Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsan¬ ordnung zur Regelung der Leistung eines Heizelements einer Heizeinrichtung zum Trocknen einer laufenden Bahn, bei der die Heizleistung in Abhängigkeit einer mittels eines Sig¬ nalgebers in situ gemessenen, von der Feuchtigkeit des von dem Heizelement beheizten Flächenstücks der Bahn abhängi¬ gen Meßgröße geregelt wird.

Es ist bereits seit längerem bekannt, zur gezielten Trocknung von laufenden Bahnen sich quer zu ihrer Lauf¬ richtung über die gesamte Bahnbreite erstreckende Heiz¬ einrichtungen zu verwenden. Zur Erzielung gewünschter Feuchtigkeitsprofile quer zur Bahnrichtung (Profiling) und/oder zur Vermeidung lokaler Überhitzungen bzw. Unter¬ temperaturen sind solchartige Heizeinrichtungen üblicher¬ weise zumindest quer zur Bahnrichtung - teilweise zusätz¬ lich auch in Bahnrichtung - in mehrere Heizelemente unter¬ teilt, deren Wärmeabstrahlung einzeln regelbar ist. Dazu wird der Feuchtigkeitsgehalt der Bahn in Querrichtung mit¬ tels eines in Laufrichtung der Bahn vor und/oder hinter der Heizeinrichtung angeordneten Feuchtegebers gemessen und dem Regler als Regelgröße zugeleitet. Um bei dem Trend zu immer höheren Bahngeschwindigkeiten eine ausreichende Trocknung zu bewirken und um ein Profiling der Bahnen

überhaupt erst zu ermöglichen, muß die Energiedichte (ab¬ gestrahlte Wärmemenge pro Zeiteinheit) der einzelnen Hei¬ zelemente hoch sein.

Lassen sich die geforderten Energiedichten sowohl mit Heizelementen, die mit fossilen Brennstoffen arbeiten, als auch mit elektrisch betriebenen Heizelementen erreichen, so stellt deren genaue Regelung, durch die unter Berück¬ sichtigung der Feuchtigkeitsverteilung in der Bahn vor der Wärmeeinwirkung durch die gezielte Trocknung ein gewünsch¬ tes Feuchtigkeitsprofil der Bahn erzeugt werden soll, hohe technische Anforderungen an die Regelung.

Bei mit fossilen Brennstoffen arbeitenden Heizelemen¬ ten ergibt sich das Problem der bei hohen Bahngeschwindig¬ keiten notwendigen schnellen Regelbarkeit der Heizelemente über weite Temperaturbereiche. Insbesondere muß sich die Heizleistung der einzelnen Heizelemente schnell drosseln lassen, ohne daß der Verbrennungsvorgang dabei vollständig gelöscht und eine anschließende Neuzündung erforderlich wird. Auch ist eine präzise Brennstoffregelungseinrichtung wegen der notwendigen Vielzahl mechanischer Regelventile aufwendig in ihrer Konstruktion und Herstellung und erfor¬ dert in hohes Maß an Wartungsaufwand.

Es finden daher zunehmend elektrisch arbeitende Heiz¬ einrichtungen Verwendung, bei denen jedes von einer sepa¬ raten Regeleinheit angesteuerte, mittels eines Gebläses zwangsgekühlte Heizelement aus einer Mehrzahl von Infra¬ rotstrahlröhren besteht. Die Leistungsaufnahme pro Heizel¬ ement liegt in der Größenordnung von 20 kW. Kleine Heiz¬ einrichtungen, die meist über ca. 20 Heizelemente verfü¬ gen, erreichen damit bereits Leistungen von etwa einem halben Megawatt. Neben einem durch den Einsatz von Halb¬ leiterbauelementen einfachen Aufbau der elektrischen Re¬ geleinheit ist es bei elektrisch betriebenen Heizelementen von Vorteil, daß im Falle in Laufrichtung der Bahn ausge¬ richteter, parallel zueinander verlaufender Infrarot¬ strahlröhren durch deren getrennte Ansteuerung eine feine¬ re Unterteilung des quer zur Bahn verlaufenden "Heizra-

sters" und dadurch ein effektiveres Profiling möglich wird.

Eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Leistung eines elektrischen Heizelements ist aus der US-PS 4,859,926 bekannt, die je Heizelement einen zentralen, die Eingangsgrößen "Feuchtigkeit des Bahnabschnitts", "Lei¬ stungsspannung" und "Leistungsström" digital verarbeiten¬ den zentralen Regelprozessor umfaßt, welcher einen mit dem Heizelement in Reihe geschalteten elektronischen Lei¬ stungsschalter ansteuert. Der mit der Netzfrequenz syn¬ chronisierte Regelprozessor unterteilt jede Halbwelle der Einphasenwechselspannung in ein von seiner Rechengeschwin¬ digkeit abhängiges Zeitraster, in dessen einzelnen Berei¬ chen (den sog. Zündungsschlitzen) der elektronische Lei¬ stungsschalter entweder gezündet oder gelöscht wird, je nach der für die gewünschte Trocknung erforderlichen Heiz¬ leistung.

Ist es bei dieser Schaltungsanordnung prinzipiell möglich, das Zeitraster sehr fein zu unterteilen, so geht dies jedoch mit der Forderung nach einer hohen Rechenge¬ schwindigkeit einher, wodurch sich die Kosten für den zentralen Regelprozessor erheblich erhöhen. Eine bei ko¬ stengünstigen Prozessoren geringere Rechengeschwindigkeit wirkt sich nachteilig auf wichtige Größen wie den Leis¬ tungsfaktor sowie die Gleichmäßigkeit des Abstrahlverhal¬ tens der Heizelemente aus. Auch werden durch die Verwen¬ dung einer Einphasenwechselspannung die Phasen des Dreh¬ stromnetzes unterschiedlich stark belastet.

Diese Nachteile sucht die Schaltungsanordnung gemäß der EP 0 390 459 A2 dadurch zu verbessern, daß die Heizel¬ emente mit einer Dreiphasenwechselspannuήg beaufschlagt werden, wobei eine die Leistung eines Heizelements an den gewünschten Feuchtewert anpassende Regeleinheit einen elektronischen Leistungsschalter pro Phase umfaßt. Mittel zur Signalverarbeitung, welche auf einen Feuchtegeber und auf die Nulldurchgänge der Dreiphasenwechselspannung rea¬ gieren, betätigen die elektronischen Leistungsschalter zum

Ein- bzw. Abschalten von Halbwellen oder Teilen von Halb¬ wellen (PhasenanschnittsSteuerung) der ein Heizelement beaufschlagenden Dreiphasenwechselspannung, wodurch eine Heizleistungsanpassung an einen durch den Feuchtegeber vorgegebenen Wert erfolgt.

Kann bei dieser Schaltungsanordnung auf einen aufwen¬ digen zentralen Prozessor verzichtet werden, so ist es von Nachteil, daß insbesondere beim Regeln von geringen Heiz¬ leistungen durch den zeitlichen Abstand der an den Heizel¬ ementen anliegenden Spannungspulse die pro Zeiteinheit abgestrahlte Wärmemenge kurzzeitigen Schwankungen unter¬ liegt, wodurch bei hohen Bahngeschwindigkeiten eine un¬ erwünschte Feuchtevariation in Laufrichtung der Bahn auf¬ treten kann. Auch ist mit der Schaltungsanordnung gemäß der EP 0 390 459 A2 lediglich eine AnfahrSteuerung zum Hochfahren des Leistungsstromes nach einer vorgegebenen Kennlinie vorgesehen, eine aktive Regelung des Leistungs¬ stromes beim Einschalten kalter Heizstrahler ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schal¬ tungsanordnung zur Regelung der Leistung eines Heizele¬ ments einer Heizeinrichtung zum Trocknen einer laufenden Bahn zu entwickeln, durch welche das Heizelement derart angesteuert wird, daß auch bei geringen Heizleistungen eine gleichmäßige Wärmeabstrahlung gewährleistet ist. Die Schaltungsanordnung soll weiterhin störunempfindlich und einfach in ihrem Aufbau sein, so daß auf die Verwendung kostenintensiver Regelungsprozessoren verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiederge¬ gebene Erfindung gelöst.

Dadurch, daß einem Meßwertgeber, dessen Ausgangssig¬ nal von der Feuchtigkeit des von dem Heizelement überstri- chenen Flächenstücks der Bahn abhängig ist und somit die Regelgröße zur Ansteuerung des elektronischen Leistungs¬ schalters bildet, ein als Pulsmodulator arbeitender Sig¬ nalwandler nachgeschaltet ist, kann die Trägerfrequenz

des Modulators gleichzeitig zur Erzeugung eines Zeitra¬ sters, dessen einzelne Bereiche Zündungsschlitze für den elektronischen LeistungsSchalter bilden, verwendet werden. Durch die Wahl der Trägerfrequenz ist durch diese Maßnahme eine sehr feine Unterteilung des Zeitrasters ohne den Einsatz kostenintensiver, schneller Prozessoren möglich.

Die feine Unterteilung des Zeitrasters führt zu einer sehr gleichmäßigen Wärmeabstrahlung des Heizelements , da der Leistungsstromkreis der Schaltungsanordnung als Gleichstromkreis ausgebildet ist. Durch diese Betriebs¬ weise werden Schwankungen in der abgestrahlten Wärmemenge durch eine Überlagerung der durch die Trägerfrequenz vor¬ gegebenen Zündungsfolge mit der Frequenz einer Wechsel¬ spannung im Betrieb des Heizelements vermieden.

Der elektronische Leistungsschalter kann direkt durch das pulsmodulierte Signal angesteuert werden, wenn gemäß Anspruch 2 der Signalwandler ein Pulsweitenmodulator ist, bei dem die Pulshöhe unabhängig von der Größe des zu modu¬ lierenden Meßsignals ist und sich das zu modulierende Meßsignal in der Pulsweite widerspiegelt, welche direkt die Zündungsdauer des elektronischen Leistungsschalters bestimmt.

Versuche haben gezeigt, daß eine zuverlässige An- steuerung des elektronischen Leistungsschalters dann gege¬ ben ist, wenn der Pulsweitenmodulator nach Anspruch 3 das Eingangssignal in ein Rechtecksignal der Frequenz 1 kHz und mit einem Tastverhältnis von etwa 0 bis 90 % umsetzt.

Eine Ansteuerschaltung gemäß Anspruch 4 ist bei einer Schaltungsanordnung, bei welcher das Eingangssignal puls¬ weitenmoduliert wird, nicht zwingend notwendig, ihre Ver¬ wendung jedoch zur Anpassung des pulsmodulierten Signals an verschiedene elektronische Leistungsschalter und zur galvanischen Abtrennung des Leistungsteiles vorteilhaft.

Bei der in den Leistungsstromkreis eingeschalteten Gleichrichteranordnung kann auf teure Kondensatorbatterien zur Glättung der Gleichspannung verzichtet werden, und es ist eine symmetrische Belastung des Drehstromnetzes ge-

währleistet, wenn nach Anspruch 5 die Gleichrichteranord¬ nung eine sechspolige, den Drehstrom in einen gepulsten Gleichstrom umwandelnde Brückenschaltung ist.

Für den Einsatz als getakteter Leistungsschalter zum Schalten der Heizspannung besonders geeignet ist ein npn- Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT), welcher mit dem Heizelement in Reihe geschaltet ist (Anspruch 6), da bei dem IGBT der Regelstromkreis galvanisch von dem Leistungs¬ stromkreis getrennt ist, wodurch die Betriebssicherheit der Schaltungsanordnung erhöht ist. Bei Verwendung her¬ kömmlicher Thyristoren ist eine derartige Trennung nicht gegeben.

Zur Regelung des AnlaufStromes bei noch kaltem Heiz¬ element und zum Schutz der Baugruppen der Schaltungsanord¬ nung vor Stromüberhöhungen sowie zur Erhöhung der Funk¬ tionssicherheit ist gemäß Anspruch 7 eine Ausgestaltung der Schaltungsanordnung mit einem Leistungsstromgeber und einer AnlaufSchaltung von Vorteil. Die AnlaufSchaltung integriert nach dem Anfahren eines kalten Heizelements die diesem zugeführte Leistung und beeinflußt den am Ausgang der Steuerlogik anliegenden Heizleistungssollwert derart, daß bei kaltem Heizstrahler der Strom im Leistungsstrom¬ kreis einen maximal zulässigen Wert nicht überschreitet. Hat die integrierte Leistung nach dem Anfahren einen vor¬ gegebenen Wert erreicht, so schaltet die AnlaufSchaltung auf Normalbetrieb um, und die Heizleistung bestimmt sich direkt aus dem Vergleich von Heizleistungssoll- und -ist- wert.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung umfaßt die Anlauf¬ schaltung gemäß Anspruch 8 einen Impulsgenerator, dessen Ausgangssignal in der Anlaufphase zur Begrenzung des Stro¬ mes von der Steuerlogik der Ansteuerschaltung zugeführt wird. Es ist durch diese Maßnahme möglich, für die Impuls¬ frequenz und Impulslänge während der Anlaufphase von der Taktfrequenz und dem Tastverhältnis des Signalwandlers verschiedene Werte zu wählen, die an die Eigenschaften des

Heizelements während der Aufheizphase optimal angepaßt sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfin¬ dungsgemäßen Schaltungsanordnung weist die Merkmale des Anspruchs 9 auf. Durch den Einsatz des Timers kann die maximale Dauer der Anlaufphase begrenzt und bei Über¬ schreiten abgeschaltet werden, so daß beim Auftreten eines Fehlers länger andauernde Überlastungen von Bauteilen der Schaltungsanordnung verhindert werden.

Eine Ausführungsform der Schaltungsanordnung, bei der die Dauer der Anlaufphase sich selbsttätig der dem Heizel¬ ement zugeführten Gesamtleistung nach dem Einschalten anpaßt, ist Gegenstand des Anspruchs 10.

Durch die Maßnahmen des Anspruchs 11 kann bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemä¬ ßen Schaltung vermieden werden, daß auch bei einem kalten Heizelement der Strom auch nur kurzfristig einen höchst¬ zulässigen Wert überschreitet.

Um auch den Meßkreis galvanisch von dem Leistungs- kreis zu trennen, ist es besonders vorteilhaft, wenn als Leistungsstromgeber eine Hallsonde mit nachgeschaltetem Signalverstärker Verwendung findet (Anspruch 12). Ein wei¬ terer Vorteil ist die zu erwartende hohe Lebensdauer der Hallsonde. Beschädigungen des Heizelements und der Bautei¬ le der Schaltungsanordnung auch während des Normalbetriebs durch Überschreitung des höchstzulässigen Stromes können durch die in Anspruch 13 wiedergegebenen Maßnahmen ver¬ mieden werden.

In der Zeichnung sind der prinzipielle Aufbau und die Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wiedergegeben. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;

Fig. 2 das Blockschaltbild der den Strom des noch kalten Heizelements begrenzenden AnlaufSchaltung sowie

Fig. 3 die an den Ausgängen der verschiedenen Ein¬ heiten der Schaltungsanordnung anliegenden Signale sowie

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer mit erfindungs¬ gemäßen Schaltungsanordnungen ausgestatteten Heizeinrich¬ tung.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung 100 umfaßt einen Eingangsverstärker 1, dessen Eingang 2 mit einem die Feuchtigkeit des von dem zu regelnden Heizel¬ ement 28 beheizten Flächenstücks messenden Feuchtigkeits¬ geber 90 verbunden ist. Die Empfindlichkeit des Eingangs¬ verstärkers 1 kann an verschiedene Feuchtigkeitsgeber angepaßt werden. An seinem Ausgang 3 erzeugt der Eingangs¬ verstärker 1 ein von dem Signal des Feuchtigkeitsgebers abhängiges Normsignal, mit welchem der Eingang 4 eines als Pulsweitenmodulator arbeitenden Signalwandlers 5 angesteu¬ ert wird. Der Eingangsverstärker 1 und der Signalwandler 5 bilden eine Eingangsschaltung 80. Der Signalwandler 5 setzt das Normsignal in ein an seinem Ausgang 6 anliegen¬ des Rechtecksignal mit der Frequenz 1 kHz um, dessen zwi¬ schen 0 und 90 % liegendes Tastverhältnis von der Größe des Normsignals abhängt. Der Ausgang 6 des Signalwandlers 5 ist an einen ersten Eingang 7 einer Steuerlogik 8 und parallel an einen ersten Eingang 24 einer eine dosierte LeistungsZuführung in Form einer Strombegrenzung im Falle eines noch kalten Heizelements bewirkenden AnlaufSchaltung 11 angeschlossen. Während der Anlaufphase nach dem Anfah¬ ren des kalten Heizelements 28 integriert die AnlaufSchal¬ tung 11 den mit Hilfe eines noch zu beschreibenden Strom¬ gebers 32 gemessenen Leistungsstrom I und regelt diesen in Abhängigkeit der nach dem Anfahren dem Heizelement 28 zugeführten Gesamtleistung auf einen dem momentanen Be¬ triebszustand des Heizelements 28 angepaßten, dessen Auf¬ heizverhalten optimierenden Wert, indem sie einen zweiten Eingang 9 der Steuerlogik 8 ansteuert. Der prinzipielle Aufbau und die Wirkungsweise der AnlaufSchaltung 11 sollen anhand von Fig. 2 und 3 weiter unten beschrieben werden. Mit einem dritten Eingang 12 ist die Steuerlogik 8 weiter¬ hin mit einem ersten Ausgang 13 einer ÜberwachungsSchal¬ tung 14 verbunden. Die Steuerlogik 8 verarbeitet die Sig-

nale des Signalwandlers 5 und der AnlaufSchaltung 11 der¬ art, daß während der Anlaufphase das am Ausgang 10 der AnlaufSchaltung 11 anliegende Signal in einer weiter unten beschriebenen Weise die dem Heizelement 28 zugeführte Leistung regelt, wogegen während des Normalbetriebs die Leistungsregelung durch das Signal des Signalwandlers 5 erfolgt. Weiterhin verarbeitet die Steuerlogik 8 die Si¬ gnale der Überwachungsschaltung 14 in einer Weise, daß unabhängig vom momentanen Betriebszustand des Heizstrah¬ lers 28 der Leistungsstrom einen maximal zulässigen Wert nicht überschreitet.

Die Steuerlogik 8 steht mit ihrem ersten Ausgang 15 mit einer eine Leuchtdiodenanzeige umfassenden Statusan¬ zeige 16 in Verbindung, welche die Betriebszustände der Schaltungsanordnung 100 über einen potentialfreien Kontakt 17 meldet. Ein zweiter Ausgang 18 der Steuerlogik 8, an welchem im Normalbetrieb das von dem Signalwandler 51 zugeführte pulsweitenmodulierte Signal anliegt, ist mit einem ersten Eingang 19 einer Ansteuerschaltung 20 ver¬ bunden, welche das Ausgangssignal der Steuerlogik 8 einem elektronischen Leistungsschalter zuführt und gegebenen¬ falls in eine zu seiner Ansteuerung geeignete, am Ausgang 21 anliegende Spannung umwandelt.

Die Ansteuerschaltung 20 ist zur schnellen Unterbre¬ chung dieser Spannung im Falle einer Störung mit einem zweiten Eingang 22 an einen zweiten Ausgang 23 der Über¬ wachungsschaltung 14 angeschlossen. Der Ausgang 21 der Ansteuerschaltung 20 ist von ihren Eingängen 19,22 galva¬ nisch getrennt, wodurch eine galvanische Trennung des Regelstromkreises 50 von dem im Folgenden zu beschreiben¬ den Leistungsstromkreis 60 erzielt wird.

Der Leistungsstromkreis 60 der Schaltungsanordnung 100 umfaßt eine als sechspolige Brückenschaltung ausge¬ führte Gleichrichteranordnung 25, welche mit ihren Ein¬ gängen 26,26',26" an die drei Phasen R,S,T des Drehstrom¬ netzes angeschlossen ist. Die Gleichrichteranordnung 25 erzeugt an ihrem Ausgang 27 gegen das Nulleiterpotential

eine gepulste Gleichspannung von ca. 500 V, mit welcher ein Heizelement 28 beaufschlagt wird. In Reihenschaltung zu dem etwa 20 kW Leistung aufweisenden Heizelement 28 befindet sich ein als npn - Insulated Gate Bipolar Transi¬ stor (IGBT) ausgeführter elektronischer Leistungsschalter 29 derart, daß das Heizelement 28 in den Kollektorkreis 30 des Leistungsschalters 29 eingeschaltet ist. Im Emitter¬ kreis 31 des Leistungsschalters 29 befindet sich ein den Leistungsstrom I messender, als Hallsonde ausgebildeter Stromgeber 32, dem ein Signalverstärker 33 nachgeschaltet ist. Über den Stromgeber 32 galvanisch von dem Leistungs- strόmkreis 60 getrennt liefert der Signalverstärker 33 an seinem ersten und zweiten Ausgang 34,35 ein vom Leistungs¬ strom I abhängiges Signal, welches einerseits einem zwei¬ ten Eingang 36 der AnlaufSchaltung 11, andererseits einem ersten Eingang 37 der ÜberwachungsSchaltung 14 zugeleitet wird und der Regelung des pulsmodulierten Signals am Aus¬ gang 18 der Steuerlogik 8 während der Anlaufphase und bei Überschreitung eines maximal zulässigen LeistungsStromes sowie bei sprunghaft ansteigendem Leistungsstrom - z.B. durch einen Kurzschluß - der Schnellabschaltung des am Ausgang 21 der Ansteuerschaltung 20 anliegenden Signals dient.

Zur Glättung der gepulsten Gleichspannung ist par¬ allel zur Gleichrichteranordnung 25 ein Glättungskondensa- tor 38 geschaltet. Dem Schutz des IGBT's vor Überspannun¬ gen dient eine aus einer Reihenschaltung eines Widerstan¬ des 39 und einer in Sperrichtung geschalteten Diode 40 bestehende RCD-Schutzschaltung 70, welche parallel zu dem Heizelement 28 dem Kollektorkreis 30 des IGBT's 29 zuge¬ schaltet ist. Auf der Verbindungslinie von dem Widerstand 39 und der Diode 40 ist der erste Anschluß eines Kondensa¬ tors 41 angeordnet, dessen zweiter Anschluß in den Emit¬ terkreis 31 des IGBT's 29 eingeschaltet ist. Weiterhin ist parallel zu dem Heizelement 28 eine in Sperrichtung ge¬ schaltete Freilaufdiode 42 geschaltet, welche die Über¬ spannung, die beim Abschalten des Leistungsstromes ent-

steht, in den LeistungsStromkreis 60 zurückführt. Neben einem Schutz des IGBT's 29 wird durch die demzufolge be¬ grenzte Spannungssteilheit die beim Abschalten im IGBT auftretende Verlustleistung minimiert. Desweiteren mini¬ miert die gesamte Schutzbeschaltung 70 eine EMV-Störstrah- lung.

Der Bereitstellung der Betriebsspannung der in dem RegeIstromkreis 50 befindlichen Schaltungselemente dient eine einen 24 V Wechselstromeingang 44 aufweisende Span- nungsversorgungsanordnung 43, welche einen ersten Gleich¬ spannungsausgang 45 zur Versorgung aller im Regelstrom¬ kreis 50 befindlichen Schaltungselemente außer der Ansteu¬ erschaltung 20 sowie einen zweiten, von dem Gleichspan¬ nungsausgang 45 galvanisch getrennten Gleichspannungsaus¬ gang 46 zur Versorgung der Ansteuerschaltung 20 aufweist. Desweiteren umfaßt die Spannungsversorgungsanordnung 43 einen mit einem zweiten Eingang 47 der Überwachungsschal¬ tung 14 verbundenen Ausgang 48, der ein von der Eingangs¬ spannung der Spannungsversorgungsanordnung 43 abhängiges Kontrollsignal an die Überwachungsschaltung 14 liefert.

Die Überwachungsschaltung 14 weist zur Kontrolle der Schaltungsanordnung 100 während des Betriebs mehrere Si¬ cherheitsfunktionen auf. Sie erkennt folgende fehlerhafte Betriebszustände:

1. der IGBT 29 schaltet nicht (Unterbrechungsdefekt),

2. der mittels der Hallsonde 32 gemessene Leistungs¬ strom überschreitet den zulässigen Höchstwert (Kurzschlu߬ defekt) ,

3. fehlende Spannung im LeistungsStromkreis 60 (z.B. Ausfall der Sicherungen) ,

4. Unterspannung in der Ansteuerschaltung 20.

Aus Gründen der Betriebssicherheit wird der IGBT 29 abgeschaltet, wenn eine der obigen Störungen gemeldet wird.

Sofern keine der beschriebenen Überwachungsfunktionen angesprochen hat, steuert die den Sanftanlauf in der Ein¬ schaltphase des Heizelements 28 bewirkende AnlaufSchaltung

11 die LeistungsZuführung des Heizelements 28 und die Um¬ schaltung in den Steuerbetrieb nach folgenden Kriterien:

1. die gemessene, integrierte Leistungsaufnahme (Energie) hat einen bestimmten Sollwert, welcher den Über¬ gang vom Kalt- zum Warmwiderstand des Heizelements 28 cha¬ rakterisiert, überschritten, so daß der Strom I durch den Innenwiderstand des Heizelements 28 begrenzt wird, oder

2. eine vorgegebene Maximaldauer der Einschaltphase ist abgelaufen. Dieser Fall tritt regelmäßig beim Wieder¬ einschalten eines noch warmen Heizelements 28 auf, da auf¬ grund der durch den erhöhten Warmwiderstand des Heizel¬ ements 28 geringeren Strom I der Sollwert der gemessenen, integrierten Leistungsaufnahme erst zu einem späteren Zeitpunkt erreicht wird.

Anhand von Fig. 2 und 3 soll die Wirkungsweise der AnlaufSchaltung 11, die sich im einzelnen aus einem Kom- parator 55, einem Integrator/Komparator 65, einem Timer 75 und einem Impulsgenerator 85 zusammensetzt, erläutert werden.

Sobald der Eingang 7 der Steuerlogik 8 mit einem pulsweitenmodulierten Signal PWM beaufschlagt wird, ver¬ arbeitet die Steuerlogik die an deren Eingängen 9' ,9",9" ' ,9"" anliegenden Signale, die ihr von den Aus¬ gängen 10' ,10",10" ' ,10"" der einzelnen Baugruppen der AnlaufSchaltung 11 zugeführt werden, in folgender Weise:

Während des noch kalten Heizelements 28, d.h. während der Anlaufphase, wird die AnsteuerSchaltung 20 an ihrem Eingang 19 mit einem rechteckförmigen Signal IMP beauf¬ schlagt, welches vom Ausgang 10' des Impulsgenerators 85 dem Eingang 9' der Steuerlogik 8 zugeführt wird. Die maxi¬ male Impulsdauer dieses Signals beträgt, wie aus Fig. 3 ersichtlich, 40 μs, die Impulsfrequenz f 2,5 kHz. Während dieser Anlaufphase wird bereits mittels der Hallsonde 32 der Strom I, mit dem das Heizelement 28 beaufschlagt wird, gemessen. Der entsprechende Meßwert U _H , der in aufbereite¬ ter Form an dem Ausgang 34 des Signalverstärkers 33 an¬ liegt, wird parallel den Eingängen 36"",36"' des Kompara-

tors 55 und des Integrators/Komparators 65 zugeführt. Wird ein Meßwert U _HMA erreicht, welcher einem Strom I von etwa 100 A entspricht, schaltet das am Ausgang 10"" des Kom¬ parators 55 anliegende Signal DISANL für die Dauer der laufenden Periode des Impulsgenerators 85, die aufgrund der Frequenz f von 2,5 kHz 400 μs beträgt, das am Ausgang 18 der Steuerlogik 8 anliegende Signal ab.

Die mittels der Hallsonde 32 und dem Signalverstärker 33 gemessenen Spannungsimpulse U _H werden von dem Integra¬ tor/Komparator aufintegriert. Sobald ein vorgewählter, einer bestimmten Leistung, mit der das Heizelement seit seinem Kaltstart beaufschlagt wurde, entsprechender Schwellwert U _s gemäß Ju _H dt erreicht wird, wird über den Ausgang 10" ' des Integrators/Komparators 65 dem Eingang 9"' der Steuerlogik 8 ein konstantes Spannungssignal U _NBETR zugeführt, wodurch die Steuerlogik 8 auf Normalbetrieb umschaltet und an deren Ausgang 18 das pulsmodulierte Signal PWM des Signalwandlers 5 anliegt.

Das am Ausgang 6 des Signalwandlers 5 anliegende, pulsweitenmodulierte Signal PWM wird ebenfalls dem Eingang 36" des Timers 75 zugeführt. Dieser ermittelt die Zeit, die seit dem Anfahren des kalten Heizelements vergangen ist. Hat nach 22 s das Integral über die Spannung fU _H dt den vorgewählten Schwellwert U _s noch nicht erreicht, so wird über einen Ausgang 10" der Eingang 9" mit einem Si¬ gnal FREIG beaufschlagt, worauf die Steuerlogik 8 das an ihrem Ausgang 18 anliegende Signal abschaltet. Diese Funk¬ tion des Timers 75 dient dem Schutz der Schaltungsanord¬ nung, da durch sie bei Auftreten eines Fehlers, der zu einer unzureichenden LeistungsZuführung zu dem Heizelement führt, eine länger andauernde eventuelle Überbelastung der Schaltungsbauteile vermieden wird.

Verläuft die Anlaufphase normal, d.h. wird innerhalb der 22 s der Schwellwert U _s erreicht, so wird über die Verbindung 76 der Impulsgenerator 85 abgeschaltet, da, wie bereits erläutert, im Normalbetrieb das am Ausgang 6 des

Signalwandlers 5 anliegende pulsweitenmodulierte Signal PWM dem Ausgang 18 der Steuerlogik 8 und damit dem Eingang der Ansteuerschaltung 20 zugeführt wird.

In Fig. 4 ist der prinzipielle Aufbau einer elektri¬ sche Heizelemente 28 umfassenden Vorrichtung zum Trocknen einer laufenden Bahn B ihrem Prinzip nach dargestellt, welche zur Regelung eines jeden der die Heizeinrichtung bildenden Heizelemente eine erfindungsgemäße Schaltungs¬ anordnung 100 umfaßt.

In der durch den Pfeil P gekennzeichneten Laufrich¬ tung der Bahn B gesehen vor der Heizeinrichtung 91 ist der in Querrichtung zur Bahn verlagerbare Feuchtegeber 90 angeordnet. Er wird oberhalb der laufenden Bahn B quer zur Laufrichtung P periodisch hin- und herbewegt.

Über eine elektrische Verbindung 92 wird ein Regel¬ teil 93 mit Informationen über die jeweilige Position des Feuchtegebers 90 und dem in dieser Position gemessenen Feuchtewert beaufschlagt. Das Regelteil 93 umfaßt mehrere erfindungsgemäße Schaltungsanordnungen 100, die jeweils - wie die Verbindungslinien 94 verdeutlichen sollen - mit einem Heizelement 28 in der weiter oben beschriebenen Weise korrespondieren. Mit anderen Worten: jedes Heizel¬ ement 28 der Heizeinrichtung 91 wird von einer separaten Schaltungsanordnung 100 entsprechend der von dem Feuchte¬ geber 90 übermittelten Feuchtigkeits- und Positionswerte zur Erzielung eines vorwählbaren Feuchtigkeitsprofils angesteuert.