Устройство для управления электрическим теплоаккумулирующим нагревателем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1)4 Н 05 В ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕ ЛЬСТ О/24-078688. Бюл.кий научн 6 исследовательции и электрийства и Украин т механизского хозхозяйствеаздейкис ная академия И.И. Марты 621.365.48 (088.8) Шполянский В.В. и др. енные задатчики, М,: М 1984, с. 14-18.вторское свидетельство 4401, кл, С 06 Р 1/04,граммнонострое СССР1972. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ(21) 41319 (22) 09.09 (46) 15.07 (71) Литов ский инсти фикации се ская сельс (72) Л.Л. ненко (53) (56) врем ние,) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ 801410283 А 1 РИЧЕСКИМ ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩИМ НАГРЕВАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике, Цель - повышение точностиподключения нагревателя на зарядку взаданном интервале времени. Устройство содеркит фотореле 9, два генератора импульсов 1, 2, счетчик импульсов 4, дешифратор 5, выходнойтриггер 8 и несколько логических элементов. Фотореле 9 синхронизируетработу устройства с наступлением -окончанием темного времени суток, агенераторы 1, 2, счетчик импульсов4 и дешифратор 5 отрабатывают заданное время включение - отключениеэлектронагревателя. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматичес,кому управлению электрическими теплоаккумулирующими нагревателями(ЭТАН),Цель изобретения - повышение точностии подключения нагревателя на зарядкуу в заданном интервале времени.На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генераторы 1и 2 фиксированных частот, выходы которых через коммутатор 3 соединеныс счетным входом счетчика 4 импульсов. Выход счетчика 4 импульсов соединен с входом дешифратора 5, имеющего две независимые изменяемые уставки и соответственно два выхода,первый из которых соединен с вторым 20входом логического элемента 6 И, авторой выход соединен с вторым вхо дом логического элемента 7 ИЛИ. Выходы логических элементов 6 и 7 соединены соответственно с первым вторым входами триггера 8 подключениянагревателя к сети. Выход фотореле 9соединен с управляющим входом коммутатора 3, первым входом логическогоэлемента 6 И и через инвертор 10 и, .30дифференцирующую цепь 11 соединенвходом сброса счетчика в нуль 4 ипервым входом логического элемента 7ИЛИ,Устройство работает следующим об разом.фотореле 9 действует в зависимости от естественной освещенности: приснижении естественной освещенностиреле срабатывает, при повышении -отпускает (алгбритм работы фотореле9 соответствует алгоритму работы фотореле, применяемых для управлениянаружным освещением). С наступлениемсветлой поры суток фотореле 9 отпус" 45кает и на его выходе появляется сигнал "0", который через инвертор 10 иднфференцирующую цепь 11 сбрасываетв нуль счетчик 4 импульсов, через логический элементИЛИ переключаеттриггер 8 в нулевое состояние (если50триггер до того времени не был переключен) и через коммутатор 3, входсчетчика 4 импульсов переключает свыхода генератора 2 к выходу генератора 1. В счетчике 4 начинается под 55счет импульсов от генератора 1.С окончанием светлой поры суток фотореле9 срабатывает и на его выходе появляется сигнал " 1", который через коммутатор 3 переключает вход счетчика 4 с выхода генератора 1 к выходу генератора 2 и дает разрешение на логический элемент 6 И. В счетчике 4 продолжается счет входных импульсов, поступающих теперь с выхода генератора 2. Как только содержание счетчика 4 достигает первой уставки дешифратора 5, на первом выходе последнего появляется импульс, который через логический элемент 6 И переключает триггер 8 в единичное состояние. Единичное состояние триггера 8 является управляющим сигналом для подключения ЭТАН к сети. Когда содержание счетчика 4 достигает второй уставки дешиф ратора 5, на его втором выходе появляется импульс, который через логический элемент 7 ИЛИ переключает триггер 8 в нулевое состояние, которое вызывает отключение ЭТАН от сети. С наступлением светлой поры следующих суток процесс работы устройства повторяется.ЭТАН на зарядку подключается ночью, когда снижена нагрузка в энергосистеме. В течение отопительного сезонавключение и выключение зарядки происходит в темную пору суток, Следовательно, время включения ЭТАН может быть определено с привязкой к наступлению и окончанию светлой поры суток с использованием фотореле. Для большей.наглядности расчетов принимают, что срабатывание - отпускание фото- реле по времени совпадает с закатом- восходом солнца. Триггер 8 переключается в единичное состояние (выдается команда включения зарядки), когда .на вход счетчика 4 приходит Х импульсов, и переключается в нулевое состояние, когда счетчик 4 подсчитывает М входных импульсов, т,е. дешифратор 5 имеет две регулируемых уставки Я и М соответственно для первого и второго выходов, причем М ) Б.С учетом того, что в светлую пору суток счетчик 4 заполняется импульсами от генератора 1, а в темную пору от генератора 2, время включения ЭТАН может быть определено из выражения где И - уставка первого выхода дешифратора 5; время захода солнца;(2) 14С в - время восхода солнца;К - частота первого генератора 2;ГВл - заданное время включения ЭТАН;Ег - частота второго генератора 2.На основе уравнения (1) составлена система уравнений;Ы-(с в - вл ) 1(3) 10283 4что Г й 2 Г из уравнений (2) легко убеждаются, что в этом случае дополнительная погрешность времени включения от опережения и запаздывания фотореле не создается:+,дЬкл Зюгде с 1;, с, - соответственно времяо 1захода и время восхода солнца г-того дняотопительного сезона.Из системы уравнений (2) известными математическими методами находят значения частот Г и Г , наилучше удовлетворяющие все уравнения систе 2 г мы, т.е, находят такие Г, и Й, которые вызывают минимальные отклонения расчетных времен включения С1 от заданного времени включения Для практических расчетов нет необходимости в систему (2) включать ура-З 0 внения для каждого дня отопительного сезона; систему можно составить, например, из уравнений для каждого десятого, каждого двадцатого дня отопительного сезона. 35Для условий Литовской СССР при Ы =, 1000 и с в 23 ч, получают Е = 52,3 имп./ч и Г,г = 101,6 имп,/ч, причем среднеквадратическое отклонение расчетных С ;от заданного С Вл 40 составляет 9,5 мин, а максимальное абсолютное отклонение не превьппает 4 мин.При расчете параметров конкретного технического устройства для управле ния ЭТАН в уравнения системы (2) следует подставлять не времена восхода и захода солнца., а времена отпускания и срабатывания фотореле 9. Время срабатывания реле имеет определенное 50 запаздывание по отношение к времени захода солнца, а время отпускания реле имеет опережение по отношению к времени восхода солнца. Опережение и запаздывание могут быть оценены по . статистическим данным о работе реле,Однако, принимая, что времена опережения и запаздывания приблизительно равны между собой и с учетом того,где Д 1 - опережение и запаздываниеработы фотореле по отношению соответственно к времени восхода и захода солнца.Величина опережения и запаздывания определяется естественной освещенностью и зависит от погодных условий. Существенная систематическая зависимость времени включения ЭТАН от погодных условий не наблюдается, так как изменение естественной освещенности влияет и на опережение и на запаздывание работы фотореле (например, при пасмурной погоде опережение и запаздывание уменьшается), а такое изменение опережения и запаздывания, как это следует из выражения (3), имеет свойство взаимной компенсации.После того, как определены частоты и Гг и известна уставка первого выхода дешифратора 5, определяют уставку второго выхода этого дешифратора, устанавливающую продолжительность зарядки (время выключения) ЭТАН:(4)эбР 2где ь р - заданная продолжительностьзарядки.Преимуществом предлагаемого устройства является высокая надежность включения ЭТАН только в разрешенное ночное время. Возможная ошибка от случайного сбоя в работе счетчика 4 не будет передана на следующие циклы работы устройства. Кроме того, введенные логические элементы 6 И и 7 ИЛИ исключают возможность зарядки ЭТАН в течение светлой поры суток, Появляющийся разброс времен включения ЭТАН, обусловленный приближенным решением системы уравнений (2) и разбросом естественной освещенности, не является недостатком устройства, Объясняется это следующим: разброс моментов включения является случайСоставитель О. ТурпакРедактор Н. Горват Техред М,Ходанич Корректор Г. Решетник Заказ 3497/58 Тираж 832 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 5 1410 ным и не влияет на работу устройства в следующих циклах; продолжительность зарядки ЭТАН постоянна и не зависит т моментов включения, а определяется олько разностью уставок И и И де 5 ифратора 5 и частотой генератора 2; азброс времен включения и выключения ЭТАН, не вызывающий систематичесой погрешности, является даже полоительным свойством устройства управ- ения, так как исключает одновременость включения-выключения множества ТАН (одновременная коммутация болього количества ЭТАН вызывает нежеательные для электрических сетейэнергосистемы скачки нагрузки).Испытания устройства показали выокую надежность включения и выклюения ЭТАН в заданное время, причем азброс времен коммутаций не превышал 15 мин.Формула и з обретения Устройство для управления электрическим теплоаккумулирующим нагрева б 283 6телем, содержащее два генератора импульсов фиксированных частот, выходыкоторых через коммутатор соединенысо счетным входом счетчика, снабженного дешифратором, связанного выходами с входами триггера подключения нагревателя к сети, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияточности подключения нагревателяна зарядку в заданном интервале времени, устройство снабжено фотореле,инвертором, дифференцирующей цепочкойи логическими элементами И и ИЛИ, выход фотореле соединен с управляющимвходом коммутатора и первым входомэлемента И непосредственно, а черезпоследовательно соединенные инвертори дифференцирующую цепочку - с входом сброса счетчика в нуль, с первымвходом ИЛИ, к первому и второму выходам дешифратора подключены вторые входы элементов И и ИЛИ, выходы которыхсоединены с входами триггера.