Пропорциональный регулятор температуры
Союз Советских
Социалистических
Республик
О П И С А Н И Е (, )9()2()()()
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву % 491123 (22) Заявлено 05.06.80 (21) 293722 1/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 30.01.82. Бюллетень № 4 (5! )М. Кл.
С 05 Р 23/19
Гюсударстненный камнтет нв данаи нзойретеннй н отнрытнй (53) УДК 62.50 (088.8) Дата опубликования описания 02.02.82 (72) Авторы изобретения
М. Г. Вердиев и В. В. Озеров
Дагестанский политехнический институт (7) ) Заявитель
МКМЖД . . 4
) (54) ПРОПОРБИОНАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ
Изобретение относится к теплотехническому приборостроению и может быть использовано при разработке точных регуляторов температуры для объектов с малой тепловой инерционностью.
По основному авт. св. ¹ 491123
S иэьестен регулятор, который содержит датчик температуры, соединенный через
УПТ со входом нуль-органа, регулирующий элемент, подключенный. к нагревате10 лю, генератор пилообразного напряжения и последовательно соединенные формирователь синхрониэирующих импульсов, элемент совпадения и формирователь импульсов управления, выход которого подключен ко входу регулирующего элемента, а выход генератора пилообразного напряжения подсоединен ко второму входу нуль-органа, выход которого подключен ко второму входу элемента совпадения. В данном случае коммутация происходит только при переходе сетевого напряжения через ноль, а пропорциональное регулирование .осуществляется за счет изменения целого числа полупериодов тока, пропускаемого через нагрузку за,фиксированный промежуток времени, определяемый длительностью периода пилообразного напряжения 71 J
С увеличением длительности данного периода повышается плавность регулирования, но, вместе с тем, растет величина пульсации температуры.
Достижение компромиса этими факторами становится все более затруднительным по мере снижения тепловой инерционности объекта, расширения температурного диапазона и повышения требований к точности регулирования.
Бель изобретения — повышение точности регулятора за счет улучшения плавности регулирования без удлинения периода пилообразного напряжения.и расширение области применения.
Указанная цель достигается тем, что в пропорциональный регулятор температуры вводится последовательно соединенные
R5 -триггер, интегратор, вторые нуль3 902 .:.1)1-а!(, формирователь и((пулессзв TfpABJIerf I(A и рс)гулируес)))ееей элемент, при (ем первый и второй 13xoi(bl К S -тр((ггера связаны со езторыми выходами соответственно первоГО нуль-Ое)гае!а и фо!зми!10вателя синх130пиз(евуюших импульсов. Тем самым в
РОГулятО!) вводится ВспомОГательный MQ помоне пы и капал per ули рова ипя тем пераТУ(з),1, ПОЗВОЛЯЮЩИЙ )3 (.ЧЕ(П(Е ПЕРИОДа !
fHJEoI>C>PQ HoI нап1зе()ке>«ия с0 3)IBTb (le5 Ох(ьн(с ) Й доп оп 1 пl ) плыл!>(й 1 епхl 0(30!. поток., КО((пенсируюший разе(и!Г» МОХ(с!(у TpeG>F)(f(((1мся и poFJH(>по Обес=пс)>1!(вае":.(>(>(Осно;311>Ь(М ПаГРСЗВД Т ЛЕ>КI Te)I((ОВЬ!!,;1(Е!ОЧ >Она .1:(, Вспо (01 е)теле>f1(>(I(l)AI Uc)ÇQTQJ)b в )3Häe сл) чаев удобчее питать от маломощ О.о ИС ТО rr(VEIA ПОСТОЯIП(01 0 ТСЗКЙ > ИС:) (ЗЛЕ>З ) Я в к» re(: THC pc!"yJII(pylo! (el-о элемента (Ранэпс-.тОР В КЛНЗЧЕВОМ РЕЖИМЕ, !3 ЭТОМ случае общий тепловой поток, подводимый к объекту может регулпроваться без всЯкой дискlзете(ости . Oт н )fir H(o максимапьнОГО значения. птимал ьиа я м Оппlос ть )3(1 r(îå.(ОГД тель" ного нагревателя определяется 13r>lpQxrenne м Т с
Р =р
В Е) т где Рх -,1о)((ность вспомогательног0
HQI p(r)AтОх!я р !
ЗЕ) -- f>(OHIHOC1 b Ос)(013HOI 0 I> )IpeBR» теля;
> с- пе1зпод следоваии)l си((к)>зе!е.(пульсов; т,, — период пилообразного напряI( В зточ слу Еае указанная мощность будет минимальной, A точность работь( р(згулятора ь(аксималье!Ой, так как динамический диапазон вспомогательного канала охватывает весь период пилообразного напряжения. Если в системе оказывается целесообразным питать вспомогательный нагреватель от той же сети переменного тока, что и основной, а в качестве регулирующего элемента используется тиристор или симистор. то для устранения помех в сети его коммутация произгодится также в момент перехода питающего напряжения через поль. Для этого между вторым нуль-органом и формирователем хп1завляеошего сигнала включен втopOH эх!емепт совпадения, вторыч )3xoirOM соBgHHeHIrbIII с TPe Tbirr.t Bblxogort (ЬОРмиРОвателя сиихронизируюших импульсов. 1-!а фиг. 1 приведе!(а б((ок-схема пред лага@мого устройства; на фиг. 2 — време(пеые диаграммы, Ноя<Хе)як»)хе(е его pG" t3OTJF. 000 ХЕ Пропорщ!опальный регулятор температуры включает в себя датчик е температурь(, усилитель 2 постоянного тока, УПТ, первый пуль-орган 3, генератор 4 1(еелообразного напряжения, формирователь 5 CHrrxporrHQHpylofiiHJ(. импульсов, первый . элемент 6 совпадения, первый формирователь 7 импульсов управления, первый регухшруюший элемент 8, первый пагре((I ватель 9, R8 †тригг 10, иитегparop !., QT0pbEo н>ль- pl"Alf 12 > ))с)р>(HpoB>> 3 е>(ь е .. > >(> (>(У С (-C O(3 УEIPQ>3 >le f)HSr > f >!3(>?J)) (PУrQIl(HI(З) (С- = Е,lef)Т Е Е, IIA> pe)3A70>(Е (5. З>!>>Мо, > ) 6) сов )Qger(HH. С датчика 1 те(>ле)ef атур(-1 па УПТ 2 ПОСТУП!!ОТ СИГ)(Q(I l(PO(101K()(()f(A>J((> !Й ТС!( пературс объекта. С выход» У1! Т:.нима— Е )>-Я FPOBerib r)130)IOLIr)lo>(QJ(<>(((>(й ОТI< JIСЗ(ХЕ— непо этой темпсратуры от заданного зпх(;() чен!Ея (фиг. 2в, пупктпезная х(иния). Указанный уровень поступает пя один вход нуль-Органа 3. На его второй вход поступает пилообразное напряжение с гене-ратора 4 (фиг. 2)3, се!лошная J)I)!(Hi!). В р момент равенства у-ровней, поступающих с УПТ и генератора пилообразного напря;кения, срабать!Вает нуль-орган 3 (фиг.2г) . П ри э том разрешающи и сигнал пос тупает HQ ОДип ВХОД элемента 6 совпах(ениЯ. !1а gEr вто1зой его вход поступают синхроимпульсы с формирователя 5 {фиг. 2(.)}, .(ачало которых соответствует переходу через пуль напряжения, питспошего нагреватель 9 (фиг. 2 б), Сигнал снимаемый с выхода элемента 6 совпадения, через формирователь 7 (с „)иг. 2 ) ) поступает на регулирующий элемент 8, который на cooTI3eTCTI3yfor)IHII промежуток времени подает питание на о нагреватель 9. Таким путем осуществляется грубое регулирование мощности, подводимой к объекту, с интервалом дискретности в один полупериод сетевого напряжения. Канал плавного регулирования работает следующим образом. При срабатывании нуль-органа 3 перепадом его выходного напряжения запускается триггер j.O. Возврат el o в исходное состояние осуществляется ближайшим синхроимпудьсом от формирователя 5. Этот сигнал (фиг. 26) поступает .на интегратор 11. Уровни входного сигнала должны, быть подобраны так, чтобы скорость нарастания его выходного напряжения была во столько раз больше скорости спада, во сколько раз мощность нагревателя 9 больше мо)иности.изгре5 cH) 2O вателя 15. I3 оптимальном случае это отношение равняется отношению длительностей периодов пилообразного напряжения и синхроимпульсов. В этом случае при максимальной ошибке канала грубого 5 регулирования, равной периоду следования синхроимпульсов, канал точного регулирования подключен в течение всего периода пилы. Выходное напряжение интегратора 1 и (фиг. 2$) поступает на вход нуль-органа 12. В промежутке времени, когда это напряжение выше исходного уровня, с его выхода снимается напряжение (фиг. 23) которое поступает на формирователь 13, сигнал которого (фиг. 2 и) переводит в проводяшее состояние регулируюший элемент 14, через который запитывается нагреватель 15. Такая схема целесообразна. при питании нагревателя 15 от маломошного источника постоянного тока и при использбвании в качестве элемента 14 транзисторе. В случае, если указанный нагреватель запитывают от сети переменного тока, а в качестве регулируюшего элемента используется симистор или тиристор, для привязки момента его включения к переходу сетевого напряжения через нуль между выходом нуль-органа 12 и выхо30 .дом формирователя 13 управляюшего сигнала включается элемент 16 совпа(О 6 дення, на второй. вход которого подаются синхроимпульсы с формирователя 5. Формула изобретения 1, Пропорциональный регулятор температуры по авт. св. № 491123, о т— л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности оегулятора, он содержит последовательно соединенные R5 -триггер, интегратор, вторые нульорган, формирователь импульсов управления и регулируюший элемент, причем первый и второй входы RS -триггера связаны со вторыми выходами соответственно первого нуль-органа и формирователя синхронизируюших импульсов. 2. Регулятор по и. 1, о т л и— чаюшийся тем,что,сцелью расширения области применения, он содержит второй элемент совпадения, вклю ченный между вторыми нуль-органом и формирователем импульсов управления, а вторьчм входом соединенный с третьим выходом формирователя синхронизирук ших импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 491123, кл. Q 05 Р 23/19, 1974 (прототип) 902000 Р08. Г Составитель Л. Птенцова Редактор Л. Горбунова Техред Л. Пекарь Корректор В. Синицкая Заказ 12383/58 Тираж 907 П одписн ое 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
