JPS6370313A - 温度調節器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、ヒータにサイリスタを介して交流電流を流
し、点弧位相角を：５！制御することにより温度調節を
行う温度調節器に関する。

（ロ）従来の技術 従来より、ヒータとサイリスタを直列に接続し、この直
列回路聞こ商用交流電源を接続して、サイリスタの点弧
位相角を制御することにより、ヒータ電力をコントロー
ルするようにした温度調節器が知られている。この種の
温度調節器は、商用交流電圧に同期したパルス電圧を、
０クロス点から所定期間経過後にサイリスタのゲー１に
印加し、第７図に示すように、パルス電圧を印加した時
点ｔ。

からＯクロス点までの期間に、サイリスタをオンしてヒ
ータに通電するものであり、この点弧位相角（１＋時点
）を制御することにより、ヒータ電力を調節している。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記従来の温度調節器では、単にサイリスタの点弧位相
角を所定値に設定し、被加熱物の温度を一定に保とうと
するものであるから、例えば交流電源電圧が、１００ｖ
と２００■のように相違すると、第８図に示すように、
同一点弧位相角で同抵抗値のヒータに通電すると、発生
ずる熱量（ヒータ消費電力）が変わることになる。これ
は、設定温度と実際温度の差に対する電力変化量が、電
源電圧によって変化することを意味し、温度調節におい
で、例えば１００ｖと２００Ｖの電源電圧で、温度のふ
らつきが倍近く、あるいは倍以上になることになる。従
って、従来は、電源電圧に応じてヒータの抵抗値を変え
るためにヒータを交換したり、降圧トランスや昇圧トラ
ンスを用いて電源電圧が一定となるようにしている。し
かしながら、ヒータを交換するとなると、複数種のヒー
タを用意しておかねばならず、交換が面倒であるし、ま
た電源電圧を一定に保つために降圧トランスや昇圧トラ
ンスを設けるのは、これらトランスを余分に設けるため
に高価になるという問題があった。

この発明は、上記に鑑み、電源電圧が相違しても特別に
高価なトランスを用いることなく、つまり、電源電圧や
ヒータには何らの変形を加えることなく、自動的に一定
精度の温度調節をなし得る温度調節器を提供することを
目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この発明の
温度調節器は、ヒータにサイリスタを介して交流電流を
流し、前記サイリスタの点弧位相角を制御することによ
り温度調節を行うものにおいで、前記交流電流を通電す
る交流電源の電圧を検知する電圧検知回路と、この電圧
検知回路の検知電圧に応じて、前記サイリスタのｒＭ庫
位相角を制御する手段とを特徴的に備えている。

この温度調節器では、印加される交流電源の電圧が、電
圧検知回路で検知される。そして、検知電圧に応じた点
弧位相角が選定される。そのため、印加される電圧が相
違すると、第９図に示すように、点弧位相角が相違する
ものとなり、電源電圧が大きい場合は、通電時間がｔ１
〜０クロス点と短く、電源電圧が小さい場合は、通電時
間がｔ２〜０クロス点と長くなり、何れもヒータでの消
費電力は等しくなる。

（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第１図は、この発明の一実施例を示す温度調節器の回路
ブロック図である。

この温度調節器は、サイリスタ１とヒータ２からなる加
熱部３、被加熱物（例えば水）８の温度を測定する温度
測定器４、被加熱物８の目標温度を設定する温度設定器
５、加熱部３に入ノｊされる商用交流電源の電圧を検知
する電源電圧検知器６及び温度測定器４からの測定温度
と温度設定器５からの設定温度と電源電圧検知器６から
の検知温度を受けて、サイリスタ１の点弧位相角を制御
する点弧角制御器７とから構成されている。

加熱部３は、第２図に示すように、サイリスタ（トライ
アック）１とヒータ２が直列接続されてなり、商用交流
電源が印加される。ヒータ２は、水中で通電すれば発熱
する投込みヒータが使用される。

温度測定器４は、第３図に示すように、白金感熱体９に
定電流源１０より定電流を流し、温度に応じて白金感熱
体９の抵抗値が変化すると、これを電圧に変換して、測
定温度信号として出力している。

温度設定器５は、第４図に示すように、＋ＶｃＣ電源と
グランド間に抵抗Ｒ１，可変抵抗ＶＲ１抵抗Ｒ２の直列
回路を接続してなり、可変抵抗ＶＲの可変端より、設定
温度に対応する電圧を出力してきる。すなわち、設定温
度は可変抵抗ＶＲにより、任意に設定できるようになっ
ている。

電源電圧検知器６は、第５図に示すように、交流電源１
１からの交流電圧を抵抗Ｒ１、Ｒ４で分圧し、ダイオー
ドＤ、抵抗Ｒ６及びコンデンサＣからなる平滑回路で整
流平滑し、交流電圧に応じた直流電圧を出力するように
なっている。

点弧角制御器７は、第６図に示すように、Ａ／Ｄ変換器
１２．１３．１４、ＣＰＵＩ　５、タイマ１６及びパル
ス発生器１７とから構成されている。

Ａ／Ｄ変換器１２には、端子Ｐ、を経て電源電圧検知回
路６からの電源電圧が、Ａ／Ｄ変換器１３には、端子Ｐ
２を経て温度測定器４の測定温度電圧が、Ａ／Ｄ変換器
１４には、端子Ｐ３を経て温度設定器５からの設定温度
電圧が、それぞれ入力されている。検知型Ｒ電圧、測定
温度電圧、設定温度電圧は、各Ａ／Ｄ変換器１２．１３
．１４でデジタル値に変換され、ＣＰＵ１５に取込まれ
ている。

ＣＰＵ１５は、上記検知電源電圧、測定温度、設定温度
を受け、次式を演算し、０クロス点から点弧パルスが出
力されるまでの時間ｔを求める機能を備えている。

ただし、この式は、電圧波形を三角形とした近似式であ
り、充分に実用的であるが、この発明は、この式にのみ
限定されるものではない。なお、上記定数１０　（ｍｓ
ｅｃ）は、５０Ｈｚの半周期である。従って６０Ｈｚの
商用電源では、１０　（ｍｓｅｃ）に代えて８．６７（
ｍｓｅｃ）が使用される。

ＣＰＵ１５で算出されたＯクロス点から点弧時点までの
時間ｔは、タイマ１６で計時され、０クロス点よりｔ時
間が経過すると、パルス発生回路１７より点弧パルスが
出力され、この点弧パルスが、第２図に示すサイリスタ
１のゲートＧと電極１、間に印加され、サイリスタ１が
オンし、以後、このオンは次の０クロス点まで続き、ヒ
ータ２にはその間電流が流れ、加熱がなされることにな
る。

上記実施例温度調節器において、例えば加熱部３に印加
される商用電源電圧が１００ｖであると過程すると、加
熱部３の温度が温度測定器４によって測定され、測定温
度電圧が点弧角；；、す部器７に入力され、また、温度
設定器５によって被加熱物８の目標温度が設定されてい
るので、この温度設定電圧が点弧角制御器７に入力され
ており、さらに、電源電圧検知器６では、入力された商
用電源電圧、例えば１００ｖを検知し、これを点弧角制
御器７に入力している。

上述したように、これら温度測定電圧、設定温度電圧及
び電源電圧は、Ａ／Ｄ変換器１２．１３．１４を経てＣ
ＰＵ１５に取込まれ、上記（１）式によって、Ｏクロス
点から点弧パルスを印加するまでの時間ｔが算出される
。上記（１）弐によると、７Ｓ　Ｗ電圧が同じであれば
、設定温度に対して設定温度が低いほど、つまり、まだ
目標値までかなりの温度差がある場合には、時間ｔが小
さく、つまり点弧してから０クロス点に至るまでの時間
が長くなり、電源よりヒータ２に供給される電力が大と
なり、被加熱物８が大なる消費電力によって加熱され、
被加熱物８の温度上昇を急激に行うことができる。

一方、設定温度に対して測定温度が近接すると、逆にＯ
クロス点から点弧角までの時間りは大、つまり点弧時点
から次のＯクロス点までの時間が小さくなり、ヒータ２
に与えられる供給電圧が小さくなり、加熱度合が軽減さ
れる。やがて設定温度と測定温度が等しくなると、ヒー
タ２による加熱が一旦停止されることになる。

また、上記（１１式において、設定温度と測定温度の関
係が同一条件にあると過程して、電源電圧が１００ｖの
場合と２００ｖの場合を想定すると。、電源電圧１００
ｖの方が、電源電圧２００ｖに対しては小さくなり、逆
に点弧時点から次の０クロス点までの時間が大となり、
両者を比較すると、第９図に示すように、点弧角時点ｔ
２から次のＯクロス点までの期間と、点弧時点ｔ１から
次の０クロス点までの期間における電圧波形の面積は同
一となり、電源電圧が相違する場合でも、同様の条件で
温度調節ができることが理解できる。

なお、上記実施例において、第２図乃至第６図で、第１
図に示す角構成回路の具体的な回路例を示したが、この
発明において、これらの回路に限定されるものでないこ
と、いうまでもない。

また、上記実施例では、水の温度を調節する場合を例に
上げたが、被加熱物の対象は、水に限られるものでない
ことは勿論である。

（へ）発明の効果 この発明によれば、交流電流をヒータに通電する交流電
源の電圧を検知する電圧検知回路と、この電圧検知回路
の検知電圧に応じてサイリスタのの点弧位相角を制御す
る手段とを備え、電源電圧の相違により点弧位相角を制
御するようにしているので、例えヒータ回路に接続する
電源電圧値が相違しても、ヒータの抵抗値を替えること
なく、また特別に降圧トランスや昇圧トランスを設けて
一定の電圧に調整する等の処置を取ることなく、同一の
条件で温度調節を行うことができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例温度調節器の回路ブロッ
ク図、第２図は、同温度調節器の加熱部の具体的な回路
例を示す図、第３図は、同温度調節器の温度測定器の具
体的な回路例を示す図、第４ばは、同温度調節器の温度
設定器の具体的な回路例を示す図、第５図は、同温度調
整器の電源電圧検知器の具体的な回路例を示す図、第６
図は、同温度調節器の点弧角制御器の具体的な回路例を
示す図、第７図は、従来の温度調節器の制御動作を説明
するための、印加電圧と点弧位相角の関係を示す図、第
８図は、従来の温度調整器において、電源電圧が相違す
る場合のヒータにおける消費電力の関係を説明するため
の波形図、第９図は、この発明の温度調節器において、
電′ａ、電圧が相違した場合の消費電力の状態を説明す
るための波形図である。 １：サイリスタ、　　２：ヒータ、 ３：加熱部、　　　４：温度測定器、 ５：温度設定器、　６：電源電圧検知器、７：点弧角制
御ｉ１１器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒータにサイリスタを介して交流電流を流し、前
   記サイリスタの点弧位相角を制御することにより、温度
   調節を行う温度調節器において、前記交流電流を通電す
   る交流電源の電圧を検知する電圧検知回路と、この電圧
   検知回路の検知電圧に応じて前記サイリスタの点弧位相
   角を制御する手段とを備えてなることを特徴とする温度
   調節器。