Устройство для регулирования температуры Советский патент 1982 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к автоматическому регулированию неэлектрических величин и может быть использовано в системах термостатирования с малым временем установления рабочей температуры.

Известно устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, операционные усилители, источник опорных напряжений, блок формирования управляющего сигнала, тиристорный исполнительный элемент, нагреватель и источник постоянного напряжения 1.

Недостатком устройства является потребление мощности каскадами в течение .всего времени работы устройства, чт1о снижает его КПД.

Наиболее близким к изобретению является устройство для регулирования температуЕ«, содержащее датчик и задатчик температуры, суммирующий усилитель, формирователь сигнала, тиристорный исполнительный элемент, нагреватель и источник питания .

Недостатком устройства является необходимость потребления мощности источником питания, задатчиком температуры и суммирующим усилителем в течение обеих полуволн напряжения

сети при отключенном нагревателе и в течение всей отрицательной полуволны напряжения сети при отключенном нагревателе, что снижает КПД устройства.

Цель изобретения - повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования

to температуры, содержащем датчик температуры, подключенный к первому входу суммирующего усилителя, задатчик температуры, подключенный к второму входу суммирующего усилителя, тирис15торный исполнительный элемент, соединенный последовательно с нагревателем, источник питания, первый вход которого подключен к входу эадатчика температуры и к третьему входу сумми20рующего усилителя, и первый и второй тиристорные усилители, причем вход первого тиристорного усилителя соединен с первым выходом суммирующего усилителя, первый выход первого ти25ристорного усилителя соединен с первым выходом второго тиристорного усилителя и подключен к первому входу источника питания, второй выход первого тиристорного усилителя соединен

30 с входом тиристорного исполнительного элемента, первый вход второго тиристорного усилителя подключен к второму входу источника питания, а второй выход второго тиристорнрго усилителя соединен с выходом тиристорного исполнительного элемента; третий выход первого тиристорного усилителя подключен к второму входу источника питания, второй выход сум 1рую1дего усилителя подключен к второму входу второго тиристорного усил теля, третий выход второго тиристорного усилителя подключен к третьему входу источника питания. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит датчик 1 и задатчик 2 температуры, суммирующий усилитель 3, тиристорный исполнитель ный эл.емент 4, нагреватель 5, источник 6 питания, первый 7 и второй тиристорные усилители. Устройство работает следующим образом. В суммирующем усилителе 3 осущест вляется усиление сигнала датчика 1 температуры и сравнение его с сигналом задатчика 2 температуры. Амплиту да сигнала задатчика 2 температуры, формируемого в течение положительной полуволны напр шения сети, устанавливается таким образом, чтобы выходной сигнал суммирукйдего усилипеля 3 закрывал тиристорный усилитель 7 при температуре в месте расположения дат чика, равной или выше температурл отслеживания устройства Ъ Сдусл плитуда сигнала задатчика температуры , формируемого в течение отрицательной полуволны напряжения сети, устанавливается таким образом, чтобы выходной сигнал суммирующего усилителя открывал усилитель 8 При температуре в Месте расположения датчика, равной или Bfcoue температуры отключения форсированного разогрева tCoTKA После включения устройства (при-4:° 1«Соткл) в начале положительной полуволны напряжения сети, элемент 4 закрыт. Выхсдной сигнал усилителя 3 открывает усилитель 7, источник питания, задатчик температуры и суммирующий усилитель отключаются на оставшуюся часть положительной полуволны напряжения сети, но через управляющий электрод элемента 4 течет ток иристора усилителя 7. Как только элемент 4 откроется, тиристор уси лителя Закроется, но нагреватель будет подключен в течение всей положительной полуволны напряжения сети. В начсше отрица тельной полуволны напряжения сети элемент 4 закрыт, открывается. усилитель 7, а источник 6 питания, задатчик 2 температуры и суммирующий усилитель 3 отключаются на оставшуюся часть отрицательной по луволны напряжения сети,но через эЛе

мент 4 течет ток тиристора усилителя 7. Как только элемент 4 откроется тиристор усилителя 7 закроется, в течение всей положительной полуволны напряжения сети.

ВНйЧаЛёотрицательной полуволны 1апряжения сети элемент 4 закрыт, открывается усилитель 7. Источник 6 питания,, задатчик 2 температуЕи и ,суммирующий усилитель 3 отключаются на оставшуюся часть отрицательной полуволны напряжения сети, но через элемент 4 течет ток тиристора усилителя 7. Как только элемент 4 откроется, тиристор усилителя 7 закроется, но нагреватель будет подключен. Таким образом, при t°C t°CorK/ нагреватель, рассеивает максимальную мощность. При этом задатчик температуры, суммирующий усилитель, источник питания потребляют мощность в течение времени порядка 30 мкс, а тиристорные усилители - в течение времени порядка 100 мкс в начале каждой полуволны Нсшряжения сети. При температуре в месте расположения датчика toTKA t° С t CoTCA. в течение положительной полуволны напряжения сети устройство работает также как и при t°C i orK/i. В течение отрицательной полуволны задатчик температуры, суммирующий усилитель, источник питания будут практически отключены от сети. Нагреватель рассеивает мощность на несколько порядков меньшую, чем в положительную полуволну напряжения сети. Как только температура в месте расположения датчика достигает fCorcAвыходной сигнал сумдарующегб усилителя будет открывать усилитель 8 как в начгше положительной, так и в начале отрицательной полуволны напряжения сети. Источник питания будет формировать напряжение питания-суммирующего усилителя и задатчика температуры в течение времени порядка 30 МКС в начале положительной и отрицательной полуволны напряжения сети. Нагреватель будет отключен от сети до тех пор, пока температура в месте расположения датчика не станет ниже t°C отел . -В предлагаемом устройстве связи между кдскадс1ми выполнены таким образом, что потребление мощности источником питания, суммирующим усилителем, задатчиком температуры и тиристорны щ усилителями происходит в течение времени, определяемом переходными процессами в схеме в начале каждой полуволны напряжения сети как в режиме форсированного нагрева, так и в режиме отслеживания температуры. Формула изобретения Устройство для регулирования температуры, содержащее датчик температуры, подключенный к первому входу суммирующего усилителя, задатчик тем пературы, подключенный к второму вхо ду суммирующего усилителя, тиристорный исполнительный элемент, соединенный последовательно с нагревателем, источник питания, первый выход .которого подключен к входу задатчи-. ка температустл и к третьему входу суммирующего усилителя, и первый и второй тиристорные усилители, причем вход первого тиристорного усилителя соединен с первым выходом суммирующе го усилителя, первый выход первого тиристорного усилителя соединен с .первым выходом второго тиристорного усилителя и подключен к первому входу источника питания, второй выхоп первого тиристорного усилителя соединен с входом тиристорного испсхпнительного элемента, первый выход второгр тиристорного усилителя подключен к второму входу источника питания, а второй выход второго тиристорного /силителя Соединен с выходом тиристорного исполнительного элемента, о т п и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД,третий выход первого тиристорного усилителя подключен к второму входу источника питания, второй выход суммирующего усилителя подключен к второму второго тиристорного усилителя, а третий выход второго тиристорного усилителя подкгаочен к т|ретьему входу источника питания Источникк информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельстео СССР 525934, кл. G 05 D 23/19, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке I 2764617/24, кл. G 05 D 23/19, 1978 (прототип).