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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Mantener la temperatura del refrigerante. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Reguladores de potencia, termómetros, estabilizadores de calor El refrigerante es agua a alta temperatura (al menos 56°C), que se utiliza en las redes de calefacción para calentar habitaciones y también se consume en apartamentos y cabañas para las necesidades domésticas. La falta de agua caliente obliga a calentarla en cocinas domésticas eléctricas y de gas, lo que genera ciertos inconvenientes, provoca un consumo excesivo de gas y electricidad y una violación de las normas de seguridad. En algunos casos, es posible calentar agua en recipientes simples (calderas) instalando en ellos un calentador eléctrico. Cuando se alcanza la temperatura establecida del agua en el tanque, se debe apagar el calentador lo antes posible para que el agua no hierva y reviente la caldera. El calentador de agua clásico se fabrica según un esquema simple: un interruptor de encendido y un elemento calefactor. En el mejor de los casos, se les añade un sensor de presión y un sensor de temperatura (regulador). El sensor de presión protege la caldera del aumento de presión del agua y el sensor de temperatura se activa cuando la temperatura supera un límite preestablecido. Como regulador de temperatura del calentador, a menudo se usa uno bimetálico, que no es muy diferente de un regulador de hierro. Cuando se alcanza la temperatura del agua establecida, el sensor abre el circuito de alimentación del calentador, la temperatura del agua disminuye naturalmente o como resultado del consumo y la adición de agua fría, y los contactos del regulador se cierran nuevamente, encendiendo la calefacción. La simplicidad de un circuito de este tipo a menudo conduce a un mal funcionamiento del calentador debido a la quema de los contactos del regulador, que conmutan corrientes elevadas. Para aumentar la confiabilidad del sistema, sugiero utilizar un controlador de temperatura electrónico (Fig. 1). Le permite configurar la temperatura del refrigerante deseada y mantenerla automáticamente.
Todos los sensores están ubicados en un circuito de baja tensión y están aislados galvánicamente de la red mediante optoacopladores y un transformador de potencia. El dispositivo consta de:
Los dispositivos optoelectrónicos proporcionan aislamiento galvánico de los circuitos de entrada y salida. El circuito utiliza dos tipos de optoacopladores: VU1 - optoacoplador de diodo-transistor y VU2 - diodo-tiristor. Los optoacopladores tienen una alta ganancia de corriente, lo que permite prescindir de circuitos de amplificación adicionales en la entrada del temporizador y en los circuitos de control del triac. La sensibilidad del termistor (cambio de resistencia con la temperatura) cuando se utiliza un optoacoplador aumenta de 2...5%/°C a 12...15%/°C. El optoacoplador de diodo-transistor VU1 funciona en modo lineal. Cambiar la emisión de su LED cambia la resistencia colector-emisor del transistor interno VU1. que está incluido en el circuito de temporización del temporizador DA1. El tiempo de carga del condensador C2 del circuito temporizador externo cambia en consecuencia. La regulación y el ajuste de la temperatura se realizan mediante resistencias variables R1 y R7. lo que le permite mantener cualquier temperatura del calor portador. La resistencia R1 establece la temperatura de calentamiento, R7, la potencia del calentador. La temperatura inicial del agua afecta la resistencia del termistor y, en consecuencia, la duración del pulso positivo en la salida del temporizador. A bajas temperaturas del refrigerante, la duración del impulso de salida es máxima. El uso de un temporizador integral hace que sea bastante fácil crear un generador de impulsos. Para operar el microcircuito en modo autooscilador, los pines 2 y 6 están conectados entre sí y conectados al condensador C2. En estado estacionario, el intervalo Tj, durante el cual la salida del temporizador está en un nivel alto, está determinado por la relación T1=0l69(RVUi+R3)C2. Cuando se abre el transistor interno del microcircuito, el condensador C2 se descarga a través de las resistencias R4 y R5, formando un segundo intervalo de tiempo T2 con un nivel bajo en la salida DA1. Su duración está determinada por la fórmula: T2=0,69(R4+R5)C2. El valor T2 no cambia con la temperatura. El tiempo total de pulso T es T=T,+T2. El ciclo de trabajo Q de los pulsos (Q=T/T1) aumenta al aumentar la temperatura, reduciendo así el voltaje en el calentador y la temperatura del refrigerante. La frecuencia del generador en el temporizador se puede ajustar cambiando el voltaje en el pin 5 de DA1. Cuando el voltaje disminuye, la frecuencia de generación del temporizador aumenta y la potencia del calentador disminuye. La señal rectangular de la salida 3 DA1 a través de la resistencia limitadora R6 se suministra a la entrada del amplificador de potencia en el transistor VT1. La resistencia R8 en su circuito colector limita la corriente de pulso a través del LED del optoacoplador VU2. El uso del transistor VT1 con alta ganancia permite generar la señal de salida de un interruptor de transistor con una distorsión mínima. Esta señal se suministra al LED del optoacoplador VU2, se amplifica mediante el fotodinistor y controla el funcionamiento del regulador de potencia en el triac VS1. Los pulsos de apertura de VS1 de ambas polaridades están formados por el puente de diodos VD4. El optoacoplador VU2 proporciona aislamiento galvánico de los circuitos de alto y bajo voltaje del dispositivo. Si el dinistor del optoacoplador está abierto, el triac se enciende al comienzo del ciclo de voltaje de la red, cuando la corriente a través del electrodo de control alcanza un valor umbral, lo que reduce el nivel de ruido del convertidor triac. Para aumentar la precisión del ajuste de temperatura, el puente y el temporizador funcionan con un voltaje estabilizado del estabilizador DA2. El diodo VD2 protege el chip estabilizador de una posible avería por tensión inversa. Los condensadores C3 y C5 eliminan las ondulaciones del voltaje rectificado, el condensador C1 elimina la interferencia que ocurre al ajustar la resistencia R1. Condensador sat. Instalado en paralelo a la carga, reduce el nivel de ruido del convertidor triac. Los contactos del sensor de presión P cierran la base VT1 a la carcasa, deteniendo el calentamiento del refrigerante en caso de presión de emergencia en el calentador. El dispositivo utiliza componentes de radio ampliamente utilizados. Resistencias fijas: tipo MLT-0,125. variables - SP-Ill, termistor - MMT-4. Condensadores de óxido - K50-38, alto voltaje (C6) - K73-17. el resto son KM. Temporizador serie 555. El transformador de potencia se utiliza con una tensión del devanado secundario de 10...12 V. El interruptor SA1 es automático, con una corriente de 25 A. El sensor de presión se utiliza desde un automóvil Zhiguli. El dispositivo está ensamblado en una placa de circuito impreso, cuyo dibujo se muestra en la Fig.2.
El regulador de temperatura R1 y el regulador de potencia R7 están instalados en el panel frontal del dispositivo para facilitar su uso. El sensor de presión P y el termistor RK1 se montan en el cuerpo del calentador de agua mediante una conexión roscada o soldada. El calentador eléctrico (TEH) se fija con una brida a través de una junta de goma a poca distancia del fondo del tanque del calentador. El grifo de drenaje debe estar ubicado encima del calentador y la conexión de suministro de agua fría debe estar arriba, el sensor de presión debe instalarse en cualquier lugar conveniente y el termistor debe ubicarse justo debajo del grifo de drenaje. El circuito se puede regular utilizando un hervidor eléctrico en lugar de un tanque de agua. Esto acelerará el trabajo de configuración. Se conecta el enchufe de la tetera a los terminales del elemento calefactor y al cuerpo del circuito, se coloca el sensor de temperatura RK1 en agua hirviendo y, después de unos minutos, se utiliza el regulador de temperatura R1 para apagar el LED indicador de calentamiento HL1. El voltaje en el calentador caerá casi a cero. La posición del control deslizante R1 (100°C) es fija. Además, el voltaje y la potencia en la carga se pueden ajustar cambiando la resistencia R7. Antes de calibrar la temperatura, el motor R7 se establece en la posición de potencia máxima. Después de enfriar el termistor a temperatura ambiente, la resistencia R1 establece el voltaje máximo en la carga y la posición del motor se fija (+25 ° C). Entre las temperaturas intermedias se trazan los valores de temperatura extrema. Los cables adecuados para la calefacción y el triac deben tener una sección de 4...5 mm2 (correspondiente a una corriente de carga de 25...30 A). Para eliminar interferencias, los cables a los sensores deben tenderse por separado de los cables de red. El tanque del calentador debe estar conectado a tierra. Por el brillo del LED HL1, puede determinar visualmente la potencia en la carga. El LED que se apaga indica que el calentador está apagado o que la presión en el tanque es crítica. Literatura
Autor: V.Konovalov, Irkutsk
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