Многоканальное устройство для регулирования температуры электронагревателей

 

Изобретение относится к производству машин для вытягивания и текстурирования синтетических нитей, а именно - к многоканальным системам регулирования температуры электронагревателей, используемых для нагрева движущейся нити на упомянутых машинах. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности устройства при позиционном управлении группой идентичных Электронагревателей

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 05 0 23/19

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1С.) a7ve 7 (21) 4776510/24 (22) 03,01.90 (46) 23.01.93. Бюл. М 3 (71) Ленинградское машиностроительное объединение им. Карла Маркса (72) В,M.ÃóãåëåB, В,В.Мачулин, P.Ë,Ðàáêèí, В.А.Шубин и А,Ф,Этин (73) Ленинградское машиностроительное объединение им, К.Маркса (56) Авторское свидетельство СССР

N 614429, кл. G 05 D 23/19, 1978, Авторское свидетельство СССР

N 1215102, кл. G 05 0 23/19, 1986.

„„5U„„1790779 АЗ (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ЭЛ Е КТРО НАГР Е ВАТЕЛ ЕЙ (57) Изобретение относится к производству машин для вытягивания и текстурирования синтетических нитей, а именно — к многоканальным системам регулирования температуры электронагревателей, используемых для нагрева движущейся нити на упомянутых машинах, Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности устройства при позиционном управлении группой идентичных Электронагревателей 4

О

4 3

1790779 для нагрева движущихся синтетических нитей с одинаково заданной температурой, Сущность изобретения: устройство содержит моногоканальный регулятор 2 температуры с выходными каскадами в виде транзисторных ключей, датчики 4 температуры нагревателей 1, оптотиристоры 7 с управляющими элементами 6, источник 9 питания, широтно-импульсный модулятор

10, включающий формирователь 11 импульсов, делитель;12 частоты, модулятор 13 с задатчиком 14 модуляций на управляющем

Изобретение относится к производству машин для вытягивания и текстурирования синтетических нитей, точнее — к многоканальным системам регулирования температуры электронагревателей, используемых для нагрева движущейся нити на упомянутых машинах.

Известно многоканальное устройство для регулирования температуры электронагревателей, содержащее многоканальный регулятор температуры, входы которого соединены с датчиками температуры, а выходы — с Элементами включения электронагревателей. При этом в каждый из каналов регулирования включен отдельный широтно-импульсный модулятор при регулировании мощности нагрева.

Недостатком такого устройства является сложность наладки, обусловленная наличием большого числа широтно-импульсных модуляторов, количество которых равно количеству каналов регулирования.

Указанный недостаток устранен в другом известном многоканальном устройстве для регулирования температуры электронагревателей, содержащем многоканальный регулятор температуры, входы которого соединены с термопреобразователями (датчиками температуры), а выходы — с подключенными к отдельному источнику питания ключами (например, транзисторными) для управления исполнительными элементами (оптронными тиристорами), управляющими, в свою очередь, электронагревателями, и один общий для всех каналов широтно-импульсный модулятор с блоком задания переменных коэффициентов модуляции, связанный с каждым из каналов регулирования температуры посредством электронного коммутатора, Устройство принято за прототип заявляемого объекта по большинству совпадающих существенных признаков.

40 входе и ключевой элемент15, а такжедополнительный модулятор 20 с задатчиком 21 модуляции на управляющем входе и ключевой элемент 22, За счет двухканального выполнения широтно-импульсного модулятора для верхнего и нижнего уровней модуляции и путем подсоединения кл ючевых элементов обоих каналов широтно-импульсного модулятора в цепь питания транзисторных ключей обусловливается исключение в каждом канале регулирования сложных ключевых элементов с гальваническими развязками. 2 ил.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и низкая надежность, что является следствием управления транзисторными цепями через базу транзистора: указанное управление требует введения связей широтно-импульсного модулятора с каждым из каналов регулирования через ключевые элементы электронного коммутатора с гальваническими развязками. Отказ одного из ключевых элементов коммутатора приводит к нарушению связи между широтно-импульсным модулятором и соответствующим каналом, после чего последний выходит из строя, т,е. сложность конструкции ведет к снижению надежности устройства, Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности устройства при позиционном угравлении группой идентичных электронагревателей для нагрева движущихся синтетических нитей с одинаковой заданной температурой.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для регулирования температуры электронагревателей, содержащее многоканальный регулятор температуры, входы которого по числу каналов регулирования соединены с датчиками температуры каждого из электронагревателей, а выходные каскады выполнены в виде транзисторных ключей и первыми электродами ключей соединены через соответствующие пары последовательно соединенных управляющих элементов оптотиристоров с одним из выводов источника питания, и широтно-импульсный модулятор, выполненный в виде последовательно соединенных формирователя импульсов, делителя частоты, модулятора с задатчиком модуляции на управляющем входе и ключевого элемента, причем вход формирователя импульсов широтно-импульсного модулятора, являющий1790779 ся его синхровходом, соединен с питающей сетью, а управляющий вход ключевого элемента связан с объединенными вторыми электродами транзисторных ключей, и силовые элементы пар оптотиристоров, встречно-параллельно включенные в цепи питания, введены по числу каналов разделительные диоды, а широтно-импульсный модулятор снабжен дополнительными последовательно соединенными модулятором с задатчиком модуляции на управляющем входе и ключевым элементом, включенными параллельно основным. При этом объединенный выход ключевых элементов соединен с другим выводом источника питания; синхровходы модуляторов соединены с выходом формирователя импульсов, входы тактовой частоты задатчиков модуляции соединены с выходом делителя частоты, а управляющий вход дополнительного ключевого элемента связан с управляющими элементами оптотиристоров через последовательно и согласно с ними включенные соответствующие разделительные диоды.

На фиг. 1 показана структурная схема многоканального устройства для регулирования температуры электронагревателей; на фиг. 2 — диаграммы напряжений широтно-импульсного модулятора.

Многоканальное устройство для регулирования температуры электронагревателей 1 содержит многоканальный регулятор 2 температуры, входы 3 которого по числу каналов регулирования соединены с датчиками 4 температуры каждого из электронагревателей. Выходные каскады регулятора 2 выполнены в виде транзисторных ключей 5 и первыми электродами ключей соединены через соответствующие пары последовательно соединенных управля ющих элементов 6 оптотиристоров 7 с одним из выводов 8 источника 9 питания. Устройство содержит также широтно-импульсный модулятор 10, выполненный в виде последовательно соединенных формирователей 11 импульсов делителя 12 частоты, модулятора

13 с задатчиком 14 модуляции на управляющем входе и ключевого элемента 15, причем вход 16 формирователя 11 импульсов широтно-импул ьсно го модулятора, явля ющийся его синхровходом, соединен с питающей сетью, а управляющий вход 17 ключевого элемента 15 связан с объединенными вторыми электродами транзисторных ключей

5, и силовые элементы 18 пар оптотиристоров включены встречно-параллельно в цепи питания. Устройство содержит по числу каналов разделительные диоды 19. Широтно-импульсный модулятор 10 снабжен дополнительными последовательно соеди5

55 ненными модулятором 20 с задатчиком 21 модуляции на управляющем входе"и ключевым элементом 22. включенными параллельно основным, причем объединенный выход 23 ключевых элементов 15 и 22 соединен с другим выводом 24 источника 9 питания, синхровходы модуляторов 25 и 26 соединены с выходом формирователя импульсов 27, входы 28 и 29 тактовой частоты задатчиков 14 и 21 модуляции соединены с выходом 30 делителя 12 частоты, а управляющий вход 31 дополнительного ключевого элемента 22 связан с управляющими элементами 6 оптотиристоров 7 через последовательно и согласно с ними включенные соответствующие разделительные диоды 19.

Электронагреватели 1 подключены к питающей сети через выключатель 32, Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом, Перед началом работы задатчик модуляции 14 выставляют на верхний уровень модуляции напряжения питания электронагревателей 1 (" Мало" ), а задатчик 21 — на нижний уровень (" Много" ). Многоканальный регулятор температуры 2 устанавливают на заданную температуру нагрева синтетических нитей. Затем с помощью выключателя 32 подают сетевое напряжение питания на электронагреватели 1 и широтно-импульсный модулятор 10. На вход формирователя импульсов 11 поступает сетевое напряжение (фиг.2а), На выходе формирователя 11 формируются импульсы согласно фиг, 2б, следующие с частотой сети и создаваемые в момент перехода начала периода сетевого напряжения через "0". Указанные импульсы поступают на вход 27 делителя 12 частоты, который отсчитывает определенное, заданное их количество, в данном случае 16 (фиг, 2в), подаваемые далее на входы

30 модуляторов 13 и 20 напряжения верхнего и нижнего уровней соответственно, а также на входы 28 и 29 соответствующих задатчиков 14 и 21 модуляции. На выходе модулятора 13 верхнего уровня и ключевого элемента 15 посредством задатчика 14 модуляции формируются сигналы напряжения для управления верхним уровнем модуляции (фиг. 2г). На выходе модулятора 20 нижнего уровня и ключевого элемента 22 посредством задатчика модуляции 21 формируются сигналы напряжения для управления нижним уровнем модуляции (фиг. 2д).

В процессе разогрева электронагревателей 1 все транзисторные ключи 5 находятся во включенном состоянии, при этом ток управления оптотиристорами 7 модулирован по верхнему уровню напряжения и про1790779

55 ходит от плюса (+)8 источника 9 питания через управляющие элементы 6 на транзисторные ключи 5 и через ключевой элемент

15 верхнего уровня широтно-импульсного модулятора 10 на минус (-)24 источника 9 питания. В этом случае через оптотиристоры 7 и электронагреватели 1 проходит ток верхнего уровня. Когда температура какоголибо из электронагревателей 1 достигнет заданного на многоканальном регуляторе 2 значения, датчик 4 соответствующего канала регулирования температуры подает сигнал на выключение на транзисторный ключ

5, при этом ток верхнего уровня в данном канале отключается и по цепи источника питания пойдет ток, модулированный по нижнему уровню; от плюса (+)8 источника 9 через управляющие элементы 6 и далее, минуя цепь транзисторных ключей 5, на разделительные диоды 19, через ключевой элемент 22 нижнего уровня модуляции широтно-импульсного модулятора 10 и к минусу (-)24 источника питания 9. B этом случае через оптотиристоры 7 и электронагреватели 1 проходит ток верхнего уровня, Когда температура какого-либо из электронагревателей 1 достигнет заданного на многоканальном регуляторе 2 значения, датчик 4 соответствующего канала регулирования температуры подает сигнал выключения на транзисторный ключ 5, при этом ток верхнего уровня в данном канале отключается и по цепи источника питания пойдетток, модулированный по нижнему уровню: от плюса (+)8 источника 9 через управляющие элементы 6 и далее, минуя цепь транзисторных ключей

5, на разделительные диоды 19, через ключевой элемент 22 нижнего уровня модуляции широтно-импульсного модулятора 10 и к минусу(-)24 источника питания 9. При этом соответствующий электронагреватель 1 начнет медленно охлаждаться, и при понижении его температуры ниже заданной включится снова от соответствующего датчика 4 связанный с ним транзисторный ключ

5, после чего по данному каналу вновь пойдет ток по верхнему уровню, повышая температуру электронагревателя 1 до заданной, — так протекает процесс двухпозиционного регулирования температуры электронагревателя 1. Остальные каналы регулирования температуры работают аналогично.

Таким образом, заявляемое устройство позволит, как и прототип, осуществить процесс двухпозиционного регулирования температуры электронагревателей в каждом из составляющих его каналов при наличии тблько одного широтно-импульсного модулятора и единого источника напряжения пи5

45 тания для транзисторных ключей по числу электронагревателей, управляющих оптотиристорами.

Преимуществом заявляемого устройства, по сравнению с прототипом, является упрощение конструкции устройства за счет двухканального исполнения широтноимпульсного модулятора для верхнего и нижнего уровней модуляции и путем подсоединения ключевых элементов обоих каналов широтно-импульсного модулятора в цепь питания транзисторных ключей, вместо использования управления через базу транзисторов, как в прототипе, что позволит, в свою очередь. создать электрическую схему устройства, не требующую установки в каждом из каналов регулирования температуры сложных ключевых элементов с гальваническими развязками для связи электронагревателя с широтно-импульсным модулятором. Упрощение электрической схемы позволит повысить надежность устройства, при этом будет получен не экономический, а эффект повышения качества работы оборудования.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для регулирования температуры электронагревателей, содержащее многоканальный регулятор температуры, входы которого по числу каналов регулирования соединены с датчиками температуры каждого из электронагревателей, а выходные каскады выполнены в виде транзисторных ключей и первыми электродами ключей соединены через соответствующие пары последовательно соединенных управляющих элементов оптотиристоров с одним из выводов источника питания, и широтно-импульсный модулятор, выполненный в виде последовательно соединенных формирователя импульсов, делителя частоты, модулятора с задатчиком модуляции на управляющем входе и ключевого элемента, причем вход формирователя импульсов широтно-импульсного модулятора, являющийся его синхровходом, соединен с питающей сетью, а управляющий вход ключевого элемента связан с объединенными вторыми электродами транзисторных ключей, а также силовые элементы пар оптотиристоров, встречно-параллельно включенные в цепи питания,отл ича ющеесятем,что,с целью упрощения конструкции и повышения надежности устройства при позиционном управлении группой идентичных электронагревателей для нагрева движущихся синтетических нитей с одинаково заданной температурой, в устройство

1790779

Ьгход

/ I

0 (/7!

20 (3 I) Редактор

Техред М,Моргентал Корректор З.Салка

Заказ 375 Тираж Подписное

ВНИИП Л Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 введены по числу каналов разделительные диоды, а широтно-импульсный модулятор снабжен дополнительными последовательно соединенными модулятором с задатчиком модуляции на управляющем входе и ключевым элементом, включенными параллельно основным, причем объединенный выход ключевых элементов соединен с другим

BblBopoM источника питания, синхровходы модуляторов соединены с выходом формирователя импульсов, входы тактовой частоты задатчиков модуляции соединены с выходом делителя частоты, а управляющий

5 вход дополнительного ключевого элемента связан с управляющими элементами оптотиристоров через последовательно и согласно с ними включенные соответствующие разделительные диоды,