird anstelle der Impulsbreitensteuerung eine Schwingungspaketsteuerung angewandt.

Bei Schalten im Nulldurchgang des Stromes und bei Vollwellensteuerung gelangt somit während der Zeitdauer t_ein wenigstens eine Netzvollwelle bzw. ein Vielfaches davon an den zugehörigen Widerstand. Damit tritt anstelle der kontinuierlichen Leistungssteuerung eine gestufte Steuerung, wobei der minimale Stufenschritt sich ergibt aus der Zeit für eine Netzvollwelle bezogen auf die Summe der Zeiten t_ein + t_aus. Da diese Zeiten bezüglich der Dauer einer Netzvollwelle beliebig lang sein können, ergibt sich quasi wieder eine stetige Steuerung. Gegenüber einer Tastung eines ungestuften Widerstandes mit einer identischen maximalen Gesamtleistung gemäß Gleichung (1) ergibt sich bei der Anwendung der Erfindung ein zeitlicher Verlauf der Gesamtleistung mit wesentlich kleineren Sprüngen sowie wesentlich geringeren Netzrückwirkungen (Flicker), da nur Leistungssprünge von einem Betrag von P₁ auftreten.

Gegenüber einer Aufteilung einer Gesamtleistung gemäß Gleichung (1) mit nur fest zu- oder abschaltbaren Teilwiderständen ergibt sich bei entsprechender Feinstufung eine wesentlich geringere Anzahl von Teilwiderständen und Schaltelementen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bezieht sich auf die Anwendung der Erfindung auf eine Herdplatte, deren Gesamtwiderstand in zwei Teilwiderstände aufgespalten ist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 handelt es sich um die Fortführung der Anordnung nach Fig. 1 mit drei ungleichen Teilwiderständen R_R1, R_R2 und R_R3, die alle drei zusammen den Gesamtwiderstand ergeben und ungleich gestuft sind. Die Stufung der Widerstandswerte ist dual, so daß bei Volleinschaltung des Schalters V_R1 am Widerstand R_R1 die Leistung P_R1 abfällt, bei Einschaltung des Schalters V_R2 am Widerstand R_R2 die doppelt so große Leistung P_R2 und bei Volleinschaltung des Schalters V_R3 am Widerstand R_R3 die Leistung P_R3 abfällt, die ihrerseits doppelt so groß ist wie die Leistung P_R2.

Zwischen den Außenleitern L₁ und L₂ entsprechend den Anschlüssen 1 und 2 liegt die verkettete Dreieckspannung in Höhe von 380 V an. Ein einphasiger Anschluß zwischen L₁ und N wäre analog möglich, nur treten dann andere Spannungs- und Leistungsverhältnisse auf.

Im Ausführungsbeispiel beträgt die Leistung P_R1 - siehe Fig. 4 - 1 kW.

Weil es sich um einen dreigestuften Widerstand handelt, liegt parallel zu den Zweigen 6 und 7 ein dritter Zweig 8, der als Serienschaltung den Widerstand R_R3 in Verbindung mit seinem Schalter V_R3 aufweist, dessen Elektrode 18 ansteuerbar ist.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser Schaltung wird auf die Diagramme gemäß Fig. 4 verwiesen. Die Diagramme der Fig. 4 zeigen stationäre Leistungseinstellungen.

Für die Darstellung der Zeitverläufe und Mittelwerte der Leistung und der Maximalleistung gilt das eingangs zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 Gesagte.

Dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 liegt die Idee zugrunde, die einzelnen Teilleistungen in Stufen von 250 W darzustellen und dies beginnend mit der Leistung 0 bis zur maximalen Strangleistung P_Rmax, die sich aus der Addition der Teilleistungen an den Widerständen R_R1 bis R_R3 bei permanent geschlossenen Schaltern V_R1 bis V_R2 zusammensetzt, gemäß der Beziehung nach Gleichung (5).

P_Rmax = P_R1 + P_R2 + P_R3. (5)

Wie die erste Gruppe der Diagramme der Fig. 4 ausweist, ist es nun möglich, zur Darstellung einer Leistung zwischen 0 und P_R1 = 1 kW die Schalter V_R2 und V_R3 zu sperren und den Schalter V_R1 schwingungspaketmäßig zu steuern, indem die Einschaltzeit t_ein für die Schwingungen zwischen einer Periode und der Volleinschaltung variiert wird. Durch Wahl diskreter Tastverhältnisse t_ein bezogen auf t_ein + t_aus können so Leistungen P_R von 250, 500 und 750 W dargestellt werden, die sich als Mittelwerte über die Zeit t_ein + t_aus darstellen. Bei permanenter Einschaltung von R_R1 beträgt P_R = 1 kW.

Die minimale Einschaltzeit t_ein beträgt 20 ms (1 Netzperiode), das gleiche gilt für die minimale Ausschaltzeit t_aus. Die Summe beider Zeiten beträgt bei 250 W und 750 W Leistung 80 ms, bei 500 W jedoch nur 40 ms.

Allgemein gilt für die darstellbare Leistung in diesem Bereich

Hinter den Diagrammverläufen sind jeweils die Mittelwerte der in den einzelnen Teilwiderständen auftretenden Leistungen bzw. der Mittelwert der Gesamtleistung P_R angegeben.

Die zweite Gruppe der Diagramme beschäftigt sich mit dem Leistungsbereich zwischen 1 kW und 2 kW. Hierbei sind diskrete Leistungsdarstellungen von P_R = 1250 und 1500 W herausgegriffen.

Diese Leistungen werden so dargestellt, daß der Schalter V_R3 generell geöffnet ist, während die Schalter V_R1 und V_R2 jeweils geöffnet und geschlossen werden, wobei jeweils nur einer der beiden Schalter leitend ist. Die Darstellung erfolgt erfindungsgemäß analog zu den Ausführungen der Fig. 2 (Kurvenzüge 14 und 15).

Zur Darstellung der Leistung P_R = 1250 W wird der Widerstand R_R2 durch Betätigen seines zugehörigen Schalters periodisch für die Zeiten t_ein an Spannung gelegt und für t_aus abgeschaltet, so daß bei dem Tastverhältnis von t_ein zu t_ein + t_aus von 1/4 an ihm eine mittlere Leistung von 500 W erzeugt wird. Für diese Zeiten t_ein wird aber der Widerstand R_R1 für die gleiche Zeitdauer abgeschaltet, so daß an ihm für die Zeitdauer t_ein keine Leistung erzeugt wird. Für die Zeiten t_aus, in denen der Widerstand R_R2 abgeschaltet ist, ist aber der Widerstand R_R1 eingeschaltet. Somit entsteht an R₁ bei dem vorliegenden Tastverhältnis eine mittlere Leistung von 750 W.

Aus der Sicht der Außenleiter L₁ und L₂ ergibt sich somit durch Überlagerung eine konstante Leistung von 1 kW, der Leistungsimpulse von einem weiteren kW mit einem Tastverhältnis t_ein zu t_ein + t_aus überlagert sind, so daß sich eine mittlere Leistung von 1250 W ergibt.

Sinngemäß wird für die Leistung von P_R = 1500 W verfahren, indem das Tastverhältnis t_ein zu t_ein + t_aus auf 1/2 festgelegt wird und der Widerstand R_R1 wiederum entgegengesetzt getastet wird wie der Widerstand R_R2. Somit ergibt sich im Zweig 7 eine getastete Leistung von 2 kW, die einem Mittelwert von 1 kW entspricht. Da die Leistung am Widerstand R_R1 im gleichen Tastverhältnis weggeschaltet wird, wenn der Widerstand R_R2 an Spannung liegt, resultiert hier eine getastete Leistung von 1 kW mit einem Mittelwert von 500 W. Die Überlagerung beider Leistungen, die in den Außenleitern zur Wirkung kommt, enthält wieder eine konstante Leistung von 1 kW, überlagert von Leistungsimpulsen mit 1 kW.

Analoges gilt für die Darstellung der Leistung von P_R = 1750 W.

Allgemein gilt für den Mittelwert der darstellbaren Leistung in diesem Bereich

Im Leistungsbereich zwischen 2 kW und 3 kW wird der Widerstand R_R2 permanent an Spannung gelegt und der Widerstand R_R1 schwingungspaketgesteuert getaktet, womit allgemein für die darstellbare Leistung in diesem Bereich gilt

Im Leistungsbereich von 3 kW bis 4 kW wird der Zweig 8 mit einbezogen. Dabei wird das erfindungbedingte Prinzip des Tastens eines größeren Teilwiderstandes (R_R3) und des gleichzeitigen entgegengesetzten Tastens aller kleineren Teilwiderstände (R_R2 und R_R1) angewandt. Zur Darstellung der Leistung von 3250 W wird über den zugehörigen Schalter V_R3 der Widerstand R_R3 periodisch während t_ein an Spannung gelegt und während t_aus abgeschaltet, wobei das Tastverhältnis t_ein zu t_ein + t_aus auf 1/4 festgelegt wird. An R_R3 fällt während der Einschaltzeit t_ein eine Leistung von 4 kW ab, da er aber getastet wird, resultiert eine mittlere Leistung von 1 kW. Für die Zeiten t_ein, in denen der Widerstand R_R3 an Spannung liegt, werden beide Zweige 6 und 7 durch Öffnen der zugehörigen Schalter spannungslos geschaltet. Während der Zeiten t_aus, in denen der Widerstand R_R3 nicht an Spannung liegt, liegen beide Widerstände R_R1 und R_R2 hingegen an Spannung. Bei dem angegebenen Tastverhältnis entstehen in R_R1 und R_R2 Mittelwerte von 1500 W bzw. 750 W. Somit werden die Leistungen von 4 kW einerseits und 3 kW andererseits entgegengesetzt geschaltet. Damit resultieren nun zwar in den einzelnen Zweigen 6, 7 und 8 erhebliche Leistungssprünge, nicht aber in den Außenleitern L₁ und L₂, da hier nur die Überlagerungen zum Tragen kommen.

Die Gesamtleistung, die sich hier auswirkt, beträgt 3 kW konstant, worüber sich Leistungsimpulse von 1 kW mit einem Tastverhältnis von 1/4 überlagern, so daß sich eine mittlere Leistung von P_R = 3250 W ergibt.

Um eine Leistung P_R = 3500 W darzustellen, wird analog verfahren, wobei das Tastverhältnis auf 1/2 festgelegt wird und t_ein = t_aus wird. Damit stellt sich in den Außenleitern eine konstante Leistung von 3 kW überlagert von einer getakteten Leistung von 1 kW mit einem Mittelwert von P_R = 3500 W dar. Allgemein gilt für diesen Bereich

Im Bereich zwischen 4 und 5 kW wird der Widerstand R_R3 permanent an Spannung gelegt, der Widerstand R_R1 gemäß der obersten Diagrammgruppe getastet und der Widerstand R_R2 bleibt ausgeschaltet. Allgemein gilt für den Mittelwert der darstellbaren Leistung in diesem Bereich

Zur Darstellung von Leistungen im Bereich zwischen 5 kW und 6 kW ist der Widerstand R_R3 permanent eingeschaltet, während die Widerstände R_R2 und R_R1 getastet werden.

Die Tastung erfolgt hierbei analog zu der im Leistungsbereich zwischen 1 und 2 kW. Als Beispiel ist die Darstellung der Leistung von P_R = 5750 W gewählt, wobei periodisch für eine Einschaltdauer t_ein = 60 ms der Widerstand R_R2 an Spannung gelegt wird und für eine Zeit t_aus = 20 ms abgeschaltet wird, so daß sich bei diesem Tastverhältnis von 3/4 eine mittlere Leistung an R_R2 von 1500 W ergibt.

Für die Zeiten t_ein wird der Widerstand R_R1 abgeschaltet. Somit ergibt sich am Widerstand R_R1 eine mittlere Leistung von 250 W. Die Überlagerung der Leistungen ergibt den gewünschten Mittelwert von 5750 W. Allgemein gilt für diesen Bereich

Im Bereich von 6 kW bis 7 kW werden die Widerstände R_R3 und R_R2 fest zugeschaltet und der Widerstand R_R1 wird entsprechend der oberen Diagrammgruppe getastet, wobei für die darstellbare Leistung gilt

Aus Vorstehendem zeigt sich, daß es für die Erfindung generell wichtig ist, daß in einem ersten Leistungsbereich ein einziger Widerstand schwingungspaketgesteuert getastet wird, in einem weiteren mittleren Leistungsbereich zwei Widerstände schwingungspaketgesteuert getastet werden, wobei jeweils ein Widerstand an Spannung liegt und der andere ausgeschaltet ist. In weiteren Leistungsbereichen sind ein oder mehrere Widerstände permanent an Spannung, während ein oder mehrere Widerstände gemäß der Erfindung getastet werden. Die Maximalleistung des Systems nach Fig. 3 ist 7 kW. Auf diese Weise ist im gesamten Leistungsbereich von 0 bis 7 kW die Leistung in Stufen von 250 W einstellbar, wobei neben Dauereinschaltung nur die angegebenen diskreten Tastverhältnisse t_ein zu t_ein + t_aus von 1/4, 1/2 und 3/4 zur Anwendung kommen. Da die Gesamtleistung in allen Fällen nur Sprünge von maximal P_R1 = 1 kW aufweist, treten in den Außenleitern nur Rückwirkungen entsprechend der Größe dieser Sprünge auf.

Das entscheidende ist, daß beim Tasten eines größeren Teilwiderstandes alle kleineren zusammen entgegengesetzt getastet werden. Das bedeutet, daß beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 beim Schalten des Widerstandes R_R3 die beiden Widerstände R_R1 und R_R2 gemeinsam und entgegengesetzt zu R_R3 geschaltet werden. Wird R_R3 demgemäß eingeschaltet für eine bestimmte Zeit, so werden die Widerstände R_R1 und R_R2 für exakt diese Zeit gemeinsam ausgeschaltet und umgekehrt. Wird weiterhin R_R2 für eine bestimmte Zeit eingeschaltet, so wird der Widerstand R_R1 abgeschaltet und umgekehrt, wobei hierbei der Widerstand R_R3 entweder permanent an Spannung liegt oder permanent abgeschaltet ist.

Für den Fall, daß noch mehr Zweigwiderstände an den Leitern L₁ und L₂ oder L₁ und N liegen, würden dieselben Erwägungen gelten.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 erfüllt mit den angegebenen Leistungen, Widerständen und Tastverhältnissen die Bestimmungen über zulässige Netzrückwirkungen. Die auftretenden Flickerpegel liegen deutlich unter den zugelassenen Werten.

Während bislang der stationäre Fall behandelt wurde, d. h. eine bestimmte Leistung angewählt werden soll, ist es bei Steuerungen bzw. Regelungen notwendig, daß bestimmte Leistungen als Stellgrößen sich ändern bzw. variabel vorgegeben werden müssen. Anhand der Fig. 5 wird erklärt, wie Leistungsänderungen bei der Schaltung nach Fig. 3 vorgenommen werden. Bei Einstellvorgängen innerhalb eines Bereiches von 1 kW wird nur das Tastverhältnis entsprechend verändert. Bei größeren Einstellvorgängen wird in Schritten von 1 kW zu- oder abgeschaltet, wobei bei der Aufteilung der Widerstände im Dualsystem dies beispielsweise auch durch Zuschalten oder Abschalten eines größeren Teilwiderstandes und gleichzeitiges Ab- oder Zuschalten aller kleineren Teilwiderstände erreicht wird. Während der Einstellvorgänge erfolgt keine Tastung. Liegt die bestehende Leistung P_R als Tastung vor, so wird zunächst der obere Wert bzw. der untere Wert der Tastung eingestellt und von da aus in 1-kW-Schritten erhöht bzw. erniedrigt.

Muß die gewünschte Leistung P_R als Tastung dargestellt werden, so erfolgt eine Erhöhung bzw. eine Erniedrigung in 1-kW-Schritten bis zum unteren bzw. oberen Wert der Tastung, wonach die entsprechende Tastung angeschlossen wird. Im Beispiel der Fig. 5 sind zwei Einstellvorgänge gezeigt. Der Ausgangspunkt für den ersten Einstellvorgang ist eine Leistung von 0,75 kW, die durch Tastung des Widerstandes R_R1 als Mittelwert dargestellt ist. Von diesem Ausgangswert soll möglichst schnell eine Leistung von P_R = 5,25 kW erreicht werden. Dazu wird zunächst 1 kW durch Schließen von V_R1 eingestellt und dann durch Einschalten von R_R2 und gleichzeitiges Ausschalten von R_R1 eine Leistung von 2 kW erreicht. Analog wird in 1-kW-Schritten bis zur Leistung von P_R = 5 kW erhöht, wonach sich eine Tastung von R_R2 und gleichzeitig eine entgegengesetzte Tastung von R_R1 entsprechend den vorangegangenen Ausführungen anschließt und damit 5,25 kW als Mittelwert vorliegt.

Der zweite geeignete Einstellvorgang erfolgt im Anschluß an den ersten von P_R = 5,25 kW auf P_R = 2,5 kW. Dazu wird zunächst ohne Tastung 5 kW eingestellt und in 1-kW-Schritten bis 3 kW erniedrigt, wonach eine Tastung von R_R1 angeschlossen wird, wodurch die gewünschte Leistung von 2,5 kW erreicht wird. Der zeitliche Abstand zwischen zwei 1-kW-Schritten wird zu t_F = 80 ms gewählt, so daß die Einstellgeschwindigkeit 1 kW pro 80 ms beträgt. Wesentlich ist bei dem Verfahren die Zu- und Abschaltung in Schritten der Größe von P_R1, welches durch Zu- und Abschalten der dualgestuften Teilwiderstände erreicht wird. Beim Betrieb der Schaltung von Fig. 3 an einem 380-V-Netz erreicht die Schaltung bei periodischem Zuschalten über den gesamten Bereich von 0 bis 7 kW und Abschalten über den gesamten Bereich von 7 kW bis 0 in der angegebenen Weise gerade die zulässigen Netzrückwirkungen (Flickerpegel).

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 handelt es sich um die Anwendung der Erfindung auf ein Dreiphasensystem mit Außenleitern L₁, L₂ und L₃, zwischen denen jeweils Stränge 19, 20 und 21 gebildet werden, wobei der Strang 19 eine Leistungsstufe bildet, die feingestuft ist, da sie aus drei Teilwiderständen R_R1, R_R2 und R_R3 besteht, die jeweils mit ihren zugehörigen Schaltern V_R1, V_R2 und V_R3 in Serie liegen. Die drei Widerstände liegen zueinander parallel. Der zweite Strang 20 stellt eine ungestufte Leistungsstufe dar, die aus einem einzelnen Widerstand R_F2 mit zugehörigem Schalter V_F2 in Serie liegt. Der dritte Strang 21 stellt eine grobgestufte Leistungsstufe dar, die aus zwei parallel liegenden Widerständen R_F0 und R_F1 besteht, wobei lediglich der Widerstand R_F1 mit dem zugehörigen Schalter V_F1 in Serie liegt. Alle Schaltelemente der Leistungsstufen 19 und 21 sind im Punkt 22 galvanisch verbunden. Die maximalen Strangleistungen sind alle gleich. Sie betragen beispielsweise 7 kW. Damit ist an dem Widerstand R_R1 maximal eine Leistung von 1 kW, am Widerstand R_R2 eine solche von 2 kW und am Widerstand R_R3 eine Leistung von 4 kW erzeugbar. Am Widerstand R_F0 ist eine Leistung von 4 kW erzeugbar, am Widerstand R_F1 eine solche von 3 kW. Die am Widerstand R_F2 erzeugbare Leistung beträgt 7 kW. Alternativ wäre es auch möglich, in der grobgestuften Leistungsstufe die Widerstände gleich zu wählen, so daß hier beispielsweise zwei gleiche Leistungen von je 3,5 kW erzeugbar wären. Ebenso wäre es möglich, anstelle der ungestuften Leistungsstufe 20 eine grobgestufte, bestehend aus zwei parallelen Teilwiderständen anzuwenden, die ihrerseits gleich oder ungleich sein können.

Bevorzugt wird die Schaltung gemäß Fig. 6 als Leistungsstellglied für einen Durchlauferhitzer, dessen Brauchwasserauslauftemperatur elektronisch geregelt ist, benutzt. Die Schalter für die Teilwiderstände R_R1, R_R2 und R_R3 und R_F1, also die Schaltelemente für die feingestufte Leistungsstufe und die grobgestufte Leistungsstufe, liegen unmittelbar an dem gemeinsamen Bezugspunkt 22.

Die Anbindung der drei unterschiedlichen Leistungsstufen an die Außenleiter L₁ bis L₃ wird wie folgt vorgenommen, da sich damit die Netzrückwirkungen bei den später erläuterten Feststufenzustandsänderungen minimieren: Der Verbindungspunkt 22 der feingestuften Leistungsstufe 19 und der grobgestuften Leistungsstufe 21 liegt am Außenleiter L₁. Der Verbindungspunkt 23 zwischen der feinstgestuften Leistungsstufe 19 und der ungestuften Leistungsstufe 20 liegt am Außenleiter L₂ und der Verbindungpunkt 24 zwischen der grobgestuften Leistungsstufe 21 und der ungestuften Leistungsstufe 20 liegt am Außenleiter L₃, wobei in den Phasenwinkeln die Spannungen der Außenleiter L₁, L₂ und L₃ zyklisch einander folgen. Demgemäß können die Anbindungspunkte 22, 23 und 24 auch zyklisch bezüglich der Außenleiter vertauscht werden. Die Steuerelektroden aller Triacs sind über Leitungen 25 mit einer Steuerung 26 verbunden, wobei gilt, daß die Triacs V_R1, V_R2 und V_R3 sowohl schwingungspaketgesteuert sein können wie auch ein- und ausgeschaltet werden können, während die Triacs V_F1 und V_F2 nur ein- oder ausgeschaltet werden können.

Die maximal mögliche Gesamtleistung P_gesmax der Anordnung beträgt 21 kW und ist bei Vollast symmetrisch auf die Stränge zwischen den Außenleitern L₁ und L₂ sowie den Außenleitern L₁ und L₃ und den Außenleitern L₂ und L₃ verteilt. Die Grundleistung P_F0 = 4 kW ist bei eingeschaltetem Gerät immer eingeschaltet. Die Gesamtleistung P_ges ist zwischen 4 kW und 21 kW in Stufen von 250 W einstellbar (vergleiche Erläuterungen zu Fig. 4). Die Anordnung des Stranges 19 zwischen den Außenleitern L₁ und L₂ entspricht der Anordnung der Fig. 3. Die Widerstände R_R1, R_R2 und R_R3 werden zur Darstellung einer bestimmten Leistung P_R, wie in Fig. 4 angegeben, fest zu- oder abgeschaltet oder schwingungspaketgesteuert betrieben.

Leistungsänderungen im Strang 19 werden entsprechend Fig. 5 vorgenommen. Die Widerstände R_F1 und R_F2 werden fest zu- oder abgeschaltet und nicht mit Schwingungspaketsteuerung betrieben. Fig. 7 zeigt die möglichen Leistungseinstellungen der Schaltung nach Fig. 6 ohne Anwendung von Schwingungspaketsteuerung. In Abhängigkeit von den fest zu- oder abgeschalteten Teilwiderständen R_F1 bzw. R_F3 existieren vier Feststufenzustände, im folgenden als Zustände bezeichnet (z. B. Zustand 2: P_F1 fest eingeschaltet, P_F2 fest ausgeschaltet). In jedem Zustand kann die Gesamtleistung durch Zuschalten, Abschalten bzw. Tasten von R_R1, R_R2 und R_R3 entsprechend Fig. 4 in einem Bereich von 7 kW verändert werden. Damit ist im Zustand 1 eine Gesamtleistung von 4-11 kW, im Zustand 2 eine Gesamtleistung von 7-14 kW, im Zustand 3 eine Gesamtleistung von 11-18 kW und im Zustand 4 eine Gesamtleistung von 14-21 kW darstellbar.

Die durch Anwendung von Schwingungspaketsteuerung in den Widerständen R_R1, R_R2 und R_R3 entstehenden Zwischenwerte der Gesamtleistung (z. B. 17,25 kW) sind in der Fig. 7 nicht mehr eingetragen.

Wie aus der Fig. 7 ersichtlich, ist jede Leistung, ausgenommen die Leistungen von 0-6 kW und oberhalb 18 kW, durch mehrere unterschiedliche Schalterstellungen in den einzelnen Strängen darstellbar. Hierbei entstehen wenigstens zwei, mitunter auch drei gleichwertige Leistungsstufen.

Beim Verändern der Gesamtleistung P_ges wird soweit wie möglich die Leistung P_R der feingestuften Leistungsstufe verändert, d. h. es wird soweit wie möglich in einem bestehenden Zustand verblieben. Ist eine gewünschte Leistung im bestehenden Zustand nicht darstellbar, so erfolgt eine Zustandsumschaltung. Die vorgesehenen Zustandsumschaltungen oder Übergänge sind in Fig. 7 als eingekreiste Ziffern definiert. Beispielsweise erfolgt eine Leistungsänderung von P_ges = 12 kW im Zustand 2 auf P_ges = 17 kW dergestalt, daß zunächst im Zustand 2 analog zu Fig. 5 in der feingestuften Leistungsstufe in 1-kW-Schritten mit einer Einstellgeschwindigkeit von 1 kW pro 80 ms bis auf 7 kW erhöht wird (Gesamtleistung 14 kW). Dann folgt wieder im Abstand von 80 ms die Zustandsumschaltung, eingekreist 3, wobei gleichzeitig die Teilwiderstände R_F2 zugeschaltet, R_F1 abgeschaltet und zusätzlich P_R um 3 kW reduziert wird, was einer Gesamtleistungserhöhung von 1 kW entspricht.

Danach wird wieder im Abstand von 80 ms im Zustand 3 in Schritten von 1 kW mit einer Einstellgeschwindigkeit von 1 kW pro 80 ms eine stufenweise Erhöhung von P_R bis zur gewünschten Gesamtleistung von P_ges = 17 kW vorgenommen.

Für das Hochschalten der Leistung zwischen 4 und 21 kW ergeben sich somit drei festgelegte Zustandsänderungen bei 11, 14 und 18 kW, wobei die Zustandsänderungen bei 11 und 18 kW identisch sind.

Beim entsprechenden Herunterfahren der Leistung von 21 auf 4 kW ergeben sich Zustandsänderungen bei den Leistungsstufen 14, 11 und 7 kW, wobei die Zustandsänderungen bei 14 und 7 kW gleich sind.

Wesentlich ist, daß bei den Zustandsänderungen, eingekreist 1 bis eingekreist 4, gleichzeitiges Zu- und Abschalten von Teilwiderständen in mehreren unterschiedlichen Strängen vorgenommen wird, wobei die Zustandsänderungen so ausgelegt sind, daß bei der in Fig. 6 angegebenen oder einer zyklisch vertauschten Anschlußfolge eine Minimierung der Netzrückwirkungen (Flicker) erreicht wird. Um bei der Anwendung der Schaltung nach Fig. 6 als Leistungsglied für einen elektrischen Durchlauferhitzer Überhitzungen des Durchlauferhitzers zu vermeiden, sind die beiden Übergänge, eingekreist 5 und eingekreist 6, vorgesehen, die die Gesamtleistung sprunghaft deutlich verringern. Auch bei diesen Übergängen werden entgegengesetzte Schaltungen in der feingestuften Leistungsstufe 19 vorgenommen, um die Netzrückwirkungen (Flicker) zu verringern. Beispielsweise würde das alleinige Abschalten von R_F2 zu hohen Rückwirkungen in den Außenleitern L₂ und L₃ führen. Beim ausgeführten Übergang, eingekreist 6, mit der gleichzeitigen, entgegengesetzten Schaltung von 2 kW in der feingestuften Leistungsstufe 19, treten zwar in allen Außenleitern L₁, L₂ und L₃, insgesamt aber geringere Rückwirkungen auf. Da die Zustandsänderung, eingekreist 6, durch das Abschalten von R_F2 und das gleichzeitige Erhöhen von P_R um 2 kW definiert ist, ist der Übergang, eingekreist 6, von allen Ausgangspunkten der Zustände 3 und 4 aus durchführbar, die ein Erhöhen der Leistung von P_R um 2 kW gestatten, wobei die grobgestufte Leistungsstufe unverändert bleibt.

Ein noch drastischeres Reduzieren der Gesamtleistung findet durch gleichzeitiges Abschalten von R_F2 und R_F1 statt. Diese gleichzeitigen Abschaltungen haben wiederum große Netzrückwirkungen in den drei Außenleitern L₁, L₂ und L₃ zur Folge. Beim vorgesehenen Übergang, eingekreist 5, wird durch das gleichzeitige Erhöhen der Leistung P_R um 2 kW eine Reduzierung dieser Netzrückwirkungen erreicht.

Neben der Ausführung des Übergangs an der in der Fig. 7 gezeigten Stelle ist auch eine Ausführung dieses Überganges von allen anderen Ausgangsleistungen des Zustandes 4 unterhalb 19 kW möglich. Die angegebenen Übergänge, eingekreist 1 bis eingekreist 6, werden durch einen programmierten Mikrocomputer der Steuerung 26 in Fig. 6 ausgeführt.

In der Fig. 8 ist ein elektrischer Durchlauferhitzer dargestellt. Dieser Durchlauferhitzer besteht aus einem Kanalkörper 27, der von einer Zapfwasserleitung 28 durchsetzt ist. Diese Zapfwasserleitung weist wassernetzseitig einen Temperaturfühler 29 auf, der über eine Meßleitung 30 mit einem Regler 31 verbunden ist. Weiterhin ist in der Kaltwassereinlaufleitung ein Wasserdurchsatzgeber 32 angeordnet, der über eine Meßleitung 33 gleichfalls mit dem Regler verbunden ist. Der Kanalkörper 27 ist von Widerständen R_R1, R_R2, R_R3, R_F1, R_F0 und R_F2 durchsetzt, die in drei Stufen 19, 20 und 21 unterteilt sind, die alle an die Außenleiter eines speisenden Drehstromnetzes angeschlossen sind. Die sich durch die Stufen 19, 20 und 21 ergebenden Leistungen sind gleich groß, die Leistungsstufe 20 besteht aus einem ungestuften Einzelwiderstand R_F2, der über einen Triac V_F2 an den Außenleitern liegt, die Leistungsstufe 21 als grobgestufte Leistungsstufe besteht aus zwei parallelliegenden Widerständen R_F0 und R_F1, die fast gleich groß sind und von denen der größere Widerstand R_F0 galvanisch an die Außenleiter angeschlossen ist, während der kleinere Widerstand R_F1 über einen zugehörigen Triac V_F1 an den Außenleitern liegt. Die Stufe 19 bildet die feingestufte Leistungsstufe, sie besteht aus drei einzelnen Widerständen R_R1, R_R2 und R_R3, die parallel geschaltet sind und mit je einem Triac V_R1, V_R2 und V_R3 in Reihe liegen. Die einzelnen Stufen können auf Kanäle aufgeteilt sein, die strömungstechnisch parallel oder in Serie oder auch parallel und in Serie liegen können.

Stromab des Kanalkörpers setzt sich die Zapfwasserleitung 28 fort, sie führt zu einem oder mehreren Zapfventilen 34 und weist einen Temperaturfühler 35 auf, der über eine Leitung 36 gleichermaßen mit dem Regler 31 verbunden ist, der einen Sollwertgeber 37 aufweist, an dem beliebige Wassertemperaturen vorgewählt werden können.

Wesentlich an dem Regler 31 ist, daß er wenigstens einen Mikrocomputer und die Steuerung 26 aufweist, in denen nach Maßgabe der Wassereinlaßtemperatur, gemessen über den Fühler 29, und dem Wasserdurchsatz, gemessen durch den Fühler 32, und der Wasserauslaßtemperatur, gemessen durch den Fühler 35, eine solche Leistung beziehungsweise Leistungsvariation vorgewählt wird, um ein optimales Regelungsergebnis bezüglich der Temperatur des auslaufenden Wassers unter gleichzeitiger Minimierung der Netzrückwirkungen zu erzielen. Ändert sich der Zapfwasserstrom durch Öffnen oder Schließen des Zapfventils oder Zu- oder Abschalten weiterer Zapfventile, so wird die Variation des Wasserdurchsatzes unmittelbar über den Fühler 32 erfaßt, was zur Leistungsänderung im Zuge der Leistungsstufen 19, 20 und 21 führt.

Wesentlich ist noch, daß der Wasserdurchsatzgeber 32 einen Membranschalter 38 betätigt, der seinerseits einen dreipoligen Außenleiterschalter 39 betätigt, mit dem überhaupt die Spannungsversorgung des Durchlauferhitzers durchgeführt wird.

Für die Wirkungsweise des Durchlauferhitzers bzw. für das an Spannung legen bzw. von der Spannung abschalten der Teilwiderstände der Leistungsstufen 19 bis 21 gilt das zum Ausführungsbeispiel der Fig. 6 Gesagte. Wesentlich für das Ausführungsbeispiel der Fig. 8 ist aber, daß das erfindungsgemäße Leistungsstellglied nunmehr in einem Regelkreis liegt.

Es wäre analog möglich, die Regelung aufzugeben, indem der Fühler 35 weggelassen wird und in Abhängigkeit vom Wasserdurchsatz und der Wassereinlaßtemperatur eine Leistungssteuerung vorzunehmen. In die Steuerung könnte man auch die Höhe der Netzspannung einbeziehen.

In Fig. 9 ist eine praktische Ausführung der Schaltung des Leistungsstellgliedes für einen elektrischen Durchlauferhitzer entsprechend Fig. 6 angegeben.

Die Schaltung ist an die Außenleiter L₁, L₂ und L₃ eines 380-V-Drehstromsystems angeschlossen. Die Gesamtleistung des Verbrauchers ist in Teilleistungen aufgeteilt, die durch die Verbraucherwiderstände R_R1, R_R2, R_R3, R_F0, R_F1 und R_F2 erzeugt werden. Die Verbraucherwiderstände entsprechen denen der Fig. 6.

Die durch die Verbraucherwiderstände darstellbaren Leistungen sowie das Steuerverfahren zur Einstellung und Veränderung der Leistung gehen aus den Ausführungsformen zu Fig. 6 und Fig. 7 hervor. Die Gesamtleistung des Durchlauferhitzers beträgt 21 kW. Der Verbraucherwiderstand R_F0 ist bei eingeschaltetem Gerät immer zugeschaltet. Die Verbraucherwiderstände R_R1, R_R2 und R_R3 werden durch elektronische Schaltelemente (Triacs) V_R1, V_R2 und V_R3 zu- oder abgeschaltet bzw. getastet. Die Verbraucherwiderstände R_F1 und R_F2 werden durch elektronische Schaltelemente (Triacs) V_F1 und V_F2 zu- oder abgeschaltet. Die Ansteuerung der Triacs erfolgt über zweistufige Treiberschaltungen, die aus Ausgängen eines Single-Chip-Mikrocomputers 40 gesteuert werden. Zur Durchschaltung des Triacs V_R1 wird der Ausgang P₁₀ logisch 0 gesetzt, wodurch der Transistor V₁₀ und damit auch der Transistor V₁₁ leitend und damit eine positive Spannung an das Gate von V_R1 gelegt wird. Zum Sperren von V_R1 wird P₁₀ logisch 1 gesetzt. Die Ansteuerung der Triacs V_R2, V_R3 und V_F1 erfolgt analog. Die Triacs V_R1, V_R2, V_R3 und V_F1 haben mit L₁ einen gemeinsamen Bezugspunkt.

Zum Durchschalten des Triacs V_F2 wird der Ausgang P₁₄ logisch 0 gesetzt. Damit wird über die Transistoren V₁₉ und V₁₈ ein Anziehen des Relais Rel bewirkt, womit über den Schließer S₁ und den Widerstand R₃₂ der Triac leitend wird. Zum Sperren des Triacs V_F2 wird P₁₄ logisch 1 gesetzt. Der Triac V_F2 hat mit L₃ einen anderen Bezugspunkt als die Triacs V_R1, V_R2, V_R3 und V_F1. Die Versorgung der Treiberschaltungen erfolgt über zwei Gleichspannungen V_C1 und V_C2.

Das Zu- oder Abschalten der Spannungen an den Verbraucherwiderständen erfolgt durch Öffnen oder Sperren der Triacs im Nulldurchgang der Spannung am betreffenden Triac.

Dazu ist eine Erkennung der Nulldurchgänge der Spannungen zwischen L₂ und L₁ und zwischen L₃ und L₁ vorhanden. Der Nulldurchgang der Spannung zwischen L₂ und L₃ wird vom Mikrocomputer rechnerisch daraus abgeleitet. Zur Erkennung des Nulldurchganges der Spannung zwischen L₃ und L₁ wird über eine Diode V₂₀₀ die positive Halbwelle einem Spannungsteiler R₅, R₆ und R₁₀ zugeführt. Oberhalb einer bestimmten Schwellspannung an R₁₀ wird der Transistor V₄ durchgeschaltet. Fällt die Spannung an R₁₀ unter eine bestimmte Schwelle, sperrt V₄. Damit wird über den Kondensator C₁ und den Widerstand R₉ der Transistor V₃ impulsmäßig durchgeschaltet und am Interrupt-Eingang 41 des Mikrocomputers ein Interrupt-Signal (0-Pegel) erzeugt.

Auf diese Weise werden alle negativen Nulldurchgänge der Spannung zwischen L₃ und L₁ erkannt und lösen Interrupt-Signale aus. Analog dazu erfolgt die Erkennung aller negativen Nulldurchgänge der Spannung zwischen L₂ und L₁ mit einer identischen Schaltung, wobei in gleicher Weise Interrupt-Signale ausgelöst werden.

Zur Unterscheidung, ob ein Nulldurchgang der Spannung zwischen L₂ und L₁ oder zwischen L₃ und L₁ den Interrupt ausgelöst hat, wird der statische Pegel am Spannungsteiler R₁₀ über den Transistor V₁₀₀ an einen Eingang P₂₀ des Mikrocomputers geführt und dort ausgewertet. Ist nach Auslösen eines Interrupt-Signals der Pegel an P₂₀ logisch 0, so liegt ein Nulldurchgang der Spannung zwischen L₂ und L₁ vor. Ist nach Auslösen eines Interrupt-Signals der Pegel an P₂₀ logisch 1, so liegt ein Nulldurchgang der Spannung zwischen L₃ und L₁ vor. Die Schaltung zur Erkennung der Spannungsnulldurchgänge wird von der Gleichspannung V_C1 gespeist. Durch Analyse der Nulldurchgänge im Mikrocomputer wird festgestellt, ob die Strangwiderstände in der richtigen Weise mit den Außenleitern verbunden sind. Bei falschem Anschluß erfolgt keine Freigabe der Triacs. Die Einstellung einer vorgegebenen Leistung durch Ein- oder Abschaltung bzw. Tastung der Verbraucherwiderstände im jeweiligen Spannungsnulldurchgang erfolgt durch ein im Single-Chip-Mikrocomputer gespeichertes Programm.

Der Mikrocomputer mit der Ansteuerelektronik für die Schaltelemente entspricht der Steuereinrichtung 26 in Fig. 6.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei eine größere Leistung an einem Dreiphasensystem betrieben wird. Dabei wird eine Schaltungsanordnung entsprechend der Fig. 3, bestehend aus Teilwiderständen R_R1, R_R2 und R_R3 mit den entsprechenden Schaltelementen V_R1, V_R2 und V_R3 zwischen den beiden Verbindungspunkten 22 und 23 betrieben. Eine identische Schaltungsanordnung, bestehend aus den Teilwiderständen R_T1, R_T2 und R_T3, verbunden mit den entsprechenden Schaltelementen V_T1, V_T2 und V_T3, wird zwischen den Anschlußpunkten 22 und 24 betrieben, wobei die Widerstände R_T1 = R_R1, R_T2 = R_R2 und R_T3 = R_R3 sind. Alle Schaltelemente V_R1, V_R2, V_R3, V_T1, V_T2 und V_T3 weisen mit 22 einen gemeinsamen Bezugspunkt auf. Zwischen den Verbindungspunkten 23 und 24 wird eine weitere Schaltungsanordnung betrieben, die entweder identisch zu den bereits angegebenen Schaltungsanordnungen ist oder abweichend davon eine andere bzw. gröbere Stufung aufweist. Die Teilwiderstände R_E1 und R_E2 der Anordnung zwischen 23 und 24 weisen Schaltelemente (Kontakte bzw. Triacs) S_F1 und S_F2 auf, die keinen gemeinsamen Bezugspunkt zu den übrigen Schaltungselementen aufweisen. Die Verbindungspunkte 22, 23 und 24 sind mit den Außenleitern eines Dreiphasensystems verbunden, wobei die Anschlußfolge ohne Bedeutung ist. Die Schaltung ermöglicht eine feingestufte Einstellung der Gesamtleistung P_ges sowie eine schnelle Einstellung einer gewünschten Leistung unter Einhaltung der zulässigen Netzrückwirkungen unabhängig von der gewählten Belegung der Außenleiteranschlüsse, wobei die Belastung des Netzes bei allen möglichen Teilleistungen angenähert symmetrisch gehalten werden kann. Die Ansteuerung der Schaltelemente erfolgt über eine Steuerung analog wie in Fig. 6 gezeigt. Zunächst sei der Fall betrachtet, daß die Schaltungsanordnung zwischen den Punkten 23 und 24 identisch zu den Schaltungsanordnungen zwischen den Punkten 22 und 23 bzw. 22 und 24 ist.

Die maximale Leistung betrage wiederum 21 kW. Im gesamten Leistungsbereich von 0 bis 21 kW läßt sich eine gewünschte Leistung feinstufig, beispielsweise mit einer Stufenweite von 250 W, einstellen, indem ein Teil der Teilwiderstände fest zu- bzw. abgeschaltet ist und in einer Anordnung, beispielsweise zwischen den Verbindungspunkten 22 und 23, auf Teilwiderstände Schwingungspaketsteuerung entsprechend den Ausführungen zu Fig. 3 und 4 angewandt wird.

Schwingungspaketsteuerung sollte aus Gründen der entstehenden Netzrückwirkungen in nur einer Anordnung vorgenommen werden. Leistungsänderungen in einer Anordnung, beispielsweise zwischen den Verbindungspunkten 22 und 23, erfolgen wie in den Erläuterungen zu Fig. 5 angegeben. Abweichend davon können Leistungsänderungen in Schritten von 1 kW zyklisch abwechselnd in den drei Anordnungen vorgenommen werden, womit zu allen Zeiten eine angenähert symmetrische Belastung des Dreiphasennetzes vorliegt. Besonders vorteilhaft sind Leistungsänderungen dergestalt vorzunehmen, daß in zweien oder allen Anordnungen gleichzeitig in Schritten von 1 kW zu- oder abgeschaltet wird, womit eine hohe Einstellgeschwindigkeit bei angenähert symmetrischer Belastung des Netzes erreicht wird. Da hierbei P_ges in Schritten von 2 kW bzw. 3 kW geändert wird, kann nach grober Annäherung an den Sollwert eine Feineinstellung in Stufen von 2 kW oder 1 kW und anschließende Tastung erfolgen.

Als weiteres Ausführungsbeispiel sei eine Anordnung entsprechend Fig. 10 betrachtet, bei der die Schaltungsanordnung zwischen den Verbindungspunkten 23 und 24 abweichend von denen zwischen den Anschlußpunkten 22 und 23 bzw. 22 und 24 ist. Die maximale Gesamtleistung sei wiederum 21 kW. Die Anordnung zwischen den Punkten 23 und 24 besteht aus zwei gleichen oder ungleichen Widerständen R_E1 und R_E2, die zusammen bei Dauereinschaltung wiederum eine Leistung von 7 kW ermöglichen. Im Gegensatz zu den übrigen Teilwiderständen können die Widerstände R_E1 und R_E2 nur fest ein- bzw. abgeschaltet werden und werden keiner Schwingungspaketsteuerung unterworfen.

Die Einstellung einer gewünschten Leistung erfolgt, wie bereits angegeben, durch fest ein- und abgeschaltete Teilwiderstände und Überlagerung von Schwingungspaketsteuerungen entweder in der Anordnung zwischen den Punkten 22 und 23 oder in der Anordnung zwischen den Punkten 22 und 24. Leistungsänderungen können wie oben angegeben in Schritten von 1 kW abwechselnd in den Anordnungen zwischen den Punkten 22 und 23 bzw. 22 und 24 oder gleichzeitig in diesen beiden Anordnungen vorgenommen werden. Abhängig von den Zuständen der Schaltelemente S_F1 und S_F2 können vier Zustände der Gesamtanordnung unterschieden werden. Zustandsänderungen erfolgen bei der angegebenen Anordnung durch Ein- bzw. Abschalten der Widerstände R_E1 bzw. R_E2, wobei in mindestens einer Anordnung zwischen den Punkten 22 und 23 bzw. zwischen den Punkten 22 und 24 Teilleistungen entgegengesetzt geschaltet werden, wodurch die entstehenden Netzrückwirkungen in den Außenleitern vermindert werden.

Es ist möglich, bei der Anwendung der Schaltung als Leistungsstellglied für einen elektrischen Durchlauferhitzer den Teilwiderstand R_E2 so auszuführen, daß er ohne Schalter fest an den entsprechenden Außenleitern liegt und in ihm eine Leistung von beispielsweise 4 kW entsteht. Diese Grundleistung von 4 kW ist bei eingeschaltetem Gerät immer eingeschaltet. Abhängig vom Zustand des Schaltelementes S_F1 ergeben sich dann für die Gesamtanordnung nur noch zwei Zustände. Die Gesamtleistung ist dann zwischen 4 kW und 21 kW feinstufig einstellbar. Zustandsänderungen ergeben sich durch Ein- oder Abschalten des Widerstandes R_E1, wobei in einer oder beiden Anordnungen zwischen den Punkten 22 und 23 bzw. zwischen den Anschlußpunkten 22 und 24 zur Verminderung der Netzrückwirkungen in den Außenleitern eine Teilleistung entgegengesetzt geschaltet wird. Neben den beschriebenen Detailausführungen kann die Anordnung zwischen den Punkten 23 und 24 auch aus einem ungestuften Widerstand bestehen.

Die Schaltung findet Anwendung bei ohmschen Lasten bzw. komplexen Lasten insbesondere bei Elektrowärmegeräten, wie Durchlauferhitzern und Elektroherden mit Drehstromanschluß.

Sie ist dann sinnvoll anwendbar anstelle einer Ausführung entsprechend Fig. 6, wenn die dort auftretenden Unsymmetrien in der Belastung des Netzes als zu groß angesehen werden, die Kostenerhöhung für die zusätzlichen Teilwiderstände und Schalter aber in Kauf genommen wird. Die Schaltung erfordert zur Minimierung der entstehenden Netzrückwirkungen (Flicker) keine feste Anschlußfolge der Außenleiteranschlüsse.

Alle dargestellten Ausführungen stellen Beispiele für die Anwendung der Erfindung dar. Erweiterungen und Modifikationen sind insbesondere hinsichtlich der betrachteten Anzahl der Teilwiderstände nach Fig. 3 möglich. Auch hinsichtlich der Größe der Teilwiderstände, sowie der beispielhaft angegebenen Wahl diskreter Tastverhältnisse bei der Anwendung von Wechselspannung sind Variationen möglich. Die gezeigte Anordnung nach Fig. 6 sowie eine beschriebene Ausführung der Anordnung nach Fig. 10 weisen eine maximale Gesamtleistung von 21 kW auf. In beiden Fällen liegen die entstehenden Netzrückwirkungen (Flicker) bei stationären Leistungseinstellungen deutlich unter den maximal zulässigen Werten. Aus diesem Grunde ist eine Vergrößerung der maximal möglichen Gesamtleistung für beide Anordnungen bis zu etwa 33 kW möglich, ohne daß die zulässigen Netzrückwirkungen im stationären Zustand überschritten werden.

Bei diesen sind lediglich die Teilwiderstände entsprechend umzurechnen, wobei Gesamtanordnung und Steuerungsverfahren erhalten bleiben. Dabei vergrößern sich der kleinste Teilwiderstand und die daran erzeugbare Leistung gegenüber 1 kW entsprechend. Durch weitere Tastverhältnisse ist wieder eine vergleichbare Feineinstellung möglich. In der Anordnung nach Fig. 6 sollte bei größeren maximalen Gesamtleistungen die ungestufte Leistungsstufe durch eine grobgestufte Leistungsstufe, bestehend aus zwei gleichen oder ungleichen Teilwiderständen, ersetzt werden, wodurch die Netzrückwirkungen bei Zustandsumschaltungen vermindert werden.

Claims

1. Verfahren zum stufenweisen Einstellen einer an einem aus K über je einen Schalter an Spannung liegenden Teilwiderständen zusammengesetzten Widerstand anfallenden elektrischen Leistung, wobei K mindestens 2 ist und die Einstellung der Leistung derart erfolgt, daß eine Untermenge M der K-Teilwiderstände, die wenigstens einen der Teilwiderstände umfaßt, schwingungspaket- oder impulsbreitengesteuert für bestimmte Zeiten eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die Einstellung der Leistung in einem ausgewählten Bereich eine andere Untermenge N der K-Teilwiderstände, die mindestens einen der Teilwiderstände umfaßt, für die gleichen Zeiten schwingungspaket- oder impulsbreitengesteuert abgeschaltet wird und für Zeiten, in denen die Untermenge M abgeschaltet wird, die Untermenge N eingeschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten der einzustellenden elektrischen Leistung an einem eine kleinere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebenden Teilwiderstand ein eine größere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebender Teilwiderstand schwingungspaketmäßig oder impulsbreitengesteuert eingeschaltet und gleichzeitig der erstgenannte Teilwiderstand für diese Impulsbreiten beziehungsweise diese Schwingungspakete abgeschaltet wird und umgekehrt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung einer mittleren Leistung, die größer ist als die Leistung eines eine kleinere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebenden Teilwiderstandes und kleiner als die Leistung des eine nächstgrößere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebenden Teilwiderstandes der eine nächstgrößere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebende Teilwiderstand schwingungspaket- oder impulsbreitengesteuert eingeschaltet und für die Zeitabschnitte, in denen der eine nächstgrößere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebende Teilwiderstand schwingungspaket- oder impulsbreitengesteuert eingeschaltet wird, der eine nächstkleinere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebende Teilwiderstand abgeschaltet wird, während für die Zeitabschnitte, in denen der eine nächstgrößere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebende Teilwiderstand abgeschaltet wird, der eine kleinere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebende Teilwiderstand eingeschaltet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als zwei ungleichen Teilwiderständen bei einer Leistung, die von einem oder mehreren eine kleinere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebenden Teilwiderständen bei dauernder Einschaltung nicht erreicht wird, der eine nächstgrößere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebende Teilwiderstand impulsbreiten- oder schwingungspaketgesteuert eingeschaltet und die eine kleinere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebenden Teilwiderstände für diese Impulsbreiten beziehungsweise Schwingungspakete abgeschaltet werden und umgekehrt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als zwei ungleichen Teilwiderständen eine mittlere Leistung, die größer ist als die Summe der Leistung mehrere eine kleinere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebende Teilwiderstände und kleiner als die Leistung eines eine größere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebenden Teilwiderstandes ein eine größere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebender Teilwiderstand schwingungspaket- oder impulsbreitengesteuert eingeschaltet und für die Zeitabschnitte, in denen der eine größere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebende Teilwiderstand eingeschaltet wird, mehrere eine kleinere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebende Teilwiderstände gemeinsam und gleichzeitig abgeschaltet werden, während für die Zeitabschnitte, in denen der eine größere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebende Teilwiderstand abgeschaltet wird, mehrere eine kleine elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebende Teilwiderstände gemeinsam gleichzeitig eingeschaltet werden, unabhängig davon, ob zur Darstellung der Gesamtleistung weitere Teilwiderstände dauernd fest zu- oder abgeschaltet sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung auf ein Dreiphasensystem die Stufung der zwischen einem und den beiden anderen Außenleitern angeordneten Teilwiderstände beziehungsweise die von ihnen bei Dauereinschaltung abgegebenen Leistungen identisch sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen jeweils zwei Außenleitern (L₁, L₂, L₃) angeordneten Teilwiderständen gleichzeitig geschaltet werden.

8. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung auf ein Dreiphasensystem ein Verbindungspunkt (22) zwischen einer feingestuften und einer grobgestuften Leistungsstufe an einen ersten Außenleiter (L₁) gelegt, daß ein weiterer Verbindungspunkt (23) zwischen der feingestuften Leistungsstufe (19) und einer ungestuften Leistungsstufe (20) an den am Phasenwinkel nächstfolgenden Außenleiter (L₂) gelegt ist und daß schließlich ein dritter Verbindungspunkt (24) zwischen der ungestuften Leistungsstufe und der grobgestuften Leistungsstufe (21) an den im Phasenwinkel letztnachfolgenden Außenleiter (L₃) gelegt ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine zyklische Vertauschung der drei Außenleiter vorgesehen ist.

10. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung auf ein Dreiphasensystem sämtliche Schalter galvanisch mit einem Verbindungspunkt (22) verbunden sind.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Verbindungspunkt (22) seinerseits mit einem Außenleiter (L₁) verbunden ist.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung auf ein Dreiphasensystem und bei Leistungsumschaltungen, die mehr als einen Teilwiderstand berühren, die Leistungsumschaltungen in zwei oder drei der Teilwiderstände so vorgenommen werden, daß durch gleichzeitiges Ein- und Abschalten von Teilwiderständen in mehreren Teilwiderständen die Änderungen der Sternspannungen, hervorgerufen durch die Netzimpedanz, minimiert werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der Teilwiderstände in unterschiedlichen Stufungen eine Leistungsänderung, beginnend in der Leistungsstufe, durchgeführt wird, deren Teilwiderstände die feinste Stufung aufweist.

14. Verfahren zum Betreiben der Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur schnellen Leistungsreduzierung der Widerstand der ungestuften Leistungsstufe beziehungsweise ein Teilwiderstand des Widerstandes der grobgestuften Leistungsstufe abgeschaltet und gleichzeitig ein Teilwiderstand des Widerstandes der feingestuften Leistungsstufe eingeschaltet wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellgeschwindigkeit der Leistungsänderung gleich oder kleiner als 1 kW/80 ms gewählt ist, und zwar bei Leistungserhöhung ebenso wie bei Leistungserniedrigung.

16. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufung der Teilwiderstände der grobgestuften Leistungsstufe so gewählt ist, daß sich mittlere Leistungen in identischer Weise durch unterschiedliche Schalterstellungen der Teilwiderstände der grobgestuften beziehungsweise der feingestuften Leistungsstufe darstellen lassen.

17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung von Leistungsänderungen an dual gestuften Teilwiderständen zunächst das Tastverhältnis der Schwingungspaketsteuerung geändert wird und anschließend in Stufen entsprechend dem Leistungswert des kleinsten Teilwiderstandes die Leistung durch Ein- und Abschalten der Teilwiderstände geändert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellung jeder mittleren Gesamtleistung dergestalt erfolgt, daß diese Gesamtleistung im zeitlichen Verlauf maximal Änderungen aufweist, die identisch mit dem Betrag der Leistung sind, die am die kleinste elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebenden Teilwiderstand entsteht.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einschalten eines eine größere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebenden Teilwiderstandes im Rahmen der Schwingungspaket- oder Impulsbreitensteuerung ein eine kleinere, ein eine nächstkleinere, mehrere eine kleinere oder alle eine kleinere elektrische Leistung bei Dauereinschaltung abgebenden Teilwiderstände abgeschaltet werden und umgekehrt.