Термостабилизатор для инкубатора

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

В.Якушев, А.Линник.
Основная цель, которая ставилась при разработке устройства, - обеспечить его работоспособность в большом диапазоне изменения питающих напряжений. Не секрет, что напряжение сети, особенно в сельской местности, может изменяться в широких пределах. Практика показывает что этот диапазон нестабильности бывает от 150 до 300 В. Рекордом же можно считать 400 В! Именно такое напряжение держалось в течение трех дней в нашей сети этой зимой в результате аварии на подстанции.
Нелегко заниматься инкубацией в таких условиях, ведь при этом требуется поддерживать стабильную температуру в течение довольно длительного времени. Но, как говорится, "голь на выдумки хитра" и схема, приведенная на рисунке, позволяет преодолеть проблему нестабильности питающего напряжения.


Основная идея разработки - в том, что терморегулятор, будучи выполненным по бестрансформаторной схеме, вместо традиционного гасящего резистора использует две последовательно включенные лампы накаливания. Такое решение дает целый ряд преимуществ. Прежде всего лампа накаливания - прибор с нелинейной характеристикой. Сопротивление ее нити зависит от температуры, а следовательно, и от приложенного напряжения. Измерения показывают, что сопротивление цепи, образованной лампами Л1, Л2, равно 600 Ом в холодном состоянии и увеличивается до 5 кОм при повышении до номинального напряжения сети.
Лампы, соединенные последовательно со стабилитроном, образуют цепь стабилизации, работоспособную в широком диапазоне изменения входных напряжений. Немаловажно при этом, что сам стабилитрон работает в облегченном режиме, а это повышает надежность схемы.
Еде одно преимущество ламп накаливания - они гораздо лучше, чем гасящие резисторы рассеивают выделяемую на них мощность, так как мощность рассеивания тепла пропорциональна температуре источника в четвертой степени. А чтобы эта мощность не расходовалась впустую, рекомендуется разместить лампы в объеме инкубатора.
Терморегулятор выполнен на интегральном компараторе К554САЗА и оптотиристоре ТО - 10. Вход компаратора подключен к измерительному мосту на резисторах R1 - R4, водном из плеч которого установлен датчик температуры - терморезистор R2. Многооборотный подстроечный резистор R4 служит для задания стабильной температуры.

Практика показывает, что при начальной юстировке достаточно настроить терморегулятор на температуру 38°С.
Не следует опасаться, что вывод 3 микросхемы DA1 в процессе регулировки может оказаться соединенным с минусом питания, так как компаратор К554САЗА допускает произвольное обращение со своими входами. Еще одна особенность данного компаратора в том, что его выход образован транзистором, коллектор которого подсоединен к выводу 9, а эмиттер к выводу 2. Если соединить выводы компаратора, как показано на рисунке, то выходной транзистор оказывается включенным по схеме эмиттерного повторителя и обеспечивает достаточный ток для непосредственного управления оптотиристором. Оптотиристор, открываясь, пропускает один полупериод сетевого напряжения в нагрузку. Это надо иметь в виду при выборе мощности подогревателя. Она должна быть вдвое выше рекомендованной для конструкции вашего инкубатора. Резистор R5 вносит гистерезис в характеристику управления, что делает срабатывание устройства более четким.
Испытания показали, что стабильный режим питания компаратора сохраняется при падении напряжения питающей сети до 110 В, а работоспособность устройства - до 70 В, причем точность поддержания температуры практически не меняется. Объясняется это наличием измерительного моста на входе компаратора. Верхний измеренный предел питающего напряжения - 270 В. Он ограничен лишь возможностью использованного ЛАТРа. Расчет же показывает, что при применяемых компонентах и режимах их работы устройство должно выдерживать повышение напряжения до 400 В.
При повторении устройства следует иметь в виду, что номиналы элементов даны для оптотиристора, надежное открывание которого наблюдается уже при токе управления в 10 мА. Если ваш оптотиристор - с таким же или меньшим током управления, то налаживать устройство не требуется. В противном случае следует уменьшить сопротивление резистора R6. Возможно потребуется при этом увеличить мощность ламп Л1, Л2 и установить стабилитрон VD1 на радиатор. В любом случае необходимо помнить, что от подбора перечисленных элементов зависит диапазон допустимых питающих напряжений.
ВНИМАНИЕ! Схема не имеет развязки с сетью, поэтому все элементы , включая и датчик температуры, должны быть надежно заизолированы. Следует так же соблюдать осторожность при наладке устройства.
И последнее. Если ваша сеть отличается стабильностью, то вместо ламп Л1, Л 2 можно установить гасящий резистор сопротивлением 3 и 5 кОм.

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR