PL106531B1 - Tyrystorowy regulator temperatury - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest tyrystorowy regulator tem¬ peratury dostarczajacy do grzejnika moc o wartosci propor¬ cjonalnej do sygnalu sterujacego.

Znane sa regulatory, w których elementami dozujacymi wielkosci mocy dostarczanej z sieci energetycznej sa tyrys¬ tory stanowiace stopien koncowy ukladów regulacji, stero¬ wane za pomoca zmiany fazowego kata przeplywu pradu.

W tego typu rozwiazaniach sterowanie uzyskuje sie przez podanie na bramke tyrystora impulsu zaplonowego opóznio¬ nego o pewien czas w stosunku do momentu przejscia przez zero napiecia zasilajacego. Zmiany opóznienia impulsu za¬ plonowego powoduja zmiane czasu trwania pradu plynacego pizez tyrystor, a wiec zmiane wartosci skutecznej. Regula¬ tor taki zawiera uklad zadawania temperatury wspólpracu¬ jacy z czujnikiem temperatury umieszczonym w poblizu obiektu regulowanego i uklad ten steruje poprzez gene¬ rator impulsów sterujacych tyrystorami polaczonymi z obiektem regulowanym.

W tego typu regulatorach zaleznosc mocy od fazowego kata opóznienia zaplonu jest dla sinusoidalnego pradu zmiennego analitycznie wyznaczona i ma charakter cosi- nusoidalny, co stanowi podstawowa wade regulatorów ty¬ rystorowych pracujacych w szerokim zakresie zmian tempe¬ ratury, zwlaszcza w ukladach z temperatura programowana.

Istota rozwiazania wedlug wynalazku polega na tym, ze uklad generujacy impulsy wyzwalajace tyrystory, sterowany jest nie bezposrednio sygnalem zadajacym moc, lecz wzmoc¬ nionym uchybem miedzy tym sygnalem a sygnalem propor¬ cjonalnym do kwadratu wartosci skutecznej pradu plynacego ii przez tyrystory. Zawiera on rezystor wlaczony szeregowo z grzejnikiem i obiektem regulowanym, z którego sygnal, poprzez transformator impulsowy spelniajacy role elemen¬ tu izolacyjnego i prostownik przesylany jest do kwadrato- ra, a nastepnie do filtru usredniajacego, na którego wejsciu uzyskuje sie napiecie proporcjonalne do wartosci skutecznej pradu plynacego przez rezystor szeregowy.

Filtr usredniajacy polaczony jest z wejsciem odejmuja¬ cym wezla sumacyjnego, do którego wejscia dodatniego do¬ laczony jest uklad zadawania temperatury porównujacy sy¬ gnal z czujnika temperatury z sygnalem zadanym, przy czym wyjscie sumatora polaczone jest z wzmacniaczem sygnalu sterujacego polaczonym nastepnie z generatorem wyzwala¬ jacym tyrystory.

Regulator wedlug wynalazku eliminuje wplyw nielinio¬ wosci tyrystora.

Przedmiot wynalazku jest blizej wyjasniony na przykladzie wykonania uwidocznionym na rysunku, przedstawiajacym schemat blokowy regulatora.

Regulator zawiera system regulacji obiektu 1 sklada¬ jacy sie z grzejnika 2 i czujnika temperatury 3. Czujnik temperatury 3 polaczony jest z ukladem zadajacym tempera¬ ture 4, który zawiera wszystkie niezbedne elementy nas- tawcze. Uklad zadajacy temperature 4 polaczony jest po¬ przez wezel sumacyjny 5 oraz wzmacniacz sygnalu steruja¬ cego 7, zabocznikowany dwójnikiem korekcyjnym 6, z gene¬ ratorem impulsów sterujacych 9, który z kolei polaczony jest z tyrystorami 10. Tyrystory 10 poprzez rezystor 11 polaczone sa z gtzejnikiem 2. Rezystor 11 polaczony jest 106 531106 531 3 2 wezlem sumacyjnym 5 poprzez filtr usredniajacy 8, kwa- drator 14, prostownik 13 i izolujacy przekladnik napie¬ ciowy 12. 4 Zakladajac, ze wzmocnienie statyczne wzmacniacza 7 jest nieskonczenie duze, oraz przy odpowiednio dobranym znaku wzmocnienia, uzyskuje sie scisla zaleznosc miedzy przylo¬ zonym do wejscia dodatniego wezla sumacyjnego 5 napie¬ ciem a kwadratem wartosci skutecznej pradu plynacego przez grzejnik 2 czyli J2 = C • Uc gdzie: C — wspólczynnik proporcjonalnosci Uc — napiecie sterujace z ukladu zadajacego Poniewaz P = J2R, zapis zaleznosci jest nastepujacy: P = C • Uc gdzie: P — moc wydzielana na grzejniku R — lezystancja grzejnika Tak wiec regulator wedlug wynalazku dostarcza moc o wartosci proporcjonalnej do sygnalu sterujacego.

Celem unikniecia oscylacji mogacych powstac na skutek opóznien poszczególnych elementów petli stabilizujacej moc wyjsciowa, korzystnie jest objac wzmacniacz 7 lokal¬ nym sprzezeniem zwrotnym, przy pomocy dwójnika korek¬ cyjnego 6. Korzystne jest równiez podlaczenie równolegle do rezystora 11 zarówki 15, lub innego zródla swiatla o sto¬ sunkowo duzej rezystancji elektrycznej, w celu sygnalizacji optycznej poziomu wydzielanej mocy.

Claims (1)

Zastrzezenie patentowe Tyrystorowy regulator temperatury, zawierajacy uklad zadawania temperatury polaczony z czujnikiem temperatury i sterujacy poprzez generator impulsów sterujacych tyrys¬ torami, polaczonymi z obiektem regulowanym, znamienny tym, ze zawiera miedzy ukladem zadajacym (4) a wzmacnia¬ czem sygnalu sterujacego (7) wezel sumacyjny (5), do którego za posrednictwem filtru usredniajacego (8) dola¬ czony jest kwadrator (14), którego wejscie polaczone jest poprzez prostownik (13) i izolujacy przekladnik napieciowy (12) z rezystorem (11) wlaczonym szeregowo z tyrystorami (10) i obiektem regulowanym (1). Wzmocniony i skorygowany fazowo sygnal uchybu z u- kladu 4 podaje sie na wejscie dodatnie wezla sumacyjnego 5. Na wejscie odejmujace wezla 5 podaje sie sygnal z filtru usredniajacego 8. Róznica tych sygnalów podawana jest na wejscie wzmacniacza 7, który steruje ukladem generacji impulsów 9. Impulsy z ukladu 9 podawane sa do bramki ty¬ rystorów 10z opóznieniemw stosunku do momentu przejscia przez zero napiecia Us, które to napiecie jest w fazie z na¬ pieciem zasilajacym Uz s. Opóznienie to zalezne jest od wartosci sygnalu wyjsciowego wzmacniacza 7. Podanie im¬ pulsu wyzwalajacego na bramke tyrystora powoduje jego przejscie do stanu zwarcia i powstanie w obwodzie zlozonym z szeregowo polaczonych elementów 10,11 i 1 pradupowodu¬ jacego powstawanie spadku napiecia na rezystorze 11. Prze¬ bieg tego napiecia transformowany jest przekladnikiem na¬ pieciowym 12, który pelni funkcje elementu izolujacego. Gdy tyrystory 10 sa zalaczone symetrycznie, wartosc sku¬ teczna przebiegu napieciowego na przekladniku 12 jest równa wartosci skutecznej na jego zaciskach wejsciowych. Sygnal ten poddawany jest prostowaniu w prostowniku 13, a nastepnie, przechodzac pizez kwadrator 14 i filtr usred¬ niajacy 8, ulega przeksztalceniu zgodnie z formula

1. /2 T Uwy = 4'K f^^ld^KJ2 o gdzie: Uwy — napiecie na wyjsciu filtru usredniajacego T — okres przemiennosci sieci zasilajacej K — wspólczynnik proporcjonalnosci i(t) — przebieg napieciowy na przekladniku J — wartosc skuteczna przebiegu i (t) dt — stala106 531