SU1465876A1

SU1465876A1 - Temperature control device

Info

Publication number: SU1465876A1
Application number: SU874296610A
Authority: SU
Inventors: Леонид Петрович Дмитренко
Original assignee: Л.П.Дмитренко
Priority date: 1987-08-18
Filing date: 1987-08-18
Publication date: 1989-03-15

Abstract

Изобретение относитс к автоматике и может быть использовано дл широтно-импульсного регулировани температуры , давлени , уровн сред и т.п. с помощью контактных датчиков соответствующих величин, а также дл включени нагрузки на заданную выдержку времени. Регул тор содержит симистор, через который на:грузка (контактор , нагреватель и т.д.) подключена к шинам сети, первый конденсатор и соединенный с ним последовательно стабилитрон, первый пороговый элемент и RC-контур на его входе. Дл уменьшени мощности, рассеиваемой в цепи управлени , и создани выдержки времени на включение нагрузки введены второй диод, второй пороговый элемент и RC-крнтур на его входе. Первый RC-контур через второй диод подключен параллельно симистору, управл ющий электрод которого через первый пороговый элемент подключен к конденсатору первого RC-контура, 1 з.п.ф-лы, 1 ил. (ЛThe invention relates to automation and can be used for pulse-width control of temperature, pressure, level of media, and the like. using contact sensors of appropriate magnitudes, as well as to turn on the load on a given time delay. The regulator contains a triac through which: a load (contactor, heater, etc.) is connected to the busbars of the network, the first capacitor and a zener diode connected in series with it, the first threshold element and an RC circuit at its input. To reduce the power dissipated in the control circuit and create a time delay for switching on the load, a second diode, a second threshold element, and an RC terminal at its input are introduced. The first RC circuit through the second diode is connected in parallel to the triac, the control electrode of which through the first threshold element is connected to the capacitor of the first RC circuit, 1 hp ff, 1 sig. (L

Description

Изобретение относится к автоматике и предназнаёно для широтно-импульсного регулирования температуры, давления, уровня различных датчиков жид- g костей и материалов при помощи маломощных контактных датчиков, например, температуры, давления и др., ртутных термоконтакторов, герконовых, биметаллических и т.п. 10The invention relates to automation and is intended for pulse-width control of temperature, pressure, level of various sensors for liquids and materials using low-power contact sensors, for example, temperature, pressure, etc., mercury thermal contactors, reed switches, bimetallic, etc. 10

Цель изобретения - снижение мощности рассеивания в цепи управления.The purpose of the invention is the reduction of power dissipation in the control circuit.

На чертеже приведена схема устройства.The drawing shows a diagram of the device.

Устройство содержит симистор 1, и шины сети переменного тока 2 и 3, нагрузку 4 (контактор, электромагнит, электронагреватель и.др.), первый стабилитрон 5, первый конденсатор 6, первый резистор 7, первый диод 8, 20 второй конденсатор 9, первый пороговый элемент 10,выполненный на одноперёходном транзисторе (ОПТ), первый последовательный RC-контур 11, выполненный на резисторе 12 и конденсато- 25 ре 13, второй последовательный RS-контур 14, выполненный на конденсаторе 15 и резисторе 16, второй стабилитрон 17, третий конденсатор 18,второй пороговой элемент 19, третий ре- J0 зистор 20, четвертый резистор 21, пятый резистор 22, второй диод 23, размыкающий контактный датчик 24, замыкающий’ контактный датчик 25, дополнительный резистор 26, дополнитель- 35 ные диоды 27 и 28.The device contains a triac 1, and AC bus 2 and 3, load 4 (contactor, electromagnet, electric heater, etc.), the first zener diode 5, the first capacitor 6, the first resistor 7, the first diode 8, 20, the second capacitor 9, the first a threshold element 10 made on a single-junction transistor (OPT), a first serial RC circuit 11 made on a resistor 12 and a condenser 25 re 13, a second serial RS circuit 14 made on a capacitor 15 and a resistor 16, the second zener diode 17, the third capacitor 18, second threshold element 19, third p - J0 ican 20, the fourth resistor 21, a fifth resistor 22, a second diode 23, normally closed contact sensor 24, make 'contact sensor 25, third resistor 26, 35 nye additional diodes 27 and 28.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При включении устройства в сеть, когда контакты датчика 22 замкнуты, симистор 1 заперт, а нагрузка 4 отключена, и начинается через диод 23, резисторы 16 и 21, контакты 24, цепь управления симистора 1 и нагрузку 4 45 под действием напряжения сети заряд конденсатора 15. Одновременно до падения напряжения на стабилитроне 1-7 через резистор 20 и нагрузку 4 зарядится конденсатор 18. Как только через определенный интервал времени конденсатор 15 зарядится до напряжения отпирания ОПТ 19, последний отпирается, и через его переход эмит• тер-база, резистор 22 на перёход-управняющий электрод симистора 1 раз- . ряжается конденсатор 15. Под действием этого импульса симистор 1 отпирается, и через его переход анод-ка тод, стабилитрон 5, конденсатор 6 и резистор 7 протекает ток. При этом, через анод-катод симистора 1, стабилитрон 5, конденсатор 6 и резистор 7 протекает под действием напряжения сети на шинах 2-3 переменный ток. Этот ток вызывает падение напряжения на стабилитроне 5, которое выпрямляется диодом 8 и конденсатором фильтра 9. Под действием напряжения на конденсаторе 9 через резисторы 12 и 21 периодически заряжается конденсатор 13 до порога отпирания ОПТ 10. После заряда· конденсатора 13, он через ОПТ 10 разряжается на резистор 21 . Поэтому, если контакты 24 замкнуты, под действием импульсов напряжения, выделяемых на резисторе 21 , симистор 1 ' будет удерживаться в открытом состоянии. Симистор удерживается открытым по анодной цепи, когда напряжение сети переменного тока проходит через нуль и в моменты, когда на шине 2 положительный потенциал, за счет поддержания в заряженном состоянии в течение нескольких полупериодов конденсаторов 9 и непрерывного генерирования в течение этого времени с помощью ОПТ 10 импульсов управления симисторов. Частота генерируемых импульсов устанавливается достаточно высокой (свыше 1 кГц), поэтому симистор отпирается в начале каждого полупериода, и в нагрузке выделяется практически максимальная мощность. Поскольку симистор 1 открыт, включается нагрузка 4.When the device is turned on in the network, when the contacts of the sensor 22 are closed, the triac 1 is locked, and the load 4 is disconnected, and starts through the diode 23, resistors 16 and 21, contacts 24, the control circuit of the triac 1 and the load 4 45 under the influence of the mains voltage, the capacitor charge 15 . Simultaneously, before the voltage drop across the zener diode 1-7, the capacitor 18 is charged through the resistor 20 and load 4. As soon as after a certain period of time, the capacitor 15 is charged to the OPT 19 unlock voltage, the latter is unlocked, and through its transition emitter • ter-base, resistor 22 on the feather d-control electrode of the triac 1 time-. capacitor 15 is charged. Under the influence of this pulse, the triac 1 is unlocked, and anode, zener diode 5, capacitor 6, and resistor 7 flow through it. In this case, through the anode-cathode of the triac 1, the zener diode 5, the capacitor 6 and the resistor 7 flows under the influence of the mains voltage on the buses 2-3 alternating current. This current causes a voltage drop across the zener diode 5, which is rectified by the diode 8 and the filter capacitor 9. Under the action of the voltage on the capacitor 9, the capacitor 13 is periodically charged through the resistors 12 and 21 to the unlock threshold OPT 10. After charging the capacitor 13, it is discharged through the OPT 10 to resistor 21. Therefore, if the contacts 24 are closed, under the action of voltage pulses allocated to the resistor 21, the triac 1 'will be kept open. The triac is held open along the anode circuit when the AC voltage passes through zero and at times when the bus 2 has a positive potential, due to maintaining capacitors 9 in a charged state for several half-periods and continuously generating 10 pulses during this time using an OPT control triacs. The frequency of the generated pulses is set high enough (above 1 kHz), so the triac is unlocked at the beginning of each half-cycle, and almost maximum power is released in the load. Since triac 1 is open, load 4 is turned on.

ff

Когда контакты 24 размыкаются, цепь управления симисторов обесточивается, и симистор и нагрузка 4 отключаются · При этом конденсатор 15, как и при включенной нагрузке, не заряжается, так как цепь его заряда разрывается контактами 24. После того как снова замкнутся контакты 24, через заданную выдержку времени, определяемую постоянной времени RC-контура 14, напряжением ОПТ 19 и значением напряжения сети, зарядится до напряжения отпирания ОПТ 10 конденсатор 15,. Снова отпирается ОПТ 19 и симистор I, включая нагрузку 4. Дальнейшая работа регулятора повторяется.When the contacts 24 open, the control circuit of the triacs is de-energized, and the triac and load 4 are disconnected. In this case, the capacitor 15, as with the load on, is not charged, since its charge circuit is broken by the contacts 24. After the contacts 24 are closed again, through the specified the time delay determined by the time constant of the RC circuit 14, the voltage OPT 19 and the value of the mains voltage is charged to the unlock voltage OPT 10 capacitor 15 ,. Again OPT 19 and triac I are unlocked, including load 4. Further operation of the controller is repeated.

При замыкании контактов датчиков 23, цепь управления симистора шунтируется контактами датчика через диод 28, и симистор и нагрузка отключается.When the contacts of the sensors 23 are closed, the control circuit of the triac is bridged by the contacts of the sensor through diode 28, and the triac and load are disconnected.

Через разделительный диод 27 до тех пор, пока замкнуты контакты 25, шунтируется через резистор 26 конденсатор 15, и он не заряжается. После то- $ го как разомкнутся контакты 25, через определенную вьщержку времени снова отпираются ОПТ 19 и симистор 1, включая нагрузку 4.Through the isolation diode 27 until the contacts 25 are closed, the capacitor 15 is shunted through the resistor 26, and it is not being charged. After the contacts 25 open, after a certain delay the OPT 19 and triac 1 are again unlocked, including load 4.

В устройстве в момент размыкания ю или замыкания контактов 24 (25) через них протекает лишь ток заряда или разряда конденсаторов 13 и 15. Это повышает надежность работы контактов датчика, исключая их искрение и 15 повышенный износ. Разделительные диод 27 и 28 исключают взаимное влияние двух RC-цепей и 11 друг на друга. В качестве контактов 24 (25) могут быть применены контакты датчиков тем-20 пературы, выполненных в виде ртутных термоконтакторов, биметаллических реле и т.п., датчиков уровня, давления и др., содержащие герконы и т.п. Задержка на включение нагрузки (ис- 25 полнительного аппарата) 4 позволяет резко уменьшить число срабатываний этого аппарата и за счет последнего повысить надежность работы регулятора. Управление симистора импульсами с 30 большой скважностью позволяет резко уменьшить мощность,.рассеиваемую в цепи управления симистора даже со значительным током отпирания при низких температурах. Схема регулятора характеризуется простотой, в ней используются маломощные контактные выключатели и отсутствуют дополнительные источники питания. Устройство найдет применение в сочета- . нии с датчиками давления, уровня жидких и сыпучих сред и т.п. для стабилизации давления,. уровня среди других величин, а также в качестве элемента задержки в схемах программного управления различной нагрузкой.In the device, at the moment of opening or closing of the contacts 24 (25), only the charge or discharge current of the capacitors 13 and 15 flows through them. This increases the reliability of the sensor contacts, excluding their arcing and 15 increased wear. Separating diodes 27 and 28 exclude the mutual influence of two RC circuits and 11 on each other. As contacts 24 (25), the contacts of temperature sensors can be used, made in the form of mercury thermal contactors, bimetallic relays, etc., level sensors, pressure sensors, etc., containing reed switches, etc. The delay to turn on the load (of the 25 executive device) 4 makes it possible to drastically reduce the number of trips of this device and, due to the latter, increase the reliability of the controller. The control of a triac pulse with 30 high duty cycle can dramatically reduce the power dissipated in the triac control circuit even with a significant unlocking current at low temperatures. The controller circuit is characterized by simplicity, it uses low-power contact switches and there are no additional power sources. The device will find application in combination. nii with pressure sensors, level of liquid and granular media, etc. to stabilize the pressure. level among other quantities, as well as as an element of delay in programmatic control schemes for various loads.

Claims

Claim

1. A device for controlling temperature, comprising a triac, load, first and second capacitors, first and second resistors, a first diode, a first zener diode, a first $$ threshold element with a first serial RC circuit at the input, and an opening contact sensor, with the anode the triac is connected to one of the 'ac mains buses, the other bus is connected to the triac cathode through a load, in parallel with which are connected the first resistor, the first capacitor and the first, zener diode, parallel to the cat The first diode and the second capacitor are connected to the orom, which is characterized in that, in order to reduce the possibility of dissipation in the control circuit, it contains a second threshold element, a second diode, a second zener diode, a second serial RC circuit, a third capacitor, and a third , fourth and fifth resistors, and the output of the first threshold element is connected in parallel with the second capacitor, through which the resistor of the first serial RC circuit is connected to the cathode of the triac connected through the fourth resistor to the control electrode of the triac, which is connected through the opening contact sensor to the capacitors of the first and second consecutive RC circuits, the triac anode through the second diode is connected to the resistor of the second RC circuit in series and to one of the terminals of the third resistor, the other terminal of which is connected to the output of the second threshold element parallel to which the second zener diode and the third capacitor are connected, through which the cathode of the simulator is connected to the output of the second threshold element, the input of which is through the fifth resis Op output connected to the second serial RC-kohtura.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to expand the functionality, it contains a closing contact sensor, an additional resistor, the first and second additional diodes, the additional diodes being connected by anodes to the inputs of the first and second threshold elements and the cathodes are connected through an additional resistor and a closing contact sensor to the capacitor of the first serial RC circuit.