Устройство для регулирования темпе-ратуры

 

Союз Советскии

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

8О9115

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнителвное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.05.79 (21) 2766002/18-24 с присоединеннем заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 05 D 23/30

Государственный комитет ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.555..6 (088.8) Опубликовано 28.02.81. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 10.03.81 (72) Авторы изобретения

Л. Я. Новиков и Г. С. Иванова, I . (:, - ю

1 (, ...г., ! .Ь . (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для автоматического поддержания температуры различных объектов, содержащих электронагревательные элементы.

Известно устройство для регулирования температуры, содержащее задатчик и датчик температуры, подключенные к входу транзисторного усилителя постоянного тока, выход которого соединен через электронный переключатель, состоящий из последовательно соединенных каскадов, выполненных на динисторе, транзисторе и тиристоре, с управляющим входом симистора и RC-цепочкой. Симистор включен в цепь источника переменного тока последовательно с нагревательным элементом и запускается в положительный полупериод сигналом с выхощъ электронного переключателя, а в отрицательный полупериод — током разряда

RC-цепочки (1) .

Известно устройство для регулирования температуры, содержащее задатчик и датчик температуры, подключенные к входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с управляющим входом симистора, включенного последовательно с иагревательным элементом в цепь источника переменного тока (21.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования температуры, содержащее задатчик и датчик температуры, усилитель постоянного тока, первый вход которого соединен с задатчиком, второй вход— с датчиком температуры, а выход — с входом исполнительного элемента, в качестве которого может использоваться симистор, включенный последовательно с нагревательным элементом в цепь источника питания (3).

Однако все известные устройства имеют пониженную надежность в связи с возникновением постоянной составляющей тока через источник переменного тока при температурах, близких к заданной, когда симистор переходит в режим импульсного включения.

Это обусловлено различной чувствительностью симистора к току управления при положительной и отрицательной полуволнах напряжения источника питания, приводящей к неодинаковым углам включения симистора в разные полупериоды при одном и том же токе управления. Появление постоянной составляющей тока через источник пере809115

1О

15 го тока может быть выполнен на базе стандартного операционного усилителя с согласующим транзисторным каскадом на выходе.

В источнике 7 пульсирующей токодобавки (фиг. 2), резистор 8 и стабилитрон 9 образуют параметрический ограничитель напряжения, а резистор 10 и диод 11 определяют величину и полярность сигнала токодобавки.

Устройство для регулирования температуры работает следуюшим образом.

Сигналы, поступающие с задатчика 1 температуры (фиг. 3, à-I) и датчика 2 температуры (фиг. 3, à-II), сравниваются на входе усилителя 3 постоянного тока. Образующийся в результате сравнения разностный сигнал (фиг. 3, б) усиливается усилителем, 3. Усиленный разностный сигнал

55 менного тока приводит к перегрузке послед— него, и снижает надежность известных устройств.

Цел ь изобретения — повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задатчик температуры, подключеннь;е ко входам усилителя постоянного тока, с выходом которого соединсн управляюц;ий электрод симистора, последовательно с которым к источнику питания подключен нагреватель, содержит включенный между полюсом источника питания и управляюшим электродом симистора источник гульсируюшей токодобавки, причем источник пульсирующей токодобавки выполнен в виде стабилитрона и включенных последовательно двух резисторов и диода, причем стабилитрон включен между точкой соединения резисторов и одним из полюсов источника питания.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для регулирования температуры; на фиг. 2 — принципиальная схема источника пульсирующей токодобавки; на фиг. 3— эпюры, поясняющие работу устройства для регулирования температуры.

Устройство для регулирования температуры содержит задатчик 1 температуры,датчик 2 температуры, усилитель 3 постоянного тока, первый вход которого соединен с задатчиком 1 температуры, а второй вход— с датчиком 2 температуры, симистор 4, включенный последовательно с нагревательным элементом 5 в цепь источника 6 питания, и источник 7 пульсирующей токодобавки, вход которого подключен к полюсу источника 6 питания, соединенного с нагревательным элементом 5, а выход подключен к управляющему электроду симистора 4.

Задатчик 1 температуры может быть выполнен на базе потенциометра, запитанного от источника постоянного тока. В качестве датчика 2 температуры может использоваться термопара. Усилитель 3 постоянного

25 зо

40 1 (фиг. 3, в) поступает в виде тока управления с выхода усилителя 3 на управляющий электрод симистора 4, где он суммируется с сигналом гульсирующей токодобавки (фиг. З,г) получаемым при помоши источника 7 пульсирующей токодобавки из напряжения питания (фиг. 3, д) нагревательного элемента 5. Сигнал токодобавки вырабатывается в один из полупериодов напряжения питания. Полярность сигнала токодобавки выбирается такой, чтобы обеспечивалось увеличение входного сигнала симистора 4 в тот полупериод напряжения питания, в котором он имеет меньшую чувствительность к входному току, или уменьшение входного сигнала симистора 4 в тот полупериод напряжения питания, в котором он имеет больыую чувствительность. Последний вариант предпочтительнее для надежной работы устройства и имеет место в рассматриваемом случае. Вели-iHHa сигнала токодобавки устанавливается такой, чтобы при работе симистора 4 в зоне регулирования напряжения нагревательного элемента 5 входной ток (фиг. З,е) симистора 4 обеспечивал одинаковый угол включения последнего в разные полупериоды напряжения питания.

При температуре объекта регулирования, существенно меньшей по сравнению с заданной (что имеет место в начале работы устройства при его включении), разностный сигнал оказывается настолько большим, что вызывает появление на выходе усилителя 3 максимального выходного сигнала.

Этот сигнал обеспечивает включение симистора 4 в начале каждого полупериода напряжения питания. Сигнал пульсирующей токодобавки при этом не оказывает существенного влияния на рабоу симистора 4. Эпюры напряжений на аноде симистора 4 и на нагревательном элементе 5 приведены на фиг. З,ж и фиг. З,з.

По мере повышения температуры объекта регулирования разностный сигнал (фиг. З,б уменьшается, и при температурах близких к заданной усилитель 3 переходит из режима ограничения выходного сигнала на максимальном уровне в режим усиления, в котором уровень выходного сигнала усилителя 3 (фиг. З,в) изменяется от максимального значения до нуля. При этом ток управления симистора 4 (фиг. З,е) также уменьшается, и начиная с некоторого значения, его дальнейшее уменьшение сопровождается постепенным уменьшением угла включения симистора 4 от 180 до 90 в положительный полупериод напряжения питания (фиг. З,ж). Сигнал пульсирующей токодобавки обеспечивает аналогичное изменение угла включения симистора 4 в отрицательный полупериод напряжения питания. Тем самым обеспечивается согласованное включение симистора 4 в оба полупериода напряжения питания (фиг. З,ж) . Согласованное включение

809115

Фориула изобретения Пзбг. 1 симистора 4 сопровождается уменьшением до минимума постоянной составляющей тока через источник переменного тока в процессе изменения температуры во всем диапазоне регулирования и, в частности, при температурах близких к заданной. 5

1. Устройство для регулированчя температуры, содержащее датчик и задатчик температуры, подключенные к входам усилителя постоянного тока, с выходом которого соединен управляющий электрод симистора, последовательно с которым к источнику питания подключен нагреватель, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит включенный между полюсом источника питания и управляющим электродом симистора источник пульсирующей токодобавки.

2. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что источник пульсирующей токодобавки выполнен в виде стабилитрона и включенных последовательно двух резисторов и диода, причем стабилитрон включен между точкой соединения резисторов и одним из полюсов источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Великобритации № 1468829. кл. G 05 D 23/24, опублик. 30.03.77.

2. Заявка Франции № 2321813, кл. G 05 D 23/24, опублик. 22.04.77.

3. Авторское свидетельство СССР № 486306, кл. G 05 Д 23/30, 30.09.75 (прототип) .

809115

Составитель Л Птенцова

Редактор И. Ковальчук Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 3/55 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4