Устройство для регулирования температуры — SU 1493986 (original) (raw)
(51)4 С 05 И 23 2 ГОСУДПО ИЗОПРИ ИЯ Н 374/ 4; потр мочу юл. У 26проектно-конструк гическое бюро ре сетьэнерпарал ов аль и А.Л.88,8)ревател 41,001ики, 19 етскогоКиевское эл уп че пр авля ех автомамых тор три устри ер вн как на симметричном зов М.: МИ(54) резисти каскадн мочувствителепях, так ителе постоян ВАНИЯ а двого дели у сил аченй святеле ка, о обрат автом(5 обретение относитс пью положительно ом но дляелью ьзов т быть испия темпераявляется и уры.нижен ирова ете ни ергоо мочувствительно мента; на фиг.3 осодержит тирисмочувствительный 1,риггернагрузку 2,т АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РЕТЕКИЯМ И ОТКРЫТИЯМГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Электроподопитания ИЕУВ.681ПО реле и автома даков В, П. Применениеереключателей в системна предприятиях стройиСИ, 1986, с, 32.УСТРОЙСТВО ДЛЯ РВГУЛИРРАТУРЫ Изобретение относится к автоматике и,в частности,к устройствам для регулирования температуры с использованием резистивных термочувствительных элементов, и может быть использовано вразличных отраслях хозяйства.Цель изобретения - снижение энергопотребления.На фнг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 - то же, с различнь выполнением тер г ебления, Устройство содержит тервствительный триггерный элемент, вляющий работой тиристора, вклюого последовательно с нагрузкой в переменного тока, и снижает гопотребление за счет наличия лельно соединенных стабилитроконденсатора, подключенных паельно входу питания триггерного ента, а также связей его входов вления и синхронизации с сетью з соответствующие диоды и резисПри этом термочувствительный, герный элемент может быть реапина термочувствительномпряжения. 3 з.п. ф-лы, 3 ный элемент 3, первый диод 4,второй диод5, резистор 6, конденсатор 7, стабилитрон 8, шины сети переменного тока 9 и 1 О, термочувствительный триггерный элемент в одном из вариантоввыполнения содержит термочувствительный делитель напряжения 11,. реализованный на терморезисторе 12 ипеременном резисторе 13, делительнапряжения 14 на резисторах 15, 16,несимметричный триггер 17 на ключевых элементах (транзисторах) 18 и19Кроме того, в состав термочувствительного триггерного элемента входит параллельная РС-цепь 20.управляющим импул ьсом накопительныйконденсатор 7 сначала заряжается довеличины напряжения стабилизации ста"йилитрона 8, а в конце положительного полупериода в результате переключения несимметричного триггера 1 таккак потенциал выхода резистивного делителя уменьшается до порога переключения несимметричного триггера)частично разряжается до момента окончания положительного полупериода,так как в отрицательный полупериодвход синхронизации термочувствительного триггерного элемента 3 обесточивается и транзисторы выходного кас"када 19 выключаются.,Емкость конденсатора 7 рассчитывается так, чтобыв начале следующего положительногополупериода напряжения частично разряженного конденсатора 7 йыпо достаточно для обеспечения требуемой величины амплитуды и длительности импульса управления тиристором 1При повышении температуры контролируемой среды сопротивление датчикатемпературы 12 уменьшается и потенциал выхода термочувствительного делителя 11 возрастает, прн этом напряжение на базе транзистора 18, определяемое суммой сигналов, снимаемыхс выходов термочувствительного 11 ирезистивного 14 делителей, возрастает, и момент переключения несиммет-ричного триггера 17 в конце положительного полупериода приближается к моменту окончания этого полупериода. Таким образом, продолжительность импульса в конце положительного полупериода уменьшается.При дальнейшем повышении температуры потенциал выхода термочувствительного делителя превышает порог переключения несимметричного триггера, и поэтому даже после уменьшения напряжения на выходе реэнстнвного делителя в конце положительного полу- периода до величины, определяемойтолько составляющей термочувствительного делителя, несимметричный триг" гер не переключается в состояние, когда транзисторы выходного каскада19 открыты и,таким образом импульсы в конце положительного полупериода прекратятся.Однако в начале положительного полупериода импульсы будут продолжаться, так как за время отрицательного полупериода накопительный кон 3 1493986 4В другом варианте выполнениятермочувствительный триггерный элемент также содержит термочувствительный делитель напряжения 11, делительнапряжения 14, но вместо несимметрич 5ного тоиггера 17 в него введен двухкаскадный усилитель постоянноготока 21 с каскадами 22 и 23 и допол-:нительный резистор 2410Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии при подключении его к сети переменного токанапряжение на базе транзистора 18, 15определяемое сопротивлениями эадатчика температуры 13 и датчика температуры 12, меньше напряжения порога переключения несимметричного триггера 17, поэтому при превышении положительной полуволной напряжения нулевого уровня до величины напряжения стабилизации (приблизительно 5-15 В )стайипитрона 8 несимметричный триг-, гер переключается в состояние, когда транзисторы выходного каскада 19открыты, а транзистор 18 закрыт,при этом накопительный конденсатор7 разряжается в управляющий переходтиристора 1, тиристор открывается 30и подключает на положительный полупериод нагрузку 2 к шинам 9 и 10 сети переменного тока.При дальнейшем превышении положительной полуволной напряжения нулевого уровня потенциал выхода (средней точки) резистивного делителя 14,выполненного на резисторах 15 и 1 б,возрастает и достигает порога переключения несимметричного триггера, в 40результате чего транзисторы выходного каскада 19 закрываются, а транзистор 18 открывается, при этом процесс переключения происходит скачкообразно благодаря наличию цепи поло"жительно обратной связи между каскадами несимметричного триггера. Глубина положительно обратной связи и соотношение сопротивлений веэисторов резистивного делителя 14 рассчитываются таким образом, чтобы обеспечитьнеобходимую длительность управляющего импульса, т.е. чтобы переключениенесимметричного триггера происходилоне раньше момента достижения токомнагрузки 2 значения тока удержания .тиристора 1.В оставшуюся часть положительного полупериода частично разряженный5 1493986 6 денсатор 7 будет частично раэряжать- Особенность работы схемы устройстся через термочувствительньй дели- ва по фиг.2 заключается в том, что тель, и потенциал выхода (средней импульса управления в конце положи- точки) термочувствительного делителя тельного полупериода вообще не может 11 в начале положительного полупе- быть, за счет наличия по входу синхриода будет ниже напряжения порога рониэации КС-цепи 20, конденсатор переключения несимметричного тригге- которой заряжается в начале положира, при этом будет обеспечиваться тельного полупериода, и через синхнеобходимая амплитуда и продолжи ронизирующую цепь поступает ток в тельность импульсов, запускающих базу каскада 19, в концев кон е положительтиристор 1, эа счет действия глубокой положительной обратной связи, и ток в базу не поступает ( уне пост пает (поступаючто позволит применить данное уст- щего тока через резистор КС-цепи неройство для коммутации нагрузок раз достаточно для отпирания транз ранзисторов личной мощности, например, для ком- каскада 19). В течение отрицательно- мутации нагревателей при поддержании. го полупериода конденсатор КС-цепи требуемой температуры воды в аквари разряжается через ее резистор. умах различной емкости, при этом при В дальнейшем процесс повторяется аназамене аквариумов и нагревателей логичноепотребителю не требуется производить Устройство по Фиг,З работает анадополнительную переналадку или под- логичным образом за исключением тостройку терморегулятора, го, что несимметричный триггер обраПри дальнейшем повышении темпера- эован за счет охвата цепью положи- туры до заданного резистором 13 зна тельнои обратной связи, состо щчстоя ей чения напряжение на базе транзисто- из термочувствительного делителтеля 11 ра 18 в начале положительного полу- двухкаскадного усилителя постоянного, периода превысит порог переключения тока 21 (каскады 22 и 23). несимметричного триггера 17 и импуль- Данное устройство простои осто в иэгосы, запускающие тиристор 1, прекра товлении и наладке, имеет мал рмеет малое энергопотребление и уровень коммутационПосле периода охлаждения процесс ных помех.нагрева повторится аналогично описанному (импульсы в конце положитель- Ф о р м у л а и з о б р е тетения ного полупериода при этом будут отсутствовать) . 1. Устройство для регулированияОбеспечить режим работы регулятора температуры, содержащее тиристор, без импульсов в конце положительного нагрузку, термочувствительный триг- полупериода можно, исключив процесс герный элемент, два диода, резистор, выхода на заданный температурный ре конденсатор, стабилитрон и шины сети жим при значительном отклонейии тем- переменного тока, одна из которых пературы контролируемой среды от за- подключена через нагрузку к аноду тиданной (т,е, при значительном раэ- ристора, катод которого соединен с балансе термочувствительного дели- другой шиной сети переменного тока, теля), для этого нужно установить 45 связанной с одним из входов питания резистор 22 в положение, при котором термочувствительного триггерного установка температуры незначительно элемента, выход которого соединен с превьппает температуру нагреваемой управляющим электродом тиристора, среды (контролируемой среды) и по ме- о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с ре нагрева контролируемой среды плав целью снижения энергопотребления, но (небольшими ступенями) увеличи- одна нз шнн сети переменного тока вать уставку температуры до желаемой, подключена через первый диод к упПри этом можно уменьшить потребляе- равляющему входу термочувствительногб :мую регулятором мощность на величину, григгерного элемента, связанному че-. необходимую для обеспечения импульса 55 реэ резистор с его входом синхронив конце положительного полупериода, эации, другой вход питания термочувст" уменьшив емкость накопительного кон- . вительного триггерного элемента подденсатора 7 и увеличив сопротивление ключен через второй диод к его входуего разрядной цепи. синхронизации и через параллельно сое 1493986диненные стабипитрон и конденсатор кдругой шине сети переменного тока.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что термочувстви 5тельный триггерный элемент содержиттермочувствительный делитель напряжения, резистивный делитель напряжения и несимметричный триггер, однииз входов питания ключевых элементовкоторого соединены с одним из входовпитания тремочувствительного триггерного элемента, связанным через термочувствительный делитель напряжения с его другим входом питания, к кОто" 5 рому подключен другой вход питания второго ключевого элемента,несимметричного триггера, другой вход пита"ния первого ключевого элемента которого связан с входом синхронизации 20термочувствительного триггерного элемента, подключенного входом управления через резистивный делитель напряжения к выходу,термочувствительногоделителя напряжения, вход несиммет" 25 ричного триггера подключен к выходу резистивного делителя напряжения, а выход - к выходу термочувствительного триггерного элемента.3. Устройство по и, 2, о т л и - 30 ч а ю щ е е с я тем, что термочувст- вительный триггерный элемент содержит параллельную КС-цепь, через которую его вход синхронизации соединен с другим входом питания первого ключевого элемента несимметричного триг гера,4, Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем,что термочувствительный триггерный элемент содержит термочувствительный делитель напряжения,резистивный делитель напряжения, дополнительный резистор.и двухкаскадный усилитель постоянного тока, одни иэ входов питания каскадов которого соединены с одним иэ входов питания термочувствительного триггерного элемента, связанного через термочувствительный делитель напряжения с другим входом питания второго каскада двух- каскадного усилителя постоянного тока, другой вход питания первого каскада которого соединен с входом синхронизации термочувствителъного триггерного элемента, подключенного входом управления через резистивный делитель напряжения к выходу термочувствительного делителя напряжения, вход двухкаскадного усилителя постоянного тока подключен к выходу резистивного делителя напряжения, а выход - к выходу термочувствительного триггерного элемента, вход питания которого соединен через дополнительный резистор с входом питания второго каскада двухкаскадного усилителя постоянного тока.Муск зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уагород, ул, Гагарн аказ 4109/44НИИПИ Государс Тирак 788 Подписноеного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5