DE3834433A1 - Verfahren zur leistungssteuerung eines heizluefters und schaltungsanordnung hierfuer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur nahezu stufenlosen Leistungssteuerung eines eine Mehrzahl von Heizwendeln und einen Lüftermotor aufweisenden Heizlüfters, wobei die Heizwendeln mittels einer Schalt- und Regeleinrichtung mit unterschiedlichen Anzahlen von Halbwellen des Speisenetzes beaufschlagt werden. Weiters betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der AT-PS 3 82 282 sind ein Verfahren und eine Schaltungs­ anordnung zur nahezu stufenlosen Leistungssteuerung eines Heiz­ lüfters bekannt. Dem aus dieser Literaturstelle bekannten Ver­ fahren haftet jedoch der Nachteil an, daß dem Speisenetz Gleich­ stromkomponenten entnommen werden, was jedoch vermieden werden muß.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche eine nahezu stufenlose Leistungssteuerung eines Heizlüfters bewirkt werden kann, ohne daß dem Speisenetz Gleichstrom entnommen wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die Heizwen­ deln innerhalb einer Periode von einer Frequenz von zwei Dritteln der Netzfrequenz mit einer oder zwei Halbwellen der Netzspannung beaufschlagt werden. Dabei können die Heizwendeln zusätzlich innerhalb einer Periode von einer Frequenz der halben Netz­ frequenz mit einer vollständigen Welle der Netzspannung beauf­ schlagt werden. Weiters kann der Lüftermotor mittels unter­ schiedlichen Vorwiderständen in seiner Leistung gesteuert werden. Vorzugsweise erfolgt die Steuerung in der Speisung der Heiz­ wendeln und gegebenenfalls des Lüftermotors durch elektronische Schalter, welche von einer elektronischen Auswahlschaltung gesteuert sind.

Nach einer bevorzugten Ausführung weist eine Schaltungsanordnung zur nahezu stufenlosen Leistungssteuerung eines Heizlüfters mit einer Mehrzahl von Heizwendeln und einem Lüftermotor einen Frequenzwandler, eine Auswahlschaltung und in den Speisekreisen der Heizwendeln und des Lüftermotors vorgesehene, durch die Auswahlschaltung gesteuerte elektronische Schalter auf, wobei erfindungsgemäß der Frequenzwandler mit Ausgängen ausgebildet ist, von welchen Impulse abgegeben werden, welche sich mit einer Impulsfolgefrequenz von zwei Dritteln der Netzfrequenz über eine oder zwei Halbwellen der Netzfrequenz erstrecken und welche an die Auswahlschaltung gelegt sind. Zudem kann der Frequenzwandler mit einem weiteren Ausgang ausgebildet sein, von welchem Impulse abgegeben werden, welche sich mit einer Impulsfolgefrequenz gleich der halben Netzfrequenz über eine vollständige Welle der Netzspannung erstrecken und welche gleichfalls an die Auswahlschaltung angelegt sind.

Weiters kann der Auswahlschaltung eine eine Vielzahl von Leucht­ dioden enthaltende Einrichtung zur Schaltspannungserzeugung zugeordnet sein, an welche ein Thermostat und ein manuell betätig­ bares Steuerelement angeschlossen sind. Zudem können in den Speisekreisen der Heizwendeln von der Auswahlschaltung gesteuerte elektronische Schalter angeordnet sein. Schließlich können in Serie zum Lüftermotor parallel liegende, unterschiedliche Vorwiderstände und durch die Auswahlschaltung gesteuerte elektronische Schalter enthaltende Zweige angeordnet sein.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine anmeldungsgemäße Schaltung,

Fig. 2 die zur Steuerung der Speisung der Heizwendeln dienenden Schaltimpulse und

Fig. 3 eine Darstellung der zur Speisung der Heizwendeln dem Netz entnommene Wechselstromanteile.

Eine anmeldungsgemäße Schalteinrichtung weist einen Frequenz­ wandler 1 auf, an dessen Eingang 11 von einem Netzgerät 2 Netzfrequenz gelegt ist. Der Frequenzwandler 1 ist mit einer Mehrzahl von Ausgängen 12 bis 15 ausgebildet, an welchen mit unterschiedlichen Frequenzen Impulse mit unterschiedlichen Längen abgegeben werden. Hierfür wird im Frequenzwandler 1 die Netzfrequenz durch ein EXKLUSIV-OGER-Gatter verdoppelt und durch einen Flip-Flop-Teiler gedrittelt, wodurch bei einer Netzfrequenz von 50 Hz Impulse mit einer Frequenz von 33 1/3 Hz erzeugt werden. Zudem wird im Frequenzwandler 1 die Netzfrequenz durch einen weiteren Flip-Flop-Teiler halbiert, wodurch Impulse mit einer Frequenz von 25 Hz erzeugt werden. Bei Netzen mit einer von 50 Hz abweichenden Frequenz treten entsprechend ge­ änderte Frequenzen auf.

Aufgrund dieser Frequenzwandlungen treten an den Ausgängen des Frequenzwandlers Impulse auf, deren Frequenzen 33 1/3 Hz bzw. 25 Hz betragen und welche sich über eine Dauer von einer Halbwelle oder von zwei Halbwellen der Netzfrequenz erstrecken. Diese Steuerimpulse weisen eine Spannung von etwa 6 Volt auf.

Diese Ausgangsimpulse sind anhand der Fig. 2 dargestellt. Am Ausgang 12 tritt die in Fig. 2a dargestellte Impulsfolge auf, welche eine Frequenz von 33 1/3 Hz aufweist, wobei sich die einzelnen Impulse über die Länge einer Halbwelle der Netzspannung erstrecken. Am Ausgang 13 tritt die in Fig. 2b dargestellte Impulsfolge auf, welche eine Frequenz von 25 Hz aufweist, wobei sich die einzelnen Impulse über eine Länge von zwei Halbwellen der Netzspannung erstrecken. Am Ausgang 14 tritt die in Fig. 2c dargestellte Impulsfolge auf, wobei die Impulse eine Frequenz von 33 1/3 Hz aufweisen und sich die einzelnen Impulse invers zum Ausgang 12 über eine Länge von zwei Halbwellen der Netz­ spannung erstrecken. Schließlich tritt am Ausgang 15 eine durch­ gehende Spannung auf, welche die Größe der Impulse aufweist.

Die vom Frequenzwandler 1 abgegebenen Steuerimpulse werden einer Auswahlschaltung 3 zugeführt, von welcher durch Triac­ schaltungen gebildete Steuerschalter 4 für Heizwendeln 5 und weiters durch Triacschaltungen 6 gebildete Steuerschalter für den Lüftermotor 7 gesteuert werden.

Der Auswahlschaltung 3 ist eine Schaltung 8 zugeordnet, welche über einen Thermostaten 21 und eine manuell regelbare Steuer­ schaltung 22 beaufschlagt wird. Durch den Thermostaten 21 einer­ seits bzw. durch die manuell regelbare Steuerschaltung 22 andererseits werden in die Schaltung 8 zur Erzeugung der Schalt­ spannung in Abhängigkeit von den herrschenden Temperaturen bzw. von den gewünschten Sollwerten der Temperatur Steuer­ spannungen eingegeben. Die Schaltung 8 enthält eine Vielzahl von Leuchtdioden 9, welche in Abhängigkeit der von den Elementen 21 und 22 erzeugten Steuerspannungen aktiviert werden. Den einzelnen Leuchtdioden 9 sind Ausgänge 31 zugeordnet, welche an die Auswahlschaltung 3 geführt sind.

In der Auswahlschaltung 3 befindet sich eine Vielzahl von Schalt­ kreisen, welche von den Ausgängen 12 bis 15 des Frequenzwandlers 1 beaufschlagt werden und durch welche die erforderliche Auswahl zur Steuerung der den Heizwendeln 5 zugeordneten Triacschaltungen 4 bzw. der dem Motor 7 zugeordneten Triacschaltungen 6 bewirkt wird. Demnach werden die Triacschaltungen 4 in Abhängigkeit von den von der Schaltspannungserzeugung 8 über die Leitungen 31 abgegebenen Steuerimpulse mit einer der in den Fig. 2a bis 2d dargestellten Impulsfolgen gesteuert bzw. geschlossen, wodurch die Heizwendeln 5 aus dem Speisenetz so mit Wechselstrom beauf­ schlagt werden, wie dies in den Fig. 3a bis 3d dargestellt ist. Aufgrund der in Fig. 2 dargestellten Impulsfolgen erfolgt hierdurch die Speisung der Heizwendeln 5 aus dem Speisenetz jeweils nur mit Wechselstromkomponenten.

Nach der Steuerung gemäß Fig. 2a erfolgt - wie dies in Fig. 3a dargestellt ist - die Speisung mit einer positiven Halbwelle, worauf eine volle Welle ausgesetzt wird und die darauffolgende Speisung mit einer negativen Halbwelle erfolgt. Nach der Steuerung gemäß Fig. 2b erfolgt - wie dies in Fig. 3b dargestellt ist - die Speisung mit einer vollständigen Welle, worauf eine voll­ ständige Welle ausgespart wird und hierauf wiederum eine voll­ ständige Welle an die Heizwendeln 5 geführt wird. Nach der Steuerung gemäß Fig. 2c erfolgt - wie dies in Fig. 3c darge­ stellt ist - die Speisung der Heizwendeln 5 mit einer voll­ ständigen Welle, worauf eine positive Halbwelle ausgespart wird. Hierauf erfolgt eine Speisung mit einer vollständigen Welle, wobei in weiterer Folge eine negative Halbwelle ausge­ spart wird. Nach der Steuerung gemäß Fig. 2d wird - wie dies in Fig. 3d dargestellt ist, die Netzspannung ununterbrochen an die Heizwendeln 5 gelegt.

Hieraus ergibt sich, daß unabhängig davon, ob die Steuerimpulse eine Frequenz von 33 1/3 Hz oder eine Frequenz von 25 Hz aufweisen, dem Speisenetz nur Wechselstromanteile entnommen werden.

Die Steuerung des Motors 7 auf unterschiedliche Leistung er­ folgt dadurch, daß mittels der Triacschaltungen 6 in parallel zueinander geschalteten Zweigen dem Motor 7 vorgeschaltete Widerstände 20 mit unterschiedlichen Werten eingeschaltet werden. Hierdurch wird der Motor 7 in Abhängigkeit vom Wert des jeweils eingeschalteten Widerstandes 20 auf unterschiedliche Drehzahlen gesteuert.

Claims (9)

1. Verfahren zur nahezu stufenlosen Leistungssteuerung eines eine Mehrzahl von Heizwendeln und einen Lüftermotor aufweisenden Heizlüfters, wobei die Heizwendeln mittels einer Schalt- und Regeleinrichtung mit unterschiedlichen Anzahlen von Halbwellen des Speisenetzes beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendeln (5) innerhalb einer Periode einer Frequenz von zwei Dritteln der Netzfrequenz mit einer oder zwei Halb­ wellen der Speisespannung beaufschlagt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendeln (5) zusätzlich innerhalb einer Periode einer Frequenz der halben Netzfrequenz mit einer vollständigen Welle der Netzspannung beaufschlagt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lüftermotor (7) mittels unterschiedlicher Vorwiderstände (20) in seiner Leistung gesteuert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuerung in der Beaufschlagung der Heiz­ wendeln (5) und gegebenenfalls des Lüftermotors (7) mittels von einer elektronischen Auswahlschaltung (3) gesteuerter elektronischer Schalter (4, 6) erfolgt.

5. Schaltungsanordnung zur nahezu stufenlosen Leistungssteuerung eines Heizlüfters mit einer Mehrzahl von Heizwendeln und einem Lüftermotor unter Verwendung eines Frequenzwandlers, einer Auswahlschaltung und in den Speisekreisen der Heizwendeln und des Lüftermotors vorgesehener, durch die Auswahlschaltung ge­ steuerter elektronischer Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwandler (1) mit Ausgängen (12, 14) ausgebildet ist, an welchen Impulse abgegeben werden, welche sich innerhalb einer Periode einer Frequenz von zwei Dritteln der Netzfrequenz über eine Halbwelle oder zwei Halbwellen der Netzfrequenz er­ strecken und welche an die Auswahlschaltung (3) gelegt sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwandler (1) mit einem weiteren Ausgang (13) ausgebildet ist, von welchem Impulse abgegeben werden, welche sich innerhalb einer Periode einer Frequenz von der halben Netz­ frequenz über jeweils eine vollständige Welle der Netzspannung erstrecken und welche gleichfalls an die Auswahlschaltung (3) angelegt sind.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswahlschaltung (3) eine eine Vielzahl von Leuchtdioden (9) enthaltende Einrichtung (8) zur Schaltspannungserzeugung zugeordnet ist, an welche ein Thermostat (21) und ein manuell betätigbares Steuerelement (22) angeschlossen sind.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Speisekreisen der Heizwendeln (5) von der Auswahlschaltung (3) gesteuerte elektronische Schalter (4) angeordnet sind.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zum Lüftermotor (7) parallel liegende, unterschiedliche Vorwiderstände (20) und durch die Auswahlschaltung (3) gesteuerte elektronische Schalter (6) enthaltende Zweige angeordnet sind.