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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik SSR für Heizungssteuerung


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Autor: Frank K. (digidax)
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Guten Morgen,
Ich bräuchte bitte Euren Rat bezüglich folgender Problematik:

Ein Heizung (Heizdraht) ausgelegt mit 24 VAC 70 W wird aktuell an einem 
Trenntrafo (230 V auf 24 V) betrieben. Nun soll die Heizleistung 
geregelt werden. In der Heizung ist ein Sensor verbaut, die Temperatur 
hab ich in einer SPS zur Verfügung.

Der Plan ist, bis zu einer bestimmten Temperatur den Stromkreis 100% 
geschlossen zu halten (Aufheizphase).
Dann würde ich beginnend mit einem Tasverhältnis von 90% auf einer 
Periode von 2 Sekunden zu 10% "herabregeln" bis sich die gewünschte 
Temperatur eingestellt hat und wieder nachregeln.

Das Last-Schalten würde ich mit einem SSR im Sekundärstromkreis des 
Trafos realisieren und per Optokoppler von der SPS aus ansteuern. 
Spricht etwas dagegen?

Habe SSR's mit Phasenanschnitt gefunden und welche die immer im 
Nulldurchgang schalten, Andere die zufällig schalten. Was wäre die 
richtige Wahl?

Viele Grüße,
Frank

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Frank K. schrieb:
> Habe SSR's mit Phasenanschnitt gefunden und welche die immer im
> Nulldurchgang schalten, Andere die zufällig schalten. Was wäre die
> richtige Wahl?

Heizung ist normalerweise träge. Also reicht es (normalerweise) wenn im 
Sekundentakt gemessen und entsprechend geregelt wird. Darum und weil 
Phasen-an(ab)schnittsteuerung Oberwellen und Störungen verursacht 
benutzt man sogenannte Wellenpaket oder Schwingungspaketsteuerung.
Das heisst man schaltet komplette Vollwellen und steuert hier über das 
Puls Pausenverhältnis.
Also ist ein Nulldurchgang schaltendes SSR die richtige Wahl.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Frank K. schrieb:
> Habe SSR's mit Phasenanschnitt gefunden
Vergiss die. Die darfst du 1. sowieso nicht für Heizungen verwenden und 
2. wird der Trafo damit wahrscheinlich asymmetrisch belastet und deshalb 
gut warm.

> und welche die immer im Nulldurchgang schalten, Andere die zufällig
> schalten. Was wäre die richtige Wahl?
Welches SSR hast du da überhaupt gefunden, das auch für 24Vac gut taugt? 
Üblicherweise haben die dank Triac einen nennenswerten Spannungsabfall. 
Und zudem braucht der üblicherweise verbaute Triac erst mal eine 
Mindestspannung zwischen den beiden Anoden, dass er überhaupt zündet...

Autor: MaWin (Gast)
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Die Periode muss wegen der Flickernorm zumindest 4 Sekunden betragen und 
weil Heizung darf laut EVU kein Phasenanschnitt gemacht werden also muss 
ein zero cross SSR rein, und weil ein SSR im Fehlerfall leitet muss ein 
echter Schalter als Hauptschalter davor und wenn bei Dauerheizen etwas 
wegen Überhitzung kaputt gehen könnte muss eine Übertemperatursicherung 
rein und weil SSR nur 800V aushalten muss ein 300V~ VDR als 
Überspannungsschutz davor (daher reicht kein 600V SSR, weniger als 1.25 
x 230 darf der VDR nicht haben) und weil der durch Alterung dauerleitend 
wird muss er an eine 98GradC Temperatursicherung gekoppelt sein.
Soweit die Vorschriften, der Rest ist Kür.

Autor: MaWin (Gast)
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Frank K. schrieb:
> Sekundärstromkreis

Natürlich Primär, 1/100 der Verluste.

Autor: Haudrauf (Gast)
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Primer einen Trafo schalten... aber immer nach strikt genzzahligen 
Wellen. Sonst laeuft der Trafo in die Saettigung.
Und der Trafo ist dann immer in der Anlaufsphase, bedeutet zieht immer 
Unmengen an Strom.
Und eine SSR hat auch einen spannungsabfall von etwa 2V, bedeutet 6W 
verluste im Dauereinschaltbetrieb.

Eine megaschlechte Idee.

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Im Prinzip ist das das gleiche, was in meiner Lötstation verbaut ist - 
hier allerdings ist es ein MOC3041 und ein simpler BT138 Triac (o.ä.). 
Der MC ist dabei ein simpler Zweipunktregler.
Am Triac gehen etwa 1,4V verloren, die er abhängig vom Strom als 
Verlustleistung verknusen muss.

Autor: Frank K. (digidax)
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Also unterm Strick dann klassisch mit zweipoligen Klein Schütz im 
Sekundärkreis?

Autor: Peter D. (peda)
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Falls die SPS auch mit 24V läuft, würde ich alles über ein Netzteil 
laufen lassen und die Heizung mit einem MOSFET schalten.

Autor: Gebhard R. (geb)
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Frank K. schrieb:
> Also unterm Strick dann klassisch mit zweipoligen Klein Schütz im
> Sekundärkreis?

Das hält dann nicht lange. Aber 70W bei 230V ist für einen Triac gar 
nix. Den braucht man nicht mal besonders kühlen. RC Glied parallel zum 
Triac gegen allzuhohes dU/dt (Überkopfzünden) nicht vergessen!

Grüsse

Autor: S. M. (opusdiabolus)
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MaWin schrieb:
> Frank K. schrieb:
>> Sekundärstromkreis
>
> Natürlich Primär, 1/100 der Verluste.

Sorry MaWin das sind 1/10

Autor: MaWin (Gast)
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S. M. schrieb:
> Sorry MaWin das sind 1/10

Ich habe gerechnet:
Die 2V Spannungsabfall am SSR machen bei 230 nur 1/10 an Verlust als an 
24V.
Da primär nur 1/10 des Stromes fliesst, ist die Verlustwärme auch nur 
1/10.
Und dann beide Verlustfaktoren munter zusammengerechnet, warum auch 
nicht, der Triac wird 1/10 so warum, stimmt schon.

Autor: Frank K. (digidax)
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Danke für die vielen Hinweise, habe wieder viel gelernt.
Habe auch gelesen, dass zwei antiparallel geschaltete Thyristoren 
günstige sind aber hier sollte es auf grund des geringen primären Stroms 
von ca. 0,3 A nicht ins Gewicht fallen.

lg Frank

Autor: tabtab (Gast)
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MaWin schrieb:
> Die Periode muss wegen der Flickernorm zumindest 4 Sekunden betragen und
> weil Heizung darf laut EVU kein Phasenanschnitt gemacht werden also muss
> ein zero cross SSR rein, und weil ein SSR im Fehlerfall leitet muss ein
> echter Schalter als Hauptschalter davor und wenn bei Dauerheizen etwas

Flickernorm, bei 70 Watt? Bullshit³! Hoffentlich baut niemand mehr eine 
Lichtorgel mit Glü.. ääämm, Headballs. Das deutsche Stronnetz könnte 
davon zusammenbrechen. Oder Lieschen Müllers i-blöd Netzteil von den 
Störungen gestört fühlen.

Autor: Jürgen F. (unterstrom)
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Hallo,
habe genau das, das Du suchst, vor Jahren als Gärschrank zum Brotbacken 
gebaut: hysteresefreier Temperaturregler. Basiert auf einem ATiny mit 
300W Heizleiter, Schwingungspaketsteuerung (0..100% = 0..100 
Halbwellen), LC-Display, Pulsgeber, ...
Und läuft seit Jahren einwandfrei.
Bei Interesse an Eagleprojekt und Software: PM

Bitte keine Hinweise auf das grottenschlechte Design, ICH bin damit 
zufrieden.

Jürgen

Autor: Sebastian S. (amateur)
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Mal eine Zwischenfrage.

Klar bei einer Heizung ist eine Phasenschnittsteuerung auch nicht nötig, 
da man das Teil mit Wellenpaketen füttern kann.

Aber gilt das Verbot auch schon bei den, vom TO, angegebenen 70W?

Je nach Anzahl an Schaltzyklen würde ich mich aber auch gegen ein Relais 
entscheiden.

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Sebastian S. schrieb:
> Aber gilt das Verbot auch schon bei den, vom TO, angegebenen 70W?

Nein. Du kannst so etwas mit Phasenanschnitt ansteuern, ohne 
irgendwelche Regeln zu verletzen. Da ein Heizstab auch eine ohmsche Last 
darstellt, ist das nicht sonderlich kompliziert, aber eben unnötig. Das 
Dings ist so träge, das Wellenpakete genauso gut funktionieren. Dabei 
entstehen auch die geringsten Störungen auf dem Netz.
Mit einem MC ist meine Lieblingslösung dabei das Takten des Timers von 
den 50Hz (oder 100) und den Leistungsausgang auf einem der OC Ausgänge. 
Bei 50Hz ergibt sich eine Zykluszeit von etwa 5 Sekunden, bei 100Hz von 
2,5 Sekunden. Wählen der Leistung einfach über einen der PWM des Timers.
Meine Herdsteuerung macht das mit 2 Kanälen und sehr zufriedenstellend.

: Bearbeitet durch User
Autor: Timo N. (tnn85)
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Heizung mit Phasenanschnitt zu steuern ist wirklich komplett useless.

Wenn überhaupt mit Wellenpaket, aber selbst das ist meist 
overengineered. Vielleicht noch für Lötkolben interessant?

Warum sind wohl alle Thermostate bei Fußbodenheizungen, Kochfeldern, 
Backöfen etc. usw. Zweipunktregler?  Genau. Weil es unnötig ist da etwas 
schneller regeln zu wollen weil die Zeitkonstante von so Heizungen 
einfach riesig ist.

Autor: Frank K. (digidax)
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Also um die Frage nochmal zu spezifizieren:

Ich habe eine SPS, welche die Steuerung übernimmt, dies mit Hysterese 
von 5 K. es geht nur darum, wie ich die Heizung schalte, da diese 24 VAC 
70 W aufnimmt, damit über einen Trafo die Spannung aus dem 230 V Netz 
bekommt.

Heizung ist eine ohmsche Last, der Trafo stellt eine Induktivität dar. 
Habe viele Schaltungen nun im Netz gesehen, wo ein SSR primär den Trafo 
schaltet, einige noch einem NTC erweitert, um Einschalt-Spitzen zu 
verhindern. Nach ein paar Sekunden wird der NTC überbrückt. Alles 
natürlich lastabhängig zu betrachten aber hier sind es ja 0,3 A im 
Primärstromkreis des Trafos.

Werde mal ein SSR im primären Stromkreis der Trafos probieren.

Autor: MaWin (Gast)
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tabtab schrieb:
> Flickernorm, bei 70 Watt? Bullshit³! Hoffentlich baut niemand mehr eine
> Lichtorgel mit Glü.. ääämm, Headballs

Mann Mann Mann, blöd blöder tabtab.

Headballs sind Kopfkugeln (Kopfeier), nicht mal heatball kannst du 
schreiben.

Und ja, die Flicker-Norm gilt ab 75W, und hat extra eine Ausnahme für 
Beleuchtung, denn niemand will Blinklichter.

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Timo N. schrieb:
> Kochfeldern,

Nein, bei Kochfeldern liegt die Sache etwas anders. Entweder ist das die 
alte 4-Takt oder 7-Takt Schaltung, oder es ist tasächlich Wellenpaket. 
Das trifft zumindest auf Induktionsherde zu und genauso habe ich das in 
meinen konventionellen Herd auch eingebaut, weil die alten 7-Takt 
Platten im Eimer waren. Das funktioniert bestens.

Sonst hast du sicher recht. Einfache 2-Punkt Regelung reicht in 90% der 
Fälle aus.

: Bearbeitet durch User

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