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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Stabilizzatore di temperatura universale ad alta precisione
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di potenza, termometri, stabilizzatori di calore Il dispositivo è progettato per mantenere automaticamente la temperatura e può essere utilizzato in un appartamento, una casa privata e altri locali con una potenza del riscaldatore elettrico fino a 5,5 kW, nonché per un negozio di ortaggi (anche su balcone), in un incubatrice, un acquario, ecc. È previsto il collegamento di un condizionatore d'aria e il mantenimento della temperatura desiderata dell'aria raffreddata. Lo stabilizzatore termico può essere utilizzato nella produzione. Se è necessario aumentare la potenza a 100 kW o più, viene utilizzato un avviatore magnetico o un contattore (anche per un'alimentazione trifase) corrispondente al carico, la cui bobina di avviamento è collegata direttamente allo stabilizzatore. Molti dispositivi elettronici per il mantenimento automatico della temperatura sono stati pubblicati in varie pubblicazioni di ingegneria radiofonica, tuttavia alcuni di essi non sono sicuri nel funzionamento, poiché i sensori e gli elementi di controllo non hanno isolamento galvanico dall'alimentazione di rete [1], altri non forniscono il necessaria accuratezza del mantenimento della temperatura e non escludono frequenti commutazioni del riscaldatore ("rimbalzo") vicino alla temperatura di soglia [2], altri sono difficili da produrre e contengono elementi scarsi [3]. La versione proposta è esente da queste carenze. Inoltre, la portata del dispositivo è stata ampliata mantenendo la temperatura con elevata precisione e maggiore potenza, corrispondenti ai moderni riscaldatori e condizionatori d'aria disponibili in commercio. Lo stabilizzatore termico descritto fornisce il mantenimento della temperatura con una precisione di ±0,C e la possibilità di regolare l'intervallo di temperatura dal momento in cui il riscaldatore (condizionatore d'aria) viene acceso fino al momento in cui viene spento da 0,1 a 1,5°C.
Con le valutazioni indicate nel diagramma (Fig. 1), viene fornito un valore fisso di una qualsiasi delle sette temperature di 21 ... 27 ° C. Questo intervallo di temperatura può essere spostato verso l'alto o verso il basso della resistenza R8 di 9...3°C. La potenza assorbita dall'unità elettronica dello stabilizzatore di temperatura non supera i 3,5 VA. Il dispositivo è una combinazione di cinque unità funzionali: un relè termico elettronico, un interruttore della modalità di funzionamento, un multivibratore, un trasformatore di impulsi e una chiave trinistor (triac), un trasformatore di rete con un raddrizzatore. Il relè termico elettronico è costituito da un comparatore di tensione DA1 e da un ponte di misura. Il sensore di temperatura, che è il termistore RK1, è compreso nel braccio del ponte di misura R1, R3-R10, R2, RK1, alimentato da una tensione stabilizzata. Il filtro R1 1R12C2 attenua l'effetto dei disturbi sui conduttori che collegano il termistore al comparatore. La resistenza R14 imposta l'ampiezza dell'"isteresi di temperatura" da 0,1 a 1,5°C. Al diminuire della temperatura, la resistenza del termistore RK1 aumenta. A seguito di una variazione di tensione all'ingresso del comparatore, quest'ultimo, quando attivato, fornisce una tensione negativa all'interruttore delle modalità operative SA2, VT1. Nella modalità "riscaldatore", il transistor VT1 avvia un multivibratore assemblato sui transistor VT2, VT3. La frequenza di generazione è di circa 20 kHz, il che garantisce un funzionamento affidabile della chiave trinistor (triac) che fornisce tensione al riscaldatore (condizionatore). Il trasformatore di impulsi T1 fornisce l'isolamento galvanico tra la rete 220 V e lo stabilizzatore termico, che soddisfa i requisiti di sicurezza elettrica. L'avvolgimento primario del trasformatore è collegato ai collettori dei transistor VT2, VT3 tramite il condensatore C4. Il LED verde HL2 del bagliore funge da indicatore dell'inclusione del termostato nella rete e il bagliore rosso del LED HL1 indica che la tensione è applicata al riscaldatore o al condizionatore d'aria. Se il termostato dovrebbe essere utilizzato solo per il condizionatore d'aria, non è necessario installare l'interruttore SA2, transistor VT1, resistori R15-R17. In questo caso è necessario collegare il morsetto 7 del comparatore DA1 con la base del transistor VT3 con un ponticello. Se si suppone che venga utilizzato solo un riscaldatore, non è necessario nemmeno l'interruttore SA2, mentre il terminale 7 del comparatore è collegato al punto di connessione dei resistori R15, R16 e il collettore del transistor VT1 è collegato alla base del transistor VT3 . I moderni condizionatori d'aria hanno una funzione di riscaldamento. In questo caso, l'interruttore SA2 è impostato sulla posizione "Riscaldatore". Per alimentare lo stabilizzatore di temperatura, viene utilizzato qualsiasi trasformatore di rete T2, che abbassa la tensione a 8 ... 10 V. La corrente di carico è di almeno 200 mA. Il trasformatore può essere utilizzato dall'adattatore di rete della console per videogiochi. Il condizionatore C7 riduce la corrente assorbita dalla rete compensando l'energia reattiva consumata dal trasformatore. Dopo aver selezionato il condensatore, la corrente è diminuita da 30 a 16 mA. Il sensore con termistore RK1 può essere posizionato a una distanza (10 m o più) dall'unità elettronica. In questo caso il collegamento avviene con un filo schermato in isolamento. Il termistore RK1 deve essere protetto da danni meccanici fornendo libero accesso all'aria. La potenza del riscaldatore (climatizzatore) secondo lo schema riportato in fig. 1, non deve superare 2,2 kW, ma è facile aumentarlo a 5,5 kW, utilizzando al posto di due trinistor VD3, VL4 tipo KU202N triac TS 1 22-25-6, come mostrato in Fig. 2. In questo caso viene utilizzato un avvolgimento secondario del trasformatore di impulsi T1. Il condensatore C8 consente l'accensione del triac senza un'attenta selezione dei suoi parametri. A seconda della potenza del carico, i trinistor (triac) devono essere installati su dissipatori di calore in ragione di 60 cm per 1 kW di carico. Quando si utilizza un termostato per un'incubatrice, i resistori R5-R10 e l'interruttore SA1 non vengono utilizzati e il resistore R4 viene sostituito con un resistore da 15 kΩ e collegato alla custodia. La temperatura di 37,5°C è impostata dalla resistenza R3. Quando si utilizza uno stabilizzatore di temperatura per un negozio di ortaggi, il resistore R4 viene sostituito con un resistore da 75 kΩ e collegato alla custodia. Anche la temperatura 2...4°C è impostata dalla resistenza R3. Se è necessario utilizzare uno stabilizzatore di temperatura nell'intervallo di temperatura da 0 a 100 ° C, è necessario sostituire il resistore R1 con un resistore da 5,1 kΩ e il resistore R3 con 100 kΩ. L'uscita del resistore R4, che va all'interruttore SA1, è collegata all'alloggiamento. La maggior parte delle parti dello stabilizzatore di calore sono montate su un circuito stampato in lamina di fibra di vetro di 2 mm di spessore. La posizione delle parti non è critica. Il trasformatore di impulsi T1 è avvolto su un anello di dimensioni 20x12x6 mm in ferrite 2000NM. Tutti e tre gli avvolgimenti sono gli stessi e contengono 50 spire di filo LESHD 7x0,07 litz, che può essere sostituito con filo PEL-SHO 0,17. Nella fabbricazione del trasformatore, gli avvolgimenti e i terminali devono essere isolati in modo affidabile. La resistenza di isolamento tra gli avvolgimenti deve essere di almeno 0,5 MΩ, misurata con un megger da 500 V (PUE p. 1.8.34). Il dispositivo utilizza resistori fissi di tipo MLT, variabili - SPZ-1a, condensatori di tipo KM (C2-C8) e K52-1 (C1-C6). Il comparatore K521SAZ può essere sostituito da K554SAZ. Il transistor VT1 tipo KT31 5B può essere utilizzato con un indice di lettere diverso o una qualsiasi delle serie KT301, KT312, KT3102. Invece dei transistor VT2 e VT3, è possibile utilizzare i transistor KT608. Il gruppo diodi VD2 può essere sostituito con diodi KD1 05, ecc. Invece di diodi VD3-VD5, è possibile utilizzare diodi KD509A. I LED possono anche essere sostituiti con altri. Come interruttore SA1 viene utilizzato un interruttore di piccole dimensioni del tipo PM, ma è possibile utilizzare un altro tipo, ad esempio P2K. Come interruttore SA2 è stato utilizzato un interruttore a levetta del tipo MTD-1. Quando si installa un trasformatore di impulsi, è necessario collegare correttamente l'inizio e la fine degli avvolgimenti, altrimenti sarà necessario sostituirli. Uno stabilizzatore termico correttamente assemblato inizia a funzionare immediatamente. In alcuni casi, a causa della dispersione dei valori del termistore RK1, potrebbe essere necessario selezionare le resistenze R5-R10 per impostare l'esatta temperatura fissa con l'interruttore SA1. Letteratura
Autore: V.Yu. Petrovsky, Chernihiv; Pubblicazione: radioradar.net
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Commenti sull'articolo: Eugene Un buon schema, come iniziale, per un'ulteriore modernizzazione a un nuovo livello di sviluppo tecnologico.
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