Трехпозиционный регулятор Советский патент 1981 года по МПК G05B11/01 

(54) ТРЕХПОЗИЦИОННЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к автоматике и предназначено для автоматического ре гулирования - преимущественно температу ры и других неэлектрических и электрических величин. Известен регулятор с пороговым устройством на однопереходном транзисторе с RC-контуром в цепи эмиттера транзистора l. СЬнако известное устройство имеет неудовлетворительное качество регулирова ния. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор, содержащий первый потенциометр, первый вывод которого подключен к перво му выходу источника питания, второй вывод - через первый переменный резистор ко втсрому выходу источника питания который соединен с первым выхсдом второго потенциометра и через последова тельно соединенные терморезистор первы резистор и второй переменный резистор к движку первого потенциометра, третий выход источника питания подключен ко второму выводу второго потенциометра, четвертый и пятый выходы источника питания соединены соответственно с первым и вторым выводам третьего и четвертого потенциометров, а соответственно через второй и третий резисторы подключены к первому и второму выводам пятого потенциометра, движок которого соединен соответственно через первый и второй диоды со вторым выводом терм о- резистора и движком второго потенциометра, эмиттер первого однопереходного транзистора соединен через первый конденсатор с четверть1м выходом источника питания, через четвертый резистор - со вторым выводом терморезистора, первая база - через второй конденсатор с эмиттером первого однопереходного транзистора и через пятый резистор с движком третьего потенциометра, эмиттер второго однсьпереходного транзистора подключен через параллельно соединенные третий конденса ор и щестой резистор к пятому выходу источника пита1шя, первая база - соответственно через седьмой и восьмой резисторы к четвертому и пятому выходам источника питания, эмиттер третьего однопереходного транзистора соединен через девятый резистор с движком второго потенциометр и через четвертый конденсатор к четвертому выходу источника питания, первая база - через пятый конденсатор с эмиттером третьего однопереходного транзистора и через десятый резистор - с движком четвертого потенциометра, вторые базы первого, второго и третьего однопереход- ных транзисторов подключены через соответствующие параллельно соединешые одиннадцатый резистор и переход управляю щий электрод-катод первого тиристора, двенадцатый резистор и переход управляг щий электрод-катод второго тиристора, тринадцатый резистор и переход управляющий электрод-чсатод третьего тиристор к четвертому выходу источника питания, аноды первого, второго и третьего тиристоров подключены через соответствующие параллельно соединенные четырнадцатый резистор и шестой конденсатор, пятнадцатый резистор и седьмой конденсатор, шестнадцатый резистор и восьмой конденсатор к первому выводу семнадцатого резистора, второй вывод которого соедине с шестым выходом семнадцатого резистор выходом источника питания, третий, четвертый и пятый диоды 2. Недостатком известного регулятора является ограниченность его области применения. Цель изобретения - расширение област применения регулятора. Эта цель достигается тем, что в известном трехпозиционном регуляторе эмиттер второго однопереходного транзис тора подключен соответственно через тре тий и четвертый диоды с эмиттерами первого и третьего однопереходных тран зисторов, а первый вывод пятого потенциометра соединен через пятый диод с анодом второго тиристора. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема трехпозидионкого регулятора. Регулятор содержит терморезистор 1, первый резистор 2, первый переменный резистор 3, первый 4 второй 5 и третий 6 однопереходные транзисторы, резис торы со Второго по семнадцатый 7 - 2.2,, первый 23 и второй 24 диоды, второй переменный резистор 25, первый 26 и второй 27 потенциометры, 28 п1ггания, содержащий трансформатор 29, мостовой выпрямитель ЗО, диод 31, конденсаторы 32 и 33, резистор 34, стабилитрон 35, диод 36 и конденсатор 37, первый 38 и второй 39 конденсаторы, третий 40 и четвертый 41 потенциометры, конденсаторы с третьего по восьмой 42- 47, третий 48, четвертый 49 и пятый 50 диоды первый 51, второй 52 и третий 53 тиристоры и пятый потенциометр 54. Регулятор работает следующим образом. При подаче напряжений с источника 28 питания отпирается однопереходный транзистор 5, эмиттер подключен к источнику 28 питания, через конденсатор 42. При этом конденсатор 42 заряжается до напряжения источника 28 питания, а тиристор 52 открывается и удерживается в открытом положении за счет постоянного тока, протекающего по анодной цепи через резистор 20. Одновременно через диод 5О щунтируется открытым тиристором 52 резистор 7, уменьшая величину напряжения смещения, подаваемого в цепи эмиттеров однопереходных транзисторов 4 и 6. Если стабилизируемая температура ниже заданной величины падение напряжения на терморезисторе 1 датчика выше падения напряжения на потенциометре 27. Разность этих напряжений и напряжение на потенциометре 54 суммируются и через диод 24, потенциометр 27 и терморезистор 1 поступает на RC-контур, образованный резистором 9 и конденсатором 38. Под действием этого напряже ния через резистор 9 заряжается конденсатор 38 и как только напряжение на нем превысит порог срабатывания однопереходного транзистора 4, последний отпирается и под действием импульса напряжения, вьзделяемого на резисторе 16, отпирается Т1фистор 51. Через его нагрузку - резистор 19 (например, обмотку реле) протекает ток и тиристор 51 удерживается; во включенном положении. Реле включает исполнительный орган (не показан) в сторону увеличения подачи теплоносителя и объекта регулирования (не показана). Одновременно с помощью конденсаторов 45 и 46, резистора 22 закрывается тиристор 52 и запирается потенциалом на его аноде диод 50. Резистюр 7 расшунтируется. Поэтому напряжение смещения, снимаемое с потенциометра 54 и резистора 7, увеличивается. За счет этого создается гистерезис между включением и откпюче- 564 }шем тиристора 51. Через диод 48 эмит тер однопереходного транзистора 5 соединен с эмиттером однопереходного тра&зистора 4. Поэтому, когда конденсатор 38 периодически заряжается и разряжается на однопереходный транзистор 4, через этот же однопереходный транзистор и диод 48 подзаряжается ковденсатор 42, Подзаряд конденсатора 42 через диод 48 ппеобладает над его разрядом на реч- зистор 11, поэтому однопереходный транзистор 5 Не отпирается. Для того, чтобы в этом случае заряд доминировал над разрядом (конденсатора 42 постоянные времени RC-контуров 9, 38 , и 14, 43 не менее чем на порядок устанесвливаются меньше постоянной времени контура, образованного резистором 11 и конденсатором 42. Для нормальной работы регулятора необходимо, чтобы порог отпирания однопереходного транзистора 5 был меньше порогов отпирйния однопереходных транзис торов 4 и 6. Для этого служит делитель напряжения, образованный резисторами 12 и 13. Когда регулируемая температура повысится и будет равна заданной, разность падений напряжения на терморезисторе 1 и потенциометре 27 уменьшится до значения зоны нечувствительности. Поэто. му однопереходный транзистор 4 не отпирается и конденсатор 42 не подзаряжается. Когда конденсатор 42 разрядится 1 на резистор 11 на величину напряжения отпирания однопереходного транзистора 5, последний кратковременно отпирается, пропуская через себя зарядный ток конденсатора 42 и вызывая отпирание тиристора 52. Тиристор 52 с помощью конден саторов 45 и 46 и резистора 22 вызывае запирание тиристора 51 и отключение его нагрузки 19. Изменение подачи теплоносителя прекращается. Когда температура в зоне регулирования возрастает, сопротив ление терморезистора 1 снижается и умень щается падение напряжения на нем. Теперь падение напряжения на потенциометре 27 превьшхает падение напряжения на терморезисторе 1, их разность складывается с напряжением на потенциометре 54 и через открытый диод 24 поступает на ЯС-конгур 14 и 13, установленный в цеди эмиттера однопереходного транзиотора 6. Сйноперех&дный транзистор 6 отпирается, включая тиристор 53. Теперь ток проходит через нагрузку - резистор 21 (например, обмотку реле) и осуществляется уменьшение подачи тепла к объе 36 ту регулировани5аи Тиристор 52 с помощью конденсатора 46 отключается и находится в этом положении до тех пор, пока тем- цература объекта регулирования не понизится до заданной потенциометром з датчиком 26. Опнопереходной транзистор 6 через диод 49 будет блокировать включение однопереходного транзистора 5. В дальнейшем работа регулятора повторяетс.ч. Потенциометры 40 и 41 служат для корректировки порогов срабатьтания транзисторов 4 и 6. Конденсаторы 39 и 44 предназначены для защиты схемы регулятора от помех. Резисторы 10 и 15 служат для термостабилизации порогов срабатывания однопереходных транзисторов. Зона нечувствительности регулятора мйжет изменяться переменным регулятором 54 за счет уменьшения смещени51. Значение температуры срабатывания задается при помощи потенциометра (задатчика) 26. Переменным резистором 25 компенсируется разброс величины сопротивления терморезистора 1, а переменным резистором 3 компенсируется разброс его коэффициента температурного сопротивления. Вместо диодов 23 и 24 в схеме регулятора могут быть применены высокоомные резис торы. Регулятор такой конструкции может найти применение в сочетании с различными датчиками сопротивления, наприм, фоторезисторами, датчиками давления, напряжения и т.п., в этом случае изобретение обеспечивает регулирование освещенности, давления, напряжения и других величин, т.е. изобретение имеет более широкую область применения, чем извест ные регуляторьи Формула изобретения Трехяозиционный регулятор, содержащий первый потенциометр, первый вывод .которого подключен к первому выходу источника питания, второй вывод - через первый переменный резистор ко второму выходу источника питания, который соединен с первым выходом воторого потенциометра и через последова1 льно соединенные терморезистор, первый резистор и второй переменный резистор - к движку . первого потенциометра, третий выход источника питания подключен ко второму выводу второго потенциометра, четвертый и пятый выходы источника питания соеД1шоны соотвотство}шо с первым и вторым Выводами третьего и чотвер)того потенциометров, а соответствешю через Второй и третий резисторы подключены к первому и второму выводам пятого потенциометра движок которого соединен соотвеастенно через первый и второй диоды со вторым выводом TepMopesHCTqpa и движком второго потенциометра, эмиттер первого одно переходного транзистора соединен через первый конденсатор с четвертым выходом источника питания, черев четвертый резистор - со Вторым выводом терморезис- тора, первая база - через второй конденсатор с эмиттером первого однопереходного транзистора и через пятый резистор с движком третьего поте}щиометра, эмит- тер второго однопереходного транзистора подключен через параллельно соединенные третий конденсатор и шестой резистор к пятому выходу источника питания, первая база - соответственно через седьмой и восьмой резисторы к четвертому и пятому выходам источника питания, эмиттер третьего однопереходйого транзистора соединен через девятый резистор,с движком Второго потенциометра и через чет вертый конденсатор к четвертому выходу источника питания, первая база - через пятый конденсатор с эмиттером аретьего однопереходного транзистора и через десятый резистор - с движком четвертого потенциометра, вторые базы первого, второго и третьего .однопереходных транзисторов подключены через соответствующие параллельно соединенные одиннадцатый резистор и переход управляющий электродкатод первого тиристора, двенадцатый резистор и переход управляющий электродкатод Второго тиристора, тр1шадцатый резистор и переход управляющий электродкатод третьего тиристора к четвертому выходу источника питания, аноды первого, второго и третьего тиристоров подключены через соответствующие параллельно соединенные четьфнадцатый резистор и щестой конденсатор, пятнадцатый резистор и седьмой ко}оденсатор, щестнадцатый резистор и восьмой конденсатор к первому выводу семнадцатого резистора, второй вывод которого соединен с -шестым вьцсодом семнадцатого резистора, выходом источника питания, третий, четвертый и пятый диоды, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения регулятора, в нем эмиттер второго однопереходного транзистора подключен соответственно через третий и четвертый диоды с эмиттерами первого и третьего однопереходных транзисторов, а первый вывод шггого потенциометра соединен через пятый диод с анодом второго тиристора, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Недолужко И. Г. и др. СЬнопереходные транзисторьи М., Энергия, 1974, с. 93, рис. 5-29. 2.Авторское свидетельство СССР № 556414, кл. GO5 В 11/16, 04.02.75.