Терморегулятор для электропечи Советский патент 1985 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к регуляторам тепловых процессов в электропечах и может быть использовано при термической обработке газоразрядных приборов, их деталей и узлов по заданной программе.

Цель изобретения - повьшение равномерности распределения температуры в объеме печи. При этом повышается точность поддержания градиента, если она задается внешними устройствами, а также достигается точная повторяемость технологического цикла при изменении внешних и внутренних факторов.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого терморегулятора на фиг. 2 - графики изменения напряжения на выходе блоков тирргсторов (точки а, в., с) .

Терморегулятор содержит основной 1 и допол.нятельный 2 датчики температуры, установленные в зоне первого и второго нагревателей соответственно, программньй задатчик температуры 3, первьй 4 и второй 5 блоки сравнения, нуль-орган 6, пере ключатель 7, регулирующий блок 8, блок памяти 9, блок ограничения мощности 10, блок число-импульсного управления тиристорами 11, инвертор 12, пер.вый 13 и второй 14 блоки тиристоров, первый 15 и второй 16 нагреватели. Блок ограничения мощности может быть выполнен, например в виде блока фазного управления тиристоров 17, соединенного с управляюгцим входом дополнительного 18 блока тиристоров.

Терморегулятор работает следующим образом.

При включении программы на первый блок сравнения 4 подается сигнал с программного задатчика 3. В это время сигнал с основного датчика 1 равен нулю, и блок сравнения 4 выдает сигнал положительной полярности на нуль-орган 6, который переключает переключатель 7 в положение 11 (фиг. 1), например, включает электр магнитное реле. В результате этого вход регулирующего блока 8 подключа(ется.к выходу второго блока сравнения 5 и на него подается сигнал рассогласования основного 1 и дополнительного 2 датчиков. Этот сигнал вырабатывается вторым блоком сравнения 5. С вькода ре1улирующего блока 8 в этом случае управляюищй сигнал подается через блок памяти 9 на блок число-импульсного управления тиристорами 11, который управляет первым 13 и через инвертор 12 вторым 14 блоками тиристоров, распределяя таким образом подаваемую мощность между первым 15 и вторым 16 нагревателями в соответствии с нулевым градиентом температуры в двух зонах печи. Блок фазного управления тиристорами 17 блока ограничения мощности 10 при этом полностью открывает тиристоры дополнительного блока тиристоров 18 таким образом, что на нагреватели подаетс максимальная мощность питающей сети (см. графики на фиг. 2, до момента переключения переключателя 7 в положение 1).

При достижении температуры, измеряемой датчиком 1, значения, заданного задатчиком 3, сигнал с выхода блока сравнения 4 становится близким к нулю, вследствие чего нуль-орган 6 переключает переключатель 7 в положение 1 (например, выключает электромагнитное реле). В результате этого на вход регулирующего блока 8 подается сигнал рассогласования основного датчика 1 и программного задатчика 3, вырабатываемый блоком сравнения 4. С выхода регулирующего блока 8 управляющий сигнал подается на блок фазного управления тиристорами 17 блока ограничения мощности 10, который осуществляет ограничение общей мощности, подаваемой на нагреватели с помощью дополнительного блока тиристоров 18 (см. графики на фиг. 2,. после момента переключения переключателя 7 в положение I) таким образом, что температура в обеих зонах печи соответствует заданной программным задатчиком 3.

Распределение мощности по нагревателям при этом остается равным прежнему благодаря тому, что управляющий сигнал на входе блока числоимпульсного управления тиристорами 11 запоминается блоком памяти 9.

После отработки сигнала рассогласования между заданной и полученной температурой работа терморегулятора продолжается аналогично описанному ранее. 3 .Таким образом, регулятор работает в двух режимах попеременно: поддерживая температуру в печи равной заданной путем изменения суммарной мощности, подаваемой на нагреватели через блок ограничения мощности 10 (дополнительный блок тиристоров 18, управляемый блоком фазного управления тиристорами 17), или поддерживая равномерное распределение температуры по зонам путем распределения общей подаваемой мощности по нагревателям через первый 13 и второй 14 блоки тиристоров, управ ляемые блоком число-импульсного управления тиристорами 11 с инвертором 12. Режимы работы регулятора коммутируются переключателем 7, управляемым от нуль-органа 6. В предлагаемом терморегуляторе возможно другое вьтолнение блока ог 9 раничения мощности, например в виде магнитного усилителя. Возможно также использование вмес то блока число-импульсного управления блока фазного управления тиристорами, а вместо инвертора - схемы, обеспечивающей включение второго блока тиристоров в начале полуволны питающего напряжения и выключение его в момент включения первого блока тиристоров. В этом случае блок ограничения мощности может быть выполнен также в виде блока число-импульсного управления с дополнительным блоком тиристоров. При подаче на блок сравнения CHI- нала от внешнего задатчика терморегулятор позволяет получать заданный градиент температуры в печи с высокой точностью в процессе всего технологического цикла.

ТЕРМОРЕГУЛЯТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащий датчик температуры, установленный в зоне первого.нагревателя, программный задатчик, под-ключенный к ним входами блок сравнения, регулирующий блок, блок управления тиристорами и по крайней мере два нагревателя, соединенные последовательно соответственно с первым и вторым блоками тиристоров, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности распределения температуры в объеме печи, в терморегулятор введены дополнительный датчик температуры. установленный в зоне второго нагревателя, второй блок сравнения, входы которого подключены к обоим датчикам температуры, нуль-орган, входом подключенный к выходу первого блока сравнения, блок ограничения мощности, через который первый .и второй блоки тиристоров подключены к сети, блок памяти и переключатель, причем вход блока управления тиристорами, выполненного в виде блока число-импульсного управления, соединен с выходом блока памяти, а выход - с управляющим входом первого и через инвертор с управляющим входом второго блоков тиристоров, при этом вход регулирующего (Л С блока соединен с выходом первого и выходом второго блоков сравнения через первые контакты переключателя, выход регулирующего блока соединен с управляющим входом блока ограничения мощности и с блоком памяти через вторые контакты переел ключателя, а управляющий вход переО5 ключателя соединен с выходом нульО ГО органа. со

О

Фа 1.1

Момент переключения переключателя 7 ёлолож.

ai.2