Устройство для регулирования температуры

Союз Советйаа Социалистических Республик(51)М. Кл З с присоединением заявки йо 6 05 0 23/19 Государствеииый комитет СССР ио дмам изобретеиий и открытий(088.81 Дата опубликования описания 1801.81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к автомати. ческому регулированию и может быть использовано в системах термостати" рования.Известно устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задатчик температуры, подключенные ко входу суммирующего усилителя, нуль-орган, реверсивный счетчик импульсов, генератор импульсов, исполнительное устройство, подключенное к нагревательным элементам, амплитудный дискриминатор и элемент воздейст.- вия на частоту генератора 11).15Недостатком такого устройства является потребление мощности каскадамн в течение всего времени работы, что снижает его КПД.Наиболее близким по технической 20 сущности к предлагаемому является устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задатчик температуры, подключенные к входу суммирующего усилителя, формирова тель сигнала, пороговый блок, тиристорный исполнительный элемент, подключенный последовательно с нагревателем, источник постоянного напряжения 121. 30 Недостаток его - потребление мощности задатчиком температуры, суммирующим усилителем, запоминающим элементом, усилителем и тиристорными усилителями в течение всей длительности каждой полуволны напряжения сети, что снижает КПД устройства.Цель изобретения - повышение КПД устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования температуры, содержащем последовательно соединенные датчик температуры, элемент сравнения, вторым входом связанный с выходом задатчика температуры, первый усилитель мощности, тириоторный исполнительный элемент и нагреватель, последовательно соединенные запоминающий элемент, входом связанный с вторым выходом первого усилителя мощности, промежуточный усилитель и второй усилитель мощности, выход которого подключен ко входу тиристорного исполнительного элемента, а также источник питания, выход которого подключен ко входам задатчика температуры, элемента сравнения, промежуточного усилителя и запоминающего элемента, первый вход источника питания подключен к второму выходу, первого усилителя. мощности, а второй - к третьему выходу первого усилителя мощности, второму выходу второго усилителя мощности и к выходу тиристорного исполнительного элемента.На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для регулирования температуры; на фиг. 2 - его принципиальная схема.Устройство содержит датчик 1 тем- р пературы и задатчик 2 температуры, подключенные к входам элемента 3 сравнения, первый усилитель 4 мощности и второй усилитель 5 мощности, запоминающий элемент 6 и промежуточный усилитель 7, тиристорный исполнительный элемент 8, подключенный по. следовательно с нагревателем, 9, и источник питания 10. Вход первого усилителя 4 мощности соединен с выходом элемента сравнения 3, выход 20 второго усилителя 5 мощности соединен с первым выходом первого усилителя 4 мощности и подключен ко входу тиристорного исполнительного элемента 8. Вход запоминающего элемента 6 25 подключен к второму выходу первого усилителя 4 мощности. Выход промежуточного усилителя 9 подключен к входу второго усилителя 5 мощности.Устройство для регулирования тем- у пературы работает следующим образом.В элементе 3 сравнения (фиг, 2) осуществляется усиление сигнала датчика 1 температуры и сравнение его с сигналом задатчика 2 температуры, величина которого выбирается таким образом, чтобы выходной сигнал элемента 3 сравнения закрывал тиристор 11 первого усилителя 4 мощности при температуре в месте расположения датчика 1 температуры, равной требу емой температуре отслеживания.При включении устройства в начале положительной полуволны напряжения сети тиристор 11 закрыт. Через стабилитроны 12 и 13 протекает ток. На операционный усилитель,14 и задатчик 2 температуры подается напряжение питания. Элемент сравнения 3 формирует сигнал, открывающий тиристор 11, Как только тиристор 11 открывается (время, необходимое для отпирания тиристора, равно приблизительно 30 мкс), потенциал его анода стано- , вится практически равным потенциалу анода стабилитрона 12. Через стабилитроны 12 и 13 ток не протекает, и в течение оставшегося времени положительной полуволны напряжения сети (равно по длительности 1250 мкс) напряжение питания на элемент сравнения 3 и задатчик 2 температуры не по. 60 дается. Тиристор 11 включен до тех пор, пока не открывается симметричный тиристор 8 (время, необходимое для отпирания симметричного тиристора, равно приблизительно 100 мкс). 45 Как только симметричный тиристор 8открывается, потенциал его анодастановится практически равным потенциалу катода тиристора 11, и в течение оставшейся части положительнойполуволны первый усилитель 4 мощности отключен. Конденсатор 14 запоминающего элемента 6 не заряжается вположительную полуволну, так как напряжение стабилизации стабилитрона 15выше анодного напряжения тиристора 11в момент его открывания. На запоминающий элемент 6 и промежуточный усилитель 7 подается напряжение питаниясо стабилитрона 16. Через полевойтранзистор 17 протекает ток, который,усиливаясь промежуточным усилителем7, открывает в отрицательную полуволну напряжения сети тиристор 18. Тиристор 18 открыт до тех пор, пока неоткрывается симметричный тиристор 8.Как только симметричный тиристор 8открывается, потенциал его катода ста.новится практически равным потенциалу катода тиристора 18 и потенциалуанода стабилитрона 16. Токи через тиристор 18 и стабилитрон 16 не протекают, и в течение оставшейся частиотрицательной полуволны второй усилитель 5 мощности, запоминающий элемент 6 и промежуточный усилитель 9отключены. Таким образом, в режименагрева до температуры отслеживанияэлемент сравнения 3, задатчик 2 температуры и второй усилитель 4 мощности потребляют мощность лишь в началеположительной полуволны напряжениясети, а второй усилитель 5 мощности,запоминающий элемент 6 и промежуточный усилитель 7 - лишь в начале отрицательной полуволны. При этом нагреватель 9 рассеивает мощность в течение обеих полуволн напряжения сети,Как только температура в месте расположения датчика 1 температуры достигает температуры отслеживания, тиристор 11 закрывается и конденсатор 14 заряжается в течение нескольких положительных волн до напряжения стабилизации стабилитрона 19, Полевой транзистор 17 закрывается и закрывает тиристор 18. Через нагреватель 9 протекает незначительный ток стабилизации стабилитрона 16. Нагреватель 9 практически отключен от сети до тех пор, пока температура в месте расположения датчика температуры не станет ниже. Тогда тиристор 11 открывается, но конденсатор 14 не разряжае ся, так как входное сопротивление полевого транзистора 17 велико и постоянная времени цепи разряда конденсатора 14 на несколько порядков больше периода, в течение которого тиристор 11 может быть открыт в режиме отслеживания температуры, Запоминающий элемент 6, промежуточный усилитель 7 и второй усилитель 5мощности, . мощность не потребляют, Элемент сравнения 3 и задатчик 2 температуры включены лишь в течение времени, необходимого. для отпирания тиристора 11, а второй усилитель 4 моцности включен в течение времени, ,необходимого для отпирания симметричного тиристора 8. Симметричный тиристор 8 открыт лишь в течение положительных полуволн напряжения сети, Нагреватель 9 рассеивает половинную мощность. Таким образом., в режиме отслеживания температуры запоминающий элемент 6, промежуточный усилитель 7 и второй усилитель 5 мощности моуцность не потребляют, а элемент сравнения 3, задатчик температуры 2 3 ф и первый усилитель 4 мощности потребляют мощность (при включенном нагревателе 9) лишь в начале положительной полуволны напряжения сети.Технико-экономический эффект от ;р использования предлагаемого изобретения заключается в повышении КПД за счет потребления мощности задатчиком температуры, элементом сравнейия, запоминающим элементом, промежуточным усилителем и усилителями мощности лишь в начале каждой полуволны напряжения сети (в течение времени порядка 100 мкс), в отличие от известного устройства, в котором эти каскады потребляют мощность в течение всей длительности каждой полуволны напряжения сети (т.е. в течение 1250 мкс). Это позволяет уменьшить среднюю мощность, потребляемую задатчиком температуры, элементом сравнения, запоминающим 35 элементом и усилителями мощности не менее чем в 10 ораз, и тем самым умень шить вес, габаритнйе размеры и стоимость устройства за счет применения элементов с меньшей допустимой мощ О йотью рассеивания и повысить надежность работы устройства за счет снижения коэффициента нагрузки элементов.формула изобретенияУстройство для регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные датчик температуры,элемент сравнения, вторым входомсвязанный с выходом задатчика температуры, первый усилитель мощности,тиристорный исполнительный элементи нагреватель, последовательно соеди.ненные запоминающий элемент, входОмсвязанный с вторым выходом первогоусилителя мощности, промежуточныйусилитель и второй усилитель мощности, выход которого подключен ко входу тиристорного исполнительного элемента, а также источник питания, выход которого подключен ко входам задатчика температурыэлемента давления, промежуточного усилителя и запоминающего элемента, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения КПД устройства, первый вход ис"точника питания подключен к второмувыходу первого усилителя мощности,а второй - к третьему, выходу первого усилителя мощности, второму выходу второго усилителя мощности и к выходу тиристорного исполнительногоэлемента.источники информации,принятые во внимание прн экспертизе1 Авторское свидетельство СССРМ 196969, кл. 6 05 В 11/14, 1966,2. Авторское свидетельство СССРР 613302, кл. С 05 0 23/19, 192аказ 9768/65 4 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9 дарственного ком изобретений и о Ж 35, РаушскаяТираж 9 ИИПИ Гос по делам 5, Москв одписноета СССрытийабдв