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Schaltungsanordnung zum schnellen Anheizen von Elektrokochplatten,
-bratöfen . oder ähnlichen Elektroheizstellen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Schaltungsanordnung zum schnellen Anheizen von Elektrokochplatten, -bratöfen oder
ähnlichen Elektroheizstellen mit zwei Heizleitern, die im normalen Betrieb an zwei
Phasen eines Drehstromsystems angeschlossen sind und deren Regelung in der bekannten
Serieneinzelparallelschaltung erfolgt.
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Es sind für Elektrokochplatten bereits eine Reihe von Schaltungen
bekannt, die es ermöglichen, die Stromaufnahme zwecks schnelleren Anheizens ,auf
ein Mehrfaches zu. erhöhen. Erwähnt seien einige derjenigen Schaltungen, die die
Kochplatte während der Anheizzeit höher belasten, z. B. durch Anlegen an eine höhere
Spannung, also beispielsweise bei q.-Leiter-Drehstrom von 22o Volt auf
380 Volt, oder die andere Schaltung, bei der ein oder mehrere Heizleiter
nochmals in sich unterteilt und diese Teile parallel geschaltet werden, oder schließlich
noch eine Schaltung, bei der während der Anheizzeit Teile der einzelnen Heizleiter
kurzgeschlossen oder abgeschaltet werden u. dgl. mehr.
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Bei kleineren Heizstellengruppen, die in der Regel nur an 2 Leiter
angeschlossen werden, sind diese Lösungen ohne weiteres möglich und auch einfach.
Sehr unangenehm auf die Belastung des Mehrleitersystems wirken sich aber diese Schaltungen
dann aus, wenn es sich um größere Stromverbraucher - also z. B. Elektrogroßherde
- handelt. Nimmt man eine Großkochplatte von etwa 5 kW an, die während der Anheizdauer
die dreifache Nennaufnahme haben soll, so wird sich diese Aufnahme von nunmehr 15
kW als einphasige Belastung im Mehrleiternetz stets störend bemerkbar machen, und
zwar selbst dann, wenn man nach bekanntem Vorbild diese höhere Belastung bei 4.-Leiter-DrehstrOm
380[22o Volt durch Umschalten des 2-Leiter-Anschlusses der Kochplatte von 220 Volt
auf 380 Volt herbeiführt. Bei einem Elektrogroßherd kann auch noch der Zufall
eintreten, daß auf die gleiche Phase noch eine oder gar mehrere andere Großkochplatten
geschaltet sind. Hierbei wird als bekannt vorausgesetzt, daß sich bei einem Elektrogroßherd
keinesfalls die Forderung durchführen läßt, daß im Betrieb die einzelnen Phasen
gleichmäßig belastet sind oder auch nur geringe Unterschiede in den Stromaufnahmen
aufweisen.
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Gemäß der Erfindung wird nun bei Elektrokochplatten, -bratöfen oder
ähnlichen Elektroheizstellen mit zwei Heizleitern, die im normalen Betrieb an zwei
Phasen eines Drehstromsystems angeschlossen sind und deren Regelung in der bekannten
Serieneinzelparallelschaltung erfolgt, dieser Übelstand dadurch beseitigt, daß ein
Heizleiter durch eine Anzapfung unterteilt und daß diese Anzapfung während des Anheizens
über
die Leitung an die dritte Phase des Drehstromsystems anschaltbar
ist.
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In Abb. i der Zeichnung ist zunächst die übliche Schaltung mit Serieneinzelparallel#schalteng
der beiden Heizleiter für eine Koelz-. platte von beispielsweise 5 kW normale Nennaufnahme
dargestellt, die zu einem' Elektrogroßherd gehört, der an 3-Leiter-Drehstrom 22o
Volt angeschlossen ist, k ist die Kochplatte mit den Heizleitern il und 22. h ist
ein 5-Takt-Heizregulierschalter, dessen innere Schaltung in Schaltstufe 4 (der Höchstaufnahme)
gestrichelt dargestellt ist. il und 12 sind also parallel geschaltet. Dieser Heizregulierschalter
h ist einerseits durch die Leitungen z1, g, z2 mit der Kochplatte und andererseits
durch die Drehstromzüleitungen S und T mit dem Netz verbunden.
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Abb. 2 zeigt nun die Schaltung nach vorliegender Erfindung. Zu diesem
Zweck ist der Heizleiter il in der Mitte angezapft, wodurch die Heizleiterhälften
i11 und 112 entstehen. Vom Anzapfungspunkt führt die Leitung x zu dem einpoligen
Ausschalter a, der in seiner geschlossenen Stellung den dritten Drehstromleiter
R einschaltet. Schaltet man den Ausschalter a aus, so ist der normale Einphäsenanschluß
der Kochplatte wie in Abb. i wieder hergestellt, und die beiden Heizleiterhälften
i11 und i12 bilden -wieder den normalen Heizleiter il.
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Zur besseren Kennzeichnung des Vorganges der Schaltung nach Abb. i
und 2 ist die Schaltung in Abb.3: und 4 wiederholt, aber in anderer Darstellung
des Heizleiters i1. Dieser ist jetzt in der Mitte geknickt dargestellt, wodurch
sich dann in Abb.4 das bekannte Dreieckschaltbild einer Drehstromschaltung ergibt.
In der dargestellten Anheizschaltung in Schaltstufe 4 und mit geschlossenem Schalter
a ist dann die Kochplatte an alle drei Phasen des Drehstromnetzes angeschlossen.
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Wählt man z. B. bei einem Anschluß an 3-Leiter-Drehstrom 22o Volt
die Nennaufnahme der beiden Heizleiter wie folgt:
11 = 3,I25 kW = 14,2 A,
i2 = 1,875 kW = 8,53 A, so hat man in den normalen 4 Schaltstellungen des Heizreguliersdhalters
h folgende Stromaufnehmen
| Schaltstufe i = 1,173 kW = 5,33A, |
| - 2 = 1,875 kW = 8;53 A, |
| - 3 = 3,125 kW = 14,2ö A, |
| - 4 = 5,000 kW = 22,73 A, |
was, nebenbei gesagt, eine jedesmalige Belastungssteigerung von etwa 65
% ergibt.
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Würde man jetzt nach der bekannten; eingangs gekennzeichneten Schaltung
in Schaltstufe 4 die beiden Heizleiterhälften iii und z12 unter Belassung des Zweileiteranschlusses
--fach parallel schalten, so würde die Stromtinahine steigen in der Anheizstufe
r@ "I4,375 kW = 65,34A, welche Stromauf-`-riähme ganz zweifellos eine unliebsame,
recht hohe einphasige Belastung ergibt.
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Aber auch wenn man die Kochplatte von 22o Volt auf 380 Volt
umschaltet, erhält man eine einphasige Belastung von 15 kW bzw. 39,5 A, welche Stromstärke
man selbst in Außenleitern nicht gern hat.
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In der Anheizschaltung unter Schaltstufe 4 gemäß der Schaltung nach
Abb. 4 sind dagegen -die Leistungsaufnahmen in den Zuleitengen wie folgt verteilt:
| Phase R - S = 6,25 kW = 28,4 A, |
| - R -T = 6,25 kW = 28,4 A, |
| - S-T = 1,87 kW ° 8,53 A. |
Hieraus ergeben sich in den Zuleitungen folgende Stromstärken:
| Phase R = 49,2 A, |
| - 5=33,5A, |
| T-= 33,5 A. |
Die jetzt noch vorhandene Differenz in den Leitungsbelastungen steht nur noch im
Verhältnis von 2 3 und ist ohne weiteres tragbar. Das gleiche Verhältnis tritt natürlich
auch dann ein, wenn man die Kochplatte von vornherein an 38o Volt anschließt, wie
es selbst bei 4-Leiter-Drehstroizi jetzt vielfach von den Elektrowerken verlangt
wird, eben um hohe ungleiche Stromstärken in den Außenleitern möglichst zu vermeiden.
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Aber auch sonst ergeben sich viele Vorteile aus dieser Schaltung gegenüber
den erwähnten anderen Anheizschaltungen: Für eine Kochplatte wie in genanntem Beispiel
mit einer Normalnennaufnahme von 22,73 A genügen bei der vorliegenden Schaltung
Sicherungen von 35 A für alle 3 Phasen vollkommen, denn die Phase R ist ja nur ganz
kurzzeitig während des Aufheizens mit 49;2 A belastet. Die Sicherungsstromstärke
von S und T ist dagegen nur unwesentlich höher, wie für die normale Belastung erforderlich
ist. Die Phasen S und T könnte man sogar aus dem gleichen Grunde der mir kurzzeitigen
Höchstbelastung finit der normalen Sicherungsstromstärke von 25 A sichern.
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Der Anheizschalter ca schaltet nur eine Stromstärke von 49,2 A; ist
also auch als einpoliges Schütz preiswert zu beschaffen.
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Der Heizregulierschalter lt führt eine Höchststromstärke von nur 33,5
A, weicht also in seiner Stromstärke nur unwesentlich
vom normalen
Heizregulierschalter ab und ist für diese Stromstärke noch listenmäßig zu beschaffen.
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Schließlich sei noch besonders betont, daß man überhaupt für die ganze
Apparatur einschließlich Kochplatte durchaus listenmäßige Apparate verwenden kann.
Will man den Außenleiter a nicht von Hand bedienen, so kann man, um einer etwaigen
Überlastung des Heizleiters il vorzubeugen, für die Betätigung einen thermischen
oder einen Zeitschalter mit Uhrwerk oder sonstwie geregeltem Ablauf einbauen und
damit den Ausschalter a als ferngesteuertes Schütz betätigen.
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Bei Anwendung eines Zeitschalters verbindet man diesen zweckmäßig
noch mit einer Sperrung, um nach der selbsttätigen Ausschaltung der Anheizschaltung
diese nicht wieder sofort einschalten zu können, damit einer evtl. zur Zerstörung
der Kochplatte führenden Überlastung vorgebeugt wird. Verwendet man als Ausschalter
a ein ferngesteuertes Schütz, so kann man hierzu in einfacher Weise für die Dauer
der erforderlichen Ruhepause die Steuerleistung unterbrechen.
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Man kann natürlich auch beide Heizleiter in der geschilderten Weise
anzapfen. Billiger in der Herstellung und einfacher im Anschluß ist es aber, wenn
man sich mit der Anzapfung auf nur einen Heizleiter beschränkt. Belastet man im
Aufbau der Kochplatte den angezapften Heizleiter il in der normalen Belastung spezifisch
schwächer wie den nicht unterbrochenen Heizleiter i2, so ist auch bei ö.fterer Anwendung
der Änheizschaltung mit .einer langen Lebensdauer der Kochplatte zu ' @@.@c@l@nen.