1 Der Thyristor-Leistungssteller - Jumo GmbH & Co. KG

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3 Geschlossener Regelkreis und unterlagerte Regelungen 3.3 P-Regelung Bei der Leistungsregelung (P-Regelung) wird stets das Produkt aus U · I ausgeregelt. Hierbei besteht ein exakt linearer Zusammenhang zwischen der Ausgangsleistung und der Eingangssignalsteuerung (z. B. 0 ... 20mA) des Thyristor-Leistungsstellers. Ein typisches Einsatzgebiet dieser unterlagerten Regelung sind Heizelemente mit Langzeitalterung und gleichzeitig temperaturabhängiger Widerstandsänderung, wie dies bei Siliziumkarbid der Fall ist (Abbildung 17). R 100 % Abbildung 17: Widerstandsänderung bei Siliziumkarbid 1050 °C bis 4 R Alterung Bei Siliziumkarbid-Heizstäben vergrößert sich der Nennwiderstand durch Langzeitalterung bis zum Faktor 4. Bei der Dimensionierung muss hier der Steller (Thyristor-Leistungssteller wie auch IGBT- Steller) für die doppelte Leistung der Heizelemente ausgelegt werden. Beim Thyristor-Leistungssteller ist zu beachten, dass er für einen aus der Ofenleistung berechneten doppelten Betriebsstom geeignet ist. Dies wird im folgenden näher erläutert. Da die Leistung des Heizelementes während des Alterungsprozesses konstant sein soll, gilt (1) PAlt = PNeu = konstant Alt � Altzustand des Heizelementes Neu � Neuzustand des Heizelementes weiterhin gilt: UAlt (2) PAlt = UAlt · IAlt , RAlt = ---------- IAlt UNeu (3) PNeu = UNeu · INeu , RNeu = ------------ I Neu 28 3 Geschlossener Regelkreis und unterlagerte Regelungen JUMO, FAS 620, Ausgabe 06.07 N υ
3 Geschlossener Regelkreis und unterlagerte Regelungen Zwischen dem Widerstand im Alt- und Neuzustand besteht die Beziehung (4) R Neu = Daraus ergibt sich mit (2) und (3) U Neu (5) ------------ = I Neu Damit 1) erfüllt ist, muss also sein, d. h. RAlt --------- 4 U Alt ---------- 4I Alt Der Laststrom des IGBT-Stellers wird für die Stromaufnahme der SiC-Heizung im Neuzustand ausgelegt. Bei der Lastspannung des Stellers hingegen muss die Spannungsreserve für den Alterungsausgleich berücksichtigt werden. Bei dem zuvor gewählten Beispiel ist dies der Faktor 2. Beim IGBT-Steller fließt im Netz immer ein der tatsächlichen Leistung entsprechender, sinusförmiger Strom. Er ist unabhängig vom Alterungszustand der SiC-Heizung. Die P-Regelung wird außerdem bei der freitaktenden Sparschaltung im Dreileiternetz (Kapitel 5.1.2.3 „Die Sparschaltungen“) eingesetzt oder wenn Lastwiderstandsänderungen, bedingt durch Teillastbruch, ausgeregelt werden müssen. JUMO, FAS 620, Ausgabe 06.07 U Neu U Alt = ---------, I 2 Neu = 2IAlt (11) U Alt PNeu = UNeu • INeu = --------- • 2I 2 Alt = UAlt • IAlt = PAlt (12) 3 Geschlossener Regelkreis und unterlagerte Regelungen 29
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