Регулятор температуры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (<<) 589595

% Г-. (61) Дополнительное к авт. свид-ау (22) Заявлено 140775 (21) 2155098/24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 25D178.Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания 1.301.78 (51) М. Кл.

G 05 D 23/19

Гоердервтввеный ноантвт

Совете Мннеетрое 666Р но денем нвовретвннй н открытей (53) УДК 621. 555 ° 6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Ф.Андрейченко и О.П.Дьяков (71) Заявитель (54 ) РЕГУЛЯТОР ТЕИПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах терморегулирования.

Известен программный регулятор температуры, содержащий задающий блок и блоки измерения и регулирования (1), который позволяет управлять температурой в объек=е регулирования по заданной программе, однако ои не имеет устройства для ускоренного разогрева объекта регулирования.

Регулятор температуры, содержащий чувствительный элемент, распределитель, источник форсирующего питания ,L21, позволяет разогревать объект регулирования ускоренно, однако релейный усилитель, используемый в указанном регуляторе температуры при стабилизации рабочей температуры, не позволяет получить высокую точность регулирования.

Указанный недостаток устранеч в регуляторах температуры, в которых усилитель работает в двух режимахв релейном режиме при ускоренном разогреве и режиме широтно-импульсной модуляции при стабилизации рабочей температуры

Наиболее близким техническим решением, в котором устранен указанный недостаток, является регулятор температуры, содержащий размещенные в объекте регулирования нагреватель и чувствительный элемент, подключенный к последовательно соединенным предварительному усилителю, бесконтактному реле и усилителю м7щности, источники питания, подключенные к коммутатору и . Усилителю мощности, программный блок, подключенный к входу коммутатора, ключи, блок контроля напряжения, элементы задержки, источник смещения и ннвертор т 3 ).

Однако этот регулятор имеет сравнительно сложную схему управления форсирующей мощностью и сложный источник форсирующего питания, что снижает надежность его работы.

Целью изобретения является повыие20 ние надежности Устройства.

Это достигается тем, что в устройстве для регулирования температуры первый и второй входы предварительного усилителя подключены к нагревателю через первый и второй ключи вход одЛ ного из которых подключен к выходу одного элемента задержки, соединенного с одним входом третьего ключа, другой вход которого подключен к выходу

З0 источника смещения, а выход - к треть589595 ему входу предварительного усилителя, а вход второго ключа подключен через второй элемент задержки к блоку контроля напряжения, соединенного с усилителем мощности, и одновременно через инвертор подключен к входам чет- вертого и пятого ключей, соединенных с выходом усилителя мощности.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. ю

Устройство содержит чувствительный элемент 1, напряжение на выходе которого пропорционально разности между рабочей температурой и температурой объекта 2 регулирования, пред- варительный усилитель 3, дополнительные входы которого соединены с нагревателем 4 через ключи 5 и 6, бесконтактное реле 7, усилитель 8 мощности, на выходе которого установлены ключи

9 и 10, инвертор 11, коммутатор 12 источник 13 форсирующего питания, источник 14 питания, программный, блок

15, блок 16 контроля напряжения, на выходе которого установлен элемент 17 задержки, источник 18 смещения, ключ 25

19, элемент 20 задержки.

Регулятор температуры работает следующим образом.

При включении питания чувствительного элемента 1 на вход предваритель- 30 ного усилителя 3 подается сигнал, пропорциональный разности между рабочей температурой и температурой объекта 2 регулирования. Величина сигнала достаточна для срабатывания релейного усилителя 8 мощности. Выходной транзистор релейного усилителя 8 мощности при этом открывается и через него на нагреватель 4 подается форсирующая мощность от источника 13 форсирующего питания. Объект 2 ускоренно разогревается. В момент времени t когда . температура объекта 2 регулирования достигает заданного значения 8, бесконтактное реле -7 отпускает, выходной транзистор закрывается и от нагрева46 теля 4 отключается источник 13 форсирующего питания. После отключения от нагревателя 4 источника 13 форсирующего питания срабатывает элемент 20 задержки и открывает ключи 5 и 19. При 60 помощи ключа 19 к предварительному усилителю 3 подключается источник 18 смещения, что приводит к.смещению характеристики предварительного усилителя в область регулирования рабочей температуры.

При помощи ключа 5 регулятор переводится на работу в режиме широтноимпульсной модуляции с коэффициентом усиления 1Щ,.; После проведенных пере- 60 ключений регулятор температуры работает в режиме пропорционального регули рования температуры. На нагреватель подается форсирующая мощность, которая изменяется пропорционально изменению входного сигнала. Величина коэффициента усиления Е и температура 9, выбирается из условия обеспечения изменения форсирующей мощности по закону, близкому к оптимальному по скорости разогрева объекта регулирования ° Выбор коэффициента усиления производится при помощи физического моделирования. При этом выбирается такой коэффициент усиления, при котором время выхода объекта регулирования на рабочий тепловой режим наиболее близко ко времени, обеспечиваемому оптимальным законом управления мощностью.

Таким образом, хотя в предлагаемом устройстве время разогрева несколько больше, чем при оптимальном законе управления, но при этом существенно упрощается схема управления мощностью а также источник форсирующего питания.

Через промежуток времени Ь, достаточный для разогрева объекта регулирования до рабочей температуры, из программного блока 15 выдается сигнал в коммутатор 12, который переключает релейный усилитель 8 мощности с источника 13 форсирующего питания на источник 14 питания с номинальным напряжением. После переключения источников питания срабатывает блок 16 контроля напряжения, который через элемент 17 задержки выдает сигнал на ключ 6 и через инвертор 11 на ключи

9 и 10. Ключ 6 открывается, а ключи

9 и 10 закрываются. При помощи ключа

6 производится изменение коэффициента усиления с К на Х2, который выбирается из условия обеспечения заданной точности регулиррвания рабочей температуры. При помощи ключей 9 и 10 производятся переключения резисторов, установленных в коллекторных цепях выходных транзисторов релейного усилителя мощности с целью обеспечения их насыщения. данный регулятор темпе ратуры позволяет на 25-30% снизить вес и габариты по сравнению с известным и повысить надежность его работы.

Формула-изобретения

Регулятор температуры, содержащий размещенные в объекте регулирования нагреватель и чувствительный элемент, подключенный к последовательно соединенным предварительному усилителю, бесконтактному реле и усилителю мощности, источники питания, подключенные к коммутатору и усилителю мощности, программный блок, подключенный к входу коммутатора, ключи, блок контроля напряжения, элементы задержки, источник смещения и инвертор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности регулятора, в нем первый и второй входы предварй тельного усилителя подключены к нагревателю через первый и второй ключи, 589595

Составитель Л.Птенцова

Р акто Н.Хл ова Vex ед Н.Бабурка. Ко екто С.Гарасиняк

Заказ 391/34 тираж ЮИ Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб. . 4 5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 вход одного из которых подключен к выходу одного элемента задержки, соединенного с одним входом третьего ключа, другой вход которого подключен к выходу источника смещения, а выходк третьему входу предварительного усилителя, а вход второго ключа подключен через второй элемент задержки к блоку контроля напряжения, соединенного с усилителем мощности, и одновременно через инвертор подключен к входам четвертого и пятого ключей, соединенных с выходом усилителя мощности.

Источники инФормации, принятые . во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 167380, кл ° 8 05 О. 23/24, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 273548, кл. О 05 93 23/24, 1968.

3. Авторскбе свидетельство СССР

Р 374582, кл. 9- 05 И 23/19, 1970.