JP2765705B2 - 負荷への電力供給を最少のスイッチングサージで制御する方法 - Google Patents

負荷への電力供給を最少のスイッチングサージで制御する方法

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JP2765705B2 JP19532488A JP19532488A JP2765705B2 JP 2765705 B2 JP2765705 B2 JP 2765705B2 JP 19532488 A JP19532488 A JP 19532488A JP 19532488 A JP19532488 A JP 19532488A JP 2765705 B2 JP2765705 B2 JP 2765705B2
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  • Control Of Resistance Heating (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は負荷への電力供給を最少のスイッチングサー
ジで制御する方法に関し、これらの負荷が特に加熱用の
負荷であり、その負荷は２個の等しいサブ負荷にそれぞ
れ電気的に分割されて、その負荷ではそれぞれの負荷の
サブ負荷が交流電源へ直列配置で接続されるか、交互に
個別に接続されるか、または並列配置で接続されるかの
少なくとも３つの主電力段階で任意に接続され得る。
例えば電気炉の炉板のような大電力を消費する負荷へ
の電力供給の制御については、細かく類別された電力段
階の最大限度の数が利用できることが望ましいことが多
い。この目的に対して、例えば炉板に対して３点制御と
呼ばれるものを準備することが知られており、その制御
では幾つかの巻線が並列に配置され、それらの巻線は異
なる電力消費を許容する。然し乍ら、そのような配置は
非常に複雑化され、また特に多数の電力段階については
経済的に使用し得ない。
EP A2 0162620号が最初の項に述べた方法を開示し、
その中には各負荷が幾つかのサブ負荷に再分割され、す
なわち言うならば、例えばサブ巻線が供給電圧電源に直
列配置または並列配置で接続され得るような方法で、加
熱巻線が幾つかのサブ巻線に再分割されていることが開
示されている。従って各加熱負荷が２個のサブ負荷に再
分割されている場合、主電力段階が各加熱負荷に対して
得られる。サブ負荷が電源へ並列配置で接続された場合
には、サブ負荷は最大の電流を消費する。最小に電力を
消費する電力段階は直列配置であり、直列配置では両巻
線は電源へ直列配置で接続される。電力供給を制御する
そのような方法では、従って幾つかの主電力段階が２個
のサブ負荷に再分割された加熱負荷について可能であ
る。然し乍ら、このような電力類別は例えば電気炉の炉
板のようなある種の用途に対してはしばしば不充分であ
る。
電力消費がより細かく類別された電力供給の制御のた
めに、主電力段階の間をあちらこちらへ切り換えたりあ
るいは毎回ただ与えられた期間のみ主電力段階をオンに
切り換えたりすることが可能である。然し乍ら、大きい
電力消費によって、電源汚染の問題が起こる。負荷をオ
ン，オフする切り換えの際に、実際にはスイッチングサ
ージが起こり、それが相当する電源電圧変動を引き起こ
す。目は25Hzより下の周波数領域では特にそのような電
源電圧変動に非常に敏感に反応するので、従って、相当
する装置に対して、充分小さいスイッチングサージとそ
れにより起こる電源汚染しか許容しない規定が存在す
る。関連規定はIEC規格555“家庭用器具および同様の電
気設備により起きる電源の騒乱”である。電源に接続さ
れた電気的負荷によって、50Hz以上のどれだけの高調波
の含有量と、50Hz以下のどれだけの電源電圧変動が起こ
されてよいかが規定されている。更に、正味の直流電流
（netto direct current）の非常に小さい影響が規定さ
れている。
実際には、その時この規格が維持できないので特に50
0Wを超える負荷に対して前述のような主電力段階の間の
より短い切り換え時間は実際にもはや不可能であると言
うそのような規格の維持に対する問題が起こる。大電力
を消費する装置が起こす電源電圧変動は、しばしば“フ
リッカ”と名付けられることは注意すべきである。
前述のEP A2 0162620号に記述された電力段階によっ
ては、異なる電力段階間の切り換え時にスイッチングサ
ージが大き過ぎ、更に許容し難い正味の直流電流効果が
起こるので、このIEC規格は維持され得ない。
DE−OS 3426046号は更に電気的連続加熱器を開示し、
その電気的連続加熱器には２つの電力段階が備えられ
る。低い側の電力段階は２個の並列接続された加熱用抵
抗器からなる負荷によって構成され、それは３相電流電
源の１相に接続される。高い側の電力段階は星形回路に
配置された加熱用抵抗器によって構成され、それは３相
電流電源の各相に接続される。従って、２つの電力段階
は２個より多いサブ負荷によって実現される。高い側の
電力段階は１つの交流電源によってではなくて、３相電
流電源によってのみ実現され得る。
本発明はその目的のために最少限のスイッチングサー
ジで電気的負荷、特に大電力を消費する負荷への電力の
供給を制御する方法を備え、その方法は既知の主電力段
階に加えて更に細かい電力段階を含み、その方法は交流
電源設備のスイッチングサージ効果と正味の直流電流効
果に対する関連国際規格を維持する。
本発明に従って、この目的は、より細かく電力段階を
制御するために更に６つの中間電力段階が準備され、そ
の中で、３つの主電力段階から出発し、６つの交流半波
からなる連続的に繰り返えされる循環中で第１の中間電
力段階では各循環の第３番目の半波の間と第６番目の半
波の間、また第２の中間電力段階ではそれに加えて第２
番目の半波の間と第５番目の半波の間、毎回次に低い主
電力段階へ切り換えられ、出発する主電力段階が直列配
置の場合にはその次に低い主電力段階はオフに切り換え
られた電力消費とすることによって達成される。
この方法に従って、主電力段階に加えて更に中間電力
段階が準備される。更に、１循環は６つの交流半波を含
んで準備される。そのような循環が連続して繰り返えさ
れる。６つの半波からなる１循環の長さには正味の直流
電流効果は循環の長さ全体にわたって存在しない。
交流電源へ３つの主電力段階で接続され得る２個のサ
ブ負荷をそれぞれ含む負荷に対して、従って６つの交流
半波からなる１循環が準備される。最大スイッチングサ
ージについての関連規格を維持するために、第１の中間
電力段階では１つ下の主電力段階へ各循環の第３番目の
半波の間と第６番目の半波の間、毎回切り換えられる。
これに加えて、第２の中間電力段階が準備され、その段
階では第３番目の半波の間と第６番目の半波の間とに加
えて、第２番目の半波の間と第５番目の半波の間もま
た、毎回次に低い主電力段階へ毎回切り換えられる。従
って、３つの主電力段階から出発して、毎回２つの中間
電力段階があり、だから全体では６つの中間電力段階が
存在する。
従って、３つの主電力段階から出発して、各循環中の
幾つかの決められた交流半波の間、１つ低い主電力段階
へそのような循環ごとに切り換えられる。例えば、２個
のサブ負荷の並列配置から出発して、更に中間電力段階
が準備される場合には、並列配置の主電力段階から出発
して、各循環の第３番目と第６番目の交流半波ごとに１
つ低い電力段階へ切り換えられる。今の例では、並列配
置の各循環における第３番目と第６番目の交流半波ごと
の間、交互にサブ負荷の個別のスイッチ・オンに切り換
えられることをこれは意味する。従って、基本的には各
循環での全ての交流半波の間並列配置がスイッチ・オン
されているが、然し各第３番目の交流半波の間は加熱負
荷の中の第１のサブ負荷または第２のサブ負荷のいずれ
かのみがスイッチ・オンされ、また各第６番目の交流半
波の間は第２のサブ負荷または第１のサブ負荷のいずれ
かのみがスイッチ・オンされる。この例から出発して、
更に別の中間電力段階が準備される。この例では、第２
の中間電力段階に対してそれは２個のサブ負荷の並列配
置の主電力段階に基礎を置いており、付加的に第２番目
と第５番目の半波においてもまた次に低い主電力段階へ
切り換えられる。今の例では、これは２個のサブ負荷が
交互にスイッチ・オンされることを意味する。この第２
の中間電力段階の１循環は、例えば第２番目の半波の間
と第５番目の半波の間第１のサブ負荷へ切り換えられ、
第３番目の半波の間と第６番目の半波の間第２のサブ負
荷へ切り換えられること、および各循環の第１番目の半
波の間と第４番目の半波の間２個のサブ負荷は電源へ並
列に接続されることである。１循環は６つの交流半波を
含むから、上述の方法で少なくとも２つの中間電力段階
が２つの主電力段階の間に配設され、これらの中間電力
段階は２個のサブ負荷が等しい場合には電源へ正味の直
流電流の影響を与えない。
勿論、上述の方法によって、更に別の中間電力段階が
残りの主電力段階の間に準備され得る。例えば、負荷を
構成する２個のサブ負荷が交互にスイッチ・オンされる
主電力段階から出発して、循環中の少しの交流半波の間
直列配置の主電力段階へ切り換えられる。２個のサブ負
荷の直列配置に対しては、第１の中間電力段階では第３
番目の半波の間と第６番目の半波の間電力消費零に切り
換えられることにより、また第２の中間電力段階ではこ
れに加えて各循環において第２番目と第５番目の半波ご
との間電力消費零に切り換えられることにより、この主
電力段階に基づいた２つの中間電力段階が得られる。今
の例では、３つの主電力段階に加えて、全体では従って
６つの中間電力段階が存在する。
この方法を使うことによって、従って全体で９つの電
力段階が得られ、この中間段階によってスイッチングサ
ージの影響が最少限となる。毎回妥当な規格に切り換え
られ得るようにスイッチングサージの残留効果が得られ
る周波数領域を自由に選択できることが、この方法の特
別な効用である。個々の半波を切り換えると的はずれの
周波数領域でスイッチングサージの影響を放任する。こ
の方法は更に、簡単に構成された配置によって実現でき
るという効用をも有する。もっと詳しく言うと、加熱負
荷の機械的構成については何ら特別の配置を必要とせ
ず、負荷ごとに単に少なくとも２個のサブ負荷が必要な
だけである。従って、配置については経済的な構造が得
られる。
DE−AS 1801404号またはDE−OS 3003451号はそれぞれ
電力供給の制御用回路配置を開示しており、その中では
最高の電力段階で１循環中の全ての交流半波が負荷へ接
続される。より低い電力段階では、交流半波がスイッチ
・オフされる。従って、この回路配置によっては少なく
とも２個のサブ負荷を有する負荷は制御されない。従っ
て、例えば並列配置の主電力段階に基づいた中間電力段
階の実現は不可能である。
本発明の別の実施例に従って、第１の電力段階からこ
の第１の電力段階に基づく第２のより高い電力段階へ次
々とまた増加する順序で切り換えるために、この第２の
電力段階に達するまで少なくとも１循環の期間中毎回次
に高い電力段階がスイッチ・オンされることが確保され
る。
この方法はまた、電源へのスイッチングサージの影響
をより少ししか与えないで、異なる電力段階間を切り換
えることができ、それらの両電力段階は、主電力段階で
あっても中間電力段階であってもどちらでもよい。この
目的のために、第１の電力段階から出発して、最初にこ
の第１の電力段階の上にある次に高い電力段階がスイッ
チ・オンされるような方法で第２のより高い電力段階へ
切り換えられる。これは少なくとも１循環の期間行われ
る。続いて、この電力段階から出発して、また少なくと
も１循間の期間、再び次により高い電力段階がスイッチ
・オンされる。このように、切り換えられるべき第２の
電力段階に達するまで、この手順が続けられる。また、
このように少なくとも１循環の期間スイッチ・オンされ
て第１と第２の電力段階の間に配置される電力段階は、
主電力段階または中間電力段階のいずれであってもよ
い。この方法で切り換えが進められた場合には、１つの
電力段階に永久的に投入されている場合に較べて少しだ
け高いスイッチングサージの影響を電源に与えるだけで
ある。
本発明の更に別の実施例に従って、第２のより低い電
力段階へ切り換えるために、電力段階の減少する順序に
よる相当する方法で進められることが確保される。スイ
ッチ・オンされるべき第２の電力段階が第１の電力段階
より低い電力消費を有する場合には、類似の方法で、し
かし電力段階の減少する順序で、有利に進められる。こ
の場合にもまた、第１と第２の電力段階の間に置かれる
全ての電力段階は、少なくとも１循環の期間スイッチ・
オンされる。
本発明の更に別の実施例に従って、サブ負荷を任意の
電力段階へ接続する場合に、少なくとも１循環の期間最
低の中間電力段階へ最初に接続されることが確保され
る。
任意の電力段階へ切り換える場合にもまた、その電力
段階への切り換えの後に最少限のスイッチングサージで
すませるために、利用できる最低の中間電力段階へ最初
に切り換えられる。これは少なくとも１循間の期間行
う。続いて、前もって選択された電力段階がスイッチ・
オンされ、その電力段階は再び中間電力段階と同様に主
電力段階であってもよい。最低の中間電力段階が選択さ
れた電力段階の前にスイッチ・オンされた場合には、特
別に高い電力のスイッチ・オンに際しても、電源へのス
イッチングサージ効果がかなり低減される。
本発明の更に別の実施例に従って、電力消費の更に別
の中間類別が準備され、その類別に対しては２つの相隣
る電力段階の間をあちらこちらへ１循環の整数倍の期間
で切り換えられることが確保される。
一様に更に細かく区分された電力消費に対し、この方
法は１循環の整数倍の期間で２つの隣接する電力段階の
間をあちらこちらへ切り換えることの実現性を備える。
このようにして、更に別の電力段階が得られ、その電力
段階に対しては電源へのスイッチングサージ効果はほと
んど高くない。
本発明の更に別の実施例に従って、最小の中間電力段
階の下に更に別の電力段階が準備され、その電力段階に
対しては最小の中間電力段階とスイッチ・オフの電力消
費との間を、１循環の整数倍の期間であちらこちらへ切
り換えられることが確保される。
ある種の応用では、本発明に従った最小の中間電力段
階よりも下に更に別の電力段階を備えることが望まれ
る。従って、１循環の整数倍の期間で最小の中間電力段
階とスイッチ・オフの電力消費との間をあちらこちらへ
切り換えることの実現性がある。このとき多数の循環を
保つこともまた可能であり、その循環に対して最小の中
間電力段階と電力消費零とがいろいろの大きさに切り換
えられる。例えば、１回の循環の期間最小の中間電力段
階がスイッチ・オンされ得て、２回の循環の期間電力消
費がスイッチ・オフされ得る。理論的には最小の中間電
力段階の下に任意の数の更に別の電力段階が準備できる
ように、循環の数はその都度更に可変である。
電気炉にますます用いられているような、サブ負荷と
してハロゲンランプを用いる負荷に対しては特に、その
ようなハロゲンランプのタングステン螺旋が熱い状態よ
りも冷たい状態の方がより低い抵抗を有するので、スイ
ッチングサージ効果についての問題が起こる。これは、
このような負荷に対して負荷をスイッチ・オンした場合
に特別に高いスイッチングサージ効果が生じることを意
味する。これらの負荷についてもっと正確に言えば、本
発明にかかる方法が、例えば800Wの電力を消費するその
ようなハロゲンランプに対してもまた、細かい類別によ
る電力供給を制御することが実現できるので、本発明に
かかる方法が大きい効果を有する。
更に、ここに記述した本発明にかかる方法は、ここに
記述された循環の中での切り換えの変化が未だ充分に急
速に影響されるので、ほんのわずかなほのかに光る光も
表現することができる。
本発明の更に別の実施例に従って、サブ負荷が中間電
力段階へ切り換えられる２つまたはそれ以上の負荷の動
作を通して、第１の負荷が第１の中間電力段階の１つに
切り換えられる場合にはこの第１の負荷の循環に関して
第２の負荷の循環が２つの半波の期間だけ時間的にシフ
トされ、第１の負荷が第２の中間電力段階の１つに切り
換えられる場合には第２の負荷の循環が１つの半波の期
間だけシフトされることが確保される。
第１の負荷に関連して第２の負荷をそのようにシフト
することによって、負荷が比較的高い電力を消費する２
つの負荷のそれぞれの循環中の半波が、同時には起こら
ずに少なくとも１半波だけ相互にシフトされると言う効
用を特に有する。このようにして、２つまたはそれ以上
の負荷の動作の間に、電源から比較的一様な電力を抽出
することができる。
本発明は更に、熱源として光を用いる料理用装置にも
関連し、その装置はサブ負荷として準備された２個のハ
ロゲンランプによって構成された少なくとも１個の加熱
用負荷を含み、そのハロゲンランプはスイッチと共にブ
リッジ回路を形成し、一方制御ユニットが準備されて、
その制御ユニットはサブ負荷が交流電源へ直列配置で接
続されるか、交互に個別に接続されるか、または並列配
置で接続されるかの３つの主電力段階に任意に、少なく
とも６つの交流半波の間接続され得るような方法でこの
スイッチを制御する。さらにこの制御ユニットはそれに
加えてサブ負荷が任意に６つの中間電力段階へ切り換え
られるような方法でスイッチを制御し、一方では３つの
中間電力段階から出発して、６つの交流半波からなる連
続的に繰り返えされる循環中で第１の中間電力段階では
各循環の第３番目の半波の間と第６番目の半波の間、ま
た第２の中間電力段階ではそれに加えて第２番目の半波
の間と第５番目の半波の間、毎回次に低い主電力段階へ
切り換えられ、出発する主電力段階が直列配置の場合に
はその次に低い主電力段階はスイッチ・オフされた電力
消費であることが確保される。スイッチとしてはトライ
アックが使用される。
本発明を実施するために、図面を参照しつつ例を用い
てより詳細に以下説明する。
電気的負荷へ電力供給を最少のスイッチングサージで
制御する方法を実施するための第１図に示された配置
は、制御ユニット１を有し、その制御ユニット１は供給
キーボード２と電子的制御ユニット３とに再分割され
る。電子的制御ユニット３は一般にマイクロプロセッサ
配置を含む。電子的制御ユニット３から３本の制御線４
が切り換えユニット５へ延び、その切り換えユニット５
は光学的結合器（図示されていない）を具えて、電子的
制御ユニット３から制御線４を通して制御信号を受け取
る。図中に示されていないトライアック制御要素もまた
切り換えユニット５内に存在する。そのような光学結合
器とトライアック制御要素とを具える回路は雑誌“Siem
ens Components"Vol.18（1980,part2,P69,Fig.12）に記
載されている。これらのトライアック制御要素はブリッ
ジ回路９内に存在する３個のトライアック6,7および８
を制御する。トライアック６はブリッジの１分岐中で負
荷Ａと直列に配置される。トライアック８は第２のブリ
ッジ分岐中で負荷Ｂと直列に配置される。２つの分岐の
中央はトライアック７を通して結合され、そのトライア
ック７が負荷ＡとＢとを直列にすることができる。負荷
Ａとトライアック８との間の結合点は一方で、またトラ
イアック６と負荷Ｂとの間の結合点は他方で220Vの交流
電圧へ接続される。
２個の負荷ＡとＢとは共通の電気的負荷のサブ負荷を
表現する。このサブ負荷はハロゲンランプであり、それ
は熱源として光を用いる料理用装置内に配置される。ト
ライアック6,7および８と関連する制御手段とは制御ユ
ニット１を含み、切り換えユニット５はトライアック6,
7および８の駆動を行う。これらのトライアックの適切
な駆動によって、２個のサブ負荷へ再分割されたこの負
荷についての３つの主電力段階へ切り換えることができ
る。全てのトライアックが非導通状態に切り換えられた
場合には、負荷はスイッチ・オフされる。トライアック
６のみが導通状態に切り換えられた場合には、負荷Ａが
個別に電源電圧（220V）へ接続される。トライアック８
のみが導通状態に切り換えられた場合には、負荷Ｂが電
源へ接続される。トライアック７が導通状態に切り換え
られた場合には、負荷ＡとＢとが直列に電源へ接続され
る。トライアック６とトライアック８の両方が導通状態
に切り換えられた場合には、負荷ＡとＢとが並列に電源
へ接続される。３個のトライアック6,7および８の適切
な駆動によって、従って負荷ＡとＢとが３つの主電力段
階へ適切な方法で切り換えられ得る。
然し乍ら、第１図に図式的に示された配置によって、
付加的に本発明の方法に従って準備された中間電力段階
もまた切り換えられ得る。この目的に対して、電子的制
御ユニット３が電源の交流半波を確認できるように、22
0Vの電源電圧が電子的制御ユニット３の入力端子10へ供
給される。
第２図はａ〜ｉの全部で９つの切り換え循環を示し、
その中で、例えば第１図に示した負荷ＡとＢとが切り換
えられる。
これらの循環のそれぞれは毎回６つの半波の長さを有
する。循環ｃの場合には、すなわち各循環の６つの半波
全てについて、負荷ＡとＢとが電源に直列に接続され
る。これが第１の主電力段階である。切り換え循環ｆで
は、負荷ＡとＢとは交互に個別に電源へ切り換えられ、
負荷Ａは毎回半波1,3および５に電源へ接続され、負荷
Ｂは各循環で毎回半波2,4および６に電源へ接続され
る。切り換え循環ｉでは、負荷ＡとＢとは６つの半波全
てについて電源へ並列に毎回接続される。切り換え循環
c,fおよびｉの半波の振幅差違は、継承のこの順序で増
加する３つの主電力段階の電力消費を象徴的に示してい
る。
切り換え循環ｂには第１の中間電力段階が示され、そ
れは循環ｃに示された負荷ＡとＢとの直列配置の主電力
段階から出発することができる。第１の中間電力段階で
ある切り換え循環ｂでは、循環中の第３番目の半波の間
と第６番目の半波の間スイッチ・オフの電力消費に切り
換えられる。なぜならば、両負荷が直列配置されている
この主電力段階ではスイッチ・オフが次に低い主電力段
階であり、これはこの場合には電力消費が零であるから
である。切り換え循環ａでは、両負荷が直列配置された
主電力段階であるｃで表現された切り換え循環から出発
して、第２の中間電力段階がまた表現され、この第２の
中間電力段階では第３番目と第６番目の半波のみならず
それに加えてこの循環の第２番目と第５番目の各半波の
間スイッチ・オフの電力消費に切り換えられる。第２の
中間電力段階のａで表現される切り換え循環では、負荷
ＡとＢとは従って半波１の間と半波４の間のみ直列配置
で電源へ接続される。
切り換え循環が第２図ｃに表現されている第１の主電
力段階から出発して、切り換え循環がｂで表現されてい
る第１の中間電力段階では2/3しか電力を消費せず、一
方ａで表現される第２の中間電力段階では1/3しか電力
を消費しない。
加うるに、他の２つの主電力段階にも毎回２つの中間
電力段階が準備される。両負荷が交互に個別に電源へ接
続される、第２図に切り換え循環ｆで表現される主電力
段階に対しては、２つの中間電力段階は切り換え循環が
ｅである第１の中間電力段階と、切り換え循環がｄであ
る第２の中間電力段階とである。
切り換え循環ｅにより表現される負荷を交互に接続す
る主電力段階から出発する第１の中間電力段階は、次に
低い主電力段階すなわち従ってこの場合には負荷ＡとＢ
とが直列配置された主電力段階へ、第３番目の半波の間
と第６番目の半波の間切り換えられる。このようにし
て、切り換え循環ｅで表現される第１の中間電力段階で
は、負荷Ａが半波１の間および半波４の間電源へ個別に
接続され、負荷Ｂが半波２の間および半波５の間電源へ
個別に接続され、負荷ＡとＢとが半波３の間および半波
６の間電源へ直列にして接続される。この主電力段階の
部分を形成しその切り換え循環が第２図ｄで表現される
第２の中間電力段階では、先の場合に加えて半波２の間
および半波５の間２個の負荷の直列配置に切り換え、従
ってこの循環の第１番目の半波の間負荷Ａが電源へ個別
に接続され、この循環の第４番目の半波の間負荷Ｂが電
源へ個別に接続され、この循環の残りの半波の間２個の
負荷が電源へ直列に接続される。
第２図ｉには負荷ＡとＢとが電源へ並列に接続された
第３の主電力段階が示される。この主電力段階から出発
してもまた、再び２つの中間電力段階が備えられ、それ
らは第２図ｈおよびｇに示される。第２図ｈに第１の中
間電力段階が示され、そこではこの循環の第３番目の半
波の間と第６番目の半波の間次に低い主電力段階へ切り
換えられ、従ってこの場合はこれらの循環の間負荷Ａと
Ｂとが交互に電源へ切り換えられ、このことは今の例で
は半波３の間負荷Ａが個別に電源へ、半波６の間負荷Ｂ
が個別に電源へ接続されることを意味する。この循環の
残りの半波の間は負荷ＡとＢとが電源へ更に並列に接続
される。切り換え循環ｇには第２の中間電力段階が示さ
れ、それは負荷の並列配置の主電力段階から出発して得
られる。この場合に、半波2,3,5,6の間は負荷ＡとＢと
が交互に個別に電源へ接続され、一方半波１の間と半波
４の間はＡとＢとが更に並列に接続される。今の場合に
は、負荷Ａは半波２の間および半波５の間電源へ個別に
毎回接続され、負荷Ｂは半波３の間および半波６の間電
源へ個別に毎回接続される。
第２図に示された実施例では、従って、本発明にかか
る方法に従う３つの主電力段階のそれぞれに対して得ら
れる２つの中間電力段階の毎回の循環が示される。切り
換え循環がｃで表現される主電力段階に対しては、切り
換え循環ｂを有する第１の中間電力段階と切り換え循環
ａを有する第２の中間電力段階が得られる。切り換え循
環ｆを有する主電力段階に対しては、切り換え循環ｅを
有する第１の中間電力段階と切り換え循環ｄを有する第
２の中間電力段階が、また切り換え循環ｉを有する主電
力段階に対しては、切り換え循環ｈを有する第１の中間
電力段階が切り換え循環ｇを有する第２の中間電力段階
と同様に得られる。
第２図に示された例においては、従ってそれに加えて
更に全体で３つの中間電力段階が３つの主電力段階の位
置に設けられ得る。これら全体で９つの電力段階は、第
２図で各時間循環に付けられたアルファベットの順序で
消費する電力が増大する。
更に、もっと別の電力段階が３つの主電力段階と６つ
の中間電力段階とから構成される９つの電力段階の間に
設けられ得て、その場合には２つの相隣る電力段階の間
をあちらこちらへ切り換えられる。例えば、別の電力段
階を形成するために、制御ユニット１は第２図ａに示し
たような６つの半波の第１の循環（負荷の直列配置によ
る主電力段階から出発して得られる第２の中間電力段
階）を最初に作り、６つの半波を有するその後の５つの
循環では電力消費がスイッチ・オフに切り換えられる。
続いて再び第２図ａに示したような切り換え循環が作ら
れ、それから５つの循環の間電力消費がスイッチ・オフ
にされる。
スイッチ・オンの際には、制御ユニット１は可能な限
り小さいスイッチングサージ効果を保つために最低の電
力循環を有する切り換え循環を選ぶ。少なくとも１循環
の期間経過後に、次に高い電力消費を有する切り換え循
環へ切り換えられる。これが前もって選択されている電
力段階に達するまで続けられる。
第３図において、図に示されていない２個の負荷の切
り換え循環が上下に示されている。上側の曲線変動には
２個のサブ負荷ＡおよびＢを含む負荷の切り換え循環が
示されており、下側の曲線変動には２個のサブ負荷Ｃお
よびＤを含む負荷の切り換え循環が示されている。
これら２個の負荷のそれぞれは、例えば第１図に示さ
れた配置で接続され得る。
上側の曲線変動にはサブ負荷ＡおよびＢの切り換え循
環が示され、２個のサブ負荷は２個の負荷の交互接続の
主電力段階から出発する第２の中間電力段階に切り換え
られる。
従って、第１の負荷は可能な第２の中間電力段階の１
つに切り換えられたから、本発明にかかる方法に従って
サブ負荷ＣおよびＤを含む第２の負荷は第１の負荷の循
環に関して時間的に半波の期間だけシフトされたように
接続される。２個のサブ負荷ＣおよびＤは今の例では電
源へ負荷が交互接続される主電力段階から出発する第１
の中間電力段階へ切り換えられている。第２の負荷の循
環の時間的なシフトだから、負荷Ｃは半波の遅れによっ
て、すなわち言うならば負荷ＡおよびＢの第２の半波の
間、スイッチ・オンされる。
この一群では、２つの負荷のピーク電力が負荷の一方
の切り換え循環のシフトによって時間的に一致しないの
で、比較的一様な電力消費が両方の主負荷の動作の間に
得られる。今の例では、２個の負荷の直列配置の故に負
荷ＡおよびＢが比較的低い電力を消費する時に、負荷Ｃ
およびＤが比較高い電力を消費する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明にかかる方法を実施するのに適した２個
のサブ負荷を有する負荷を具えた配置を示し、 第２図はａ〜ｉに本発明にかかる方法に従って電力供給
を制御する切り換え循環を示し、 第３図は本発明にかかる方法により２つの負荷のピーク
をずらした循環を示す図である。 １……制御ユニット、２……供給キーボード、３……電
子的制御ユニット ４……制御線、５……切り換えユニット、6,7,8……ト
ライアック ９……ブリッジ回路、10……入力端子
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05F 1/45 H02J 3/00 H05B 3/00

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】負荷が特に加熱用の負荷であり、その負荷
    は２個の等しいサブ負荷にそれぞれ電気的に分割され
    て、その負荷ではそれぞれの負荷のサブ負荷が交流電源
    へ直列配置で接続されるか、交互に個別に接続される
    か、または並列配置で接続されるかの少なくとも３つの
    主電力段階で任意に接続され得るものにおいて、より細
    かく電力供給を制御するために更に６つの中間電力段階
    が準備され、その中で、３つの主電力段階から出発し、
    ６つの交流半波からなる連続的に繰り返えされる循環中
    で第１の中間電力段階では各循環の第３番目の半波の間
    と第６番目の半波の間、また第２の中間電力段階ではそ
    れに加えて第２番目の半波の間と第５番目の半波の間、
    毎回次に低い主電力段階へ切り換えられ、出発する主電
    力段階が直列配置の場合にはその次に低い主電力段階は
    オフに切り換えられた電力消費であることを特徴とする
    負荷への電力供給を最少のスイッチングサージで制御す
    る方法。
  2. 【請求項２】第１の電力段階から第２のより高い電力段
    階へ切り換えるために、第１の電力段階から出発して第
    ２の電力段階に達するまで、次々と且つ増加する順序
    で、少なくとも１循環の期間の間、毎回次に高い電力段
    階がスイッチ・オンされることを特徴とする請求項１記
    載の負荷への電力供給を最少のスイッチングサージで制
    御する方法。
  3. 【請求項３】第１の電力段階から第２のより低い電力段
    階へ切り換えるために、第１の電力段階から出発して第
    ２の電力段階に達するまで、次々と電力段階の減少する
    順序により、少なくとも１循環の期間の間、毎回次に低
    い電力段階がスイッチ・オンされることを特徴とする請
    求項１記載の負荷への電力供給を最少のスイッチングサ
    ージで制御する方法。
  4. 【請求項４】サブ負荷を任意の電力段階へ接続する場合
    に、少なくとも１循環の期間の間、最低の中間電力段階
    へ最初に接続されることを特徴とする請求項１〜３のい
    ずれかに記載の負荷への電力供給を最少のスイッチング
    サージで制御する方法。
  5. 【請求項５】電力消費の更に別の中間類別が準備され、
    その類別に対しては２つの相隣る電力段階の間をあちら
    こちらへ１循環の整数倍の期間で切り換えられることを
    特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の負荷への電
    力供給を最少のスイッチングサージで制御する方法。
  6. 【請求項６】最小の中間電力段階の下に更に別の電力段
    階が準備され、その電力段階に対しては最小の中間電力
    段階とスイッチ・オフの電力消費との間を、１循環の整
    数倍の期間であちらこちらへ切り換えられることを特徴
    とする請求項１〜５のいずれかに記載の負荷への電力供
    給を最少のスイッチングサージで制御する方法。
  7. 【請求項７】サブ負荷が中間電力段階へ切り換えられる
    ２つまたはそれ以上の負荷の動作を通して、第１の負荷
    が第１の中間電力段階の１つに切り換えられた場合には
    この第１の負荷の循環に関して第２の負荷の循環が２つ
    の半波の期間だけ時間的にシフトされ、第１の負荷が第
    ２の中間電力段階の１つに切り換えられた場合には第２
    の負荷の循環が１つの半波の期間だけシフトされること
    を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の負荷への
    電力供給を最少のスイッチングサージで制御する方法。
  8. 【請求項８】負荷のサブ負荷が同じ電力消費を有するこ
    とを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の負荷へ
    の電力供給を最少のスイッチングサージで制御する方
    法。
  9. 【請求項９】熱源として光を用いる料理用装置であっ
    て、２個のハロゲンランプを含む少なくとも１つの加熱
    負荷を含み、そのハロゲンランプはサブ負荷として準備
    されスイッチと共にブリッジ回路を形成し、一方制御ユ
    ニットが準備されて、その制御ユニットはサブ負荷が交
    流電源へ直列配置で接続されるか、交互に個別に接続さ
    れるか、または並列配置で接続されるかの３つの主電力
    段階に任意の少なくとも６つの交流半波の間接続され得
    るような方法でこのスイッチを制御する、請求項１〜８
    のいずれかに記載の方法を実行するために、この制御ユ
    ニットはそれに加えてサブ負荷が任意に６つの中間電力
    段階へ切り換えられるような方法でスイッチを制御し、
    一方では３つの主電力段階から出発して、６つの交流半
    波からなる連続的に繰り返えされる循環中で第１の中間
    電力段階では各循環の第３番目の半波の間と第６番目の
    半波の間、また第２の中間電力段階ではそれに加えて第
    ２番目の半波の間と第５番目の半波の間、毎回次に低い
    主電力段階へ切り換えられ、出発する主電力段階が直列
    配置の場合にはその次に低い主電力段階はスイッチ・オ
    フされた電力消費であることを特徴とする料理用装置。
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