Heizelement stufenlos regeln?

#7791204
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Moin,

ich möchte eine Art "Grillplatte" nachbauen, dessen Temperatur ich stufenlos einstellen will. Bisher habe ich eine gasbetriebene Variante, die das wunderbar macht (vor allem reagiert es schnell), jetzt soll es elektrisch gelöst werden. Die Geschwindigkeit ist dabei nicht entscheidend, der Fokus liegt eher auf der Temperaturgenauigkeit.

Ich habe testweise eine Heizspirale (Ersatzteil für Backofen) gekauft und einen simplen Spannungsregler. Leider hat das nicht den gewünschten Effekt: eine niedrigere Spannung lässt das Element genauso heizen, nur dauert es länger. Das ist natürlich so nicht brauchbar.

Jetzt ist meine Frage: ist das Heizelement zu blöd, weil es nur an und aus versteht oder ist die Steuerung durch Spannungsunterschiede der falsche Weg. Ihr erkennt schon: ich habe keine Ahnung. Hat jemand eine Idee für eine einfache und günstige Lösung?

Hier die Amz-Links zu den o.g. Teilen: https://www.amazon.de/dp/B07Q8SX6N4 https://www.amazon.de/dp/B07JMVGFBV

#7791256
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Naja, grundsätzlich tun beide das gleiche.

Eine gewisse "Menge" wird hinzugefügt, Gas oder Strom ist ja egal. Eine gewisse "Menge" Energie wird abgeführt, in die Luft, ins Schnitzel, in einen Topf Wasser, völlig egal.

Beim Gas warst Du die "Regelung", Du hast den Hahn oder weniger weit aufgedreht, die Flamme brennt ja nicht heißer, nur weil mehr Gas kommt, sondern einfach nur "mehr", daher ist der Topf auch schneller heiß.

Das ist bei der el. Platte genauso, wenn Du weniger Spannung drauf gibst, dann braucht die Platte länger zum heiß werden, bzw. wenn da ein Topf Wasser drauf steht, in den die Wärme abgeführt wird, dann dauert das Erhitzen eben länger.

Wenn Du das tatsächlich regeln willst, dann wäre der einfachste Weg ein Zweipunktregler. Du nimmst die Temperatur am Heizelement auf, beim erreichen der Temperatur schaltet der Regler ab, wenn dann wieder eine bestimmte Temperatur erreicht wird, dann schaltet der Regler wieder zu.

Wenn Du diese Taktung jetzt sehr schnell machst, dann bleibt das von der (Prinzip-)Schaltung schon irgendwie gleich, die Komponenten ändern sich natürlich, bis hin zu einer sehr exakten Thyristorsteuerung, mit entsprechendem Regler, das ist dann aber schon eine ordentliche Nummer, technologisch und kostenseitig.

Gast #7791266
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Die gezeigte Phasenanschnitt-Steuerung ist für Leistungen dieser Größenordnung nicht erlaubt.

Du brauchst einen Temperatur-Regler, der das Heizelement in langsamen Intervallen an/aus schaltet, so wie man das von jedem normalen Tischgrill her kennt.

Da du die Temperatur besonders fein regeln willst macht es Sinn, mehrere Heizelemente zu verwenden, um je nach Bedarf mehr oder weniger Heizleistung zu aktivieren. Das wird aber deutlich teurer, weil die billigen Standard-Bauteile aus einfachen Küchengeräten dazu nicht geeignet sind.

#7791506
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Die Gas-Grillplatte hatte entweder einen Temperaturregler oder hat genauso schlecht funktioniert wie die Stromvariante.

Die Leistung einzustellen liefert nur bei exakt gleichen Umgebungsbedingungen die gleiche Temperatur. Sprich gleiche Pfanne, etwa gleiche Position, Deckel geschlossen, gleiche Luftbewegung. Praktisch allenfalls in geschlossenen Räumen ohne Publikumsverkehr erreichbar.

Du brauchst einen Temperaturregler, der kann sehr eng und genau oder eher lax wie bei Küchengeräten sein. Oder du brauchst doch keinen, weil es mit der Gasplatte auch funktioniert hat, die vermutlich auch keinen Regler hatte und du dich einfach nur falsch erinnerst.

#7791528
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Die Empfehlung von Michael B ist gut und nett. Du brauchst also eine Grillplatte, die Du anbohren (oder ähnliches) kannst um den Temperatursensor daran zu befestigen. Die Grillplatte wird dann vom PID-Regler gesteuert hoffentlich im Schwingungs-Nullpunkt von dem Solid State Relais (SSR) geschaltet. Es gibt die PID-Regler auch mit Heizfahrplänen also zeitgesteuert.

Wenn es eine Kochplatte wäre, würde ich zu einer Laborheizplatte raten, weil eben schon fertig.

Was das Kochen betrifft, fährt man die Wunschtemperatur im Gargut aber erstmal mit voller Pulle an, und drosselt erst danach. Also Wasser aufkochen mit 105°C Herdplatte dauert ziemlich lange.

Beitrag #7791544 wurde von einem Moderator gelöscht.
#7791545
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Konrad M. schrieb:

Ich habe testweise eine Heizspirale (Ersatzteil für Backofen) gekauft und einen simplen Spannungsregler.

also ich hatte schon in meiner Diplomarbeit einen 2-Punktregler (on/off)realisiert, +-5K bis 1200°C sollte auch für deinen Grill reichen. Damals mit Thyrotakte heute dürfte

https://elektroprofishop.de/Steuerrelais-1S-16A-1TE-elektronisch-12-230V-2000W--item-EPS_3510940

geeignet sein

Carypt C. schrieb:

Die Grillplatte wird dann vom PID-Regler

wird überbewertet

Wenn die Leistung 2000W nicht reicht muß man halt weitersuchen!

#7791774
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Man kann doch auch ohne Thyristor und ohne SSR einfach die klassische Variante mit Relais nehmen. Aber eben nicht als Zweipunktregler sondern als kontinuierlichen Regler mit Operationsverstärker.

Ich habe dazu mal einen richtigen Schaltplan erarbeitet. Wie groß die Widerstände sein müssen, das können die erfahrenen Leut besser ausrechnen als ich.

Angehängte Dateien:
#7791804
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Carypt C. schrieb:

Du brauchst also eine Grillplatte, die Du anbohren (oder ähnliches) kannst um den Temperatursensor daran zu befestigen.

Ein auf die Grillplatte gerichtetes IR-Thermometer ist eine Alternative.

Otto K. schrieb:

Aber eben nicht als Zweipunktregler sondern als kontinuierlichen Regler mit Operationsverstärker.

Für einen kontinuierlichen Regler bräuchtest du ein kontinuierliches Relais. Das wurde noch nicht erfunden.

Carypt C. schrieb:

Was das Kochen betrifft, fährt man die Wunschtemperatur im Gargut aber erstmal mit voller Pulle an, und drosselt erst danach.

Das fällt dann unter Regler mit endlicher Einstellzeit, wenn man die Regelstrecke kennt und der Regler richtig parametriert ist.

Gast #7791805
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Otto K. schrieb:

als kontinuierlichen Regler mit Operationsverstärker. Ich habe dazu mal einen richtigen Schaltplan erarbeitet.

Das wird so nicht funktionieren. Einen Grund hat Werner gerade genannt.

Außerdem wird dein Ansatz schwingen. Denn das Heizelement wird immer ein bisschen zu viel heizen und ein bisschen zu viel abkühlen. Oder anders gesagt: Der Regelkreis hat eine Verstärkung > 1.

Der Regler muss träger gemacht werden. Und damit endest du bei genau dem Konstrukt, das handelsübliche Geräte bereits haben.

Gast #7791809
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Rainer W. schrieb:

Warum sollte die Temperatur am Sensor sofort wieder steigen, wenn die Heizung anspringt?

Es geht darum, dass die Schaltung auf Radiowellen und kapazitiv eingekoppelte Netzfrequenz reagiert.

Das dauert, bis der Sensor das mitbekommt.

Probiere es aus! Ich hatte das als Teenager unfreiwillig mit einer elektrischen Heizung lernen müssen. Da dachte ich auch, ich könnte die Genauigkeit einfach mit Elektronik (einem feinfühligeren Sensor + Komparator) verbessern.

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