Многоканальный регулятор температуры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 27Х111.1965 (№ 1030977/26-24) Кл. 21с, 46/50 с присоединением заявки №

МПК G 05f

УДК, 621-533.65 (088.8) Приоритет

Опубликовано 17Х!.1966. Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 23Л И1.1966

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

1

М. 3. Лнн и Й. Е. Комрас

Даугавпилский завод синтетического волокн

Авторы изобретения

Заявитель

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

Известным многоканальным системам автоматического регулирования параметров различной физической природы, в которых используются коммутирующие приборы (обегающие устройства), присущи общие недостатки систем регулирования с дискретным характером воздействия.

Предлагаемый регулятор температуры отличается тем, что, с целью согласования оптимальной мощности, отдаваемой на нагрузку, с величиной уставки задания, задающее устройство выполнено в виде трансформатора с плавно регулируемым с помощью движка во вторичной обмотке положением средней точки, подключенной к общей земляной шине, и положение движка трансформатора задающего устройства через редуктор жестко связано с положением движка силового трансформатора, На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2 — его принципиальная схема.

А, А, Аз, А4 .... А„ — объекты, параметр которых подлежит автоматическому регулированию; В„В2, Вз, В4 ... „— канальные регуляторы; С вЂ” блок контроля и сигнализации состояния регулируемого параметра; Д— блок питания и объединенный с ним задатчик величины регулируемого параметра; Е— источник питания (например, сеть переменного тока промышленной частоты).

Работа схемы заключается в следующем.

Состояние измерительного звена первого (а

5 также и любого другого) канала регулирования определяется отношением напряжений

U /Уз задатчика, величиной сопротивления и положением подвижного контакта потенциометра Rg (индивидуального задатчика-коррек10 тора канального регулятора), величиной сопротивления Яз и величиной электрического сопротивления датчика R;„çàâèñÿùåé от состояния регулируемого параметра.

Мост будет сбалансирован при условии

15 U

Лз — (И1+Л2)

U2

При этом величина переменного напряжения, приложенного ко входу регулирующего звена (транзистора Т1), будет равна нулю. Проводимость коллекторной цепи транзистора Т» обусловлена только неуправляемыми обратными токами коллекторов транзисторов Т, и Т>

I! имеет небольшое значение (сравнительно с

25 проводимостью транзистора Т» в режиме насьццения) .

При условиях Rs ((R>+ R ) (2) или

U2

Rs) (Р, + Rg) (3) мост неуравновешен, и

U, 30 /2

183286 на вход регулирующего звена подано переменное напряжение разбаланса моста, усиленнее усилителем. Величина этого напряжения пропорциональна абсолютной величине неравенств (2) или (3), а фаза зависит от знака этих неравенств.

При совпадении фаз этого напряжения и напряжения U3 выходная проводимость транзистора Т2 будет больше, а при разности фаз, равной 180 — меньше, чем при условии (1).

Предельными случаями изложенного будет полностью открытое (режим насьпцения) или полностью закрытое (режим нулевой проводимости) состояние транзистора Т2, наступающее при достаточно больших амплитудах приложенного ко входу регулирующего звена переменного напряжения, пропорциональных абсолютной величине неравенств (2) и (3) и коэффициенту усиления усилителя.

Общий ток, протекающий через электрическое сопротивление R4 исполнительного механизма, обусловлен проводимостью диода Ä4 при положительных полупериодах напряжения U3 на его аноде относительно катода и проводимостью коллекторной цепи транзистора Т, при отрицательных полупериодах этого напряжения.

Очевидно, что при закрытом транзисторе Т» через R4 протекает однополупериодный выпрямительный ток, среднее значение 1, которого зависит от эффективного значения напряжения U3 и величины сопротивления R4 (внутренним сопротивлением диода Д4 и обмотки W4 трансформатора Тр, можно пренебречь ввиду их малого значения сравнительно с R4) .

) 2 з тс

В режиме насыщения транзистора Т, через

R4 протекает ток, повторяющий по форме синусоидальное напряжение U3. Эффективное значение 12 этого тока зависит от тех же величин U3 и R4 и равно

U3

Т2

R4 (внутренним сопротивлениям транзистора Т2 в режиме насыщения также можно пренебречь вследствие его малого значения сравнительно с R4).

Мощность электрического тока, подводимая к исполнительному механизму регулируемого объекта, в двух названных предельных случаях имеет значения соответственно у2

2 р у2р 3 Ир = 2р 3 г2 R 2 2 и может изменяться в этих пределах в непрерывной функции от изменения величины регулируемого параметра.

Состояние регулируемого параметра, в свою очередь, зависит от значения электрической мощности, подводимой к исполнительному механизму регулируемого объекта. Таким образом, путем подбора необходимого соотношения между фазами напряжений U„U2 и

Г3, определяющего отрицательный характер обратной связи в каналах регулирования, при оптимальном значении напряжения U3 и достаточном коэффициенте усиления усилителей, можно обеспечить следящее автоматическое регулирование, индивидуальное для каждого канала.

lo Оптимальным следует считать такое значение напряжения U3, при котором условию отсутствия рассогласования между фактической величиной регулируемого параметра и заданной соответствует оптимальное значение под15 водимой к исполнительному механизму регулируемого объекта электрической мощности

R,„, лежащее внутри области, ограниченной предельными значениями Р1 и Р2 а изменению этои мошносчи OT Рррщ до Р4 и QT Рррр, до

Р соответствуют симметричные рассогласования регулируемого параметра.

Для сохранения оптимальных значений напряжения Ь3 во всем диапазоне значений заданной величины регулируемого параметра

U одновременно с изменением отношения

U, определяющего заданную величину параметра, производится изменение напряжения U3 путем синхронного перемещения подвижных

Зр контактов обмотки W2 трансформатора Тр2 и

W3 трансформатора Тр1 при помощи общей ручки установки задания.

Блок контроля и сигнализации В работает следующим образом.

З5 На аноде диода Д2 выделяется пульсирующее напряжение, форма, частота и фаза которого соответственно совпадают с формой, частотой и фазой пульсирующих напряжений, выделяющихся на коллекторах транзисторов

40 Т2, работающих канальных регуляторов

Б,— Б„относительно общей шины, соединенной с эмиттерами этих транзисторов. Амплитудное значение пульсирующего напряжения на подвижном контакте потенциометра R.- от45 носительно общей шины зависит от соотношения величины сопротивлений Rq и потенциометра R.-, а также от положения подвижного контакта потенциометра RÄ..

Амплитудное значение пульсирующего напряжения в точке соединения сопротивления

Р, конденсатора С и потенциометра )4 относительно общей шины зависит от состояния регулируемого параметра в том из каналов регулирования, к которому в данном положении переключателя П подключен блок В.

При соответствии параметра заданной величине это напряжение будет иметь вполне определенное амплитудное значение, которое практически одинаково для всех каналов ре60 гулирования. Конденсатор С заряжается до величины разности амплитудных значений названных напряжений, причем величина напряжения на конденсаторе С определяется абсолютной величиной этой разности, а полярность — знаком разности. Напряжение с

5 конденсатора С подается на вход устройства

Е измерения и сигнализации через потенциометр R4. Когда напряжение достигнет величины, определяемой порогом срабатывания устройства Е и положением подвижного контакта потенциометра Rz, включится сигнал (сигнальная лампочка, звонок и т. п.), что укажет на недопустимое отклонение от задания регулируемого параметра в том из каналов регулирования, который определяется положением переключателя П в момент включения сигнала.

Сопротивления Rq u R.- должны быть меньше сопротивлений R- u R8

Постоянные времени цепей заряда и разряда конденсагора С должны быть больше длительности периода переменного напряжения

U3, но меньше минимального времени нахождения переключателя П на каждом из своих положений.

183286

Предмет изобретения

Многоканальный регулятор температуры, содержащий по числу каналов ряд автоном. ных регуляторов, омических датчиков температуры и исполнительных устройств в виде нагреваемых сопротивлений, устройство многоточечного обегающего регистрирующего и показывающего контроля и регулируемого

10 источника мощности на силовом трансформаторе, в котором по виткам первичной обмотки перемещается движок, отличающийся тем, что, с целью обеспечения согласования оптимальной мощности, отдаваемой на нагрузку, 15 с величиной уставки задания, задающее устройство выполнено в виде трансформатора с плавно регулируемым с помощью движка во вторичной обмотке положением средней точки, подключенной к общей земляной шине, и

20 положение движка трансформатора задающего устройства через редуктор жестко связано с положением движка силового трансформатора.

183286

Г

1

1 !

1 ь г ! !

1 !

1 !

1

1

L иг. с

Составитель И. шувалова

Техред Л. К. Ткаченко

Редактор В. Сорокин

Корректор Л. В. Тюняева

Заказ 2290/4 Тираж !550 Формат бум. 60)(90 /s Объем 0,41 изд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2