دليل للدوائر الكهربائية الرئيسية لستة بطانيات كهربائية يتم التحكم في درجة حرارتها بشكل شائع-في السوق

1. بطانية كهربائية قياسية

وهذا هو أبسط نوع منبطانية كهربائية (هيكل)، ويضم مفتاح طاقة متصل مباشرة بعنصر التسخين عبر المصهر. إنه يفتقر إلى التحكم في درجة الحرارة ويوفر أمانًا سيئًا.

K: التبديل BX: المصهر RL: سلك التسخين

2. درجة الحرارة-بطانية كهربائية قابلة للتعديل: مقاومة عنصر التسخين قابلة للتعديل

مجموعتان متماثلتان في الطول-.أسلاك التدفئة يتم ترتيبها بالتوازي داخل الجسم بطانية. يقوم المفتاح بتغيير اتصالهم من التسلسل إلى التوازي، وبالتالي ضبط خرج الطاقة لتنظيم درجة الحرارة. يتميز هذا النوع من البطانيات الكهربائية بأربعة إعدادات: مرتفع، ومتوسط، ومنخفض، وإيقاف. نسبة الطاقة للإعدادات العالية والمتوسطة والمنخفضة هي 4:2:1. تتميز البطانيات الكهربائية ذات درجة الحرارة القابلة للتعديل-بعيب التوزيع غير المتساوي للحرارة.

3. درجة الحرارة-بطانية كهربائية يتم التحكم فيها باستخدام نصف الصمام الثنائي-تصحيح الموجة

استنادًا إلى بطانية كهربائية قياسية، يشتمل هذا النموذج{0}}الذي يتم التحكم في درجة حرارته على صمام ثنائي مقوم متصل على التوالي مع مفتاح لتنظيم خرج الطاقة. يوضح الشكل 3 مخطط الأسلاك لهذا النوع من البطانيات الكهربائية.

يجب أن يتحمل الصمام الثنائي جهدًا يبلغ 400 فولت أو أعلى وتيارًا يتراوح من 0.5 إلى 1.0 أمبير. يشتمل مفتاح التحكم في درجة الحرارة عادةً على وضع إيقاف التشغيل، وإعدادات درجة الحرارة المرتفعة-، وإعدادات درجة الحرارة المنخفضة-. في إعداد درجة الحرارة المرتفعة-، قم بتبديل الصمام الثنائي للدوائر القصيرة - K D. عند هذه النقطة، يتم توصيل سلك التسخين RL للبطانية الكهربائية مباشرة بمصدر الطاقة دون المرور عبر الصمام الثنائي D، والطاقة التي تستهلكها البطانية هي الطاقة المقدرة المحددة في التصميم. في إعداد درجة الحرارة المنخفضة-، يتم توصيل الصمام الثنائي D على التوالي مع سلك التسخين RL بمصدر الطاقة. هنا، يقوم الصمام الثنائي بإجراء تصحيح نصف الموجة على التيار المتردد الجيبي. القيمة الفعالة للجهد المطبق على سلك التسخين بعد التصحيح هي

في الصيغة، تمثل U القيمة الفعالة لجهد مصدر الطاقة. عند هذه النقطة، تكون الطاقة التي تستهلكها البطانية الكهربائية هي

في الصيغة، تمثل W الطاقة التي تستهلكها البطانية الكهربائية قبل التصحيح (الطاقة المقدرة)، وتشير R إلى مقاومة سلك التسخين.

على سبيل المثال، إذا كان جهد مصدر الطاقة 220 فولت، فإن الجهد الفعال بعد التصحيح هو 156 فولت، وتستهلك البطانية الكهربائية نصف الطاقة المقدرة، مما يعني أن نسبة الطاقة بين إعدادات درجة الحرارة العالية والمنخفضة هي 2:1.

يحقق هذا النوع من البطانيات الكهربائية التحكم في درجة الحرارة على مرحلتين-بكل بساطة عن طريق إضافة صمام ثنائي واحد واستخدام مفتاح ثلاثي-مواضع، مقارنةً بالبطانية القياسية. إن هيكلها وعملية تصنيعها أبسط من تلك الموجودة في البطانيات الكهربائية التي يتم التحكم بدرجة حرارتها-والتي تضبط مقاومة عناصر التسخين. فهو يوفر خرج طاقة مشابهًا ويوفر تسخينًا موحدًا عند إعداد درجة الحرارة المنخفضة-. ومع ذلك، عندما يتم تصحيح التيار المتردد الجيبي إلى نصف-تيار مصحح للموجة عبر الصمام الثنائي-مكون غير خطي-يتم إنشاء تيارات توافقية ذات ترتيب أعلى. وينتج عن ذلك تداخل بسيط في ترددات الراديو قد يؤثر على أجهزة الراديو القريبة ذات تعديل السعة (AM). يمكن أن تؤدي إضافة دائرة مرشح-تمرير منخفض إلى التخلص من هذا التداخل.

4. المكثف-انخفاض درجة حرارة الجهد-بطانية كهربائية يتم التحكم فيها

يعتمد هذا التصميم أيضًا على البطانية الكهربائية القياسية عن طريق توصيل مكثف واحد أو اثنين على التوالي. تعمل مفاعلتها السعوية على تقليل الجهد الكهربي المطبق على عنصر التسخين، وبالتالي ضبط استهلاك الطاقة للبطانية. انظر الشكل 4. تتراوح المكثفات عادةً من 1 إلى 4 ميكروفاراد ويجب أن تتحمل جهدًا يتجاوز 400 فولت.

تتميز البطانية الكهربائية ذات المكثف المتسلسل بمفتاح تحكم في درجة الحرارة ثلاثي المواضع. في إعداد درجة الحرارة العالية-، قم بتبديل مكثف الدوائر القصيرة -K C. عند هذه النقطة، يتم توصيل سلك التسخين RL مباشرة بمصدر الطاقة، وتستهلك البطانية الطاقة المقدرة لها. يعمل إعداد درجة الحرارة المنخفضة- على توصيل المكثف C على التوالي مع سلك التسخين RL بمصدر الطاقة. تعمل المفاعلة السعوية للمكثف على "إعاقة" تدفق التيار، وبالتالي تقليل التيار الفعال عبر سلك التسخين. ونتيجة لذلك، ينخفض ​​استهلاك الطاقة للبطانية الكهربائية. المفاعلة السعوية لمكثف سعته C:

في الصيغة، يمثل f تردد مصدر الطاقة.

كما هو موضح في الصيغة، عندما تزيد السعة C، تنخفض مفاعلتها السعوية، مما يؤدي إلى زيادة القيمة الفعالة للتيار المتدفق عبر سلك التسخين؛ وعلى العكس من ذلك، فإنه يتناقص. لتحقيق فرق أكبر في الطاقة بين إعدادات درجة الحرارة العالية-ودرجة الحرارة المنخفضة-للبطانية الكهربائية، يمكن تحديد مكثف بسعة أصغر؛ وعلى العكس من ذلك، يمكن اختيار مكثف بسعة أكبر.

عند استخدام هذه البطانية الكهربائية، تأكد من ضبط مفتاح التحكم في درجة الحرارة على إعداد درجة الحرارة المرتفعة-قبل توصيل سلك الطاقة لمنع شحن المكثف وتجنب الصدمة الكهربائية.

مكثف-جهد قائم على-تقليل درجة الحرارة-لا تصدر البطانيات الكهربائية التي يتم التحكم فيها أي توافقيات عالية-ولا تسبب أي تداخل في الترددات اللاسلكية لأجهزة الراديو. ويمثل هذا ميزة على البطانيات الكهربائية التي يتم التحكم في درجة حرارة مقوم الموجة بها نصف الصمام الثنائي--. ومع ذلك، نظرًا لحجمها الأكبر وتكلفتها الأعلى وأمانها المنخفض نسبيًا، فقد يتم التخلص التدريجي من التصميمات المعتمدة على المكثفات-.

5. الجهد الكهربائي-محول التخفيض-درجة الحرارة المعتمدة-بطانية كهربائية آمنة يتم التحكم فيها

تستخدم هذه البطانية الكهربائية التي يتم التحكم في درجة حرارتها-محولًا سفليًا-لتحويل مصدر الطاقة 220-فولت إلى جهد آمن أقل من 24 فولت. وأبرز ما يميزها هو السلامة الاستثنائية. بالإضافة إلى ذلك، يتيح التشغيل بجهد منخفض-استخدام أسلاك نحاسية مرنة متعددة الجدائل معزولة-والمقاومة للحرارة من البولي فينيل كلورايد (PVC) كعناصر تسخين، مما يؤدي إلى مقاومة فائقة للطي. ومع ذلك، فإن إدراج محول إضافي يزيد قليلاً من تكلفة المنتج.

K₁--مفتاح الطاقة BX--منصهر DL--مصباح المؤشر

K₂--مفتاح الترموستات RL--عنصر التسخين الكهربائي

يتم ضبط درجة حرارة هذا المنتج عن طريق تبديل مفتاح التحكم في درجة الحرارة متعدد المواضع K₂. نظرًا لأن البطانية الكهربائية تتلامس بشكل مباشر مع جلد الإنسان، فيجب تنفيذ تدابير العزل المناسبة على الرغم من أن عنصر التسخين يعمل بجهد منخفض آمن ويمتلك قوة عزل كافية. يجب إيلاء اهتمام خاص لضمان العزل المناسب بين اللفات الأولية والثانوية للمحول. علاوة على ذلك، يجب تأريض مبيت وحدة التحكم والملف الثانوي للمحول. بالإضافة إلى ذلك، يُحظر تمامًا استخدام المحولات الذاتية لتقليل الجهد.

6. درجة الحرارة-بطانية كهربائية يتم التحكم فيها باستخدام منظم الثايرستور ثنائي الاتجاه

تتميز جميع البطانيات الكهربائية التي يتم التحكم في درجة حرارتها-المذكورة أعلاه بإمكانية ضبط درجة الحرارة تدريجيًا. يشتمل هذا النوع من البطانيات على منظم ثايرستور ثنائي الاتجاه على بطانية كهربائية قياسية لتنظيم جهد مصدر الطاقة. وهذا يتيح ضبط درجة الحرارة بشكل مستمر ومتدرج ضمن نطاق معين، كما هو موضح في الشكل 6.

يتكون منظم الثايرستور ثنائي الاتجاه بشكل أساسي من دائرة تشغيل وثايرستور ثنائي الاتجاه. مبدأ تشغيله هو كما يلي: عند إيقاف تشغيل الثايرستور ثنائي الاتجاه T₁، يتم شحن المكثف C₃ عبر مصدر الطاقة من خلال مقاوم التسخين RL، والمفاعل L، ومقياس الجهد W، بالإضافة إلى المقاوم R₃. عندما يصل الجهد Uc₃ عبر C₃ إلى المنعطف -على جهد عتبة الصمام الثنائي ثنائي الاتجاه T₂، يتم تشغيل T₂. ثم يتدفق Uc₃ عبر T₂ لشحن C₃. عندما يصل Uc₃ إلى المنعطف -على جهد عتبة الصمام الثنائي ثنائي الاتجاه T₂، يتم تشغيل T₂، مما يسمح لـ Uc₃ بالتدفق عبر T₂ إلى C₃. الجهد W والمقاوم R₃. عندما يصل الجهد Uc₃ عبر C₃ إلى الدوران -على جهد الصمام الثنائي ثنائي الاتجاه T₂، يتم توصيل T₂. يقوم Uc₃ بعد ذلك بتشغيل T₁ عبر T₂، مما يؤدي إلى تشغيل T₁. يؤدي ذلك إلى تنشيط RL، وتوليد الحرارة وقصر-دائرة الزناد. عندما يتجاوز جهد التيار المتردد الصفر في الاتجاه المعاكس، ينطفئ T₁، ويبدأ C₃ في الشحن مرة أخرى، مع تكرار العملية المذكورة أعلاه. نظرًا لأن دائرة التشغيل تعمل في دائرة تيار متردد، فإن الدورات النصفية الموجبة والسالبة-من جهد التيار المتردد تولد نبضًا موجبًا ونبضًا سالبًا على التوالي لتشغيل T₁، مما يتسبب في إجراء T₁ بشكل متماثل مرة واحدة خلال كل نصف دورة موجب وسالب-. يؤدي تقليل مقاومة مقياس الجهد W إلى تسريع شحن C₃، مما يؤدي إلى تقصير الوقت الذي يصل فيه Uc₃ إلى دوران T₂-عند عتبة الجهد. يؤدي هذا إلى تقليل زاوية التحكم في T₁ وزيادة زاوية التوصيل، مما يؤدي إلى رفع جهد الخرج. على العكس من ذلك، فإن زيادة W تقلل من جهد الخرج، مما يحقق تنظيم الجهد ويتيح تعديل الطاقة المستمر بدون خطوات للبطانية الكهربائية.

ND هو مصباح النيون مؤشر الطاقة. R₁ وR₃ هما مقاومتان محددتان للتيار-. يشكل R₂ وC₂ دائرة حماية الثايرستور. يشكل المحث L والمكثف C₁ مرشح تمرير منخفض- مصممًا بشكل أساسي لمنع تداخل الترددات اللاسلكية.