Устройство для регулирования температуры

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

| >881702 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 010280 (21) 2880610/18-24 с присоединением заявки М— (23) П риоритет

Опубликовано 15.1 131 Бюллетень,% 42

Дата опубликования описания 15, 1.81 (5l )M. К,я. .6 05 0 23/19:

3Ьоударетееиа|й комитет

СССР по делан изобретенкй и открытий (53) УДК 621.555.6 (088. S) Г., В.Л.Славинский и А.И. банов в,; - - ..- . /

|. ; *.: I

Всесоюзный заочный политехнич " т (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в широтно-импульсных системах регулирования температуры, когда напряжение питающей сети изменяется в широких пределах. Изобретение также может быть использовано для автоматического регулирования электрической мощности других объектов.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, использующее способ широтно-импульсного регулирования температуры посредст.вом изменения длительности силовых импульсов. напряжения, подаваемых в нагреватель от питающей сети, при неизменном периоде следования этих импульсов. Длительность силовых импульсов при этом формируется прямо пропорциональной разностью между напряжением задания и напряжением датчика температуры (1).

Недостаток устройства заключается в том, что при изменении напряжения питающей сети в системе возникает

;переходный процесс, который ведет к ухудшению качества регулирования

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, 1О что устройство для регулирования температуры, содержащее последователь-. но соединенные первые интегратор и нуль-орган, датчик и задатчик температуры, подключенные ко входам элемента сравнения, силовой ключ и подключенный к его выходу нагреватель ,содержит соединенные последовательно вторые интегратор и нуль-орган, причем выход первого нуль-органа связан со входом второго интегратора, выход второго нуль-органа связан со входом силового ключа, а другой вход второго нуль-органа подключен к входу элемента сравнения.

881702

4 т= и, kg (2) Ug- u и- k2 Un (3) На фиг; 1 представлена структурная схема устройства для регулирования температуры; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Сущность способа, используемого в устройстве для регулирования темпе ратуры, поясняется следующими формулами. Средняя мощность нагревателя при широтно-импульсном регулировании выражается уравнением

u„„

Ц ню Рн т где U> - напряжение питающей сети;

Rl1 - сопротивление нагревателя, - длительность силового импульса;

Т - период следования силовых импульсов.

Для достижения инвариантности устройства по отношению к питающему напряжению связывается период следования силовых импульсов с питающим напряжением зависимостью где К и К вЂ” масштабные коэффициенты, а длительность силовых импульсов формируется llo закону где U — напряжение датчика темпеХ ратуры;

U - напряжение задания;

К - масштабный коэффициент.

Подставляя (2) и (3) в (1), имеем

О U 1 Ц 5(Ug A)

U -u, и и К п 1 н,cP R г RH 1 i ) к Ф1 к"

Из этого выражения следует, что используемый в устройстве способ регулирования температуры обеспечивает инвариантность системы регулирования температуры по отношению к напряжению питающей сети, Формирование периода следования силовых импульсов Т, пропорционального питающему напряжению U ïîÿñíÿется временными диаграммами Д „ и Д ..

10 15

55 Напряжение линейной развертки Uy (t)

1 периодически сравнивается с напряжением К < U „, и в момент равенства

U p (t) = К 0„,1 формируются кратковременные импульсы, временный интервал между которыми и является периодом следования силовых импульсов. Одновременно с формированием кратковременных импульсов происходит сброс развертки UpÄ(t) до нуля, Развертывающее напряжейие u (t)

1 имеет неизменную крутизну

bUp„(t)

= СОп51 .

Формирование длительности силовых импульсов поясняют временные диаграммы Д и Д4. Кратковременные импульсы диаграммы Д,2запускают линейную развертку Up<(t), к1 утизна которой прямо пропорциональна напряжению питающей сети ь Up<(+)

6k

= kkun

Силовь1е импульсы начинаются в моменты начала развертки И р (t) и заканчиваются в моменты равенства напряжений U p (4 и) = U g - Ц. Дли1 тельность силовых импульсов при этом

U -О

Ъ

,-Y, Временная диаграмма силового сигнала для напряжения и переменного тока приведена на диаграмме Д .

Диаграммы Д -Д на рис.2 аналогич-!

5 ны соответствующим диаграммам lj -Д того же рисунка, но выполнены ойи для питающего напряжения U2, причем

"и >Un

Устройство состоит из первого и второго интеграторов 1 и 3, первого и второго нуль-органов 2 и 4 силового ключа 5, нагревателя 6., датчика температуры 7, задатчика температуры

8 и элемента сравнения 9.

Устройство работает следующим образом.

Интегратор 1, на вход которого подано неизменное напряжение U<, выдает линейно возрастающее напряжение Up (t), которое нуль-органом 2 периодически сравнивается с напряжением К„U . В момент равенства указанных напряжений с выхода нуль-органа 2 выдается импульс на интегратор

3 и одновременно up (t) сбрасывает4 ся до нуля. Период следования си:ловых импульсов при этом T = =K Ul,.

При получении импульса от нульоргана 2 интегратор 3 начинает формировать линейно-возрастающее напряжение Ор (т), крутизна которого пропорциональна питающему напряжению

8817О

Нуль-орган 4 формирует длительность силового импульса от момента начала роста напряжения U ð (t) до момента

его сравнения с 0 . Длительность силовых импульсов при этом

03- 1х и=

К Оп

Напряжение питающей сети с помощью силового ключа 5 подается на нагревательный элемент 6 в течении длительности силового импульса

Применение изобретения дает экономический эффект, выражающийся повышением коэффициента мощности системы, а также приводит к упрощению устрой2 6 ства за счет удаления дорогостоящих стабилизаторов напряжения.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные первые интегратор и

1 нуль-орган, датчик H задатчик темпе ратуры, подключенные ко входам элемента сравнения, силовой ключ и подключенный к его выходу нагреватель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит соединенные последова" тельно вторые интегратор и нуль-орган, причем выход nepeoro нуль-органа связан со входои второго интегратора, выход второго нуль-органа связан со входом силового ключа, а другой вход второго нуль-органа подключен к выходу элемента сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР (т 394763, кл. G 05. 0 23/19, 1975 (прототип).

881702

Составитель А.Зарубин

Редактор Л.Плисак Техред С.Мигунова Корректор В.Бутяга

Заказ 9969/71 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Н-35 Раушская наб, д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4