Импульсный регулятор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик 11922681(22)Заявлено 20.03.79 (21) 2740067/18-24 с присоелинением заявки М(23) 3 Ъеударетеееиый кемитет СССР ао делам кзобретеекй и открытей.6 (088.8) Дата опубликования описания 23.04.о 2(54) ИИПУЛ ЬС НЫ Й Р ЕГУЛЯТОР Изобретение относится к автоматике и предназначено для автоматического регулирования, преимущественно,температуры газообразных и жидкихсред, .а в сочетании с другими дат 5чиками может быть использовано длярегулирования других неэлектрическихи электрических величин,Известен регулятор с пороговымустройством на однопереходном транзисторе с КС-цепочкой в цепи эмиттера транзистора 11,Известный регулятор не обеспечивает требуемое качество регулированияБлижайшим по своей техническойсущности является импульсный регуля-,тор, содержащий датчик,. источник постоянного напряжения, первый, второйи третий пороговые элементы, входыкоторых соединены со средними точками соответственно первой, второйи третьей кС-цепей, а выходы - ссоответствующими входами трехфазно го,триггера на тиристорах,выходы которого связаны с входами соответ" ствующих симисторов и через разделительные диоды - с входами соответст-, вующих пороговых элементов 121. Известный регулятор обладает ограниченными надежностью, чувстви.- тел ь ност ью и обл аст ью применения.Цель изобретения - повышение надежности, чувствительности и расширение области применения.Достигается это тем, что в него введены четвертыепороговый элемент, разделительный диод и КС-цепь, средняя точка которой соединена с входом четвертого порогового элемента и через четвертый разделительный диодс входом первого порогового элемента, причем третья и четвертая ВС-цепи включены параллельно датчику, первая ВС-цепь - параллельно источнику питания, а выводы второй КС-цепи сое" динены с положительным полюсом источника постоянного напряжения.3 922681 4В регулятор введены конденсатор, ния транзистора р., гезистор у, компятый разделительный диод, переклю- пенс",рующий разоросы величин сопротивления и коэ шициента температур- подключен к выходу первого элемента ного сопротивления терморезистора. через переключатель, а выход через 5 Работает им уа отает импульсный регулятор пятый разделительный диод - к входу следующим обрследующим о разом. второго порогового элемента и через При подари подаче напряжения питания отконденсатор - к выходу трехфазного пирается транзистор 10, на котором триггера на тиристорах. выполнен второй пороговый элемент,Регулятор содержит регенератор 1 О поскольку его эмит еоскольку его эмиттер подключен к импульсов, причем пороговые элементы полюсу источиика питания через конвыполнены на однопереходных транзис- денсатор 6 ВСденсатор о второй кС-цепии 115 16 1торах, базы котбрых подключены к вы и последний пропуска топускает импульс тока ходу генератора импульсов. через себя, транзистор 10 и управляю-.На чертеже дана схема импульсного 15 щий эЛектро -като ти и т 27гера 25, При этом конденсатор 16Регулятор содержит датчик 1, напри. заряжается до напряжения источника мер, температуры, содержащий термоРе- питания, а тиристор 27 открывается .зистор 2, образующий делитель напря- и удерживается в открытом положении жения с резисторами 3 и 4, первый, о за счет постоянного тока протекаю-У второй, третий, четвертый пороговые щего по анодной цепи через резистор 30, элементы 5- , выполненные, например, Одновременно через второй разрелительв виде однопереходных транзисто- , ный диод 41 конденсатор 16 подключаров 9-12, первую 13 и 14, вторую 15 ется к аноду открывающегося тиристои 16, третью 17 и 18, четвертую 19 у 5 ра 27, и конденсатор 16 поддерживаи 20 ВС-цепи. ВС-цепь содержит ре- . ется в заряженном состоянии в течезисторы 13 15, 17 и 19 и конденса- нии открытого состояния тиристора 27.р , 6, 18 и 20, генератор импуль- Когда контролируемая температура в зоне сов 2 1, составленный транзистором 22 установки терморезистора выше заданной,. и КС-цепью 23 и 24, трехфазный триг- зо сопротивление терморезистора невелико гер 25, образуемый тиристорами 26-28 и падение напряжения на нембудет ниже с резисторами 29-31, коммутирующими порогов отпирания транзисторов 11 с конденсаторами 32 - 34 и общим ре- и 12. А так как первая ЯС-цепь 13 зистором 35 сигнализатор 36, выпол- и 14 подключена непосредственно к ненный на тиристоре 37, резисторе 38 источнику питания конденса о 14Э 5и симисторе 39, разделительные дио- заряжается до напряжения, при котоды 0-44, задатчик температуры - по- ром переход эмиттер-база транзистотенциометр 45 симисторы 46 и 47, ра 9 смещается в прямом направлении. исполнительный электродвигатель 48 В эти моменты включается транзиси фазосдвигающий конденсатор 49, пе- тор 9, и резистор 15 разряжается реключатель 50, исполнительный аппа- на резистор 58 вызываявызывая отпирание тират, подключаемый к. выходной клем- ристора 28. Включается симистор 47 ме 5 1 и источник 52 постоянного нап- и начинается вращение исполнитель- ряжения, образованный трансформато- ного электродвигателя 48 в сторону ром 53, выпрямительным мостом 54 уменьшения поступления теплоносит45носите- конденсатором 55 фильтра, баластным ля к объекту регулирования. При этом резистором 56 и стабилитроном 57, за счет коммутирующих конденсатобазовые резисторы 58-6 1 соответствую- . ров 33 и 34 и резистора 35 запиращихтранзисторов пороговых элементов, ется тиристор 27. Одновременно с откпотенциометры 62.-65 служащие для кор рытием тиристора 28 отпирает яоректировки порогов срабатывания тран вый разделительный диод 40 и через зисторов. Конденсатор 66,предназна- него резистор 15 подключается к аночениый для защиты схемы регулятора ду тирист ора 28 поддержи ваю от помех, резисторы 67-70, служащие конденсатор 14 в разряженном состоядля термостабилизации порогов сраба- нии, так как при выключении тирис 1тывания однопереходных транзисторов, 55 тора 27, второй. разделительный ди-. переменный резистор 7 1, регулирующий од 41 запирается начинается. а зону нечувствительности регулятора конденсатора 16 на резистор 15, и за счет уменьшения порога срабатыва- как только он разрядится на величи5 9226ну напряжения, равную порогу отпирания транзистора 19, последний отпирается, вызывая включение тиристора 26,Снова выключается тиристор 28, симистор 47 и исполнительный электро 5двигатель 48, Их периодическое вклю"чение и отключение происходит до техпор, пока температура в зоне датчи.ка 1 не снизится до такой величиныкогда сопротивление терморезистора 2 Овозрастет и падение напряжения нанем достигнет порога отпирания транзистора 12.Когда температура объекта регулирования уменьшается до заданного 15значения, сопротивление терморезистора 2 увеличивается и возрастаетпадение напряжения на нем до величины, .превышающей напряжение отпирания транзистора 12, но ниже напряжения .отпирания транзистора 11 на величину, определяющую минимальнуюзону нечувствительности регулятора.Поэтому конденсатор 20 начинает периодически заряжаться через резистор 19 до напряжения на терморезисторе 2 и затем разряжается черезпереход эмиттер.-база транзистора 12на резистор 61. Транзистор 12 черезчетвертый разделительный диод 43 зоразряжает конденсатор 14 и не позволяет ему зарядиться через резистор 13до напряжения отпирания транзистора 9. В этом случае включен тиристор 27, а исполнительный электродвигатель 48 неподвижен. Для надежнойработы регулятора постоянная времени четвертой РС-цепи 19 и 20 выбирается не менее, чем на порядок меньшей величины, чем постоянная временипервой КС-цепи 13 и 14, а порогсрабатывания транзистора 9 устанавливаетсяниже, чем порог отпираниятранзистора 12,В случае уменьшения регулируемойтемпературы ниже заданной падениенапряжения на терморезисторе 2 превысит напряжение срабатывания тран"эистора 11, следовательно, конденсатор 18 будет заряжаться через резистор 17 до напряжения отпираниятранзистора 1,затем - разряжатьсяна резистор 60, вызывая отпираниетиристора 26 и включение симистора 46, Включится исполнительный55электродвигатель 48, обеспечивающийувеличение подачи тепла к объектурегулирования, При помощи коммутирующих конденсаторов 32 и 33 и резисто 81 6ра 35 тиристор 27 закрывается. Приэтом периодически отпираясь транзистор 12 будет осуществлять черезчетвертый разделительный диод 43,соединяющий эмиттеры транзисторов 12и 9, разряд конденсатора 14, блокируя отпирание транзистора 9. Одновременно через третий разделительный диод 42 при срабатывании тиристора 26 конденсатор 18 поддерживается в разряженном состоянии. Начинается разряд конденсатора 16 нарезистор 15, после чего отпираетсятранзистор 10, пропускающий черезсебя зарядный импульс конденсатора 16. Отпирается тиристор 17 иотключается тиристор 26. Осуществляется периодическое включение исполнительного электродвигателя до техпор, пока температура объекта регулиров ания не достигнет заданного значения,Если исполнительный орган при вращении электродвигателя 48 в сторонууменьшения поступления теплоносителя к объекту регулирования достигнеткрайнего положения и переключатся переключатели 50, импульсы с резистора 60,поступая на вход тиристора 37сигнализатора 36. Тиристор 37отпирается, открывая симистор 39.При этом включается исполнительный.аппарат (на чертеже не показан),подсоединяемый к клемме 51. Исполнительный аппарат включает аварийную сигнализацию или какую-либо охладительную систему, например вентилятор.Когда открывается тиристор 37, отпирается пятый разделительный диод 44, и конденсатор 16 поддерживается в заряженном состоянии. Поэтому транзистор 19 не отпирается. Отключение тиристора 37 осуществляетсялишь только при срабатывании тиристора 26, т.е. снижении температурыобъекта регулирования на величинузоны нечувствительности регулятора,после чего начинается периодическоевключение исполнительного электродвигателя 48, увеличивающего подачу теплоносителя к объекту регулирования, и работа регулятора повторяется.Для повышения чувствительностии точности работы регулятора, а также расширения диапазонов регулирования периода и длительности импульсов включения электродвигателя беэ.1, И мпул ьсный регулятор, с одержащий датчик, источник постоянного напряжения, первый, второй и третий пороговые элементы, входЫ которых 45 922 бувеличения емкости конденсаторов ВС-цепей в регулятор введен генератор импульсов 2 1 на однопереходном транзисторе 22 с ВС-цепью 23 и 24 в цепи эмиттера. Импульсы, генерируе мые последним с частотой, значительно превышающей частоту переключений тиристоров триггера, подаются в цепи без транзисторов 9- 12, что позволяет резко уменьщить ток утечки тран зисторов в зоне напряжения их переключения и тем самым стабилизировать пороги срабатывания транзисторов - при увеличении постоянной времен ВС-цепей, установленных. на входах 15 пороговых элементов.Предлагаемый импульсный регулятор обладает высокой точностью и стабильностью работы. Бго схема проста и бесконтактна, что делает ее высоко надежной в работе. Устройство характеризуется высокой чувствительность 6: его входное сопротивление может достигать сотен килоом. Импульсный режим работы регулятора обеспечивает устойчивое регулирование даже при значительной инерционности объекта регулирования. Изменение длительности импульсов в широких пределах, обеспечиваемое регулятором, позволя- з, ет применять исполнительные электродвигатели с редукторами, имеющими различное передаточное отношение. Регулятор может найти применение в. сочетании с различными датчиками35 сопротивления, например фоторезисто- рами, гигристорами, датчиками давления, напряжения и т.п., в этом случае устройство обеспечит регули" рование освещенности, влажности, давления, напряжения и других величин. 81 8соединены со средними точками соответственно первой, второй и третьейВС -цепей, а .выходы с соответствующими входами трехфазного триггера натиристорах, выходы .которого связаныс входами соответствующих симисторов и через разделительные диодыс входами соответствующих пороговыхэлементов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности регулятора, в него введенычетвертый пороговый элемент, разделительный диод и ВС-цепь, средняя точка которой соединена с входом четвертого порогового элемента и черезчетвертый разделительный диод -. свходом первого порогового элемента,причем третья и четвертая ВС-цепивключены параллельно датчику, первая ВС-цепь -"параллельно источникупитания, а выводы второй ВС-цеписоединены с положительным полюсомисточникапостоянного напряжения.2. Регулятор по и. 1, о т л ич а ю щи й с я тем, что,с цельюповыщения чувствительности, он содержит генератор импульсов, а пороговыеэлементы выполнены на однрпереходныхтранзисторах, базы которых подключены к выходу генератора импульсов,3, Регулятор по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расщирения области применения, в регулятор введены конденсатор, пятыйразделительный диод, переключательи сигнализатор, вход которого подключен к выходу первого элемента че.рез переключатель, а выход через пятый разделительный диод - к входувторого порогового элемента и черезконденсатор - к выходу трехфазноготриггера на тиристорах,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Недолужко И.Г. и др. Однопереходные транзисторы. И., "Энергия",1974 с 932; Авторское свидетельство СССР1 т 55 б 414, кл. 6 05 В 11/16, 04.0275922681НИИПИ . Заказ 2578/61 ираж 908 Подписное ал ППП "Патент",город, ул,Проектная,