Устройство для регулирования температуры

 

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для регулирования температуры. Устройство содержит последовательно соединенные первый элемент И 5, формирователь 6 импульсов и тиристорный элемент 7 с нагревателем 8, управляемый по сигналу блока 4 синхронизации с нулем сети переменного тока и сигналу , формируемому задатчиком 10 периода импульсов и задатчиком 12 длительности импульсов, и обеспечивает снижение времени выхода на режим за счет наличия второго элемента И 9, включенного на первом входе задатчика 12 длительности импульсов , на второй вход которого подается сигнал с термочувствительного 16 резистивного делителя. Выходной сигнал задатчика через RS-триггер 11, тактируемый датчиком периода, управляет работой тиристорного элемента 7, при этом задатчик дли тельности импульсов содержит ключ, нульорган и интегратор. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. i (Л со Ci со О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1363167 А1 дд 4 G 05 D 23 19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! и !

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4088998/24-24 (22) 14.07.86 (46) 30.12.87. Бюл. № 48 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В. H. Гридин, А. К. Гребнев, В. П. Будяков, А. В. Клопоцкий и М. В. Прядильш,икова (53) 621.555.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1072015, кл. G 05 D 23/19, 1982.

Будяков В. П. Применение управляемых переключателей в системах автоматики на предприятиях стройиндустрии. МИСИ им. Куйбышева, М., 1986, с. 42 — 47. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для регулирования температуры. Устройство содержит последовательно соединенные первый элемент И 5, формирователь 6 импульсов и тиристорный элемент 7 с нагревателем 8, управляемый по сигналу блока 4 синхронизации с нулем сети переменного тока и сигналу, формируемому задатчиком 10 перио1а импульсов и задатчиком 12 длительности импульсов, и обеспечивает снижение времени выхода на режим за счет наличия второго элемента И 9, включенного на первом входе задатчика 12 длительности импульсов, на второй вход которого подается сигнал с термочувствительного 16 резистивного делителя. Выходной сигнал задатчика через RS-триггер 11, тактируемый датчиком периода, управляет работой тиристорного элемента 7, при этом задатчик дли тельности импульсов содержит ключ, нульорган и интегратор. 1 з.п. ф-1bl, 2 ил.

1363167

10

Т=—

1

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам автоматического регулирования температуры.

Цель изобретения — сокращение времени выхода на режим.

На фиг. 1 приведена схема предложенного устройства; на фиг. 2 — кривая выхода устройства на режим.

Устройство содержит шины 1 и 2 сети переменного тока, блок 3 питания, блок 4 синхронизации 4, первый элемент И 5, формирователь б импульсов, тиристорный элемент

7, нагреватель 8, второй элемент И 9, задатчик 10 периода импульсов, RS-триггер 11, задатчик 12 длительности импульсов, содержащий ключ 13, нуль-орган 14, интегратор 15, термочувствительный резистивный делитель 16, блок 4 синхронизации содержит трансформатор 17, выпрямительный мост 18, резистор 19, диодный оптрон 20, переменный резистор 21, триггер Шмидта 22.

Устройство работает следующим образом.

Блок синхронизации 4 формирует импульсы, соответствующие моменту перехода напряжения сети переменного тока через ноль.

Эти импульсы перекрывают нулевой момент времени. 3а счет введения элементов 17 — 22, длительность этих импульсов может быть изменена в широких пределах.

Этого можно достичь как за счет изменения значения сопротивлений 19 и 21, так и за счет изменения коэффициента трансформации трансформатора 17 путем изменения числа витков выходной обмотки. Импульсы синхронизации могут попасть на вход формирователя 6 импульсов, который представляет собой усилитель мощности с потенциальной или трансформаторной связью с тиристорным элементом 7 только при нал ичии разрешающего сигнала на втором входе первого элемента И 5. Под воздействием импульсов управления, сформированных на выходе формирователя б в результате воздействия синхроимпульсов, THристорный элемент 7 обеспечивает коммутацию нагревателя в нулевые. моменты времени. Наличие сигналов синхронизации с перекрытием нулевого момента предохраняет коммутируемую цепь от бросков тока как в момент отпирания тиристора, так и в момент его запирания.

Сигнал разрешения на втором входе первого элемента И 5 формируется триггером 11, управляемым задатчиком 12. Он определяет длительность по времени, в течение которого на втором входе элемента

И 5 действует сигнал разрешения. В начальный момент времени (момент включения схемы) осушествляется установка всех элементов и узлов схемы в исходное нулевое состояние (цепи установки схемы в нулевое состояние на фиг. 1 не показаны). В результате этого триггер 11 устанавливается в нулевое состояние, что приводит к подаче на

2 вторые входы элементов И 5, 9 разрешающего сигнала высокого уровня. В результате импульсы синхронизации начинают проходить на вход тиристорного элемента 7 и на вход задатчика 12. С момента включения импульсы синхронизации с выхода блока

4 подаются на вход задатчика 10 периода.

Последний представляет собой счетчик на определенное количество импульсов. Время его заполнения. и определяет задаваемый период. Он определяется емкостью N счетчика 10 частотой синхроимпульсов f. блока

4, которая в данном случае равна удвоенной частоте сети переменного тока. В соответствии с этим период Т равен

После его полного заполнения на его выходе формируется сигнал высокого уровня, который переводит триггер 11 в нулевое состояние и возвращает задатчик 12 длительности также в нулевое состояние. После полного заполнения задатчик 10 по цепи внутренней связи (на фиг. 1 не показано) возвращается в исходное состояние и цикл работы схемы повторяется. Задатчик !2 обеспечивает получение сигнала управления с длительностью, пропорциональной входному воздействую х. С целью получения возможности регулирования длительности управляющего сигнала в широких пределах задатчик 12 характеризуется переменным коэффициентом заполнения (счета) N,, пропорциональным входному воздействию х, реализоа ван на основе нуль-органа 14, интегратора 15, ключа 13. Время управления t, oëределяется в соответствии с соотношением

Х.

tó — — —." — — ax. с

Длительность управления может изменяться в широких пределах от нуля до значения большего периода Т. В первом случае триггер 11 находится все время в единичном положении, так как с выхода нульоргана 14 поступают сигналы высокого уровня практически с частотой импульсов синхронизации, т.е. сигнал на выходе интегратора 15 при поступлении первого импульса синхронизации становится больше сигнала, снимаемого с выхода термочувствительного делителя 16. Во втором случае триггер 11 все время находится в состоянии ноль, так как при большом уровне входного сигнала х коэффициент пересчета М„становится также большим, и сигнал на выходе интегратора за период Т не успевает достигнуть уровня порога срабатывания нуль-органа 4.

При постоянно открытом триггере 11 на втором входе элемента 11 5 постоянно присутствует сигнал разрешения, который и позволяет cHHxpoHìïóëüñàì постоянно проходить через формирователь 6 на управляющий электрод тиристорного элемента 7. От1363167

3 даваемая могцность в нагрузке может быть выражена в обшем случае в ви,,е ах

Р= Ркак. = Р <а< ( что отражено на фиг, 2 с помо:цью графика 2.

Значение х„-,; означает условие, при котором длительность t становится разнои или оольшей Т. Значение Р а<сс определяет мощность, отдаваемую в нагрузку в течение половины периода питающего напряжения.

Для известного устройства длительность времени управления может быть представлена в виде

t„= tp+ t„= а+Ьх а период в виде

Т= t„+ t„= а+ Ьх+ с, откуда отдаваемая мощность может быть выражена в виде а+ Ьх

Р= Ркакс Раакс и представлена с помощью графика 1 на фиг. 2. Из графика и выражения следует, что при сигнале Х= О осушествляется отдача в нагрузку минимальной мощности Р<>.

При максимальном сигнале макси»a;

Последнее определяется принципом работы использованного устройства для получения и Т. Использование изобретения сокрашает время выхода на режим. Из представленных графиков следует, что предлагаемое устройство характеризуется большим быстродействием при больших входных сигналах (за счет большей отдаваемой мощности), большим диапазоном регулирования могцности в нагрузке, больц;ей линейностью передаточной характеристик,l.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования температуры, содержашее термочувствительный резисторный делитель напряжения, последовательно соединенные первый элемент И, формирова гель импульсов и тири тор..=.:-; элемент, а также блок питания, нагреватель, блок синхронизации, задатчик периода импульсов и задатчик длительносги импульсов, причем нагреватель включен последовательно с тиристорным элементом в сеть переменного тока, шины которой подключены к входам блока синхронизации выход которого подключен к одному из вхо;loB первого элемента И, а входы термочузствительного резисторного делителя напряж: ния соединены с выходами блока питания, or rè÷àþùåeñÿ тем, что, с целью сокрашения времени выхода на режим, устрой10 ство содержит второй элемент И и RS-триггер, причем выход блока синхронизации подключен к входу задатчика периода импульсов и одному из входов второго элемента

И, другой вход которого соединен с выхо15 дом RS-триггера и дрчгим входом первого элемента И, выход второго элемента И соединен с первым входом задатчика длительности импульсов, выход которого подключен к S-входу RS-триггера, соединенного

R-входом с выходом задатчика периода им20 пульсов и управляющим входом задатчика длительности импульсов, второй вход которого подключен к выходу термочувствительного делителя напряжения, при этом задатчик длительности импульсов содержит нульорган, интегратор и ключ, вход которого подключен к управляющему входу задатчика длительности импульсов, первый и второй входы которого соединены соответственно с входами интегратора и одним из входов нуль-органа, другой вход нуль-органа подключен к выходам интегратора и ключа, а выход нуль-органа подсоединен к выходу задатчика длительности импульсов, а задатчик периода импульсов выполнен в виде счетчика.

2. Устройство по и. 1, отличающееся с тем, что блок синхронизации содержит последовательно соединенные транформатор, выпрямительный мост, резистор и диодный оптрон, а также переменный резистор и триггер Ш мидта, причем фотодиод диодного оптрона образует с переменным резисто40 ром делитель напряжения, входы которого подключены к выходам блока питания, а выход — к входу триггера Шмидта, выход которого соединен с выходом блока синхронизации, входами блока являются входы трансформатора.