RU2287886C1 - Способ управления электронагревательным устройством - Google Patents
Способ управления электронагревательным устройством Download PDFInfo
- Publication number
- RU2287886C1 RU2287886C1 RU2005115665/09A RU2005115665A RU2287886C1 RU 2287886 C1 RU2287886 C1 RU 2287886C1 RU 2005115665/09 A RU2005115665/09 A RU 2005115665/09A RU 2005115665 A RU2005115665 A RU 2005115665A RU 2287886 C1 RU2287886 C1 RU 2287886C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- cycle
- temperature
- desired value
- equal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/242—Home appliances
- Y04S20/244—Home appliances the home appliances being or involving heating ventilating and air conditioning [HVAC] units
Landscapes
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
Использование: для управления электронагревательным устройством. Техническим результатом изобретения является повышение качества регулирования температуры нагреваемой среды. Способ управления электронагревательным устройством, подключенным к сети электроснабжения с использованием управляющего блока, заключается в последовательных двухтактных циклах включения электронагревательного устройства при температуре ниже желаемого значения и отключения электронагревательного устройства при температуре, равной или выше желаемого значения. Регулируют мощность электронагревательного устройства, включая в первом цикле устройство на полную мощность, если контролируемая температура ниже желаемого значения, и отключая устройство, если температура равна или выше желаемого значения, в каждом такте следующих циклов устанавливают мощность электронагревательного устройства при температуре ниже желаемого значения, равной сумме среднего значения мощности электронагревательного устройства в предыдущем цикле и первой поправки к мощности, обеспечивающей запас устойчивости процесса управления при изменении внешних возмущений в виде теплопотерь, а при температуре, равной или выше желаемого значения, - равной разности среднего значения мощности электронагревательного устройства в предыдущем цикле, и второй поправки к мощности, обеспечивающей запас устойчивости процесса управления при изменении внешних возмущений в виде теплопоступлений, при отклонении температуры, превышающем допустимые пределы, управление осуществляют с первого цикла, во втором такте которого устанавливают мощность электронагревательного устройства при температуре ниже желаемого значения, равной сумме среднего значения мощности электронагревательного устройства в цикле, предшествующем началу первого цикла, и первой поправки к мощности, а при температуре равной или выше желаемого значения, - равной разности среднего значения мощности электронагревательного устройства в цикле, предшествующем началу первого цикла, и второй поправки к мощности. 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано для управления электронагревательным устройством, например, при электрообогреве (охлаждении) помещения.
Известен способ управления температурно-временным режимом электронагревательных устройств (см. патент РФ №2189684, МПК7 H 02 J 13/00, G 05 D 23/19), осуществляющий оптимизацию работы нагревательного устройства с учетом желательной циклограммы пользователя, включающую желаемое изменение температуры. Однако данный способ характеризуется низким качеством регулирования: отклонения температуры от желаемого значения из-за присущей нагреваемой среде тепловой инерционности могут намного превосходить допустимые пределы вариации.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ управления группой электронагревательных устройств (см. патент РФ №2249287, МПК7 H 02 J 13/00, G 05 D 23/19), содержащий подключение электронагревательных устройств к сети энергоснабжения с использованием управляющего блока, выполненного с возможностью управления работой электронагревательных устройств, заключающийся в последовательных циклах включения электронагревательных устройств при температуре ниже желаемого значения и отключения электронагревательных устройств при температуре выше желаемого значения.
Недостатком данного способа является низкое качество регулирования температуры: значительные колебания температуры относительно желаемого значения, особенно в зоне расположения электронагревательных устройств. При включении электронагревательных устройств, когда результирующие теплопотери помещения незначительны, происходит резкое повышение температуры, а при отключении электронагревательных устройств, когда результирующие теплопотери помещения значительны, происходит резкое снижение температуры.
Технический результат предполагаемого изобретения заключается в повышении качества регулирования температуры нагреваемой среды: в уменьшении отклонений температуры нагреваемой среды от желаемого значения за счет регулирования мощности электронагревательного устройства в соответствии с величиной результирующих возмущений: внешних и внутренних поступлений и потерь теплоты.
Указанный технический результат достигается способом управления электронагревательным устройством, подключенным к сети электроснабжения с использованием управляющего блока, заключающимся в последовательных двухтактных циклах включения электронагревательного устройства при температуре ниже желаемого значения и отключения электронагревательного устройства при температуре, равной или выше желаемого значения, в котором согласно предлагаемому изобретению регулируют мощность электронагревательного устройства, включая в первом цикле устройство на полную мощность, если контролируемая температура ниже желаемого значения, и отключая устройство, если температура равна или выше желаемого значения, в каждом такте следующих циклов устанавливают мощность электронагревательного устройства при температуре ниже желаемого значения, равной сумме среднего значения мощности электронагревательного устройства в предыдущем цикле и первой поправки к мощности, обеспечивающей запас устойчивости процесса управления при изменении внешних возмущений в виде теплопотерь, а при температуре, равной или выше желаемого значения, - равной разности среднего значения мощности электронагревательного устройства в предыдущем цикле и второй поправки к мощности, обеспечивающей запас устойчивости процесса управления при изменении внешних возмущений в виде теплопоступлений, при отклонении температуры, превышающем допустимые пределы, управление осуществляют с первого цикла, во втором такте которого устанавливают мощность электронагревательного устройства при температуре ниже желаемого значения, равной сумме среднего значения мощности электронагревательного устройства в цикле, предшествующем началу первого цикла, и первой поправки к мощности, а при температуре равной или выше желаемого значения, - равной разности среднего значения мощности электронагревательного устройства в цикле, предшествующем началу первого цикла, и второй поправки к мощности.
Регулирование мощности электронагревательного устройства включением в первом цикле устройства на полную мощность, если контролируемая температура ниже желаемого значения, и отключением электронагревательного устройства, если температура равна или выше желаемого значения, или, если отклонения температуры от желаемого значения превышают допустимые пределы, позволяет быстро установить в помещении желаемую температуру и определить минимальную мощность электронагревательного устройства, необходимую для ее поддержания.
Установка мощности электронагревательного устройства в каждом следующем такте при температуре ниже желаемого значения, равной сумме среднего значения мощности электронагревательного устройства в предыдущем цикле и первой поправки к мощности, а при температуре, равной или выше желаемого значения, - равной разности между средним значением мощности электронагревательного устройства в предыдущем цикле и второй поправки к мощности, обеспечивает более равномерное теплопоступление от электронагревательного устройства.
Установка мощности устройства при температуре ниже желаемого значения, равной сумме среднего значения мощности устройства в цикле, предшествующем началу первого цикла, и первой поправки к мощности, а при температуре, равной или выше желаемого значения, - равной разности среднего значения мощности устройства в цикле, предшествующем началу первого цикла, и второй поправки к мощности, также обеспечивает более равномерное теплопоступление от электронагревательного устройства.
Предложенная регулировка позволяет существенно снизить амплитуду колебания температуры, особенно в зоне расположения электронагревательного устройства, а также непрерывно отслеживать изменения результирующих возмущений и быстро их компенсировать.
Вводимые поправки к мощности обеспечивают необходимый запас устойчивости процесса управления в случае изменения внешних (результирующих) возмущений в текущем такте управления.
Все это способствует повышению качества регулирования температуры: значительно уменьшает амплитуду ее колебаний, особенно в зоне расположения электронагревательного устройства.
Предлагаемый способ управления электронагревательным устройством применим в системах автоматического управления, предназначенных для стабилизации температурного режима с помощью релейных термоизмерительных устройств, следовательно, он обладает промышленной применимостью.
Подробное описание предлагаемого изобретения в одном из вариантов его реализации приведено ниже совместно с сопровождающими чертежами.
На фиг.1 приведена структурная схема управления для осуществления способа предлагаемого изобретения.
На фиг.2 представлены диаграммы изменения температуры в зонах расположения электронагревательного и термоизмерительного устройств и график мощности электронагревательного устройства, величина которой условно показана отрезками прямых линий.
Напряжение питающей сети Uc (фиг.1) через регулятор мощности 1 подается на электронагревательное устройство 2. Управление регулятором мощности осуществляется блоком управления 3, на который поступает сигнал с термоизмерительного устройства 4. Электронагревательное 2 и термоизмерительное 4 устройства размещены в одном помещении, на температуру которого осуществляется воздействие.
Способ управления электронагревательным устройством осуществляется следующим образом.
Если в начальный момент времени t0 (фиг.2) температура θ, контролируемая термоизмерительным устройством 4, меньше желаемого значения θ<θж, то с блока управления 3 на регулятор мощности 1 поступает команда включения электронагревательного устройства 2 на полную мощность P(θ<θж)=Pmax и фиксируется момент времени t0, соответствующий началу первого цикла.
В момент времени t1, когда температура θ достигает желаемого значения θж, блок управления 3 формирует команду отключения нагревательного устройства 2 Р(θ≥θж)=0 и фиксирует продолжительность интервала времени Δt(θ<θж)=t1-t0. За счет тепловой инерционности как самого электронагревательного устройства 2, так и конвективных потоков воздуха в помещении, еще некоторое время продолжается рост температуры θ и лишь потом происходит ее снижение. В момент времени t2, когда температура θ становится меньше желаемого значения θж, блок управления 3 фиксирует продолжительность интервала времени Δt(θ≥θж)=t2-t1, в течение которого температура θ была равна или больше желаемого значения θж. По полученным данным рассчитывается среднее значение мощности электронагревательного устройства 2 за первый цикл регулирования на интервале времени [t0, t2] согласно выражению:
В момент времени t2 блок управления 3 подает команду на регулятор мощности 1, согласно которой мощность электронагревательного устройства 2 при температуре θ<θж устанавливается равной Р(θ<θж)=Pср[t0,t2]+Pnl, где Pnl - поправка к мощности, обеспечивающая компенсацию изменений результирующих возмущений, возникновение которых возможно в текущем такте управления на интервале времени [t2, t3] соответственно при температуре θ<θж в виде дополнительных потерь теплоты. За счет тепловой инерционности еще некоторое время продолжается снижение температуры θ и лишь потом происходит ее рост. В момент времени t3, когда температура θ достигает желаемого значения θж, в блоке управления 3 фиксируется продолжительность интервала времени Δt(θ<θж)=t3-t2, в течение которого температура (была меньше желаемого значения θж. Рассчитывается среднее значение мощности электронагревательного устройства 2 за цикл регулирования на интервале времени [t1, t3] согласно выражению (1).
В момент времени t3 блок управления 3 подает команду на регулятор мощности 1, согласно которой мощность электронагревательного устройства 2 при температуре θ<θж устанавливается равной Р(θ≥θж)=Рср-Рn2, где Рn2 - поправка к мощности, обеспечивающая компенсацию изменений результирующих возмущений, возникновение которых возможно в текущем такте на интервале времени [t2, t3] при температуре θ≥θж в виде дополнительных поступлений теплоты.
При заниженном значении поправок к мощностям Pn1 и Рn2 под действием изменений результирующих возмущений отклонения температуры θ от желаемого значения θж могут возрастать, то есть процесс управления может оказаться неустойчивым. При завышенном значении поправок к мощностям Pn1 и Рn2 увеличиваются колебания температуры θ относительно желаемого значения θж, что снижает качество регулирования.
В момент времени t4 в блоке управления 3 рассчитывается среднее значение мощности электронагревательного устройства 2 за цикл регулирования, на интервале времени [t2, t4] согласно выражению (1) и подается команда на регулятор мощности 1, согласно которой мощность электронагревательного устройства 2 при температуре θ<θж устанавливается равной Р(θ<θж)=Рср[t2,t4]+Pnl и т.д.
В случае изменения значения желаемой температуры θж, например, в момент времени t6 (фиг.2) или значительного изменения величины результирующих возмущений, когда значение температуры θ могут превысить максимально допустимое значение (θ-θж)>θmax или (θж-θ)>Δθmin алгоритм работы блок управления 3 начинается с первого цикла.
В первом такте на интервале времени [t6,t7] электронагревательное устройство включается на полную мощность, так как значение температуры меньше желаемого значения. Во втором такте, начинающимся в момент времени t7, когда значение температуры становится равным желаемому, устанавливается мощность электронагревательного устройства, равной разности среднего значения мощности электронагревательного устройства на интервале, предшествующему первому [t4, t6] и второй поправки к мощности.
Таким образом, непрерывное регулирование мощности электронагревательного устройства в зависимости от изменяющихся результирующих возмущений позволяет существенно сгладить график температуры, особенно график температуры θн (фиг.2) в зоне установки электронагревательного устройства 2.
При использовании данного способа для охлаждения взаимно меняются команды включения и отключения электронагревательного и электроохлаждающего устройств, поступающие с блока управления 2.
Claims (1)
- Способ управления электронагревательным устройством, подключенным к сети электроснабжения с использованием управляющего блока, заключающийся в последовательных двухтактных циклах включения электронагревательного устройства при температуре ниже желаемого значения и отключения электронагревательного устройства при температуре, равной или выше желаемого значения, отличающийся тем, что регулируют мощность электронагревательного устройства, включая в первом цикле устройство на полную мощность, если контролируемая температура ниже желаемого значения, и отключая устройство, если температура равна или выше желаемого значения, в каждом такте следующих циклов устанавливают мощность электронагревательного устройства при температуре ниже желаемого значения, равной сумме среднего значения мощности электронагревательного устройства в предыдущем цикле и первой поправки к мощности, обеспечивающей запас устойчивости процесса управления при изменении внешних возмущений в виде теплопотерь, а при температуре, равной или выше желаемого значения - равной разности среднего значения мощности электронагревательного устройства в предыдущем цикле и второй поправки к мощности, обеспечивающей запас устойчивости процесса управления при изменении внешних возмущений в виде теплопоступлений, при отклонении температуры, превышающем допустимые пределы, управление осуществляют с первого цикла, во втором такте которого устанавливают мощность электронагревательного устройства при температуре ниже желаемого значения, равной сумме среднего значения мощности электронагревательного устройства в цикле, предшествующем началу первого цикла, и первой поправки к мощности, а при температуре, равной или выше желаемого значения - равной разности среднего значения мощности электронагревательного устройства в цикле, предшествующем началу первого цикла, и второй поправки к мощности.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005115665/09A RU2287886C1 (ru) | 2005-05-23 | 2005-05-23 | Способ управления электронагревательным устройством |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005115665/09A RU2287886C1 (ru) | 2005-05-23 | 2005-05-23 | Способ управления электронагревательным устройством |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2287886C1 true RU2287886C1 (ru) | 2006-11-20 |
Family
ID=37502460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005115665/09A RU2287886C1 (ru) | 2005-05-23 | 2005-05-23 | Способ управления электронагревательным устройством |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2287886C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112629026A (zh) * | 2019-03-12 | 2021-04-09 | 青岛科技大学 | 一种周期渐变启动和关闭电加热的电热水器 |
| CN116069087A (zh) * | 2023-03-10 | 2023-05-05 | 乐普（北京）医疗器械股份有限公司 | 一种基于预设温度的加热控制方法、***及电子设备 |
-
2005
- 2005-05-23 RU RU2005115665/09A patent/RU2287886C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112629026A (zh) * | 2019-03-12 | 2021-04-09 | 青岛科技大学 | 一种周期渐变启动和关闭电加热的电热水器 |
| CN112629026B (zh) * | 2019-03-12 | 2022-07-05 | 青岛科技大学 | 一种周期渐变启动和关闭电加热的电热水器 |
| CN116069087A (zh) * | 2023-03-10 | 2023-05-05 | 乐普（北京）医疗器械股份有限公司 | 一种基于预设温度的加热控制方法、***及电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103175237B (zh) | 微波炉及其自适应功率输出控制方法 | |
| JP5322957B2 (ja) | 高電圧直流送電装置における電力変換器ステーションのための制御装置 | |
| US5351267A (en) | Process for electrode control of a DC arc furnace, and an electrode control device | |
| US5349167A (en) | Induction heating apparatus with PWM multiple zone heating control | |
| MX2011008880A (es) | Balasto regulador fluorescente. | |
| RU2287886C1 (ru) | Способ управления электронагревательным устройством | |
| KR20150144024A (ko) | 팬제어를 이용한 인버터 시스템의 온도 제어 방법 | |
| CN115291649B (zh) | 烘箱的温度控制方法、膜包机的温度控制方法、烘箱和膜包机 | |
| RU2654519C2 (ru) | Устройство и способ для основанной на протекающем процессе регулировки мощности электродуговой печи | |
| KR100516200B1 (ko) | 피드백 제어 방법 및 피드백 제어 장치 | |
| RU2335010C1 (ru) | Способ управления электронагревательным устройством | |
| JP2003025404A (ja) | 成形機 | |
| JP2016194993A (ja) | 誘導溶解炉 | |
| FI83926C (fi) | Foerfarande foer reglering av effekten i en elektrisk bastuugn | |
| JP5280183B2 (ja) | 制御装置および制御方法 | |
| CN114990691B (zh) | 一种外延反应加热控制方法、***、电子设备及存储介质 | |
| JP3924854B2 (ja) | 温度制御装置 | |
| US7351932B2 (en) | Method and apparatus for welding with voltage control | |
| JP2024058160A (ja) | 誘導加熱装置 | |
| US8478153B2 (en) | Methods, apparatus, and systems for fuser assembly power control | |
| JP4533545B2 (ja) | 加熱炉の炉温制御方法 | |
| JPS61199106A (ja) | 温度調節装置 | |
| KR20160058074A (ko) | 팬제어를 이용한 인버터 시스템의 온도 제어 방법 | |
| JPH11150994A (ja) | タービン発電機の自動電圧制御装置 | |
| JP2001167866A (ja) | 誘導加熱調理器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090524 |