DE4344404A1

DE4344404A1 - Arrangement for controlling the alternating current supplied to a heating device

Info

Publication number: DE4344404A1
Application number: DE4344404A
Authority: DE
Inventors: Andrew Ceri Davies
Original assignee: Smiths Group PLC
Current assignee: Smiths Group PLC
Priority date: 1993-01-09
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1994-07-14
Also published as: GB9325024D0; GB2274219A; FR2700427A1

Abstract

A control for an electrical heater 3 includes an inductor 4 with a primary coil 5 connected in series between the heater and an A.C. power supply 1. The inductor also has a secondary coil 6, which can be short circuited by a switch 8. When the switch 8 is closed the impedance of the inductor is only about 1 - 2% that of the heater so that current flow to the heater is substantially unimpeded. When the switch 8 is opened the impedance of the inductor 4 is greater than that of heater 3 so that current flow is reduced but some heating effect is still produced. With the switch 8 open, the inductor impedance may be about three times, or alternatively 50 to 100 times, that of heater 3. The switch 8 may be a manually-operated switch, a relay-operated switch, or a transistor. An additional switch 10 may be provided to prevent supply of any power to heater 3. The supply 1 may have a frequency of 400 Hz. A fan may blow air over heater 3 to produce a warm air flow. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung des einer Heizvorrichtung zu geführten Wechselstroms.The invention relates to an arrangement for controlling a heating device led alternating current.

Elektrische Heizvorrichtungen nehmen relativ viel Strom auf, weshalb Schalter zur Steuerung derartiger Heizvorrichtungen gewöhnlich schwer und sperrig ausgeführt sind und ihre Kontakte zu elektrisch bedingter Erosion neigen. Die Steuerungsvor richtungen für diese Schalter sind fehlerempfindlich und ein Ausfall führt zu einem Ausfall der Heizvorrichtung. Je nach Anwendungsgebiet kann ein Ausfall der Heiz vorrichtung für die beheizenden Gegenstände kritische Folgen haben.Electric heaters draw a relatively large amount of electricity, which is why switches for Control of such heaters is usually heavy and bulky are and their contacts tend to electrical erosion. The control pro Directions for these switches are sensitive to errors and failure leads to one Heater failure. Depending on the application, a failure of the heating device for the heating objects have critical consequences.

Es besteht daher die Aufgabe, eine derartige Steuerungsanordnung so weiterzubil den, daß die Heizvorrichtung zuverlässiger gesteuert werden kann.There is therefore the task of further developing such a control arrangement that the heater can be controlled more reliably.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.This object is achieved with the characterizing features of claim 1. Advantageous refinements can be found in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher beschrieben, welche einen schematischen Schaltplan der Anordnung zeigt.An embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying drawing described in more detail, which is a schematic circuit diagram of the Arrangement shows.

Die Schaltung umfaßt eine Stromquelle 1, welche zwischen Erde und eine Strom versorgungsleitung 2 geschaltet ist. Die Stromquelle erzeugt typischerweise ein si nusförmiges Ausgangssignal bei einer Frequenz von 400 Hz. Die Stromversorgungs leitung 2 führt über einen Induktor 4 zu einem elektrischen Heizelement 3. Das Heizelement 3 kann als einfacher, spulenförmig gewickelter Draht, als Dünnfilmhei zelement oder in ähnlicher Weise ausgebildet sein und sich im Bereich eines Ven tilators befinden, welcher Luft daran vorbeibläst, um einen warmen Luftstrom zu erzeugen. Das Heizelement 3 ist zwischen die Stromversorgungsleitung 2 und Erde geschaltet. The circuit comprises a current source 1 , which is connected between ground and a power supply line 2 . The current source typically generates a sinusoidal output signal at a frequency of 400 Hz. The power supply line 2 leads via an inductor 4 to an electrical heating element 3 . The heating element 3 can be designed as a simple, coil-shaped wire, as a thin-film heating element or in a similar manner and are located in the region of a fan which blows air past it in order to generate a warm air flow. The heating element 3 is connected between the power supply line 2 and earth.

Der Induktor 4 umfaßt eine Primärspule 5 und eine Sekundärspule 6, welche durch einen Weicheisen- oder Ferritstab 7 nach Art eines Transformators magnetisch mit einander gekoppelt sind. Die gegenüberliegenden Anschlüsse der Primärspule 5 sind in Serie in die Stromversorgungsleitung 2 geschaltet. Zwischen die Anschlüsse der Sekundärspule 6 ist ein Schalter 8 geschaltet. Der Schalter 8 kann ein einfacher, handbetätigbarer, elektromechanischer Schalter sein. Alternativ hierzu kann der Schalter als elektrisch betätigtes Relais oder als elektronischer Schalter, beispiels weise als Schalttransistor, ausgebildet sein.The inductor 4 comprises a primary coil 5 and a secondary coil 6 , which are magnetically coupled to one another by a soft iron or ferrite rod 7 in the manner of a transformer. The opposite connections of the primary coil 5 are connected in series in the power supply line 2 . A switch 8 is connected between the connections of the secondary coil 6 . The switch 8 can be a simple, hand-operated, electromechanical switch. Alternatively, the switch can be designed as an electrically operated relay or as an electronic switch, for example as a switching transistor.

Wenn der Schalter 8 beim Betrieb der Vorrichtung geschlossen ist, ist die Impedanz des Induktors 4, verglichen mit der Impedanz des Heizelements 3, relativ gering und liegt typischerweise im Bereich von 1 bis 2% der Impedanz des Heizelements. Wenn der Schalter 8 offen ist, steigt die Impedanz des Induktors 4 erheblich an und nimmt etwa den dreifachen Wert der Impedanz des Heizelements an, so daß das Heiz element, obwohl die Heizleistung erheblich vermindert ist, immer noch genug Strom aufnimmt, um einen geringen Heizeffekt zu bewirken. Auf diese Weise wird eine Grundheizung auch dann aufrechterhalten, wenn die Steuerungsanlage fehlerhaft arbeitet und der Schalter 8 dadurch geöffnet ist. Die Impedanz des Induktors 4 im geöffneten Zustand des Schalters kann für verschiedene Anwendungsfälle, bei welchen eine größere oder geringere Grundheizleistung benötigt wird, verschieden groß sein. Wenn beispielsweise eine geringere Grundheizleistung benötigt wird, kann die Impedanz des Induktors, wenn der Schalter 8 offen ist, fünfzig- bis hundertmal größer sein als die Impedanz des Heizelements 3.When the switch 8 is closed when the device is operating, the impedance of the inductor 4 is relatively low compared to the impedance of the heating element 3 and is typically in the range of 1 to 2% of the impedance of the heating element. When the switch 8 is open, the impedance of the inductor 4 increases significantly and increases to approximately three times the impedance of the heating element, so that the heating element, although the heating power is significantly reduced, still draws enough current to have a low heating effect to effect. In this way, basic heating is maintained even if the control system is working incorrectly and the switch 8 is thereby opened. The impedance of the inductor 4 when the switch is open can be of different sizes for different applications in which a higher or lower basic heating power is required. If, for example, a lower basic heating power is required, the impedance of the inductor when the switch 8 is open can be fifty to one hundred times greater than the impedance of the heating element 3 .

Die Schaltung kann auch einen zusätzlichen Schalter 10 aufweisen, welcher in die Stromversorgungsleitung 2 eingeschaltet ist und mit welchem die gesamte Heizung abgeschaltet werden kann.The circuit can also have an additional switch 10 which is switched on in the power supply line 2 and with which the entire heating can be switched off.

Claims

1. Arrangement for controlling the alternating current supplied to a heating device ( 3 ), characterized in that it has an inductor ( 4 ) with a primary coil ( 5 ) and a secondary coil ( 6 ), the primary coil being connected in series between an alternating current source ( 1 ) and the heating device ( 3 ) is connected, to the two connections of the secondary coil ( 6 ) a switch ( 8 ) is connected, through which the secondary coil ( 6 ) can be short-circuited, whereby the inductor ( 4 ) when the switch ( 8 ) is closed has low impedance and allows a substantially free flow of current to the heating device and the inductor ( 4 ) has a higher impedance when the switch ( 8 ) is open, whereby the flow of current through the heating device ( 3 ) is reduced, but is still large enough to be the heating device ( 3 ) to cause a heating effect.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the switch ( 8 ) is an electromechanical switch.

3. Arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the impedance of the inductor ( 4 ) when the switch ( 8 ) is closed is approximately 1 to 2% of the impedance of the heating device ( 3 ).

4. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the impedance of the inductor ( 4 ) when the switch ( 8 ) is open is greater than that of the heating device ( 3 ).

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the impedance of the inductor ( 4 ) when the switch ( 8 ) is open is approximately three times as large as the impedance of the heating device ( 3 ).

6. Arrangement according to claim 4, characterized in that the impedance of the inductor ( 4 ) when the switch ( 8 ) is open is approximately fifty to hundreds of times as large as the impedance of the heating device ( 3 ).

7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that it has an additional switch ( 10 ) which interrupts the current flow to the heating device ( 3 ) in the open state.