МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ Советский патент 1966 года по МПК G05D23/24 F22G5/00 

Известным многоканальным системам автоматического регулирования параметров различной физической природы, в которых используются коммутирующие приборы (обегающие устройства), присущи общие недостатки систем регулирования с дискретным характером воздействия.

Предлагаемый регулятор температуры отличается тем, что, с целью согласования оптимальной мощности, отдаваемой на нагрузку, с величиной уставки задания, задающее устройство выполнено в виде трансформатора с плавно регулируемым с помощью движка во вторичной обмотке положением средней точки, подключенной к общей земляной шине, и положение движка трансформатора задающего устройства через редуктор жестко связано с положением движка силового трансформатора.

На фиг. 1 изобрал ена блок-схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2 - его принципиальная схема.

AI, AZ, А, А .... Л„ -объекты, параметр которых подлежит автоматическому регулированию; 5i, 62, BS, Bi ... В - канальные регуляторы; С - блок контроля и сигнализации состояния регулируемого параметра; Д- блок питания и объединенный с ним задатчик величины регулируемого параметра; -

источник питания (например, сеть переменного тока промышленной частоты).

Работа схемы заключается в следующем.

Состояние измерительного звена первого (а также и любого другого) канала регулирования определяется отнощением напряжений UilUz задатчика, величиной сопротивления и положением подвижного контакта потенциометра Ri (индивидуального задатчика-корректора канального регулятора), величиной сопротивления RZ и величиной электрического сопротивления датчика R-, зависящей от состояния регулируемого параметра.

Мост буде сбалансирован при условии

R,(R,-R,) .(1)

и

При этом величина переменного напряжения, приложенного ко входу регулирзющего звена (транзистора TI), будет равна нулю. Проводимость коллекторной цени транзистора Го обусловлена только неуправляемыми обратными токами коллекторов транзисторов TI и TZ и имеет небольщое значение (сравнительно с проводимостью транзистора Т-2 в режиме насыщения). При условиях R (1 + 2) на вход регулирующего звена подано переменное напряжение разбаланса моста, усиленнее усилителем. Величина этого напряжения пропорциональна абсолютной величине неравенств (2) или (3), а фаза зависит от знака этих неравенств. При совпадении фаз этого напряжения и напряжения t/g выходная проводимость транзистора TZ будет больше, а при разности фаз, равной 180° - меньше, чем при условии (1). Предельными случаями изложенного будет полностью открытое (режим насыщения) или полностью закрытое (режим нулевой проводимости) состояние транзистора Т, наступающее при достаточно больших амплитудах приложенного ко входу регулирующего звена переменного напряжения, пропорциональных абсолютной величине неравенств (2) и (3) и коэффициенту усиления усилителя. Общий ток, протекающий через электрическое сопротивление R исполнительного механизма, обусловлен проводимостью диода Д при положительных полупериодах напряжения f/3 на его аноде относительно катода и проводимостью коллекторной цепи транзистора Га при отрицательных полупериодах этого напряжения. Очевидно, что при закрытом транзисторе Т через протекает однополупериодный выпрямительный ток, среднее значение /i которого зависит от эффективного значения напряжения t/3 и величины сопротивления R (внутренним сопротивлением диода Д и обмотки W-i трансформатора Тр можно пренебречь ввиду их малого значения сравнительно с /2- и, В режиме насыщения транзистора Т через протекает ток, повторяющий по форме синусоидальное напряжение И. Эффективное значение /2 этого тока зависит от тех же величин f/3 и 4 и равно J и, -(внутренним сопротивлениям транзистора TZ в режиме насыщения также можно пренебречь вследствие его малого значения сравнительно с R). Мощность электрического тока, подводимая к исполнительному механизму регулируемого объекта, в двух названных предельных случаях имеет значения соответственно р,/2р, 4 И может изменяться в этих пределах в непрерывной функции от изменения величины регулируемого параметра. разом, путем подбора необходимого соотношения между фазами напряжений t/i, L/2 и Ls, определяющего отрицательный характер обратной связи в каналах регулирования, при оптимальном значении напряжения V, и достаточном коэффициенте усиления усилителей, можно обеспечить следящее автоматическое регулирование, индивидуальное для каждого канала. Оптимальным следует считать такое значение напряжения t/з, при котором условию отсутствия рассогласования между фактической величиной регулируемого параметра и заданной соответствует оптимальное значение подводимой к исполнительному механизму регулируемого объекта электрической мощности лежащее внутри области, ограниченной предельными значениями Р н P-z, а изменению этой мощности от РОПШ ЛО Рц И ОТ ДО /о соответствуют симметричные рассогласования регулируемого параметра. Для сохранения оптимальных значений напряжения из во всем диапазоне значений заданной величины регулируемого параметра одновременно с изменением отношения -, определяющего заданную величину параметра, производится изменение нанряжения t/a путем синхронного перемещения подвижных контактов обмотки W2 трансформатора Гд-а и Ws трансформатора Тр при помощи общей ручки установки задания. Блок контроля и сигнализации В работает следующим образом. На аноде диода Да выделяется пульсирующее напряжение, форма, частота и фаза которого соотвегственно совпадают с формой, частотой и фазой пульсирующих напряжений, выделяющихся на коллекторах транзисторов TS, работающих канальных регуляторов относительно общей шины, соединенной с эмиттерами этих транзисторов. Амнлитудное значение пульсирующего напряжения на подвижном контакте потенциометра R относительно общей шины зависит от соотношения величины сопротивлений R и потенциометра , а также от положения подвижного контакта потенциометра R. Амплитудное значение пульсирующего напряжения в точке соединения сопротивления RT, конденсатора С и потенциометра Rs относительно общей шины зависит от состояния регулируемого параметра в том из каналов регулирования, к которому в данном пололсеНИИ переключателя Я подключен блок В. При соответствии параметра заданной величине это напряжение будет иметь вполне определенное амплитудное значение, , которое практически одинаково для всех каналов регулирования. Конденсатор С заряжается до величины разности амплитудных значений названных напряжений, нричем величина напряжения на конденсаторе С определяется абсолютной величиной этой разности, а поконденсатора С подается на вход устройства Е измерения и сигнализации через потенциометр 4- Когда напряжение достигнет величины, определяемой порогом срабатывания устройства Е и положением подвижного контакта потенциометра Rs, включится сигнал (сигпальная лампочка, звонок и т. п.), что укажет на недопустимое отклонение от задания регулируемого параметра в том из каналов регулирования, который определяется положением переключателя Я в момент включения сигнала.

Сопротивления б и К должны быть меньше сопротивлений R и RSПостоянные времени цепей заряда и разряда конденсатора С должны быть больше длительности периода переменного напряжения i/s, но меньше минимального времени нахождения переключателя П па каждом из своих положений.

Предмет изобретения

Многоканальный регулятор температуры, содержаший по числу каналов ряд автономных регуляторов, омических датчиков температуры и исполнительных устройств в виде нагреваемых сопротивлений, устройство многоточечного обегающего регистрирующего и показывающего контроля и регулируемого

источника мощности на силовом трансформаторе, в котором по виткам первичной обмотки перемещается движок, отличающийся тем, что, с целью обеспечения согласования оптимальной мощности, отдаваемой на нагрузку,

с величиной уставки задания, задающее устройство выполнено в виде трансформатора с плавно регулируемым с помощью движка во вторичной обмотке положением средней точки, подключенной к общей земляной шине, и

положение движка трансформатора задающего устройства через редуктор жестко связано с положением движка силового трансформатора.