1. Standardowy koc elektryczny
To najprostszy rodzajkoc elektryczny (Struktura), wyposażony w wyłącznik zasilania podłączony bezpośrednio do elementu grzejnego za pomocą bezpiecznika. Brakuje kontroli temperatury i zapewnia słabe bezpieczeństwo.
K: Przełącznik BX: Bezpiecznik RL: Przewód grzejny
2. Koc elektryczny-z regulacją temperatury: regulowany opór elementu grzejnego
Dwa zestawy o identycznej-długościprzewody grzejne są ułożone równolegle w korpusie koca. Przełącznik zmienia ich połączenie z szeregowego na równoległe, dostosowując w ten sposób moc wyjściową do regulacji temperatury. Ten typ koca elektrycznego ma cztery ustawienia: wysoki, średni, niski i wyłączony. Stosunek mocy dla ustawień wysokich, średnich i niskich wynosi 4:2:1. Koce elektryczne z regulowaną-temperaturą mają wadę polegającą na nierównomiernym rozprowadzaniu ciepła.
3.-Koc elektryczny o kontrolowanej temperaturze z połową diody-Prostowanie fali
Ten model-sterowany temperaturą, oparty na standardowym kocu elektrycznym, zawiera diodę prostowniczą połączoną szeregowo z przełącznikiem regulującym moc wyjściową. Rysunek 3 przedstawia schemat połączeń tego typu koca elektrycznego.
Dioda musi wytrzymać napięcie 400 woltów lub wyższe i prąd od 0,5 do 1,0 ampera. Przełącznik kontroli temperatury zazwyczaj ma położenie wyłączone, ustawienie-wysokiej i niskiej-temperatury. W ustawieniu-wysokiej temperatury przełącznik K-zwiera diodę D. W tym momencie przewód grzejny RL koca elektrycznego jest podłączony bezpośrednio do źródła zasilania bez przechodzenia przez diodę D, a moc pobierana przez koc ma moc znamionową określoną w projekcie. Przy ustawieniu niskiej-temperatury dioda D jest połączona szeregowo z przewodem grzejnym RL do źródła zasilania. W tym przypadku dioda dokonuje prostowania-półfalowego przy sinusoidalnym prądzie przemiennym. Skuteczna wartość napięcia przyłożonego do drutu grzejnego po prostowaniu wynosi
We wzorze U oznacza wartość skuteczną napięcia zasilania. W tym momencie moc pobierana przez koc elektryczny wynosi
We wzorze W oznacza moc pobieraną przez koc elektryczny przed prostowaniem (moc znamionowa), a R oznacza rezystancję drutu grzejnego.
Na przykład, jeśli napięcie zasilania wynosi 220 woltów, napięcie efektywne po wyprostowaniu wynosi 156 woltów, a koc elektryczny zużywa połowę swojej mocy znamionowej, co oznacza, że stosunek mocy pomiędzy ustawieniami wysokiej i niskiej temperatury wynosi 2:1.
Ten typ koca elektrycznego umożliwia dwustopniową-regulację temperatury poprzez proste dodanie jednej diody i użycie trzy-przełącznika w porównaniu ze standardowym kocem. Jego struktura i proces produkcji są prostsze niż w przypadku koców elektrycznych-z kontrolowaną temperaturą, które regulują opór elementu grzejnego. Zapewnia porównywalną moc wyjściową i równomierne ogrzewanie przy-ustawieniu niskiej temperatury. Jednakże, gdy sinusoidalny prąd przemienny jest prostowany na prąd prostowany-półfalowy za pomocą diody,-składnik nieliniowy-wyższego-generuje się prądy harmoniczne wyższego rzędu. Powoduje to powstawanie niewielkich zakłóceń częstotliwości radiowej, które mogą wpływać na pobliskie radia z modulacją amplitudy (AM). Dodanie obwodu filtra dolnoprzepustowego-może wyeliminować te zakłócenia.
4. Kondensator-Spadek temperatury napięcia-Kontrolowany koc elektryczny
Konstrukcja ta opiera się również na standardowym kocu elektrycznym poprzez połączenie jednego lub dwóch kondensatorów szeregowo. Ich reaktancja pojemnościowa zmniejsza napięcie przyłożone do elementu grzejnego, regulując w ten sposób pobór mocy przez koc. Zobacz rysunek 4. Kondensatory mają zwykle pojemność od 1 do 4 mikrofaradów i muszą wytrzymywać napięcia przekraczające 400 woltów.
Koc elektryczny z kondensatorem połączonym szeregowo jest wyposażony w trzypozycyjny przełącznik kontroli temperatury.- W ustawieniu-wysokiej temperatury przełącz K-zwiera kondensator C. W tym momencie przewód grzejny RL jest bezpośrednio podłączony do źródła zasilania, a koc zużywa swoją moc znamionową. Ustawienie niskiej-temperatury łączy kondensator C szeregowo z przewodem grzejnym RL ze źródłem zasilania. Reaktancja pojemnościowa kondensatora „utrudnia” przepływ prądu, zmniejszając w ten sposób prąd skuteczny płynący przez drut grzejny. W rezultacie zmniejsza się zużycie energii przez koc elektryczny. Reaktancja pojemnościowa kondensatora o pojemności C:
We wzorze f oznacza częstotliwość zasilania.
Jak wynika ze wzoru, wraz ze wzrostem pojemności C zmniejsza się jej reaktancja pojemnościowa, co powoduje wzrost wartości skutecznej prądu płynącego przez drut grzejny; odwrotnie, maleje. Aby uzyskać większą różnicę mocy między ustawieniami wysokiej-i niskiej-temperatury koca elektrycznego, można wybrać kondensator o mniejszej pojemności; odwrotnie, można wybrać kondensator o większej pojemności.
Korzystając z tego koca elektrycznego, przed podłączeniem przewodu zasilającego upewnij się, że przełącznik kontroli temperatury jest ustawiony w pozycji-wysokiej temperatury, aby zapobiec ładowaniu kondensatorów i porażeniu prądem.
Koce elektryczne sterowane-napięciem-redukującym temperaturę-kondensatorami nie emitują harmonicznych-wysokiego rzędu i nie powodują zakłóceń częstotliwości radiowych w odbiornikach radiowych. Stanowi to przewagę nad kocami elektrycznymi sterowanymi-temperaturą-prostownika półfalowego z diodą. Jednak ze względu na większy rozmiar, wyższy koszt i stosunkowo mniejsze bezpieczeństwo konstrukcje oparte-na kondensatorach mogą być stopniowo wycofywane.
5. Transformator-redukujący napięcie-oparty na temperaturze-kontrolowany koc elektryczny bezpieczeństwa
Ten koc elektryczny-o kontrolowanej temperaturze wykorzystuje transformator-obniżający napięcie do konwersji zasilania 220-V na bezpieczne napięcie poniżej 24 V. Jego najbardziej zauważalną cechą jest wyjątkowe bezpieczeństwo. Dodatkowo praca przy niskim-napięciu umożliwia stosowanie jako elementów grzejnych-odpornych na ciepło, wielożyłowych, elastycznych przewodów miedzianych w izolacji z polichlorku winylu (PVC), co zapewnia doskonałą odporność na zaginanie. Jednak dodanie dodatkowego transformatora nieznacznie zwiększa koszt produktu.
K₁ – Wyłącznik zasilania BX – Bezpiecznik DL – Lampka kontrolna
K₂ – Przełącznik termostatu RL – Elektryczny element grzejny
Regulacja temperatury tego produktu odbywa się poprzez przełączenie-wielopozycyjnego przełącznika kontroli temperatury K₂. Ponieważ koc elektryczny ma bezpośredni kontakt z ludzką skórą, należy zastosować odpowiednie środki izolacyjne, nawet jeśli element grzejny działa przy bezpiecznym niskim napięciu i posiada odpowiednią wytrzymałość izolacji. Szczególną uwagę należy zwrócić na zapewnienie właściwej izolacji pomiędzy uzwojeniem pierwotnym i wtórnym transformatora. Ponadto obudowa sterownika i uzwojenie wtórne transformatora muszą być uziemione. Dodatkowo zabronione jest stosowanie autotransformatorów do redukcji napięcia.
6.-Koc elektryczny z kontrolowaną temperaturą i dwukierunkowym regulatorem tyrystorowym
Wszystkie wyżej wymienione koce elektryczne-z kontrolowaną temperaturą mają możliwość stopniowej regulacji temperatury. Ten typ koca zawiera dwukierunkowy regulator tyrystorowy na standardowym kocu elektrycznym w celu regulacji napięcia zasilania. Umożliwia to bezstopniową, ciągłą regulację temperatury w określonym zakresie, jak pokazano na rysunku 6.
Dwukierunkowy regulator tyrystorowy składa się głównie z obwodu wyzwalającego i dwukierunkowego tyrystora. Jego zasada działania jest następująca: Gdy dwukierunkowy tyrystor T₁ jest wyłączony, kondensator C₃ ładuje się poprzez zasilanie poprzez rezystor grzejny RL, dławik L i potencjometr W, a także rezystor R₃. Kiedy napięcie Uc₃ na C₃ osiągnie-napięcie progowe włączenia diody dwukierunkowej T₂, dioda T₂ włącza się. Następnie Uc₃ przepływa przez T₂, ładując C₃. Kiedy Uc₃ osiągnie-napięcie progowe włączenia diody dwukierunkowej T₂, dioda T₂ włącza się, umożliwiając przepływ Uc₃ przez T₂ do C₃. potencjometr W i rezystor R₃. Kiedy napięcie Uc₃ na C₃ osiąga-napięcie włączające diodę dwukierunkową T₂, T₂ przewodzi. Następnie Uc₃ wyzwala T₁ do T₂, powodując włączenie T₁. To zasila RL, wytwarzając ciepło i-zwierając obwód wyzwalający. Kiedy napięcie AC przekroczy zero w przeciwnym kierunku, T₁ wyłączy się, a C₃ ponownie rozpocznie ładowanie, powtarzając powyższy proces. Ponieważ obwód wyzwalający działa w obwodzie prądu przemiennego, dodatnie i ujemne pół-cyklu napięcia prądu przemiennego generują odpowiednio impuls dodatni i impuls ujemny w celu wyzwolenia T₁, powodując symetryczne przewodzenie T₁ raz podczas każdego dodatniego i ujemnego pół-cyklu. Zmniejszenie rezystancji potencjometru W przyspiesza ładowanie C₃, skracając czas, w którym Uc₃ osiąga próg napięcia-włączenia T₃. Zmniejsza to kąt sterowania T₁ i zwiększa jego kąt przewodzenia, podnosząc napięcie wyjściowe. I odwrotnie, zwiększenie W zmniejsza napięcie wyjściowe, osiągając regulację napięcia i umożliwiając bezstopniową, ciągłą regulację mocy koca elektrycznego.
ND to lampa neonowa wskazująca zasilanie. R₁ i R₃ to rezystory-ograniczające prąd. R₂ i C₂ tworzą tyrystorowy obwód ochronny. Cewka indukcyjna L i kondensator C₁ stanowią-filtr dolnoprzepustowy zaprojektowany głównie w celu zapobiegania zakłóceniom częstotliwości radiowych.