SU756374A1

SU756374A1 - Temperature regulator

Info

Publication number: SU756374A1
Application number: SU782626360A
Authority: SU
Inventors: Evgenij Olkhovskij; Nikolaj V Kolomin; Valerij G Romanyuk; Viktor P Grinyuk
Original assignee: Evgenij Olkhovskij; Nikolaj V Kolomin; Valerij G Romanyuk; Viktor P Grinyuk
Priority date: 1978-06-09
Filing date: 1978-06-09
Publication date: 1980-08-15

Description

Изобретение относится к устройствам для регулирования температуры твердых, жидких и газообразных сред с применением мощных электронагревателей и может быть применено в раз- 5 личных отраслях промышленности, где используются электронагревательные установки.The invention relates to devices for controlling the temperature of solid, liquid, and gaseous media using powerful electric heaters and can be applied in various 5 industries where electric heating systems are used.

Известны устройства для регулирования температуры с использованием в качестве исполнительных элементов тиристоров или симисторов £ΐ] .Known devices for controlling the temperature using as actuators thyristors or triacs £ ΐ].

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является регулятор температуры с число-им- 15 пульсным управлением £2] .The closest in technical essence to the proposed one is a temperature controller with a number-pulse control of £ 2].

Указанный регулятор состоит из блокинг-генератора на трансформаторе, выходная обмотка которого через диод и резистор подключена к управ- 20 ляющему электроду и катоду симистора, включенного последовательно в цепь нагрузки. Трансформатор блокинггенераторг; имеет, кроме коллекторной и выходной, обмотку положитель- 25 ной и обмотку отрицательной обратной связи, соединенные через диоды с измерительной диагональю моста. Включение каждой диагонали происходит в зависимости от знака разбаланса ,30 моста, в- одно из плеч которого включен терморезистор. При включении обмотки положительной обратной связи блокинг-генератор вырабатывает непрерывную последовательность импульсов, включающих симистор, -идет нагрев. При достижении заданной температуры изменяется знак разбаланса моста, включается обмотка отрицатель ной обратной связи, серия импульсов прерывается - нагрузка отключена.The specified regulator consists of a blocking generator on a transformer, the output winding of which is connected through a diode and a resistor to the control electrode and the cathode of the triac connected in series to the load circuit. Transformer blocking generator; In addition to the collector and output, it has a positive 25 winding and a negative feedback winding connected through diodes to the measuring diagonal of the bridge. The inclusion of each diagonal occurs depending on the sign of imbalance, 30 of the bridge, in one of the shoulders of which a thermistor is turned on. When the positive feedback winding is turned on, the blocking generator generates a continuous sequence of pulses that include a triac, there is heating. When the set temperature is reached, the sign of the unbalance of the bridge changes, the negative feedback winding is turned on, the series of pulses is interrupted - the load is disconnected.

Чувствительность регулятора определяется Напряжением смещения в прямом направлении диодов, через которые подключены к измерительной диагонали моста обмотки обратной связи. Это напряжение для современных диодов не менее 0,5 В, т.е. регулятор срабатывает при разбалансе моста не менее чем 0,5 В. Повышение чувствительности достигается путем смещения диодов в прямом направлении током дополнительного стабилизированного источника питания, что не всегда удобно и усложняет схему. Кро ме того, при подключении к блокинггенератору трех мощных симисторов, управляющих трехфаэной нагрузкой, резко увеличивается мощность, снимаемая с транзистора блокинг-гене3 ратора в импульсном режиме, что при водит к необходимости увеличения постоянных·составляющих Токов, протекающих по обмоткам обратной связи, а следовательно, и к снижению сопротивлений плеч измерительного моста.The sensitivity of the controller is determined by the bias voltage in the forward direction of the diodes, through which the feedback winding bridge is connected to the measuring diagonal. This voltage for modern diodes is at least 0.5 V, i.e. the regulator is triggered when the bridge is unbalanced by at least 0.5 V. An increase in sensitivity is achieved by shifting the diodes in the forward direction by the current of an additional stabilized power source, which is not always convenient and complicates the circuit. In addition, when three powerful triacs controlling the three-phase load are connected to the blocking generator, the power taken from the blocking generator transistor in the pulse mode increases sharply, which leads to the need to increase the constant components of the Currents flowing through the feedback windings, and therefore , and to reduce the resistance of the shoulders of the measuring bridge.

Последнее обстоятельство вынуждает применять ниэкоомные ( до 10 кОм) термореэисторные датчики. Сопротивление терморезисторов при этом снизу ограничено их собственной мощностью рассеяния, а сверху - величиной тока обмоток обратной связи.The latter circumstance forces the use of non-thermoelectric (up to 10 kOhm) thermistor sensors. The resistance of thermistors in this case is limited below by their own power dissipation, and above - by the magnitude of the current of the feedback windings.

Цель изобретения - расширение области применения регулятора температуры.The purpose of the invention is the expansion of the scope of the temperature controller.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор содержит последовательно соединенные усилитель, триггер Шмидта и связанный с блоком питания ключевой элемент, к выходу которого подключен вход блокинг-генератора, и вход усилителя связан с выходом датчика температуры. 'This goal is achieved in that the controller contains a series-connected amplifier, a Schmidt trigger and a key element connected to the power supply, to the output of which a blocking generator input is connected, and the amplifier input is connected to the output of the temperature sensor. ''

При этом в предлагаемый регулятор, с целью повышения его точности введены регулировочный резистор и связанный с блоком питания стабилизатор напряжения, к одной шине которого подключен усилитель и первый вывод регулировочного резистора, а к другой - триггер Шмидта, вход которого связан со вторым выводом регулировочного резистора.At the same time, in order to increase its accuracy, a regulating resistor and a voltage regulator connected to the power supply are introduced into one controller, the amplifier and the first output of the regulating resistor are connected to one bus, and the Schmidt trigger, the input of which is connected to the second output of the regulating resistor, is connected to the other bus.

На чертеже представлена электрическая схема регулятора температуры .The drawing shows an electrical diagram of a temperature controller.

Регулятор температуры содержит блок питания 1, блокинг-генератор 2 силовые симисторы 3-5, ключевой элемент б/ триггер Шмидта 7, усилитель· и стабилизатор напряжения 9.The temperature controller contains a power supply 1, a blocking generator 2 power triacs 3-5, a key element / Schmidt trigger 7, an amplifier · and a voltage regulator 9.

Блок питания 1 подключен к сети. Блокинг-генератор 2 на транзисторе 10 и ключевой элемент 6 на транзисторах 11, 12 включены на шины блока питания 1. Триггер Шмитта 7 на микросхеме 13 и усилитель 8 на транзисторе 14 с датчиком температуры термореэисторе 15 во входной цепи подключены к шинам блока питания 1 через стабилизатор напряжения 9 на резисторе 16 и стабилитронах 17,18. Вход триггера Шмитта 7 через регулировочный резистор 19 подключен к шине стабилизатора 9.Power supply 1 is connected to the network. The blocking generator 2 on the transistor 10 and the key element 6 on the transistors 11, 12 are connected to the buses of the power supply 1. The Schmitt trigger 7 on the chip 13 and the amplifier 8 on the transistor 14 with a temperature sensor thermistor 15 in the input circuit are connected to the buses of the power supply 1 through voltage stabilizer 9 on the resistor 16 and zener diodes 17.18. The input of the Schmitt trigger 7 through the adjustment resistor 19 is connected to the stabilizer bus 9.

Положим, при включении регулятора .температура объекта ниже заданной, 'потенциал на входе триггера Шмитта таков., что на выходе его единичный сигнал. При этом транзистор 11 закрыт, обмотка 20 положительной обратной связи подключена через резистор 21 к минусу выпрямителя, блокинг-генератЪр вырабатывает серию прямоугольных импульсов длительностью до 200 мкс и частотой 2-3 кГц, которые через выходы 22, 23, 24 управляют тремя симисторами 3-5, включенными, например, в линейные цепи нагрузки 25-27 , которая представляет собой включенные в звезду или треугольник группы трубчатых или иных нагревательных элементов.Suppose, when the controller is turned on. The temperature of the object is lower than the set value, the potential at the input of the Schmitt trigger is such that its output is a single signal. In this case, the transistor 11 is closed, the positive feedback winding 20 is connected through the resistor 21 to the minus of the rectifier, the blocking generator generates a series of rectangular pulses with a duration of up to 200 μs and a frequency of 2-3 kHz, which through the outputs 22, 23, 24 control three triacs 3- 5, included, for example, in linear load circuits 25-27, which is a group of tubular or other heating elements included in a star or triangle.

По мере разогрева объекта сопротивление терморезистора 15 падает, потенциал на входе триггера Шмитта при достижении заданной температуры становится таковым, что триггер Шмитта переходит в состояние нуль, транзистор 11 открывается,обмотка 20 через открытый транзистор 11 подключается к плюсу блока питания блокинг-процесс прекращается, симисторы 3-5 запираются - нагрузка отключена, нагрев прекращается.As the object heats up, the resistance of the thermistor 15 drops, the potential at the input of the Schmitt trigger, when the set temperature is reached, becomes the Schmitt trigger goes to zero, the transistor 11 opens, the winding 20 is connected through the open transistor 11 to the plus of the power supply, the blocking process stops, triacs 3-5 are locked - the load is off, heating stops.

Включение триггера Шмитта и усилителя с терморезистором через параметрический стабилизатор обеспечивает независимость работы триггера Шмитта от колебаний напряжения на выходе выпрямителя, которое может существенно изменяться при включении и отключении нагрузки мощного нагревателя. Мощность управляющей цепи блокинг-генератора при такой схеме регулятора никак не связана с токами, протекающими через терморезистор, при этом могут быть использованы практически любые Отечественные терморезисторы как с возрастающими, так и с падающими характеристиками, отпадает необходимость использования дополнительного источника смещения и тщательного подбора параметров комплектующих, так как за исключением транзистора 14, все элементы работают в ключевом режиме. С помощью предлагаемого регулятора можно управлять нагревателями мощностью до 60 квт (при естественном охлаждении и симисторах ТС160-5) либо до 120 квт при принудительном воздушном охлаждении симисторов. Дифференциал регулятора не превышает 1°С при регулировании температуры в диапазоне до 300°С . Отсутствие контактов при коммутации нагрузки, высокая точность регулятора, возможность применения широкого ряда терморезисторных элементов увеличит сферу применения регулятора, позволит реализовать надежные, долговечные, дешевые и компактные устройства термостатирования.The inclusion of a Schmitt trigger and an amplifier with a thermistor through a parametric stabilizer ensures the independence of the Schmitt trigger from voltage fluctuations at the rectifier output, which can significantly change when the load of a powerful heater is turned on and off. The power of the control circuit of the blocking generator with such a controller circuit is not connected in any way with the currents flowing through the thermistor; in this case, almost any domestic thermistor can be used with either increasing or decreasing characteristics; there is no need to use an additional bias source and carefully select the parameters of the components , since with the exception of transistor 14, all the elements operate in key mode. Using the proposed controller, you can control heaters up to 60 kW (with natural cooling and TC160-5 triacs) or up to 120 kW with forced air cooling of triacs. The differential of the regulator does not exceed 1 ° С when regulating the temperature in the range up to 300 ° С. The absence of contacts during load switching, the high accuracy of the regulator, the possibility of using a wide range of thermistor elements will increase the scope of the regulator, and will allow the implementation of reliable, durable, cheap and compact thermostatic control devices.

Claims

Claim

1. A temperature controller comprising a temperature sensor connected to a power supply unit, a blocking generator, the outputs of which are connected to the control inputs of power triacs, through which the heating elements are connected to the network, characterized in that, in order to solve and expand the scope of the controller, it contains a series-connected amplifier, a Schmitt trigger, and a key element connected to the power supply unit, to the output of which a blocking generator input is connected, and the amplifier input is connected to the output of the temperature sensor. ·

2. The temperature regulator according to claim 1, characterized in that, in order to increase the accuracy of the regulator, it contains an adjustment resistor and a voltage regulator connected to the power supply unit, to which the amplifier and the first output of the adjustment resistor are connected, and the trigger is connected to the other Schmitt, whose input is connected to the second output of the regulating resistor. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR copyright certificate No. 591840, cl. S 05 0 23/19, 1976. θ 2. Scarzhepa V.A., Morozov A.A.

Automation devices on thyristors Kiev. Technique, 1974 (prototype).