Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einschaltstrombegrenzung


von Zätsch (Gast)


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Hallo,ich brauche etwas Hilfe. Für meine kontrollierte Wohnungslüftung 
möchte ich an kalten Tagen die Zuluft etwas anwärmen mit einem um das 
Eingangsrohr gewickeltes Heizband ca 300 W. Es handelt sich hierbei um 
ein selbstlimitierendes Heizband HBHL FSU NFB der Fa. Heat-Trance aus 
UK.
Hat ev. Jemand Erfahrungen mit diesem Heizband ?
Sehr störend bei diesem Heizband ist der sehr hohe Einschaltstrom von 
ca10 A
Erst nach ca 90 sec fällt der Strom auf den Nominalwert für 300 W, ca 
1,3 A.
Meine bisherigen Experimente zur Einschaltstrombegrenzung mittels NTC u. 
PTC brachten leider nicht den gewünschten Erfolg. Etwa 5 A 
Einschaltstrom wären schon gut.
Als weitere Möglichkeit ziehe ich eine Phasenanschnittsteuerung in 
Betracht (siehe Skizze).
Leider habe ich mit DIAC und TRIAC keinerlei Erfahrungen und würde mich 
deshalb über etwas Hilfe bei der Dimensionierung sehr freuen.
Vielen Dank im Voraus.

von Günni (Gast)


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Selbstlimitierende Heizbauteile sind vom Prinzip her PTC-Widerstände. 
Diese haben bei tiefen Temperaturen einen sehr geringen Widerstand, was 
einen hohen Einschaltstrom bewirkt. Mit steigender Temperatur steigt der 
Widerstand und der Strom sinkt, bis die Zieltemperatur des Bauelements 
erreicht ist. Dann ist der Strom so gering, dass durch die aufgenommene 
Leistung nur die Zieltemperatur gehalten wird. Eine 
Einschaltstrombegrenzung kann man nur durch einen Vorwiderstand erreicht 
werden, dessen Verlustleistung am sinnvollerweise mit zur Erwärmung 
herangezogen werden sollte.

Trickreich wäre, als Einschaltstrombegrenzer einen NTC-Widerstand mit 
dem PTC-Heizelement in Reihe zu schalten. NTCs haben kalt einen hohen 
Widerstand, der bei höheren Temperaturen sinkt. Wenn die beiden 
Widerstände in thermischem Kontakt sind, kann man durch geschickte 
Auswahl der Bauelemente eine Kennlinie erreichen, die ein optimales 
Aufheizverhalten erlaubt und dennoch eine (wenn auch schwächere) 
Selbstlimitierung  bietet. Aber dazu muss man aus den Bauteilkennlinien 
den Gesamtwiderstand bei den verschiedenen Temperaturen, daraus die 
erzielbare Heizleistung und so die Erwärmung des Mediums berechnen. Das 
ist ein nicht unerheblicher Aufwand.

von Udo S. (urschmitt)


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Günni schrieb:
> Wenn die beiden
> Widerstände in thermischem Kontakt sind, kann man durch geschickte
> Auswahl der Bauelemente eine Kennlinie erreichen, die ein optimales
> Aufheizverhalten erlaubt und dennoch eine (wenn auch schwächere)
> Selbstlimitierung  bietet. Aber dazu muss man aus den Bauteilkennlinien
> den Gesamtwiderstand bei den verschiedenen Temperaturen, daraus die
> erzielbare Heizleistung und so die Erwärmung des Mediums berechnen. Das
> ist ein nicht unerheblicher Aufwand.

Ziemlich theoretisch. Es ist ein Heizband, das erwärmt ein Rohr. Damit 
hat es eine 100 mal so hohe Wärmekapazität wie jeder Vorschalt NTC für 
eine Anlaufstrombegrenzung.
Und in thermischen Kontakt kannst du den damit auch nicht wirklich 
sinnvoll bringen.

Zätsch schrieb:
> Als weitere Möglichkeit ziehe ich eine Phasenanschnittsteuerung in
> Betracht (siehe Skizze).

Wäre die wohl sinnvollste Lösung. Die kannst du fest auf 50% stellen, 
dann dauert das aufheizen hat statt 1,5 3 Minuten bis das Heizband 
begrenzt.

Zätsch schrieb:
> Leider habe ich mit DIAC und TRIAC keinerlei Erfahrungen

Die Dinger kann man fertig aus alten Staubsaugern ausbauen oder 
preiswert im Internet kaufen.

von Alfred B. (alfred_b979)


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Günni schrieb:
> als Einschaltstrombegrenzer einen NTC-Widerstand mit
> dem PTC-Heizelement in Reihe zu schalten. (bis)
> Das ist ein nicht unerheblicher Aufwand.

Was Du beschrieben hast, KÖNNTE man machen. Doch wäre
genauso denkbar, einfach einen NTC zu nutzen, dessen
Kaltwiderstand zur Inrush-Begrenzung leicht ausreichte
und an dessen Heißwiderstand kein bedeutender Anteil
der U_B abfiele (= "wie sonst auch", z.B. bei SNT).

Nur damit da nicht mißverstanden wird, man müsse es
mit NTC so machen.

Im Gegensatz zur Lösung mit Widerstand (und ohne diesen
zu überbrücken), wobei es zumindest effizienztechnisch
klüger, diesen R (höhere Dauerverluste) auch zusätzlich
zum heizen mitzunutzen, entsteht am passend gewählten
NTC kaum nennenswert Verlustleistung im Heiß-Zustand...
so daß das die Effizienz nur wenig verschlechterte.

von Michael B. (laberkopp)


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Zätsch schrieb:
> weitere Möglichkeit ziehe ich eine Phasenanschnittsteuerung in Betracht

https://heers.de/automatik-dimmer.html

der erste. Wird fann gesteuert durch den Thermostaten, der sonst das 
Heizband aktivieren würde.

Gibt's vermutlich auch günstiger, ist ja bloss ein Aquarium/Vogeldimmer 
ohne Zeitschaltuhr.

von Thomas R. (thomasr)


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NTC und PTC in Reihe macht keinen Sinn. Die Einschaltstrombegrenzung 
eines NTC beruht auf einer KONSTANTEN Stromaufnahme des Verbrauchers. 
Wenn der dann seine Leistung verringert, nimmt der Widerstand des NTC 
wieder zu und das ergibt ein zufälliges Ergebnis.

Besser wäre eine elektronische Einschaltstrombegrenzung mit einer 
einstellbaren Hochlauframpe. Gibt es von diversen Anbietern für kleines 
Geld € 20-30.

von Michael M. (michaelm)


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Zätsch schrieb:
> die Zuluft etwas anwärmen mit einem um das
> Eingangsrohr gewickeltes Heizband ca 300 W.

Überleg mal, wie du die 300W in die Frischluft bekommst. ;-)

Wenn das Rohr Wickelfalz ist, hast du die Leistung noch längst nicht 
in deinem Transport-Medium. Bei Kunststoff-Rohr nochmals weniger...

von Thomas R. (thomasr)


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Michael M. schrieb:
> Zätsch schrieb:
>> die Zuluft etwas anwärmen mit einem um das
>> Eingangsrohr gewickeltes Heizband ca 300 W.
>
> Überleg mal, wie du die 300W in die Frischluft bekommst. ;-)
>
> Wenn das Rohr Wickelfalz ist, hast du die Leistung *noch längst nicht*
> in deinem Transport-Medium. Bei Kunststoff-Rohr nochmals weniger...

Vor allem wenn die Strömung an der Rohrwand auch noch laminar ist (sehr 
wahrscheinlich).

von Martin S. (martinst)


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Eine Diode in Reihe halbiert die Leistung.

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