Устройство для регулирования температуры Советский патент 1978 года по МПК G05D23/24 

I

Изобретегп е относится к устройствам для поддержания и регулирования температуры и может быть использовано в областн автоматики и измерительной техники.

Известно устройство, в котором для поддержа н-ия и регулирования температуры используется характеристика тиристора, определяющая прохождение тока через него при увеличении или уменьшении сопротивления датчика температуры 1.

Однако это устройство не может с достаточ.но высокой степенью точности поддерживать температуру в объеме печи.

11з известных устройств наиболее близким по тех нической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, включенный в илечо одноемкостного / С-моста, одна диагональ которого подключена к параллельно включенным управляющему тнристору и выходу выпрямителя, подключенного через нагреватель к источнику питания, и блок управления, выполпенный в виде релаксационного генератора на лавинном транзисторе 2.

Ряд недостатков ограничивает применение этого устройства. Частота питания в нем не синхронизирована с частотой релаксатора, поэтому в цепи нагрузки возмолшо ноявление постоянной составлягоп,ей, которая возникает

13-за в|)еменного сдвига ирп включении иоложптельпой и отрпцательной полуволн питающего нанряжения. Наихудщим является случай, когда этот сдвиг равен периоду появлеПИЯ импульсов релаксатора. В результате, в цепи возникает постоянная составляющая нанряжения, что опасно, например, при включении нагревательного элемента через согласуюп ий трансформатор. Кроме того, релаксатор работает все время, нока течет ток через нагревательный элемент, что приводит ; утяжелению режима работы лавинного транзистора, так как частота его переключенпя не менее 1 кГц. В известном устройстве иснользуется пропорциональное регулирование, характеризующееся большим перерегулированием и меньшей точностью поддержан1 я температуры в печи. В предлагаемом регуляторе температуры используетея пропорциональное

регулпрование, ири котором система управления тиристором на лавинном транзисторе следит за изменением угла включения тириетора.

Целью изобретения является повышение

точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит диоды, причем последовательно соединенные первый диод и переход эмиттер-база лавинного трапзистора подключены к другой диагонали

RC-моста, а эмиттер лавинного транзистора через второй диод, включенный в противоположном первому направлении, соединен с катодом уиравляюш,его тиристора.

На чертеже показано предлагаемое устройство, содержащее лавинный транзистор 1, зарядный резистор 2, накопительный конденсатор 3, импульсный трансформатор 4 с первичной 5 и вторичной 6 обмотками. Одноемкостный RC-MOCT содержит резисторы 7 и 8, датчик температуры 9 и конденсатор 10.

Диод 11 защищает термочувствительный элемент от выделения на нем дополнительной мощности, приводящей к его дополнительному подогреву и, в конечном итоге, к уменьшению точности поддержания температуры. Параметрический стабилизатор напряжения включает в себя П-образный С-фильтр с элементами 12, 13, 14, стабилитрон 15 и диод 16. Управляющий тиристор 17 включен на выход выпрямителя 18. В цепь управляющего электрода тиристора включены защитный диод 19 и ограничивающий резистор 20. Нагреватель 21 последовательно с выпрямителями подключен к источнику питания 22. Диод 23 обеспечивает синхронизацию схемы управления тиристором с частотой сети.

Рассмотрим его работу с момеита (о 0. В этом случае конденсатор 10 разряжен. Напряжение на нем равно падению напряжения на эмиттерио.м переходе лавиниого транзистора, диоде 23 и открытом тиристоре 17. Напряжение на резисторе 2, включенном в цепь коллектора, равно напряжению пробоя стабилитрона 15. Лавинный транзистор 1 насыщен, так как его эмяттерный переход открыт. В момент (0 0 тиристор 17 закрывается, одновременно с ним закрываются диод 23 и эмиттерный переход транзистора 1. После этого начинается заряд конденсатора 10 через резистор 7 от параметрического стабилизатора напряжения, выполненного на элементах; диоде 16, резисторе 14, конденсаторах 12 и 13 и стабилитроне 15. Заряд конденсатора 10 ограничивается порогом срабатывания лавинного транзистора 1. Это напряжение определяется напряжением пробоя стабилитрона 15, сопротивлениями датчика температуры 9 и сопротивлением резистора 8 и равно

/,

f/co

ср

Р- Ki f

В момент равенства напряжения на конденсаторе 10 и с., и /ср лавинный транзистор включается, ранее заряженный конденсатор 3 до напряжения, равного приблизительно напряжению пробоя коллекторного перехода при обрыве эмиттера, разряжается через первичную обмотку. 5 импульсного трансформатора 4, формируя импульс во ВТОр1 ЧПОК

обмотке 6 и цепи управляющего электрода тиристора 17. Под его действием тиристор включается. Через нагреватель 21 потечет

ток. С изменением температуры в объеме печи меняется сопротивление датчика 9, а следовательно, изменится напряжение срабатывания схемы. С ростом температуры сопротивление падает, а U, возрастает, что приводит к увеличению угла включения тпристора. Этот угол возрастает до тех пор, пока не достигнет состояния равновесия, при котором мощпост1з, выделяемая в объеме печи, не будет равна мощности, излучаемой ею в окружающую среду.

Предложенное устройство обладает высокой точностью, кроме того, цепи сравнения и формирования разрядного импульса для запуска тиристора разделены. Это обстоительство позволяет объединить в одной схеме высокую чувствительность лавинного 1рапзистора по цепи базы и возможность формирования в коллекторной цепи импульсов. Кроме того, благодаря диоду 23 после включения тиристора 17 лавинный транзистор входит в насыщение. На нем рассеивается небольшая мощность.

Использование RC-моста на элементах 7, 10, 9 и 8 обеспечивает стабильный норог срабатывания лавинного транзистора.

Фор м у л а и 3 о б р е т е и м я

Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, включенный в плечо одноемкостного RC-моста, одна диагональ которого подключена к параллельно включенным управляющему тиристору и выходу выпрямителя, подключенного через

нагреватель к источнику питания, и блок управления, выполненный в виде релаксационного генератора на лавинном транзисторе, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит диоды,

причем последовательно соединенные первый диод и переход эмиттер-база лавинного транзистора подключены к другой диагонали RC-моста, а эмиттер лавинного транзистора через второй диод, включенный в противоположном первому направлении, соединен с катодом управляющего тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3571365, кл. Н 05 В 1/02, 1971.

2. Авторское свидетельство № 467335, кл. G 05D 23/19, 1974.

Регуллпор .iTjeMfpafTjypiri