Многоканальное устройство для регулирования температуры электронагревателей

 

Изобретение относится к области производства машин и текстурирования синтетических нитей, а именно - к многоканальным системам регулирования температуры электронагревателей, используемых для нагрева движущейся нити. Изобретение решает техническую задачу повышения точности поддержания температуры электронагревателей в переходном режиме и их автоматического отключения при перегреве. Сущность изобретения: устройство включает многоканальный регулятор с задатчиком температуры основной группы каналов регулирования, входами по числу каналов регулирования и выходными каскадами на транзисторах, датчики температуры электронагревателей, оптотиристоры, разделительные диоды, широтно-импульсный модулятор, содержащий формирователь импульсов, делитель частоты, модуляторы с задатчиками модуляции, ключевые элементы. Многоканальное устройство снабжено дополнительной группой каналов регулирования с задатчиком температуры и выходными каскадами на транзисторах. 1 ил.

Изобретение относится к производству машин для вытягивания и текстурирования синтетических нитей, а именно к многоканальным системам регулирования температуры электронагревателей, используемых для нагрева движущейся нити на указанных машинах.

Цель изобретения повышение точности поддержания температуры электронагревателей в переходном режиме и автоматическое отключение их при перегреве.

На чертеже представлена структурная схема многоканального устройства.

Многоканальное устройство для регулирования температуры электронагревателей 1 содержит многоканальный регулятор 2, имеющий основную группу каналов регулирования с задатчиком 3. Число входов 4 многоканального регулятора 2 соответствует числу каналов регулирования. Входы 4 соединены с датчиками температуры 5 соответствующих электронагревателей, включенных в цепь питания через встречно-параллельные оптотиристоры 6.

Выходные каскады многоканального регулятора 2 выполнены в виде транзисторных ключей 7, число которых равно числу датчиков температуры нагревателей 5. Выходные каскады первыми электродами ключей соединены через соответствующие пары последовательно соединенных управляющих элементов 8 оптотиристоров 6 с одним из выводов 9 источника питания 10. Устройство содержит также широтно-импульсный модулятор 11, выполненный в виде последовательно соединенных формирователя импульсов 12, делителя частоты 13, двух независимых модуляторов 14 и 15 с задатчиками модуляции 16 и 17 и двух ключевых элементов 18 и 19 соответственно. Вход 20 формирователя импульсов 12 широтно-импульсного модулятора 11, являющийся его синхроводом, соединен с питающей сетью. Управляющий вход 21 ключевого элемента 18 связан с объединенными между собой вторыми электродами транзисторных ключей 7, а объединенные выходы 22 ключевых элементов 18 и 19 соединены с другим выводом 23 источника питания 10.

Многоканальный регулятор 2 снабжен дополнительной группой каналов регулирования с задатчиком температуры 24 и транзисторными ключами 25 по числу датчиков температуры нагревателей, выполненных аналогично каналам основной группы, а каждый канал регулятора имеет дополнительный выход, выполненный в виде дополнительного транзисторного ключа 25, включенного посредством первого электрода последовательно с разделительным диодом 26 в цепь управления соответствующего оптотиристора. Объединенные вторые электроды дополнительных транзисторных ключей 25 связаны с управляющим входом 27 ключевого элемента 19. Электронагреватели 1 подключены к питающей сети через выключатель 28.

Работа устройства осуществляется образом.

Перед началом работы задатчик модуляции 16 выставляют на верхний уровень модуляции напряжения питания электронагревателей 1 ("мало"), а задатчик 17 на нижний уровень ("много"). Задатчик температуры 3 основной группы регулирования многоканального регулятора 2 устанавливают на заданную температуру нагрева синтетических нитей t_o. Задатчик температуры 24 дополнительной группы каналов регулирования многоканального регулятора 2 устанавливают на верхний допустимый предел температуры, который равен температуре нагрева нитей плюс допустимое отклонение на превышение температуры от заданного значения t_o + Δt для синтетических нитей, например Δt 1 + 3^oC. Затем с помощью выключателя 28 подают сетевое напряжение питания на электродвигатели 1 и широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 11.

В процессе разогрева электронагревателей 1 все транзисторные ключи 7 находятся во включенном состоянии, при этом ток управления оптотиристорами 6 модулирован по верхнему уровню напряжения и проходит от "плюса" 9 источника питания 10 через управляющие элементы 8 на транзисторные ключи 7 и через ключевой элемент 18 верхнего уровня ШИМ на "минус" источника питания 10. В этом случае через оптотиристоры 6 и электронагреватели 1 проходит ток верхнего уровня. Когда температура какого-либо электронагревателя 1 достигает заданного на задатчик 3 основной группы каналов регулирования многоканального регулятора 2 значения, датчик 5 соответствующего канала регулирования температуры подает сигнал выключения на транзисторный ключ 7, при этом ток верхнего уровня в данном канале отключается, и по цепи источника питания пойдет ток, модулированный по нижнему уровню: от "плюса" 9 источника 10 через управляющие элементы 8 и далее, минуя цепь транзисторных ключей 7, на разделительные диоды 26, через открытые дополнительные транзисторные ключи 25 и ключевой элемент 19 нижнего уровня модуляции ШИМ 11 к "минусу" источника питания 10. При этом соответствующий электронагреватель 1 начнет медленно охлаждаться, и при понижении его температуры ниже заданной от соответствующего задатчика 5 включится снова связанный с ним транзисторный ключ 7, после чего по данному каналу вновь пойдет ток по верхнему уровню, повышая температуру электронагревателя 1 до заданной. Так протекает процесс двухпозиционного регулирования электронагревателей 1 относительно заданной температуры.

При случайных обрывах движущейся нити тепловой отбор от соответствующего электронагревателя резко снижается и в переходном режиме начинается повышение его температуры выше верхнего допустимого предела, при этом соответствующий дополнительный транзисторный ключ 25 группы каналов регулирования запирается, включает нижний уровень напряжения и электронагреватель 1 полностью обесточивается. При отсутствии движущейся нити поддержание верхнего допустимого предела температуры осуществляется позиционным переключением с нижнего уровня напряжения на "нуль" и обратно посредством дополнительного транзисторного ключа 25. При повторной заправке на электронагреватель движущейся нити поддержание заданной температуры осуществляется позиционным переключением с верхнего уровня напряжения на нижний и обратно посредством транзисторного ключа 7. При случайных перегревах любого из электронагревателей в результате аварийной ситуации соответствующий дополнительный транзисторный ключ 25 полностью отключит данный электронагреватель.

Таким образом, предложенное устройство позволит повысить точность поддержания температуры обогреваемых объектов в переходном режиме, а также обеспечить автоматическое отключение объектов при перегреве выше верхнего допустимого предела.

Формула изобретения

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ, содержащее снабженную задатчиком температуры основную группу каналов регулирования по числу датчиков температуры нагревателей, подключенных к сети через соединенные встречно-параллельно выходные элементы оптотиристоров, при этом выходные каскады каналов регулирования выполнены в виде транзисторных ключей, первые электроды которых связаны через соответствующие пары последовательно соединенных управляющих элементов оптотиристоров с одним из выводов источника питания, и широтно-импульсный модулятор, выполненный в виде последовательно соединенных формирователя импульсов и делителя частоты, к выходу которого подключены две параллельно включенные цепи из последовательно соединенных модулятора с задатчиком модуляции на управляющем входе, и ключевого элемента, причем вход формирователя импульсов широтно-импульсного модулятора, являющийся его синхровходом, соединен с сетью, управляющий вход ключевого элемента первой цепи связан с объединенными между собой вторыми электродами транзисторных ключей основной группы каналов регулирования, а объединенные между собой выходы ключевых элементов соединены с другим выводом источника питания, а также разделительные диоды, отличающееся тем, что в него введены снабженная задатчиком максимально допустимой температуры дополнительная группа каналов регулирования по числу датчиков температуры нагревателей, выполненных аналогично каналам основной группы, причем первые электроды транзисторных ключей дополнительной группы каналов регулирования через соответствующие разделительные диоды соединены с первыми электродами транзисторных ключей соответствующих каналов основной группы, а их вторые электроды объединены и соединены с управляющим входом ключевого элемента второй цепи.

РИСУНКИ

Рисунок 1