Регулятор температуры Советский патент 1977 года по МПК G05D23/24 

На чертеже изображена схема предлагаемого регулятора температуры.

Регулятор содержит термистор 1 и задатчик 2 уставки контролируемой температуры, находящиеся в измерительной цепи, представляющей собой делитель напряжения. Транзисторный усилитель состоит из двух п-р-птранзисторов 3 и 4, эмиттеры которых подключены к нелинейному элементу 5 (полупроводниковому диоду). База транзистора 3 подключена к делителю напряжения 6. Источник питания состоит из стабилитрона 7, резисторов 8-10, конденсатора И и полупроводникового диода 12.

В цепи электронагревателя 13 встречно-параллельно включены тиристоры 14 и 15, управляющие электроды которых подключены к выходам блока формирования пульсирующего напряжения, содержащего конденсаторы Г6 и 17, резисторы 18-20 и диоды 21, 22.

Регулятор работает следующим образом.

Сопротивление задатчика 2 должно быть таким, чтобы потенциал базы транзистора 3 был достаточен для его открывания. При этом транзистор 4 заперт, цепь запуска тиристора 14 не закорочена. Стабилитрон 7 на делителе напряжения стабилизирует напряжение питания.

В начале положительного полупериода сетевого напряжения конденсатор 16 заряжается через балластный резистор 18 и переход управляющий электрод - катод тиристора 14. При этом зарядным током тиристор запускается. Одновременно с запуском тиристора через диод 22 и резистор 20 заряжается конденсатор 17. В конце положительного полупериода тиристор 14 отключается.

В начале последующего отрицательного полупериода током разряда конденсатора 17 через резистор 19 и переход управляющий электрод - катод запускается тиристор 15. При этом диод 22 исключает разряд конденсатора 17 через питающую сеть. Резисторы 19 и 20 предназначены для ограничения токов заряда и разряда конденсатора 17. Конденсатор 16 в отрицательном полупериоде разряжается через диод 21.

Тиристор 14 находится во включенном состоянии в положительные полупериоды сетевого напряжения, а тиристор 15 - в отрицательные полупериоды. При этом электрическая энергия в электронагревателе 13 преобразуется в тепловую, которая повышает температуру объекта нагрева и связанного с ним термистора 1. Сопротивление термистора уменьшается. Уменьшается также потенциал базы транзистора 3,

который закрывается, а транзистор 4 открывается.

Процесс переключения транзисторов происходит скачком за счет положительной обратной связи через нелинейный элемент 5 с низким динамическим сопротивлением, что позволяет уменьшить на порядок зону нечувствительности и получить релейную характеристику работы транзисторного усилителя, исключающую причину фазового управления запуском тиристора, и повысить точность работы регулятора температуры. Открытый транзистор 4 шунтирует цепь управляющего электрода тиристора 14, и последний не включается. При этом понижается температура объекта нагрева и связанного с ним термистора 1. Сопротивление термистора увеличивается, и возрастает потенциал базы транзистора 3, который открывается. Транзистор 4 закрывается, и запускается тиристор 14. Цикл запуска тиристора повторяется, и регулятор поддерживает заданную температуру.

При использовании регулятора температуры технико-экономический эффект достигается за счет сокращения расхода электроэнергии в результате повышения точности поддержания заданного уровня стабилизируемой температуры.

Формула изобретения

Регулятор температуры, содержащий делитель напрял ения, соединенный с транзисторным усилителем, нелинейный элемент, тиристоры, включенные встречно-параллельно, управляющие электроды которых подключены к выходам блока формирования пульсирующего напряжения, и источник питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы регулятора, в нем эмиттеры транзисторов усилителя подключены через нелинейный элемент к источнику питания, а коллектор выходного транзистора усилителя подключен к выходу блока формирования пульсирующего напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1.Авторское свидетельство СССР № 254233, Кл. G 05D 23/24, от 1969 г.

2.Литвак В. И. «Автоматическая аварийная защита в системах управления, изд. Энергия, Москва, 1973 г., стр. 75, рис. 38 схема (а, б, в, г, д).

3.«Тиристорный регулятор температуры с управлением по полупериоду питающего напряжения. Экспресс-информация, «Приборы и элементы автоматики, № 13, Москва, ВИНИТИ, 1972, стр. 35-39 (прототип).