Устройство для автоматического регулирования температуры

 

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования температуры и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для автоматического регулирования температуры с помощью электронагревателей. He. ib изобретения - повышение качества регулирования и увеличение срока службы электронагревателей . Существо изобретения заключается в том, что трехпозиционная информация о температуре объекта регулирования преобразуется в изменение постоянной времени RC-контура, обеспечивающего соответствующее изменение фазы отпираю1цего сиг - нала для силовых тиристоров, дозируюнщх поступление мощности в электронагреватель, причем в процессе наладки устройства уровень мощности, соответствующей каждой позиции датчика температуры, подбирается из условий реальных возмущений на o6.j- екте с целью минимизации перепадов температуры на поверхности электронагревателя. 2 ил. СО at) сх at) Ot)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gi) 4 G 05 D 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3631799/24-24 (22) 05.08.83 (46) 30.12.87. Бюл. № 48 (71) Отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электротермического оборудования, г. Харьков (72) Ю. А. Нихинсон, 3. Г. Леликов, В. И. Грушковский и М. С. Кац (53) 621.555.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 442463, кл. G 05 D 23/19.

Авторское свидетельство СССР № 430358, кл. G 05 D 23/19, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования температуры и может быть использовано в раз„„SU„„1363166 А 1 личных отраслях народного хозяйства для автоматического регулирования температуры с помощью электронагревателей. Цель изобретения — повышение качества регулирования и увеличение срока службы электронагревателей. Существо изобретения заключается в том, что трехпозиционная информация о температуре объекта регулирования преобразуется в изменение постоянной времени RC-контура, обеспечива|ощсго соответствующее изменение фазы отпирающего сигнала для силовых тиристоров, дозирующ;гх поступление мощности в электронагреватель, причем в процессе наладки устройства уровень мощности, соответствующей каждой позиции датчика температуры, подбирается из условий реальных возмугцений на об.— екте с целью минимизации перепадов температуры на поверхности электронагревателя.

2 ил.

1363166

1

Изобретение относится к технике управления и может быть использовано для регулирования температуры в объектах с электрическими нагревателями.

На фиг. 1 изображена часть принципиальной схемы устройства, преобразующая позиционные сигналы задания «мало» и «много» в результирующий управляющий сигнал; на фиг. 2 — часть устройства, преобразующая результирующий управляющий сигнал в аналоговый сигнал напряжения заданной величины, подаваемый на электронагреватель.

Часть устройства, преобразующая позиционные сигналы, задания «мало» и «много» в результирующий управляющий сигнал, содержит переключатель 1, сигнализатор 2 минимальной температуры и сигнализатор 3 максимальной температуры, измерительного или регулирующего прибора, однообмоточные реле 4 — 6, двухобмоточные реле

7 —.10 и однообмоточное реле 11, содержащие замыкающие контакты 12 — 29.

Кроме того, эта часть устройства содержит конденсаторы 30 — 32 и резисторы

33--38.

Часть устройства, преобразующая результирующий управляющий сигнал в аналоговый сигнал напряжения заданной величины, содержит силовые тиристоры 39 и 40, диоды 41 — 49, конденсаторы 50 и 51, резисторы 52 — 59, переменные резисторы 60—

63, стабилитрон 64, пороговый элемент 65, маломощный тиристор 66, выключатель автоматический 67, предохранитель 68 и электронагреватель 69.

Автоматический выключатель 67 служит для подачи переменного напряжения промышленной частоты на силовую часть устройства, а также на цепи, формирующие управляющие сигналы и состоящие из силовых тиристоров 39 и 40, диодов 41 — 44, резисторов 52 и 53. Это же напряжение подается и на часть схемы, с помощью которой получают постоянное стабилизирован- 40 ное напряжение — источник постоянного напряжения, и содержащую диоды 46 — 49, резистор 59, стабилитрон 64.

Постоянное стабилизированное напряжение используется для питания фазосдвигающего узла схемы, содержащего переменные резисторы 61 — 63 и конденсатор 50. Это же напряжение подается на делитель, состоящий из резисторов 57 и 58.

Устройство работает следующим образом.

Переключатель 1 устанавливается во включенное состояние и при температуре в объекте ниже заданной происходит" замыкание замыкающего контакта сигнализатора минимальной температуры 2, при этом замыкающие контакты сигнализатора максимальной температуры 3 разомкнуты, а размыка- у5 ющие контакты замкнуты. Происходит включение однообмоточного реле 4, и замыкаются его замыкающие контакты 12 и 13.

Подается питание на отключающую оомотку двухобмоточного реле 7, но она сразу не формирует необходимый магнитный поток, а происходит это с задержкой, время которой определяется резистором 33 и конденсатором 30, после заряда которого для напряжения питания списывается магнитный поток, формируемый включающей обмоткой этого же реле. Размыкаются замыкающие контакты 18 — 20 двухобмоточного реле 7„ снимается питание с отключающей обмотки двухобмоточного реле 10 и его замыкающий контакт 28 замыкается, после чего включается однообмоточное реле 11, которое замыкает свой замыкающий контакт 29. Происходит заряд конденсатора 50 по КС-цепи, использующей переменный резистор 61, при этом переменные резисторы 62 и 63 шунтированы замыкающими контактами 24 и 27 соответственно двухобмоточных реле 8 и 9.

Время заряда конденсатора 50 по указанной цепочке минимально, что обеспечит такой угол открывания силовых тиристоров

39 и 40, при котором будет сформировано первое заданное значение напряжения и, соответственно, мощности, снимаемой с электронагревателя 69. Напряжение заряженного конденсатора 50 сравнивается с помощью порогового элемента 65 с заданным, которое поступает на него с делителя, образованного резисторами 57 и 58. При их равенстве пороговый элемент 65 формирует на своем выходе сигнал управления, который открывает маломощный тиристор 66 при разряде конденсатора 50, в результате чего происходит периодическое в каждый полупериод зависящее от полярности переменного напряжения формирование управляющих сигналов то на одном резисторс

52, то на другом резисторе 53. Сигналы, поступающие с этих резисторов 52, 53, открывают то один силовой тиристор 39, то другой силовой тиристор 40, подавая псрвую (наибольшую) заданную величину напряжения на электронагреватели.

По мере роста температуры в обьекте и приближения ее к заданному значению происходит размыкание замыкающего и замыкание размыкающего контактов сигнализатора 2 минимальной температуры, в результате чего отключается однообмоточное реле 4 и включается однообмоточное реле

5, отключается однообмоточное реле 11, размыкая свой замыкающий контакт 29, при этом силовые тиристоры 39 и 40 закрываются.

Благодаря наличию резисторов 33, 35 и конденсаторов 30 и 31 в цепях отключающих обмоток двухобмоточных реле 7 и

8 обеспечивается время, необходимое для подготовки начальных условий для формирования следующей (средней) ступени напряжения на электронагревателе 69.

Отключение однообмоточного реле 4 и включение однообмоточного реле 5 приводит

1363166

Фор.дула изобретения

55 з, к тому, что теряет питание отключающая обмотка двухобмоточного реле 7 и получает питание отключающая обмотка двухобмоточного реле 8.

При дальнейшем росте температуры в объекте происходит размыкание размыкающего и замыкание замыкающего контакта сигнализатора максимальной температуры 3, в результате чего отключается однообмоточное реле 5 и включается однообмоточное реле 6, отключается однообмоточное реле ll, размыкая свой замыкающий контакт 29. Силовые тиристоры 39 и 40 закрываются. Отключение однообмоточного реле 5 и включение однообмоточного реле 6 приводит к тому, что теряет питание отключающая обмотка двухобмоточного реле 8 и получает питание отключающая обмотка двухобмоточного реле 9.

В результате переменные резисторы 61 и

62 шунтируются контактами соответственно

20 и 24 и заряд конденсатора 50 осуществляется через переменный резистор 63, обеспечивающий наибольшее время заряда конденсатора 50 и, следовательно, наименьший угол открытия тиристоров. Таким образом, »а нагревателе обеспечена минимальная заданная ступень мощности.

После этого приостанавливается рост температуры в объекте. Уменьшение температуры приведет к необходимости увеличения напряжения на электронагре=."теле

69, что обеспечивается работой устройства в обратной последовательности.

Для того чтобы при включении маломощного тиристора 66 диоды 46 и 48 не оказывали шунтируюшего влияния, на токи управления первого 39 и второго 40 силовых тиристоров, схема содержит пятый диод 45, второй конденсатор 51 и четвертый резистор 55, Благодаря второму конденсатору 51 ток управления маломощного тиристора 66 в момент включения не снижается несмотря на наличие четвертого резистора 55

При использовании электронагревателей различной мощности возникает необходимость изменения уровней напряжения на них, что обеспечивается регулировкой угла открывания первого 39 и второго 40 силовых тиристоров, которая выполняется с помощью второго 61, третьего 62 и четвертого 63 переменных резисторов.

Устройство для автоматического регулирования температуры, содержащее источник переменного напряжения, к которому через двухполюсный выключатель подключена цепь из последовательно включенных электронагревателя, первого силового тиристора и предохранителя, два диода, переменный резистор, конденсатор, маломощный тиристор, пять резисторов, замыкаюгций и раз5

45 мыкающий контакты сигнализатора минимальной температуры, замыкающий и размыкающий контакты сигнализатора максимальной температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения качества работы устройства и увеличения срока службы электронагревателя, дополнительно введены источник постоянного напряжения, четыре одно обмоточных реле с замыкающими Контактами, четыре двухобмогочных реле с включающей и отключающей обмотками и замыкающими контактами, второй силовой тиристор, семь диодов, стабилитрон, три переменных резистора, пороговый элемент, четыре конденсатора, девять резисторов и однополюсный выключатель, причем обмотка первого однообмоточного реле подключена к источнику постоянного напряжения последовательно через замыкающие контакты сигнализатора минимальной температуры и однополюсный выключатель, обмотка второго однообмоточного реле подключена к источнику постоянного напряжения последовательно через размыкающие контакты сигнализатора минимальной температуры, однополюсный выключатель и замыкающие контакты сигнализатора максимальной температуры, обмотка третьего однообмоточного реле подключена к источнику постоянного напряжения последовательно через однополюсный выключатель и замыкающие контакты сигнализатора максимальной температуры, к источнику постоянного напряжения подключены цепи из последовательно включенных отключающей обмотки первого двухобмоточного реле, первого резистора и замыкающих контактов первого однообмоточного реле, включающей обмотки первого двухобмоточного реле и второго резистора, отключающей обмотки второго двухобмоточного реле, третьего резистора и замыкающих контактов второго однообмоточно..о реле, включающей обмотки второго двухобмоточного реле и четвертого резистора, отключающей обмотки третьего двухобмоточного реле, пятого резистора и замыкающих контактов третьего однообмоточного реле, включающей обмотки третьего двухобмоточного реле и шестого резистора, отключающей обмотки четвертого двухобмоточного реле, замыкающих контактов первого, второго и третьего двухобмоточных реле, включающая обмотка четвертого двухобмоточного реле подключена к источнику постоянного напряжения непосредственно, обмотка четвертого однообмоточного реле подключена к источнику постоянного напряжения последовательно через замыкаюгцие контакты четвертого двухобмоточного реле и цепь из последовательно включенных замыкающих контактов второго однообмоточного, первого и третьего двухобмоточных реле, которая шунтирована цепью из последовательно соединенных замыкающих контактов первого однообмоточного и второго двух1363166

Яиг .

Фыг 2

Составитель В. Шефтель

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верее Корректор А. Тяско

Заказ 5964/38 Тираж 863 Подписное

ВНИИ11И Государственного комитета СССР по делам нзооретеннй и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугиская нав., д. 4/5

1(ронзводсгвенно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 обмоточного реле и цепью из последовательно включенных замыкающих контактов третьего однообмоточного и второго двухобмоточного реле, отключающие обмотки первого, второго и третьего двухобмоточых реле шунтированы соответствующим конденсаторами, встречно-параллельно первому силовому тиристору подключен второй силовой тиристор, к аноду которого через седьмой резистор подключены управляющий электрод первого силового тиристора 10 и катод первого диода, соединенного своим анодом с анодом второго диода, катодом маломощного тиристора и анодом третьего диода, катод второго диода подключен к управляющему электроду второго силового тиристора и через восьмой резистор — к катоду второго силового тиристора, к аноду четвертого диода, к катоду пятого диода и к аноду шестого диода, катод четвертого диода соединен с катодом седьмого диода и через девятый резистор подключен к аноду маломощного тиристора, управляющий электрод которого через десятый резистор соединен с анодом третьего диода и через замыкающие контакты четвертого однообмоточного реле подключен к выходу порогового элемента, анод шестого диода соединен с анодами восьмого диода и стабилитрона, катод восьмого диода подключен к аноду второго силового тиристора и аноду девятого диода, соединенного своим катодом с катодом шестого диода, а через одиннадцатый резистор — с катодом стабилитрона, катод третьего диода через двенадцатый резистор, шунтированный четвертым конденсатором, соединен с анодом стабилитрона, который через последовательно соединенные пятый конденсатор, первый, второй, третий и четвертый переменные резисторы соединен с катодом стабилитрона, с первого по третий переменные резисторы шунтированы замыкающими контактами с третьего по первое двухобмоточные реле, соответственно стабилитрон шунтирован последовательно соединенными тринадцатым и четырнадцатым резисторами, общая точка соединения которых подключена к первому входу порогового элемента, второй вход которого соединен с общей точкой соединения пятого конденсатора и первого переменного резистора.