Регулятор температуры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»> 553601

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.06.75 (21) 2145124/24 с присоединением заявки № (51) М. Кл. - С 05D 23/24

Совета Министров СССР ло делам изобретений

Опубликовано 05.04.77. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 11.05.77 (53) УДК 621.555.6 (088.8) и открытий (72) Л??торы т?зобрстo?t?lsl

Е. С. Беляев и В. В. Бурлов

Головной проектный институт «Челябинскгражданпроект» (71) Заяи?гель (54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для регулирования тепловых процессов, вызванных работой электронагревательных приборов, используемых в качестве источников тепла, в частности в системах электроотопления зданий, в системах горячего водоснабжения и стиральных машинах.

Известен регулятор температуры, содержащий мост, трансформатор и тиристор, в котором к диагонали моста подключена первичная обмотка трансформатора. Один конец вторичной обмотки подключен к управляющему электроду и через резистор к катоду тиристора, анод которого включен в цепь электронагревателя, подключенного через диод к другому концу вторичной обмотки. Недостатками регулятора температуры являются — ограниченная мощность электронагревателя изза работы тиристора только в положительные полупериоды сетевого напря?кения и наличие радиопомех, создаваемых фазовым управлением запуска тиристора (1).

Известны индикаторы нарушений температурных режимов, которые могут быть использованы в качестве регуляторов температуры.

Индикаторы содержат делитель напряжения, транзисторный усилитель, источник питания и контактное реле. Недостатком индикатора является наличие контактного реле, уменьшающего наде?кность и точность контроля температуры (2).

Из известных регуляторов температуры наиболее близким по технической сущности к

5 данному изобретению является регулятор температуры, содержащий делитель напряжения, соединенный с транзисторным усилителем, нелинейный элемент, тнристоры, включенные встречно-параллельно, управляющие

?0 электроды которых подключены к выходам блока формирования пульсирующего напряжения и источник питания (3). Недостатками регулятора являются радиопомехи, создаваемые фазовым управлением запуска тиристо15 ра, вследствии того, что выходной транзистор усилителя из открытого состояния в закрытое переходит не скачком, а также нестабильная работа регулятора, вызванная колебаниями сетевого напряжения. Эти недостатки снижают точность работы регулятора.

Целью изобретения является повышение точности работы регулятора.

Для достижения этой цели в предложенном регуляторе температуры эмиттеры транзисторов усилителя подключены через нелинейный элемент к источнику питания, а коллектор выходного транзистора усилителя подключен к выходу блока формирования пуль30 сирующего напряжения.

553601

На чертеже изображена схема предлагаемого регулятора температуры.

Регулятор содержит термистор 1 и задатчик 2 уставки контролируемой температуры, находящиеся в измерительной цепи, представляющей собой делитель напряжения, Транзисторный усилитель состоит из двух и-р-итранзисторов 3 и 4, эмиттеры которых подключены к нелинейному элементу 5 (полупроводниковому диоду). База транзистора 3 подключена к делителю напряжения 6. Источник питания состоит из стабилитрона 7, резисторов 8 — 10, конденсатора 11 и полупроводникового диода 12.

В цепи электронагревателя 13 встречно-параллельно включены тиристоры 14 и 15, управляющие электроды которых подключены к выходам блока формирования пульсирующего напряжения, содержащего конденсаторы 16 и 17, резисторы 18 — 20 и диоды

21, 22.

Регулятор работает следующим образом.

Сопротивление задатчика 2 должно быть таким, чтобы потенциал базы транзистора 3 был достаточен для его открывания. При этом транзистор 4 заперт, цепь запуска тиристора 14 не закорочена. Стабилитрон 7 на делителе напряжения стабилизирует напряжение питания.

В начале положительного полупериода сетевого напряжения конденсатор 16 заряжается через балластный резистор 18 и переход упр авляющий электрод — катод тир истор а

14. При этом зарядным током тиристор запускается. Одновременно с запуском тиристора через диод 22 и резистор 20 заряжается конденсатор 17. В конце положительного полупериода тиристор 14 отключается.

В начале последующего отрицательного полупериода током разряда конденсатора 17 через резистор 19 и переход управляющий электрод — катод запускается тиристор 15.

При этом диод 22 исключает разряд конденсатора 17 через питающую сеть. Резисторы 19 и 20 предназначены для ограничения токов заряда и разряда конденсатора 17. Конденсатор 16 в отрицательном полупериоде разряжается через диод 21.

Тиристор 14 находится во включенном состоянии в положительные полупериоды сетевого напряжения, а тиристор 15 — в отрицательные полупериоды. При этом электрическая энергия в электронагревателе 13 преобразуется в тепловую, которая повышает температуру объекта нагрева и связанного с ним термистора 1. Сопротивление термистора уменьшается. Уменьшается также потенциал базы транзистора 3, который закрывается, а транзистор 4 открывается.

Процесс переключения транзисторов происходит скачком за счет положительной обратной связи через нелинейный элемент 5 с низким динамическим сопротивлением, что позволяет уменьшить на порядок зону нечувствительности и получить релейную характеристику работы транзисторного усилителя, исключающую причину фазового управления запуском тиристора, и повысить точность работы регулятора температуры. Открытый транзистор 4 шунтирует цепь управляющего электрода тиристора 14, и последний не включается. При этом понижается температура объекта нагрева и связанного с ним термистора 1.

Сопротивление термистора увеличивается, и возрастает потенциал базы транзистора 3, который открывается. Транзистор 4 закрывается, и запускается тиристор 14. Цикл запуска тиристора повторяется, и регулятор поддерживает заданную температуру.

При использовании регулятора температуры технико-экономический эффект достигается за счет сокращения расхода электроэнергии в результате повышения точности поддержания заданного уровня стабилизируемой температуры.

Формула изобретения

Регулятор температуры, содержащий делитель напряжения, соединенный с транзисторным усилителем, нелинейный элемент, тиристоры, включенные встречно-параллельно, управляющие электроды которых подключены к выходам блока формирования пульсирующего напряжения, и источник питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы регулятора, в нем эмиттеры транзисторов усилителя подключены через нелинейный элемент к источнику питания, а коллектор выходного транзистора усилителя подключен к выходу блока формирования пульсирующего напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1. Авторское свидетельство СССР № 254233, Кл. G 05D 23/24, от 1969 г.

2. Литвак В. И. «Автоматическая аварийная защита в системах управления», изд.

Энергия, Москва, 1973 г., стр. 75, рис. 38 схема (а,б,в,г,д).

3. «Тиристорный регулятор температуры с управлением по полупериоду питающего напряжения», Экспресс-информация, «Приборы и элементы автоматики», № 13, Москва, ВИНИТИ, 1972, стр. 35 — 39 (прототип).

553601

Составитель Н. Гондаксазова

Редактор Л. Утехина

Корректор В. Дод

Техред М. Семенов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 798/16 Изд. № 14 Тираж 1106 Подписнос

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раужская наб., д. 4/5