|
Als u het vermogen van elektrische verwarmingen tot 3,5 kW wilt regelen kunt u gebruik maken van de M204 van Kemo Electronic, een module die werkt volgens het principe van de zero-crossing vermogensregeling of pakketbesturing en absoluut geen harmonische stoorsignalen introduceert. |
Zero-crossing vermogensregeling
Bezwaren van fase-aansnij vermogensregeling
De meeste elektronische vermogensregelaars werken volgens het principe van de fase-aansnij regeling. Hierbij wordt het vermogen geregeld door een groot of klein gedeelte van de sinussen van de netspanning aan de verbruiker aan te bieden, zie onderstaande figuur. Het nadeel van dit systeem bij grote verbruikers is dat zeer grote momentane piekstromen in het net optreden. Als u bijvoorbeeld de triac zo instelt dat de netspanning wordt ingeschakeld als ze haar maximale waarde bereikt heeft (324 V), dan zal bij sturing van een elektrische kachel van 2.000 W er een inschakelstroom van 6,17 A door de netleidingen vloeien. Deze piekstroom treedt dan bovendien 100 maal per seconde op. Dat levert een heleboel hogere harmonische storingen op, die u moeilijk weg kunt filteren. Bij sturing van lampen of motoren bent u op dit alles behalve ideale systeem aangewezen. Beide verbruikers vragen een regelmatige levering van spanning. Een lamp gaat bijvoorbeeld al hinderlijk knipperen als de intensiteit verminderd wordt door het tussenschakelen van een diode, aangezien dan alleen de positieve halve perioden de lamp voeden. Ook een motor zal niet goed en regelmatig werken, als hij niet 100 keer per seconde van spanning wordt voorzien. Bij verwarmingselementen ligt de zaak aanmerkelijk eenvoudiger. Een kacheltje blijft goed werken, ook als het niet regelmatig met het net verbonden wordt. Het enige gevolg is dat de warmteopbrengst gaat dalen. Hiermee is de basis gelegd van de werking van deze module.
 |
| Het principe van de gebruikelijke vermogensregeling door middel van fase-aansnijding. (© 2017 Jos Verstraten) |
De zero-crossing vermogensregeling, ook pakketregeling genoemd
Bij dit principe wordt het vermogen geregeld door variatie van het aantal perioden van de netspanning, die tot de verbruiker worden toegelaten. De perioden van de netspanning worden in groepen gehakt, bijvoorbeeld tien perioden per groep. Moet u de belasting op vol vermogen sturen, dan worden alle tien perioden van de groep aan de verbruiker aangeboden. Mag het wat minder, dan worden negen perioden doorgelaten en één gesperd. In de laagste stand van de regelaar wordt van elke tien achtereenvolgende perioden er slechts één doorgelaten. Het zal u wel niet verbazen dat dit principe ook pakketregeling wordt genoemd. De netspanning wordt immers in keurige pakketjes aan de belasting aangeboden.
 |
| Het principe van de zero-crossing vermogensregeling. (© 2017 Jos Verstraten) |
Het grote voordeel van dit systeem ligt voor de hand. De spanning over de belasting blijft sinusvormig verlopen, zodat ook de stroom sinusvormig is. Plotselinge stroompieken worden vermeden. Het in- en uitschakelen van de verbruiker gebeurt telkens bij het begin en einde van een periode, dus op het ogenblik dat de momentele waarde van de netspanning nul is. Er ontstaan absoluut geen hogere harmonischen in het systeem, de schakeling stoort niet.
Beperkingen van het zero-crossing principe
Het grote nadeel van dit systeem is dat het alleen bruikbaar is met belastingen die op een elektrische manier warmte produceren en waar het wegvallen van volledige perioden van de netspanning geen nadelige gevolgen heeft. U kunt er dus iedere elektrische verwarming mee sturen, zoals straalkacheltjes zonder ventilator, ouderwetse kookplaten die op 230 V werken en die geen standenschakelaar hebben, verwarmingen voor allerlei chemische baden, bakovens, etc. Met dit principe en dus ook met deze module kunt u géén lampen of motoren aansturen!
Kennismaking met de M204 module
Een stevige metalen behuizing met koelribben
De M204 wordt, in tegenstelling tot de meeste Kemo-modules, geleverd in een stevige metalen behuizing voorzien van koelribben. De module heeft vier faston-stekkers voor het aansluiten van de 230 V netspanning en de belasting. Het aantal perioden dat in een groep wordt doorgekoppeld naar de belasting kunt u instellen met een potentiometer die bedraad aan de module wordt geleverd. De repetitietijd bedraagt ongeveer 0,8 Hz, waaruit u kunt afleiden dat er in één groep ongeveer 40 perioden van de netspanning zitten. De module is in staat 16 A te schakelen. Een simpele vermenigvuldiging leert dat u met de M204 dus niet minder dan 3.680 W kunt verwerken!
 |
| De M204 zero-crossing vermogensregeling van Kemo Electronic. (© Kemo Electronic) |
In onderstaande figuur is het aansluitschema van de module getekend. Het kan niet eenvoudiger! Twee draden gaan naar de belasting, twee draden naar uw 230 V net, eventueel via een zekering en een schakelaar.
 |
| Het aansluitschema van de M204 module. (© Kemo Electronic) |
De module kan, afhankelijk van de belasting, tijdens gebruik warm worden. Daarom moet u de module in een goed geventileerde behuizing inbouwen. Als de metalen behuizing warmer wordt dan 60° C moet u de M204 op een koelplaat monteren en/of met een ventilator koelen. In een goed geventileerde behuizing tot een vermogen van 1000 W is extra koeling echter niet nodig.
Technische gegevens M204
- Voedingsspanning: 220 Vac tot 240 Vac
- Frequentie: 50 Hz tot 60 Hz
- Uitgangsspanning: pulserend, ca. 0,8 Hz met instelbaar aantal perioden
- Stroombelasting: 16 A maximaal
- Stroomopname zonder belasting: 0,3 W typisch
- Aansluitingen: faston 6,3 mm stekkers
- Behuizing: aluminium met koelribben, ingegoten elektronica
- Regeling met een meegeleverde potentiometer: 0 % tot 100 % typisch
- Afmeting: 55 mm x 50 mm x 36 mm zonder bevestigingsogen
- EAN-code: 4024028032047
DSO188 Pocket Digital Ultra-small Oscilloscope
