RU2090014C1

RU2090014C1 - Electric heater power control device

Info

Publication number: RU2090014C1
Application number: RU95107488A
Authority: RU
Inventors: Б.С. Абезгауз; А.Н. Хрисанов
Original assignee: Производственный кооператив "Элав"
Priority date: 1995-05-15
Filing date: 1995-05-15
Publication date: 1997-09-10
Also published as: RU95107488A

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: device has push-button power setting element and overpower switch. Pushing one button increases power of energized heating elements and pushing other button decreases this power. Push-buttons are connected through resistors to power supply and first button is connected through pulse shaper to input of first NOR gate, second one being connected through NOT gate to second input of OR gate. First input of OR gate is connected to output of NOR gate and its output, to complementing input of binary reversing counter whose reversing input is connected to output of first NOR gate, and initial state setting input is connected to output of initial setting unit. Counter outputs are connected to decoder and those of the latter, to display. In addition, decoder output "0" is connected to second contact of second button, output "5", to second contact of first button, and output "3", to second input of first NOR gate through overpower switch. Device also has heated entity and its temperature sensor, and zero supply voltage detector connected to inputs of second NOR gate, three AND gates whose first inputs are connected to output of second NOR gate and second ones, to counter outputs, first, second, and third heating elements connected to ac power buses through first, second, and third switches, respectively; control input of each switch is connected to respective AND gate output, safety thermal switch placed between ac supply mains and ac supply buses, as well as power supply connected to them. EFFECT: improved reliability of power control. 7 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления бытовыми электронагревательными приборами, преимущественно электронагревателями. The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to control household electric heaters, mainly electric heaters.

Известно устройство для управления режимом работы электрического котла [1] содержащее датчик допустимой температуры с блоком разрешения пользования, управляющий блок, связанный через блок регулирования с двумя датчиками рабочей температуры и через блок аварийного отключения с датчиком аварийной температуры. Управляющий блок выполнен в виде симистора, в цепь управления которым включены последовательно анодные цепи двух тиристоров с цепями управления, блок регулирования выполнен в виде оптрона, входная часть которого параллельно соединена с датчиками рабочей температуры, а исполнительная с цепью управления одного тиристора, а блок аварийного отключения выполнен в виде дополнительного оптрона, входная часть которого параллельно подключена к своему тиристору и датчику аварийной температуры, а исполнительная к цепи управления второго тиристора. Устройство содержит также блок питания. A device is known for controlling the operation mode of an electric boiler [1] comprising an allowable temperature sensor with a use authorization unit, a control unit connected via a control unit to two operating temperature sensors and via an emergency shutdown unit with an emergency temperature sensor. The control unit is made in the form of a triac, in the control circuit of which the anode circuits of two thyristors with control circuits are connected in series, the control unit is made in the form of an optocoupler, the input part of which is connected in parallel with operating temperature sensors, and the executive part with a control circuit of one thyristor, and an emergency shutdown unit made in the form of an additional optocoupler, the input part of which is connected in parallel to its thyristor and emergency temperature sensor, and the executive to the control circuit of the second thyris ora. The device also contains a power supply.

Признаки данного устройства, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения:
блок питания;
электронагревательный элемент;
устройство контроля температуры нагреваемого объекта (воды);
предохранительный термовыключатель (датчик аварийной температуры);
коммутатор, соединенный последовательно с электронагревателем.The signs of this device, coinciding with the essential features of the claimed invention:
Power Supply;
electric heating element;
temperature control device of the heated object (water);
safety thermal switch (emergency temperature sensor);
a switch connected in series with an electric heater.

Недостатками известного устройства являются:
отсутствие защиты от включения электронагревателя при наполнении бака водой, недостаточным для полного покрытия электронагревателей, что приведет к перегреву и перегоранию нагревательных элементов, из-за низкой теплоотдачи; датчик аварийной температуры не успеет сработать, т.к. перегрев частей нагревателей, не соприкасающихся с водой, произойдет с большей скоростью, чем нагрев воды;
невозможность переключения мощности электронагревателей с помощью внешних органов управления в зависимости от потребности в нагретой воде, что при малом расходе воды приводит к ее перегреву мощным нагревателем, рассчитанным на максимальное заполнение бака;
низкая надежность системы защиты от перегрева на основе датчика аварийной температуры, т. к. в случае отказа управляющего блока, срабатывание датчика аварийной температуры может не повлечь отключение электронагревателя, что вызовет его перегрев и сгорание.The disadvantages of the known device are:
lack of protection from turning on the electric heater when the tank is filled with water insufficient to completely cover the electric heaters, which will lead to overheating and burnout of the heating elements due to low heat transfer; the emergency temperature sensor does not have time to work, because overheating of parts of heaters that are not in contact with water will occur at a faster rate than heating water;
the impossibility of switching the power of electric heaters using external controls depending on the need for heated water, which at low water consumption leads to its overheating by a powerful heater, designed for maximum filling of the tank;
low reliability of the overheat protection system based on the emergency temperature sensor, because in the event of a control unit failure, the operation of the emergency temperature sensor may not cause the electric heater to turn off, which will cause it to overheat and burn.

Известен регулятор для управления выходной мощностью нескольких резистивных нагревательных элементов [2] содержащий многопозиционный переключатель, который позволяет включать элементы последовательно и параллельно в сеть переменного тока через коммутатор (симистор), а также схемы для изменения их рабочего цикла в обеих схемах включения и источник питания. A known controller for controlling the output power of several resistive heating elements [2] containing a multi-position switch that allows you to include elements in series and parallel to the AC network through a switch (triac), as well as circuits for changing their duty cycle in both switching circuits and a power source.

Признаки данного устройства, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения:
коммутатор, соединенный последовательно с электронагревательными элементами;
источник питания.The signs of this device, coinciding with the essential features of the claimed invention:
a switch connected in series with electric heating elements;
source of power.

Недостатками известного устройства являются низкая надежность из-за отсутствия системы защиты от перегрева и наличия многопозиционных, сильноточных, механических переключателей, а также большие габариты этих переключателей. The disadvantages of the known device are low reliability due to the lack of an overheat protection system and the presence of multi-position, high-current, mechanical switches, as well as the large dimensions of these switches.

Наиболее близким техническим решением прототипом к заявляемому устройству является регулятор мощности для управления включением мощного нагревательного элемента [3] содержащий кнопочный задатчик мощности резистивного электронагревателя, дешифратор сигналов задатчика, генератор импульсов, устройство индикации задаваемой мощности, синхронизатор, детектор нулевого уровня питающего напряжения, счетчик числа пересечений нулевого уровня питающим напряжением, блок памяти заданной мощности, компаратор, управляющий блок, элемент И, коммутатор, выполненный на симисторе, и включенный последовательно с электронагревателем источник питания и блок начальной установки. Кнопочный задатчик мощности электронагревателя имеет кнопку отключения нагревательного элемента и n кнопок выбора задаваемой мощности. The closest technical solution to the prototype of the claimed device is a power regulator for controlling the turning on of a powerful heating element [3] comprising a push-button power regulator of a resistive electric heater, a decoder signal decoder, a pulse generator, a set power indication device, a synchronizer, a zero voltage detector, an intersection number counter zero level supply voltage, memory unit of a given power, comparator, control unit, AND element, comm ator formed on the triac and connected in series with electric power supply unit and the initial installation. The push-button power heater of the electric heater has a button to turn off the heating element and n buttons for selecting the set power.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого устройства:
кнопочный задатчик мощности;
устройство индикации;
дешифратор;
детектор нулевого уровня питающего напряжения;
блок памяти заданной мощности;
коммутатор, включенный последовательно с электронагревателем;
элемент И, присоединенный к управляющему входу первого коммутатора;
источник питания;
блок начальной установки, соединенный с блоком памяти установки заданной мощности.Signs of the prototype, coinciding with the essential features of the claimed device:
push button power setting;
indication device;
decoder;
detector of zero level of supply voltage;
memory unit of a given power;
a switch connected in series with the electric heater;
And element connected to the control input of the first switch;
source of power;
the initial installation unit connected to the installation memory unit of a predetermined power.

Недостатками устройства-прототипа являются:
наличие множества кнопок для задания необходимого значения мощности электронагревателя (число кнопок равно числу задаваемых значений мощности), что увеличивает габариты и снижает надежность устройства;
большая инерционность электронагревателя при использовании его с малой мощностью, что является причиной большого времени перехода от одного установившегося теплового состояния к другому выбранному пользователем состоянию и создает неудобство для пользователя; это объясняется тем, что габариты электронагревателя, его масса, в том числе и масса защитного кожуха, выбираются из условия максимальной тепловой мощности, выделяемой электронагревателем, и должны быть достаточно велики, чтобы исключить выход электронагревателя из строя; при использовании электронагревателя на малую мощность, его габариты и масса становятся избыточными;
отсутствие защиты электронагревателя от перегрева и, следовательно, его низкая надежность при использовании, например, для нагрева воды: ошибочное включение электронагревателя при отсутствии воды вызовет его перегрев и сгорание; кроме того, включение электронагревателя на большую, чем предусмотрено пользователем, мощность вследствие неисправности регулятора мощности может также привести к выходу электронагревателя из строя, вызванному его перегревом;
использование для нагрева (при малой мощности электронагревателя, заданной потребителем) только части полуволн переменного питающего напряжения вызывает большое циклическое изменение температуры электронагревателя и, следовательно, появление дополнительных переменных механических напряжений материала тепловыделяющего элемента, что снижает его надежность.The disadvantages of the prototype device are:
the presence of many buttons to set the required power value of the electric heater (the number of buttons is equal to the number of set power values), which increases the size and reduces the reliability of the device;
the large inertia of the electric heater when used with low power, which is the reason for the long transition time from one steady state to another state selected by the user and creates inconvenience for the user; this is due to the fact that the dimensions of the electric heater, its mass, including the mass of the protective casing, are selected from the condition of the maximum thermal power emitted by the electric heater, and should be large enough to exclude the failure of the electric heater; when using an electric heater at low power, its dimensions and weight become excessive;
the lack of protection of the electric heater from overheating and, therefore, its low reliability when used, for example, for heating water: erroneous inclusion of the electric heater in the absence of water will cause it to overheat and burn; in addition, turning on the electric heater to a power greater than that provided by the user, due to a malfunction of the power regulator, can also lead to the failure of the electric heater due to overheating;
the use of only part of the half-waves of the alternating supply voltage for heating (at low electric heater power set by the consumer) causes a large cyclic change in the temperature of the electric heater and, therefore, the appearance of additional variable mechanical stresses of the material of the fuel element, which reduces its reliability.

Технический результат, достигаемый предлагаемым устройством, заключается:
в повышении надежности за счет применения в задатчике мощности всего двух кнопок и одного выключателя, введения в устройство управления дублирования системы защиты от перегрева и использования для нагрева электронагревателя всех полуволн питающего напряжения;
в улучшении потребительских качеств электронагревателя при малых значениях мощности, заданных потребителем, благодаря снижению тепловой инерционности электронагревателя за счет введения еще двух коммутаторов, что позволяет использовать три электронагревательных элемента, имеющих меньшую тепловую инерционность, в их номинальном режиме работы;
в уменьшении габаритов устройства за счет уменьшения числа кнопок управления.The technical result achieved by the proposed device is:
to increase reliability by using only two buttons and one switch in the power master, introducing duplication of the overheating protection system into the control device and using all half-waves of supply voltage to heat the electric heater;
to improve the consumer qualities of the electric heater at low power values set by the consumer, due to the decrease in the thermal inertia of the electric heater due to the introduction of two more switches, which allows the use of three electric heating elements having lower thermal inertia in their nominal operating mode;
in reducing the dimensions of the device by reducing the number of control buttons.

Технический результата предлагаемого устройства достигается тем, что в устройство управления мощностью электронагревателя, содержащее кнопочный задатчик мощности с двумя кнопками, индикатор, дешифратор, детектор нулевого уровня питающего напряжения, блок памяти заданной мощности, первый коммутатор, первый элемент И, выход которого присоединен к управляющему входу первого коммутатора, блок начальной установки, соединенный с блоком памяти заданной мощности, источник питания, введены первый и второй резисторы, через которые первая и вторая кнопки задатчика мощности первым контактом присоединены к источнику питания, первый и второй формирователи импульса, подключенные к первым контактам первой и второй кнопок задатчика мощности соответственно, первый элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого формирователя импульса, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, элемент НЕ, соединяющий выход второго формирователя импульса со вторым входом элемента ИЛИ, устройство контроля наличия нагреваемого объекта, устройство контроля температуры нагреваемого объекта, второй элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом детектора нулевого уровня питающего напряжения, второй вход с выходом устройства контроля наличия нагреваемого объекта, третий вход с выходом устройства контроля температуры нагреваемого объекта, а выход с первым входом первого элемента И, второй и третий элементы И, первые входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй и третий коммутаторы, управляющие входы которых подключены к выходам второго и третьего элементов И соответственно, предохранительный термовыключатель, включенный между сетью переменного тока и шинами подвода питания к устройству управления мощностью электронагревателя, выключатель ограничения максимальной мощности электронагревателей, в качестве блока памяти заданной мощности применен двоичный реверсивный счетчик, вход реверса 1 которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, счетный вход с выходом элемента ИЛИ, а выходы соединены со входами дешифратора и соответственно со вторыми входами первого, второго и третьего элементов И, выход "О" дешифратора соединен со вторым контактом второй кнопки задатчика мощности, выход "5" со вторым контактом первой кнопки задатчика мощности, а выход "3" через выключатель ограничения максимальной мощности к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, а индикатор присоединен к выходам дешифратора. The technical result of the proposed device is achieved by the fact that in the power control device of the electric heater, containing a button power controller with two buttons, an indicator, a decoder, a detector of zero voltage supply, a memory unit of a given power, the first switch, the first element And, the output of which is connected to the control input the first switch, the initial installation unit connected to the memory unit of a given power, a power source, the first and second resistors are introduced, through which the first and volts Paradise buttons of the power adjuster with the first contact are connected to the power source, the first and second pulse shapers connected to the first contacts of the first and second buttons of the power adjuster, respectively, the first OR-NOT element, the first input of which is connected to the output of the first pulse shaper, the OR element, the first input which is connected to the output of the first element OR-NOT, the element NOT connecting the output of the second pulse shaper to the second input of the OR element, a device for monitoring the presence of a heated object, a device for for monitoring the temperature of the heated object, the second element OR NOT, the first input of which is connected to the output of the detector of the zero level of the supply voltage, the second input with the output of the device for monitoring the presence of the heated object, the third input with the output of the device for monitoring the temperature of the heated object, and the output with the first input of the first element And, the second and third elements AND, the first inputs of which are connected to the output of the second element OR NOT, the second and third switches, the control inputs of which are connected to the outputs of the second and third elements in And accordingly, a safety thermal switch connected between the AC network and the power supply busbars to the electric heater power control device, the maximum power limiter of electric heaters, a binary reversible counter is used as a memory unit of a given power, the reverse input 1 of which is connected to the output of the first element OR- NOT, the counting input with the output of the OR element, and the outputs are connected to the inputs of the decoder and, respectively, with the second inputs of the first, second and third ele kentov AND, the output "O" of the decoder is connected to the second contact of the second button of the power setter, the output "5" with the second contact of the first button of the power setter, and the output "3" through the maximum power limit switch to the first input of the first element OR-NOT, and the indicator connected to the outputs of the decoder.

Существенными признаками заявляемого устройства, отличительными от прототипа, являются:
первый и второй резисторы, через которые первая и вторая кнопки задатчика мощности своим первым контактом присоединены к источнику питания;
первый и второй формирователи импульса, подключенные к первым контактам первой и второй кнопок задатчика мощности соответственно;
первый элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого формирователя импульса;
элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ;
элемент НЕ, соединяющий выход второго формирователя импульса со вторым входом элемента ИЛИ;
устройство контроля наличия нагреваемого объекта;
устройство контроля температуры нагреваемого объекта;
второй элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом детектора нулевого уровня питающего напряжения, второй вход с выходом устройства наличия нагреваемого объекта, третий вход с выходом устройства контроля температуры нагреваемого объекта, а выход с первым входом первого элемента И;
второй и третий элементы И, первые входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ;
второй и третий коммутаторы, управляющие входы которых подключены к выходам второго и третьего элементов И соответственно;
предохранительный термовыключатель, включенный между сетью переменного тока и шинами подвода питания к устройству управления мощностью электронагревателя;
выключатель ограничения максимальной мощности электронагревателей;
применение в качестве блока памяти заданной мощности двоичного реверсивного счетчика, вход реверса которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, счетный вход с выходом элемента ИЛИ, а выходы соединены со входами дешифратора и соответственно со вторыми входами первого, второго и третьего элементов И;
соединение выхода ")" дешифратора со вторым контактом второй кнопки задатчика мощности, выхода ":" со вторым контактом первой кнопки задатчика мощности, а выхода "#" через выключатель ограничения максимальной мощности к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ;
присоединение индикатора к выходам дешифратора.Salient features of the claimed device, distinctive from the prototype, are:
the first and second resistors through which the first and second buttons of the power setter are connected to the power source by their first contact;
first and second pulse shapers connected to the first contacts of the first and second buttons of the power setter, respectively;
the first OR-NOT element, the first input of which is connected to the output of the first pulse shaper;
an OR element, the first input of which is connected to the output of the first OR-NOT element;
an element NOT connecting the output of the second pulse shaper with the second input of the OR element;
device for monitoring the presence of a heated object;
temperature control device of the heated object;
the second OR-NOT element, the first input of which is connected to the output of the detector of the zero level of the supply voltage, the second input with the output of the device for the presence of the heated object, the third input with the output of the temperature control device of the heated object, and the output with the first input of the first AND element;
the second and third elements AND, the first inputs of which are connected to the output of the second element OR NOT;
the second and third switches, the control inputs of which are connected to the outputs of the second and third AND elements, respectively;
a safety thermal switch connected between the AC network and the power supply busbars to the electric heater power control device;
switch for limiting the maximum power of electric heaters;
the use as a memory unit of a given power of a binary reversible counter, the reverse of which is connected to the output of the first OR-NOT element, the counting input to the output of the OR element, and the outputs are connected to the inputs of the decoder and, accordingly, to the second inputs of the first, second and third AND elements;
connecting the output ")" of the decoder to the second contact of the second button of the power setter, the output ":" with the second contact of the first button of the power setter, and the output "#" through the maximum power limit switch to the first input of the first OR-NOT element;
attaching the indicator to the outputs of the decoder.

Применение вместо одного коммутатора трех коммутаторов позволяет решить задачу уменьшения тепловой инерционности при использовании электронагревателя на малой мощности, за счет использования "элементарных" электронагревательных элементов, имеющих меньшую массу, чем один электронагреватель большей мощности. Таким образом улучшаются потребительские качества электронагревателя. The use of three switches instead of one switch allows to solve the problem of reducing thermal inertia when using an electric heater at low power due to the use of "elementary" electric heating elements having less mass than one electric heater of greater power. Thus, the consumer qualities of the electric heater are improved.

Применение в качестве блока памяти заданной мощности двоичного реверсивного счетчика, подключение его входа реверса к выходу первого элемента ИЛИ-НЕ, счетного входа к выходу элемента ИЛИ, выходов к дешифратору, а также присоединение первого контакта каждой из двух кнопок через резистор к источнику питания, второго контакта первой кнопки с выходом "5" дешифратора, второго контакта второй кнопки с выходом "0" дешифратора, подключение первого контакта первой кнопки через формирователь импульса к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, первого контакта второй кнопки управления через формирователь импульса и элемент НЕ ко второму входу элемента ИЛИ и соединение выхода первого элемента ИЛИ-НЕ с первым входом элемента ИЛИ решает задачу установки заданной мощности электронагревателя с помощью всего двух кнопок. Однократное нажатие первой кнопки вызывает увеличение суммарной мощности включенных электронагревательных элементов на величину, равную мощности первого электронагревательного элемента. Однократное нажатие второй кнопки вызывает уменьшение суммарной мощности включенных электронагревательных элементов на ту же величину. The use of a binary reverse counter as a memory unit for the set power, connecting the reverse input to the output of the first OR-NOT element, counting input to the output of the OR element, outputs to the decoder, as well as attaching the first contact of each of the two buttons through the resistor to the power source, the second the contact of the first button with the decoder output "5", the second contact of the second button with the decoder output "0", connecting the first contact of the first button through the pulse former to the first input of the first OR-NOT element, the first the contact of the second control button through the pulse former and the element NOT to the second input of the OR element and the connection of the output of the first OR-NOT element to the first input of the OR element solves the problem of setting the given power of the electric heater with just two buttons. A single press of the first button causes an increase in the total power of the included electric heating elements by an amount equal to the power of the first electric heating element. A single press of the second button causes a decrease in the total power of the included electric heating elements by the same amount.

Соединение выхода "3" дешифратора со вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ через выключатель позволяет ограничить максимальную мощность электронагревателя, что необходимо для исключения перегрева нагреваемого объекта. Например, в случае использования электронагревателя для нагрева воды в жаркое время года. The connection of the output "3" of the decoder with the second input of the first element OR-NOT through the switch allows you to limit the maximum power of the electric heater, which is necessary to prevent overheating of the heated object. For example, if you use an electric heater to heat water in the hot season.

Таким образом решается задача повышения надежности и уменьшения габаритов устройства за счет уменьшения числа кнопок управления. Thus, the problem of increasing reliability and reducing the size of the device by reducing the number of control buttons is solved.

Введение устройств контроля наличия нагреваемого объекта и его температуры и подключение их вместе с детектором нулевого уровня питающего напряжения ко входам второго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к первым входам трех элементов И, а также включение между сетью переменного тока и шинами подвода питания к устройству предохранительного термовыключателя решает задачу защиты электронагревателя от перегрева, вызванного, например, отсутствием воды в электронагревателе, ее перегревом или выходом из строя устройства управления. The introduction of devices to control the presence of a heated object and its temperature and connect them together with a zero-level detector of the supply voltage to the inputs of the second OR-NOT element, the output of which is connected to the first inputs of the three AND elements, as well as the inclusion between the AC network and the power supply busbars to the device a safety thermal switch solves the problem of protecting the electric heater from overheating caused, for example, by the lack of water in the electric heater, its overheating, or failure of the control device.

На фиг. 1 показана структурная схема управления; на фиг. 2 пример выполнения схемы блока начальной установки 6; на фиг. 3 пример выполнения схемы индикатора 9; на фиг. 4 пример выполнения схемы детектора нулевого уровня питающего напряжения 12; на фиг. 5 временные диаграммы напряжений, иллюстрирующие работу детектора нулевого уровня питающего напряжения 12; на фиг. 6 пример выполнения схемы коммутаторов 17 19; на фиг. 7 пример выполнения термовыключателя. In FIG. 1 shows a control block diagram; in FIG. 2 an example of the execution of the circuit block initial setup 6; in FIG. 3 an example of the implementation of the indicator circuit 9; in FIG. 4 an example of the implementation of the detector circuit of the zero level of the supply voltage 12; in FIG. 5 is a temporary voltage diagram illustrating the operation of the detector of the zero level of the supply voltage 12; in FIG. 6 example of the implementation of the circuit switches 17 19; in FIG. 7 is an example of a thermal switch.

Устройство управления мощностью электронагревателя содержит (фиг. 1) кнопки управления S1 и S2, соединенные с резисторами R1 и R2 соответственно, выключатель ограничения максимальной мощности S3, формирователи импульса 1 и 2, первый элемент ИЛИ-НЕ 3, элемент НЕ 4, элемент ИЛИ 5, блок начальной установки 6, реверсивный счетчик 7, дешифратор 8, индикатор 9, устройство контроля наличия нагреваемого объекта 10, устройство контроля температуры нагреваемого объекта 11, детектор нулевого уровня питающего напряжения 12, второй элемент ИЛИ-НЕ 13, три элемента И 14, 15, 16, три коммутатора 17, 18, 19, три электронагревательных элемента 20, 21, 22, источник питания 23, предохранительный термовыключатель 24. The electric heater power control device comprises (Fig. 1) control buttons S1 and S2 connected to resistors R1 and R2, respectively, a maximum power limit switch S3, pulse shapers 1 and 2, the first element OR NOT 3, element NOT 4, element OR 5 , initial installation unit 6, reversible counter 7, decoder 8, indicator 9, device for monitoring the presence of a heated object 10, device for monitoring the temperature of the heated object 11, zero voltage detector 12, the second element OR NOT 13, three elements AND 14, 1 5, 16, three switches 17, 18, 19, three electric heating elements 20, 21, 22, a power source 23, a safety thermal switch 24.

Кнопки S1 и S2 предназначены для увеличения и уменьшения уставки суммарной мощности электронагревательных элементов соответственно. В частном случае реализации устройства по п. 2 формулы изобретения, когда мощность второго и третьего электронагревательного элемента в два раза превышает мощность первого, однократное нажатие каждой кнопки вызывает соответствующее изменение установки суммарной мощности электронагревательных элементов на величину, равную мощности первого элемента. Buttons S1 and S2 are designed to increase and decrease the setting of the total power of electric heating elements, respectively. In the particular case of the implementation of the device according to claim 2, when the power of the second and third electric heating element is twice the power of the first, a single press of each button causes a corresponding change in the setting of the total power of the electric heating elements by an amount equal to the power of the first element.

Выключатель S3 предназначен для ограничения максимальной мощности электронагревателя, например, равной тройной мощности первого электронагревательного элемента, что необходимо для исключения перегрева нагреваемого объекта, имеющего большую начальную температуру. Например, при использовании электронагревателя для нагрева воды в жаркое время года, когда на вход поступает вода с высокой начальной температурой. The switch S3 is designed to limit the maximum power of the electric heater, for example, equal to the triple power of the first electric heating element, which is necessary to prevent overheating of the heated object having a large initial temperature. For example, when using an electric heater to heat water in the hot season, when water with a high initial temperature enters the inlet.

Формирователи импульса 1 и 2 предназначены для выработки однократного импульса при одном нажатии кнопок S1 или S2, т.е. для предотвращения появления нескольких импульсов, вызванных "дребезгом" контактов. В простейшем случае формирователи могут быть выполнены в виде R-C интегрирующей цепочки. The pulse shapers 1 and 2 are designed to generate a single pulse with a single press of the buttons S1 or S2, i.e. to prevent the appearance of several pulses caused by the "bounce" of contacts. In the simplest case, the shapers can be made in the form of an R-C integrating chain.

Первый элемент ИЛИ-НЕ 3 необходим для инвертирования сигнала "0", поступающего с выхода формирователя импульса 1 при нажатии кнопки S1, а также для исключения прохождения этих импульсов при достижении электронагревателем максимальной мощности, ограниченной путем включения выключателя S3. The first OR-NOT 3 element is necessary to invert the signal "0" coming from the output of the pulse shaper 1 when the S1 button is pressed, as well as to prevent the passage of these pulses when the electric heater reaches its maximum power limited by turning on the S3 switch.

Элемент НЕ 4 необходим для инвертирования сигнала "0", поступающего с формирователя импульса 2, при нажатии кнопки S2. Element NOT 4 is necessary to invert the signal "0" coming from the pulse former 2 when the S2 button is pressed.

Элемент ИЛИ 5 необходим для пропускания на счетчик 7 одного из импульсов, формируемых при нажатии кнопок S1, S2. The OR element 5 is necessary for passing one of the pulses generated by pressing the buttons S1, S2 to the counter 7.

Счетчик 7 предназначен для подсчета числа импульсов, поступающих на его счетный вход C и представления его в двоичном виде. Если нажимается кнопка S1, то импульс поступает не только на счетный вход C, но и несколько раньше на вход реверса ±1, что вызывает увеличение на 1 показаний счетчика 7. При нажатии кнопки S2 на вход реверса ±1 сигнал "1" не поступает и показания счетчика 7 уменьшаются на 1. Counter 7 is designed to count the number of pulses arriving at its counter input C and presenting it in binary form. If the S1 button is pressed, the pulse is supplied not only to the counting input C, but also somewhat earlier to the reverse input ± 1, which causes a 1 increase in the counter 7. When the S2 button is pressed to the ± 1 reverse input, the signal “1” is not received and counter 7 decreases by 1.

Блок начальной установки 6 предназначен для выработки импульса "1", устанавливающего счетчик 7 в нулевое состояние при включении электронагревателя в сеть, а также по желанию пользователя, и может быть выполнен по схеме, изображенной на фиг. 2. The initial installation unit 6 is designed to generate a pulse "1", which sets the counter 7 to zero when the electric heater is turned on, as well as at the request of the user, and can be performed according to the circuit shown in FIG. 2.

Дешифратор 8 предназначен для преобразования двоичного числа включенных электронагревателей в десятичный код. Decoder 8 is designed to convert the binary number of electric heaters turned on in decimal code.

Индикатор 9 необходим для индикации суммарной мощности включенных электронагревательных элементов и может быть выполнен по схеме, изображенной на фиг. 3. Значения мощности электронагревателя 0 5 кВт, установлены при использовании электронагревательных элементов 20, 21, 22 мощностью 1, 2, 2, кВт соответственно. Indicator 9 is necessary to indicate the total power of the included electric heating elements and can be performed according to the circuit shown in FIG. 3. The values of the electric heater power 0 5 kW, set when using electric heating elements 20, 21, 22 with a power of 1, 2, 2, kW, respectively.

Устройство контроля наличия нагреваемого объекта 10 предназначено для выработки сигнала логический "0" в случае полного теплового контакта нагреваемого объекта с электронагревательными элементами. Например, для электроводонагревателя полное покрытие водой электронагревательных элементов может быть обнаружено при достижении давления воды в корпусе некоторого заранее установленного значения. Это необходимо для предотвращения преждевременного включения электронагревательных элементов, не покрытых водой и, следовательно, их перегрева. Устройство контроля давления может быть выполнено в виде мембранного датчика давления, мембрана которого упирается в подпружиненный шток микровыключателя, подключенного к источнику питания 23 так, чтобы при достижении давления воды в электронагревателе заданного значения и срабатывании микровыключателя на выходе его появлялся сигнал логический "0". The device for monitoring the presence of a heated object 10 is designed to generate a logical signal "0" in the case of complete thermal contact of the heated object with electric heating elements. For example, for a water heater, a complete water coverage of the electric heating elements can be detected when the water pressure in the housing reaches a predetermined value. This is necessary to prevent the premature inclusion of electric heating elements not covered by water and, therefore, their overheating. The pressure monitoring device can be made in the form of a membrane pressure sensor, the membrane of which rests on the spring-loaded stem of the microswitch connected to the power source 23 so that when the water pressure in the electric heater reaches the set value and the microswitch is triggered, a logical "0" signal appears at the output.

Устройство контроля температуры нагреваемого объекта 11 предназначено для выработки сигнала логический "0", когда температура нагреваемого объекта не достигла значения, заданного потребителем, и сигнала логическая "1" при превышении этого значения. Устройство контроля температуры нагреваемого объекта 11 может быть выполнено по общеизвестной схеме (в описании не приводится), содержащей датчик температуры (например, терморезистор), включенный в мостовую схему, содержащую потенциометрический задатчик предельной температуры нагреваемого объекта. Мостовая схема присоединена к компаратору, выполненному на операционном усилителе, формирующему выходной сигнал устройства контроля температуры. The temperature control device of the heated object 11 is designed to generate a logical signal “0” when the temperature of the heated object has not reached the value set by the consumer, and the logical signal “1” when this value is exceeded. The temperature control device of the heated object 11 can be performed according to a well-known scheme (not described) containing a temperature sensor (for example, a thermistor) included in a bridge circuit containing a potentiometric limiter for the temperature limit of the heated object. The bridge circuit is connected to a comparator made on an operational amplifier that generates the output signal of the temperature control device.

Детектор нулевого уровня питающего напряжения 12 предназначен для формирования импульсов логический "0" запуска коммутаторов 17, 18, 19 в начале каждого полупериода питающего напряжения и может быть выполнен по схеме, изображенной на фиг. 4. Он содержит делитель напряжения на резисторах R12.1 и R12.2, подключенный к шинам подвода питания переменного тока, ограничитель напряжения на диодах VD 12.1 и VD 12.2, два инвертора DD 12.1 и DD 12.2, схему задержки на интегрирующей цепочке R12.3 C12.1, две дифференцирующие цепочки C12.2 R12.4 и C12.3 R12.5 и элемент ИЛИ-НЕ DD12.3. The detector of the zero level of the supply voltage 12 is designed to generate logical 0 pulses for starting the switches 17, 18, 19 at the beginning of each half-cycle of the supply voltage and can be performed according to the circuit shown in FIG. 4. It contains a voltage divider on resistors R12.1 and R12.2 connected to the AC power supply busbars, a voltage limiter on diodes VD 12.1 and VD 12.2, two inverters DD 12.1 and DD 12.2, a delay circuit on the integrating circuit R12.3 C12.1, two differentiating chains C12.2 R12.4 and C12.3 R12.5 and the element OR NOT DD12.3.

Работа детектора 12 иллюстрируется временными диаграммами напряжений, измеренных относительно фазы "0" питающей сети и изображенных на фиг. 5. Переменное напряжение, снимаемое с делителя напряжения R12.1 и R12.2 (фиг. 5, a), ограничивается до величин U_огр1 и U_огр2 с помощью диодов VD12.1 и VD12.2. При достижении этим напряжением порога U_пор срабатывания инвертора DD12.1, напряжение на его выходе (см. фиг. 5, б) изменяется скачком. Однако фронты импульсов, генерируемых инвертором DD12.1 и отмеченные на фиг. 5,б двумя штрихами, приходятся на окончание предыдущего полупериода питающего напряжения, а не на начало последующего. Поэтому такие фронты после задержки на интегрирующей цепочке R12.3 C12.1 (фиг. 5, в), инвертирования на элементе DD12.2 (фиг. 5, г) и дифференцирования на дифференцирующей цепочке C12.3 R12.5 порождают импульсы в начале следующего полупериода (фиг. 5, е). Фронты импульсов, генерируемых инвертором DD 12.1, приходящиеся на начало полупериода (отмечены одним штрихом на фиг. 5, б), дифференцируются цепочкой C12.2 R12.4 (фиг. 5, д). Импульсы с дифференцирующих цепочек C12.3 R12.5 и C12.2 R12.4 складываются на элементе ИЛИ-НЕ DD12.3 (фиг. 5, ж).The operation of detector 12 is illustrated by timing diagrams of voltages measured with respect to phase "0" of the supply network and shown in FIG. 5. The alternating voltage taken from the voltage divider R12.1 and R12.2 (Fig. 5a) is limited to the values of U _ogp1 and U _ogp2 with the help of diodes VD12.1 and VD12.2. When this voltage reaches the threshold U of _the operation _{pores of} the inverter DD12.1, the voltage at its output (see Fig. 5, b) changes abruptly. However, the edges of the pulses generated by the inverter DD12.1 and marked in FIG. 5b with two strokes, at the end of the previous half-cycle of the supply voltage, and not at the beginning of the next. Therefore, such fronts after a delay on the integrating chain R12.3 C12.1 (Fig. 5, c), inversion on the element DD12.2 (Fig. 5, d) and differentiation on the differentiating chain C12.3 R12.5 generate pulses at the beginning the next half period (Fig. 5, e). The fronts of pulses generated by the inverter DD 12.1, falling at the beginning of the half-cycle (marked with a single stroke in Fig. 5b), are differentiated by the chain C12.2 R12.4 (Fig. 5d). The pulses from the differentiating chains C12.3 R12.5 and C12.2 R12.4 are added to the OR-NOT DD12.3 element (Fig. 5g).

Второй элемент ИЛИ-НЕ 13 предназначен для пропускания импульсов логический "0", генерируемых детектором нулевого уровня питающего напряжения 12 и их инвертирования при условии поступления на другие входы сигналов логический "0" с устройств контроля наличия нагреваемого объекта и его температуры 10 и 11. The second element OR-NOT 13 is designed to pass logical 0 pulses generated by the detector of the zero level of the supply voltage 12 and invert them provided that the logical 0 signals are received at other inputs from the devices for monitoring the presence of the heated object and its temperature 10 and 11.

Элементы И 14, 15, 16 необходимы для пропускания импульсов запуска на коммутаторы, соответствующие числу подключаемых электронагревательных элементов, определяемому двоичным кодом на выходе счетчика 7. Elements And 14, 15, 16 are necessary for transmitting start pulses to the switches corresponding to the number of connected electric heating elements, determined by the binary code at the output of the counter 7.

Коммутаторы 17, 18, 19 предназначены для подключения к шинам питания переменного тока электронагревательных элементов 20, 21, 22 и могут быть выполнены по схеме, изображенной на фиг. 6. Коммутатор представляет собой симистор VS, анод которого соединен с первой шиной питания переменного тока, а катод с первым выводом нагревательного элемента, второй вывод которого соединен со второй шиной переменного тока. Управляющий электрод симистора VS подключен к усилителю мощности на составном транзисторе VT1, VT2, а именно: к точке соединения последовательно включенных резисторов R3, R4. Амплитуда выходных импульсов составного транзистора VT1, VT2 делится на этом делителе до величины, необходимой для включения симистора по управляющему электроду. The switches 17, 18, 19 are designed to connect electric heating elements 20, 21, 22 to the AC busbars and can be made according to the circuit depicted in FIG. 6. The switch is a triac VS, the anode of which is connected to the first AC power bus, and the cathode with the first output of the heating element, the second output of which is connected to the second AC bus. The control electrode of the triac VS is connected to a power amplifier on a composite transistor VT1, VT2, namely: to the connection point of the series-connected resistors R3, R4. The amplitude of the output pulses of the composite transistor VT1, VT2 is divided on this divider to the value necessary to turn on the triac by the control electrode.

Источник питания предназначен для питания электронных схем устройства управления электронагревателя. The power source is designed to power electronic circuits of the electric heater control device.

Предохранительный термовыключатель 24 предназначен для защиты электронагревателя от перегрева в случае отказа устройства управления, сопровождающегося перегревом электронагревательных элементов. Содержит два одинаковых термовыключателя, подключаемых к соответствующему проводу сетевого питания, пример выполнения одного из которых изображен на фиг. 7. Он содержит первый 25 и второй 26 контакты с вертикальным выводами, опирающиеся на теплопроводную и электрически изолирующую пластину 27, выполненную, например, из слюды, третий контакт 28, припаянный посредством плавкого вещества 29 внахлест к первым двум контактам 25, 26, причем температура плавления плавкого вещества 29 равна необходимой температуре отключения электронагревателя, цилиндрическую пружину 30, первым концом присоединенную к третьему контакту 28, а вторым концом к вертикальному выводу контакта 26, корпус 31, дно корпуса 32, выполненное из теплопроводного материала, причем пластина 27 зажата между дном 32 и корпусом 31, а вертикальная перегородка корпуса 31 прижимает первый неподвижный контакт 25 к пластине 27. Safety thermal switch 24 is designed to protect the heater from overheating in the event of a control device failure, accompanied by overheating of the electric heating elements. It contains two identical thermal switches connected to the corresponding power supply wire, an example of one of which is shown in FIG. 7. It contains the first 25 and second 26 contacts with vertical leads resting on a heat-conducting and electrically insulating plate 27 made, for example, of mica, a third contact 28 soldered by fusible material 29 lapped to the first two contacts 25, 26, and the temperature the melting point of the fusible substance 29 is equal to the required shutdown temperature of the electric heater, a cylindrical spring 30, the first end connected to the third contact 28, and the second end to the vertical output of the contact 26, the housing 31, the bottom of the housing 32, made e of thermally conductive material, the plate 27 is clamped between the bottom 32 and the housing 31, and the vertical partition body 31 presses the first stationary contact 25 to plate 27.

Предохранительный термовыключатель крепится с возможностью теплового контакта между дном 32 и крышкой корпуса электронагревателя, на которой крепятся электронагревательные элементы (на фиг. 7 не показаны). The safety thermal switch is mounted with the possibility of thermal contact between the bottom 32 and the lid of the electric heater body, on which the electric heating elements are attached (not shown in Fig. 7).

После включения электронагревателя в сеть переменного тока и подачи на блок начальной установки 6 (см. фиг. 2) напряжения питания с источника питания 23 дифференцирующая цепочка C6.1 R6.2 формирует импульс, поступающий на вход PE установки нулевого состояния счетчика 7 (см. фиг. 1). Этот счетчик устанавливается в нулевое состояние и на его выходах 1, 2, 4 возникают сигналы логический "0", которые поступают на элементы И 14, 15, 16 и исключают срабатывание коммутаторов 17, 18, 19 и, следовательно, включение электронагревательных элементов 20, 21, 22. Нулевое состояние счетчика 8 вызывает появление на выходе "0" дешифратора 8 состояния логическая "1" (остальные выходы дешифратора 8 находятся в состоянии логический "0") и свечение светодиода "0 кВт" индикатора 9 (см. фиг. 3), остальные светодиоды погашены. After the electric heater is turned on to the alternating current main and supplied to the initial installation unit 6 (see Fig. 2) the supply voltage from the power source 23, the differentiating circuit C6.1 R6.2 generates a pulse supplied to the PE input of the zero state of the counter 7 (see Fig. 1). This counter is set to zero and at its outputs 1, 2, 4 there are logical "0" signals that are fed to the AND elements 14, 15, 16 and exclude the operation of the switches 17, 18, 19 and, therefore, the inclusion of electric heating elements 20, 21, 22. The zero state of counter 8 causes a logical “1” state to appear at the output “0” of the decoder 8 (the remaining outputs of the decoder 8 are in the logical “0” state) and the LED “0 kW” of the indicator 9 glows (see Fig. 3 ), the remaining LEDs are off.

На верхние выводы резисторов R1 и R2 (см. фиг. 1) подано напряжение логическая "1" с источника питания 23. На нижний вывод кнопки S1 поступает сигнал логический "0" с выхода "5" дешифратора 8, а на нижний вывод кнопки S2 подается сигнал логическая "1" с выхода "0" дешифратора 8. Следовательно, при нулевом состоянии счетчика 7 изменять его состояние будет только нажатие кнопки S1 (увеличение уставки суммарной мощности включенных электронагревательных элементов). Logic voltage "1" is supplied to the upper terminals of resistors R1 and R2 (see Fig. 1) from the power source 23. Logic signal "0" is supplied to the lower terminal of the button S1 from the output "5" of the decoder 8, and to the lower terminal of the button S2 a logical signal “1” is output from the output “0” of the decoder 8. Therefore, when the counter 7 is in a zero state, only pressing the S1 button will change its state (increasing the total power setting of the switched on electric heating elements).

Для включения электронагревательного элемента 20 необходимо (но недостаточно) один раз нажать кнопку S1, что вызовет появление однократного импульса логический "0" на выходе формирователя импульса 1 и, следовательно, импульса логическая "1" на выходе первого элемента ИЛИ-НЕ 3. Этот импульс поступает на вход реверса ±1 счетчика 7 и через элемент ИЛИ 5 на счетный вход C (на второй вход элемента ИЛИ 5 поступает сигнал логический "0" с выхода элемента НЕ 4). В результате к двоичному числу, находящемуся в счетчике (в нашем случае 0) добавляется 1. На выходе 1 счетчика 7 появляется сигнал логическая "1" (на остальных выходах сигналы логический "0"), поступающий на дешифратор 8, на выходе 1 которого также появляется сигнал логическая "1", что вызывает свечение светодиода "1 кВт" индикатора 9 (см. фиг. 3) (остальные светодиоды погашены). С выхода 1 счетчика 7 сигнал логическая "1" поступает на второй вход элемента И 14. Коммутатор 17 включит электронагревательный элемент 20 при поступлении запускающих импульсов логическая "1" с выхода элемента И 14. Возникновение этих импульсов обеспечивает детектор нулевого уровня питающего напряжения 12, формирующий импульсы логический "0", следующие с частотой, равной удвоенной частоте сети переменного тока. Импульсы логический "0" с детектора нулевого уровня питающего напряжения 12 поступают на первый вход второго элемента ИЛИ-НЕ 13 и им инвертируются только в случае появления сигнала логический "0" на выходах устройств контроля наличия нагреваемого объекта 10 и его температуры 11. Сигнал логический "0" появляется на выходе устройства контроля наличия нагреваемого объекта 10 при полном тепловом контакте последнего с электронагревательными элементами, например, для электронагревателя при полном заполнении корпуса водой, а на выходе устройства контроля температуры нагреваемого объекта 11 в случае, если температура объекта меньше заданной величины. To turn on the electric heating element 20, it is necessary (but not sufficient) to press the S1 button once, which will cause the appearance of a single pulse logical “0” at the output of pulse former 1 and, therefore, logical “1” at the output of the first element OR NOT 3. This pulse arrives at the reverse input ± 1 of counter 7 and through the OR element 5 to the counting input C (the logical “0” signal from the output of the NOT 4 element is received at the second input of the OR element 5). As a result, 1 is added to the binary number in the counter (in our case 0) 1. At the output 1 of the counter 7, the logical signal “1” appears (at the other outputs, the logic signal is “0”), which goes to the decoder 8, at the output 1 of which a logical signal “1” appears, which causes the “1 kW” LED of indicator 9 to glow (see Fig. 3) (the remaining LEDs are off). From the output 1 of counter 7, a logical “1” signal is supplied to the second input of the And 14. element. The switch 17 will turn on the electric heating element 20 when the triggering pulses arrive; the logical “1” from the output of the And element 14. The appearance of these pulses provides a zero-level detector of the supply voltage 12, which generates logical pulses "0", following with a frequency equal to twice the frequency of the AC network. The logical impulses "0" from the detector of the zero level of the supply voltage 12 are supplied to the first input of the second element OR NOT 13 and are inverted only if a logical "0" signal appears at the outputs of the control devices for the presence of the heated object 10 and its temperature 11. The logical signal 0 "appears at the output of the device for monitoring the presence of a heated object 10 with full thermal contact of the latter with electric heating elements, for example, for an electric heater when the housing is completely filled with water, and at the output of the device temperature control of the heated object 11 in case the temperature of the object is less than a predetermined value.

Например, для электроводонагревателя электронагревательный элемент 20 будет включен в сеть переменного тока, когда электроводонагреватель будет заполнен холодной водой. После нагрева воды до заданной температуры срабатывает устройство контроля температуры нагреваемого объекта 11 и на его выходе появляется сигнал логическая "1". Поступление запускающих импульсов на коммутатор 17 прекращается и электронагревательный элемент 20 отключается. For example, for an electric heater, the electric heater 20 will be plugged into the AC power when the electric heater is filled with cold water. After heating the water to a predetermined temperature, the temperature control device of the heated object 11 is triggered and a logical "1" signal appears at its output. The receipt of the triggering pulses on the switch 17 is stopped and the electric heating element 20 is turned off.

Если мощности электронагревательного элемента 20 недостаточно для поддержания заданной температуры нагреваемого объекта, то путем нажатия кнопки S1 еще один раз можно отключить электронагревательный элемент 20 и включить более мощный электронагревательный элемент 21 (в примере реализации устройства мощность этого элемента составляет 2 кВт). При этом на выходе 2 счетчика 7 появляется сигнал логическая "1" (на остальных выходах логический "0"), и такой же сигнал на выходе 2 дешифратора 8 (на остальных выходах логический "0"). В результате этого коммутатор 17 отключается, а коммутатор 18 включает в сеть более мощный электронагревательный элемент 21. If the power of the electric heating element 20 is not enough to maintain the desired temperature of the heated object, then by pressing the button S1 one more time you can turn off the electric heating element 20 and turn on the more powerful electric heating element 21 (in the example of the device, the power of this element is 2 kW). At the same time, at the output 2 of counter 7, a logical signal “1” appears (at the other outputs, a logical “0”), and the same signal at output 2 of the decoder 8 (at the other outputs, a logical “0”). As a result of this, the switch 17 is turned off, and the switch 18 includes a more powerful electric heating element 21 in the network.

Последующие нажатия кнопки S1 позволяют включать электронагревательные элементы в различных сочетаниях, обеспечивая большую суммарную мощность электронагревательных элементов. В таблице приведено соответствие между числом нажатий кнопки S1, номерами включенных электронагревательных элементов и их суммарной мощностью (при невключенном выключателе S3). Subsequent pressings of the S1 button allow you to turn on the electric heating elements in various combinations, providing a large total power of the electric heating elements. The table shows the correspondence between the number of times the S1 button is pressed, the numbers of the electric heating elements turned on and their total power (with the S3 switch not turned on).

После пятикратного нажатия кнопки S1 на выходе 5 дешифратора устанавливается состояние логическая "1", поступающая на нижний вывод кнопки S1, что исключает срабатывание счетчика 7 при последующих нажатиях этой кнопки. При включении выключателя S3 сигнал логическая "1" появляется на входе первого элемента ИЛИ-НЕ 3 после трехкратного нажатия кнопки S1, что исключает изменение состояния счетчика 7 при последующих нажатиях кнопки S1 и, следовательно, включение электронагревательных элементов на суммарную мощность, превышающую 3 кВт. After five times pressing the button S1 at the output 5 of the decoder, the logical state “1” is set, which goes to the lower output of the button S1, which excludes the operation of the counter 7 upon subsequent presses of this button. When the S3 switch is turned on, a logical "1" signal appears at the input of the first OR-NOT 3 element after pressing the S1 button three times, which eliminates the change in the state of the counter 7 upon subsequent pressing of the S1 button and, therefore, the inclusion of electric heating elements for a total power exceeding 3 kW.

С помощью кнопки S2 можно уменьшать суммарную мощность включенных электронагревательных элементов. Нажатие кнопки S2 оказывает действие на счетчик 7 при исчезновении с выхода "0" дешифратора 8 сигнала логическая "1", т.е. при уставке мощности отличной от 0. При однократном нажатии кнопки S2 на выходе формирователя импульса 2 появляется импульс логический "0", который инвертируется элементом НЕ 4 и через элемент ИЛИ 5 поступает на счетный вход C счетчика 7. Так как на вход реверса ±1 этого счетчика сигнал логическая "1" не поступает (кнопка S1 не нажата), то из числа, хранящегося в счетчике, будет вычтена 1, что приведет к уменьшению суммарной мощности включенных электронагревательных элементов (в примере реализации устройства на 1 кВт). Using the S2 button, the total power of the switched on electric heating elements can be reduced. Pressing the button S2 has an effect on the counter 7 when the signal "1" disappears from the output "0" of the decoder 8, i.e. when the power setting is other than 0. When the S2 button is pressed once, the pulse "0" appears at the output of the pulse shaper 2, which is inverted by the element NOT 4 and through the element OR 5 it goes to the counter input C of counter 7. Since the reverse input is ± 1 of this Logic signal "1" does not arrive at the counter (the S1 button is not pressed), then 1 will be subtracted from the number stored in the counter, which will lead to a decrease in the total power of the included electric heating elements (in the example of the device implementation by 1 kW).

В случае отказа устройства управления, приводящего к перегреву электронагревателя, расплавляется плавкое вещество 29 предохранительного термовыключателя 24 (см. фиг. 7) и под действием пружины 30 происходит отрыв контакта 28 от контактов 25 и 26. Происходит разрыв электрической цепи в каждой из двух шин питания электронагревателя и последний отключается, что предотвращает его возгорание. In the event of a control device failure leading to overheating of the electric heater, the fusible substance 29 of the safety thermal switch 24 melts (see Fig. 7) and, under the action of the spring 30, contact 28 is disconnected from contacts 25 and 26. An electric circuit breaks in each of the two power buses electric heater and the latter is turned off, which prevents its ignition.

Claims

A power control device for an electric heater, comprising a two-button push-button power controller, an indicator, a decoder, a zero-voltage detector connected to AC power buses, a memory unit of a given power, the first switch, the first AND element, the output of which is connected to the control input of the first switch , an initial installation unit connected to a memory unit of a given power, a power source, characterized in that the first and second resistors are introduced into it, through which the first and the second buttons of the power adjuster with the first contact are connected to the power source, the first and second pulse shapers connected to the first contacts of the first and second buttons of the power adjuster, respectively, the first element OR NOT, the first input of which is connected to the output of the first pulse shaper, the OR element, the first input of which connected to the output of the first element OR NOT, the element NOT connecting the output of the second pulse shaper to the second input of the OR element, a device for monitoring the presence of a heated object, a device temperature control of the heated object, the second element OR NOT, the first input of which is connected to the output of the detector of the zero level of the supply voltage, the second input with the output of the device for monitoring the presence of the heated object, the third input with the output of the temperature control device of the heated object, and the output with the first input of the first AND element , the second and third elements AND, the first inputs of which are connected to the output of the second element OR NOT, the second and third switches, the control inputs of which are connected to the outputs of the second and third elements And, accordingly, a safety thermal switch connected between the AC mains and the busbars for supplying power to the electric heater power control device, a switch for limiting the maximum power of the electric heater, a binary reversible counter is used as a memory unit of a given power, the reverse input of which is ± 1 connected to the output of the first element OR NOT, a counting input with the output of the OR element, and outputs with the inputs of the decoder and, respectively, with the second inputs of the first, second and third elements AND, Exit "0" of the decoder is connected to the second contact of the second set point power button, the output "5" from the second contact of the first button setpoint power, and an output of "3" through maximum power limit switch with a second input of the first OR NOT indicator coupled to the outputs of the decoder.