ボリューム内の自動温度維持。スキーム、説明

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ボリューム内の自動温度維持。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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寒い季節にバルコニーにある個別の野菜保管施設を維持する場合や、水族館、温室、住宅の敷地内の温度を維持する場合には、自動温度維持が必要です。電気暖房は、温室などで他のタイプの暖房とともに追加の補正暖房としても使用できます。

自動温度維持装置では、ヒーター電力制御回路に接触素子（リレー）または非接触素子（サイリスタ）が使用されます。信頼性が高いサイリスタスイッチを使用することをお勧めします。

サイリスタを制御するために、ユニジャンクショントランジスタの類似物に基づく最もアクセスしやすいサイリスタ制御回路として広く使用されています。

ボリュームの自動温度維持

この回路 (図 1a) は、導電率が npn および pnp の 2 つのバイポーラトランジスタ (VT3、VT1) で組み立てられています。この回路はサイリスタの位相パルス制御を実行し、サイリスタがオンになる瞬間が主電源電圧の半サイクルの任意の点に移動することを保証します (図 1、b)。サイリスタをオンにするための制御電流は、トランジスタ VT2 のエミッタと共通ワイヤの間に接続された蓄積コンデンサ CXNUMX によって供給されます。コンデンサに蓄えられるエネルギーは、半サイクルの開始時にはゼロに近く、半サイクル中に増加します。

コンデンサがサイリスタの制御電極を通じて放電し始める瞬間によって、制御回路から供給されるこのトランジスタのベースの電圧が決まります。この電圧を下げると、サイリスタが開く瞬間が半サイクルの始まりに近づきます。また、特定の低い制御電圧では、サイリスタのロックを解除するのに十分なエネルギーが半サイクルの開始からの時間中に蓄積コンデンサにまだ蓄積されていないため、サイリスタは開きません。

このスキームは、ボリュームを継続的に加熱することにより、ボリューム内の適切な自動温度制御を提供します。ただし、ボリュームの最初の加熱では、温度が大幅に低下すると、温度センサーの状態に基づく制御回路が非常に低い制御電圧を与え、サイリスタのロックが解除されず、ボリュームは加熱されません。

したがって、単接合トランジスタの類似物に基づく単純なサイリスタ制御回路では、必要な温度よりも大幅に低下した温度からボリュームを自動的に加熱することはできません。電気が一時的に遮断されるという状況は、私たちにとって容認できるものではありません。

この欠点のない、ボリューム内の自動温度制御の簡単なスキームを図 2 に示します。この回路は、サイリスタをオンにするための振幅制御を提供し、温度が R2 温度コントローラーで設定された温度に上昇するまで、任意の低温から一定時間ボリューム内の発熱体をオンにします。

加熱サイクルの継続時間は、ボリューム R1 内の温度センサーによって制御されます。ボリュームの初期加熱中、または加熱が長期間行われていない間、センサーの抵抗は大幅に増加します。レギュレーターがネットワークに接続されている場合、トランジスタ VT1 に基づく電圧によりセンサーは開いたままになります。トランジスタ VT2 が開き、サイリスタのターンオン電流がサイリスタ制御電極回路を流れます。サイリスタは各半サイクルの開始時にオンになります。ボリュームが加熱されると、センサーの抵抗が減少します。ボリュームが設定温度に等しい温度に達すると、トランジスタ VT1 と VT2 が閉じます。サイリスタが閉じています。ボリューム内の温度が設定値より 1℃ 以下に低下するまでは加熱は行われません。その後、暖房が再びオンになります。オンになったサイリスタは制御回路をバイパスし、エネルギーを消費しないため、制限抵抗 R8 の電力を削減できます。

LED HL2 の点灯は、デバイスがネットワークに接続されており、ヒーター回路が動作していることを示しますが、HL1 は点灯しません。 HL1 の点灯は加熱を示し、HL2 は消灯します。

約 1°C の温度を維持する精度は、まったく問題ありません。

回路を設定するときは、抵抗器 R6 の抵抗値を選択し、温度設定点 R2 のスケールを適用する必要があります。 R6 を選択するには、照明ランプを負荷としてオンにし、温度センサー回路を遮断し、抵抗器 R6 の抵抗を 2 kOhm に下げることで、ランプが完全な熱で光るようにする必要があります。受信値のR6を回路に設置します。サイリスタのインスタンスが異なると、R6 が異なる場合があります。

設定値スケールを適用するには、スライダーの左端の位置で回路抵抗が最大になるように抵抗 R2 をオンにします。温度センサーを水銀温度計と一緒に水の入った容器に入れ、水の温度を（加熱するか氷を加えて）ダイヤルの最初の希望の温度にします。次に、抵抗器 R3 の抵抗値を 47 kΩ から下げて、ランプを点灯します。抵抗 R3 の値を記録します。 R2 エンジンを一番右の位置に移動します。

水温を上げながら、ランプが消える温度を記録します。これは設定点スケールの上限温度です。中間の目盛区分は、ダイヤルインジケータの近くの目盛り上のその場所に水銀温度計の必要な読み取り値に従って適用されます。ダイヤルハンドルをわずかに動かすとランプが切り替わります。

設定値スケールは、R2 定格が大きいほど温度範囲が広くなり、その逆も同様です。図 2 に示す定格では、目盛範囲は約 6°C です。

ボリュームの自動温度維持

この回路では、サーミスタタイプ MMT-1 または KMT-4、MMT-1 は 1 ～ 2 kOhm を温度センサー R10 として使用します。 VT1 には、任意の文字を含む KT315、KT3102 を指定できます。 VT2 - KT361、KT3107、KT209、KT313 を任意の文字で入力します。サイリスタ VS1 - タイプ KU201、KU202 K-N; ブリッジダイオードには 300 V を超える逆電圧と、ヒーターに電力を供給するのに十分な順電流が必要です。 LED HL1 AL307G、HL2 - AL307B。

ヒーター電力が 100 W を超える場合は、サイリスターと整流ダイオードをラジエーターに取り付ける必要があります。レギュレーターはセンサー設置場所の温度計としても使用できます。これを行うには、温度ダイヤルノブを回して、LED の XNUMX つを消灯させ、もう XNUMX つを点灯させます (またはその逆)。この状況では、設定針は目盛り上で測定温度の方向を向いています。

構造上、温度センサーを機械的な影響から保護することが推奨されます。これを行うには、サーミスターをプラスチックチューブの中に入れます。サーミスタタイプ MMT-4 は、まず金属ケースから取り出す必要があります。チューブを変圧器油で満たし、厚いゴム栓で両側をしっかりと閉じます。プラグの XNUMX つで、針を使用して XNUMX つの穴を開け、そこにフッ素樹脂絶縁体の XNUMX 本の細い導体を通します。

水族館の発熱体も同様の設計です。直列接続された永久抵抗器のチェーンが十分な長さのチューブ内に配置されます。したがって、50 W ヒーターは、長さ 23 cm のチューブ内に 43 オーム、5 W の抵抗器 50 個で構成されていますが、油環境 (ヒーター全体が水中) にあるため、抵抗器は過熱しません。チューブの壁の厚さは薄くする必要があります。

回路要素には主電源電圧が含まれているため、回路を操作するときは安全規則に従う必要があります。

著者: A. N. ロマネンコ

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