Устройство для регулирования температуры Советский патент 1989 года по МПК G05D23/19 

сл

сд

о

о о

ны соответстиенно к первому и второму компаратора 3, источник постоянного напряжения , подключенный к выводам питания компаратора, первый 5 и второй 6 тиристорные ключевые элементы и источник переменного напряжения 7. Устройство дополнительно содержит диодный выпрямительный мост 8, элемент ШШ 9, транзисторный ключевой элемент 10 и дополнительный тнристорный ключевой элемент 11. 1 ил о

Изобретение касается автоматического регулирования. Цель изобретения - повышение КПД устройства. Для этого устройство содержит измерительно-нагревательный делитель напряжения 1 и задающий делитель напряжения 2, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам компаратора 3, источник постоянного напряжения 4, подключенный к выводам питания компаратора, первый 5 и второй 6 тиристорные ключевые элементы и источник переменного напряжения 7. Устройство дополнительно содержит диодный выпрямительный мост 8, элемент ИЛИ 9, транзисторный ключевой элемент 10 и дополнительный тиристорный ключевой элемент 11. 1 ил.

Изобретение относится к автоматическому регулированию неэлектрических величин, в частности температуры, с использованием электрических средств и может быть использовано в высокотемпературных, системах тер- мостатирования различных объектов регулирования,

Цель изобретения - повьшение КПД устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство для .регулирования температуры содержит измерительно-нагревательный делитель 1 напряжения, задающий делитель 2 напряжения, компаратор 3, источник 4 постоянного напряжения, первый тиристорный ключевой элемент 5, второй тиристорный ключевой элемент 6 и источник 7 переменного напряжения. В устройстве для регулирования температуры выходы измерительно-нагревательного р.е лителя 1 и задающего делителя 2 подключены соответственно к первому и второму входам компаратора 3, источник 4 постоянного напряжения подключен к выводам питания компаратора 3. Устройство дополнительно содержит диодньй выпрямительный мост 8, элемент ИЛИ 9, транзисторйый ключевой элемент 10 и дополнительньш тиристорный ключевой элемент 11.

Измгрительно-нагрева Гельный делитель напряжения содержит электронагревательный элемент 12 и последовательно вкл-юченный резистор 13.

Задающий делитель 2 содержит резн тор 14 и последовательно В1спюченный резистор 15.

Компаратор 3 выполнен на операционном усилителе б, инвертирующий вход которого (первый вход компаратора) соединен с резистором 13 i(выходо измерительно-нагревательного делите - ля 1 напряжения), а неинвертирующий с резистором 15 (выходом задающего

5

0

5

0

5

0

5

0

5

делителя 2 напряжения). Выход операционного усилителя 16 через резистор 17 подключен к катоду диода 18 и аноду диода 19. Анод диода 18 подключен к резистору 20 и базе транзистора 21 эмиттер.которого соединен с другим концом резистора 20 и подключен к источнику 4 постоянного напряжения. Коллектор транзистора 21 через резистор 22 (неинвертирующий выход компаратора 3) подключен к управляющему входу первого тиристорного ключевого элемента 5 и управляющему входу второго тиристорного ключевого элемента 6. Катод диода 19 подключен к резистору 23 и базе транзистора 24, эмиттер которого соединен с другим концом резистора 23 и подключен к эмиттеру транзистора 21. Коллектор, транзистора 24 через резистор . 25 подключен к резистору 26 и базе транзистора 27, эмиттер которого соединен с другим концом резистора 26 и подключен к источнику 4 постоянного напряжения. Коллектор транзистора 27 через резистор 28 (инвертирующий выход компаратора 3) подключен к управляющему входу дополнительного тиристорного ключевого элемента 11.

Источник 4 постоянного напряжения выполнен на последовательно включенных стабилитронах 29, 30 (выходы источника 4 постоянного напряжения). Катод стабилитрона 29 соединен с резистором 31, подключенным к первому выводу выходной диагонали диодного вьтрямительного моста 8, анод стабилитрона 30 через резистор 32 подключен к первому входу элемента ИЛИ.

Первый тиристорный ключевой элемент 5 выполнен на тиристоре 33, уп- равляющий электрод которого соединен с резистором 34 и катодом диода 35, анод, которого (управляющий вход первого тиристорного ключевого элемента 5) подключен к неинвертирующему выходу компаратора 3. Катод тиристора 33 соединен с другим концом резистора 34 и подключен к первому выходу источника 7 переменного напряжения.

Второй тиристорный ключевой элемент 6 выполнен на тиристоре 36, управляющий электрод которого соединен с резистором 37 и катодом диода 38, анод которого (управляющий вход второго тиристорного ключевого элемента 6) подключен к неинвертирующему выходу компаратора 3, Катод тиристора 36 соединен с другим концом резистора 37 и подключен к вчорому выходу источника 7 переменного напряжения.

Диодный выпрямительный мост 8 выполнен на диодах 39-42 , Катод диода 41 и анод диода 39 подключены к первому выходу источника 7 переменного напряжения. Катод диода 42 и анод диода 40 подключены к второму выходу источника 7 переменного напряжения.

Элемент ИЛИ 9 вьтолнен на диодах 43-45. Анод диода 43 (второй вход элемента ИЛИ) соединен с резистором 13 измерительно-нагревательного делителя 1. Анод диода 44 (третий вход элемента ИЛИ) соединен с резистором 15 задающего делителя 2. Катоды диодов 43-45 (выход элемента ИЛИ) под- кл10чены к выходу транзисторного, ключевого элемента 10,

Транзисторный ключевой элемент 10 выполнен на транзисторе 46, коллектор которого подключен к выходу элемента ИЛИ 9, а эмиттер соединен с резистором 47 и подключен к второму выходу выходной диагонали диодного измерительного моста 8. База транзистора 46 соединена с другим концом резистора 47 (управляющим входом транзисторного ключевого элемента 10) и подключена к выходу дополнительного тиристорного ключевого элемента 11.

Дополнительный тиристорный ключевой элемент 11 выполнен на тиристоре 48, анод которого (выход дополнительного тиристорного ключевого элемента 11) подключен к управляющему входу транзисторного ключевого элемента 10 и - через резистор 49 - к первому . выводу выходной диагонали диодного выпрямительного моста 8, Управляющий электрод тиристора 48 подключен к резистору 50 и конденсатору 51

5

0

5

0

5

0

5

0

5

(упран.чяющему иходу дополни тиристорного ключеког о элемента 11), а катод тиристора 48 сосдипон с другим концом резистора 50 и конденсатора 51 и подключен к второму кьгооду выходной диагонали диодного выпрямительного моста 8,

Устройство для регулирования температуры работает следующим oбpaзo i.

В начале положительной полуволны источника 7 переменного напряжения тиристор 48 закрыт, а транзистор 46 открыт. Измерительно-нагревательный и задающий делители няпряжения подключены к входам компаратора, а источник постоянного напряжения формирует напряжение питания компаратора. Если температура электронагревательного элемента ниже требуемой, то открываются транзистор 21 и тиристор 36, Через диод 39 и тиристор 36 протекает ток нагрева электронагревательного элемента 12о Как только откроется тиристор 36, потенциал инвертирующего входа ог(ерационного усилителя 16 уменьшится, транзистор 21 закроется. Откроется транзистор 27 компаратора, формируя ток спрямления тиристора 48 а Транзистор 46 закроется и отключит задающий делитель 2 напряжения, компаратор 3 и источник А постоянного напряжения на оставшуюся часть положительной полуволны напряжения сетио При этом нагреватель будет подключен к источнику переменного напряжения в течение всей длительности положительной полуволны напряжения сети. Если температура электронагревательного элемента 12 выше .требуемой, то транзистор 27 откроется в начале положительной полуволны источника переменного напряжения и отключит делитель 2 напряжения, компаратор 3 и источник 4 постоянного напряжения на оставшуюся часть положительной полуволны напряжения сети;,

В начале отрицательной полуволны источника 7 переменного напряжения при температуре электронагревательного элемента ниже требуемой откроются транзистор 21 и тиристор 33. Ток электронагревательного элемента потечет через диод 40 и тиристор 33. Напряжение на инвертирующем входе компаратора -3 уменьшится, транзистор 46 закроется и отключит задающий дёлитель 2 напряжения, компаратор 3 и источник 4 постоянного напряжения на оставшуюся часть отрицательной полуволны источника 7 переменного напряжения. При температуре электронагревательного элемента 12 ниже требуемой транзистор 46 закроется, как только компаратор сформирует ток спрямления тиристора 48„ Задающий делитель 2 напряжения, компаратор 3 и источник 4 постоянного напряжения будут подключены лишь в начале отрицательной полуволны источника переменного напряжения.

Таким образом, в устройстве при отслеживании требуемой температуры электронагревательного элемента потребление мощности задающим делителем, компаратором и источником постоянного напряжения происходит только в начале положительной и отрицательной полуволн источника переменного напряжения.

Формула изобретения Устройство для регулирования температуры, содержащее измерительно- нагревательный делитель напряжения и задающий делитель напряжения, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам компаратора, источник постоянного напряжения, подключенный к выводам

л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД устройства, оно содержит диодный выпрямительный мост, элемент ИЛИ, транзисторный ключевой элемент и дополнительный тиристорный ключевой элемент, при этом входная диагональ диодного выпрямительного моста подключена к выходу источника

IQ переменного напряжения, первый вывод выходной диагонали диодного выпрямительного моста через измерительно- нагревательный делитель напряжения, задающий делитель напряжения, и че- .

15 рез источник постоянного напряжения соединен с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого через транзисторный ключевой элемент подключен к второму выводу выходной диа20 гонали диодного выпрямительного моста, управляющий вход транзисторного ключевого элемента соединен с выходом дополнительного тиристорного ключевого зпемента, подключенного меж,цу

25 первым и вторым выводами выходной диагонали диодного вьшремительного моста, управляющий вход дополнительного тиристорного ключевого элемента соединен с инвертирующим выходом ком30 паратора, неинвертирующий выход которого подключен к управляющим входам первого и второго тиристорных ключевых, элементов, аноды которых соединены с первым входом компаратора, а капитаиия компаратора, первый и второй ,- тоды подключены к соответствующим вы- тиристорные ключевые элементы и ис- ходам источника переменного напря- Iточник переменного напряжения, о т - жения.

л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД устройства, оно содержит диодный выпрямительный мост, элемент ИЛИ, транзисторный ключевой элемент и дополнительный тиристорный ключевой элемент, при этом входная диагональ диодного выпрямительного моста подключена к выходу источника

Q переменного напряжения, первый вывод выходной диагонали диодного выпрямительного моста через измерительно- нагревательный делитель напряжения, задающий делитель напряжения, и че- .

5 рез источник постоянного напряжения соединен с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого через транзисторный ключевой элемент подключен к второму выводу выходной диа0 гонали диодного выпрямительного моста, управляющий вход транзисторного ключевого элемента соединен с выходом дополнительного тиристорного ключевого зпемента, подключенного меж,цу

5 первым и вторым выводами выходной диагонали диодного вьшремительного моста, управляющий вход дополнительного тиристорного ключевого элемента соединен с инвертирующим выходом ком0 паратора, неинвертирующий выход которого подключен к управляющим входам первого и второго тиристорных ключевых, элементов, аноды которых соединены с первым входом компаратора, а ка