Устройство для регулирования температуры

Устройство для регулирования температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реснублик

+ ф ф л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22).Заявлено 050279 (21)2720645/18-24 (51)М. Кл З с присоединением заявки ¹

6 05 0 23/19

Государствеииый комитет

СССР ио дмам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,01.81. Бюллетень Н9 2 (И) ЩК .621. 555. 6 (088.8>

Дата опубликования описания 180181 (72) Авторы изобретения

T.Â. Аржанникова и Ю.B. Сосни (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в системах термостатирования.

Известно устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задатчик температуры, подключенные ко входу суммирующего усилителя, нуль-орган, реверсивный счетчик импульсов, генератор импульсов, исполнительное устройство, подключенное к нагревательным элементам, амплитудный дискриминатор и элемент воздейст.вия на частоту генератора (1).

Недостатком такого устройства является потребление мощности каскадамн в течение всего времени работы, что снижает его КПД.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задатчик температуры, подключенные к входу суммирующего усилителя, формирователь сигнала, пороговый блок, тиристорный исполнительный элемент, подключенный последовательно с нагревателем, источник постоянного напряжения f2).

Недостаток его — потребление мощности задатчиком температуры, суммирующим усилителем, запоминающим элементом, усилителем и тиристорными усилителями в течение всей длительности каждой полуволны напряжения сети, что снижает КПД устройства.

Цель изобретения — повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования температуры, содержащем последовательно соединенные датчик температуры, элемент сравнения, вторым входом

15 связанный с выходом задатчика температуры, первый усилитель мощности, тириоторный исполнительный элемент и нагреватель, последовательно соединенные запоминающий элемент, вхо20 дом связанный с вторым выходом первого усилителя мощности, промежуточный усилитель и второй усилитель мощности, выход которого-подключен ко входу тиристорного исполнительного

25 элемента, а также источник питания, выход которого подключен ко входам задатчика температуры, элемента сравнения, промежуточного усилителя и запоминающего элемента, первый вход

30 источника питания подключен к второ796813 му выходу, первого усилителя. мощности, а второй — к третьему выходу первого . усилителя мощности, второму выходу второго усилителя мощности и к выходу тиристорного исполнительного элемента.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для регулирования температуры; на фиг. 2 — его принципиальная схема.

Устройство содержит датчик 1 тем- g .пературы и задатчик 2 температуры, подключенные к входам элемента 3 сравнения, первый усилитель 4 мощности и второй усилитель 5 мощности, запоминающий элемент б и промежуточный усилитель 7, тиристорный исполнительный элемент 8, подключенный последовательно с нагревателем. 9, и источник питания 10. Вход первого усилителя 4 мощности соединен с выходом элемента сравнения 3, выход 20 второго усилителя 5 мощности соединен с первым выходом первого усилителя 4 мощности и подключен ко входу,, тиристорного исполнительного элемента 8. Вход запоминающего элемента б 25 подключен к второму выходу первого усилителя 4 мощности. Выход промежуточного усилителя 9 подключен к входу второго усилителя 5 мощности.

Устройство для регулирования тем- у» пературы работает следующим образом.

В элементе 3 сравнения (фиг. 2) осуществляется усиление сигнала датчика 1 температуры и сравнение его с сигналом задатчика 2 температуры, величина которого выбирается таким образом, чтобы выходной сигнал элемента 3 сравнения закрывал тиристор 11 первого усилителя 4 мощности при температуре в месте расположения датчика 1 температуры, равной требу- 40 емой температуре отслеживания.

При включении устройства в начале положительной полуволны напряжения сети тиристор 11 закрыт. Через стабилитроны 12 и 13 протекает ток. На операционный усилитель,14 и задатчик 2 температуры подается напряжение питания. Элемент сравнения 3 формирует сигнал, открывающий тиристор 11. Как только тиристор 11 откры-gg вается (время, необходимое для отпирания тиристора, равно приблизительно

30 мкс), потенциал его анода становится практически равным потенциалу анода стабилитрона 12. Через стабилитроны 12 и 13 ток не протекает, и в течение оставшегося времени положительной полуволны напряжения сети (равно по длительности 1250 мкс) напряжение питания на элемент сравнения 3 и задатчик 2 температуры не по- 60 дается. Тиристор 11 включен до тех пор, пока не открывается симметричный тиристор 8 (время, необходимое для отпирания симметричного тиристора, равно приблизительно 100 мкс). 65

Как только симметричный тиристор 8 открывается, потенциал его анода становится практически равным потенциалу катода тиристора 11, и в течение оставшейся части положительной полуволны первый усилитель 4 мощности отключен. Конденсатор 14 запоминающего элемента б не заряжается в положительную полуволну, так как на-. пряжение стабилизации стабилитрона 15 выше анодного напряжения тиристора 11 в момент его открывания. На запоминающий элемент б и промежуточный усилитель 7 подается напряжение питания со стабилитрона 16. Через полевой транзистор 17 протекает ток, который, усиливаясь промежуточным усилителем

7, открывает в отрицательную полуволну напряжения сети тиристор 18. Тиристор 18 открыт до тех пор, пока не открывается симметричный тиристор 8.

Как только симметричный тиристор 8 открывается, потенциал его катода становится практически равным потенциалу катода тиристора 18 и потенциалу анода стабилитрона 16. Токи через тиристор 18 и стабилитрон 16 не протекают,.и в течение оставшейся части отрицательной полуволны второй усилитель 5 мощности, запоминающий элемент б и промежуточный усилитель 9 отключены. Таким образом, в режиме нагрева до температуры отслеживания элемент сравнения 3, задатчик 2 температуры и второй усилитель 4 мощности потребляют мощность лишь в начале положительной полуволны напряжения сети, а второй усилитель 5 мощности, запоминающий элемент б и промежуточный усилитель 7 — лишь в начале отрицательной полуволны. При этом нагреватель 9 рассеивает мощность в течение обеих полуволн напряжения сети.

Как только температура в месте расположения датчика 1 температуры достигает температуры отслеживания, тиристор 11 закрывается и конденсатор 14 заряжается в течение нескольких положительных волн до напряжения стабилизации стабилитрона 19. Полевой транзистор 17 закрывается и закрывает тиристор 18. Через нагреватель 9 протекает незначительный ток стабилизации стабилитрона 16. Нагреватель 9 практически отключен от сети до тех пор, пока температура в месте расположения датчика температуры не станет ниже. Тогда тиристор 11 откры вается, но конденсатор 14 не разряжае. ся, так как входное сопротивление полевого транзистора 17 велико и постоянная времени цепи разряда конденсатора 14 на несколько порядков больше периода, в течение которого тиристор 11 может быть открыт в режиме отслеживания температуры. 3апоминающий элемент б, промежуточный усилитель 7 и второй усилитель 5

796811 мощности,: мощность не потребляют.

Элемент сравнения 3 и задатчик 2 температуры включены лишь в течение времени, необходимого. для отпирания тиристора 11, а второй усилитель 4 мощности включен в течение времени, ,необходимого для отпирания симметричного тиристора 8. Симметричный тиристор 8 открыт лишь в течение положительных полуволн напряжения сети, Нагреватель 9 рассеивает половинную мощность. Таким образом, в режиме отслеживания температуры запоминающий элемент 6, промежуточный усилитель 7 и второй усилитель 5 мощности мса ность ие потребляют, а элемент сравнения 3, задатчик температуры 2 3$ и первый усилитель 4 мощности потребляют мощность (при включенном нагревателе 9) лишь в начале положительной полуволны напряжения сети.

Технико-экономический эффект от ;р использования предлагаемого изобретения заключается в повышении КПД за счет потребления мощности задатчиком температуры, элементом сравнейия, запоминающим элементом, промежуточным усилителем и усилителями мощности лишь в начале каждой полуволны напряжения сети (в течение времени порядка 100 мкс), в отличие от известного .устройства, в котором эти каскады потребляют мощность в течение всей длительности каждой полуволны напряжения сети (т.е. в течение 1250 мкс). Это позволяет уменьшить среднюю мощность, потребляемую задатчиком температуры, элементом сравнения, запоминающим 35 элементом и усилителями мощности не менее чем в 10ораз, и тем самым умень шить вес, габаритнйе размеры и стоимость устройства за счет применения элементов с меньшей допустимой мощйо тью рассеивания и повысить надежность работы устройства за счет снижения коэффициента нагрузки элементов. формула изобретения

Устройство для регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные датчик температуры, элемент сравнения, вторым входом связанный с выходом задатчика температуры, первый усилитель мощности, тиристорный исполнительный элемент и нагреватель, последовательно соединенные запоминающий элемент, входОм связанный с вторым выходом первого усилителя мощности, промежуточный усилитель и второй усилитель мощности, выход которого подключен ко входу тиристорного исполнительного элемента, а также источник питания, выход которого подключен ко входам задатчика температуры,,элемента давления, промежуточного усилителя и запоминающего элемента, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения КПД устройства, первый вход источника питания подключен к второму выходу первого усилителя мощности, а второй — к третьему, выходу первого усилителя мощности, второму выходу второго усилителя мощности и к выходу тиристорного исполнительного элемента. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Авторское свидетельство СССР

М 196969, кл. G 05 В 11/14, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 613302, кл. G 05 0 23/19, 19 (прототип).

796811

Тираж 949 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9768/65

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Птеыцова

Редактор Ф. Муха Техред Т.Маточка Корректор И. Муска