Регулятор температуры

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕИЛЬСТВУ (61) Дополнительное н авт. сеид-ву— (22) Заявлено 1705.78 (21) 2617199/18-24 с с присоединением заявки М— (23) Приоритет

С)публиковано 0202,81. Бизллетеиь HQ 5

Дата опубликования описания 0 i.0231 р >802939

<Я)М. К .

G 05 D 23/24

Государстаеииый комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 6 21. 555. б (088. 8) (54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕР АТУРЫ

Изобретение относится к автоматике, в частности к системам управления тепловыми процессами, и может быть использовано в системах регулирования микроклимата помещений, например, с помощью теплоэлектровентиляторов.

Известно устройство для управления током в нагрузке, содержащее дифференциальный усилитель, включенный в диагональ мостовой измерительной схемы, формирователь сигналов, выходной усилитель,. симистор, нагрузку (1).

Недостатком указанного устройства является снижение точности регулирования тока в нагрузке по мере саморазогрева симистора из-за того, что характеристики управляющей цепи симистора изменяются в сторону уменьшения тока управления, достаточного для включения симистора. A так как амплитуда импульсов сигналов, подаваемых на управляющий электрод симистора, изменяется плавно в соответствии с изменением регулируемого параметра, то уменьшение тока управления симистора от теплового дрейфа его приводит к погрешности поддержания регулируемого параметра что снижает точность работы всего устройства.

Кроме того, устройство не пригод5 но для управления теплоэлектровентиляторами, так как режим однополупериодной коммутации нагрузки, возникающий при небольших рассогласованиях мостовой измерительной схемы

IО из-за различия в токах включения симистора для положительного и отрицательного полупериодов сетевого напряжения, является недопустимым для электродвигателей переменного тока, которыми снабжаются теплоэлектровен15 тиляторы. Влияние шумов элементов схемы приводит к тому, что процесс коммутации нагрузки носит случайный характер, что также недопустимо для теплоэлектровентиляторов.

Известен так же регулятор температуры, содержащий симисторный ком.мутатор, термочувствительный мост, к выходу которого подключен усилитель, 25 второй термочувствительный мост с усилительным каскадом, предназначенным для трехступенчатого регулирования мощности в нагрузке (2) .

Недостатком такого регулятора

30 температуры является также низкая

802939

На фнг. 1 изображена принципиальная схема регулятора температуры; на фиг. 2 — временные диаграммы работы регулятора температуры.

Регулятор температуры содержит формирователь импульсов 1, подключенный к однофаэной сети переменного тока, выход которого соединен с неинвертирующим входом усилителя 2, термочувствительнйй мост 3, содержащий датчик 4 температуры. Выходные зажим моста .3 подключены к инвертирующему н неинвертирующему входам усилителя 2, регулятор температуры содержит также симисторный коммутатор в виде симистора 5, управляющий электрод которого соединен через балластный резистор б с выходом усилителя 2, анод через нагрузку 7 соединен с одним сетевым проводом, а катод — с другим, и цепь обратной связи 8, посредством которой выход усилителя 2 через диод 9 и последовательно с ним соединенный резистор

10 подключен к его входу, причем точка соединения диода 9 и резистора

10 через RC -цепь и резистора ll u конденсатора 12 соединена с катодом

cèMèñToðí0ãî коммутатора 5 °

Регулятор температуры работает следующим образом. точность его работы вследствие влияния саморазогрева симистора.

Кроме того, в регуляторе невозможно осуществить надежнук) коммутацию нагрузки даже в двух смежных полупернодах сетевого напряжения, что обусловлено используемым в системе принципом трехступенчатого регулирования, который предусматривает коммутацию нагрузки при значении температуры, близкой к заданному лишь в один полупериод сетевого напряжения, а также случайным характером коммутации нагрузки вследствие влияния шумов элементов схемы. Отсутствие надежной коммутации нагрузки в свою очередь не позволяет испольэовать в качестве нагрузки в такой системе регулирования теплоэлектровентиляторы, так как приводит к недопустимому режиму работы для двигателя переменного тока, входящего в состав теплоэлектровентилятора.

Цель изобретения - повышение точности регулятора путем устранения влияния саморазогрева симистора и повышение надежности коммутации нагруэКИ е

Указанная цель достигается тем, что регулятор содержит RC -цепь и цепь обратной связи, выполненную в виде последовательно соединенных диода и резистора, через которую выход усилителя связан с его входом, причем точка соединения диода и резистора через ЦС-цепь подключена к катоду снмнсторного коммутатора.

При переходе напряжения сети череэ нулевое значение формирователь 1 вырабатывает импульсы длительностью

160-240 мкс (см. фиг. 2, а, 6) . При понижении температуры, контролируемой датчиком 4, ниже заданной сопротивление датчика 4 увеличивается, .что вызывает нарушение баланса моста

3. В момент перехода напряжения сети через нулевое значение на входе усилителя 2 появляется импульс напряжения, амплитуда которого определяется величиной разбаланса моста 3. При этом на выходе усилителя 2 также появляется импульс напряжения, который включает симисторный коммутатор

15 5 (см. фиг. 2, г). Одновременно с включением коммутатора 5 происходит заряд конденсатора 12 по цепи: диод

9, резистор 11 до максимального значения за время действия импульса щ (см. фиг. 2, д) . По окончании импульса с формирователя 1 начинается разряд конденсатора по цепи резисторы

ll, 10 и эквивалентное сопротивление, определяемое выходным сопротивлением формирователя 1, сопротивлением плеча моста 3 и входным сопротивлением усилителя 2. При этом к моменту появления следующего импульса с формирователя l на этом эквивалентном сопротивлении остается некоторое напряжение, определяемое током разряда конденсатора 12. Это напряжение суммируется с напряжением, определяемым разбалансом моста 3, при появлении следующего импульса с формирователя 1, что способствует четкому включению цепи положительной обратной связи 8, а значит и надежному включению коммутатора 5 в оба полупериода сетевого напряжения, 4О так как процесс заряда — разряда конденсатора 12 повторяется в течение каждого полупериода. При повышении температуры суммарный сигнал на неинвертирующем входе усилителя 2 в момент поступления импульса с Формирователя 1 уменьшается и при некотором значении температуры становится таким, что цепь 8 не включается, подзаряда конденсатора 12 не происходит .и напряжение на входе усилителя 2 продолжает уменьшаться, Поэтому при поступлении последующих импульсов с формирователя 1 симистор 5 не включается и коммутации нагрузки не происходит.

И, В случае соответствия температуры датчиков 4 заданной,мост 3 сбалансирован и при переходе сетевого напря.-. жения через нулевое значение симистор

5 не включается, коммутации нагрузки

60 не происходит.

Таким образом благодаря цепи положительной Обратной связи 8 усилителя 2 надежно фиксируется включенное или отключенное состояние сн65 мистора 5 и исключается однополупе.802939 риодная коммутация нагрузки, что позволяет испольэовать данный регулятор в системах регулирования микроклимата помещений с помощью теплоэлектровентиляторов. Значение напряжения иа входе усилителя 2, при котором происходит включение симис . тора 5, определяется параметрами цепи положительной обратной связи 8.

Меняя параметры цепи обратной связи & усилителя 2, можно получить управляемый порог срабатывания ре.гулятора, который не зависит от теплового дреййа симистора в результате его саморазогрева, и, следовательно, повысить точность работы регулятора температуры.

Регулирование параметров цепи положительной обратной связи позволяет также расширить Функциональные возможности регулятора и использовать его в качестве устройства, сигнализирующего об отклонении температуры эа допустимые пределы с запоминанием этого состояния.

Предлагаемый регулятор повышает надежность коммутации нагрузки, точность работы путем устранения саморазогрева симистора, а также обеспечивает комфортные условия в помещениях, увеличивает срок службы электронагревательных приборов примерно до 20% в результате обеспече ния оптимального режима их работы и уменьшения продолжительности включенного состояния и позволяет сэкономить до 25% электроэнергии.

Формула изобретения

Регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные термочувствительный мост, усилитель и сикисторный коммутатор, через который нагрузка подключена к сети, к которой подключен также формирователь импульсов, выход которого связан с входом усилителя, о т л и ч а юt5 шийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит

Кс-цепь и цепь обратной связи, выполненную в виде последовательно соединенных диода и резистора, через щ которую выход усилителя связан с его . входом, причем точка соединения диода и резистора через Я -цепь подключена к катоду симисторного коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы и системы управления", 1977, 9 55, с. 12-13 рис. 2.

2. Патент Франции 9 2126010, кл. G 05 D 23/00, опублик. 1973 (про30 тотип).

802939

Составитель A.Ïòåíöîâà

Техред Б. Гаврилешко Корректор Е.Папп

Редактор Л.Волкова

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Эаказ 10614/60 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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