Устройство для регулирования температуры

 

(!1) ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.06.76 (21) 2372658 18-2:1 с присоединением заявки Х— (23) И риоритет— (43) Онубликовапо 15.02.78. Бюллетень No 6 (51) М. Кл. G 05D 23/24

Государственный камнтет

Совета Мнннстрае СССР оо делам изобретеннй н открытий (53) УДК 621.555.6 (088.8) (45),!ата опубликования описания 16.02.78 (72) Авторы пзоб!)степин

В. П. Дьяконов, С. И. Зиенко и Д. В. Караваев

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к устройствам для поддержания и регулирования температуры и может быть использовано в области автоматики и измерительной техники.

Известно устройство, в котором для поддержания и регулирования температуры используется характеристика тиристора, определяющая прохождение тока через него при увеличении илп уменьшении сопротивления датчика температуры (1).

Однако это устройство нс может с достаточно высокой степенью точности поддерживать температуру в объеме печи.

Из известных устройств наиболсс близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, включенный в плечо односмкостного RC-моста, одна диагональ которого подключена к параллельно включенным управляющему тиристору и выходу выпрямителя, подкл|оченного через нагреватель к источнику питания, и блок управления, выполненный в виде релаксационного генератора на лавинном транзисторе (2).

Ряд недостатков ограничивает применение этого устройства. Частота питания в нем не синхронизирована с частотой релаксатора, IIQэтому в цепи нагрузки возможно появление постоянной составляющей, которая возникает нз-за временного сдвига при включении положительной и отрицательной полуволн питающего напряжения. Наихудшим является случай, когда этот сдвиг равен периоду появления импульсов релаксатора. В результате. в цепи возникает постоянная составляющая напряжения, что опасно, например, прп включенпп нагревательного элемента через согласующий трансформатор. Кроме того, рслаксатор работает все время, пока течет ток через нагревательный элемент, что приводит к утяжелснию режима работы лавинного транзистора. так как частота его переключения не менее 1 кГц. В известном устройстве исполь15 зуется пропорциональное регулирование, характеризу|ощесся большим перерегулпрованпем и меньшей точностью поддержания температуры в печи. В предлагаемом регуляторе температуры используется пропорциональное регулирование, прп котором система управления тиристором на лавинном транзисторе следит за изменением угла включения тнрпстора.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Г(оставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит диоды, причем последовательно соединенные первый диод и переход эмиттер †ба лавинного транзп зистора подключены к другой диагонали

5931

15

25

35

45

3

RC-моста, а эмиттер лавинного транзистора через второй диод, включенный в противоположном первому направлении, соединен с катодом управляющего тиристора.

На чертеже показано предлагаемое устройство, содержащее лавинный транзистор 1, зарядный резистор 2, накопительный конденсатор 3, импульсный трансформатор 4 с первичной 5 и вторичной 6 обмотками. Одноемкостный RC-мост содержит резисторы 7 и 8, датчик температуры 9 и конденсатор 10.

Диод 11 защищает термочувствительный элемент от выделения на нем дополнительной мощности, приводящей к его дополнительному подогреву и, в конечном итоге, к уменьшению точности поддержания температуры. Параметрический стабилизатор напряжения включает в себя П-образный RC-фильтр с элементами 12, 13, 14, стабилитрон 15 и диод 16. Управляющий тиристор 17 включен на выход выпрямителя 18. В цепь управляющего электрода тиристора включены защитный диод 19 и ограничивающий резистор 20. Нагреватель 21 последовательно с выпрямителями подключен к источнику питания 22. Диод 23 обеспечивает синхронизацию схемы управления тиристором с частотой сети.

Рассмотрим его работу с момента

В этом случае конденсатор 10 разряжен. Напряжение на нем равно падению напряжения на эмиттерном переходе лавинного транзистора, диоде 23 и открытом тиристоре 17. Напряжение на резисторе 2, включенном в цепь коллектора, равно напряжению пробоя стабилитрона 15. Лавинный транзистор 1 насыщен, так как его эмиттерный переход открыт. В момент et=0 тиристор 17 закрывается, одновременно с ним закрываются диод 23 и эмиттерный переход транзистора 1. После этого начинается заряд конденсатора 10 через резистор 7 от параметрического стабилизатора напряжения, выполненного на элементах: диоде 16, резисторе 14, конденсаторах 12 и 13 и стабилитроне 15. Заряд конденсатора 10 ограничивается порогом срабатывания лавинного транзистора 1. Это напряжение определяется напряжением пробоя стабилитрона 15, сопротивлениями датчика температуры 9 и сопротивлением резистора 8 и равно

R ср Яр. р, р

В момент равенства напряжения на конденсаторе 10 U,, и U,ð лавинный транзистор включается, ранее заряженный конденсатор 3 до напряжения, равного приблизительно напряжению пробоя коллекторного перехода при обрыве эмиттера, разряжается через первичную обмотку 5 импульсного трансфор99

-l матора 4, формируя импульс во вторичной обмотке 6 и цени управляющего электрода тиристора 17. Под его действием тиристор включается. Через нагреватель 21 потечет ток. С изменением температуры в объеме печи меняется сопротивление датчика 9, а следовательно, изменится напряжение срабатывания схемы. С ростом температуры сопротивление R, падает, à U возрастает, что приводит к увеличению vI га включения тнристора. Этот угол возрастает до тех пор, пока не достигнет состояния равновесия, при котором мощность, выделяемая в объеме печи, не будет равна мощности, излучаемой ею в окружающую среду.

Предложенное устройство обладает высокой точностью, кроме того, цепи сравнения и формирования разрядного импульса для запуска тиристора разделены. Это обстоятельство позволяет объединить в одной схеме высокую чувствительность лавинного транзистора по цепи базы и возможность формирования в коллекторной цепи мощных импульсов.

Кроме того, благодаря диоду 23 после вкл1очения тиристора 17 лавинный транзистор входит в насыщение. 11а нем рассеивается небольшая мощность.

Использование RC-моста на элементах 7, 10, 9 и 8 обеспечивает стабильный порог срабатывания лавинного транзистора.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, включенный в плечо одноемкостного RC-моста, одна диагональ которого подключена к параллельно включенным управляющему тиристору и выходу выпрямителя, подключенного через нагреватель к источнику питания, и блок управления, выполненный в виде релаксационного генератора на лавинном транзисторе, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит диоды, причем последовательно соединенные первый диод и переход эмиттер †ба лавинного транзистора подключены к другой диагонали RC-моста, а эмиттер лавинного транзистора через второй диод, включенный в противоположном первому направлении, соединен с катодом управляющего тиристора.

И;сточ ники и нфор м а ци и, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3571365, кл. Н 05 В 1/02, 1971.

2. Авторское свидетельство № 467335, кл. G 05 D 23/19, 1974.

593199

Регуля жар глемероп уры

Печь

Составитель Л. Птенцова

Техред И. Михайлова

Редактор И. Шубина

Коррвкторьк Л. Котова н З. Тарасова

:>аква 9326

Подписное

МОТ, Загорский филиал

"1зд. Хя 226 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5