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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Maintien de la température du liquide de refroidissement. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Régulateurs de puissance, thermomètres, stabilisateurs thermiques Le liquide de refroidissement est de l'eau à haute température (pas inférieure à 56°C), utilisée dans les réseaux de chauffage pour chauffer les pièces, et également consommée dans les appartements et les chalets pour les besoins domestiques. Le manque d'eau chaude oblige à la chauffer sur des cuisinières électriques et à gaz domestiques, ce qui crée certains désagréments, entraîne une consommation excessive de gaz et d'électricité et une violation des règles de sécurité. Dans certains cas, vous pouvez chauffer de l'eau dans de simples récipients (chaudières) en y installant un radiateur électrique. Lorsque la température réglée de l'eau dans le réservoir est atteinte, le chauffage doit être rapidement éteint afin que l'eau ne bout pas et ne fasse pas éclater la chaudière. Le chauffe-eau classique est réalisé selon un schéma simple : un interrupteur d'alimentation et un élément chauffant. Dans le meilleur des cas, un capteur de pression et un capteur de température (régulateur) leur sont ajoutés. Le capteur de pression protège la chaudière de l'augmentation de la pression de l'eau et le capteur de température se déclenche lorsque la température dépasse une limite prédéfinie. Un régulateur bimétallique est souvent utilisé comme régulateur de température de chauffage, ce qui n'est pas très différent d'un régulateur en fer. Lorsque la température de l'eau réglée est atteinte, le capteur ouvre le circuit d'alimentation du chauffage, la température de l'eau diminue naturellement ou à la suite de la consommation et de l'ajout d'eau froide, et les contacts du régulateur se referment, allumant le chauffage. La simplicité d'un tel circuit conduit souvent à des dysfonctionnements du radiateur dus à la brûlure des contacts du régulateur, qui commutent des courants élevés. Pour augmenter la fiabilité du système, je suggère d'utiliser un contrôleur de température électronique (Fig. 1). Il vous permet de régler la température du liquide de refroidissement souhaitée et de la maintenir automatiquement.
Tous les capteurs sont situés dans un circuit basse tension et sont isolés galvaniquement du réseau par des optocoupleurs et un transformateur de puissance. L'appareil se compose de :
Les dispositifs optoélectroniques assurent une isolation galvanique des circuits d'entrée et de sortie. Le circuit utilise deux types d'optocoupleurs : VU1 - optocoupleur diode-transistor et VU2 - diode-thyristor. Les optocoupleurs ont un gain de courant élevé, ce qui permet de se passer de circuits d'amplification supplémentaires à l'entrée du temporisateur et dans les circuits de commande du triac. La sensibilité de la thermistance (changement de résistance avec la température) lors de l'utilisation d'un optocoupleur augmente de 2...5 %/°C à 12...15 %/°C. L'optocoupleur diode-transistor VU1 fonctionne en mode linéaire. Changer l'émission de sa LED modifie la résistance collecteur-émetteur du transistor interne VU1. qui est inclus dans le circuit de synchronisation du temporisateur DA1. Le temps de charge du condensateur C2 du circuit temporisateur externe change en conséquence. La régulation et le réglage de la température sont effectués par des résistances variables R1 et R7. ce qui vous permet de maintenir n'importe quelle température de la chaleur porteuse. La résistance R1 règle la température de chauffage, R7 - la puissance du chauffage. La température initiale de l'eau affecte la résistance de la thermistance et, par conséquent, la durée de l'impulsion positive à la sortie de la minuterie. À basse température du liquide de refroidissement, la durée de l'impulsion de sortie est maximale. L’utilisation d’une minuterie intégrée facilite la création d’un générateur d’impulsions. Pour faire fonctionner le microcircuit en mode auto-oscillateur, les broches 2 et 6 sont connectées entre elles et connectées au condensateur C2. En régime permanent, l'intervalle Tj, pendant lequel la sortie du temporisateur est à un niveau haut, est déterminé par la relation T1=0l69(RVUi+R3)C2. Lorsque le transistor interne du microcircuit s'ouvre, le condensateur C2 se décharge à travers les résistances R4 et R5, formant un deuxième intervalle de temps T2 avec un niveau bas à la sortie DA1. Sa durée est déterminée par la formule : T2=0,69(R4+R5) C2. La valeur T2 ne change pas avec la température. La durée totale d'impulsion T est T=T,+T2. Le rapport cyclique Q des impulsions (Q=T/T1) augmente avec l'augmentation de la température, réduisant ainsi la tension sur le chauffage et la température du liquide de refroidissement. La fréquence du générateur sur la minuterie peut être ajustée en modifiant la tension à la broche 5 de DA1. Lorsque la tension diminue, la fréquence de génération de la minuterie augmente et la puissance du chauffage diminue. Le signal rectangulaire de la sortie 3 DA1 via la résistance de limitation R6 est fourni à l'entrée de l'amplificateur de puissance sur le transistor VT1. La résistance R8 dans son circuit collecteur limite le courant d'impulsion à travers la LED de l'optocoupleur VU2. L'utilisation du transistor VT1 à gain élevé permet de générer le signal de sortie d'un commutateur à transistor avec une distorsion minimale. Ce signal est fourni à la LED de l'optocoupleur VU2, amplifié par le photodinistor et contrôle le fonctionnement du régulateur de puissance sur le triac VS1. Les impulsions d'ouverture de VS1 des deux polarités sont formées par le pont de diodes VD4. L'optocoupleur VU2 assure l'isolation galvanique des circuits basse et haute tension de l'appareil. Si le dinistor optocoupleur est ouvert, le triac est activé au début du cycle de tension secteur, lorsque le courant traversant l'électrode de commande atteint une valeur seuil, ce qui réduit le niveau de bruit du convertisseur triac. Pour augmenter la précision du réglage de la température, le pont et la minuterie sont alimentés par une tension stabilisée provenant du stabilisateur DA2. La diode VD2 protège la puce stabilisatrice d'une éventuelle panne due à une tension inverse. Les condensateurs C3 et C5 éliminent les ondulations de tension redressées, le condensateur C1 élimine les interférences qui se produisent lors du réglage de la résistance R1. Condensateur Sat. installé parallèlement à la charge, réduit le niveau de bruit du convertisseur triac. Les contacts du capteur de pression P ferment la base VT1 du boîtier, arrêtant le chauffage du liquide de refroidissement en cas de pression d'urgence dans le réchauffeur. L'appareil utilise des composants radio largement utilisés. Résistances fixes - type MLT-0,125. variables - SP-Ill, thermistance - MMT-4. Condensateurs à oxyde - K50-38, haute tension (C6) - K73-17. le reste est KM. Minuterie série 555. Le transformateur de puissance est utilisé avec une tension d'enroulement secondaire de 10...12 V. Le commutateur SA1 est automatique, avec un courant de 25 A. Le capteur de pression est utilisé à partir d'une voiture Zhiguli. Le dispositif est assemblé sur une carte de circuit imprimé dont le dessin est illustré à la Fig.2.
Le régulateur de température R1 et le régulateur de puissance R7 sont installés sur le panneau avant de l'appareil pour faciliter son utilisation. Le capteur de pression P et la thermistance RK1 sont montés dans le corps du chauffe-eau à l'aide d'un raccord fileté ou soudé. Le radiateur électrique (TEH) est fixé avec une bride à travers un joint en caoutchouc à une courte distance du fond du réservoir du radiateur. Le robinet de vidange doit être situé au-dessus du radiateur et le raccordement d'alimentation en eau froide doit être en haut. Le capteur de pression doit être installé dans n'importe quel endroit pratique et la thermistance doit être située juste en dessous du robinet de vidange. Le circuit peut être réglé à l'aide d'une bouilloire électrique au lieu d'un réservoir d'eau. Cela accélérera le travail de configuration. La fiche de la bouilloire est reliée aux bornes de l'élément chauffant et du corps du circuit. La sonde de température RK1 est placée dans l'eau bouillante, et après quelques minutes, le régulateur de température R1 est utilisé pour éteindre la LED témoin de chauffage HL1. La tension sur le chauffage chutera presque jusqu'à zéro. La position du curseur R1 (100°C) est fixe. De plus, la tension et la puissance sur la charge peuvent être ajustées en changeant la résistance R7. Avant de calibrer la température, le moteur R7 est réglée sur la position de puissance maximale. Après refroidissement de la thermistance à température ambiante, la résistance R1 règle la tension maximale sur la charge et la position du moteur est fixe (+25 ° C). Entre les températures intermédiaires sont tracées les valeurs de température extrêmes. Les fils adaptés au chauffage et au triac doivent avoir une section de 4...5 mm2 (correspondant à un courant de charge de 25...30 A). Pour éliminer les interférences, les fils des capteurs doivent être posés séparément des fils du réseau. Le réservoir du chauffage doit être mis à la terre. Grâce à la luminosité de la LED HL1, vous pouvez déterminer visuellement la puissance de la charge. La LED qui s'éteint indique que le chauffage est éteint ou que la pression dans le réservoir est critique. littérature
Auteur : V.Konovalov, Irkoutsk
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