SE437106B - Styranordning for elektriska kokplattor - Google Patents

Description

1806239-s 'begränsar minimumdimensionerna. Dessa dimensioner inskränkes även till följd av omständigheten, att den av värmeelementet för effektstyrdonet förbrukade effekten just inom det undre ef- fektområdet blir jämförelsevis hög och uppstår svårigheter att bortföra densamma från styrdonet med dess mycket små dimensio- ner i synnerhet vid höga omgivningstemperaturer. Dessutom är deöpvillkorligen nödvändigt att utföra en kokplatta med två var för sig inkopplingsbara värmemotstånd.

Uppfinningen är baserad på uppgiften att utveckla eni styranordning av inledningsvis angiven art, som möjliggör myc- ket kompakt uppbyggnad i förening med fâ mekaniska komponenter.

Denna uppgift löses enligt uppfinningen genom att styr- anordningen uppvisar de i patentkravet 1 angivna kännetecknen.

I detta fall är sålunda hela tidomkopplingsanordningen ersatt av elektroniska komponenter och bortfaller samtliga me- kêniska komponenter för tidskonstantsteget och effektströmstäl- laren, eftersom det elektroniska omkopplingselementet endast behöver omkoppla den mycket låga effekten för det i styrdonet ingående bimetallvärmeelementet.

Samtidigt bibehålles emellertid för omkoppling av kok- plattans höga effekt det tillförlitliga, kvantiserande effekt- styrdonet. Kokplattan behöver endast vara försedd med ett för- brukarvärmemotstând, som kvantiserande styres medelst effekt- styrdonet.

Särskilt fördelaktig är en utföringsform, vid vilken det elektroniska omkopplingselementet, som företrädesvis kan vara en tyristor, samtidigt arbetar såsom diod. I detta fall kan effekten hos bimetallen, som företrädesvis såsom spännings- lindning är parallellkqgflad med förbrukarvärmemotstândet, nå- got högre,d.v.s. kan dimensioneras med större trådtjocklek och därmed bli okänsligare, utan att dess effekt behöver väl- jas mycket hög. Tidomkopplarens delningsförhållande kan ligga mellan 2 och 8 och företrädesvis uppgå till 5. Härigenom genom- släppes företrädesvis motsvarande antal enskilda halvvågor i nätströmmen av omkopplingselementet. Till följd av detta del- -~_.-a_.._.p___-___~'-._....-- ............ 7806239-5 3 E pl ningsförhâllande kan t.ex. säkerställas, att inom området för underhållskokning den normalt till cirka 20 % av den totala ef- fekten uppgående maximala effekten för underhållskokning bring- as till 100 %. 7 Ytterligare en effektdelare ingår lämpligen, som obe- roende av räknaren är inkopplingsbar inom kokplattans högre ef- fektområde för reducering av värmeelementets effekt. Medelst denna delare reduceras effekten inom det högreeffektområdet därigenom, att t.ex. med ett delningsförhâllande av 2 enbart varannan positiv eller negativ halvvâg genomsläppes till ef- fektstyrdonet. Till följd av bimetallelementets låga effekt förlänges uppvärmningstiden och därmed kokplattans relativa in- kopplingstid. Det härvid uppkomna språnget omvandlas genom mot- svarande utformning av inställningskurvan till ett knä, som ej enbart inverkar störande utan till och ed är önskvärt för att uppnå, att progressivitet uppkommer i karakteristikan vid över- gång från kok- till stekområde, d.v.s. inom det högre effekt- området är en högre effektökning samordnad med en bestämd in- ställningsvinkel för inställningsratten eller ett bestämt del- ningsstreck på densamma. l Uppfinningen beskrivas närmare nedan i exempelform med ledning av åtföljande ritning, där fig. l schematiskt visar en styranordning enligt upp- finningen, fig. 2 ett diagram över de till värmeelementet i ef- fektstyrdonet matade effektpulserna vid fyra olika arbetstill- stånd hos styranordningen enligt uppfinningen och fig. 3 ett diagram över effekten i beroende av den från l till 12 indelade effektinställningen, varvid i fig. 2 och 3 varje gång samma linjetyp är vald för de enskilda arbetssätten.

I fig. l visas en styranordning ll för effektstyrning av en elektrisk kokplatta 12, som är försedd med ett förbrukar- värmemotstånd 13 och en temperaturskyddsströmställare 14. Styr- anordningen ll är via anslutningar 15, 16 förbunden med det konventionella belysningsnätet och omfattar ett konventionellt, kvantiserande effektstyrdon l7, som är inkopplat i en ledning till värmemotståndet 13 och tillför detsama effekten i kvanti- 3s1aoe2z9-s V serad form, d.v.s. i form av effektpulser, vilkas relativa in- kopplingstid är beroende av inställningen av styrdonet och ddess värmeelement; Det mekaniskt-termiskt arbetande effektstyr- donet innehåller en vippströmställare 18, som manövreras med- gelst ett töjningselement, t.ex. en bimetall 19. Denna bimetall är försedd med ett värmeelement 20 och inställbar medelst en kamskiva 21 till sitt läge i förhållande till strömställaren 18.

Elementet 20 är narallellkopplat med värmemotstândet 13, d.v.s. såsom spänningslindning, och kan vara dimensionerat jämförelse- vis kraftigt, t.ex. till en belastning av 20 watt, så att det även kan framställas på enekelt sätt även för högre nätspän- ningar. f Kamskivan 21 är tillsamans med en omkopplingskamskiva 22 monterad på en inställningsaxel 23, som är vridbar för hand medelst en inställningsratt 24. Kamskivan 22 manövrerar en om- kopnlingskontakt 25. Dessutom finnes en oberoende av ratten 24 manövrerbar tryck-knapp 26, som kan bringa en kontakt 27 att 3 sluta. , ' 'ln ' Styranordningen ll innehåller vidare en integrerad krets 28, som tillföres nätspänning via en bryggkoppling av å ena sidan en diod 29 med ett motstånd 30 och å andra sidan en zenerdiod 31. Till strömatningsnätet hör vidare en kondensa- tor 32. n n Den integrerade kretsen 28 innehåller en elektronisk räknare 32 och två effektdelare 33, 34, som visas i blockform.

Räknaren bildar ett tidskonstantsteg, d.v.s. genom räkning av halvvågorna i nätspänningen låter den en förutbestämd tid av t.ex. 9 minuter förflyta, innan den avger en utsignal till den med densamma samordnade effektdelaren 33. Räknaren 32 igângsät- tes medelst kontakten 27, medan delaren 34 direkt styras av kontakten 25. Från effektdelarna sträcker sig en utgångsled- ning från kretsen 28 till en tyristor 35, som är seriekopplad med värmeelementet 20 i styrdonet 17. Med tyristorn är en diod 36 seriekopplad, som tjänstgör såsom skydd gentemot överspän- ningar.

Effektdelarna 33 är utformad på sådant sätt, att den under räknarens 32 arbetsförlopp styr tyristorn 35 på sådant 7806239-5 sätt, att denna enbart var femte halvvâg leder nätströmmen, me- dan delaren 34 är utformad på sådant sätt, att den, när den är inkopplad till följd av kontaktens 25 slutning, styr tyristorn till överföring av varannan halvvåg i växelströmmen.

Verkningssättet för den i fig. l visade styranordningen beskrives nedan med ledning av fig. 2 och 3.

I fig. 2a anger verkningssättet för styranordningen inom det undre effektområdet, d.v.s. området F i fig. 3 för un- derhållskokning. Härtill hör den heldragna enkellinjen i dia- grammet enligt fig. 3. Uppkokningsautomatiken är ej inställd, d.v.s. tryck-knappen 26 är ej nedtryckt. Vid denna inställning tillföres värmeelementet 20 till följd av tyristorns 35 diod- verkan endast positiva halvvågor i nätströmmen, så att den vär- mer med sin halva märkeffekt, d.v.s. t.ex. 10 watt. Inom detta område för underhållskokning erfordras normalt effekter av storleksordningen l/l0 av den totala märkeffekten hos kokplat- tan 12, så att tillhörande relativa inkopplingstid inom detta område för underhållskokning uppgår till maximalt cirka 20 %.

Eftersom värmeelementet ständigt endast är verksamt, när ström- ställaren 18 sluter, d.v.s. även endast maximalt cirka l/5 av den totala tiden, uppgår styrdonets totala effektförbrukning till cirka l/5 av 10 watt, d.v.s. 2 watt. I detta driftstill- stånd hålles strömställaren 25 öppen medelst kamskivan 22.

Om nu styranordningen enligt fig. 2b genom drivning av inställningsratten 24 inställes till stekområdet B, sluter kon- takten 25. Effektdelaren 34 blir verksam och säkerställer, att tyristorn 35 endast överför varannan halvvåg i växelströmmen, så att värmeelementets 20 märkeffekt endast blir verksam till 1/4, d.v.s. en effektiv effekt av 5 watt vid 20 watt märkeffekt.

För att utjämna effektsprånget, som härigenom skulle uppträda för kokplattan, är kamskivan 21 utformad på motsvarande sätt.

Såsom framgår av den i fig. 3 visade dubbellinjen, uppträder visserligen vid övergång från området rF till området B ett önskvärt knä i karakteristikan men ej något språng. Kurvan är utformad på sådant sätt, att full belastning (100 %) redan upp- nås något före slutet av inställningsskalan. Inom detta övre effektområde eller stekområdet föreligger ej något bidrag till uppkokning och styranordningens effektförbrukning förblir även 7806239-5 F låg.

Enligt fig. 2c är effekten inställd till området F för underhållskokning och har samtidigt knappen 26 manövrerats.

Härigenom har räknaren 32 startat och har aktiverat delaren 33 på sådant sätt, att tyristorn 35 endast genomsläpper var femte halvvåg, d.v.s. endast l/10 av märkbelastningen eller l/5 av den belastning, som normalt tillföres värmeelementet 20 inom området för underhållskokning enligt fig. 2a. Härigenom har uppvärmningen av bimetallen 19 väsentligt större varaktighet och förlänges den relativa inkopplingstiden i det närmaste gånger. Detta innebär sålunda, att den för tillfället medelst ratten 24 inställda effekten medan räknaren 32 är verksam ökas med det femdubbla enligt den streckade linjen i fig. 3. Vid konstant tid för detta bidrag till uppkokningen tillföras så- lunda en med ett bestämt belopp ökad effekt, som emellertid är beroende av styranordningens inställning. Även i detta fall är effektförlusten mycket låg och kan högst uppgå till 2 watt.

I fig. 2d åskådliggöres det fall, då temperaturskydds- strömställaren 14 reagerar och shuntar tyristorn 35 och dioden 36. I detta fall tillföres värmeelementet 20 hela nätspänning- en och tillföres hela sin märkeffekt av t.ex. 10 watt. Uppvärm- ningen av bimetallen 19 sker sålunda synnerligen snabbt och frânkopplas värmemotståndet 13. Eftersom bimetalleffekten inom uppkokningsområdet, inom vilket skyddsströmställaren 14 sällan reagerar, blir dubbelt så hög, inom stekområdet B fyra gånger så hög och vid aktiverad tidomkopplingsautomatik till och med tio gånger så hög som förut, reduceras effekten mycket kraftigt, nämligen till den i fig. 3 visade punktstreckade kurvan. Den vid reagerande skyddsströmställare 14 maximalt frigivna effek- ten för kokplattan ligger vid den högsta effektinställningen nå- got över 20 %. Därmed ligger även den genomsnittliga effekt- förbrukningen hos styranordningen vid cirka 4 watt.

Claims (9)

1 7aos2s9-s Eêíêllíällà!

1. Styranordning för elektriska kokplattor med inställbart, kvantíserande effektstyrdon, innehållande ett töjningsele- ment med elektriskt värmeelement, och med en tidomkopplare, som under en uppkokningsfas under en tidsperiod ökar den vid styrdonet inställda effekten, k'ä n n e t e c k n a d av att- tidomkopplaren omfattar en elektronisk räknare (32) såsom tidskonstantsteg och minst en effektdelare (33), som medelst räknaren (32) är inkopplingsbar vid inkoppling av tid- omkopplaren och frånkopplingsbar efter slutet av räknarens (32) räkneförlopp och som via ett elektroniskt omkopplings- element (35) i ett förutbestämt delningsförhållande reducerar den till värmeelementet (20) matade effekten.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att om- kopplíngselementet (35) samtidigt arbetar såsom diod.

3. , Anordning enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att omkopplingselementet är en tyristor (35). U.

4. Anordning enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att delningsförhållandet ligger mellan 2 och 8.

5. Anordning enligt krav Ä, k ä n n e t e c k n a d av att delningsförhållandet uppgår till 5.

6. Anordning enligt något av krav l-5, k ä n n e t e c k - n a d av att tidomkopplaren (28,35) enbart genomsläpper en- skilda halvvågor i matníngsströmmen.

7. Anordning enligt något av krav l-6, k ä n n e t e c k n a d av ytterligare en effektdelare (3U), som oberoende av räknaren (32) är inkopplingsbar inom ett höqre effektområde (B) för kok- plattan (12) i och för reducering av värmeelementets (20) effekt. 7

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d -av att räknaren (32) och~effektdelaren (33) eller effektdelarna'(33,3M) är utförda såsom integrerad krets.

9. Anordning enligt något av krav 1-8, k ä n n e t e c k n a d 7806239-5 3 av att kokpláttan (12) är försedd med en temperaturskydds- strömställare (lä), som för tillförsel till värmcelementet (20) av maxímumeffekt Shuntar omkopplingselementet (55).