Устройство для автоматического регулирования температуры в электрической печи сопротивления

 

Изобретение относится к электротехнике и электротехнологии и может быть использовано для автоматического регулирования температуры в электрических печах сопротивления. Сущность изобретения заключается в том, что в известное устройство для автоматического регулирования температуры, содержащее последовательно соединенные задатчик температуры, регулятор температуры, блок формирования импульсов, тиристорный силовой блок и датчик температуры, введены регулятор тока, датчики напряжения и тока, пропорциональный блок, три дифференцирующих блока и три пропорционально-дифференцирующих блока. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в повышении качества регулирования температуры в электрической печи сопротивления. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и электротехнологии и может быть использовано для автоматического регулирования температуры в электрических печах сопротивления.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для автоматического регулирования температуры в электрической печи сопротивления, описанное в [1].

Прототип содержит последовательно соединенные задатчик температуры и регулятор температуры, последовательно соединенные блок формирования импульсов и тиристорный силовой блок, силовые выводы которого предназначены для подключения электрической печи сопротивления к сети, и датчик температуры.

При эксплуатации прототипа обнаружены недостатки.

1. Влияние на динамику контура регулирования температуры внутренних обратных связей по температуре изделия, находящегося в печи сопротивления, по разности температур изделия и окружающей среды, по мощности теплового потока.

2. Влияние на качество регулирования температуры вариаций сопротивления нагревателя, коэффициента теплоотдачи нагревателя, коэффициента теплообмена между нагревателем и изделием, коэффициента теплоотдачи изделия, коэффициента теплоемкости изделия и температуры окружающей среды.

Заявляемое изобретение направлено на решение следующих задач.

1. Компенсация влияния внутренних обратных связей по температуре изделия, по разности температур изделия и окружающей среды, по мощности теплового потока на динамику контура регулирования температуры.

2. Уменьшение чувствительности устройства для автоматического регулирования температуры в электрической печи сопротивления к вариациям сопротивления и коэффициента теплоотдачи нагревателя, коэффициента теплообмена между нагревателем и изделием, коэффициентов теплоотдачи и теплоемкости изделия, температуры окружающей среды.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в повышении качества регулирования температуры в электрической печи сопротивления.

Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство для автоматического регулирования температуры в электрической печи сопротивления введены регулятор тока, включенный между выходом регулятора температуры и входом блока формирования импульсов, датчик напряжения, приложенного к электрической печи сопротивления, последовательно соединенный с ним первый дифференцирующий блок с алгебраическим суммированием на входе, выход которого соединен с третьим входом регулятора тока, датчик тока, первый пропорционально-дифференцирующий блок, включенный между выходом датчика тока и вторым входом первого дифференцирующего блока с алгебраическим суммированием на входе, второй пропорционально-дифференцирующий блок, включенный между выходом датчика тока и вторым входом регулятора тока, второй дифференцирующий блок с алгебраическим суммированием на входе, пропорциональный блок, вход которого подключен к выходу датчика тока, а выход через второй дифференцирующий блок с алгебраическим суммированием на входе соединен с третьим входом регулятора температуры, третий дифференцирующий блок, включенный между выходом датчика температуры и вторым входом второго дифференцирующего блока с алгебраическим суммированием на входе, третий пропорционально-дифференцирующий блок, включенный между выходом датчика температуры и вторым входом регулятора температуры.

Таким образом, введение регулятора тока, датчиков напряжения тока и напряжения, приложенного к электрической печи сопротивления названных блоков корректирующих связей позволило получить передаточные функции контура регулирования температуры заявляемого устройства в виде где (P) - температура электрической печи сопротивления; U3(P) - задающее напряжение контура регулирования температуры; T - постоянная времени тиристорного силового блока; возм(P) - возмущающее воздействие, обусловленное вариациями названных ранее параметров и температуры окружающей среды; Ko - коэффициент обратной связи по температуре.

Полученные передаточные функции свидетельствуют о компенсации влияния внутренних обратных связей, а также вариаций параметров электрической печи сопротивления и температуры окружающей среды на динамические свойства контура регулирования температуры.

Следовательно, заявляемое устройство обеспечивает повышение качества регулирования температуры в электрической печи сопротивления.

На чертеже представлена структурная схема устройства для автоматического регулирования температуры в электрической печи сопротивления.

Устройство для автоматического регулирования температуры в электрической печи сопротивления содержит последовательно соединенные задатчик 1 температуры, регулятор 2 температуры, регулятор 3 тока, блок 4 формирования импульсов и тиристорный силовой блок 5, к силовым выводам которого подключается электрическая печь сопротивления, датчик 6 напряжения, приложенного к электрической печи сопротивления, последовательно соединенный с ним первый дифференцирующий блок 7 с алгебраическим суммированием на входе, выход которого соединен с третьим входом регулятора 3 тока, датчик 8 тока, первый пропорционально-дифференцирующий блок 9, включенный между выходом датчика 8 тока и вторым входом первого дифференцирующего блока 7 с алгебраическим суммированием на входе, второй пропорционально-дифференцирующий блок 10, включенный между выходом датчика 8 тока и вторым входом регулятора 3 тока, второй дифференцирующий блок 11 с алгебраическим суммированием на входе, пропорциональный блок 12, вход которого подключен к выходу датчика тока 8, а выход через второй дифференцирующий блок 11 с алгебраическим суммированием на входе соединен с третьим входом регулятора 2 температуры, датчик 13 температуры, третий дифференцирующий блок 14, включенный между выходом датчика 13 температуры и вторым входом второго дифференцирующего блока 11 с алгебраическим суммированием на входе, третий пропорционально-дифференцирующий блок 15, включенный между выходом датчика 13 температуры и вторым входом регулятора 2 температуры.

Устройство для автоматического регулирования температуры в электрической печи сопротивления работает следующим образом.

Сигнал с задатчика 1 температуры поступает на первый вход регулятора 2 температуры, на другие входы которого поступают сигналы отрицательных жесткой и гибкой обратных связей по температуре, а также сигналы положительных гибких обратных связей по току и температуре. Регулятор 2 температуры выполнен в виде пропорционально-интегро-дифференцирующего блока с ограничением выходного сигнала и совместно с блоками 11, 12, 14 и 15 указанных обратных связей формирует зависимость температуры электрической печи сопротивления от времени (t) . Сигнал с выхода регулятора 2 температуры поступает на первый вход регулятора 3 тока, на другие входы которого поступают сигналы отрицательных жесткой и гибкой обратных связей по току и сигналы положительных гибких обратных связей по напряжению и току. Регулятор 3 тока выполнен в виде пропорционально-интегрирующего блока и совместно с блоками 7, 9 и 10 указанных обратных связей формирует зависимость тока от времени i (t). Сигнал с выхода регулятора 3 тока поступает на вход блока 4 формирования импульсов, который подает импульсы на открытие тиристоров в тиристорном силовом блоке 5. Время подачи импульсов, а следовательно, и напряжения на электрическую печь сопротивления определяется величиной сигнала на выходе регулятора 3 тока.

Таким образом, зависимости температуры и тока от времени определяются положением задатчика температуры, настройкой регуляторов температуры, тока и блоков корректирующих обратных связей.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования температуры в электрической печи сопротивления, содержащее последовательно соединенные задатчик температуры и регулятор температуры, последовательно соединенные блок формирования импульсов и тиристорный силовой блок, силовые выводы которого предназначены для подключения электрической печи сопротивления к сети, и датчик температуры, отличающееся тем, что в него введены регулятор тока, включенный между выходом регулятора температуры и входом блока формирования импульсов, датчик напряжения, приложенного к электрической печи сопротивления, последовательно соединенный с ним первый дифференцирующий блок с алгебраическим суммированием на входе, выход которого соединен с третьим входом регулятора тока, датчик тока, первый пропорционально-дифференцирующий блок, включенный между выходом датчика тока и вторым входом первого дифференцирующего блока с алгебраическим суммированием на входе, второй пропорционально-дифференцирующий блок, включенный между выходом датчика тока и вторым входом регулятора тока, второй дифференцирующий блок, пропорциональный блок, вход которого подключен к выходу датчика тока, а выход через введенный второй дифференцирующий блок с алгебраическим суммированием на входе соединен с третьми входом регулятора температуры, третий дифференцирующий блок, включенный между выходом датчика температуры и вторым входом второго дифференцирующего блока с алгебраическим суммированием на входе, третий пропорционально-дифференцирующий блок, включенный между выходом датчика температуры и вторым входом регулятора температуры.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе размещения реакционных емкостей одинаковой формы и размера для проведения термических циклов жидкой смеси для однократного использования, содержащейся в реакционных емкостях, причем каждая реакционная емкость имеет первый участок стенки конической формы и второй участок стенки цилиндрической формы, образующий на конце реакционной емкости отверстие, причем толщина стенки первого участка меньше толщины стенки второго участка и причем отверстие реакционной емкости выполнено с возможностью установки в нем затвора для герметичного закрывания реакционной емкости при его установке на отверстии реакционной емкости

Изобретение относится к регуляторам температуры и может быть использовано в паяльниках, требующих точного поддержания температуры в процессе пайки

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для регулирования температуры различных объектов в химической, фармацевтической и пищевой промышленности, а также в медицинской диагностике и биологических исследованиях и тестах (например, криминалистических)

Изобретение относится к оборудованию для упаковки продуктов в пакеты из термопластичного материала и может быть использовано в пищевой промышленности

Изобретение относится к системам регулирования температуры подвижных устройств с сигнализацией неподвижного состояния в двух плоскостях и автоматическим отключением электропитания через определенное время неподвижного состояния для исключения перегрева и может использоваться, в частности в электроутюгах

Изобретение относится к области конструирования электронных вычислительных машин

Изобретение относится к области производства машин и текстурирования синтетических нитей, а именно - к многоканальным системам регулирования температуры электронагревателей, используемых для нагрева движущейся нити

Изобретение относится к электронике и может найти применение в случаях, когда необходимо поддерживать заданную температуру

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано как на предприятиях пищевой промышленности, так и на судах рыболовного флота

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в системах комфортного технологического кондиционирования и вентиляции воздуха, отопления и горячего водоснабжения

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в системах комфортного технологического кондиционирования воздуха и вентиляции помещений, отопления и горячего водоснабжения

Изобретение относится к области автоматического управления технологическими объектами химической, металлургической и других промышленностей и может быть применено для автоматического управления температурой

Изобретение относится к методам и средствам обеспечения поддержания микроклимата в теплице

Изобретение относится к размораживающему устройству для управления операцией размораживания испарителей, связанных с морозильной и холодильной камерами холодильника, и способу управления таким устройством

Изобретение относится к промышленной переработке рудного сырья

Изобретение относится к сельскохозяйственному и пищевому машиностроению и может быть использовано для технологических линий тепловой обработки непрерывного потока зерна и других сыпучих материалов

Изобретение относится к электротехнике и электротехнологии и может быть использовано для автоматического регулирования температуры в электрических печах сопротивления

Наверх