1. Standard elektrisk tæppe
Dette er den enkleste typeelektrisk tæppe (struktur), med en strømafbryder direkte forbundet til varmelegemet via en sikring. Den mangler temperaturkontrol og giver dårlig sikkerhed.
K: Afbryder BX: Sikring RL: Varmetråd
2. Temperatur-Justerbar elektrisk tæppe: Justerbar varmeelementmodstand
To sæt af identisk-længdevarmeledninger er anbragt parallelt inden i tæppet. En switch ændrer deres forbindelse fra serie til parallel og justerer derved effektudgangen til temperaturregulering. Denne type elektrisk tæppe har fire indstillinger: høj, medium, lav og slukket. Effektforholdet for høj, medium og lav indstilling er 4:2:1. Elektriske tæpper med justerbar-temperatur har ulempen ved ujævn varmefordeling.
3. Temperatur-kontrolleret elektrisk tæppe med halvdiode-bølgeretificering
Baseret på et standard elektrisk tæppe inkorporerer denne temperatur-kontrollerede model en ensretterdiode i serie med kontakten til at regulere udgangseffekten. Figur 3 viser ledningsdiagrammet for denne type elektrisk tæppe.
Dioden skal modstå en spænding på 400 volt eller højere og en strømstyrke på 0,5 til 1,0 ampere. Temperaturkontrolkontakten har typisk en slukket position, en høj-temperaturindstilling og en lav-temperaturindstilling. I den høje-temperaturindstilling kortslutter kontakten K diode D. På dette tidspunkt er varmeledningen RL på det elektriske tæppe direkte forbundet til strømkilden uden at passere gennem diode D, og den strøm, der forbruges af tæppet, er den mærkeeffekt, der er angivet i designet. I indstillingen for lav-temperatur er diode D forbundet i serie med varmeledning RL til strømkilden. Her udfører dioden halv{13}}bølgeretificering på den sinusformede vekselstrøm. Den effektive værdi af spændingen påført varmetråden efter ensretning er
I formlen repræsenterer U den effektive værdi af strømforsyningsspændingen. På dette tidspunkt er den strøm, der forbruges af det elektriske tæppe,
I formlen repræsenterer W den effekt, der forbruges af det elektriske tæppe før ensretning (nominel effekt), og R angiver modstanden af varmetråden.
For eksempel, hvis strømforsyningsspændingen er 220 volt, er den effektive spænding efter ensretning 156 volt, og det elektriske tæppe bruger halvdelen af sin nominelle effekt, hvilket betyder, at strømforholdet mellem høj- og lavtemperaturindstillingerne er 2:1.
Denne type elektrisk tæppe opnår to-temperaturkontrol ved blot at tilføje en diode og bruge en kontakt med tre-positioner sammenlignet med et standardtæppe. Dens struktur og fremstillingsproces er enklere end dem for temperatur-kontrollerede elektriske tæpper, der justerer varmeelementets modstand. Den leverer sammenlignelig effekt og giver ensartet opvarmning ved den lave-temperaturindstilling. Men når sinusformet vekselstrøm ensrettes til en halv-enrettet strøm via en diode- genereres en ikke-lineær komponent-højere-ordens harmoniske strømme. Dette producerer mindre radiofrekvensinterferens, der kan påvirke nærliggende amplitudemodulationsradioer (AM). Tilføjelse af et -lavpasfilterkredsløb kan eliminere denne interferens.
4. Kondensator-Tapet spændingstemperatur-Kontrolleret elektrisk tæppe
Dette design bygger også på standard elektrisk tæppe ved at forbinde en eller to kondensatorer i serie. Deres kapacitive reaktans reducerer spændingen på varmeelementet og justerer derved tæppets strømforbrug. Se figur 4. Kondensatorer varierer typisk fra 1 til 4 mikrofarad og skal modstå spændinger på over 400 volt.
Et elektrisk tæppe med en kondensator i serie har en temperaturkontrolkontakt med tre-positioner. I den høje-temperaturindstilling kortslutter kontakten K kondensatoren C. På dette tidspunkt er varmeledningen RL direkte forbundet til strømkilden, og tæppet bruger sin nominelle strøm. Indstillingen for lav-temperatur forbinder kondensator C i serie med varmetråd RL til strømkilden. Den kapacitive reaktans af kondensatoren virker til at "hæmme" strømflow og reducerer derved den effektive strøm gennem varmetråden. Som følge heraf falder strømforbruget af det elektriske tæppe. Kapacitiv reaktans af en kondensator med kapacitans C:
I formlen repræsenterer f strømforsyningens frekvens.
Som vist med formlen, når kapacitansen C stiger, falder dens kapacitive reaktans, hvilket får den effektive værdi af strøm, der strømmer gennem varmetråden, til at stige; omvendt falder det. For at opnå en større effektforskel mellem høj-temperatur og lav-temperatur for et elektrisk tæppe, kan en kondensator med mindre kapacitet vælges; omvendt kan der vælges en kondensator med større kapacitet.
Når du bruger dette elektriske tæppe, skal du sørge for, at temperaturkontrolkontakten er indstillet til den høje-temperaturindstilling, før du sætter netledningen i, for at forhindre kondensatoropladning og undgå elektrisk stød.
Kondensator-baseret spændings-reducerende temperatur-kontrollerede elektriske tæpper udsender ingen høj-overtoner og forårsager ingen radiofrekvensinterferens til radioer. Dette repræsenterer en fordel i forhold til halv-diode-halvbølgeensrettertemperatur-kontrollerede elektriske tæpper. På grund af deres større størrelse, højere omkostninger og relativt lavere sikkerhed kan kondensatorbaserede-designs gradvist udfases.
5. Spænding-Reducerende transformator-Baseret temperatur-Kontrolleret elektrisk sikkerhedstæppe
Dette temperatur-kontrollerede elektriske tæppe bruger en transformer-nedad til at omdanne 220-volt strømforsyningen til en sikker spænding under 24 volt. Dens mest bemærkelsesværdige egenskab er exceptionel sikkerhed. Derudover tillader lav-driften brugen af varme-isolerede polyvinylchlorid (PVC) flerstrengede fleksible ledninger af kobber som varmeelementer, hvilket resulterer i overlegen modstand mod foldning. Inkluderingen af en ekstra transformer øger imidlertid produktomkostningerne en smule.
K₁--Strømafbryder BX--Sikring DL--Indikatorlampe
K₂--Termostatkontakt RL--Elektrisk varmelegeme
Temperaturjusteringen af dette produkt opnås ved at skifte temperaturkontrolkontakten K₂ med flere-positioner. Da det elektriske tæppe kommer i direkte kontakt med menneskelig hud, skal passende isoleringsforanstaltninger implementeres, selvom varmeelementet arbejder ved en sikker lavspænding og har tilstrækkelig isoleringsstyrke. Der skal lægges særlig vægt på at sikre korrekt isolering mellem transformatorens primære og sekundære viklinger. Endvidere skal regulatorhuset og transformatorens sekundære vikling jordes. Derudover er brugen af autotransformere til spændingsreduktion strengt forbudt.
6. Temperatur-kontrolleret elektrisk tæppe med tovejs tyristorregulator
De førnævnte temperatur-kontrollerede elektriske tæpper har alle trinvis temperaturjustering. Denne type tæppe inkorporerer en tovejs tyristorregulator på et standard elektrisk tæppe for at regulere strømforsyningsspændingen. Dette muliggør trinløs, kontinuerlig temperaturjustering inden for et specifikt område, som vist i figur 6.
Den tovejs tyristorregulator består primært af et triggerkredsløb og en tovejs tyristor. Dens funktionsprincip er som følger: Når den tovejs tyristor T1 er slukket, oplades kondensatoren C3 via strømforsyningen gennem varmemodstanden RL, reaktor L og potentiometer W, samt modstanden R3. Når spændingen Uc₃ over C₃ når tænd-tærskelspændingen for den tovejsdiode T₂, tændes T₂. Uc3 strømmer derefter gennem T2 for at lade C3. Når Uc₃ når tænd-tærskelspændingen for den tovejsdiode T₂, tændes T₂, hvilket tillader Uc₃ at strømme gennem T₂ til C3. potentiometer W og modstand R3. Når spændingen Uc3 over C3 når tænd-spændingen for den tovejsdiode T2, leder T2. Uc3 udløser derefter T₁ gennem T₂, hvilket får T₁ til at tænde. Dette aktiverer RL, genererer varme og{11}}kortslutter triggerkredsløbet. Når AC-spændingen krydser nul i den modsatte retning, slukker T1, og C3 begynder at oplade igen, og gentager ovenstående proces. Da triggerkredsløbet fungerer i et AC-kredsløb, genererer de positive og negative halve-cyklusser af AC-spændingen henholdsvis en positiv impuls og en negativ impuls for at udløse T₁, hvilket får T₁ til at lede symmetrisk én gang under hver positiv og negativ halv-cyklus. Reduktion af modstanden af potentiometer W accelererer C₃-opladningen, hvilket forkorter tiden for Uc₃ at nå T₂'s tur-på tærskelspænding. Dette reducerer T1's styrevinkel og øger dens ledningsvinkel, hvilket hæver udgangsspændingen. Omvendt reducerer en forøgelse af W udgangsspændingen, opnår spændingsregulering og muliggør trinløs, kontinuerlig effektjustering af det elektriske tæppe.
ND er strømindikatoren neonlampe. R₁ og R₃ er strømbegrænsende-modstande. R2 og C2 danner tyristorbeskyttelseskredsløbet. Induktor L og kondensator C₁ udgør et lav-pasfilter, der primært er designet til at forhindre radiofrekvensinterferens.