Импульсный регулятор

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со)оз Советскик

Социапистическик респубпик

<и>934456 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 03. 10. 80 (21 ) 2988064/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07. 06.82. Бюллетень Мт 21

Дата опубликования описания 07 06 82 (5I )M. Кл.

G 05 D 23/19 фЫударстоаииый комитет ссср ао долам изобретений н открытий (53) УДК621.

- 555. 6 (088. 8) (72) Автор . изобретения.

Л. П. Дмитренко (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к автомати

l ке и предназначено для автоматичес- . кого регулирования заданной температуры, влажности и других параметров, преобразованных в электрический сигнал.

Известен импульсный регулятор, содержащий симистор, через который к сети переменного тока подключен исполнительный аппарат, тиристс р,катодом соединенный с управляющим электродом симистора, датчик, выход которого соединен со входом первого RC-контура, конденсатор которого подключен к эмиттеру первого однопереходного транзистора, нижняя база которого соединена с управляющим электродом тиристора, и второй однопереходный трензистор, образующий с тиристором и вторым RC-контуром одновибратор (1).

Однако известная схема характеризуется недостаточной надежностью работы из-эа нестабильности длитель2 ности импульса, а для ее питания требуется трансформатор. Кроме того, известная схема обладает недостаточной чувствительностью.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является импульсный регулятор, содержащий симистор, через который к сети переменного тока подключена нагрузка

) управляющий электрод которого под1О ключен к нижней базе первого однопереходного транзистора,эмиттером соединенного через конденсатор с минусовой шиной источника питания постоянного напряжения, а к этому

1S конденсатору через резистор подсоединен выход датчика, второй однопереходный транзистор, RC-контур и диоды (2).

Однако известная схема сложна и недостаточно надежна в работе - в ней используется триггер на двух и более тиристорах, что не исключает их одновременного включения. ИэвестЭ 93445 ная схема характеризуется недостаточной чувствительностью а длитель1 ность создаваемых еЮ импульсов нестабильна.

Цель изобретения - повышение на" дежности регулятора и стабильности работы.

Поставленная цель достигается тем, что импульсный регулятор, содержащий симистор, через который к 10 сети переменного тока подключена нагрузка, управляющий электрод которого через гасящий резистор соединен с анодом тиристора, подключенного управляющим электродом к одной базе первого однопереходного транзистора, 1 эмиттер которого соединен через накопительный конденсатор с минусовой ши- ной источника питания постоянного напряжения и через резистор - с выхором датчика, подключенного к источнику питания, второй однопереходный транзистор, параллельный КС-контур, входом подключенный к аноду тиристора, и разделительные диоды, снабжен последовательным RC-контуром, подключенным параллельно тиристору, причем точка соединения конденсатора с резистором последовательного

RC-контура через первый разделительный диод подключена к эмиттеру второго однопереходного транзистора, который через второй разделительный диод подключен к выходу параллельного RC-контура °

Кроме того, конденсатор последовательного RC-контура соединен с минусовой клеммой источника питания через разрядный резистор, а точка соединения этого резистора с кон40 денсатором последовательного RC-контура подключена к первой базе первого однопереходного транзистора.

На чертеже приведена схема пред.лагаемого регулятора.

Регулятор содержит пороговые эле45 менты, выполненные, например, в виде первого и второго однопереходных транзисторов 1 и 2, резистор 3, накопительный конденсатор 4, последовательный RC-контур 5 и 6, датчик входного сигнала, составленный, например, терморезистором 7„ образующим с резистором 8 делитель напряже ния, тиристор 9, симистор l0, чере: который к сети переменного тока (клеммы 11 и 12) подсоединена нагруз ка 13 (магнитный пускатель, клапан, нагревательный элемент и другие), 6 4 диоды 14, первый и второй разделительные диоды 15 и 16, параллельный <

RC-контур 17 и 18, коммутирующий конденсатор 19, задатчик параметра регулирования — потенциометр 20, резистор 21, разрядный резистор 22, гасящий резистор 23 и резисторы 24-26, потенциометр 27, помехозащищенный конденсатор 28 и источник питания постоянного напряжения, образованный, например, балластным конденсатором 29, стабилитроном 30, диодом

31 и конденсатором 32 фильтра.

Регулятор работает следующим образом.

В качестве датчика в регуляторе может быть использован терморезистор 7, образующий с резистором 8 делитель напряжения. При подаче нап ряжения питания отпирается транзистор 2 и через него, резистор 23, разделительный диод 16 и переход катод-управляющий электрод симистора

1D заряжается конденсатор 17 практически до напряжения источника питания постоянного напряжения. Когда, например, контролируемая температура в зоне установки датчика 7 ниже заданной и сопротивление его велико, следовательно, и падение напряжения на нем выше порога отпирания транзистора 7. Через резистор 3 заряжается конденсатор 4, и когда напряжение на этом конденсаторе достигнет напряжения отпирания транзистора 1, он отпирается, а конденса. тор 4 разряжается на резистор 21.

Под действием импульса напряжения, падающего на резисторе 21, отпирается тиристор 9, и через переход катод-управляющий электрод симистора 10, резисторы 23 и 24 и тиристор 9 протекает постоянный ток.

Под действием этого тока отпирается симистор 10, включая нагрузку 13, . например магнитный пускатель. Под действием постоянного тока, протекающего через промежуток катод-управляющий электрод симистора 10, резисторы 23 и 24 и тиристор 9, тиристор удерживается в открытом состоянии и после запирания транзистора

1, а конденсатор 19 заряжается. Пока тиристор 9 открыт, подключаемый параллельно ему через диод 14 конденсатор 4 поддерживается в разряженном состоянии. На резистор 18 начинает разряжаться конденсатор

l7. Через определенный интервал

934456

5 времени, задайаемый временем разряда конденсатора 17 через резистор

l8 на величину напряжения, равную порогу отпирания транзистора 2, последний открывается, и конденсатор l7 подзаряжается до напряжения источника питания постоянного напряжения.

За счет падения напряжения на резисторе 23 при подзаряде конденсато- 10 ра 17 через транзистор 2 и заряда, имеющегося на конденсаторе 19, тиристор 9 закрывается. Отключаются симистор 10 и нагрузка 13. До тех пор, пока напряжение сигнала управления, т.е. напряжение на терморезисторе 7, будет превышать порог отпирания транзистора 1, конденсатор 4 будет периодически через резистор 3 заряжаться, отпирая 20 транзистор 1. При этом включаются тиристор 9, симистор 10 и нагрузка

13. Пока осуществляется заряд конденсатора 4, определяющего время паузы между включениями исполнитель- 23 ного аппарата, под действием напряжения на аноде закрытого тиристора 9 через резистор 5 заряжается конденсатор 6. И когда напряжение на нем достигает напряжения отпира- 30 ния транзистора 2, последний открывается и конденсатор 6 через диод 15 и резисторы 22 и 25 разряжается на транзистор 2. При этом осуществляется через открывающийся транзис- 35 тор подзаряд конденсатора 17, непрерывно разряжающегося на резистор 18.

Прскольку постоянная времени RC-контура 5 и 6 на два порядка меньше постоянной времени RC-контура17 и 18,40 определяющего длительность включенного состояния исполнительного аппарата, конденсатор 17, пока заперт тиристор 9, практически поддерживается в заряженном состоянии. Kor-4> да же отпирается тиристор 9, напряжение питания RC-контура 5 и 6 .резко уменьшается до падения напря.жения на открытом тиристоре, и теперь конденсатор 17 успевает разрядиться на резистор 18 на величину напряжения, равную порогу отпирания транзистора 2, и последний открывается, снова отключая тиристор 9. Так как конденсатор 17 после открывания тиристора 9 за счет введения RC-контура 5 и 6 всегда заряжен, длительность включенного состояния исполнительного аппарата постоянна.

Когда напряжение на датчике 7 меньше порога отпирания транзистора 1, транзистор 1 не отпирается,а конденсатор 17 находится в заряженном состоянии за счет периодического подзаряда при частых открываниях транзистора 2, когда на него разряжается конденсатор 6. Диоды 15 и 16 исключают непосредственное влияние

RC-контуров 5,6 и 17,18 друг на дру- га. Поддержание конденсатора 17 в заряженном состоянии с помощью

RC-контура 5 и 6, подключенного параллельно аноду тиристора, позволяет также исключить должные срабатыва-. ния симистора и нагрузки при резком заряде конденсатора 17 через транзистор 2.

При снижении заданной температуры по отношению к контролируемой время паузы между включениями электродвигателя зависит от разности между задаваемой и фактической температурой, логарифмически уменьшаясь . при ее увеличении.

Отрицательные импульсы, выделяемые на резисторе 22 при разряде конденсатора 6 на транзистор 2, поступают в цепь нижней базы транзистора

1, кратковременно снижая порог его срабатывания, Это позволяет резко . уменьшить ток утечки транзистора 1 в зоне напряжения его переключения и тем самым стабилизировать порог срабатывания транзистора при увеличении сопротивления датчика и постоянной времени RC-контура 3 и 4, т.е. увеличить чувствительность схемы и длительность паузы.

Потенциометр 27 служит для корректировки порога срабатывания транзистора 1. При помощи резистора 18 регулируется длительность времени включенного состояния нагрузки, Конденсатор 28 предназначен для защиты схемы регулятора от помех. Значение температуры срабатывания задается при помощи потенциометра-задатчика

20. Резистором 8 компенсируется разброс величины сопротивления терморе" зистбра, а резистором 26 — разброс . его коэффициента температурного con" ротивления.

Поскольку однопереходные транзисторы, используемые в схеме устройства в качестве пороговых элементов, характеризуются высокой стабильностью порогов срабатывания при колебаниях в широких пределах напряже9344 6

10 ния питания и температуры окружающей среды, предлагаемое устройство обладает высокой точностью работы °

Схема устройства проста и бесконтактна, что делает ее высоконадежной в работе. Устройство характеризуется высокой чувствительностью, его входное сопротивление может дос тигать сотен килоом. Импульсный режим работы устройства обеспечивает устойчивое регулирование даже при значительной инерционности объекта регулирования с. высокой точностью без какой-либо зоны нечувствительности. Устройство мЬкет найти применение в сочетании с различными датчиками сопротивления, напри мер,влажности, давления и т.п. формула изобретения

1..Импульсный регулятор, содержащий симистор, через который к сети переменного тока подключена нагрузка, управляющий электрод которого через гасящий резистор соединен с анодом тиристора, подключенного управляющим электродом к одной базе первого однопереходного транзисто- .. ра; эмиттер которого соединен через накопительный конденсатор с минусовой виной источника питания постояиного напряжения.и через резисторс выходом датчика, подключенного к источнику питания, второй одноперес

8 ходный транзистор, параллельный RC- контур, входом подключенный к аноду тиристора, и разделительные диоды, от,л и 4 а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности регуля" тора, он содержит последовательный

RC-контур, подключенный параллельно тиристору, причем точка соединения конденсатора с резистором последовательного RC-контура через первый разделительный диод подключена к эмиттеру второго однопереходного транзистора, который через второй. разделительный диод подключен к выходу параллельногр RC-контура.

2. Регулятор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повы" щения стабильности работы, конденсатор последовательного RC-контура соединен с минусовой клеммой источника питания через разрядный резистор, а точка .соединения этого резистора с конденсатором последовательного

RC-контура подключена к первой базе первого однопереходного транзистора е.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

Дмитренко Л. П. Приборы контЗв роля и регулирования уровня сыпучих материалов. И., "Энергия", 1978, с. 73-74.

2 . Авторское свидетельство СССР 556414, кл. 6 05 В 11/ 16, 1975 (прототип).

934456. Составитель С. Стрелецкий

ТехРед 3. фанта Корректор Г. Решетник

Редактор Ю. Ковач

Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3935/44 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4