Устройство для регулирования температуры
Патент 881702
Авторы
Классы МПК
Устройство для регулирования температуры
Иллюстрации
Реферат
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