Пропорциональный регулятор темпе-РАТуРы Советский патент 1981 года по МПК G05D23/19 

Выход трансформатора ,/ соединен с входом выпрямителя 5 и одним из входов коммутирующего элемента 2, выход которого соединен со входом исполнительного элемента 3 и входом масштабирующего блока 4, выход масштабирующего блока 4 подсоединен к первому входу элемента сравнения 7, второй вход которого соедннеи с выходом формирователя опорного напряжения 6, вход формирователя опорного напряжения 6 соединен с выходом выпрямителя 5.

Формирователь 8, модулятор 9, интегратор 10 и пороговый элемент // соединены последовательно, причем выход порогового элемента // соединен с управляющим входом коммзтирующего элемента 2, вход формирователя 8 соединен с выходом выпрямителя 5, выход элемента сравнения 7 подключен ко второму входу модзлятора 9.

На фнг. 2 приняты следующие обозначения:

/ф(|рм - напряжение на выходе формирователя 8;

и - напряжение на интеграторе 9; и 1пыр - напряжение формирователя 6;

ли - напряжение рассогласования, поступающее на вход интегратора; t/порог - сигнал на выходе порогового

элемента /У;

i iiarp - напряжение на нагрузке; Фь Ф2 - фазовые углы открывания коммутирующего элемента.

Пропорциональный регулятор температуры работает следующим образом.

С трансформатора 1 переменное наиряжение поступает на коммутирующий элемент 2 и далее на нагрузку (исполнительный эл1емент 3). Одновременно это напряжение поступает на выпрямитель 5. Выпрямленное напряжение через формирователь 6 поступает на один из входов элемента сравнения 7.

На второй вход элемента сравнененя 7 подается отфильтрованное постоянное напряжение с масштабирующего блока 4, пропорциональное напряжение на исполнительном элементе 3. Для обеспечения регулировки температуры исполнительного элемента 3 напряжение с коммутирующегй элемента 2 подается на элемент сравнения 7 через масштабирующий блок 4.

На выходе элемента сравнения 7 зырабатывается постоянное напряжение рассогласавания, пропорциональное отклонению выходного напряжения от заданного (опорного уровня).

Напряжение рассогласования поступает на первый вход модулятора 9, на второй вход которого подается трапецеидальное напряжение, получаемое с помощью формирователя 8 из выпрямленибго напряжения.

На выходе модулятора возникают трапецеидальные импульсы, амплитуда которых обратно пропорциональна регулируемой величине.

Эти импульсы ноступают на интегратор W, постоянная времени которого равна (прнблизительно) полупериоду напряжения питания устройства. Увеличение напряжения на интеграторе до определенного уровня приводит к срабатыванию порогового элемента //, вызывает открывание коммутирующего элемента 2, что происходит при переходе напряжения питания через нуль.

Устройство работает следующим образом.

При изменении (уменьшении) выходного напряжения на нагрузке, вызванного изменением нагрузки или нитающего напряжения, разностный сигнал поступает на модулятор 9, с выхода которого импульсы трапецеидальной формы иередаются на интегратор 10.

Напрян ;ение на интеграторе 10 изменяется по закону, близко.му к экспоненциальному.

Поскольку постоянная интегрирования т неизменная, а напряжение на выходе модулятора 9 изменится с f/и, ло U,,, а время интегрирования изменится с /i до t.

Соответственно изменится время срабатывания порогового элемента 11, что вызовет изменение (уменьшение) фазового угла открывания коммутирующего элемента 2.

При этом ключ будет открыт большую часть полупериода и, следовательно, выходное напрял ение (среднее) увеличится.

Аналогично происходит процесс при увеличении выходного напряжения.

Таким образом, предложенный регулятор позволяет повысить точность регулирования температуры за счет стабилизации Выходного напряжения, вызванной изменением нагрузки или питающего напряжения.

Формула изобретения

Пропорциональный регулятор температуры, содержащий последовательно соединенные трансформатор, коммутирующий элемент и исполнительный элемент, последовательно соединенные выпрямитель, входом связанный С выходом тра«сфор.матора, формиро-ватель опорного напряжения и элемент сравнения, ко второму входу которого подключен через масштабирующий блок вход исполнительного элемента, а также пороговый элемент, выход которого связан с управляющим входом коммутирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения

точности работы регулятора, он содержит последовательно соединенные формирователь трапецеидальных импульсов, входом связанный с выходом выпрямителя, амплитудный модулятор и интегратор, выход которого соединен со входом порогового элемента, причем ко второму входу модулятора подключен выход элемента сравнения.

Р1СТОЧИИКИ информации,

принятые во вв1нманне ярк экспертизе:

СССР

1.Авторское свидетельство № 226Э22, кл. G 05 D 23/24, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР № 491123, кл. G 05 D 23М9, 1974 (прототкп).

Фиг. 2.