Регулятор температуры

Союз Свветских Социалистичесних РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ(22) Заявлено 170578 (21) 2617199/18-24с присоединением заявки Ио -(51)Ю, К,з С 05 О 23/24 Государстаеииый комитет СССР оо делам изобретений и открытий( 54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕР АТУРЫ Изобретение относится к автоматике, в частности к системам управления тепловыми процессами, и может быть использовано в системах регулирования микроклимата помещений, например, с помощью теплоэлектровентиляторов.Известно устройство для управления током в нагрузке, содержащее дифференциальный усилитель, включенный в диагональ мостовой измерительной схемы, формирователь сигналов, выходной усилитель,. симистор, нагрузку (1). Недостатком указанного устройства является снижение точности регулирования тока в нагрузке по мере само- разогрева симистора из-за того, что характеристики управляющей цепи симистора изменяются в сторону уменьшения тока управления, достаточного для включения симистора. А так как амплитуда импульсов сигналов, подаваемых на управляющий электрод симистора, изменяется плавно в соответствии с изменением регулируемого параметра, то уменьшение тока управления симистора от теплового дрейфа его приводит к погрешности поддержания регулируемого параметра что снижает точность работы всего устройства.Кроме того, устройство не пригодно для управления теплоэлектровентиляторами, так как режим однополупериодной коммутации нагрузки, возникающий при небольших рассогласованиях мостовой измерительной схемы 10из-за различия в токах включения симистора для положительного и отрицательного полупериодов сетевого напряжения, является недопустимым для электродвигателей переменного тока, которыми снабжаются теплоэлектровен тиляторы. Влияние шумов элементовсхемы приводит к тому, что процесс коммутации нагрузки носит случайный характер, что также недопустимо для теплоэлектровентиляторов.20Известен так же регулятор температуры, содержащий симисторный ком.мутатор, термочувствительный мост, к выходу которого подключен усилитель, 25 второй термочувствительный мост сусилительным каскадом, предназначенным для трехступенчатого регулирования мощности в нагрузке 2 .Недостатком такого регулятора 30 температуры является также низкаяНа Фнг, 1 изображена принципиальная схема регулятора температуры; на фиг. 2 - временные диаграммы работы регулятора температуры.Регулятор температуры содержит Формирователь импульсов 1, подключенный к однофаэной сети переменного тока, выход которого соединен с неинвертирующим входом усилителя 2, термочувствительнйй мост 3, содержащий датчик 4 температуры. Выходные зажим моста .3 подключены к инвертирующему н неинвертирующему входам усилителя 2, регулятор температуры содержит также симисторный коммутатор в виде симистора 5, управляющий электрод которого соединен через балластный резистор б с выходом усилителя 2, анод через нагрузку 7 соединен с одним сетевым проводом, а катод - с другим, и цепь обратной связи 8, посредством которой выход усилителя 2 через диод 9 и последовательно с ним соединенный резистор 10 подключен к его входу, причем точка соединения диода 9 и резистора 10 через ЙС -цепь и резистора 11 и конденсатора 12 соединена с катодом симисторного коммутатора 5Регулятор температуры работает следующим образом. точность его работы вследствие влияния саморазогрева симистора.Кроме того, в регуляторе невозможно осуществить надежнук) коммутацию нагрузки даже в двух смежных полупернодах сетевого напряжения, что обусловлено используемым в системе принципом трехступенчатого регулирования, который предусматривает коммутацию нагрузки при значении температуры, близкой к заданному лишь в один полупериод сетевого напряжения, а также случайным характером коммутации нагрузки вследствие влияния шумов элементов схемы. Отсутствие надежной коммутации нагрузки в свою очередь не позволяет испольэовать в качестве нагрузки в такой системе регулирования теплоэлектровентиляторы, так как приводит к недопустимому режиму работы для двигателя переменного тока, входящего в состав теплоэлектровентилятора.Цель изобретения - повышение точности регулятора путем устранения влияния саморазогрева симистора и повышение надежности коммутации нагруэ- КИ еУказанная цель достигается тем, что регулятор содержит йС -цепь и цепь обратной связи, выполненную в виде последовательно соединенных диода и резистора, через которую выход усилителя связан с его входом, причем точка соединения диода и резистора через ЦС-цепь подключена к катоду снмнсторного коммутатора,При переходе напряжения сети череэнулевое значение формирователь 1вырабатывает импульсы длительностью160-240 мкс (см. Фиг. 2, а, 6) . Припонижении температуры, контролируемой датчиком 4, ниже заданной сопротивление датчика 4 увеличивается,.что вызывает нарушение баланса моста3, В момент перехода напряжения сетичерез нулевое значение на входе усилителя 2 появляется импульс напряже 1 ф ния, амплитуда которого определяетсявеличиной разбаланса моста 3. Приэтом на выходе усилителя 2 такжепоявляется импульс напряжения, который включает симисторный коммутатор15 5 (см. Фиг. 2, г). Одновременно свключением коммутатора 5 происходитзаряд конденсатора 12 по цепи: диод9, резистор 11 до максимального значения за время действия импульсащ (см. Фиг. 2, д) . По окончании импульса с формирователя 1 начинаетсяразряд конденсатора по цепи резисторы11, 10 и эквивалентное сопротивление, определяемое выходным сопротивлением Формирователя 1, сопротивлением плеча моста 3 и входнымсопротивлением усилителя 2, Приэтом к моменту появления следующегоимпульса с Формирователя 1 на этомэквивалентном сопротивлении остаетсянекоторое напряжение, определяемоетоком разряда конденсатора 12. Этонапряжение суммируется с напряжением,определяемым разбалансом моста 3,при появлении следующего импульсаЗ 5 с Формирователя 1, что способствуетчеткому включению цепи положительнойобратной связи 8, а значит и надежному включению коммутатора 5 в обаполупериода сетевого напряжения,4 О так как процесс заряда - разрядаконденсатора 12 повторяется в течение каждого полупериода. При повышении температуры суммарный сигнал нанеинвертирующем входе усилителя 2 в4 момент поступления импульса с Формирователя 1 уменьшается и при некотором значении температуры становитсятаким, что цепь 8 не включается,подзаряда конденсатора 12 не происходит .и напряжение на входе усилитеф ля 2 продолжает уменьшаться, Поэтомупри поступлении последующих импульсовс Формирователя 1 симистор 5 невключается и коммутации нагрузки непроисходит,55,В случае соответствия температурыдатчиков 4 заданной,мост 3 сбалансирован и при переходе сетевого напря.-,жения через нулевое значение симистор5 не включается, коммутации нагрузки60 не происходит.Таким образом благодаря цепи положительной Обратной связи 8 усилителя 2 надежно фиксируется включенное или отключенное состояние сн 65 мистора 5 и исключается однополупериодная коммутация нагрузки, что позволяет испольэовать данный регулятор в системах регулирования микроклимата помещений с помощью теплоэлектровентиляторов. Значение напряжения иа входе усилителя 2, при котором происходит включение симис, тора 5, определяется параметрами цепи положительной обратной связи 8.Меняя параметры цепи обратной связи 8 усилителя 2, можно получить управляемый порог срабатывания регулятора, который не зависит от теплового дрейФа симистора в результате его саморазогрева, и, следовательно, повысить точность работы регулятора температуры.Регулирование параметров цепи положительной обратной связи позволяет также расширить Функциональные возможности регулятора и использовать его в качестве устройства, сигнализирующего об отклонении температуры эа допустимые пределы с запоминанием этого состояния.Предлагаемый регулятор повышает надежность коммутации нагрузки, точность работы путем устранения само- разогрева симистора, а также обеспечивает комфортные условия в помещениях, увеличивает срок службы электронагревательных приборов примерно до 20 в результате обеспечения оптимального режима их работы иуменьшения продолжительности включенного состояния и позволяет сэкономить до 25 электроэнергии. формула изобретенияРегулятор температуры, содержащийпоследовательно соединенные термочувствительный мост, усилитель исикисторный коммутатор, через которыйнагрузка подключена к сети, к которой подключен также формировательимпульсов, выход которого связан свходом усилителя, о т л и ч а ю 3 щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержитКС-цепь и цепь обратной связи, выполненную в виде последовательно соединенных диода и резистора, черезщ которую выход усилителя связан с его. входом, причем точка соединения диодаи резистора через ЯС -цепь подключенак катоду симисторного коммутатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Приборы и системы управления", 1977, Р 5, с. 12-13 рис, 2.2. Патент Франции Р 2126010,кл. С 05 Э 23/00, опублик, 1973 (проЗО тотип).802939 ставитель А.Птенцовахред Б. Гаврилешко Корректор Е.Па Редактор Л.Вол в ираж 9 удар стиэобресква,ская наб., д. 4/ лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проек Заказ 10614/60ВНИИПИ Го по делам 113035, М нногоний и35, Ра Подписномитета СССРкрытий