SU962881A1 - Система автоматического регулировани температуры - Google Patents

Description

(5k) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относитс  к автоматич ке и вычислительной технике и может быть применено в тех област х, где необходимо обеспечить управление нагревательными элементами большой мощ ности. Известны изодромные регул торы, которые в системах переменного тока стро тс  на основе электромеханических интегрирующих приводов. В изодро ном регул торе дл  преобразовани  угла поворота выходного вала интегри рующего привода в напр жение, мен ющеес  по амплитуде, устанавливают линейные вращающиес  трансформаторы (ЛВТ). Затем суммируют сигналы интегрального канала и пр мой св зи в виде напр жений, мен ющихс  по ампли туде. В таких системах сигнал paccor ласовани  на выходе датчика в устано вившемс  режиме равен нулю Cl. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой  вл етс  система автоматического регулировани , температуры 2. Системы регулировани  температуры: такого типа имеют р д недостатков. Во-первых, дл  работы широтно-импульс ных преобразователей необходимо сигналы переменного тока преобразовать в посто нный ток с учетом фазы с по- . следующей фильтрацией. Во-вторых, в известных схемах шйротно-и1пульсных преобразователей ширина импульса увеличиваетс  с увеличением сигнала от О до 180°. Однако дл  управлени  тиристором необходимо, чтобы управл ющий импульс при увеличении сигнала измен лс  от 180 до 0°,что требует значительного усложнени  широтно-импульсного преобразовател . Цель изобретени  - повышение точности системы. , Поставленна  цель дости)-аетс . теМ, что в систему автоматического регул ровани  температуры,,содержащую после|довательно соединенные датчик, уси396 литёль пр мой св зи, сумматор, формирователь импульсов, тиристорный усилитель мощности и нагревательный элемент, а также интегрирующий привод , входом подключенный к датчику, введен электромеханический фазовращатель , вход которого св зан с выходом интегрирующего привода, а выход - со вторым входом сумматора. На фиг. 1 изображена блок-схема системы автоматического регулировани  температуры; на фиг. 2,а,б,в векторные диаграммы напр жений на выходе интегрального канала U, усилител  пр мой св зи Сп и сумматора О эпюры напр жений на выходе формировател  импульсов ифи и нагрузке UH дл  различных случаев фазовых сдви гов результирующего вектора управл ющих напр жений Uj; относительно напр жени  сети V... Система регулировани  температуры (фиг. 1) содержит датчик 1 амплитудно-модулированного сигнала, усилитель пр мой св зи 2, интегрирующий привод .3, электромеханический фазовращатель , сумматор 5 формирователь 6 импуль сов, тиристорный усилитель 7 мощности и нагревательный элемент 8. Система регулировани  температуры работает следующим образом. Сигнал рассогласовани  с датчика 1 амплитудно-модулированного сигнала поступает на входы усилител  пр мой св зи 2 и интегрирующего привода 3С выхода фазовращател  , кинематичес ки св занного с интегрирующим приводом , на вход сумматора 5 поступает измен ющеес  по фазе напр жение несущей частоты посто нной амплитуды. На другой вход сумматора 5 поступает йзмен ющ.еес  по амплитуде напр жение с выхода усилител  пр мой св зи. Таким образом (фиг. 2), в системе осуществл етс  суммирование измен ющегос  по фазе напр жени  1) интегрального канала с измен ющимс  по амплитуде напр жением Up канала пр мой св зи. Результирующее напр жение Uj- поступает на вход формировател  6 импульсов Формирователь 6 (например, триггер преобразует результирующее напр жение Or в последовательность посто нных по амплитуде и длительности управл ю щих импульсов иф (фиг. 2), несущей частоты, фазовый сдвиг которых относительно напр жени , питани  тиристоров усилител  7 мощности измен етс  вместе с фазовым сдвигом результирующего напр жени  Ос-. Приход переднего фронта импульса на управл ющий электрод тиристора вызывает его уверенное отпирание в этот момент, независимо от разброса параметров тиристоров. Таким образом, фазовь1й сдвиг результирующего напр жени  определ ет продолжительность открытого состо ни  тиристоров и, соответственно, уровень мощности в нагрузке. Нагрузкой тиристорного усилител  мощности  вл етс  нагревательный элемент 8, который измен ет температуру объекта до заданной . Рассмотрим более подробно схему управлени  тиристорами. Пусть в исходном состо нии, при котором температура объекта соответствует заданному значению, фазовращатель 4 установлен таким образом, что напр жение на его выходе сдвинуто по фазе относительно напр жени  питани  тиристоров усилител  мощности на 90° (фиг. 2а). При отсутствии сигнала рассогласовани  на входе системы напр жение на выходе усилител  пр  мой св зи отсутствует и фазовый сдвиг результирующего напр жени  .0 определ етс  только фазовым сдвигом напр жени  On на выходе фазовращател  k. В этом случае (фиг. 2а) тиристоры усилител  мощности открыты половину периода, т. е. в нагрузке выдел етс  часть максимальной мощности. При изменении температуры t объекта относительно заданной выходе системы регулировани  по вл етс  сигнал рассогласрвани , который вызывает вращение вала интегрирующего привода 3 и, соответственно, поворот фазовращател  в ограниченном диапазоне углов, фазовый сдвиг напр жени  0 на выходе фазовращател  при этом будет мен тьс  относительно начального фазового сдвига в диапазоне 0-180°. Кроме того, при по влении рассогласовани  напр жение с выхода усилител  пр мой св зи поступает на вход сумматора 5 и дополнительно измен ет фазовый сдвиг в соответствии со знаком расстройки. На фиг. 26 и 2в показано, как при одном и том же положении фазовращател  (напр жение 0) сигнал пр мой св зи , измен ющийс  по амплитуде и наход щийс  в фазе (или противофазе) с напр жением сети, управл ет фазовым

сдвигом напр жени  Uj- в зависимости от знака рассогласовани . Одновременно измен етс  фазовый сдвиг импульсов иф|), и измен ютс  напр жение UH и мощность в нагрузке.

Таким образом, введение фазовращател  и интегральный канал, а также формировател  импульсов позвол ет максимально упростить схему управлени  тиристорами,- обеспечив их работу в наиболее выгодном режиме. Сочетание в введенном сумматоре фазового управлени  в интегральном канале с амплитудным управлением в канале пр мой св зи обеспечивает в предлагаемой системе высокую динамическую и статическую точность регулировани  температуры.

Claims (2)

1.Бесекерский В. А.,Попов Е. П. Теори  систем автоматического регулировани . М., Наука. 1966, с. 328330 .

2.Певзнер В. В. Прецизионные регул торы температуры. М., Энерги  1373, с. 25-27 (прототип).

{Jf. i

UH

Ve

/z.-

Vz

trc

ff