Система управления нагревателем

Авторы патента:

H05B1/02 - Электрический нагрев; устройства электрического освещения, не отнесенные к другим классам (устройства специального назначения см. в соответствующих рубриках, например A47J,B21J,B21K,C21,C22,C23, F21,F24,F27)

Владельцы патента RU 2719501:

ВТС СПУЛКА З ОГРАНИЧОНОН ОДПОВЕДЗЯЛЬНОСТЕН (PL)

Система управления нагревателем, имеющая электрические нагревательные элементы, питаемые от источника трехфазного переменного тока через твердотельные реле, соединенные с контроллером, и снабженная блоком предохранительного выключателя, характеризующаяся тем, что каждый из нагревательных элементов (G) соединен с отдельным твердотельным реле (K1, K2, K3) пропорционального управления и все твердотельные реле (K1, K2, K3) пропорционального управления соединены с контроллером (S) через повторитель (W) управляющих сигналов. Изобретение повышает эффективность управления нагревательными элементами. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к системе управления нагревателем. Она подходит для электрических нагревателей, используемых в системах вентиляции и/или кондиционирования воздуха.

В разных заявках известен ряд решений для систем управления нагревательными устройствами. Среди них можно упомянуть системы, специально предназначенные для управления мощностью нагревателей в блоках транспортирования воздуха и кондиционирования воздуха. Они выполняют функцию включения и выключения электрических нагревателей с помощью твердотельных реле, которыми управляет сигнал от системы управления. В известных системах управления нагревателями с двумя твердотельными реле есть ШИМ-контроллер (с широтно-импульсной модуляцией), между главным контроллером и реле, который, в зависимости от сигнала от главного контроллера, отправляет на реле необходимые сигналы, управляющие временем включения и выключения нагревателей.

В описании патента PL 194636 Польши раскрывается система автоматического управления работой нагревателей с валом, соединенная с электронным устройством для измерения температуры. В ней есть электромагнитные реле и дополнительные реле, в которых управляющие катушки и группа контактов соединены подходящим образом с контактами устройств измерения температуры, датчиком времени, переключающим элементом на монтажной плате, вспомогательной системой монтажной платы и силовыми схемами.

В патентной заявке US 2002/0096511 описывается устройство управления температурой для электрического нагревательного оборудования. Оно содержит твердотельные реле, соединенные между источником переменного тока и электрическим нагревательным оборудованием, соединенным с контроллером. Контроллер содержит процессор с интерфейсом данных и дисплей, питаемые схемой выпрямителя с адаптером переменного тока. Аналоговые входы соединены с температурными датчиками нагревательных элементов и входной схемой выпрямителя. Центральный процессор выдает управляющие сигналы для переключения реле. Твердотельные реле обеспечивают постоянное или прерывистое входное напряжение переменного тока, отрезая один цикл формы волны от формы волны входного напряжения переменного тока.

В европейской патентной заявке EP 2365732 A1 описывается система и способ управления мощностью, подаваемой на нагревательный элемент. Система содержит источник напряжения переменного тока, выпрямитель для обеспечения необходимого напряжения, контроллер с ШИМ-модулятором и модулятор напряжения постоянного тока для достижения определенного уровня напряжения и подачи аналогового напряжения на нагревательный элемент, исходя из сигнала широтно-импульсной модуляции. Система также имеет пользовательский интерфейс, температурный датчик, микроконтроллер, соединенный с модулятором напряжения, и схему обратной связи модулятора между модулятором напряжения и микроконтроллером. В данной системе установленная целевая температура сравнивается с измеренной фактической температурой, и модулируется сигнал широтно-импульсной модуляции, исходя из результата сравнения температур. Следующий сигнал модулируется, исходя из закодированного результата сравнения ожидаемого и фактического значений напряжения постоянного тока, и ожидаемое значение постоянного тока, закодированное в сигнале широтно-импульсной модуляции, изменяется, исходя из результата сравнения температур и/или результата сравнения напряжений.

Система управления нагревателем, имеющая электрические нагревательные элементы, питаемые от источника трехфазного переменного тока через твердотельные реле, соединенные с контроллером, и снабженная блоком предохранительного выключателя согласно настоящему изобретению, характеризуется тем, что каждый из нагревательных элементов соединен с отдельным твердотельным реле пропорционального управления, и все твердотельные реле пропорционального управления соединены с контроллером через повторитель управляющих сигналов.

Повторитель управляющих сигналов представляет собой операционный усилитель, вход которого соединен с аналоговым выходом контроллера малой амперной нагрузки, и выход соединен со входом управления каждого из трех нагревательных элементов, соединенных по симметричной схеме соединения «треугольником».

Предпочтительно, повторитель управляющих сигналов получает питание от внешнего источника.

Преимущество настоящего изобретения заключается в более эффективном управлении нагревательными элементами стандартным промышленным контроллером с использованием твердотельных реле пропорционального управления.

На графическом материале проиллюстрирован вариант осуществления системы управления нагревателем согласно настоящему изобретению, при этом на фиг. 1 показана конфигурация подачи питания и управления, и на фиг. 2 показана конфигурация повторителя управляющих сигналов.

В примерном варианте осуществления система управления нагревателем выполнена для вентиляции нагревателя, имеющего три нагревательных элемента G, соединенных по симметричной схеме соединения «треугольником» и получающих питание от системы трехфазного питания с переменным током 400 В, 50 Гц. Система снабжена основным переключателем Q и блоком предохранительного выключателя, состоящим из электромагнитного контактора K1, объединенного с термостатом A и выключателем B давления. Термостат A измеряет температуру внутри нагревателя, - если она превышает определенное значение, происходит отключение источника питания. Благодаря использованию выключателя B давления, осуществляют измерение статического давления вентилятора, - если вентилятор не работает, подача питания будет отсутствовать. Каждый из трех нагревательных элементы G соединен с отдельным твердотельным реле K1, K2, K3 пропорционального управления. Вход управления каждого из твердотельных реле пропорционального управления соединен с выходом операционного усилителя, который представляет собой повторитель W управляющих сигналов, вход которого соединен с аналоговым выходом контроллера S с малым коэффициентом использования тока.

Повторитель управляющих сигналов имеет напряжение в 24 В, подаваемое от внешнего источника Z питания, для исключения вероятности перегрузки контроллера. Контроллер S согласно одному из двух обычных промышленных стандартов обеспечивает аналоговый выход в диапазоне 0-10 В, с малым коэффициентом использования тока. Для каждого используемого твердотельного реле K1, K2, K3 пропорционального управления требуется ток управления, максимальное значение которого составляет 20 мА. Для одновременного управления тремя реле требуется суммарный ток управления не более 60 мА, что создает излишнюю нагрузку для одного контроллера S. Повторитель W управляющих сигналов отделяет выход контроллера S от силы тока управления твердотельных реле K1, K2, K3 пропорционального управления и усиливает управляющий сигнал, подаваемый от контроллера S. В системе используются реле, которыми управляет токовый сигнал 4-20 мА, и повторитель W управляющих сигналов реализован в виде операционного усилителя в системе, обеспечивающей входное полное сопротивление больше 70 Q выходного каскада на биполярном транзисторе с высокой допустимой нагрузкой по току. Аналоговый сигнал согласно промышленному стандарту в 0-10 В, не более 1 мА, подается из контроллера S на вход повторителя W управляющих сигналов, и его выходной сигнал составляет 0-10 В, не более 100 мА, с обеспечением требуемого для одновременного управления тремя реле значения тока управления в диапазоне 12-60 мА.

Система согласно настоящему изобретению, благодаря использованию твердотельных реле пропорционального управления, обеспечивает более эффективное управление нагревательными элементами нагревателя, продлевая их срок службы, и использование повторителя управляющих сигналов обеспечивает возможность управления данным типом реле с помощью стандартного промышленного контроллера, вместо отдельного контроллера для каждого реле.

1. Система управления нагревателем, имеющая электрические нагревательные элементы, питаемые от источника трехфазного переменного тока через твердотельные реле, соединенные с контроллером, и снабженная блоком предохранительного выключателя, отличающаяся тем, что каждый из нагревательных элементов (G) соединен с отдельным твердотельным реле (K1, K2, K3) пропорционального управления и все твердотельные реле (K1, K2, K3) пропорционального управления соединены с контроллером (S) через повторитель (W) управляющих сигналов.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что повторитель (W) управляющих сигналов представляет собой операционный усилитель, вход которого соединен с аналоговым выходом контроллера (S) малой амперной нагрузки и выход соединен со входом управления каждого из трех нагревательных элементов (G), соединенных по симметричной схеме соединения «треугольником».

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что повторитель управляющих сигналов (W) получает питание от внешнего источника (Z).

Изобретение относится к вводу в эксплуатацию сети осветительных устройств, такой как сеть ZigBee Light Link (ZLL). Способ, обуславливающий возможность по меньшей мере некоторым из узлов подсоединяться к беспроводной коммуникационной сети, в котором каждый из них работает в соответствии с беспроводным сетевым протоколом, и каждый из них является компонентом световой системы.

Нагрузочное устройство и устройство электропитания для питания нагрузки // 2719345

Изобретение относится к области электротехники, в частности к нагрузочным устройствам для использования в устройствах электрического питания. Технический результат заключается в обеспечении надежной работы устройства при наиболее неблагоприятных окружающих условиях с малыми или даже с нулевыми потерями рабочих характеристик и без вероятности повреждения.

Управляющее устройство с подсвечиваемым исполнительным элементом регулятора уровня сигнала // 2719315

Изобретение относится к управляющему устройству с регулятором уровня сигнала. Техническим результатом является предотвращение ослепления персонала в темных условиях при сохранении, за счет подсветки исполнительного элемента передачи функционального соотнесения.

Нагревательное устройство для нагрева текучих сред и способ управления таким устройством // 2717955

Нагревательное устройство для нагрева текучих сред, содержащее плоский несущий элемент с поверхностью, по которой распределено множество нагревательных элементов, разделенных между одним или несколькими нагревательными контурами, способными работать независимо друг от друга, термосенсорное устройство с сенсорным слоем, покрывающим поверхность нагревательных элементов, причем по меньшей мере два сенсорных электрода в электродном слое установлены на сенсорный слой, причем по меньшей мере два сенсорных электрода электрически разъединены друг с другом и содержат пальцевидные или в виде витка участки, пролегающие на расстоянии менее 2 см друг от друга, причем ширина каждого из двух участков сенсорных электродов, расположенных рядом друг с другом, составляет менее 2 см, и управляющее устройство, предназначенное для анализирования термосенсорного устройства.

Ярусное устройство хранения грузовой зоны с подсветкой для транспортного средства // 2717692

Группа изобретений относится к устройству хранения для моторных транспортных средств. Моторное транспортное средство включает в себя систему хранения для грузовой зоны транспортного средства.

Транспортное средство, имеющее внутреннее и внешнее освещение на задней двери // 2717540

Группа изобретений относится к осветительным системам транспортного средства, использующим одну или более фотолюминесцентных структур. Транспортное средство содержит кабину, заднюю дверь и систему подсветки.

Способ автоматического управления осветительной установкой наружного освещения // 2716699

Изобретение относится к области наружного освещения и касается способов управления осветительными установками, входящими в систему наружного освещения. Согласно способу управление осветительной установкой осуществляют путем регулирования уровня мощности, потребляемого осветительной установкой, в зависимости от показаний датчиков, контролирующих определенные области, соответствующие осветительным установкам.

Световое устройство, работающее как потолочная лампа // 2715984

Группа изобретений относится к световым устройствам транспортного средства. Световое устройство транспортного средства содержит набор источников света, прикрепленных к потолку транспортного средства, оптику и сенсорное устройство.

Устройство для получения графита терморасширенного // 2714071

Устройство относится к атомной, авиационной, судостроительной и химической промышленности и может быть использовано при изготовлении прокладок и набивок, адсорбентов газов или нефтепродуктов, функциональных добавок к связующим стеклопластиков и компаундов.

Электрогенерирующий отопительный прибор // 2710210

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к системам теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий. Электрогенерирующий отопительный прибор содержит две трубы верхнего и нижнего коллекторов, вертикальные трубы круглого сечения, связывающие полости верхнего и нижнего коллекторов по всей их длине, прижатые к фронтальной и тыльной поверхности вертикальных труб вертикальные термоэлектрические секции, каждая из которых состоит из вертикальной П–образной опорной рамки, выполненной из материала с высокой теплопроводностью, вертикальные торцы которой выполнены с двумя резьбовыми отверстиями, снабженной на продольных торцах вертикальными фланцами, концы которых выполнены с крепежными отверстиями, через которые пропущены стягивающие болты, на наружную поверхность каждой П–образной опорной рамки уложены n плоских элементов Пелтье.

Сигнализация присутствия посредством сообщений в беспроводной сетевой световой системе // 2719502

Изобретение относится к системам управления освещением. Техническим результатом является повышение надежности системы управления освещением. Результат достигается тем, что устройства (10) содержат детекторы цели для обнаружения присутствия целей в первых областях (1) и передатчики для передачи в ответ на определенные присутствия многоадресных сообщений контроллеру (20) и лампам (21-24) в беспроводной сетевой осветительной системе. Такие многоадресные сообщения повышают надежность систем. Эти многоадресные сообщения включают лампы (21-24). Эти многоадресные сообщения предпочтительно передаются только в том случае, если во вторых областях (2) определены относительно небольшие количества света. В том случае, когда во вторых областях (2) определены относительно большие количества света, в ответ на определенное присутствие от устройства (10) контроллеру (20) передаются одноадресные сообщения, которые в ответ управляют лампами (21-24) на их включение. Первая и вторая области (1, 2) могут быть, по меньшей мере частично, перекрывающимися областями. Устройства (10) могут содержать внутренние световые детекторы для определения количеств света во вторых областях (2) или приемники для приема информации об определении света от внешних детекторов света. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.