Устройство для регулирования температуры установки резистивного нагрева

О ПИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 0311.77 (21) 2539475/24-07с присоединением заявки Мо(51)М, Кл,з Н 05 В 1/020 05 О 23/19 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРН УСТАНОВКИ РЕЗИСТИВНОГО НАГРЕВА,15 Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в установках резистивного нагрева, преимущественно в автоклавах с электро- обогревом. 5 Известны устройства регулирования температуры, содержащие коммутируемые секции и позиционный регулятор 1, 10Однако эти устройства не обеспечивают необходимой точности подъема и поддержания температуры. Известно устройство, содержащее источник с плавно регулируемым выходным напряжением, подключенный к нагревателю 2. В связи с тем, что мощность ис точника регулируемого напряжения рав на мощности нагревателя, все устройство имеет низкий коэффициент мощности и КПД. 25Известно также устройство для ре" гулирования температуры установки резистивного нагрева, содержащее одну секцию электронагревателя, соединенную с силовым выходом источника 30 регулируемого напряжения, и по меньшей мере одну секцию, подключенную через силовой вход управляемого, коммутирующего элемента к источнику нерегулируемого напряжения, датчик темпЕ- ратуры,выход которого соединен со вхо" дом регулятора температуры, связанного своим выходом с управляющим входом источника регулируемого напряжения, сигнализаторы максимального и ми" нимального значения регулируемого напряжения, входы которых соецинены с управляющим выходом источника регулируемогонапряжения, а их выходы через блок управления - с управляющим входом коммутирующего элемента 31 .Это устройство не обеспечивает высокую точность регулирования температуры при переключении нерегулируемых секций в связи с некоторым несоответствием установленной величины опорного сигнала в блоке управления и действительной мощности нерегулируемой секции, при перегорании элементов секции электронагревателей, колебаниях напряжения сети, а также в связи с наличием нелинейности в характеристике источника плавного напряжения.Цель изобретения - повыдение точности регулирования .температуры.Указанная цель достигается тем,что укаэанная связь регулятора температуры с источником регулируемогонапряжения осуществлена через подключенный одним входом к регулятору,а выходом к источнику напряжения,блок регулирования, ко второму входу которого подключен датчик пол"ной мощности.На чертеже изображена блок-схемаустройства для трехфазного выполнения нагревателей.устройство содержит секцию 1 нагревателя, соединенную с силовым входомисточника 2 регулируемого напряжения 15и секции 3 и 4, связанные через силовые входы управляемых коммутирующихэлементов 5 и б с источником нерегулируемого напряжения.Датчик 7 температуры соединен с 2 Овходом регулятора 8 температуры. Входы сигнализаторов максимального 9 иминимального напряжения 10 связаны суправляющим выходом источника регулируемого напряжения, а их выходы черезблок 11 управления - с управляющимивходами коммутирующих, элементов 5 и бВыход регулятора 8 температурысоединен с одним входом блока 12регулирования, выход датчика 13 полной мощности - с другим входом бло"ка регулирования, выход которого связан с управляющим входом источника2 регулируемого напряжения.Мощность секции 1 значительнобольше мощности секции 3 или 4, например на 40-50. Это исключаетпоявление автоколебательного режима.Устройство работает следующимобразом,При увеличении заданного значения 40температуры ТЗ выходной сигнал регулятора 8 температуры будет такжеувеличиваться, источник 2,регулируемого напряжения увеличит мощностьсекции 1 до требуемого значения. 45Выходной сигнал датчика 13 полноймощности увеличится и станет равнымвыходному сигналу регулятора 8 температуры.Мощность электронагревателя установится .на уровне требуемого значения. При дальнейшем увеличении требуемой мощности (выходного сигналарегулятора 8 температуры) выходнойсигнал, блока 12 регулирования имощносгь секции 1 достигнут максимальндго значения, сигналиэатор 9максимального значения регулируемого напрвжения сработает, блок 11управления воздействуя на коммутирующий элемент 5, подключит секцию 6 О3. Полная мощность при этом скачКом возрастет на величину мощностисекции 3. Сигнал датчика 13 полнойнагрузки превысит сигнал регулятора8 температуры, блок 12 регулирова- б 5 ния уменьшит команду источнику 2 регулируемого напряжения, сбросит мощность секции 1 на величину мощности секции 3, полная мощность электронагревателя станет равной требуемому значению (выходные сигналы датчика 13 и регулятора 8 станут равны друг другу), Сигнализатор 9 максимального напряжения отключится. Однако блок 12 управления сохранит секцию 3 включенной.При дальнейшем увеличении требуемой мощности, мощность на секции 1 опять достигнет максимального значения, сигналиэатор 9 сработает вторично, блок 11 управления, воздействуя на коммутирующий элемент б, подключит секцию 4. Блок 12 регулирования опять сбросит на соответствующую величину мощность секции 1, приведя в соответствие требуемую (выход регулятора 8) и действительную (выходдатчика полной мощности 13) мощности. Таким образом, при изменении сигнала регулятора температуры от нулядо максимального значения полная мощность секционного нагревателя плавноизменяется от нуля до 1200 кВт.Пусть, например, перегорела часть секции электронагревателя, мощность скачком уменьшилась на некоторую величину, температура начала уменьшаться, выходной сигнал датчика 13мощности практически мгновенно уменьшился и стал меньше сигнала регулятора 8 температуры, блок 12 регулирования практически мгновенно увеличил свой выходной сигнал, источник2 регулируемого .напряжения практически мгновенно увеличит мощность секции 1, полная мощность нагревателявернется к прежнему значению, сигналдатчика 13 станет равен сигналу регулятора 8. Компенсация снижения мощности произойдет практически мгновенно и температура останется на заданном значении.Аналогичный переходный процесс будет протекать при изменении сопротивления секций от любых причин и колебаний напряжения электрической сети.Устройство обеспечивает также повьааение качества регулирования температуры за счет линейности характеристики системы: выходной сигнал регулятора температуры - мощность секционированного электронагревателя, и тем самым сохранения оптимальных настроек регулятора температуры на всем диапазоне мощностей.Таким образом предложенное устройство обеспечивает повышение точностирегулирования температуры.Устройство выполнено на серийныхприборах, просто и удобно в реализации н настройке, не требует подгонки мощности секций, их количество может быть различным,Заказ 7537/83 Тираж 885 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектиая, 4 Повышение точности регулирования температуры приводит к повышению качества продукции.Формула изобретенияустройство для регулирования температуры установки резистивного нагрева, содержащее одну секцию электронагревателя, соединенную с силовым выходом источника.регулируемого напряжения, и по меньшей мере одну секцию, подключенную через силовой вход управляемого коммутирующего элемента к источнику нерегулируемого напряжения, датчик температуры, выход которого соединен со входом регулятора температуры, связанного своим выходом с управляющим входом источника регулируемого напряжения, сигнализаторы максимального и минимального значения регулируемого напряжения, входы которых соединены с управляющим выходом источника регулируемого напряжения,а их выходы через блок управленияс управляющим входом коммутирующегоэлемента, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности регулирования температуры, указанная связь регулятора температурыс источником регулируемого напряжения осуществлена через подключенныйодним входом к регулятору, а выходомк источнику напряжения, блок регулирования, ко второму входу которого подключен датчик полной мощности. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Свенчанский А.Д., Гуттерман К.Д.15 Автоматическое регулирование электрических печей. М., "Энергия", 1965,с. 172.2. Патент Великобритании 91273037,кл. Н 05 В 3/16, 1968.2 О 3. Авторское свидетельство СССРВ 355605, кл. С 05 О 23/19, 1972