Пропорциональный регулятор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ихСоциалистическихРеспублик ц 922680(22)Заявлено 06.09,78 (21) 2661291/8-24с присоединением заявки РЙ -по делам изобретеиий н открытийДата опубликования описания 23,04.82 72) Автор изобретения Л,П, Дмитрен тд(7 аявител ОРЦИОНАЛЬНЦЙ ЯТО ны ущест.5ения О а- авНа фиг.ропорциоиг, 2Регуля г т Изобретение относится к автоматике и предназначена в сочетании с раэ личными датчиками сопротивления, например терморезисторами для пропор ционального регулирования преим венно температуры эа сцет измен напряженияв нагрузке.Известен пропорциональный регулятор, содержащий источник питания пульсирующего напряжения, подключенный к нему измерительный делитель напряжения и формирователь импульсов на однопереходном транзисторе 11Такой регулятор обладает узким диапазоном регулирования и недост точной надежностью работы при упр лении индуктивной нагрузкой.Ближайшим по своей технической сущности является пропорциональный регулятор, содержащий последовательно соединенные источник пульсирующего напряжения, измерительный делиель напряжения, первый формирователь угла отсечки на однопереходном транзисторе и первыи тиристор и коммутатор, а также блок управления силовым тиристором 2 .Известный регулятор обладает узким диапазоном регулирования выходного напряжения в зависимости от сопротивления датчика температуры,Цель изобретения - расширение диапазона регулиров ания.Для достижения. этой цели регулятор содержит последовательно соединенные интегратор, второй формироватеЛь угла отсечки на однопереходном транзисторе и второй тиристорный коммутатор, к выходу которого подключен вход блока управления силовым тиристором, причем вход интегратора связан с выходом первого тиристорного коммутатора.1 представлена блок-схема, и нального регулятора; на ф е о принципиальная схема,тор содержит источник 1 пульсирующего напряжения, измеритель.ный делитель 2 напряжения, формирователи З,и 4 угла отсечки, тиристорные коммутаторы 5 и 6, интегратор 7силовой тиристор 8 и блок 9 управления силовым тиристором. 5Принципиальная электрическая схема регулятора включает в себя источник пульсирующего выпрямленного напряжения, составленный трансформатором 10, выпрямительным мостом 11, 1 Остабилитронами 12 и 13 и резистора".ми 14 и 15; измерительный делительнапряжения, образсв анный потенциометром 16, к подвижному выводу которогоподключена цепочка, состоящая из резисторов 17 и 18 и датчика 19 сопротив-ления, например терморезистора, первый формирователь угла отсечки, вклю.чающий в себя однопереходный транзистор 20 с ВС-контуром 2 1 и 22 вцепи эмиттера, первый тиристорныйкоммутатор, составленный тиристором 23 с включенными в катоднуюцепь резистором 24 и конденсатором 25,интегратор, образованный диодом 26и ВС-контуром 27, 28 и 29; второйформирователь угла отсечки на транзисторе 30 с ВС-контуром 3 1 и 32 в цепиэмиттера, второй тиристорный коммутатор, образованный тиристором 33,силовой тиристор (сймистор) 34,через который к сети переменного токаподключена нагрузка 35 и блок управления силовым тиристором, составленный импульсным трансформатором 36,конденсатором 37, диодом 38 и резистором 39, резистор 40, диод 4 1 ирезистор 42.Работает регулятор следующим образом,408 случае если контролируемая температура в зоне установки термодатчика 19 (фиг, 2) выше заданной, сопротивление терморезистора 19 меньше, чем при заданной температуре,и, следовательно, падение напряже 45ния на нем ниже порога отпирания однопереходного транзистора 20. Транзистор 20 заперт, и заперты тиристоры 23 и 33 коммутаторов и закрытсиловой симистор 34. Когда, температура в зоне терморезистора 19 уменьшается, сопротивление датчика 19возрастает и, следовательно, увеличивается за счет перераспределениянапряжения между датчиком и резис. торами 17 и 18, с которым датчик образует делитель напряжения, падениенапряжения на терморезисторе 19. При Э 922680 4равенстве температуры в зоне датчи/.ка 19 уставке температуры регулят о.ра, задаваемой, потенциометром 16,падение напряжения на терморезисторе 19 примерно .достигает напряженияотпирания однопереходного транзистора 20, До падения напряжения на терморезисторе 19 через резистор 21 за-:ряжается конденсатор 22. Питание однопереходного транзистора 20 по базам осуществляется однополупериоднымвыпрямленным напряжением, падающимна стабилитроне 12 и резисторе 15,питание же потенцйометра 16 и делйтеля напряжения, составленного резисторами 17, 18 и термореэистором 19,осуществляется непосредственно отстабилитрона 12. Постоянная времени ВС-контура 17, 18, 2 1 и 22 и пороготпирания транзистора 20 первого формирователя угла отсечки устанавливаются,такими, чтобы при незначительномпревышении падения напряжения на терморезисторе 19 над порогом отпирания транзистора 20 начинал периодически отпираться в конце каждого периода напряжения питания транзистор 20,При отпирании транзистора 20 нарезисторе 40 каждый период с частотой сети питания выделяются .импульсыразряда конденсатора 22,которые поступают через диод 41 или дифференцирующий конденсатор на управляющий электрод тиристора 23 первого коммутатора.Анод этого тиристора подключен к. стабилитрону 12, а в катодную цепь тиристора 23 включен резистор 24 с параллельно подсоединенным конденсатором 25, С приходом каждого импульсатиристор 23 отпирается, а в провалахмежду однополупериодными импульсамитрапецеидальной формы закрывается.При этом конденсатор 25 шунтирует резистор 24 в момент прохождения импульсов управления через диод 41 и промежуток, управляющий электрод-катод тиристора 3 и тем самым обеспечивает требуемую амплитуду импульса для надеж -ного отпирания тиристора 23,В случае незначительного превышения падения напряжения на датчике 19по отношению к порогу отпирания транзистора 20 тиристор 23 .отпирается вконце импульсов напряжения питанияего анодной цепи, а на резисторе 24выделяются импульсы, представляющиесобой окончания трапеций стабилизированного выпрямленного однополупе9226 5риодного напряжения. Эти импульсы напряжения через резисторы 27, 28 и диод 26 интегрируются конденсатором 29 интегратора. К конденсатору 29 подключен ВС-контур 1 и 32второго формирователя угла отсечки, К конденсатору 32 ВС-контура подсоединена через резистор 42 эмиттербаза однопереходного транзистора 30, К резистору 42 подключен управляющий 10электрод-катод второго тиристора 33 коммутатора., Порог срабатывания трайзистора 30 и постоянная времени ВС- контура 31 и 32 установлены с таким расчетом, чтобы при равенстве температуры в зоне датчика 19 температуре,5 становленной задатчиком 16 регулятора, и отпирании транзистора 20открытие транзистора 30 и выделениена резисторе 42 импульсов осуществля-щ 0лось в конце каждого полупериоданапряжения питания транзистора 30,верхняя база которого подключена через потенциометр 43 к стабилитрону 13В начале каждого полупериода двухполупериодного выпрямленного токачерез ограничительный резистор 39и диоды 38 и 44 блока управлениясиловым симистором заряжается конденсатор 37 напряжения, выпрямленным З 0мостом 11. При отпирании тиристора 33конденсатор 37 разряжается через первичную обмотку импульсного трансфор- матора 36 на анодную цепь тирис-:- тора, и" во вторичной обмотке импульс.ного трансформатора формируются им-,пульсы управления требуемой амплиту.ды и длительности. Эти импульсы подаются на управляющий электрод силового симистора 34.40В случае незначительного снижениятемпературы в зоне установки датчика по отношению к уставке температуры регулятора симистор 34 открывается в конце. каждого полупериода, инапряжение на нагрузке 35 невелико.Когда происходит дальнейшее снижение температуры в зоне терморезистора 19, растет падение напряжения нанем, следовательно,под действиемэтого напряжения ускоряется процессзаряда конденсатора 22 и несколькораньше отпирается в течение каждогополупериода напряжения питания тиристора 23 и растет напряжение наконденсаторе 29 интегратора, Под55действием напряжения на конденсато" ,. ре 29 быстрее заряжается конденса. тор 32 и раньше отпирают каждый по 80 6лупериод тиристор 33 и симистор 34. Возрастает напряжение на нагрузке 35. При определенном минимальном значении сопротивления резисторов 27 и 28 напряжение на нагрузке 35 может изменяться при уменьше"нии температуры в зоне датчика относительно значения температуры, задан"ной задатчикоМ: регулятора, на 1 С от. нуля до максимального значения. При максимальном значении сопротивления этих резисторов диапазон уменьшения температуры, обеспечивающий изменение выходного напряжения от минимального до максимального значения, возрастает до 8 и более С.На выходе блока управления силовым тиристором формируются импульсы управления, подаваемые на вход симисто" ра 34 такой амплитуды и длительности . чтобы обеспечить надежное его отпирание в случае применения индуктивной нагрузки. Знацение температуры регулирования задается при помощи потенциометра 16,Резистором 17 компенсируется разброс величины сопротивления терморезистора 1 У, а резистором 45 компенсируется разброс коэффициента темпе- ратурного сопротивления. Применение этих подстроечных резисторов позволяет настраивать регулятор при исполь зовании в его схеме терморезисторов со значительными отклонениями от номинала сопротивления и коэффициента температурного сопротивления на стандартную шкалу задатчика температуры. Пороги срабатывания транзисто. ров 20 и 30 устанавливаются при помощи потенциометров 46 и 43, Диод 44 шунтирует первичную обмотку импульсного трансФорматора 36 в момент заряда конденсатора 37 и тем самым исключает формирсвание на выходе трансфор-, матора ложных импульсов. Диод 38 исключает влияние конденсатора 37 на источник пульсирующего напряжения.Поскольку однопереходные транзисторы, используемые в схеме регулятора, характеризуются высокой стабильностью порога срабатывания при колебаниях в широких пределах напряжения питания и температуры окружающей среды, регулятор обладает высокой точностью работы.Схема регулятора характеризуется простотой и бесконтактностью, что делает ее высоконадежной в работа.Предлагаемое устройство характеризуется высокой чувствительностью,10 формула изобретения 7 9226 его входное сопротивление может достигать десятков килоом. Пропорциональный регулятор может найти применение и с другими датчиками сопротивления, например фаторезисторами датчиками давления, напряжения,и т.п в этом случае устройство обеспечит регулиро. ванне освещенности, давления, напряжения и других величин,Пропорциональный регулятор, содержащий,последовательно соединенные ис- й ,точник пульсирующего напряжения, измерительный делитель напряжения, первый формирователь угла отсечки на однопереходном транзисторе и первый тиристорный коммутатор, а также блок 2 в управления силовым тиристором, о т 80 8л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це-лью расширения диапазона регулиро-вания, регулятор содержит последовательно соединенные интегратор, вто.рой. формирователь угла отсечки наоднопереходном транзйсторе и второйтиристорный коммутатор, к выходукоторого подключен вход блока управления силовым тиристором, причем входинтегратора связан с выходом первоготиристорного коммутатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Тиристоры. Технический справочник, Под ред, В,А,Лабунцова и др, Изд,2-е, И "Энергия", 1971, с. 231234, рис, 9-24,2, Лекоргийе Ж, Управляемые элект"рические вентили и их .применение.И., "Энергия", 1971, с,22, рис.2105 (прбтотип) .