151106. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kapcsoló üzemmódban dolgozó szabályozó berendezések szabályzási jelleggörbéjének kialakítására
151106 4 elérni. Igen kis érzéketlenségi sávú kapcsolóelemként célszerű oszcillátort használni. Az oszcillátor használata további jelentős előnyökkel is jár; működése a zavaró tényezők hatásától (hőfok, tápfeszültség ingadozásai stb.) 5 nagymértékben és egyszerű eszközökkel függetleníthető, az érzékelő és végrehajtó szerv galvanikus szigetelése egyszerűen megoldható, ezenkívül még a vezetéknélküli jelátvitelt és a távolról való beavatkozást is lehetővé teszi. 10 A találmány szerinti eljárással kialakított berendezések alkalmasak olyan folyamatok szabályozására, amelyeknél az érzékelendő mennyiség elektromos feszültséggé alakítható és amelyeknél a beavatkozó szerv vagy vég- 15 fokozat elektromosan működtethető. A kapcsoló üzemmódból következik, hogy a végfokozat vagy beavatkozó szerv csak kétféle üzemállapotban dolgozhat — vezet vagy nem vezet — és így lehet relé, kontaktor, szelep, transz- 20 duktor, tranzisztor vagy bármely kapcsoló üzemmódban használható elektromosan vezérelhető szerkezet, amely az elvégzendő feladat által megszabott sebességgel és teljesítménynyel kapcsolni tud. 25 A találmány szerinti eljárás elvei az 1. ábrán bemutatott kiviteli példán világíthatok meg. Ennél a kiviteli példánál az O oszcillátor a V végfokozat vezérlését végzi E egyenirányítón keresztül. Az O oszcillátor két üzemmód- 30 ban dolgozhat; rezeg vagy nem rezeg. Az O oszcillátor rezgésének megindítása vagy leállítása a kiviteli példánál a D Zener diódával van megoldva, de általánosan megoldható egyéb feszültségérzékelő elemmel vagy kapcso- 35 lási elrendezéssel, amely az érzékelendő menynyiségből átalakított feszültségről kap táplálást. Ameddig az érzékelendő mennyiség vagy a vele arányos Ué feszültség a D Zener dióda küszöb-feszültségét nem éri el, addig az O 40 oszcillátor rezeg és a V végfokozat például bekapcsolt állapotban van (az O oszcillátor rezgési állapotához a kikapcsolt állapotot is hozzá lehet rendelni). Az U<s feszültség növekedésével, a D Zener dióda küszöbfeszültségé- 45 nek elérése után az O oszcillátor rezgése leáll és a V végfokozat, kikapcsol. Fordítva az Ué feszültség csökkenésekor, ha az a D Zener d;óda küszöbfeszültsége alá csökken, az O oszcillátor rezgése megindul és a V végfokozat 50 bekapcsol. A leírt berendezésnél az O oszcillátor frekvenciáját célszerű a várható kapcsolási számnál legalább egy nagyságrenddel magasabbra választani. Ennél nagyobbra azonban tetsző- 55 legesen választhatjuk. Ha a rezgés amplitúdóját és frekvenciáját elég nagyra szabjuk meg, úgy a berendezés teljesen érzéketlen lesz olyan zavaró jelekre, amelyek az O oszcillátor rezgésszámát, vagy amplitúdóját változtatják (hő- 60 fokfüggés, tápfeszültségváltozás, öregedés stb.). A szabályozó fent leírt működése egyes esetekben nem kielégítő. Szükség lehet a ki- és bekapcsolás közötti érzéketlenségi sáv csökkentésére, vagy a szabályozás sztatikussá tété- 65 lére és utóbbi esetben a sztatika nagyságának szabályozására^ Mindkét célkitűzés elérhető egy megfelelő nagyságúra választott Us váltakozó segédfeszültségnek az Ué feszültséghez való hozzáadásával. Az 1. ábra példakénti kiviteli alakjában az Us segédfeszültséget a T transzformátoron juttatjuk a D Zener dióda áramkörébe. A működés elvének megértését a 2. a, b és c, valamint 3. a, b, c, d, e és f ábra könnyíti meg. A 2. a, b és c ábrák a D Zener dióda áramát mutatják a feszültség függvényében. Ezek az ábrák azt az esetet világítják meg, mikor az U, segédfeszültséget az érzéketlenségi sáv csökkentésére használjuk. A D Zener dióda I2 = f (Uj) karakterisztikáján be vannak jelölve azok a feszültségek, amelyeknél az O oszcillátor rezgése megindul (BE) és amelynél a rezgés leáll (KI). A KI és BE feszültségek közötti tartományt nevezzük érzéketlenségi sávnak. Az Ué érzékelendő feszültség az érzéketlenségi sávon belül van jelölve és az O oszcillátor rezgési állapotát az határozza meg, hogy az Ué feszültség a bejelölt helyet melyik irányból érte el. A 2. a ábrán az Ué feszültség az érzéketlenségi sáv közepén fekszik. A szuperponált Us segédfeszültség kétszeres amplitúdója kisebb, mint az érzéketlenségi sáv szélessége és így az O oszcillátor rezgési állapotában nem jöhet létre változás. A 2. b ábrán az Ué feszültség kissé el van tolódva balra annyira, hogy az Ué + Us feszültségek az Us segédfeszültség csúcsértékénél érinti a KI vonalat, az érzéketlenségi sáv felső szélét. Ekkor — feltételezve, hogy rezgési állapotból indultunk ki — az O oszcillátor rezgése leáll és újra nem is indul meg, míg az Ué feszültség a 2. c ábrán látható értékig nem csökken. A 2. c ábrán az Ué feszültség kissé jobbra van eltolódva annyira, hogy Ué -f- Us feszültség az Us segédfeszültség csúcsértékénél érinti a BE vonalat, az érzéketlenségi sáv alsó szélét. Ekkor —• feltételezve, hogy nem rezgő állapotból indultunk ki — az O oszcillátor rezgése megindul, és mindaddig nem áll le, míg az Ué feszültség a 2. b ábrán látható értékig nem nő. Az ábrák alapján belátható, hogy az Us segédfeszültség nagyságával az érzéketlenségi sáv csökkenthető, vagyis az Ué feszültségnek az O oszcillátor ki- és bekapcsolásához szükséges változása tetszőlegesen kicsivé tehető. A 3. a, b, c, d, e és f ábrákon egyrészt az Ué + Us feszültséget ábrázoltuk a t idő függvényében, vastagon kihúzott hullámvonallal, másrészt a szabályozó P kimenő jelét ugyancsak a t idő függvényében vonalkázott, illetve üresen hagyott területekkel. A vonalkázott területek a szabályozó bekapcsolt állapotának, az üresen hagyott területek pedig a szabályozó kikapcsolt állapotának felelnek meg. A3, a, b, c, d, e és f ábrákon a sztatika kialakítását mutatjuk az Us segédfeszültség segítségével. Ezeken az ábrákon az Us segéd-2
