SU922680A1

SU922680A1 - Proportional regulator

Info

Publication number: SU922680A1
Application number: SU782661291A
Authority: SU
Inventors: Леонид Петрович Дмитренко
Original assignee: За витель Л,П. Дмитренко (Sk) ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР
Priority date: 1978-09-06
Filing date: 1978-09-06
Publication date: 1982-04-23

Description

II

Изобретение относитс к автоматике и предназначено в сочетании с различными датчиками сопротивлени , например терморезисторами дл пропорционального регулировани преимущественно температуры за счет изменени напр жени нагрузке.The invention relates to automation and is intended in combination with various resistance sensors, for example, thermistors, for proportional control of predominantly temperature by varying the voltage to the load.

Известен пропорциональный регул тор , содержащий источник питани пульсирующего напр жени , подключенный к нему измерительный делитель напр жени и формирователь импульсов на однопереходном транзисторе 0 .A known proportional regulator contains a pulsating voltage power source, a measuring voltage divider connected to it, and a pulse shaper on a single junction transistor 0.

Такой регул тор обладает узким диапазоном регулировани и недостаточной надежностью работы при управлении индуктивной нагрузкой.Such a regulator has a narrow control range and insufficient reliability of operation when controlling inductive load.

Ближайшим по своей технической сущности вл етс пропорциональный регул тор, содержащий последовательно соединенные источник пульсирующего напр жени , измерительный делитель напр жени , первый формирователь угла отсечки на однопереходномThe closest in technical essence is a proportional regulator containing a series-connected pulse source, a measuring voltage divider, the first cut-off angle generator on a single junction

транзисторе и первый тиристорный коммутатор, а также блок управлени силовым тиристором 2 .the transistor and the first thyristor switch, as well as the power thyristor control unit 2.

Известный регул тор обладает узким диапазоном регулировани выходного напр жени в зависимости от сопротивлени датчика температуры.The known regulator has a narrow range of regulation of the output voltage depending on the resistance of the temperature sensor.

Цель изобретени - расширение диапазона регулировани .The purpose of the invention is to expand the range of regulation.

Дл достижени , этой цели регул тор To achieve this goal, the controller

10 содержит последовательно соединенные интегратор, второй формирователь угла отсечки на однопереходном транзисторе и второй тиристорный коммутатор, к выходу которого подключен вход бло15 ка управлени силовым тиристором, причем вход интегратора св зан с выходом первого тиристорного коммутатора .На фиг. 1 представлена блок-схема . 10 contains a series-connected integrator, a second cut-off angle shaper on a single junction transistor, and a second thyristor switch, the output of which is connected to the power thyristor control block, and the integrator input is connected to the output of the first thyristor switch. 1 is a block diagram.

20 пропорционального регул тора; на фиг. 2 - его принципиальна схема.20 proportional controller; in fig. 2 - its basic scheme.

Регул тор содержит источник 1 пульсирующего напр жени , измеритель3Э ный делитель 2 напр жени , формирователи 3 и 4 угла отсечки, тиристорные коммутаторы 5 и 6, интегратор 7 силовой тиристор 8 и блок 9 управлени силовым тиристором. Принципиальна электрическа схема регул тора включает в себ источ ник пульсирующего выпр мленного напр жени , составленный трансформатором 10, выпр мительным мостом 11, стабилитронами 12 и 13 и резисторами 1 и 15, измерительный делитель напр жени , образованный потенциомет ром 16, к ПОДВИЖНОМУ выводу которого подключена цепочка, состо ща из резисторов 17 и 18 и датчика 19 сопротивлени , например терморезистора, первый формирователь угла отсечки, вклю чающий а себ однопереходный транзистор 20 с RC-контуром 21 и 22 в цепи эмиттера первый тиристорный коммутатор, составленный тиристором 23 с включенными в катодную цепь резистором 2 и конденсатором 25 интегратор, -образаванный диодом 26 и RC-контуром 27, 28 и 29 второй формирователь угла отсечки на транзи торе 30 с RC-контуром 31 и 32 в цепи эмиттера, второй тиристорный коммутатор , образованный тч ристором 33, силовой тиристор (симистор) 3, через который к сети переменного ток подключена нагрузка 35 и блок управлени силовым тиристором, составленный импульснь1м трансформатором 36, конденсатором 37, диодом 38 и резистором 39 резистор kO, диод и резистор 2, Работает регул тор следующим обра зом . 8 случае если контролируема температура в зоне установки термодатми ка 19 (фиг. 2) выше заданной, сопротивление терморезистора 19 меньше , чем при заданной температуре, и, следовательно, падение напр жени на нем ниже порога отпирани одн переходного транзистора 20. Транзистор 20 заперт, и заперты тиристоры 23 и 33 коммутаторов и закрыт силовой симистор 3. Когда, температура в Зине терморезистора 19 уменьшаетс , сопротивление датчика 19 возрастает и, следовательно, увеличиваетс за счет перераспределени напр жени между датчиком и резисторами 17 и 18, с которым датчик образует делитель напр жени , падение напр жени на терморезисторе 19. При 0 равенстве уемпературы в зоне датчика 19 уставке температуры регул тора , задаваемой, потенциометром 16, падение напр жени , на терморезисторе 19 примерно достигает напр жени отпирани однопереходного транзистора 20. До падени напр жени на терморезисторе 19 через резистор 21 зар жаетс конденсатор 22. Литание однопереходного транзистора 20 по базам осуществл етс однопЬлупериодным выпр мленным напр жением, падающим на стабилитроне 12 и резисторе 15, питание же потенциометра 16 и делител напр жени , составленного резисторами 17, t8 и терморезистором 19, осуществл етс непосредственно от стабилитрона 12. Посто нна времени RC-контура 17, 18, 21 и 22 и порог отпирани транзистора 20 первого формировател угла отсечки устанавливаютс .такими, чтобы при незнамитет ьном превышении падени напр жени на терморезисторе 19 над порогом отпирани транзистора 20 начинал периодически отпиратьс в конце каждого периода напр жени питани транзистор 20. При отпирании транзистора 20 на резисторе if О каждый период с частотой сети питани выдел ютс .импульсы разр да конденсатора 22,которые посту пают через диод 41 или дифференцирующий конденсатор на управл ющий электрод тиристора 23 первого коммутатора. Анод этого тиристора подключен к. ста билитрону 12, а в катодную цепь тиристора 23 включен резистор 24 с параллельно подсоединенным конденсатор ом 25. С приходом каждого импульса тиристор 23 отпираетс , а в провалах между однополупериодными импульсами трапецеидальной формы закрываетс . При этом конденсатор 25 шунтирует резистор 24 8 момент прохождени импульсов управлени через диод 41 и промежуток , управл ющий электрод-кат од тирис,тора 3 и тем самым обеспечивает требуемую амплитуду импульса дл надежного отпирани тиристора 23. В случае незначительного превышени падени напр жени на датчике 19 по отношению к порогу отпирани транзистора 20 тиристор 23 .отпираетс в конце импульсов напр жени питани его анодной цепи, а на резисторе 24 выдел ютс импульсы, представл ющие собой окончани трапеций стабилизированного выпр мленного однополупериодного напр жени . Эти импульсы напр жени через резисторы 27v 28 и диод 26 интегрируютс конденсатором 29 интегратора, К конденсатору 29 подключен RC-контур 31 и 32 . второго формировател у ла отсечки. К конденсатору 32 RC-контура подсбедивена через резистор 2 эмиттербаза однопереходного транзистора 30. К резистору k2 подключен управл ющий электрод-катод второго тиристора 33 коммутатора.. Порог срабатывани тран зистора 30 и посто нна времени RCконтура 31 и 32 установлены с таким расчетом, чтобы при равенстве температуры в зоне датчика 19 температуре ( установленной задатчиком 16 регул тора , и отпирании транзистора 20 открытие транзистора 30 и выделение на резисторе k2 импульсов осуществл лось в конце каждого полупериода напр жени питани транзистора 30, верхн база которого подключена через потенциометр 43 к стабилитрону 1 В начале каждого полупериода двухполупериодного выпр мленного тока через ограничительный резистор 39 и диоды 38 и kk блока управлени силсвым симистором зар жаетс конден ;сатор 37 напр жени , выпр мленным I мостом 11. При отпирании тиристора 3 конденсатор 37 разр жаетс через пер вичную обмотку импульсного трансформатора 36 на анодную цепь тирис-:тора , иво вторичной обмотке импульс ного трансформатора формируютс им-, пульсы управлени требуемой амплиту .дЫ и длительности. Эти импульсы подаютс на управл ющий электрод силового симистора З. В случае незначительного снижени температуры в зоне установк1 датчика по отношению к уставке температуры регул тора симистор З открываетс в конце.каждого полупериода, и напр жение на нагрузке 35 невелико. Когда происходит дальнейшее снижение темдературы в зоне терморезистора 19, растет падение напр жени на нем, следовательно, под действием этого напр жени ускор етс процесс зар да конденсатора 22 и несколько раньше отпираетс в течение каждого полупериода напр жени питани тиристора 23 и растет напр жение на конденсаторе 29 интегратора. Под действием напр жени на кондёнсато ,. ре 29 быстрее зар жаетс конденса . тор 32 и раньше отпирают каждый ,полупериод тиристор 33 и симистор ЗА. Возрастает напр жение на нагрузке 35. При определенном минимальном значении сопротивлени резисторов 27 и 28 напр жение на нагрузке 35 может измен тьс при уменьшении температуры в зоне датчика относительно значени температуры, задан ной задатчиком регул тора, на 1°С от нул до максимального значени . При максимальном значении сопротивлени этих резисторов диапазон уменьшени температуры, обеспечивающий изменение выходного напр жени от минимального до максимального значени , возрастает до 8 и более С. На выходе блока управлени силовым тиристором формируютс импульсы уп- . равлени , подаваемые на вход симистора З такой амплитуды и длительности . чтобы обеспечить надежное его отпирание в случае применени индуктивной нагрузки. Значение температуры регулировани задаетс при помощи потенциометра 16,Резистором 17 компенсируетс разброс величины сопротивлени терморезистора ту,а резистором 45.компен- сируетс разброс коэффициента температурного сопротивлени . Применение этих подстроечных резисторов позвол ет настраивать регул тор при исполь зовании в его схеме терморезисторов со значительными отклонени ми от номинала сопротивлени и коэффициента температурного сопротивлени на стандартную шкалу задатчика температуры . Пороги срабатывани транзисторов 20 и 30 устанавливаютс при помощи потенциометров 46 и 43. Диод 44 шунтирует первичную обмотку импульсного трансформатора 36 в момент зар да конденсатора 37 и тем самым исключает форми|эсвание на выходе трансформатора ложных импульсов. Диод 38 исключает вли ние конденсатора 37 на источник пульсирующего напр жени . Поскольку однопереходные транзисторы , используемые в схеме регул тора , характеризуютс высокой стаби51ьностью порога срабатывани при колебани х в широких пределах напр жени питани и температуры окружающей среды, регул тор обладает высокой точностью работы. Схема регул тора характеризуетс простотой и бескрнтактностью, что делает ее высоконадежной в работе. Предлагаемое устройства характеризуетс высокой чувствительностью,The controller contains a source of pulsating voltage 1, a measuring voltage divider 2, a cut-off angle formers 3 and 4, thyristor switches 5 and 6, an integrator 7, a power thyristor 8, and a power thyristor control unit 9. The basic electric circuit of the regulator includes a source of pulsating rectified voltage, composed by transformer 10, rectifying bridge 11, zener diodes 12 and 13, and resistors 1 and 15, measuring voltage divider formed by potentiometer 16, to the MOBILE output of which is connected a chain consisting of resistors 17 and 18 and a resistance sensor 19, for example, a thermistor, the first cut-off angle shaper, including a single junction transistor 20 with an RC circuit 21 and 22 in the emitter circuit; an ory switchboard made up by a thyristor 23 with a resistor 2 and a capacitor 25 included in the cathode circuit; an integrator formed by a diode 26 and an RC circuit 27, 28 and 29; a second cutter of the cut-off angle on the transistor 30 with an RC circuit 31 and 32 in the emitter circuit, the second thyristor switch, formed by the resistor 33, the power thyristor (triac) 3, through which the load 35 and the power thyristor control unit, made up by a pulse transformer 36, a capacitor 37, a diode 38 and a resistor 39, a resistor kO, a diode and a resistor 2, the controller works as follows. If the temperature in the installation zone of thermal sensor 19 (Fig. 2) is higher than the set one, the resistance of the thermistor 19 is lower than at the given temperature, and, therefore, the voltage drop across it is lower than the threshold for unlocking one of the transistor 20. The transistor 20 is locked, and the thyristors 23 and 33 of the switches are locked and the power triac 3 is closed. When the temperature in Zina of the thermistor 19 decreases, the resistance of sensor 19 increases and, consequently, increases due to the redistribution of voltage between the sensor and resistors 17 and 18, with which the sensor forms a voltage divider, the voltage drop across the thermistor 19. When the temperature equals 0 in the sensor 19 zone, the controller temperature setpoint, set by potentiometer 16, the voltage drop, on the thermistor 19, approximately reaches the unlocking voltage of the single junction the transistor 20. Before the voltage drops on the thermistor 19 through the resistor 21, the capacitor 22 is charged. The single-junction transistor 20 is thrown through the bases by a single-cycle rectified voltage, falling on the Zener diode 12 and cutting The device 15, the same power supply of the potentiometer 16 and the voltage divider made up of resistors 17, t8 and thermistor 19, is carried out directly from the Zener diode 12. The time constant of the RC circuit 17, 18, 21 and 22 and the threshold for unlocking the transistor 20 of the first cutter are set so that if it is not known, the voltage drop on the thermistor 19 above the unlocking threshold of the transistor 20 starts periodically unlocking at the end of each period the supply voltage of the transistor 20. When unlocking the transistor 20 on the if resistor Between each power line frequency are allocated .impulsy discharge capacitor 22 which Payuta post via a diode 41 or capacitor differentiator to the control electrode of the thyristor 23 of the first switch. The anode of this thyristor is connected to the st. Stage of the lititron 12, and a resistor 24 is connected to the cathode circuit of the thyristor 23 with a parallel-connected capacitor ohm 25. With the arrival of each pulse, the thyristor 23 is unlocked, and in the dips between trapezoidal waveform pulses. In this case, the capacitor 25 shunts the resistor 24 8 the moment of control pulses passing through the diode 41 and the gap controlling the electrode – cathode detector of the torus 3 and thus provides the required amplitude of the pulse for reliable unlocking of the thyristor 23. In the case of a slight excess voltage drop on the sensor 19 with respect to the threshold for unlocking the transistor 20, the thyristor 23 is turned off at the end of the voltage pulses of the supply voltage of its anode circuit, and on the resistor 24 there are pulses representing the end of the trapezium stabilized p straightening half-wave voltage. These voltage pulses are connected via resistors 27v 28 and diode 26 to integrator capacitor 29, an RC circuit 31 and 32 is connected to capacitor 29. second shaper near la cutoff. The RC circuit capacitor 32 is subconducted through the emitter base resistor 2 of the unijunction transistor 30. The control electrode – cathode of the second thyristor 33 of the switch is connected to the resistor k2. The response threshold of the transistor 30 and the RC time constant 31 and 32 are set so that the temperature in the sensor 19 zone is equal to the temperature (set by the setpoint adjuster 16, and unlocked the transistor 20, the opening of the transistor 30 and the selection of k2 resistors at the end of each half-cycle of the supply voltage The resistor 30, the upper base of which is connected via potentiometer 43 to the Zener diode 1 At the beginning of each half-cycle of the full-wave rectified current through the limiting resistor 39 and the diodes 38 and kk of the triac power control unit, the capacitor 37 is rectified with a voltage rectified by I bridge 11. At unlocking the thyristor 3, the capacitor 37 is discharged through the primary winding of the pulse transformer 36 to the anode circuit of the thyristor; and the secondary winding of the pulse transformer is formed by the pulse amplitude controlling the required amplitude. duration. These pulses are applied to the control electrode of the power triac Z. In the case of a slight decrease in temperature in the sensor's installation zone relative to the setpoint temperature of the regulator, the triac Z opens at the end of each half-period and the voltage at load 35 is small. When a further decrease in temperature in the thermistor 19 zone occurs, the voltage drop across it increases, consequently, under the action of this voltage, the charging process of the capacitor 22 is accelerated and the voltage on the capacitor 23 is slightly unlocked during each half-period and the voltage on the capacitor increases. 29 integrators. Under the influence of tension on the condensato,. The re 29 is charged with faster condensation. The torus 32 and earlier unlock each, the half-cycle thyristor 33 and the triac ZA. The voltage on the load 35 increases. With a certain minimum value of the resistance of the resistors 27 and 28, the voltage on the load 35 can change as the temperature in the sensor zone relative to the temperature set by the regulator controller decreases by 1 ° C from zero to the maximum value. At the maximum value of the resistance of these resistors, the range of temperature reduction, which provides a change in the output voltage from the minimum to the maximum value, increases to 8 or more C. At the output of the power thyristor control unit, impulses are formed. The directions given to the input of the triac are of such amplitude and duration. to ensure reliable unlocking in the case of inductive load. The value of the control temperature is set with the help of a potentiometer 16, Resistor 17 compensates for the variation in the resistance value of the thermistor, and the resistor 45 compensates for the variation in the coefficient of temperature resistance. The use of these trimming resistors allows the regulator to be tuned when using its thermistor resistors in its scheme with significant deviations from the nominal resistance and temperature coefficient of resistance on the standard scale of the setpoint temperature. The response thresholds of the transistors 20 and 30 are set using potentiometers 46 and 43. Diode 44 bypasses the primary winding of the pulse transformer 36 at the moment of charging the capacitor 37 and thereby eliminates the formation of spurious impulses at the output of the transformer. Diode 38 eliminates the effect of capacitor 37 on the source of pulsating voltage. Since the unijunction transistors used in the regulator circuit are characterized by a high stability of the operation threshold at fluctuations in a wide range of supply voltage and ambient temperature, the regulator has a high accuracy of operation. The regulator circuit is characterized by simplicity and contactlessness, which makes it highly reliable in operation. The proposed device is characterized by high sensitivity,

его входное сопротивление может достигать дес тков килоом. Пропорциональный регул тор может найти применение и с другими датчиками сопротивлени , например фоторезистррами,,датчиками s давлени , напр жени ,и т.п., в этом случае устройство обеспечи1т регулирование освещенности, давлени , напр жени и других величинits input resistance can reach tens of kilo. A proportional regulator can be used with other resistance sensors, such as photoresistors, pressure sensors, voltage sensors, etc., in this case the device will provide light control, pressure, voltage and other values

Claims

1. Thyristors, Technical Reference, Ed. VALabuntsova and others. Ed. 2nd M., Energie, 1971, p. 23123, fig. 9-24.

2. Lekorgiye Zh. Managed electric valves and their application, M, Energie, 1971, p. 22, rice, 2 105 (prbtotip).

1