Пропорциональный регулятор Советский патент 1982 года по МПК G05D23/19 

54) ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТСв

I

Изобретение относится к автоматике и предназначено для регулирования различных параметров.

По основному авт. св. № 922680 известен регулятор, содержащий последовательно соединенные источник пульсирующего напряжения, измерительный делитель напряжения, первьш формирователь угла отсечки на однопереходном транзисторе и первый тиристорный коммутатор, а также блок упр авлення силовым тиристором и последовательно соединенные второй формирователь угла отсечки на однопереходиом транзисторе и второй тиристорный коммутатор, к выходу которого подключен вход блока управления силовым тиристором, причем вход интегратора связан с выходом первого тиристорного коммутатора l.

Цель изобретения - расширение, рабочего диапазона регулятора.

Цель достигается тем, что в регулятор введены второй делитель напряжения, интегрирующий RC-коитур и разделите7 ьный диод, через который эмиттер однопереходного транзистора первого формирователя угла отсечки соединен

С выходом интегрирующего RC-контура, входом соединенного со средней точкой дополнительного делителя напряжения, подключенногок источнику пульсирующего напряжения.

На фиг. 1 представлеи пропорциональнь1й регулятор, структуриая схема; на фиг. 2 - то, же, принципиальная схема.

Регулятор содеряшт источник 1 пульсирующего напряжения, измерительный делитель 2 напряжения, формирователи 3 и 4 угла отсеч10ки, тиристорные коммутаторы 5 и 6, интегратор 7, силовой тиристор 8, блок 9 управления силовым тиристором, дополнительный делитель 10 напряжения, интегрирующий RC-коитур И и разделительный диод 12.

15

Принципиальная злектрическая схемарегулятора (фиг 2) включает в себя источник пульсирующего вьшрямленного напряжения, составленный трансформатором 13, выпрямительнь1м мостом 14, стабилитронами 15 и 16

30 и резисторами 17 и 18; измерительный делитель напряжения ;2, образованньш потенциометром 19, к подвижному выводу которого подключеиа цепочка, состоящая из резисторов 20, 3966 21и датчика сопротивления 22„ напри1Лер, тер морезистора; первый формирователь угла отсечки включающий в себя одаопереходньА транзистор 23 с RC -контуром 24 и 25 в цепи эмиттера; первый тиристорный коммутатор, со гавленный тиристором 26 с включенными в катодную цепь резистором 27 и конденсатором 28; интегратор, образованный диодом 29 и RC-контуром 30,31, 32; второй формирователь угла отсечки на транзисторе 33 с RC-контуром $4,35 в цепи эмиттера, второй тирисгориый коммутатор, образованный тиристором 36; силовой. Т1фист6р (симистор) 37, через который к сета переменного тока подключена нагрузка 38, блок управления силовым тиристором, составленный i импульсным трансформатором 39, конденсатором 40, диодом 41 и резисторрм 42; дополнительный делитель напряжения 10, составленный резисторами 43, 44, интегрирующий RC-контур 45, 46 и разделительные диоды 47, 48. Работает регулятор следующим образом. В случае если контролируемая температура в зоне установки термодатчика 22 (фиг. 2) выше заданной, сопротивление терморезистора 22меньше, чем при задашюй температуре и, следовательно, падение напряжения на нем ниже порога отпирания однопереходного транзистора 23. Транзистор 23 заперт, заперты тиристоры 26 и 36 к(шмутаторов и закрыт силовой симистор 37. Когда температура в зоне терморезисгора 22 уменьшается, сопротивление датчика 22 возрастети, следовательно, увеличивается за счет перераспределения напряжения между датчиком и резисторами 20 и 21, с которыми, датчик образует делитель напряжения, падение напряжения на терморезисторе 22. При равенстве температуры в зоне датчика 22 уставке температуры регулятора, задаваемой потенциометром 19, падение напряжения на терморезисторе 22 примерно достигне напряжения отпирания одноперехолного транзистора 23. До падения напряжения на термо резисторе 22 через резистор 24 заряжается конденсатор 25. Питание одаопереходного транзистора 23 по базам осуществляется однополупериодным вьшрямленным напряжением падающим на стабилитроне 15 и резисторе 18, питание же потенциометра 19 и делителя напря жения, составленного резисторами. 20, 21 и герморезистором 22, осуществляется непосредственно от стабилитрона 15. Постоянная времени RC-контура 20, 21, 24. 25 и порог отпирания транзистора 23 первого формирователя угла отсечки устанавливаются такими, побы при незначительном превыщении падения напряжения на терморезисторе 22 над порогом отпирания транзистора 23 начинает периодически отпираться в конце каждого периода напряжения шггания транзистор 23. При отпирании гранзис тора 23 на резисторе 49 каждый период с частотой сети питания вьщеляются импульсы разряда конденсатора 25, которые поступают через диод 50 шш дифференцирующий .конденсатор на управляющий электрод тиристора 26 первого коммутатора. Анод этого тиристора подключен к стабилитрону 15, а в катодную цепь тиристора 26 включен резистор 27 с параллельно поясоедш{еннь1м конденсатором 28. С приходом каждого импульса тиристор 26 отпирается, а в провалах между рднополупериодными импульсами трапецеидальной формьГ закрывается.В случае незначительного превышения падения напряжения на датчике 22 по отношению к порогу отпирания транзистора 23 ти ристор 26 будет отпираться в конце импульсов напряжения питания его анодной цепи, а на резисторе 27 будут выделяться импульсы, представляющие собой окончания трапеций стабилизированного выпрямленного однополупериодного напряжения. Эти импульсы напряжения -. через резисторы 30, 31 и диод 29 интегрируюття конденсатором 32 интегратора. К конденсатору 32 подключен RC-KOHTJ 34, 35 второго формирователя угла отсечки. К конденсатору 35 RC-KOHiypa подсоединена через резистор 51 змиттер-база однопереходноготранзистора 33. К резистору 51 пофоцочен у фавляющий электрод-катод второго тиристора 36 коммутатора. Порог срабатывания транзистора 331 и постоянная времени RC-контура 34, 35 уста- „ новяены с таким расчетом, чтобы при равенстве температуры в не датчика 22 температуре 3fcтaнoвлeннoй задатчиком 19 регулятора, и отпираний транзистора 23 открЫггие транзнстс а. S3 к выделшие на резисторе 5 импульсов осуществлялось в конце каждого полупериода напряжения питания транзистора 33, верхняя база которого, подключена через потенциометр 52 к стабилитрону 16. В начале каждого полуНериода двухполупериодаюго выпрямленного тока через- ограничительный резистор 42 и даода 41 и 53 блока управления шловым сИАШсторсш заряжается конденсатор 40. напряжением, вьшрямленным мостом 14. Прн отпираний тиристора 36 конденсатор 40 разряжается через обмотку импульсного тршсформатора 39 на анодную цепь тиристора, и во вторичной обмотке шйпуль- . СНОП) трансформатора форм уются импулыш управления требуемой амшштуды и длительности. Эти Шпульсы подаются на управляющий электрод силового симистора 37. В случае незнатательного снижения температуры в зоне установки датчика по отношению к уставке температуры регулятора симнстор 32 открывается в конце каждого полупериода, и напряжение на нагрузке 38 596 невелико. Когда происходит дальнейшее .снижение температуры з зоне терморезистора 22, растет падение напряжения на нем, следовательно, под действием этого напряжения ускоряется проиесс-. конденсатора 25. и несколько раньше отпирается в течещсе каждого полупериода напряжения питания тиристор 26 и растет напряжение на конденсаторе 32 интегратора. Под действием напряжения на конденсаторе 32 быстрее заряжается конденсатор 35 и раньше отпирается ,каяодый полупериод тиристор 36 и снмистор 3 Возрастает напряжение на нагрузке 38. При определенном минимальном значении сопротивления резисторов 30 и 31 напряженна на нагрузке 38 может изменяться ПРИ уменьшеюш температуры в зоне датчика относительно , значения температуры, заданной задатчиком ре гулятора, на 1°С от нуля до максимального значения. При максимальном значении сопротн пения этих резисторов диапазон уменьшения температуры, обеспечивающей изменение выход ного Капряжения от минимального до максимального значения, возрастет до 8 С и более. На выходе блока управления шловым ти ристором формируются импульсы управления, подаваемые на вход симнстора 37 такой амплнтуды н длительности, чтобы обеспечить надежное его отпирание в случае применения , индуктивной нагрузки. Значение температуры ре1 1гарования задается при помощи потенциометра 19. Пороги срабатывания транзисторов 23 и 33 устанавливаются при помощи потенщюметров 54 и 52. Для задания минимального на1фяжеш1я на нагрузке, от значения которого увеличивается напряжение на выходе регулятора, а тгиоке изменения при помощи переменного резистора наЕфяжения на нагрузке от нуля до макснмал него значения служит второй делитель напряжения,/составленный, резисторами 43 и 44. Питание этого делителя осуществляется от источника пульсирующего напряжения. К средлей точке делителя напряжения подключен RC-контур 45, 46, который через разделительный диод 48 подключен к змиттеру транзистора 23. Когда резистор 45 введен, угол открытия симистора и напряжение на нагрузке 38 будут максимальными Пропорщюнальный регулятор обладает шнроким дигшазоном изменения выходного напряжения в зависимости от температуры датчика или величины резистора 45 интегрирующего RC-контура. Схема регулятора хар стернзуется простотой и бесконтактностью, что делает ее высоконадежной в работе. Регулятор характеризуется высокой чувствительностью, входное сопротивление его датчика можег достигать десятков кИлоом. Пропорциональный регулятор может найти применение не другими датчиками, например, фоторезисторами, датчиками давления, напряжения и т. п., в этом случае устройство обеспечивает регулирование освещенности, давления, напряжения и других величин. Формула изобретения Пропорциональный регулятор по авт. св. If 922680, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона . регулятора, в него введен второй делитель иапряжеиия, интегрирующий RC-ковтур и разделительный диод, через который эмиттер однопереходного транзистора, первого формирователя угла отсечки соединен с выходом иятегрнрующего RC-кошура, входом соединенного со средней точкой второго делителя напряжения, 1юдключе1 шог6 к источнику пульсирующего напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ; 1. Авторское свидетельство СССР IP 922680, кл. G ( D 23/19, 1982 (прототип).