Re υd ν
2.5.2.1.Điều khiển nhiệt tĩnh – Thermostatic control (hay điều khiển tắt mở On-
Off control)
Đối với điều khiển nhiệt tĩnh, nhiệt độ của tải sẽ được duy trì giữa hai mức giới hạn. Khi nhiệt độ cao hơn mức nhiệt độ giới hạn trên bộ điều khiển ngừng cung cấp năng lượng, còn khi nhiệt độ thấp hơn giới hạn dưới bộ điều khiển tiếp tục cấp năng lượng để làm nóng tải. Nhiệt độ chênh lệch giữa hai mức giới hạn được gọi là độ trễ của hệ thống (system’s ‘hysteresis’). Dưới đây là đáp ứng nhiệt tĩnh của tải với giới hạn trên là 30oC và giới hạn dưới là 27oC, độ trễ của hệ thống trong trường hợp này là 3oC (hình 13).
Hình 13. Đáp ứng nhiệt tĩnh
Giả sử ta cần duy trì nhiệt độ của tải xung quanh một giá trị T, do quán tính nhiệt (được hiểu tương tự như khái niệm quán tính trong chuyển động cơ học) nên nhiệt độ
của tải sẽ không dừng lại ngay khi chúng ta ngừng (hoặc tiếp tục) cấp năng lượng mà sẽ tăng lên (hoặc giảm đi) một chút rồi sau đó mới thay đổi theo sự điều chỉnh của bộ điều khiển, do đó nhiệt độ của tải sẽ duy trì giữa hai mức T + ∆t1, và T - ∆t2. Khi đó, độ trễ của hệ thống sẽ là (∆t1 + ∆t2).
Trên thực tế, việc cung cấp hay ngừng cung cấp năng lượng cho thiết bị TE có thể thực hiện bằng các công tắc cơ học như relay, SSR (solid state relay) hoặc công tắc điện như các transistor, MOSFET. Thông thường các công tắc điện được sử dụng nhiều hơn bởi các lý do sau:
- Các thiết bị điều khiển thường đóng ngắt trực tiếp chứ không phải điều chỉnh dòng qua tải mà công tắc cơ thường xảy ra hiện tượng phóng điện, nên không bền khi đóng ngắt nhiều lần liên tục.
- Sử dụng công tắc điện, thì có thể đóng ngắt với tần số cao và có thể đạt được độ trễ dưới 1oC, điều này rất khó đạt được ở công tắc cơ.
- Các công tắc điện như MOSFET tiêu thụ ít năng lượng hơn, độ sụt thế nhỏ hơn, và nhỏ gọn hơn.
Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, có thể thiết kế bằng một vài linh kiện cơ bản, mạch không phức tạp. Đối với những ứng dụng không cần độ chính xác cao thì phương pháp này hoàn toàn có thể đáp ứng được yêu cầu. Phương pháp này được áp dụng trong hầu hết các thiết bị gia đình.