Устройство для регулирования температуры вращающейся детали

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(21) 2535219/18-24-ооударотаеннмй комитет СССР по долам изобретоний н открытийта опубликования описания 15.05.79Всесоюзный научно-исследовательский институт маши для производства синтетических волокон(71) Заявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ДЕТАЛИтельныйсвязана свыходнаявыпрямиисполните форматор и измери диагональ которого ным генератором, а фазочувствительног которого подключен5 входная очастотвходом выходу элемент ост,высок- соеля,ьный Изобретение относится к области регулирования температуры вращающихся тел, преимущественно вытяжных обогреваемых цилиндров машин для производства химических нитей. Оно может найти применение для регулирования и измерения температуры других вращающихся объектов, например роторов электрических машин, сушилок барабанного типа, вращающихся обжиговых печей.Известно устройство для регулирования температуры вращающихся тел 1. Недостаточная точность работы такого устройства обусловлена тем, что оно содержит мостовую схему, требующую питания от высокочастотных генераторов напряжения переменного тока со стабильными параметрами. Полезный сигнал датчиков температуры в устройстве проходит через измерительные усилители и измерительные приборы, которые подвержены температурному, временному дрейфу и другим помехам.Наиболее близким по технической суцности к изобретению является устройство 121 для регулирования температуры вращающейся детали, содержащее связанные с вращающейся деталью датчик температуры, задатчик температуры, вращающийся трансТакое устройство не обеспечивает высокой точности измерения и регулирования температуры, так как при нестабильности частоты и амплитуды напряжения высокочастотного генератора на выходе устройства появляется ошибка измерения. Дополнительные погрешности измерения обусловлены температурным и временным дрейфом измерительных усилителей. В результате при одной и той же фактической температуре цилиндра показания измерительного прибора или выходной сигнал измерительного усилителя отличаются на некоторую величину, определяющую погрешность устройства. Это не позволяет использовать такие устройства в машинах совмещенного процесса формования 20 и вытягивания синтетических нитей. Крометого, в этом устройстве нелинейная зависимость выходного сигнала от температуры цилиндра существенно затрудняет градуировку прибора и требует для каждого уст66152 3ройства индивидуальной тарировки, т. е. затрудняет и удорожает его изготовление,Наличие двух вращающихся трансформа -торов усложняет конструкцию устройства.Целью изобретения является повышениеточности работы устройства.Поставленная цель достигается тем, чтопредложенное устройство содержит неподвижный трансформатор, первичная обмоткакоторого включена в одно плечо измерительного моста, в смежное плечо которого вклю 10чена первичная обмотка вращающегося трансформатора, а вторичные обмотки неподвижного и вращающегося трансформаторовподключены соответственно к задатчику идатчику температуры.15На чертеже изображена принципиальнаясхема предлагаемого устройства.Устройство содержит вращающуюся обогреваемую деталь, - цилиндр (на чертеже непоказан), в теле которого установлен датчиктемпературы 1, выполненный в виде платинового термометра сопротивления, подключенный ко вторичной обмотке 2 вращающегося трансформатора 3. Задатчик температуры, выполненный в виде постоянного 4 ипеременного 5 резисторов, подключен ко вторичной обмотке 6 неподвижного трансформа 25тора 7, идентичного по всем электромагнитным параметрам трансформатору 3. Первичные обмотки трансформаторов 3 и 7 включены в смежные плечи измерительного моста 8, в противоположные плечи котороговключены одинаковые постоянные резисторы9 и 10. К входной диагонали моста 8 (точки а, б) подключен высокочастотныйгенератор 11, а к выходной диагонали (точки в, г) - вход фазочувствительного выпрямителя 12. Выход последнего подключенко входу исполнительного элемента 13, состоящего из тиристорного регулятора мощности 14, нагруженного на обмотку индукционного нагревателя 15.Устройство работает следующим образом,Если фактическая температура цилиндра отличается от заданной, то активное сопротивление термометра 1 отличается от суммарного активного сопротивления резисторов 4 и 5. При этом в диагонали моста между точками в и г возникает напряжение,амплитуда которого и фаза зависят от величины разбаланса мостовой схемы, т. е.от разности сопротивлений термометра изадатчика. Фазочувствительный выпрямитель 12 выпрямляет это напряжение, ин 50тегрирует и усиливает его. Полярность итемп роста напряжения на выходе выпрямителя 12 определяются сигналом на его входе.Выходной сигнал выпрямителя 12 через регулятор мощности 14 воздействует на катушку нагревателя 15, увеличивая или уменьшаявеличину напряжения, подводимого к катушке. При этом в соответствии со знаком управляющего сигнала входе регулятора 14 из 4меняется (увеличивается или уменьшается) тепловой поток Я, направленный от нагревателя 14 в тело цилиндра. При этом температура последнего, а вместе с ней и сопротивление термометра 1, начинают изменяться, Этот процесс длится до тех пор, пока сопротивление термометра не окажется равным сопротивлению задатчика. Поскольку оба трансформатора 3 и 7 идентичны по всемэлектромагнитным параметрам, то при равенстве активных сопротивлений во вторичных обмотках, полные сопротивления первичных обмоток также равны. Измерительный мост 8 при этом оказывается полностью сбалансированным, Напряжение в диагонали в - г равно нулю, Сигнал на выходе выпрямителя 12 прекращает изменяться, а вместе с ним прекращает свое изменение и тепловой поток от нагревателя 15. При изменении, например, из-за колебания напряжения сети, величины теплового потока или температуры цилиндра изменяется величина сопротивления термометра 1. Возникающее при этом различие в сопротивлениях термометра и задатчика температуры приводит к разбалансу измерительного моста и к подаче нового управляющего сигнала на регулятор 13. Последний изменяет подводимое к катушке нагревателя 15 напряжение, Цикл регулирования длится до тех пор, пока вновь не будет достигнуто равновесие измерительного мос -та.Таким образом, устройство находится в покое только в том случае, если активные сопротивления термометра сопротивления и задатчика температуры равны. Но при этом оказывается, что температура цилиндра однозначно определена резистором задатчика. Очевидно, что на работу схемы не влияют колебания амплитуды и частоты напряжения высокочастотного генератора, так как эти колебания не могут нарушить баланс измерительного моста, смежные плечи которого имеют равные сопротивления. Следовательно, предложенное устройство не требует для питания мостовой схемы генератора с высокостабильными параметрами. Это дает предложенному устройству существенные преимущества перед известными,так как упрощает и удешевляет его конструкцию, обеспечивает высокую точность его работы,Наличие в предложенном устройстве одного двухобмоточного вращающегося трансформатора также упрощает и удешевляетконструкцию устройства,Точность регулирования температуры впредложенном устройстве повышена за счетвключения задатчика температуры во вторичную обмотку неподвижного трансформатора, идентичного по электромагнитным параметрам вращающемуся, имеющему во вторичной обмотке термометр сопротивления, иза счет соединения первичных обмоток трансформаторов и постоянных резисторов в мос661521 Формула изобретения итель Л. ПО. Луговая 014 енцоваКоррПодмитета Соткрытийая набул. Про СостаТехред ТиражИ Государс делам изобМосква, Ж - П Патент,Редактор Л. УтеЗаказ 2474/50 ктор М.исноеСР и твенного коретений и 35, Раушск г. Ужгород,4/5 ктная, 113035,филиал П П 5товую схему, одна из диагоналей которой подключена ко входу фазочувствительного выпрямителя.При этом температура цилиндра линейно зависит от сопротивления задатчика, в от личие от известных устройств.Предложенное устройство не требует примейения (благодаря описанной схеме включения задатчика) измерительных усилителей, дрейф которых мог бы отрицательно влиять на точность измерения, Изменение температуры окружающей среды также не может вызвать разбаланс мостовой схемы, так как плечи моста находятся в одинаковых температурных условиях, а постоянные резисторы и резисторы задатчика изготовлены из мате Б риала с очень малым температурным коэффициентом сопротивления, например из манганина. Устройство для регулирования температуры вращающейся детали, содержащее свя 6занный с вращающейся деталью датчик температуры, задатчик температуры, вращающийся трансформатор, измерительный мост, входная диагональ которого связана с высокочастотным генератором, а выходная со входом фазочувствительного выпрямителя, к выходу которого подключен исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно содержит неподвижный транформатор, первичная обмотка которого включена в одно плечо измерительного моста, в смежйое плечо которого включена первичная обмотка вращающегося трансформатора, а вто - ричные обмотки неподвижного и вращающегося трансформаторов соединены соответственно с задатчиком и датчиком температуры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Патент ФРГ1816936, по Нкл, 74 В 8/04, 1974, 2. Патент ФРГ1223029, по Нкл. 42 г 31/00, 1970.