Регулятор температуры

(и) 590717 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) Ч Кл 2 6 05 Р 23 с присоединением заявки-Государственный комитет Совета Министров СССР(088.8) 3) Опубликовано 30,01,78 летень4ия 08.02,78 а делам изобретении крытии ата опубликования опис(72) Автор изобретени В, И, Заметии остовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет71) Заявитель 4) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУР не- ица- темИзобретение относится к области стаоилизации и регулирования температуры, в частности - к импульсному регулированию.Известно устройство для фазо-,импульсного регулирования температуры 1, содержащее последовательно соединенные измерительную схему, блок управления фазовым углом включения тиристора, тиристорный ключ и нагреватель. Однако степень стабилизации температуры, достигаемая с помощью такого устройства, недостаточнавследствие того, что преобразование управляющего параметра в температуру при фазо-импульсном управлении тиристорным ключом происходит,по существенно нелинейному закону. Кроме того, мощность, рассеиваемая таким регулятором в нагревателе, сильно зависит от величины напряжения источника, питания (сети), а стабильность этой величины также отр тельно, влияет на точность стабилизации пературы.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является регулятор температуры 21, содержащий последовательно соединенные силовой ключ, подключенный к источнику питания, нагреватель, измерительный блок и первый широтно-импульсный преобразователь, а также блок управления, выход которого подключен к управляющему входу силового ключа, Закон преобразования управляющего параметра в температуру в таком регуляторе линеен, однако ему также свойстввнна зависимость выходной мощности от колебаний напряжения источника питания.Целью изобретения является повышениеточности регулятора. Эта цель достигается тем, что регулятор содержит синхронизатор и последовательно соединенные функциональный преобразователь, подключенный к источ- О нику питания, ключ, блок сравнения, интегрирующий усилитель и второй широтно-импульсный преобразователь, подключенный ко входу блока управления и и управляющему входу ключа, причем, выход синхронизатора, подключенного к источнику питания, соединен со вторыми входами широтно-импульсных преобразователей, а выход первого широтно- импульсного преобразователя подключен ко второму входу блока сравнения. Таким образом, влияние колебаний напряжения .источника питания на выходную мощность регулятора компенсируется путем введения дополнительной петли отрицательной ооратной связи по возмущению.На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2 - временная диаграмма импульсов напряжения.Регулятор содержит измерительный блок1, первый широтно-импульсный преобразова- О тель 2, блок сравнения 3, ключ 4, функцио(б) 50 нальный преобразователь б, второй широтно- импульсный преобразователь б, блок управления 7, силовой ключ 8, нагреватель 9, интегрирующий усилитель 10, синхронизатор 11 и источник питания 12 (сеть),5Сигнал рассогласования с выхода измерительного блока 1 подается на вход первого широтно-импульсного преобразователя 2. Импульс-модель, длительность которого т, определяется выходным сигналом измерительного блока 1, а амплитуда 1 о фиксирована, с выхода преобразователя 2 подается на вход олока сравнения 3. На другой его,вход с выхода ключа 4 подается сравниваемый импульс, формируемый следующим образом: се 15 тевое,напряжение, поступает на функциональный преобразователь 5, с выхода которого сипнал, находящийся в определенной зависимости (например, квадратичной) от,величины сетевого напряжения, подается на вход ли 20 нейного аналогового ключа 4, управляемого выходным импульсом т 1 второго широтно-импульоного преобразователя б. Этот же импульс, пройдя через блок управления 7, включает силовой ключ 8, который пропускает им 25 пульс, сетевого напряжения в нагреватель 9.Таким образом, длительность импульса на выходе ключа 4 равна времени включения нагревателя 9, а амплитуда Р 1 импульса нахо дится в заданном соотношении с величиной напряжения источника питания 12, Выходное напряжение Ь,п,т интегрирующего усилителя 10, сигнал на вход которого поступает с выхода блока сравнения 3, равно 35 Уип = -К,КУ,й --КзКЧ,Ж = где Кз и Кго - коэффициенты передачи блока сравнения 3 и интегрирующего усилителя 10 соответственно. Так как Ъото=5(площади импульса-модели), а Ъ 1 т 1 =5(площади сравниваемого импульса), то 1Цип,. = - Кз (5. - 5 р) При КзК 1 о - со необходимо, чтобы (5, - 5,р) - О. Тогда величина сигнала на выходе усилителя 10 будет конечной и достаточ ной для управления преобразователем б. Таким образом, при большой величине произве- ДениЯ КзК 1 о в УстРойспве поДДеРживаетсЯ Равенство 5=5 р, причем изменение амплитуды У 1 сравниваемого импульса будет сопро вождаться соответствующим изменением его длительности и одновременно времени включения нагревателя,Синхронизатор 11 синхронизирует период работы широтно-импульсных преобразовате лей 2 и б по заданному числу периодов напряжения источника питания 12, что устраняет дополнительную, погрешность от биений, возникающих при,некратности указанных периодов.Предположим, что при номинальном напряжении Кш, источника питания длительность выходных импульсов широтно-импульсных преобразователей 2 и б одинакова, а амплитуда Ь 1 сравниваемого импульса равна амплитуде Го импульса модели (фиг. 2), то ссть Если, преобразователь б преобразует напряжение источника 12 по квадратичному закону, то амплитуда Уо сравниваемого импульса равна где Й - крутизна преобразования. Тогда из равенства площадей сравниваемых импульсов в стационарном состоянии с учетом формул (1) и (2) следует 11 = 1 1 .)з ==1 . (3) Этому соответствует рассеиваемая,в нагревателе 9 мощностьр (11 пит)1о Р 7 где Р - сопротивление нагревателя 9. При отклонении напряжения источника питания 12 от номинального до Уппт амплитуда сравниваемого импульса изменится до Г 1 =А (Упп,), что повлечет за собой соответствующее изменение его длительности (и, следовательно, времени, включения нагревателя 9) до т Из равенства площадей сравниваемых импульсов в стационарном состоянии вновь получим 1 т 1 Йпит) о 1 17 оопричем из формул (3) и (5) следует Этому, новому состоянию регулятора соответствует рассеиваемая в нагревателе 9 мощность(7) причем отклонение мощности, рассеиваемой внагревателе 9, от номинальной или с учетом формулы (б)ЬР=О.590717 фиг,2 Составитель В. ПевзнерТехред А, Камышникова Корректор В. Гутман Редактор Н. Громов Заказ 1008/2066 Изд,208 Тираж 1109 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., д. 4/6Подписное Тип. Харьк. фил. пред, Патент Следовательно, температура в рабочем объеме при колебаниях напряжения источника питания 12 не меняется. Формула изобретения Регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные силовый ключ, подключенный к источнику питапня, нагреватель, измерительный блок и первый широтно- импульсный преобразователь, а также блок управления, выход которога подключен к управляющему входу силового ключа, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулятора, он,содержит синхронизатор и последовательно соединенные функциональный преобразователь, подключенный к источнику питания, ключ, блок сравнения, интегрирующий усилитель и второй широтно- импульсный преобразователь, подключенный ко входу блока управления и к управляюще му входу ключа, причем выход синхронизатора, подключенного к источнику питания, соединен со вторыми входами широтно-импульсных преобразователей, а выход первого ширатно-импульсного преобразователя подклю чен ко второму входу блока сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР 16238917 кл, б 05 Р 23/19, 1967.2, Патент США3633094, кл. 323-18,1974.