Schéma de connexion du thermostat, comment connecter un thermostat. Schéma de raccordement d'un radiateur infrarouge via un thermostat : câblage possible

Avec l'arrivée du froid, beaucoup commencent à penser à un chauffage supplémentaire de leur maison. Depuis le début saison de chauffage, en règle générale, commencez travaux de rénovation dans les endroits où les conduites de chauffage sont interrompues. Ou envisagez-vous de passer à chauffage électrique, comme alternative supplémentaire pour maison de campagne. Dans cet article, nous parlerons d'un dispositif de contrôle de la température - un thermostat, et nous expliquerons comment installer et connecter un thermostat à un radiateur infrarouge.

Nuances d'installation

Nous n’entrerons pas dans les types et les types de régulateurs, ni n’organiserons de comparaisons et de tournois. Tous sont bons à leur manière et rempliront leur objectif en servant fidèlement. La première chose à laquelle vous devez faire attention est l’emplacement d’installation. Cela ne dépend pas du type de chauffage dont vous disposez : infrarouge, panneau, convection.

L'installation d'un thermostat avec sonde de température d'air est interdite aux endroits suivants :

à proximité des radiateurs ;
dans les endroits où il y a un courant d'air ;
dans la zone de chauffage des émetteurs infrarouges.

Tous ces endroits ne conviennent pas pour placer un thermostat, car lorsqu'il est situé à proximité du radiateur, l'air à côté de celui-ci se réchauffera plus tôt à la température souhaitée, ce qui entraînera un faux fonctionnement, de sorte que la pièce ne chauffera pas à une température confortable.

Si vous installez le thermostat dans la zone de chauffage du radiateur IR, son corps chauffera plus tôt et faussera les lectures du capteur. Dans les endroits où il y a un courant d'air, le capteur n'affichera pas la température souhaitée et les radiateurs surchaufferont la pièce, consommant un excès d'électricité. La hauteur du capteur de température doit être placée dans la zone de confort, à 1,5 mètre du sol.

Schémas de connexion

Toujours, avant d'installer et de connecter le thermostat, lisez les instructions et les données de passeport de l'appareil. Puisque le fabricant indique la section de câble requise et fournit un schéma de raccordement pour ses produits. Si vous vous écartez des exigences et économisez sur les fils et les thermostats, il existe une forte probabilité de panne d'équipement ou de risque d'incendie.

Schéma de raccordement du thermostat à un radiateur infrarouge d'une puissance allant jusqu'à 3,5 kW :

Si la pièce est chauffée par un groupe de radiateurs jusqu'à 3,5 kW, le schéma de raccordement ressemblera à ceci :

Si vous êtes propriétaire d'un réseau triphasé et que le chauffage est assuré par un groupe de radiateurs d'une puissance totale supérieure à 3,5 kW, alors un démarreur magnétique est ajouté au circuit de commande, qui est contrôlé par un thermostat :

C’est le principe utilisé pour installer un régulateur de température. Comme vous pouvez le constater, l'installation et la connexion du thermostat présentent certaines caractéristiques. Il est donc important de lire d'abord les instructions du fabricant, puis de passer au processus principal.

Pour créer du confort à l’intérieur d’un espace de vie, il existe de nombreux appareils, dont divers appareils qui assument la fonction de réguler la température de l’eau ou de l’air ambiant. À ce type Les appareils incluent un thermostat, ce produit est conçu, après réglage, pour maintenir indépendamment la température d'un radiateur ou d'un autre élément chauffant en allumant et en éteignant l'alimentation électrique. Cet article aborde la question de savoir comment connecter un thermostat et fournit également un schéma de connexion du contrôleur à un système de plancher chauffant.

Types de thermostats

Il existe deux principaux types de thermostats, qui diffèrent selon le principe de fonctionnement :

Les dispositifs mécaniques sont des thermostats qui régulent la température de l'actionneur en ouvrant le contact entre deux plaques de densités différentes. Lorsque le capteur chauffe, le signal pénètre dans le corps du contacteur et transmet une impulsion pour ouvrir ou fermer les plaques ;

Thermostat électronique. Dans ce cas, les informations provenant du capteur de température sont analysées dans un processeur numérique, après quoi seulement la commande d'alimentation du élément chauffant.

Dans les deux cas, le contrôle s'effectue manuellement, en réglant la température souhaitée sur le corps du contrôleur. Vous pouvez également classer les thermostats en fonction de touches de visualisation et de contrôle. Les thermostats sont livrés avec des cadrans rotatifs, des boutons de réglage ou un écran tactile. Le principe de fonctionnement de tous les produits répertoriés ne diffère pas sensiblement les uns des autres.

Il existe également une classification des thermostats par type d'emplacement : externe ou interne. En fonction de la tâche à résoudre, l'appareil peut être installé dans un mur dans une niche préfabriquée. La taille de construction d'un tel appareil coïncide avec celle d'une prise ordinaire, elle est donc souvent montée dans un trou découpé avec une couronne.

Un thermostat situé à l'extérieur a un boîtier plus épais et fermé de tous les côtés. assiettes en plastique. L'inconvénient d'un tel appareil est sa taille ; en raison de l'impossibilité de placer l'appareil à l'intérieur du mur, il dépassera sur le plan, de plus, lors de la connexion d'un câble, vous devrez créer un canal supplémentaire à partir d'un carton ondulé ; pipe ou trousse à crayons.

Domaines d'application des thermostats

Les thermostats sont largement utilisés dans divers domaines, tant dans l'industrie que dans la vie quotidienne. Le plus souvent, ces appareils se retrouvent dans les systèmes de chauffage par le sol dotés d'un élément chauffant sous la forme d'un câble chauffant situé dans la chape. Lorsque l'alimentation est appliquée aux électrodes, les fils chauffent et dégagent de la chaleur à toutes les couches environnantes, par exemple. bon fonctionnement Le système est équipé d'un capteur de température intégré à la table. Le contrôleur peut être utilisé pour des planchers chauffants électriques ou à eau, le principe de son fonctionnement ne change pas.

Le thermostat est également utilisé en chauffage ou chaudières de chauffage pour le réglage automatique du niveau de chauffage environnement interne. De nombreux fabricants équipent ces appareils de appareils de chauffage déjà au stade de la fabrication, mais même si la conception de la chaudière ne le prévoit pas, le contrôleur peut être installé vous-même sur la ligne.

Connecter le thermostat

Étant donné que les thermostats peuvent être utilisés à la fois pour contrôler les éléments chauffants et pour contrôler le refroidisseur, l'appareil dispose de deux types de contacts et de bornes. Lorsque vous connectez vous-même l'appareil au système, vous devez respecter strictement la polarité des contacts et éviter les contradictions dans le circuit.

Aucune connexion électrique n'est requise pour connecter un thermostat mécanique, puisque tout le contrôle et l'ouverture de l'interrupteur s'effectuent en modifiant physiquement les caractéristiques de la plaque chauffante. Pour se connecter de cet appareil vous devez suivre l'algorithme ci-dessous :

Dans la documentation des appareils, il y a une désignation des terminaux par des numéros ; conformément à ces indicateurs, il est nécessaire d'assembler le système. Tout d'abord, il faut connecter le câble neutre aux électrodes du caisson et le conduire directement aux éléments chauffants consommés, par exemple un plancher chauffant ;
La phase est fournie directement au contrôleur, sans connexion aux appareils électroménagers. Le boîtier lui-même distribuera l'électricité lorsque les contacts seront allumés. Dans certains appareils, il est nécessaire de poser un cavalier à l'intérieur du thermostat entre le fil positif et l'indicateur de fonctionnement, qui affiche un signal au moment où le radiateur est allumé et pendant toute la durée de fonctionnement ;
Le dispositif de commande contient des bornes pour connecter un élément chauffant de refroidissement, ainsi que pour un capteur de température externe. Tous les appareils doivent être connectés en série et le courant doit être complètement coupé. Il s'agit d'un schéma de connexion de thermostat typique, le plus courant dans les systèmes de chauffage par le sol ou chauffage infrarouge locaux;
Le capteur de température est connecté en dernier, après quoi un test du système est effectué et la tension sur tous les éléments est vérifiée.

Il existe également un schéma de connexion d'un thermostat à l'aide d'un disjoncteur magnétique. Le plus souvent, ce schéma est utilisé lorsqu'il existe plusieurs appareils contrôlés qui nécessitent un courant haute tension pour fonctionner. Dans ce cas, la machine est connectée à un réseau ouvert de câble positif en parallèle avec le thermostat, en plus il y a un câble de connexion avec le dispositif de commande ; Le courant est fourni aux appareils consommateurs via un disjoncteur, mais il est contrôlé par un thermostat. Les éléments chauffants sont connectés au contrôleur uniquement sur une ligne parallèle et via une machine automatique, cela permet au système de fonctionner à haute tension sans interruption et en mode sans échec. En cas d'urgence, l'interrupteur fonctionnera et mettra complètement tous les appareils hors tension.

Ainsi, il ressort clairement du schéma que le thermostat est connecté aux appareils de chauffage ou de refroidissement immédiatement avant que la tension ne leur soit appliquée, c'est-à-dire que le contrôleur sera le premier élément du système. De nombreux thermostats sont équipés d'une puce électronique et d'un processeur qui, en plus des indicateurs de température, fournissent des données supplémentaires sur divers indicateurs, tels que l'état d'humidité de la pièce, la pression et le temps nécessaire pour atteindre les paramètres définis. De tels appareils ont un coût beaucoup plus élevé que les thermostats mécaniques à usage domestique.

Connecter un thermostat à un système de plancher chauffant

Selon le type câble chauffant dans un système de plancher chauffant, le schéma de raccordement sera différent. Il existe deux types de sols : avec un faisceau unipolaire et bipolaire, le principe de fonctionnement entre eux est similaire, mais un câble multipolaire a une durée de vie, ainsi que indicateurs techniques la vitesse et la hauteur de chauffage sont beaucoup plus élevées.

Il est plus facile de connecter un thermostat à un système unipolaire : il suffit de connecter deux câbles neutres à une borne et la phase à la prise correspondante. Dans ce cas, le courant traversera toute la longueur séquentiellement le long de l'anneau du faisceau.

Dans un câble à deux conducteurs, tous les fils sortent d'un côté, la connexion est donc établie en série - un fil à une borne. Le courant dans ce schéma passe sur toute la longueur de l'élément chauffant et revient par le même chemin dans une direction.

Ainsi, si vous suivez toutes les règles et l'algorithme de connexion du thermostat à n'importe quel circuit, il ne reste plus qu'à régler l'appareil aux paramètres souhaités en tournant la roue sur l'échelle de température.

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SCHÉMAS DU THERMORÉGULATEUR

Existe grand nombre des schémas de circuits électriques capables de maintenir la température de consigne souhaitée avec une précision de 0,0000033 °C. Ces circuits comprennent la correction de température, le contrôle proportionnel, intégral et différentiel.
Le régulateur de la cuisinière électrique (Fig. 1.1) utilise un posistor (thermistance à coefficient de température positif ou PTC) de type K600A d'Allied Electronics, intégré à la cuisinière pour maintenir la température de cuisson idéale. Le potentiomètre peut être utilisé pour réguler le démarrage du régulateur à sept acteurs et, par conséquent, l'activation ou la désactivation de l'élément chauffant. L'appareil est conçu pour fonctionner dans réseau électrique avec une tension de 115 V. Lors de la connexion de l'appareil à un réseau 220 V, vous devez utiliser un transformateur d'alimentation différent et un sept étages.

Figure 1.1 Régulateur de température de la cuisinière électrique

Le temporisateur LM122 fabriqué par National est utilisé comme thermostat de dosage avec isolation optique et synchronisation lorsque la tension d'alimentation passe par zéro. En installant la résistance R2 (Fig. 1.2), la température contrôlée par le posistor R1 est réglée. Le thyristor Q2 est sélectionné en fonction de la charge connectée en termes de puissance et de tension. La diode D3 est spécifiée pour une tension de 200 V. Les résistances R12, R13 et la diode D2 assurent le contrôle du thyristor lorsque la tension d'alimentation passe par zéro.

Figure 1.2 Régulateur de puissance du réchauffeur doseur

Un circuit simple (Fig. 1.3) avec un interrupteur lorsque la tension d'alimentation passe par zéro sur le microcircuit CA3059 permet de réguler l'allumage et l'extinction du thyristor, qui contrôle la bobine de l'élément chauffant ou le relais de contrôle d'un système électrique ou à gaz. four. Le thyristor commute à faibles courants. La résistance de mesure NTC SENSOR a un coefficient de température négatif. La résistance Rp règle la température souhaitée.

Figure 1.3 Schéma d'un thermostat avec commutation de charge lorsque la puissance passe par zéro.

Le dispositif (Fig. 1.4) permet un contrôle proportionnel de la température d'un petit four de faible puissance avec une précision de 1 °C par rapport à la température réglée à l'aide d'un potentiomètre. Le circuit utilise un régulateur de tension de 823 V qui, comme la fournaise, est alimenté par la même source de 28 V. Un potentiomètre bobiné à 10 tours doit être utilisé pour régler la température. Le transistor de puissance Qi fonctionne à saturation ou presque, mais ne nécessite pas de dissipateur thermique pour refroidir le transistor.

Figure 1.4 Circuit de thermostat pour un chauffage basse tension

Pour contrôler la semistor lorsque la tension d'alimentation passe par zéro, un interrupteur sur la puce SN72440 de Texas Instruments est utilisé. Ce microcircuit commute le triac TRIAC (Fig. 1.5), qui allume ou éteint l'élément chauffant, fournissant le chauffage nécessaire. L'impulsion de commande au moment où la tension du réseau passe par zéro est supprimée ou transmise sous l'action d'un amplificateur différentiel et d'un pont de résistance dans un circuit intégré (IC). La largeur des impulsions de sortie série sur la broche 10 du CI est-elle contrôlée par le potentiomètre du circuit R (déclencheur) ? comme le montre le tableau de la fig. 1.5, et doit varier en fonction des paramètres du triac utilisé.

Figure 1.5 Thermorégulateur sur la puce SN72440

Une diode au silicium typique avec un coefficient de température de 2 mV/°C peut maintenir des différences de température allant jusqu'à ±10°F] avec une précision d'environ 0,3°F sur une large plage de températures. Deux diodes connectées au pont de résistances (Fig. 1.6)^ produisent aux bornes A et B une tension proportionnelle à la différence de température. Le potentiomètre ajuste le courant de polarisation, qui correspond à une région de polarisation de température prédéfinie. La faible tension de sortie du pont est amplifiée par l'amplificateur opérationnel MCI741 de Motorola à 30 V lorsque la tension d'entrée change de 0,3 mV. Un transistor tampon est ajouté pour connecter la charge à l'aide d'un relais.

Figure 1.6 Régulateur de température avec capteur à diode

Température sur l'échelle Fahrenheit. Pour convertir la température de Fahrenheit en Celsius, soustrayez 32 du nombre d'origine et multipliez le résultat par 5/9/

Le posistor RV1 (Fig. 1.7) et une combinaison de résistances variables et constantes forment un diviseur de tension provenant d'une diode Zener de 10 volts (diode Zener). La tension du diviseur est fournie au transistor unijonction. Lors de l'alternance positive de la tension secteur, une tension en dents de scie apparaît sur le condensateur dont l'amplitude dépend de la température et du réglage de la résistance sur le potentiomètre 5 kOhm. Lorsque l'amplitude de cette tension atteint la tension de grille du transistor unijonction, celui-ci rend passant le thyristor, qui fournit une tension à la charge. Pendant l'alternance négative de la tension alternative, le thyristor se bloque. Si la température du four est basse, le thyristor s'ouvre plus tôt dans la demi-onde et produit plus de chaleur. Si la température prédéfinie est atteinte, le thyristor s'ouvre plus tard et produit moins de chaleur. Le circuit est conçu pour être utilisé dans des appareils avec température environnement 100°F.

Figure 1.7 Régulateur de température pour machine à pain

Un simple contrôleur (Fig. 1.8), contenant un pont de mesure avec une thermistance et deux amplificateurs opérationnels, régule la température avec une très grande précision. haute précision(jusqu'à 0,001 °C) et une large plage dynamique, nécessaire aux changements rapides des conditions environnementales.

Figure 1.8 Circuit du thermostat de haute précision

Le dispositif (Fig. 1.9) se compose d'un triac et d'un microcircuit qui comprend une source d'alimentation CC, détecteur de passage à zéro de tension d'alimentation, amplificateur différentiel, générateur de tension de rampe et amplificateur de sortie. L'appareil permet une activation et une désactivation synchrones de la charge ohmique. Le signal de commande est obtenu en comparant la tension reçue du pont sensible à la température des résistances R4 et R5 et de la résistance NTC R6, ainsi que des résistances R9 et R10 dans un autre circuit. Toutes les fonctions nécessaires sont implémentées dans le microcircuit TCA280A de Milliard. Les valeurs indiquées sont valables pour un triac avec un courant d'électrode de commande de 100 mA ; pour un autre triac, les valeurs des résistances Rd, Rg et du condensateur C1 doivent changer. Les limites de contrôle proportionnel peuvent être définies en modifiant la valeur de la résistance R12. Lorsque la tension secteur passe par zéro, le triac commute. La période d'oscillation en dents de scie est d'environ 30 secondes et peut être réglée en modifiant la capacité du condensateur C2.

Soumis circuit simple(Fig. 1.10) enregistre la différence de température entre deux objets nécessitant l'utilisation d'un régulateur. Par exemple, pour allumer les ventilateurs, éteindre le chauffage ou contrôler les vannes mélangeuses d'eau. Deux diodes au silicium 1N4001 bon marché installées dans un pont de résistances sont utilisées comme capteurs. La température est proportionnelle à la tension entre la diode de mesure et la diode de référence, qui est fournie aux broches 2 et 3 de l'amplificateur opérationnel MC1791. Étant donné qu'environ 2 mV/°C seulement sont fournis par la sortie du pont lorsque la différence de température se produit, un amplificateur opérationnel à gain élevé est requis. Si la charge nécessite plus de 10 mA, un transistor tampon est alors nécessaire.

Figure 1.10 Schéma de circuit d'un thermostat avec diode de mesure

Lorsque la température descend en dessous de la valeur définie, la différence de tension aux bornes du pont de mesure avec la thermistance est enregistrée par un amplificateur opérationnel différentiel, qui ouvre l'amplificateur tampon sur le transistor Q1 (Fig. 1.11) et l'amplificateur de puissance sur le transistor Q2. La puissance dissipée du transistor Q2 et de sa résistance de charge R11 chauffe le thermostat. La thermistance R4 (1D53 ou 1D053 de National Lead) a une résistance nominale de 3 600 Ohms à 50 °C. Le diviseur de tension Rl-R2 réduit le niveau de tension d'entrée à la valeur requise et garantit que la thermistance fonctionne à de faibles courants, assurant ainsi un faible échauffement. Tous les circuits en pont, à l'exception de la résistance R7, conçue pour un contrôle précis de la température, sont situés dans la conception du thermostat.

Figure 1.11 Schéma d'un thermostat avec pont de mesure

Le circuit (Fig. 1.12) permet un contrôle linéaire de la température avec une précision de 0,001 °C, avec une puissance et un rendement élevés. La référence de tension de l'AD580 alimente le circuit en pont du transducteur de température, qui utilise une résistance de détection en platine (PLATINUM SENSOR) comme capteur. L'ampli opérationnel AD504 amplifie la sortie du pont et pilote un transistor 2N2907, qui à son tour pilote un oscillateur à transistor unijonction synchronisé à 60 Hz. Ce générateur alimente l'électrode de commande du thyristor via un transformateur d'isolement. Le préréglage garantit que le thyristor est activé à différents points de la tension alternative, ce qui est nécessaire pour un réglage précis du chauffage. Un inconvénient possible est l'apparition de parasites haute fréquence, car le thyristor commute au milieu d'une onde sinusoïdale.

Figure 1.12 Thermostat à thyristor

L'ensemble de commande de commutateur à transistor de puissance (Figure 1.13) pour chauffer les outils de 150 W utilise une prise sur l'élément chauffant pour forcer l'interrupteur sur le transistor Q3 et l'amplificateur sur le transistor Q2 à saturer et à régler une faible dissipation de puissance. Lorsqu'une tension positive est appliquée à l'entrée du transistor Qi, le transistor Qi devient passant et met les transistors Q2 et Q3 à l'état passant. Le courant de collecteur du transistor Q2 et le courant de base du transistor Q3 sont déterminés par la résistance R2. La chute de tension aux bornes de la résistance R2 est proportionnelle à la tension d'alimentation, de sorte que le courant de commande est au niveau optimal pour le transistor Q3 sur une large plage de tension.

Figure 1.13 Légende du thermostat basse tension

L'amplificateur opérationnel CA3080A fabriqué par RCA (Fig. 1.14) comprend un thermocouple avec un interrupteur qui se déclenche lorsque la tension d'alimentation passe par zéro et est réalisé sur le microcircuit CA3079, qui sert de déclencheur pour un triac avec une charge de tension alternative . Le triac doit être sélectionné pour la charge régulée. La tension d'alimentation de l'amplificateur opérationnel n'est pas critique.

Figure 1.14 Thermostat à thermocouple

Lors de l'utilisation du contrôle de phase d'un triac, le courant de chauffage est réduit progressivement à mesure que la température réglée s'approche, ce qui évite de grands écarts par rapport à la valeur réglée. La résistance de la résistance R2 (Fig. 1.15) est ajustée pour que le transistor Q1 soit fermé à la température souhaitée, puis le générateur d'impulsions courtes sur le transistor Q2 ne fonctionne pas et donc le triac ne s'ouvre plus. Si la température diminue, la résistance du capteur RT augmente et le transistor Q1 s'ouvre. Le condensateur C1 commence à se charger jusqu'à la tension d'ouverture du transistor Q2, qui s'ouvre comme une avalanche, formant une puissante impulsion courte qui active le triac. Plus le transistor Q1 s'ouvre, plus la capacité C1 se charge rapidement et le triac commute plus tôt dans chaque alternance et, en même temps, plus de puissance apparaît dans la charge. La ligne pointillée représente un circuit alternatif pour réguler un moteur à charge constante, tel qu'un ventilateur. Pour faire fonctionner le circuit en mode refroidissement, les résistances R2 et RT doivent être interverties.

Figure 1.15 Thermostat pour le chauffage

Le thermostat proportionnel (Fig. 1.16) utilisant la puce LM3911 de National règle une température constante du thermostat à quartz à 75°C avec une précision de ±0,1°C et améliore la stabilité de l'oscillateur à quartz, qui est souvent utilisé dans les synthétiseurs et compteurs numériques. Rapport impulsion/pause impulsion rectangulaireà la sortie (rapport temps marche/arrêt) change en fonction du capteur de température dans le circuit intégré et de la tension à l'entrée inverse du microcircuit. Les modifications de la durée de mise sous tension du microcircuit modifient le courant de commutation moyen de l'élément chauffant du thermostat de telle sorte que la température soit portée à une valeur donnée. La fréquence de l'impulsion rectangulaire à la sortie du CI est déterminée par la résistance R4 et le condensateur C1. L'optocoupleur 4N30 ouvre un puissant transistor composé, doté d'un élément chauffant dans le circuit collecteur. Lorsqu'une impulsion rectangulaire positive est appliquée à la base du commutateur à transistor, ce dernier passe en mode saturation et connecte la charge, et lorsque l'impulsion se termine, la déconnecte.

Figure 1.16 Thermostat proportionnel

Le régulateur (Fig. 1.17) maintient la température du four ou du bain avec une grande stabilité à 37,5 °C. L'inadéquation du pont est capturée par le rejet de mode commun élevé AD605, la faible dérive et l'ampli opérationnel à entrée équilibrée. Un transistor composite avec des collecteurs combinés (paire Darlington) amplifie le courant de l'élément chauffant. L'interrupteur à transistor (PASS TRANSISTOR) doit accepter toute la puissance qui n'est pas fournie à l'élément chauffant. Pour faire face à cela, un grand circuit de suivi est connecté entre les points "A" et "B" pour régler le transistor à une tension constante de 3 V sans tenir compte de la tension requise par l'élément chauffant. La sortie de l'ampli opérationnel 741 est comparée dans le. AD301A à la tension en dents de scie, synchrone avec la tension du secteur avec une fréquence de 400 Hz. La puce AD301A fonctionne comme un modulateur de largeur d'impulsion, comprenant un commutateur à transistor 2N2219-2N6246. Le commutateur fournit une alimentation contrôlée à un condensateur de 1 000 μF et à un transistor. interrupteur (PASS TRANSISTOR) du thermostat.

Figure 1.17 Thermostat haute altitude

Diagramme schématique un thermostat qui se déclenche lorsque la tension du secteur passe par zéro (INTERRUPTEUR POINT ZÉRO) (Fig. 1.18) élimine les interférences électromagnétiques qui se produisent lors du contrôle de phase de la charge. Pour réguler avec précision la température de l'appareil de chauffage électrique, une activation/désactivation proportionnelle de la semistor est utilisée. Le circuit à droite de la ligne pointillée est un interrupteur de passage à zéro qui active le triac presque immédiatement après le passage à zéro de chaque demi-onde de la tension secteur. La résistance de la résistance R7 est réglée de manière à ce que le pont de mesure du régulateur soit équilibré pour la température souhaitée. Si la température est dépassée, la résistance du posistor RT diminue et le transistor Q2 s'ouvre, ce qui rend passant l'électrode de commande du thyristor Q3. Le thyristor Q3 s'active et court-circuite le signal de l'électrode de commande du triac Q4 et la charge s'éteint. Si la température baisse, le transistor Q2 s'éteint, le thyristor Q3 s'éteint et la pleine puissance est appliquée à la charge. appliquer une tension de rampe générée par le transistor Q1 à travers la résistance R3 sur le circuit en pont de mesure, et la période du signal en dents de scie est de 12 cycles de la fréquence du réseau. De 1 à 12 de ces cycles peuvent être insérés dans la charge et, ainsi, le. la puissance peut être modulée de 0 à 100 % par pas de 8 %.

Figure 1.18 Thermostat Triac

Le schéma de l'appareil (Fig. 1.19) permet à l'opérateur de définir les limites de température supérieure et inférieure du régulateur, ce qui est nécessaire lors des tests thermiques à long terme des propriétés des matériaux. La conception du commutateur permet un choix de méthodes de contrôle : des cycles manuels aux cycles entièrement automatisés. Les contacts du relais K3 contrôlent le moteur. Lorsque le relais est allumé, le moteur tourne vers l'avant pour augmenter la température. Pour faire baisser la température, le sens de rotation du moteur est inversé. L'état de commutation du relais K3 dépend du relais de limitation qui a été activé en dernier, K\ ou K2. Le circuit de contrôle vérifie la sortie du programmateur de température. Ce signal d'entrée CC sera réduit par les résistances et R2 d'un maximum de 5 V et amplifié par le suiveur de tension A3. Le signal est comparé dans les comparateurs de tension Aj et A2 avec une tension de référence variant continuellement de 0 à 5 V. Les seuils des comparateurs sont préréglés par les potentiomètres 10 tours R3 et R4. Le transistor Qi est désactivé si le signal d'entrée est inférieur au signal de référence. Si le signal d'entrée dépasse le signal de référence, alors le transistor Qi est coupé et excite la bobine du relais K, valeur limite supérieure.

Graphique 1.19

Une paire de transducteurs de température National LX5700 (Figure 1.20) fournit une tension de sortie proportionnelle à la différence de température entre les deux transducteurs et est utilisée pour mesurer les gradients de température dans des processus tels que la détection de panne de ventilateur de refroidissement, la détection de mouvements d'huile de refroidissement et les observations de d'autres phénomènes dans les systèmes de refroidissement. Avec le transmetteur dans un environnement chaud (sans liquide de refroidissement ou dans de l'air statique pendant plus de 2 minutes), le potentiomètre 50 ohms doit être installé de manière à ce que la sortie soit désactivée. Alors qu'avec le convertisseur dans un environnement frais (dans un liquide ou dans de l'air en mouvement pendant 30 secondes), il devrait y avoir une position à laquelle la sortie s'active. Ces réglages se chevauchent, mais le réglage final aboutit finalement à un régime assez stable.

Figure 1.20 Circuit du détecteur de température

Le circuit (Figure 1.21) utilise un amplificateur isolé haute vitesse AD261K pour contrôler avec précision la température d'un four de laboratoire. Le pont multibande contient des capteurs de 10 ohms à 1 mohm avec des diviseurs Kelvin-Varley qui sont utilisés pour présélectionner le point de contrôle. Le point de contrôle est sélectionné à l'aide d'un interrupteur à 4 positions. Pour alimenter le pont, il est possible d'utiliser un amplificateur stabilisé non inverseur AD741J, qui ne permet pas d'erreur de tension en mode commun. Un filtre passif 60 Hz supprime le bruit à l'entrée de l'amplificateur AD261K, qui alimente le transistor 2N2222A. Ensuite, l'alimentation est fournie à la paire Darlington et 30 V sont fournis à l'élément chauffant.

Le pont de mesure (Fig. 1.22) est formé d'un posistor (une résistance à coefficient de température positif) et des résistances Rx R4, R5, Re. Le signal retiré du pont est amplifié par le microcircuit CA3046, qui dans un boîtier contient 2 transistors appariés et un transistor de sortie séparé. Positif retour via la résistance R7, on évite l'ondulation si le point de commutation est atteint. La résistance R5 règle la température de commutation exacte. Si la température descend en dessous de la valeur définie, le relais RLA s'allume. Pour la fonction inverse, seuls le posistor et Rj doivent être intervertis. La valeur de la résistance Rj est sélectionnée pour atteindre approximativement le point de réglage souhaité.

Figure 1.22 Régulateur de température avec posistor

Le circuit régulateur (Figure 1.23) ajoute plusieurs étages de connexion à la sortie normalement amplifiée du capteur de température LX5700 de National pour compenser au moins partiellement les retards de mesure. Le gain de tension continue de l'ampli opérationnel LM216 sera réglé sur 10 en utilisant des résistances de 10 et 100 mΩ, ce qui donnera un total de 1 V/°C à la sortie de l'ampli opérationnel. La sortie de l'ampli-op active un optocoupleur, qui contrôle un thermostat conventionnel.

Figure 1.23 Thermorégulateur avec optocoupleur

Le circuit (Fig. 1.24) est utilisé pour réguler la température dans une installation de chauffage industriel fonctionnant au gaz et ayant une puissance thermique élevée. Lorsque l'amplificateur-comparateur opérationnel AD3H commute à la température requise, le vibrateur unique 555 est activé, dont le signal de sortie ouvre l'interrupteur à transistor, et allume donc la vanne de gaz et allume le brûleur. système de chauffage. Après une seule impulsion, le brûleur s'éteint, quel que soit l'état de la sortie de l'ampli-op. La constante de temps de la minuterie 555 compense les retards du système pendant lesquels le chauffage est éteint avant que l'AD590 n'atteigne le point de commutation. Un posistor inclus dans le circuit de réglage du temps du "555" mono-coup compense les changements de constante de temps de la minuterie dus aux changements de température ambiante. Lorsque l'alimentation est allumée pendant le processus de démarrage du système, le signal généré par le fonctionnement. l'amplificateur AD741 contourne la minuterie et allume le chauffage du système de chauffage, tandis que le circuit a un état stable.

Figure 1.24 Correction de surcharge

Tous les composants du thermostat sont situés sur le corps du résonateur à quartz (Fig. 1.25), ainsi la puissance dissipée maximale des résistances de 2 W sert à maintenir la température dans le quartz. Un posistor a une résistance d'environ 1 kOhm à température ambiante. Les types de transistors ne sont pas critiques, mais doivent avoir de faibles courants de fuite. Le courant de posistor d'environ 1 mA doit être bien supérieur au courant de base de 0,1 mA du transistor Q1. Si vous choisissez un transistor au silicium comme Q2, vous devez alors augmenter la résistance de 150 ohms à 680 ohms.

Graphique 1.25

Le circuit en pont du régulateur (Fig. 1.26) utilise un capteur en platine. Le signal du pont est éliminé par l'amplificateur opérationnel AD301, qui est inclus comme amplificateur-comparateur différentiel. Lorsque le capteur est froid, la résistance du capteur est inférieure à 500 ohms et la sortie de l'ampli-op sature et produit un signal de sortie positif, qui s'ouvre transistor puissant et l'élément chauffant commence à chauffer. Au fur et à mesure que l'élément chauffe, la résistance du capteur augmente également, ce qui ramène le pont à un état d'équilibre et le chauffage est éteint. La précision atteint 0,01 °C.

Figure 1.26 Contrôleur de température sur le comparateur

Le thermostat proposé, éprouvé et éprouvé, fonctionne dans la plage de 0 à 100°C. Il effectue un contrôle électronique de la température en commutant la charge via un relais. Le circuit est assemblé à l'aide des circuits intégrés disponibles LM35 (capteur de température), LM358 et TL431.

Circuit électrique du thermostat

Pièces de l'appareil

IC1 : capteur de température LM35DZ
IC2 : référence de tension de précision TL431
IC3 : ampli opérationnel LM358 unipolaire double.
LED1 : LED 5 mm
B1 : transistor PNP A1015
D1 - D4 : diodes silicium 1n4148 et 1N400x
ZD1 : Diode Zener 13 V, 400 mW
Résistance ajustable 2,2 k
P1 – 10 000
R2 - 4,7 M
P3 - 1,2 K
Р4 — 1к
Р5 — 1к
P6 - 33 ohms
C1 - 0,1 µF céramique
C2 - 470 µF électrolytique
Relais 12 V CC SPDT 400 Ω ou supérieur

L'appareil effectue un contrôle du courant thermique simple mais très précis, qui peut être utilisé lorsqu'un contrôle automatique de la température est requis. Le circuit commute le relais en fonction de la température détectée par le capteur monopuce LM35DZ. Lorsque le LM35DZ détecte une température supérieure au niveau réglé (fixé par le régulateur), le relais est activé. Lorsque la température descend en dessous de la température réglée, le relais est désexcité. C'est ainsi que la valeur souhaitée de l'incubateur, du thermostat, du système de chauffage domestique, etc. est maintenue. Le circuit peut être alimenté à partir de n'importe quelle source 12 V AC ou DC, ou à partir d'une batterie autonome. Il existe plusieurs versions du capteur de température LM35 :

LM35CZ et LM35CAZ (dans le cas to-92) − 40 — +110C
LM35DZ (boîtier jusqu'à-92) 0 - 100s.
LM35H et LM35AH (boîtier B-46) − 55 — +150C

Principe de fonctionnement

Comment fonctionne un thermostat ? La base du circuit est un capteur de température, qui est un convertisseur degrés-volts. La tension de sortie (à la broche 2) varie linéairement avec la température de 0 V (à zéro) à 1 000 mV (à 100 degrés). Cela simplifie grandement la conception du circuit puisqu'il suffit de fournir une référence de tension de précision (TL431) et un comparateur de précision (A1 LM358) pour obtenir un contrôle thermique complet du commutateur. Le régulateur et la résistance règlent la tension de référence (vref) sur 0 - 1,62 V. Le comparateur (A1) compare la tension de référence vref (définie par le régulateur) avec la tension de sortie du LM35DZ et décide s'il faut allumer le relais ou désactivé. Le but de la résistance R2 est de créer une hystérésis, ce qui permet d'éviter le rebond du relais. L'hystérésis est inversement proportionnelle à la valeur R2.

Paramètres

Aucun équipement spécial requis. Par exemple, pour définir une réponse à 70 °C, connectez un voltmètre ou un multimètre numérique via les points de test « TP1 » et « masse ». Ajustez vr1 jusqu'à ce que vous obteniez une lecture exacte de 0,7 V sur le voltmètre. Pour une autre option de circuit utilisant un microcontrôleur, voir.

Les thermostats mécaniques domestiques ont trouvé leur application dans divers systèmes de chauffage et de refroidissement d'appartements, d'immeubles résidentiels et de garages. Le principe de fonctionnement du thermostat est simple : lorsque la température de consigne est atteinte, l'appareil piloté s'allume ou s'éteint ( radiateur électrique, chaudière, climatiseur). Les thermostats universels vous permettent de contrôler à la fois les appareils de chauffage et les systèmes de refroidissement. Ils disposent à cet effet de deux groupes de terminaux.

Une caractéristique des thermostats mécaniques est qu’il n’est pas nécessaire de se connecter à une alimentation électrique ou d’utiliser des piles. Un thermostat mécanique permet uniquement la commutation (connexion ou déconnexion) circuits électriques, et l'algorithme de contrôle est déterminé par la valeur de température réglée. Le contrôle de la température par un thermostat se produit en modifiant les propriétés mécaniques des matériaux utilisés comme élément capteur du capteur de température.

Considérons l'un des thermostats mécaniques d'ambiance de Zilon, type za-1. À l’ouverture du colis, l’acheteur pourrait être surpris de ne pas trouver le schéma de câblage du capteur. Le fabricant a décidé d'économiser du papier et a réalisé le schéma de connexion sur un autocollant, en le collant au dos du panneau avant du thermostat.

L'absence de toute description de connexion ajoutera encore plus de maux de tête, c'est pourquoi nous fournissons ci-dessous schéma standard connecter un thermostat mécanique.

Regardons à quoi servent les bornes du thermostat Zilon za-1 :
- les bornes « 1 » et « 2 » sont reliées à un voyant lumineux qui permet de surveiller l'activation du thermostat. Le conducteur neutre de la source d'alimentation est connecté à la borne « 1 » et le fil provenant de la borne « 4 » ou « 5 » est connecté en série à la borne « 2 ».
- les bornes « 4 », « 5 » et « 6 » sont destinées au raccordement appareils électroménagers. Le conducteur de phase de la source d'alimentation est connecté à la borne « 6 ». Lorsque la température réglée est atteinte, le thermostat bascule entre les bornes « 4 » et « 5 ».

Une option alternative pour connecter le thermostat consiste à utiliser la borne « 1 » comme borne pour connecter le conducteur neutre. Ce schéma de raccordement permet d'effectuer tous les raccordements nécessaires des conducteurs d'alimentation à l'intérieur du thermostat, hors boîtiers de distribution supplémentaires du schéma.

Lors du choix des thermostats mécaniques domestiques, vous devez faire attention aux paramètres de la charge connectée, plus précisément au courant de fonctionnement du chauffage ou du climatiseur. Dans notre cas, le thermostat est conçu pour commuter des circuits avec une charge ne dépassant pas 16A.

Les grandes pièces nécessitent l'installation de radiateurs assez puissants, il est donc préférable de connecter le thermostat dans de tels systèmes via un démarreur magnétique intermédiaire.

Le démarreur magnétique dans le circuit de connexion du thermostat permet de contrôler des courants de charge importants avec une valeur insignifiante du signal de commande (tension présente sur la bobine). Dans le schéma de connexion ci-dessus, lorsque le thermostat est déclenché, une tension est fournie à la bobine du démarreur magnétique, dont les contacts ferment ou ouvrent le circuit du chauffage.