Устройство для импульсного регулирования температуры многозонной электропечи сопротивления

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в регуляторах электрической энергии прецизионного технологического оборудования, например в установках выращивания сапфира. Техническим результатом является снижение пульсаций температуры в зонах регулирования электропечи. Устройство содержит n регуляторов напряжения, подключенных первыми силовыми выводами к выводам для подключения сети, вторыми силовыми выводами к выводам для подключения n нагрузок, формирователь синхроимпульсов, вход которого соединен с выводами для подключения сети, а выходы - с входом распределителя импульсов, а также n формирователей импульсов управления, выполненных на основе реверсивного двоичного счетчика и имеющих импульсные информационные входы, подключенные к выходам распределителя импульсов, импульсные синхронизирующие входы, управляющие входы, управляющие выходы, подключенные через логическую схему к импульсным синхронизирующим входам, причем в качестве логической схемы используется конъюнктор, а в формирователи импульсов управления введены импульсные управляющие информационные выходы, соединенные с управляющими входами регуляторов напряжения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и может найти применение в регуляторах электрической энергии прецизионного технологического оборудования, например в установках выращивания сапфира.

Известно устройство для импульсного регулирования температуры в зонах регулирования электропечи, содержащее совокупность регуляторов напряжения, подключенных первыми силовыми выводами к выводам для подключения сети, вторыми силовыми выводами соединенных с выводами для подключения нагрузок, а также совокупность формирователей импульсов управления, соединенных своими выходами с управляющими входами регуляторов напряжения (Многоканальное устройство для регулирования температуры электронагревателей, патент РФ 2058580, G05D 23/19, 20.04.1996).

Недостатком устройства является повышенная пульсация мощности в секциях нагрузки, вызванная неравномерным процессом передачи энергии в них и обусловленная использованием для регулирования мощности принципа широтно-импульсной модуляции.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для импульсного регулирования температуры секционированной нагрузки, содержащее n регуляторов напряжения, подключенных первыми силовыми выводами к выводам для подключения сети, вторыми силовыми выводами соединенных с выводами для подключения n нагрузок, формирователь синхроимпульсов, вход которого соединен с выводами для подключения сети, а выходы - с входом распределителя импульсов, а также n формирователей импульсов управления, выполненных на основе реверсивного двоичного счетчика и имеющих импульсные информационные входы, подключенные к выходам распределителя импульсов, импульсные синхронизирующие входы, управляющие входы, управляющие выходы, подключенные через логическую схему к импульсным синхронизирующим входам (Устройство для импульсного регулирования мощности секционированной нагрузки, а.с. СССР, 1660099 H02M 3/18, 30.06.1991).

Недостатком такого устройства также является повышенная пульсация температуры в зонах регулирования электропечи, поскольку в основу его функционирования опять-таки положен принцип широтно-импульсной модуляции.

Технический результат выражается в снижении пульсаций температуры в зонах регулирования электропечи.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем n регуляторов напряжения, подключенных первыми силовыми выводами к выводам для подключения сети, вторыми силовыми выводами соединенных с выводами для подключения n нагрузок, формирователь синхроимпульсов, вход которого соединен с выводами для подключения сети, а выходы - с входом распределителя импульсов, а также n формирователей импульсов управления, выполненных на основе реверсивного двоичного счетчика и имеющих импульсные информационные входы, подключенные к выходам распределителя импульсов, импульсные синхронизирующие входы, управляющие входы, управляющие выходы, подключенные через логическую схему к импульсным синхронизирующим входам, в качестве логической схемы используется конъюнктор, а в формирователи импульсов управления введены импульсные управляющие информационные выходы, соединенные с управляющими входами регуляторов напряжения. Кроме того, в состав каждого формирователя импульсов управления введены RS-триггер, R-вход которого соединен с выходом переполнения реверсивного счетчика, S-вход - с импульсным синхронизирующим входом, а прямой выход - с управляющим выходом, а также логическая схема конъюнкции, один вход которой соединен с импульсным информационным входом, второй вход - с инверсным выходом RS-триггера, а выход - с вычитающим входом двоичного реверсивного счетчика и управляющим выходом.

Принцип функционирования предложенного устройства поясняется чертежами, на которых изображены:

фиг.1 - электрическая схема устройства,

фиг.2 - электрическая схема формирователя импульсов управления,

фиг.3 - временные диаграммы формирования импульсов.

Устройство для импульсного регулирования температуры секционированной нагрузки (фиг.1) содержит n регуляторов напряжения (PH) 1, подключенных первыми силовыми выводами к выводам для подключения сети 2, вторыми силовыми выводами соединенных с выводами для подключения n нагрузок 3, формирователь синхроимпульсов (ФСИ) 4, вход которого соединен с выводами для подключения сети 2, а выходы - с входом распределителя импульсов (РИ) 5, а также n формирователей импульсов управления (ФИУ) 6, выполненных на основе реверсивного двоичного счетчика 7 и имеющих импульсные информационные входы 8, подключенные к выходам распределителя импульсов 5, импульсные синхронизирующие входы 9, управляющие входы 10, управляющие выходы 11, подключенные через логическую схему 12 к импульсным синхронизирующим входам 9. В качестве логической схемы 12 используется конъюнктор, а в формирователи импульсов управления введены импульсные управляющие информационные выходы 13, соединенные с управляющими входами регуляторов напряжения 1.

В состав каждого формирователя импульсов управления введены RS-триггер 14, R-вход которого соединен с выходом переполнения реверсивного счетчика 7, S-вход - с импульсным синхронизирующим входом 9, а прямой выход - с управляющим выходом 11, а также логическая схема конъюнкции 15, один вход которой соединен с импульсным информационным входом 8, второй вход - с инверсным выходом RS-триггера, а выход - с вычитающим входом двоичного реверсивного счетчика 7 и управляющим выходом 13.

Регуляторы напряжения выполнены на основе трансформатора, в цепь первичной обмотки которого последовательно включен электронный ключ. Остальные элементы устройства выполнены на стандартных микросхемах.

Работа устройства происходит следующим образом. Из входного напряжения сети u(t), изменяющегося с периодом Т, формирователем синхроимпульсов ФСИ осуществляется формирование последовательности коротких импульсов z(t), следующих с периодом T/2 и соответствующих моментам прохождения напряжением сети нулевого уровня

z ( t ) = { 1  при u ( t ) = 0 0  при u ( t ) 0

Распределитель импульсов РИ преобразует последовательность z(t) в совокупность импульсов, r1(t), r2(t),…,rn(t), где n - число зон регулирования. Периоды следования импульсов во всех последовательностях одинаковы и составляют nT/2, при этом импульсы каждой следующей последовательности задержаны относительно предыдущей последовательности на время Т/2n.

Последовательности r1(t), r2(t),…,rn(t) поступают на формирователи импульсов управления ФИУ1, ФИУ2,…,ФИУn, которые пропускают числа импульсов N1, N2,…,Nn, пропорциональные управляющим кодам Х1, Х2,…,Хn. В результате формируются последовательности импульсов f1, f2,…,fn, управляющие состоянием соответствующих ключей К1, К2,…,Кn и, следовательно, количеством полуволн напряжения сети, поступивших на нагрузки Z1, Z2,…Zn.

Формирователь импульсов управления 6 функционирует следующим образом. Импульс g осуществляет начальную установку счетчика 7 в исходное состояние, определяемое соответствующим ему кодом управления X. Одновременно происходит установка триггера 14 в исходное состояние, обеспечивающее прохождение распределенных импульсов r через логическую схему конъюнкции 15 на вычитающий вход счетчика 7 и на импульсный информационный выход 13, управляющий состоянием соответствующего регулятора напряжения 1.

Состояние счетчика изменяется до тех пор, пока не произойдет его полное обнуление. В момент обнуления формируется импульс h, опрокидывающий триггер. При этом прохождение импульсов r через логическую схему И на управляющий выход прекращается, а на инверсном выходе триггера 14 появляется логическая единица.

Количество импульсов f, прошедшее на управляющий вход ключа, пропорционально управляющему X коду. Оно определяет количество полуволн напряжения сети, поступивших в нагрузку.

Максимальное количество полуволн соответствует максимальному коду. Оно определяет длительность цикла регулирования, поскольку с приходом импульса q, соответствующего максимальному коду, на всех входах схемы конъюнктора 11 устанавливаются логические единицы, а на выходе им формируется сигнал g начальной установки, подаваемый на импульсный управляющий вход формирователя импульсов управления 6. Далее процесс периодически повторяется.

В предложенном регуляторе полуволны напряжения на нагрузке распределены более равномерно. Следовательно, пульсации температуры в каждой зоне будут иметь меньший уровень.

1. Устройство для импульсного регулирования температуры многозонной электропечи сопротивления, содержащее n регуляторов напряжения, подключенных первыми силовыми выводами к выводам для подключения сети, вторыми силовыми выводами к выводам для подключения n нагрузок, формирователь синхроимпульсов, вход которого соединен с выводами для подключения сети, а выходы - с входом распределителя импульсов, а также n формирователей импульсов управления, выполненных на основе реверсивного двоичного счетчика и имеющих импульсные информационные входы, подключенные к выходам распределителя импульсов, импульсные синхронизирующие входы, управляющие входы, управляющие выходы, подключенные через логическую схему к импульсным синхронизирующим входам, отличающееся тем, что в качестве логической схемы используется конъюнктор, а в формирователи импульсов управления введены импульсные управляющие информационные выходы, соединенные с управляющими входами регуляторов напряжения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в состав каждого формирователя импульсов управления введены RS-триггер, R-вход которого соединен с выходом переполнения реверсивного счетчика, S-вход - с импульсным синхронизирующим входом, а прямой выход - с управляющим выходом, а также логическая схема конъюнкции, один вход которой соединен с импульсным информационным входом, второй вход - с инверсным выходом RS-триггера, а выход - с вычитающим входом двоичного реверсивного счетчика и управляющим выходом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе регулирования температуры. Система регулирования температуры содержит входной коллектор, возвратный коллектор, контроллер, по меньшей мере один поддерживающий температуру контур, соединяющий входной коллектор и возвратный коллектор, трубу подачи горячей текучей среды и трубу подачи холодной текучей среды, соединенные с входным коллектором, по меньшей мере один выход, соединенный с возвратным коллектором, и вход, соединенный с входным коллектором.

Изобретение относится к электротехническим средствам обеспечения рабочих характеристик интегральных схем (ИС) в защищенной бортовой аппаратуре, в частности, микропроцессоров и микроконтроллеров, путем термостабилизации поверхности корпуса ИС.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к системам управления отоплением. Техническим результатом является поддержание допустимой температуры внутри помещений, в которых находятся люди в часы работы дежурного отопления.
Изобретение относится к наземной отработке систем терморегулирования аппаратуры изделий авиационной и ракетно-космической техники. Испытания проводят в термокамере в два этапа.

Изобретение относится к области электротехники, электроники, автоматического регулирования и может быть использовано для подключения и регулирования работы промышленных и бытовых нагревательных устройств.

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано, в частности, при производстве шампанских вин. Регулирование распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом, имеющем снаружи "рубашку" с циркулирующим в ней хладоносителем по замкнутому контуру, включающем вентиль, управляемый электроприводом, компрессор и соединяющие их и "рубашку" трубопроводы, осуществляют путем измерения в центре резервуара температуры виноматериала.

Способ управления является способом управления кондиционером воздуха, чтобы переводить состояние в замкнутом пространстве в предварительно определенное целевое состояние.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения уксусной кислоты, включающему стадии: взаимодействия метанола с монооксидом углерода в реакционной среде, содержащей воду, йодистый метил и метилацетат в присутствии катализатора карбонилирования на основе металла VIII группы; выделения продуктов указанной реакции в летучую фазу продукта, содержащую уксусную кислоту, и менее летучую фазу; дистиллирования указанной летучей фазы в аппарате дистилляции для получения очищенного продукта уксусной кислоты и первого верхнего погона, содержащего йодистый метил и ацетальдегид; конденсации, по меньшей мере, части указанного верхнего погона; измерения плотности указанного сконденсированного первого верхнего погона; определение относительной концентрации йодистого метила, ацетальдегида или обоих в первом верхнем погоне на основании измеренной плотности; и регулирования, по меньшей мере, одного регулирующего технологического параметра, связанного с дистилляцией указанной летучей фазы, в качестве ответной реакции на указанную относительную концентрацию.

Изобретение относится к теплорассеивающему устройству с двумя вентиляторами с функцией удаления пыли. .

Изобретение относится к технике регулирования температуры в прецизионных электронных устройствах и может быть использовано для поддержания постоянства параметров этих устройств в широком диапазоне температур окружающей среды (ТОС).

Изобретение относится к области многокамерных печей для обжига углеродистых блоков. Способ регулирования печи (1) заключается в том, что зона естественного предварительного нагревания разделена на по меньшей мере одну первую зону (Z1) естественного предварительного нагревания, располагающуюся на некотором первом расстоянии от устройства нагревания, и одну вторую зону (Z2) естественного предварительного нагревания, располагающуюся на некотором втором расстоянии от устройства нагревания, причем упомянутое первое расстояние превышает упомянутое второе расстояние, и в котором изменяют потоки газов, циркулирующих в полых перегородках, таким образом, чтобы контролировать газовые потоки (30, 31), проходящие через первую зону (Z1) естественного предварительного нагревания, на основе газовых потоков (31), выходящих из второй зоны (Z2) естественного предварительного нагревания, для того, чтобы регулировать повышение температуры перегородок и анодов в первой зоне (Z1) естественного предварительного нагревания и контролировать положение фронта дегазации.
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве и термообработке различных материалов и изделий.

Изобретение относится способу и устройству управления расплавлением в печи исходного материала, в частности стального лома. Расплавляют исходный материал посредством нагрева, по меньшей мере, одной горелкой, снабжаемой топливом и окислителем.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для обработки и определения свойств жидкого или полужидкого металла. Устройство содержит тигель, который, по меньшей мере, частично окружен, по меньшей мере, одной индукционной катушкой, измерительное средство для непосредственного измерения, косвенного измерения и их комбинации, по меньшей мере, одного электрического параметра, выбранного из группы, состоящей из тока, напряжения, потребляемой мощности и частоты, при этом, по меньшей мере, один электрический параметр используется для частичного определения сопротивления нагрузки в области, по меньшей мере, частично окруженной индукционной катушкой, удельного сопротивления материала, температуры материала, доли твердой фазы материала, доли жидкой фазы материала и их комбинации.

Изобретение относится к средствам управления руднотермическими печами, предназначенными, например, для получения ферросплавов. Устройство для управления руднотермической печью содержит трансформатор с переключателем ступеней напряжения, каждая фаза вторичной обмотки которого подключена к электроду, перемещаемому внутри ванны печи с помощью своего привода, подключенного входом к выходу элемента сравнения, вход которого связан с выходом датчика тока электрода, блок задания тока, не менее двух дополнительных датчиков температуры, блок вычисления теплового потока, датчик активной мощности печи, блок деления, датчик напряжения печи, нелинейный элемент, подключенный входом к выходу датчика напряжения, и блок умножения.

Изобретение относится к металлургическому производству. .

Изобретение относится к области охлаждения отработанных печных газов. .

Изобретение относится к черной металлургии. .

Изобретение относится к области управления процессами при обжиге материалов во вращающихся печах с колосниковыми холодильниками и может найти применение в промышленности строительных материалов.

Изобретение относится к металлургии. Технический результат - повышение точности поддержания температуры в печи. Измеряют температуру в печи для получения значений обратной связи температуры в печи. Рассчитывают разность между значениями установки температуры в печи и значениями обратной связи температуры в печи как значение DV1 несоответствия. В соответствии со значениями температуры обратной связи температуры в печи и значением установки температуры в печи рассчитывают разности между значениями установки температуры в печи и значениями обратной связи температуры в печи за единицу времени (градиент). Устанавливают градиент значений изменения температуры в печи как значение DV2 несоответствия. Определяют скорость V перемещения материала в печи из регулятора скорости и получают первое множество выходных компонентов FFV прямой подачи в соответствии со скоростью V. Получают второе множество выходных компонентов FFT прямой подачи в соответствии с разностью между значениями установки температуры в печи и значениями обратной связи температуры в печи, то есть значениями DV1 несоответствия. Выполняют поиск параметров управления PID в соответствии со значениями DV1 и DV2 несоответствия на основе правила управления с нечеткой логикой и формируют регулирующий параметр OP1 управления в соответствии с параметром управления PID. Управляют клапаном для регулирования потока каменноугольного газа и клапаном для регулирования потока воздуха путем комбинирования регулирующего параметра OP1 управления с первым множеством компонентов FFV прямой подачи и вторым множеством компонентов FFT прямой подачи. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 5 табл.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в регуляторах электрической энергии прецизионного технологического оборудования, например в установках выращивания сапфира. Техническим результатом является снижение пульсаций температуры в зонах регулирования электропечи. Устройство содержит n регуляторов напряжения, подключенных первыми силовыми выводами к выводам для подключения сети, вторыми силовыми выводами к выводам для подключения n нагрузок, формирователь синхроимпульсов, вход которого соединен с выводами для подключения сети, а выходы - с входом распределителя импульсов, а также n формирователей импульсов управления, выполненных на основе реверсивного двоичного счетчика и имеющих импульсные информационные входы, подключенные к выходам распределителя импульсов, импульсные синхронизирующие входы, управляющие входы, управляющие выходы, подключенные через логическую схему к импульсным синхронизирующим входам, причем в качестве логической схемы используется конъюнктор, а в формирователи импульсов управления введены импульсные управляющие информационные выходы, соединенные с управляющими входами регуляторов напряжения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх