Устройство регулирования энергии для нагревательных элементов
Номер патента: U 180
Опубликовано: 30.09.2000
Авторы: Казанцев Анатолий Петрович, Шумило Виктор Степанович, Сисин Анатолий Алексеевич, Севрук Владимир Антонович
Текст
(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ДЛЯ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ(71) Заявитель Закрытое акционерное общество Атлант Минский завод холодильников(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество Атлант Минский завод холодильников(57) 1. Устройство регулирования энергии для нагревательных элементов, содержащее вторичный источник низковольтного напряжения, подключенный через выключатель к зажимам сети переменного тока, аналоговый задатчик уровня мощности, управляющий генератор, согласующее устройство, выход которого подключен к управляющему входу коммутирующего элемента, силовые вход и выход которого последовательно через нагревательный элемент присоединены к зажимам сети переменного тока, отличающееся тем, что дополнительно содержит подключенный к выходу вторичного источника низковольтного переменного напряжения источник оптического излучения, а также первые и вторые приемные и передающие оптикомеханические соединители первого и второго передающих кабелей волоконно-оптической линии связи, фотодетектор с нагрузочным резистором, усилитель, выпрямитель, частотно-импульсный преобразователь,схему совпадения, дифференцирующий формирующий элемент, Фиг. 1 накопительный регистр, вентили переписи информации, реверсивный счетчик, триггер-вентиль, ключ управления, регистр хранения кода длительности цикла регулирования, а аналоговый задатчик уровня мощности выполнен бесконтактным фотоэлектрическим, причем источник оптического излучения подключен через первый передающий и первый приемный, размещенный в аналоговом фотоэлектрическом задатчике уровня 180 мощности, оптико-механические соединители первого передающего кабеля волоконно-оптической линии связи и через второй передающий, размещенный в упомянутом задатчике, и второй приемный оптикомеханические соединители второго передающего кабеля волоконно-оптической линии связи, к входу фотодетектора, выход которого подключен к нагрузочному резистору и последовательно через усилитель, выпрямитель, частотно-импульсный преобразователь к одному входу схемы совпадения, второй вход которой подсоединен к первому частотному выходу управляющего генератора, связанному с входом дифференцирующего формирующего элемента, первый выход которого подключен к управляющему входу накопительного регистра, счетный вход которого связан с выходом схемы совпадения, а установочные выходы последовательно через вентили переписи информации, управляющий вход которых подключен к второму выходу дифференцирующего формирующего элемента, подсоединены к установочным входам реверсивного счетчика, выход которого подключен к первому входу триггера-вентиля, выход которого связан с входом согласующего устройства, а второй вход подключен к второму выходу дифференцирующего формирующего элемента и к первому входу ключа управления, второй вход которого подключен к второму частотному выходу управляющего генератора, а выход подсоединен к счетным входам реверсивного счетчика и регистра хранения кода длительности цикла регулирования, выход которого соединен с третьим входом ключа управления. 2. Устройство регулирования по п. 1, отличающееся тем, что задатчик выполнен с жестко связанным через поворотный вал с ручкой управления диском, имеющим светопропускающую прорезь переменного сечения в радиусном выражении дугообразной клиновидной формы, помещенным в светонепроницаемый корпус. 3. Устройство регулирования по п. 1 или п. 2, отличающееся тем, что первый приемный и второй передающий оптико-механические соединители первого и второго передающих кабелей волоконно-оптической линии связи закреплены в корпусе задатчика встречно друг к другу по разные стороны рабочей плоскости диска соосно с нормалью, проходящей через биссектрису угла, совпадающей с окружностью, проходящей через вершину светопропускающей прорези.(56) 1. Варшавский А.С., Волкова Л.В. и др. Бытовые нагревательные электроприборы. - М. Энергоиздат,1981. 2. Блок контроля для электроплиты. Заявка 2268799, Великобритания, МКИ 5 24 С 7/08, 24 С 15/10. Заявл. 13.07.1992, опубл. 19.01.1994. 3. Электрическая плита. Заявка 4226705, ФРГ, МКИ 5 Н 05 В 1/02. Заявл. 12.08.1992, опубл. 17.02.1994. 4. Блок регулирования энергии для нагревательных бытовых электроприборов. Заявка 3834957, ФРГ,МКИ 5 Н 05 В 1/02. Заявл. 13.10.1988, опубл. 19.04.1990. 5. Абдуллаев А.А., Набиев И.А. и др. Дискретные средства преобразования и сбора измерительной информации. - М. Машиностроение, 1982. - С. 40. 6. Электрическая плита. Заявка 2-25105, Япония, МКИ 5 24 С 7/08, заявл. 57-166910, 25. 09.1982,опубликовано 31.05.1990.5 - 628 (прототип). Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам регулирования энергии для различных типов нагревательных элементов, используемых, в частности, в бытовых электронагревательных приборах, предназначенных для приготовления пищи, отопления и нагрева воды. Известны различные модификации устройств регулирования энергии для нагревательных элементов 1,различающиеся как по принципу действия и конструктивному исполнению, так и по комплексу применяемых задающих и коммутирующих органов ручного управления, присущих любому бытовому электронагревательному прибору. В настоящее время ввиду конструктивной простоты и относительно низкой стоимости наибольшее распространение получили устройства регулирования энергии для нагревательных элементов, реализующие способы прямого двухпозиционного управления 2 3. Эти способы предполагают использование бистабильных электромеханических тепловых релейных исполнительных элементов в совокупности с поворотными, как дискетными многопозиционными, так и аналоговыми бесступенчатыми контактными задающими органами управления, преобразующими угол поворота ручки управления, связанной с поворотным кулачковым валом, в изменяемое регулируемое либо прижимное усилие биметаллических пластин, либо осуществляющими непосредственную коммутацию скользящих контактов. Одним из достоинств применения электромеханических тепловых релейных элементов регулирования в совокупности с контактными поворотными переключающими органами управления является то, что они могут быть конструктивно размещены в зоне повышенного температурного нагрева, в непосредственной бли 2 180 зости от нагревательных элементов, что является наиболее важным при компоновке панелей управления бытовых электронагревательных приборов. Кроме того, использование релейных элементов и контактных переключателей для построения устройств управления позволяет без дополнительного промежуточного преобразования напряжения питающей сети непосредственно коммутировать силовые нагревательные элементы и управлять устанавливаемой мощностью нагрева. Однако в практике применения контактные устройства управления прямого двухпозиционного регулирования обнаруживают ряд недостатков. Во-первых, не обладая достаточной гибкостью перестройки технических характеристик релейных элементов исключается возможность изменения алгоритмов управления, позволяющих сократить электропотребление за счет автоматизации процессов переключения режимов работы нагревательных элементов в зависимости от изменяемых условий эксплуатации. Последнее обусловлено тем, что контактные тепловые электромеханические релейные элементы из-за низких чувствительности и точности переключения не позволяют изменять в достаточных пределах фиксированные физикотехнические и теплотехнические параметры исполнительных элементов, что ограничивает функциональные возможности устройств регулирования. Во-вторых, использование контактных поворотных органов управления совместно с релейными электромеханическими приборами не позволяют осуществить непосредственную связь с автоматизированными регулирующими средствами, основанными на электронных методах регулирования энергии для нагревательных элементов. И, наконец, устройства регулирования прямого контактного управления энергии, построенные с применением контактных поворотных органов управления недостаточно надежны, имеют ограниченный срок службы, и при выполнении переключательных операций генерируют высокочастотные колебания, оказывающие влияние на другие бытовые электроприборы. Для обеспечения экономии электроэнергии наиболее перспективными являются устройства регулирования энергии для нагревательных элементов, основанные на электронных методах управления, формирующие первичную задающую и управляющую информацию, согласованную с входными электронными блоками обработки. Известен блок регулирования энергии для нагревательных бытовых электроприборов 4, содержащий контактный задатчик ступени нагрева, вторичный низковольтный преобразователь напряжения и последовательно соединенные электронные блоки, обеспечивающие широтно-импульсное регулирование мощности изменением отношения длительности паузы к длительности протекания тока через нагревательный элемент. Недостатками этого устройства является необходимость защиты электронных блоков формирования и обработки информации от внешних тепловых нагрузок, которая приводит к удорожанию устройства, а также низкая надежность вследствие применения контактного задающего органа ручного управления. В этой связи для повышения надежности более привлекательны устройства регулирования энергии для нагревательных элементов, использующие бесконтактные органы ручного управления. В настоящее время известно большое множество устройств управления, использующих в своем составе бесконтактные поворотные переключатели, основанные на различных физических принципах действия магнитном, индуктивном, трансформаторном, емкостном и т. д., которые нашли применение в различных отраслях промышленности. Модификации этих переключателей содержат следующие основные узлы корпус,в котором крепятся поворотный вал, узел фиксации или ограничения углового положения, подвижная и неподвижная части чувствительных и задающих элементов, электронную схему считывания и обработки информации. Так, например, известен бесконтактный дискретный многопозиционный переключатель 5, основанный на взаимодействии металлического тела и катушки индуктивности -автогенератора, который состоит из основания с неподвижно закрепленными катушками индуктивности, расположенными на ферритовых сердечниках. На валу, вращающегося относительно основания, закреплены на изоляторе металлические пластинки, обеспечивающие магнитное взаимодействие при повороте вала с катушкой индуктивности, формируя, тем самым, выходной позиционный код, соответствующий заданному фиксируемому угловому положению ручки управления. Электрическая схема формирования, считывания и обработки выходных сигналов, основанная на анализе срыва колебаний -автогенератора, расположена на плате, конструктивно совмещенной в общем корпусе поворотного переключателя. В подавляющем большинстве подобные поворотные переключатели, основанные на электромагнитном взаимодействии задающего и чувствительного элементов, оказываются достаточно сложными и дорогостоящими, имеют большие вес и габариты, недостаточно помехозащищены от действия внешних электромагнитных и тепловых полей и, главное, не позволяют пространственно разнести электронную часть схемы обработки выходных сигналов от бесконтактной формирующей части, что ограничивает их применение в качестве управляющего органа в бытовых электронагревательных приборах. В этой связи при разработке устройств регулирования энергии для нагревательных элементов возникает потребность в поворотных переключателях, обеспечивающих возможность пространственного разнесения электронных блоков обработки информации от задающей части, конструктивную простоту, высокую надеж 3 180 ность, малые вес и габариты, приемлемую стоимость и возможность формирования управляющей информации, согласованной с входными электронными устройствами обработки, при одновременном обеспечении работоспособности при повышенных температурах. Наиболее полно эта задача может быть решена использованием бесконтактных поворотных переключателей, основанных на фотоэлектрических способах формирования первичной задающей информации, работающих со световыми потоками, передаваемыми при помощи волоконно-оптических линий связи. В связи с уменьшением стоимости и простоты аппаратурных решений более рациональными являются устройства регулирования, использующие бесступенчатые аналоговые фотоэлектрические задающие поворотные органы управления, так как они позволяют обеспечить последовательное формирование задающих кодовых уставок и их смену в процессе динамического анализа входных оптических сигналов. Применение аналоговых бесступенчатых задатчиков позволяет реализовать одноканальные устройства управления, совмещающие аналоговое формирование входной информации с последующей цифровой ее обработкой. Такие устройства управления являются более надежными и менее дорогостоящими, так как они более технологичны в изготовлении и используют минимальный объем электронного оборудования. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электрическая плита 6, содержащая вторичный источник низковольтного напряжения, подключенный через выключатель к сети переменного тока, к выходам которого последовательно подключены поворотный резистивный задатчик мощности, средний вывод которого связан через аналогово-цифровой преобразователь с входами управляющего задающего генератора, выполненного на основе микропроцессора, выход которого через транзисторное согласующее устройство подключен к управляющему входу тиристорного регулятора,силовые входы которого последовательно через коммутирующую часть и электронагреватель подключены к зажимам сети переменного тока. Устройство-прототип построено по одноканальной комбинированной схеме аналого-цифрового преобразования информации и реализует способ широтно-импульсного регулирования мощности, позволяющей плавно изменять среднюю потребляемую мощность в цикле регулирования за счет изменения продолжительности включения нагревательного элемента, задаваемой тактовым режимом работы управляющего генератора, в зависимости от углового положения резистивного задатчика мощности. Недостатками известного устройства управления также являются низкая надежность и достаточная сложность, что обусловлено, главным образом, применением контактного резистивного задатчика и микропроцессора, требующего дополнительного программного обеспечения. Кроме того, электронные блоки формирования и обработки информации также требуют обеспечения электромагнитной и тепловой защиты,приводящей к повышению стоимости устройства. Задачей, на решение которой направлено техническое предложение полезной модели, является повышение надежности и снижение стоимости устройства управления при одновременном обеспечении ее работоспособности при повышенных температурах. Поставленная задача решается тем, что устройство регулирования энергии для нагревательных элементов, содержащее вторичный источник низковольтного напряжения, подключенный через выключатель к зажимам сети переменного тока, аналоговый задатчик уровня мощности, управляющий генератор, согласующее устройство, выход которого подключен к управляющему входу коммутирующего элемента, силовые вход и выход которого последовательно через нагревательный элемент присоединены к зажимам сети переменного тока, отличающееся тем, что дополнительно содержит подключенный к выходу вторичного источника низковольтного переменного напряжения источник оптического излучения, а также первые и вторые приемные и передающие оптико-механические соединители первого и второго передающих кабелей волоконно-оптической линии связи, фотодетектор с нагрузочным резистором, усилитель, выпрямитель, частотноимпульсный преобразователь, схему совпадения, дифференцирующий формирующий элемент, накопительный регистр, вентили переписи информации, реверсивный счетчик, триггер-вентиль, ключ управления и регистр хранения кода длительности цикла регулирования, а аналоговый задатчик уровня мощности выполнен бесконтактным фотоэлектрическим, причем источник оптического излучения подключен через первый передающий и первый приемный, размещенный в аналоговом фотоэлектрическом задатчике уровня мощности,оптико-механические соединители первого передающего кабеля волоконно-оптической линии связи и через второй передающий, размещенный в упомянутом задатчике, и второй приемный оптико-механические соединители второго передающего кабеля волоконно-оптической линии связи, к входу фотодетектора, выход которого подключен к нагрузочному резистору и последовательно через усилитель, выпрямитель, частотноимпульсный преобразователь к одному входу схемы совпадения, второй вход которой подсоединен к первому частотному выходу управляющего генератора, связанному с входом дифференцирующего формирующего элемента, первый выход которого подключен к управляющему входу накопительного регистра, счетный вход которого связан с выходом схемы совпадения, а установочные выходы последовательно через вентили переписи информации, управляющий вход которых подключен к второму выходу дифференцирующего 4 180 формирующего элемента, подсоединены к установочным входам реверсивного счетчика, выход которого подключен к первому входу триггера-вентиля, выход которого связан с входом согласующего устройства, а второй вход подключен к второму выходу дифференцирующего формирующего элемента и к первому входу ключа управления, второй вход которого подключен к второму частотному выходу управляющего генератора, а выход подсоединен к счетным входам реверсивного счетчика и регистра хранения кода длительности цикла регулирования, выход которого соединен с третьим входом ключа управления. Устройство регулирования отличается тем, что задатчик выполнен с жестко связанным через поворотный вал с ручкой управления диском, выполненным со светопропускающей прорезью переменного сечения в радиусном выражении дугообразной клиновидной формы, помещенным в светонепроницаемый корпус. Устройство регулирования отличается тем, что первый приемный и второй передающий оптикомеханические соединители первого и второго передающих кабелей волоконно-оптической линии связи закреплены в корпусе задатчика встречно друг к другу по разные стороны рабочей плоскости диска соосно с нормалью, проходящей через биссектрису угла, совпадающей с окружностью, проходящей через вершину светопропускающей прорези. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства регулирования энергии для нагревательных элементов на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство регулирования энергии для нагревательных элементов содержит выключатель 1 зажимы 2 сети переменного тока вторичный источник 3 низковольтного напряжения источник 4 оптического излучения первый передающий кабель 5 волоконно-оптической линии связи первый передающий оптикомеханический соединитель 6 первый приемный оптико-механический соединитель 7 бесконтактный аналоговый фотоэлектрический задатчик 8 уровня мощности, включающий диск 9, выполненный со светопропускающей прорезью 10, жестко связанный через поворотный вал 11 с ручкой 12 управления второй передающий оптико-механический соединитель 13 второго передающего кабеля 14 волоконно-оптической линии связи второй приемный оптико-механический соединитель 15 фотодетектор 16 нагрузочный резистор 17 усилитель 18 выпрямитель 19 частотно-импульсный преобразователь 20 управляющий генератор 21 схему 22 совпадения дифференцирующий формирующий элемент 23 последовательно-параллельный накопительный регистр 24 вентили 25 переписи информации реверсивный счетчик 26 ключ 27 управления триггервентиль 28 согласующее устройство 29 силовой коммутирующий элемент 30 нагревательный элемент 31 регистр 32 хранения кода длительности цикла регулирования. На фиг. 2 приведены 2 а - электрический сигнал на выходе фотодетектора 16, пропорциональный модулированному по амплитуде А световому потоку при двух угловых положениях ручки 12 управления задатчика 8 (положение , ) 2 б - постоянное напряжениепропорциональное среднему амплитудному значению входного электрического сигнала 2 в - преобразованное значение постоянного входного напряженияв дискретную частотно-импульсную форму с частотой следованияпропорциональной этому значению 2 г частотная двоичная последовательность с первого выхода генератора 21 с фиксированными длительностью То, определяемой временем формирования задающего информационного сигнала, и периодом повторения Тц, равным времени цикла регулирования энергии 2 д - значение переменного кодауставки уровня мощности 2 е - отсчетные сигналы начало и конец, соответствующие длительности временного интервала То 2 ж - переменный временный интервал Тр регулирования энергии 2 и - частотная последовательность стробирующих импульсов с постоянной частотойследования, поступающая со второго выхода генератора 21 2 к - фиксированный код Мц длительности цикла регулирования 2 л - временная последовательность циклов Тц регулирования. Работает устройство регулирования энергии для нагревательных элементов следующим образом. После замыкания контактов выключателя 1 сетевое напряжение переменного тока с зажимов 2 поступает на вторичный источник 3 низковольтного напряжения постоянного тока, необходимый для питания электронных узлов и блоков устройства регулирования и выработки переменного низковольтного напряжения,подаваемого на модулируемый источник 4 оптического излучения, обеспечивая тем самым готовность устройства к работе. Модулированный по амплитуде А переменный световой поток источника 4 оптического излучения через входной торец первого передающего кабеля 5 волоконно-оптической линии связи, расположенный в первом передающем оптико-механическом соединителе 6, передается на выходной торец кабеля 5, расположенный в первом приемном оптико-механическом соединителе 7, закрепленным в бесконтактном аналоговом фотоэлектрическом задатчике 8 уровня мощности. Задатчик 8 состоит из светонепроницаемого корпуса, в котором размещены диск 9, выполненный со светопропускающей прорезью 10, жестко связанный через поворотный вал 11 с ручкой 12 управления. Светопропускающая прорезь 10 представляет собой вырез в плоскости диска 9 переменного сечения в радиусном выражении дугообразной угловой клиновидной формы. В корпусе задатчика также размещен второй передающий оптико-механический соединитель 13 с закрепленным входным торцом второго передающего кабеля 14 волоконно-оптической линии связи. Соединители 7 и 13 крепятся в задатчике 8 по разные стороны ра 5 180 бочей плоскости диска 9 навстречу друг к другу таким образом, чтобы плоскость торцов располагалась параллельно относительно плоскости диска 9 по оси, перпендикулярной биссектрисе угла, совпадающей с окружностью, проходящей через вершину светопропускающей прорези. При повороте ручки 12 управления на некоторый угол светопропускающая прорезь 10 диска 9 устанавливается в одно из положений, при котором часть мощности модулированного светового потока с амплитудным значением А 1, от источника 4 через оптико-механические соединители 6 и 7 первого передающего кабеля 5 и через входной торец, размещенный в соединителе 13 второго передающего кабеля 14, поступает на его выходной торец, размещенный во втором приемном оптико-механическом соединителе 15. Соединитель 15 сопрягает выход второго передающего кабеля 14 с фотодетектором 16, который преобразует мощность поступающего светового потока в пропорциональный электрический сигнал с амплитудой А 1, выделяемый на нагрузочном резисторе 17 (см. фиг. 2 а, положение 1). Электрический сигнал с амплитудным значением А 1, снимаемый с резистора 17, подается через усилитель 18 на выпрямитель 19, который преобразует его в постоянное напряжение 1, пропорциональное среднему амплитудному значению входного электрического сигнала (фиг. 2 б). Выпрямленное напряжение поступает на преобразователь 20, который преобразует значение постоянного входного напряжения 1 в дискретную частотно-импульсную форму (фиг. 2 в) с частотойследования импульсов, пропорциональной значению 1. Преобразователь 20 при этом осуществляет согласование между аналоговой частью формирования информационного задающего сигнала и цифровой частью его обработки. Эта операция производится следующим образом. После подачи на устройство регулирования через выключатель 1 сетевого напряжения и включения вторичного источника 3 включается управляющий генератор 21, имеющий два частотных выхода. С первого частотного выхода генератора 21 снимается двоичная последовательность сигналов (фиг. 2 г) с фиксированными длительностью То, определяющей время формирования задающего информационного сигнала, и постоянным периодом повторения Тц, определяющим временной интервал цикла регулирования. Эта последовательность поступает на один вход схемы 22 совпадения, на второй вход которой поступает частотная последовательность, вырабатываемая преобразователем 20 (фиг. 2 в). В результате умножения поступающих импульсных последовательностей на выходе схемы 22 совпадения в динамическом режиме формируются пачки импульсов длительностью То с числом 1 импульсов в пачке, равным значению произведения 1(фиг. 2 д). Одновременно с этим двоичная последовательность с первого выхода генератора 21 поступает на дифференцирующий формирующий элемент 23, вырабатывающий отсчетные сигналы, соответствующие началу и концу каждого поступающего временного интервала То (фиг. 2 е). Сигналом начало, поступающему на управляющий вход последовательно-параллельного накопительного регистра 24, счетный вход которого подключен к выходу схемы 22 совпадения, разрешается последовательно в динамическом режиме подсчет числа 1 импульсов пачки и такое состояние устройства сохраняется до прихода сигнала конец. При этом в регистре 24 сформируется в унитарном двоичном коде значение числа 1, являющегося уставкой задания уровня мощности. Сигналом конец, поступающим на управляющий вход вентилей 25 переписи информации, значение сформированного кода числа 1, накопленного за время То в регистре 24, переписывается в параллельной форме в реверсивный счетчик 26. Одновременно с этим происходит очищение содержимого регистра 24, подготавливая его к приему импульсов в очередной пачке, формируемой схемой 22 совпадения. Этим же сигналом конец открывается ключ 27 управления, связанный по входу со вторым частотным выхода генератора 21, и триггер-вентиль 28, выход которого последовательно через согласующее устройство 29 подключен к управляющему входу силового коммутирующего элемента 30. Силовые вход и выход элемента 30 подключены последовательно через нагревательный элемент 31 к зажимам 2 сети переменного тока. С приходом сигнала конец триггер-вентиль 28 принимает открытое состояние (фиг. 2 ж) и через согласующее устройство 29 открывает силовой коммутирующий элемент 30, приводя его в токопроводящее состояние. С этого момента через силовую цепь потечет ток, выделяя определенную энергию на нагревательном элементе 31. После открытия сигналом конец ключа 21 управления последовательность стробирующих импульсов с постоянной частотойследования (фиг. 2 и) со второго частотного выхода генератора 21 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 26, в который занесен код числа 1 и на счетный вход регистра 32, в котором записан код Мц длительности цикла регулирования. Стробирующая частотавыбирается из условия, где- минимальное значение частоты преобразования, вырабатываемая преобразователем 20. При поступлении стробирующих импульсов на счетчике 26 происходит последовательное вычитание значения занесенного кода 1 до достижения нулевого состояния. Сигнал нулевого состояния с выхода счетчика 26 поступает на второй вход триггера-вентиля 28 и закрывает его. При этом через согласующее устройство 29 отключится силовой коммутирующий элемент 30 от сети переменного тока и прекратится поступление энергии в нагревательный элемент 31. (фиг. 2 ж). 6 180 Одновременно с поступлением стробирующих импульсов на счетный вход регистра 32, в котором записан код Мц, соответствующий длительности Тц цикла регулирования (фиг. 2 к), происходит динамическое сравнение числа поступающих импульсов с числом, соответствующим коду Мц. При равенстве этих значений на выходе регистра 32 формируется сигнал равенства, который поступает на третий вход ключа 27 управления и закрывает его. Этим заканчивается такт динамическою формирования очередной задающей уставки длительности регулирования энергии и цикл регулирования Тц. При этом время периодической подачи энергии на нагревательный элемент 31 будет определяться равенством Тр 11 /1 и такой циклический процесс работы устройства будет сохраняться до изменения углового положения диска 9, связанного с ручкой 2 управления. При изменении углового положения диска 9 изменяется площадь раскрытия угловой прорези 10, находящейся между оптико-механическими соединителями 7 и 13. При увеличении площади раскрытия угловой прорези увеличивается амплитудное значение А 2 (фиг. 2 а, положение ) модулированного светового потока,поступающего на фотодетектор 16. При этом происходит увеличение значения выпрямленного напряжения 21 (фиг. 2 б) и увеличивается частота преобразования 2, формируемая преобразоватем 20. Такое изменение приводит к увеличению числа 21 импульсов, укладывающихся в фиксированном интервале То и изменению кода, формируемого в накопительном регистре 24 (фиг. 2 д). Это изменение в процессе обработки увеличивает длительность временного интервала Тр 2 Тр 1 подачи энергии на нагревательный элемент 31. Динамический диапазон регулирования определяется диапазоном отношения Тр/Тц, изменяемого в пределах от 0 до 1 и зависит от величины площади раскрытия угловой прорези 10 диска 9, определяемой нижним пределом порога чувствительности фотодетектора 16 до полного раскрытия площади входного торца второго передающего кабеля 14. Предложенное устройство регулирования энергии для нагревательных элементов в отличие от известных,применяемых в бытовых электронагревательных приборах, реализует бесконтактный фотоэлектрический способ формирования задающей уставки уровня регулируемой энергии в число-импульсной форме, основанного на фотометрировании проходящего через задатчик светового потока, передаваемого при помощи волоконно-оптической линии связи. Такое техническое решение позволяет пространственно разнести в зону пониженного температурного нагрева электронных блоков управления и исключить влияние внешних электромагнитных полей коротких замыканий, повысить технологичность изготовления и сборки устройств регулирования, что, в свою очередь,позволяет повысить надежность и в целом снизить стоимость бытовых электронагревательных приборов. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
МПК / Метки
МПК: H05B 1/02, F24C 7/08, H01H 19/60
Метки: нагревательных, регулирования, элементов, энергии, устройство
Код ссылки
<a href="https://by.patents.su/8-u180-ustrojjstvo-regulirovaniya-energii-dlya-nagrevatelnyh-elementov.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Устройство регулирования энергии для нагревательных элементов</a>
Предыдущий патент: Прибор для демонстрации волнового транспортно-тягового биологического механизма (варианты)
Следующий патент: Экструдер для переработки отходов пенополиуретана
Случайный патент: Телескопическая вышка