Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständnisfrage: Leistungsreglung Heizelement


von Marcus (Gast)


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Hallo!

Ich bin was Elektronik angeht leider nicht so bewandert und habe mal 
eine Verständnisfrage zum Thema "Leistungsreglung von Heizelementen". 
Ich weiß, dass es dazu schon viel gibt, aber so recht verstehen tue ich 
es nicht.

Keine Angst, ich will da nichts selbst bauen (da ich mich nicht 
auskenne), ich möchte es nur verstehen :)


Mal angenommen man hat ein Heizelement (ohm'scher Verbraucher) mit einer 
Nennleistung von 2 kW, das mit Wechselstrom betrieben werden soll. 
Weiterhin soll die Trägheit des Heizelements vernachlässigt werden (ich 
weiß, dass das eigentlich unrealistisch ist, aber ich glaube das hilft 
zunächst meinem Verständnis).

Bei meiner Recherche habe ich herausgefunden, dass es verschiedene 
Möglichkeiten gibt, um die Leistung zu regeln:

- Phasenanschnittsteuerung (soll wegen der Netzstörungen nicht weiter 
betrachtet werden)
- Wellenpaketsteuerung
- PWM (scheint auch eine Art Wellenpaketsteuerung zu sein)
- SSR mit Nulldurchgangsschaltung (scheint im Resultat auch eine 
Wellenpaketsteuerung zu sein)

Jetzt nimmt man einen PID-Regler. Die Regler, die ich so gefunden habe, 
weisen meistens folgende Ausgangssignale auf:

- Relais
- Solid State Treiber
- Analog (0-10 V oder 4-20 mA)

*1. Frage:*

Was wird denn unter einem Solid State Treiber verstanden? Ich dachte, 
dass der Regler einfach nur eine SSR schaltet. Worin unterscheidet sich 
das zum Ausgangstyp "Relais"?


*2. Frage:*

Will man das analoge Ausgangssignal des Reglers nutzen, braucht man 
irgendein weiteres "Bauteil/System", welches das analoge 
Gleichspannung/-strom-Signal in eine entsprechende elektrische Leistung 
übersetzt.
Wie funktioniert das nun, wenn man den Relais- oder SS-Treiber-Ausgang 
nutzt? Man kann da ja nicht einfach ein SSR anschließen oder? Da müsste 
der Regler ja sehr schnell schalten, oder? (vllt. macht er das ja, ich 
weiß es nicht^^).

*3. Frage:*

Allgemein zur Regelung: Eigentlich wird in allen Fällen das Heizelement 
ein- und ausgeschaltet und so immer kurzzeitig mit der vollen Leistung 
beaufschlagt. Da dies recht schnell erfolgt ist die effektive Leistung 
allerdings reduziert. Nimmt man nun den oben geschilderten, 
theoretischen Fall an, dass das Heizelement keine Trägheit hat (oder 
eine sehr kleine), dann würden durch das Ein- und Ausschalten doch 
ständig Überschwinger im Istwert sein, oder?

Beispiel: ein Sehr kleiner Luftvolumenstrom soll auf eine Temperatur x 
geregelt werden. Das Heizelement besteht aus sehr vielen dünnen Drähten 
(= sehr geringe Trägheit). Dann besteht doch die Gefahr, dass bei jedem 
Einschalten der Temperatur-Istert über das Ziel hinausgeht, da 
kurzzeitig "zu viel" Leistung abgegeben wird. Wäre in solch einem Fall 
eine Gleichstromheizung nicht besser geeignet?

Ich weiß, dass Frage 3 etwas konstruiert ist, aber ich möchte gerne die 
Zusammenhänge verstehen!



Ich habe noch ein oder zwei weitere Fragen, die aber von den Antworten 
auf die ersten beiden abhängen, daher warte ich damit mal noch.

Vielen Dank für eure Hilfe!

Marcus

PS: bitte stört euch nicht, an evtl falschen Bezeichnungen meinerseits, 
danke!

: Verschoben durch Moderator
von blub (Gast)


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Es gibt Solid State Relais die im Nulldurchgang schalten, damit kann 
dann die erwähnte Wellenpaketsteuerung erreicht werden. Mechanische 
Relais sind träger, da aber ohnenhin dein Heizelement selbst träge ist, 
spielt das keine Rolle. Ggf kann der hohe Einschaltstrom das Relais 
beschadigen.

Regler gibts wohl viele Arten, im Forum eingehend beschrieben. Der 
Regler ist genau dazu da den Zeitversatz durch die Trägheit der Massen 
auszugleichen.

von blub (Gast)


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Der Analogausgang ist wohl zur Ansteuerung einer 
Phasenanschnittsteuerung bzw eines Dimmers gedacht. Man könnte auch 
damit einen Leistungstransistor ansteuern und den als Heizelement 
missbrauchen. Manche brennstoffbetriebenen Heizungen lassen sich darüber 
steuern.

von Wolfgang (Gast)


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Marcus schrieb:
> Was wird denn unter einem Solid State Treiber verstanden? Ich dachte,
> dass der Regler einfach nur eine SSR schaltet. Worin unterscheidet sich
> das zum Ausgangstyp "Relais"?

Wofür mag wohl das "R" in "SSR" stehen?
https://de.wikipedia.org/wiki/Relais#Halbleiterrelais

Im einen Fall ist der Ausgang ein Halbleiterschalter, im anderen ein per 
Elektromagnet bedienter mechanischer Schalter.

von Wolfgang (Gast)


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blub schrieb:
> Regler gibts wohl viele Arten, im Forum eingehend beschrieben. Der
> Regler ist genau dazu da den Zeitversatz durch die Trägheit der Massen
> auszugleichen.

Bevor du Tips über Regelungstechnik verteilst, solltest du dir selber 
erstmal klar machen, was der Unterschied zwischen einer Zeitkonstanten 
und einer Totzeit ist.

Sorry

von Thomas B. (thomas2)


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> *1. Frage:*
>
> Was wird denn unter einem Solid State Treiber verstanden? Ich dachte,
> dass der Regler einfach nur eine SSR schaltet. Worin unterscheidet sich
> das zum Ausgangstyp "Relais"?

Relais = elektromechanisches Relais
SSR = Halbleiterrelais

Ein elektromechanisches Relais ist im Regler eingebaut. Für kleine 
Leistungen könnte man damit direkt die Heizung schalten. Für 2 kW wird 
die  Schaltleistung des eingebauten Relais wahrscheinlich nicht 
ausreichen, so dass man ein größeres Relais bzw. Schütz extern 
anschließen muss.

Ein SSR ist nicht im Regler eingebaut, sondern nur das Steuersignal 
dafür. Man muss das SSR auf jeden Fall extern anschließen (und auf 
dessen erforderliche Kühlung achten).

> *2. Frage:*
>
> [..]
> Wie funktioniert das nun, wenn man den Relais- oder SS-Treiber-Ausgang
> nutzt? Man kann da ja nicht einfach ein SSR anschließen oder? Da müsste
> der Regler ja sehr schnell schalten, oder?

Warum muss der Regler bei einer Temperaturregelung schnell schalten? 
Gerade mit Relaisausgang wird er hoffentlich eher langsam schalten, 
sonst lebt das Relais nicht lange. Schnelles Schalten großer Leistungen 
mag außerdem das E-Werk nicht.

Wenn du in deinem Fall schnell schalten willst, musst du ein SSR 
verwenden (und bei Netzbetrieb abklären, ob du das überhaupt darfst).

> *3. Frage:*
>
> [..] Dann besteht doch die Gefahr, dass bei jedem
> Einschalten der Temperatur-Istert über das Ziel hinausgeht, da
> kurzzeitig "zu viel" Leistung abgegeben wird. Wäre in solch einem Fall
> eine Gleichstromheizung nicht besser geeignet?

Auch eine Gleichstromheizung wird man normalerweise über Ein- und 
Ausschalten (PWM) regeln und dann hat man genau das gleiche Problem.

Wenn du mit einem SSR schnell genug ein- und ausschalten kannst, sollte 
sich das in Grenzen halten.

Wenn du eine analoge, kontinuierliche Ansteuerung der Heizleistung 
willst, müsstest du den Analogausgang des Reglers benutzen und damit 
eine einstellbare Spannungsquelle ansteuern. Wird bei 2 kW aber nicht 
ganz billig ;-)

von Wolle G. (wolleg)


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Mmarcus schrieb:
> Jetzt nimmt man einen PID-Regler.

Wenn Du mit einem PID-Regler arbeiten willst, musst Du auch die 
Regelstrecke beachten, also den gesamten Regelkreis.
Hinsichtlich der Trägheit des Systems ist es ein Unterschied, ob man mit 
einem 2kW Heizelement einen Raum  oder ein Metallstück oder, oder … auf 
einer auf konstanten Temperatur  halten (regeln) will.

von Michael B. (laberkopp)


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Marcus schrieb:

> *1. Frage:*
>
> Was wird denn unter einem Solid State Treiber verstanden?

Ein Ausgang, an den man ein Solid State Relais anschliessen kann.

> Worin unterscheidet sich das zum Ausgangstyp "Relais"?

Da ist das Relais im Regler und der Laststrom fliesst durch den Regler.

> *2. Frage:*
>
> Will man das analoge Ausgangssignal des Reglers nutzen, braucht man
> irgendein weiteres "Bauteil/System", welches das analoge
> Gleichspannung/-strom-Signal in eine entsprechende elektrische Leistung
> übersetzt.
> Wie funktioniert das nun, wenn man den Relais- oder SS-Treiber-Ausgang
> nutzt? Man kann da ja nicht einfach ein SSR anschließen

Doch, darum geht es bei Solid State Treiber.

> oder? Da müsste der Regler ja sehr schnell schalten, oder? (vllt.
> macht er das ja, ich weiß es nicht^^).

Nein, er schaltet langsam. Beispiel:
Für 50% Heizleitung 4 Sekunden an 4 Sekunden aus
Für 75% Heizleistung 6 Sekudnen an 2 Sekunde aus.
Für 100% Heizleistug. Dauernd an.


> *3. Frage:*
>
> Ich weiß, dass Frage 3 etwas konstruiert ist

Eben. PID Regler mit Relais oder SSR sind nicht für extrem schnell 
reagierende Systeme geeigent, nur für thermisch träge bei denen es nicht 
um ein paar Sekunden an oder aus geht.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Was beim schnellen Lesen vergessen geht ist, dass an einem solidstate 
Relay 2V verloren gehen. Das waeren also bei 2kW, dh 9A, dann 18W. 
Welche abgefuehrt werden muessen. Waehrend bei normalen Relais nur die 
Spule warm wird. Nun... Die Schaltlebensdauer eines mechanischen Relais 
wird in Millionen Zyklen angegeben. Bei einem Zyklus pro Minute ergibt 
pro Jahr 500'000 Zyklen. Dh ergibt dann ein paar Jahre Lebensdauer.

Die Schwierigkeit dabei .. wie ist der Fehlerfall ? Kontakte geschlossen 
oder Unterbruch ?

: Bearbeitet durch User
von Thomas B. (thomas2)


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> Die Schaltlebensdauer eines mechanischen Relais
> wird in Millionen Zyklen angegeben. Bei einem Zyklus pro Minute ergibt
> pro Jahr 500'000 Zyklen. Dh ergibt dann ein paar Jahre Lebensdauer.

Die rein mechanische Lebensdauer vielleicht. Beim Schalten von 2 kW wird 
das eher nichts ...

von Wolfgang (Gast)


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Thomas B. schrieb:
>> Die Schaltlebensdauer eines mechanischen Relais
>> wird in Millionen Zyklen angegeben. Bei einem Zyklus pro Minute ergibt
>> pro Jahr 500'000 Zyklen. Dh ergibt dann ein paar Jahre Lebensdauer.
>
> Die rein mechanische Lebensdauer vielleicht. Beim Schalten von 2 kW wird
> das eher nichts ...

Dann besteht immer noch die Möglichkeit, die Last mit einem SSR zu 
schalten und das SSR im eingeschalteten Zustand mit einem Relais zu 
überbrücken, um die Verlustleistung klein zu halten (SSR 18W vs. Relais 
0.5W).

Statt der schnellen Taktung ist es natürlich günstiger, wenn man die 
Heizung in Stufen schalten kann, d.h. wenn sie aus mehreren schwächeren 
Heizelementen besteht, die passend aktiviert werden.

von Marcus (Gast)


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Vielen Dan für eure Antworten! Die haben mir schon sehr weitergeholfen!

Thomas B. schrieb:
> Wenn du in deinem Fall schnell schalten willst, musst du ein SSR
> verwenden (und bei Netzbetrieb abklären, ob du das überhaupt darfst).

Um dann schnell zu schalten, braucht es aber doch auch noch "etwas", 
dass schnell schaltet. Laut weiteren Antworten hier, schaltet der Regler 
selbst ja recht langsam, oder?

Wenn das SSR nur im Nulldurchgang schaltet, dann ist doch ein 
Netzbetrieb unproblematisch, da ja keine Zerstückelung der Wellen 
stattfindet, richtig?


Michael B. schrieb:
> Nein, er schaltet langsam. Beispiel:
> Für 50% Heizleitung 4 Sekunden an 4 Sekunden aus
> Für 75% Heizleistung 6 Sekudnen an 2 Sekunde aus.
> Für 100% Heizleistug. Dauernd an.

Geht das mit einem PID auch schneller? Welche Angabe im Datenblatt sagt 
mir denn, wie schnell der SSR-Ausgang schaltet? Also ob er z.B. 4 s an 
und 4 s aus oder 0,5 s an und 0,5 s aus schaltet (oder ganz was 
anderes)?

Michael B. schrieb:
> Eben. PID Regler mit Relais oder SSR sind nicht für extrem schnell
> reagierende Systeme geeigent, nur für thermisch träge bei denen es nicht
> um ein paar Sekunden an oder aus geht.

Was wäre denn für ein schnell reagierende Systeme geeignet? Also z.B. 
der oben erwähnte geringe Luftstrom mit dünnen Heizdrähten?


Nochmal vielen Dank!

von Wolle G. (wolleg)


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Marcus schrieb:
> Was wäre denn für ein schnell reagierende Systeme geeignet? Also z.B.
> der oben erwähnte geringe Luftstrom mit dünnen Heizdrähten?

Immer wieder das gleiche Problem. Oftmals wird eine Frage ohne den 
konkreten Anwendungsfall zu nennen, gestellt.
Wie hier: geringer Luftstrom, dünner Heizdraht,

Beispielhaft könnte eine Frage so beschrieben werden:
Es soll ein Quarz im HC49/U-S Gehäuse bei einer konstanten Temperatur 
von 50°C betrieben werden. Minimale „Außentemperatur“ kann -20°C 
betragen.
Welche Art der Heizungsregelung wäre hier vorteilhaft? bzw. : Ich habe 
mir das so oder so vorgestellt. Dazu dann eine konkrete Frage.
Habe ich noch etwas vergessen anzugeben?

von Michael B. (laberkopp)


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Marcus schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Nein, er schaltet langsam. Beispiel:
>> Für 50% Heizleitung 4 Sekunden an 4 Sekunden aus
>> Für 75% Heizleistung 6 Sekudnen an 2 Sekunde aus.
>> Für 100% Heizleistug. Dauernd an.
>
> Geht das mit einem PID auch schneller

Nein. Die gesetzliche Vorgabe für Heizgeräte fordert mindestens 4 
Sekunden.

Marcus schrieb:
> Was wäre denn für ein schnell reagierende Systeme geeignet?

Kontinuierliche Leistungsregelung, kann eventuell der 0-10V Ausgang (an 
einem 0-10V Dimmer oder Gleichspannungs-PWM).

von Karl B. (gustav)


Angehängte Dateien:

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Michael B. schrieb:
> Nein. Die gesetzliche Vorgabe für Heizgeräte fordert mindestens 4
> Sekunden.

Hi,
also, hatte einmal einen Leistungstriac mit kürzerer Periodendauer 
gerade 'mal fünf Minuten in Betrieb, dann klingelte der Nachbar an der 
Tür und fragte, ob ich auch so ein Flackern im Kronleuchter hätte. 
Glühlampen reagieren extrem sauer auf Spannungsschwankungen.

Und nach Möglichkeit immer abwechselnd bei einem Wellenpaket Start mit 
positiver Halbwelle, beim nächsten Start mit negativer Halbwelle.
So verhindert man wirksam eventuelles "Aufmagnetisieren", wo das von 
Belang sein könnte.

ciao
gustav

von Marcus (Gast)


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wolle g. schrieb:
> Immer wieder das gleiche Problem. Oftmals wird eine Frage ohne den
> konkreten Anwendungsfall zu nennen, gestellt.
> Wie hier: geringer Luftstrom, dünner Heizdraht,

Naja, es gibt halt keinen konkreten Anwendungsfall, da es um mein 
generelles Verständnis geht. Das Beispiel mit dem Luftstrom kam mir nur 
beim schreiben des Threads.

Michael B. schrieb:
> Nein. Die gesetzliche Vorgabe für Heizgeräte fordert mindestens 4
> Sekunden.

Warum ist das denn auf 4 s gesetzlich begrenzt? Wenn man keine 
Phasenanschnittsteuerung nimmt, dann gibt es ja auch keine 
Netzstörungen?!

Michael B. schrieb:
> Kontinuierliche Leistungsregelung, kann eventuell der 0-10V Ausgang (an
> einem 0-10V Dimmer oder Gleichspannungs-PWM).

Wie sieht denn eine kontinuierliche Leistungsreglung aus? Dimmer und PWM 
sind doch nicht kontinuierlich? Weiter oben wird ja etwas von einer 
einstellbaren Spannungsquelle geschrieben (mit dem Hinweis, dass das 
teuer ist).


Das generelle Vorgehen bei einer Leistungsregelung eines Heizelementes 
habe ich nun verstanden, glaube ich. Danke nochmal!

===================================================


Um das ganze etwas detaillierter zu betrachten, bleiben wir doch mal bei 
dem Heizdraht + Luftstrom Beispiel (die Zahlen sind völlig willkürlich 
gewählt, daher kann es sehr gut sein, dass z.B. angenommene Leistung und 
notwendige Wärmezufuhr der Luft nicht zusammenpassen. Das sollte für die 
grundlegende Betrachtung aber egal sein!):

Durch ein dünnes Rohr, nehmen wir mal 3 cm Durchmesser an, strömt Luft 
(relativ langsam, aber mit veränderlichem Massenstrom). Die Temperatur 
des Luftstroms soll auf 150 °C +- 0,5 °C (also schon ziemlich genau) 
geregelt werden.

Im Rohr befindet sich nun ein Heizdraht (mit vernachlässigbarer 
thermischer Trägheit). Der Heizdraht soll eine variable Leistung 
zwischen 0 W und 2 kW abgeben können.

Die Temperatursensoren sind so dünn, dass sie der Temperaturänderung 
hinreichend schnell folgen können.

Zur Regelung soll ein PID-Regler eingesetzt werden, dessen 
Regelparameter durch eine Systemanalyse+Simulation als bekannt 
angenommen werden können (mag sein, dass für eine solche Simulation die 
Antworten auf die beiden Fragen unten bekannt sein müssen, aber darum 
geht es ja nicht). Netzstörungen sind zu verhindern.

Frage: welche elektrotechnischen Komponenten/welche elektrotechnischen 
Vorgehensweisen stehen für die (sehr schnelle) Regelung der Heizleistung 
zur Verfügung, wenn der Heizdraht a) mit Wechselstrom b) mit Gleichstrom 
betrieben werden soll.


===OT-Einschub: klingt wie eine Klausuraufgabe :D Einschub-Ende===


zu a) wie ich hier gelernt habe, sind die normalen Methoden allesamt zu 
langsam. Geht das mit Wechselstrom überhaupt?

zu b) eine analog einstellbare Spannungsquelle wurde oben genannt, 
allerdings wäre das wohl teuer. Geht das günstig überhaupt?

Nochmals vielen Dank für eure Hilfe!

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Marcus schrieb:
> Weiterhin soll die Trägheit des Heizelements vernachlässigt werden
"Vernachlässig" bedeutet hier "beliebig lang" oder "unendlich kurz"?
Denn wenn die Trägheit unendlich kurz ist, dann musst du unendlich 
schnell mit einer geregelten Gleichspannung da ran.

Marcus schrieb:
> Naja, es gibt halt keinen konkreten Anwendungsfall, da es um mein
> generelles Verständnis geht.
Dann musst du "generell" von einer "durchschnittlichen" Anwendung 
ausgehen. Und die hat bei Heizungen eben eine Zeitkonstante im Sekunden- 
(Lötkolben) oder Minuten- (Kochplatte samt Topf) oder gar Stundenbereich 
(Speicherheizung).

von Marcus (Gast)


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Ich habe leider keine Vorstellung was hier ein sinnvolle "kleine" 
Trägheit ist. Aber deutlich schneller, als "herkömmliche" Anwendungen. 
sagen wir einfach mal << 1s aber > 100 mS?! Bin da für Vorschläge offen 
:)

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Marcus schrieb:
> zu a) wie ich hier gelernt habe, sind die normalen Methoden allesamt zu
> langsam. Geht das mit Wechselstrom überhaupt?

Geht schon, aber der Aufwand wird höher. Du kannst einen Stelltrafo oder 
einen PWM Generator mit einstellbarer Ausgangsspannung benutzen (wie es 
nahezu jeder Frequnezumrichter bietet) - kostet aber bei 2kW Leistung.

Gleichstrom ist einfacher. Da reichen ein paar dicke MOSFet, die mit 
hoher PWM Frequenz angesteuert werden.

blub schrieb:
> Ggf kann der hohe Einschaltstrom das Relais
> beschadigen.

Heizelemente verhalten sich - bis auf PTC Elemente - nahezu wie ohmsche 
Widerstände. Erhöhter Einschaltstrom ist deswegen nicht zu erwarten.

von Marcus (Gast)


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D.h. ich könnte die Netzspannung gleichrichten und dann eine 
hochfrequente PWM nehmen? Würde dazu ein einfacher Brückengleichrichter 
(evtl. mit Glättungskondensator) schon ausreichen, bei 2 kW???

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Marcus schrieb:
> Würde dazu ein einfacher Brückengleichrichter
> (evtl. mit Glättungskondensator) schon ausreichen, bei 2 kW???

Nein. Man darf solche Lasten nicht ohne PFC an unseren Netzen betreiben. 
Das Kappen der Spitzen des Sinus wird von den EVU gar nicht gerne 
gesehen.

Gleichstrom nimmt man eher, wo sowieso schon solcher vorhanden ist 
(Auto, Boot etc.).

von Marcus (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Nein. Man darf solche Lasten nicht ohne PFC an unseren Netzen betreiben.
> Das Kappen der Spitzen des Sinus wird von den EVU gar nicht gerne
> gesehen.

Ja gut, so eine PFC ließe sich doch implementieren, oder?

Matthias S. schrieb:
>  Gleichstrom nimmt man eher, wo sowieso schon solcher vorhanden ist
> (Auto, Boot etc.).

Aber du schreibst doch oben, dass es viel einfacher umzusetzen sei, wenn 
man Gleichstrom nimmt!? Stelltrafos sind doch „mechanisch“? Ist das 
nicht unelegant?^^

Frequenzumrichter habe ich für 80€ bei 2kW gefunden... ich dachte die 
sind nur für induktive Lasten?

von Karl B. (gustav)


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Marcus schrieb:
> Warum ist das denn auf 4 s gesetzlich begrenzt? Wenn man keine
> Phasenanschnittsteuerung nimmt, dann gibt es ja auch keine
> Netzstörungen?!

Hi,
das "Netz" hat keinen unendlich niedrigen Innenwiderstand.
Jede Belastung verursacht eine Spannungsschwankung, mag sie auch nur so 
gering sein. Diese ist aber zum einen belastungsabhängig.
Die "Rückwirkung" auf andere Verbraucherversorgungsleitungen will man so 
gering wie möglich halten. Das macht man durch eigene Verkabelung von 
stärkeren Verbrauchern direkt an den Hausanschluss oder durch Verbot 
bestimmter Verbraucher.
Eine kurze Periodendauer kann zu "Flicker" führen auch bei kleineren 
Spannungsschwankungen.
Hatte ich oben schon gesagt.
Beitrag "Re: Verständnisfrage: Leistungsreglung Heizelement"

ciao
gustav

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Marcus schrieb:
> Ja gut, so eine PFC ließe sich doch implementieren, oder?

Für 2kW? Ja, sicher, aber nicht von dir. Das ist eine Nummer zu gross.

Marcus schrieb:
> Frequenzumrichter habe ich für 80€ bei 2kW gefunden... ich dachte die
> sind nur für induktive Lasten?

Nö, das ist eher umgekehrt. Wenn sie induktive Lasten vertragen, sind 
ohmsche Lasten ein Klacks. Jeder FU kann auch ohmsche Lasten treiben. 
Wenn du da irgendwelche Regelungen anbauen willst, musst du darauf 
achten, das die Ausgangsspannung ein Parameter ist, den du auf die 
Fernsteuerklemmen des FU legen kannst. Das klappt nicht bei allen.

: Bearbeitet durch User
von Armin X. (werweiswas)


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Karl B. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Nein. Die gesetzliche Vorgabe für Heizgeräte fordert mindestens 4
>> Sekunden.
>
> Hi,
> also, hatte einmal einen Leistungstriac mit kürzerer Periodendauer
> gerade 'mal fünf Minuten in Betrieb, dann klingelte der Nachbar an der
> Tür und fragte, ob ich auch so ein Flackern im Kronleuchter hätte.
> Glühlampen reagieren extrem sauer auf Spannungsschwankungen.

Die 4s sind gut für den Versorger, weil dann dessen Trafo einigermaßen 
gleichmäßig belastet wird.
Bei deinen Glühlampen macht sich natürlich der veränderte 
Spannungsabfall effektiv bemerkbar... auch und insbesondere wenn ständig 
an- und ausgeschaltet wrd

von Ansgar K. (malefiz)


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Thomas B. schrieb:
>> Die Schaltlebensdauer eines mechanischen Relais
>> wird in Millionen Zyklen angegeben. Bei einem Zyklus pro Minute ergibt
>> pro Jahr 500'000 Zyklen. Dh ergibt dann ein paar Jahre Lebensdauer.
>
> Die rein mechanische Lebensdauer vielleicht. Beim Schalten von 2 kW wird
> das eher nichts ...

Die kleinen Leistungschütze halten das ohne Probleme aus 2kw ist ein 
Witz für Leistungschütze.

Beitrag #6013152 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ansgar K. schrieb:
> 2kw ist ein Witz für Leistungschütze.
Ich möchte das Geklapper eines solchen Schützes nicht haben, wenn das in 
Zeiträumen unter 100ms schalten soll. Aber wenigstens ist dann schnell 
Ruhe.

Marcus schrieb:
> sagen wir einfach mal << 1s aber > 100 mS?! Bin da für Vorschläge offen
Wenn die Zeitkonstante deines "Heizelements" 100ms ist, dann muss die 
ansteuernde Pulsfolge 5 mal schneller sein, damit du eine 
"Temperaturwelligkeit" unter 1% bekommst --> du brauchst also eine 
PWM-Zyklusdazer von 20ms. Und wenn du nun 100 "Temperaturstufen" 
einstellen  willst, dann muss deine PWM auf 200us genau auflösen. Fazit: 
vergiss den direkten Anschluss ans Netz. Denn du musst da ja quasi 
winzige "Zeitscheiben" in den Netzsinus "hineinschneiden".

Dir bleibt praktisch nur der Aufbau einer getakteten 
Stromquelle/Spannungsquelle, die aus einer Gelichspannung betrieben 
wird. Ab da ist es dann wieder "relativ" einfach...

von Jupp (Gast)


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Marcus schrieb:
> Naja, es gibt halt keinen konkreten Anwendungsfall, da es um mein
> generelles Verständnis geht.

Das glaube ich dir nicht, deine "zufällig" aus dem Ärmel geschüttelten 
Randbedingungen sind zu speziell. Mach deine Arbeit selber!

von Bernd B. Betonmischer (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Marcus schrieb:
>> Ja gut, so eine PFC ließe sich doch implementieren, oder?
>
> Für 2kW? Ja, sicher, aber nicht von dir. Das ist eine Nummer zu gross.

Passiv filtern (richtig Materialeinsatz, teuer) könnte "jeder". :)
Also nach Anleitung zusammenbauen meine ich - die Berechnung der
Werte ist eine andere Geschichte.

Wir waren aber eh bei "reiner Theorie" - oder...?

von Marcus (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Wenn die Zeitkonstante deines "Heizelements" 100ms ist, dann muss die
> ansteuernde Pulsfolge 5 mal schneller sein, damit du eine
> "Temperaturwelligkeit" unter 1% bekommst --> du brauchst also eine
> PWM-Zyklusdazer von 20ms. Und wenn du nun 100 "Temperaturstufen"
> einstellen  willst, dann muss deine PWM auf 200us genau auflösen. Fazit:
> vergiss den direkten Anschluss ans Netz. Denn du musst da ja quasi
> winzige "Zeitscheiben" in den Netzsinus "hineinschneiden".
>
> Dir bleibt praktisch nur der Aufbau einer getakteten
> Stromquelle/Spannungsquelle, die aus einer Gelichspannung betrieben
> wird. Ab da ist es dann wieder "relativ" einfach...

Danke, das klingt doch sehr einleuchtend :) Also würde man im konkreten 
Fall ein entsprechend dimensioniertes Schaltnetzteil nehmen und dann mit 
PWM an den Heizdraht gehen. Ok, das kann ich nachvollziehen. Auch wenn 
die Netzteile schon sehr teuer werden^^

Jupp schrieb:
> Das glaube ich dir nicht, deine "zufällig" aus dem Ärmel geschüttelten
> Randbedingungen sind zu speziell. Mach deine Arbeit selber!

Dein Problem... die Angaben habe ich mir einfach so ausgedacht, keine 
Ahnung ob die überhaupt zusammenpassen.

Bernd B. Betonmischer schrieb:
> Wir waren aber eh bei "reiner Theorie" - oder...?

Ja, eine Auslegung oder Berechnung brauche ich nicht. Mich interessiert 
nur das prinzipielle Vorgehen.

Nochmal danke für eure Hilfe!

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