Регулятор температуры Советский патент 1977 года по МПК G05D23/19 

(S4) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ

1

Изобретение относится к бесконтактным электрическим регуляторам температуры я может найти применение в промышленности, научных исследованиях и других областях при регулировании температуры в условиях интенсивных помех и повышенных требованиях к надежности и быстродействию.

Известны бесконтактные регуляторы температуры с широтноимпульсным изменением подводимой мощности . Характерным условием при их работе является наличие значительного уровня помех, обусловленного искажением формы синусоидального сигнала.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является регулятор температуры, содеркаший подключенные к входам блока сравнения датчик и задатчик программы, фop шрователь управляющих импульсов, выход которого соединен с исполнительным блоком, и блок синхронизации .

Однако этот регулятор недостаточно надежен. Это вызвано низкой конструктивной помехоустойчивостью из-за отсутствия в нем элементов эффективной фильтрации сигналов датчика. Применение же помехоподавляющих фильтров значительно снижает быстродействие

регулятора и, следовательно, сужает область его применения.

Целью изобретения является повышение надежности регулятора темпера-туры при высоком быстродействии в условиях интенсивных помех.

Достигается это тем, что регулятор содержит управляемые ключи, интегратор, компаратор, блок дифференпирования, блок задержки и сумматор, причем выходы блока сравнения и задатчика программы через управляем1 е ключи, KOTopije связаньл с выходами блока синхронизации, соединены с входом интегратора, выход- котбро го подключен к гад11Ому входу компаратора , другой вход которого подсоединен к выходу задатчика программы, а выход через последовательно включенные блоки дифференцирования и задержки, последний связан с блоком синхронизаии и сумматор, подключен к входу формирователя управляющих импульсов. На чертеле дана структурная схема

егулятора.

В состав регулятора входят датчик 1 и задатчик 2, подключенные к вхоам блока сравнения 3, ключи 5 и 6, правляем1ле от блока синхронизации 4,

нтегратор 7, компаратор 8, блок дифференцироваыии 9, блок зг1дерллки 10, 11, формирователь 12 управляющих импульсов и испол11ителы1ын блок 13, подключен 1Ы11 последовательно с нагрузкой (трансформатор и нагреватель) .

Регулятор работает следующим оеразом. Сигнал о температуре объекта, снимаемый датчиком 1, поступает иа один из входов блока сравнения 3, на второй вход которого подается си1нал задатчика 2 программы. В результате сравнения этих сигналов в блоке 3 вырабатывается сигнал рассогласования, которым подается через ключ 5 на вход интегратора 7 в течение времени, равного периоду напряжения питающей сети. При этом, напряжение помехи i-iacTOTOii сети и кратной ей, поступившее на вход интегратора вместе с сигналом датчика, интегрируется в течение периода напряжения питающей сети в интеграторе 7, и к KOiJuy периода становится равным О, а помехи других частот значительно ослабевают. Таким образом, на внходе интегратора к концу первого периода напряжения питающей сети формируется сигнал, пропорциональный напряжению датчика и не содеркаиий помех. В начале следующего полупериода происходит подключение на вход интегратора 7 через ключ б опорного напряжения с программного задатчика 2. Ключ 5 при этом размыкается, а на выходе интегратора 7 обеспечивается линеГшое изменение напряжения с заданной напряжением с задатчика 2 крутизной, которое поступает на один из входов компаратора 8 ila другой вход компаратора подключено )кение сравнения с программного задатчика 2.

В момент равенства сигналов интегратора 7 и напряжении срабатывании на выходе компаратора 8 появляется импульс, который через блок дифференцирования 9 и сумматор 11 поступает на формирователь 12 управляющих импульсов и исполнительный блок 13. Временное полокение этого импульса определяется разностным напряжением .с блока 3 при условии постоянства опорного напряжения и напряжения сравнения и может быть только в течение 3-го полупериода питающей сети, причем чем больше разностное напряжение, тем раньше (в течение полупериода) появляется импульс на выходе компаратора. В исполнительном блоке 13 этот импульс вызывает включение тиристора в определенный момент времени третьего полупериода, обеспечивая тем самым фазовое управление мощностью в нагревателе. Сдновременпо передним

фронтом выходного импульса компаратора 8 через блок дифференцирования 9 запускается блок задер) 10, которып задерживает выдачу импульсов компаратора 8 на формирователь 12 на 0,5 Т, IT, 1,5 Т (где Т - период напряжения питающей сети). Задержанные импульсы поступают через формировате 12 на исполнительный блок 13 и включают тиристоры в 4, Ь и 6-й полуперио/ ы питающей сети на время, когда происходит восстановление начальных условий интегратора 7 и заряд его новым напряжением датчика.

Благодаря высокой структурной помехоустойчивости, регулятор температуры обладает большой надежностью при эксплуатации в условиях интенсивных помех, а отсутствие в нем фильтрующих элементов обеспечивает его высокое быстродействие. Опытная эксплуатация регулятора на установках индукционного нагрева показала его высокие метрологические качества при скоростях нагрева до 200 С/сек и подавлением помехи с частотой питающей сети до 80 дб, что дало возможность исследовать материалы конструкций со скоростями, близкими к их реальным ре;::ймам эксплуатации.

Формула изобретения

Регулятор температуры, содержащий подключенные к входам блока сравнени датчик и задатчик программы, формирователь управляющих импульсов, выход которого соединен с исполнительньлм блоком, и блок синхронизации, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, он содержит управляемь.1е ключи, интегратор, компаратор, блок дифференцирования, блок задержки и сумматор, причем выходы блока сравнения и задатчика программна через управляемые КЛЮЧИ, которые связаны с вьлходами блока синхронизации, соединенгл с входом интегратора, выход которого подключен к одному входу компаратора, другой вход которого подсоединен к выходу задатчика программы, а вгдход через последовательно включенные блоки дифференцирования и задержки, который связан с блоком синхронизации и сумматор, подключен к входу формирователя управляющих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

200923, М.кл. Q 05 Г) 23/19, 1966

2,Авторское свидетельство

Ь« 238917, М.кл. С 05 D 23/19, 1968.

Ce/7Jt