Координатный коммутатор
Иллюстрации
Реферат
(евсеи) > ад
)( (о л и1A-нй е
Социалист ических (11) 597095
Республик
К3ОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву М299984 (22) Заявлено 04.06.74 (21) 2032230/18 24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05,03,78, Бюллетень ¹ 9 (45) Дата опубликования описания Л,Q3. )О (51) М. Кл.
Н 04 М 5/08
5- 06 Cj 7/06
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытий (53) УДК 621.8.06. .С62 (088,8) (72) Автор изобретения
В, И. Ковалев
Харьковский ордена Ленина политехническ!(1(институт им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) КООРДИНАТНЫЙ КОММУТАТОР
Настоя(псе изобретение относится к коммутационной технике и может быть использовано в вычислительной технике для построения автоматических наборных полей аналоговых вычислительных машин, блоков цифроуправляемых сопротивлений и т. и. Кроме того, оно может быть использовано в качестве матричных коммутаторов и многократных координатных соединителей, используемых в автоматике, информационно-измерительной технике и автоматической телефонии.
Известное устройство по авт. св. ¹ 299984 содержит объемный магнитопровод из магнитомягкого материала, обмотки, рамки, размещенные по ее периметру, сердечники с обмотками на которых закреплены две координатные группы планок, скрещивающихся во взаимно перпендикулярных направлениях на разных высотах, образуя матрицу, а в местах пересечения (скрещивания) планок установлены герконы.
Для изготовления такого устройства с требуемыми надежностными характеристиками необходима предварительная разбраковка герконов и установление допустимых отклонений величины тока возбуждения координатных o()моток от нОминальной величины, что следует отнести к недостаткам устройства.
Одним из путей повышения на)(.wH<)el!I коммутатора является применение принципа дифференциального управления, Осущест!)ля!Ощс!.О нелинейную зависимость между токоч в ко<>рдинатных обмотках и !Отоками (4 контактных
5 зазорах герконов, т. к. Ори эточ могут ()hl! ь существенно расширены поля допусков эгllx токов и практически устранены Ог();Ilfll÷<.iièH !ш величину МДС срабатывания гсрконон.
11слью предлагаемого изобрст<чшя явля (lf) ся повышение наде>кност!! коммутатора и расширение cl o функциональных возчож!н>сгсй.
В соответствии с изобретением указа!!!(ая цель достигается тем, что коммут>гор дон<>лнительно co;(ep>HIIT два магнитопровода с Огверстиями;(ля размещения герконов, м(!Г!(ито(5
ПРОВОДЯ1Ц1 К) ° ВСТаВ1О 113 Ма(IIIIToxl H Г КОГО Х! (Iтс риала, две группы дополнитслш!ых Обмоток. которые расположены llo Оос сторс>ны рамн!!
Объс <1!4ОГО )I Я Г1114то!11)ОВО.(а, полк. I lo!!роводы устинова l41>l и;; раЛЛСЛЬНО друГ друГу ПО Обе СторОНЫ СЛ Обьс Чно(О ив ГHI)TO(i pOBO.((I 11 lipè !()с ll. 1(IIIil и )I ll I 1 ill топроводящей вставке, которая выполнсll1I либо I) виде пос(оя!!1!Ого элсктроча! IIH I ., чагнитное действие которого совпад» T с ч:!
597095
lO
2О
60 нитным действием ocHQBHblx обмоток, а дополнительные обмотки имеют индивидуальные выводы, либо в виде постоянного магнита.
На фиг. 1 изображен координатный коммутатор, вид сбоку; на. фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — координатный коммутатор (вырыв) часть, прилегающая к геркону, расположенному в углах магнитопроводов, удаленных от магнитопроводящей вставки.
Координатный коммутатор содержит магнитопроводы 1 и 2, установленные параллельно друг другу и соединенные магнитопроводя3цей вставкой 3. В промежутке между магнитопроводами 1, 2 расположена рамка 4, имеющая форму пластины и крепящаяся к ним посредством немагнитных кронштейнов 5 и 6.
Вдоль двух смежных сторон рамки 4 установлены две группы сердечников 7 и 8, расположенных по разные стороны ее плоскости.
К сердечникам 7, 8 прикреплены две координатные группы планок 9 и 10, скрещивающихся во взаимно перпендикулярных направлениях параллельно плоскости рамки 4,образуя в местав скрещивания матриц. В рамке 4, магнитопроводах 1, 2 и планках 9, 10 выполнены отверстия для размещения герконов 11.
На сердечниках 7, 8 установлены две группы обмоток 12 и 13, а в промежутках между магнитопроводами 1, 2 и рамкой 4 размещены две скрещивающиеся координатные группы дополнительных обмоток 14 и 15, охватывающих столбцы матрично расположенных герконов 11.
При этом дополнительные обмотки 15, схватывающие столбцы герконов 11, расположены сов местно с планками 10, установленными по строкам матпицы, а дополнительные обмотки 14, охватывающие строки герконов 11 — совместно с планками 9, установленными по столбцам матрицы. Обмотки 12 и 13 и дополнительные обмотки 15 и 14 не равны по создаваемой
МДС (магнитнодвижущей силе) — большую
МДС создают обмотки 12 и 13. Кроме того, обмотки 12 и 13 включены согласно друг другу, а дополнительные обмотки !4 и 15 включены встречно им.
Свободные концы обмоток 12, 3 имеют выводы в и а;, а свободные концы дополнительных обмоток 14, 15 объединены и имеют общий вывод (фиг. 3) .
Для расширения функциональных возможностей коммутатора — придания ему функции запоминания состояния герконов — магнитопроводящая вставка 3 является источником постоянного магнитного поля и выполнена в виде постоянного магнита или электромагнита. При этом для обеспечения возможности выключения произвольно выбранного геркона в данном примере объединения обмоток дополнительные обмотки 14 имеют индивидуальные выводы
С„(i — одна группа координат, — другая.
При перенесении принятых обозначений на все выводы системы обмоток индексы i u j обозначают координаты, номера строк и столбцов матрицы) .
Дополнительные обмотки 14 и 15 на фиг. 3 показаны упрощенно в виде отдельных обмоток, охватывающих один рассматриваемый герKoII, «хваты ва3от все геркон ы 1 1, стоя цие в сТо з бце или строке матрицы.
Управление коммутатором осуществляется однополярными импульсами токов длительностью не менее времени переключения герконов
11. Для включения геркона !1, имеющего координаты i, j, подаются управляющие импульсы тока на выводы, обозначенные буквами а,и в„.
Если в координатном коммутаторе производится запоминание состояния герконов, то для выключения геркона 11 имеющего те же координаты, импульсы возбуждения подаются на выводы С„и все выводы, обозначенные буквой в, кроме в„.
Магнитопроводы 1, 2 и магнитопроводяцгая вставка 3 предназначены для создания дополнительных путей распространения магнитного потока, обусловленного возбуждением координатных обмоток. Кроме того, при выполнении магнитопроводяшей вставки 3 в виде постоянного магнита или электромагнита указанные элементы играют роль источника постоянного однородного магнитного поля, наложенного на все герконы 11. При этом герконы 11 имеют одинаковые МДС срабатывания Fp и отпускания Г,„ ., а величина МДС подмагничивания Г, магнитопроводящей вставки удовлетворяет соотношению: отп F ср (1) чем обеспечивается запомйнание состояния герконов 11.
Ввиду того, что описание процессов, происходящих в коммутаторе с запоминанием состояния герконов 1! и без него отличается на величину постоянной составляющей поля подмагничивания, не влияя на сущность принципа дифференциального управления, реализованного в устройстве, ограничимся, для общности, рассмотрением координатного коммутатора с запоминанием.
Сущность принципа дифференциального управления может быть раскрыта при рассмотрении распределения потоков в контактном зазоре и частях язычков геркона, заключенных между планками 9, 10 и рамкой 4, при различных комбинациях возбуждения обмоток 12, 13, 14, 15, воздействующих на него. Для простоты проведения анализа потокораспределения в рассматриваемых элементах геркона ll условимся, в дальнейшем, при составлении уравнений считать магнитную систему линейной и воспользуемся принципом суперпозиции, а в тех случаях, когда такое допущение будет не правомерным — при индукции в каком-либо элементе коммутатора близкой к величине насышения— проводить качественный анализ соотношений, полученных в прежде составленных уравнениях.
В исходном состоянии, когда все обмотки обесточены, в рассматриваемых элементах геркона протекает поток подмагничивания Ф, обусловленный действием МДС магнитопроводящей вставки 3. При этом имеет место соотношение
Фн Фт
597095
IJc Ф вЂ” поток в верхнем язычке геркона;
Фз — поток в контактном зазоре;
Фн — поток в нижнем язычке геркона.
При подаче тока возбуждения через вывод а, на обмотки 13 и !4 потокораспрелеление в элементах герконов ll, имеющих одну общую координату i, может быть описано слелуюгцей системой уравнений
Ф = Ԅ— К ) Ч + К 1 Ч, Фз =ф КзJW + K,1Wp;
Ф„=Ԅ— К,)% +KeJXVp, (3) гле j W — МДС дополнительной обмотки
К (обмотки 14);
JWp — МДС обмотки, установленной на сердечнике объемного магнитопровода:
К,K,,K,K.,Ê,Êp — коэффициенты связи, 15 между соответствуюгцими источниками МДС и обусловленными ими потоками в рассматриваемых элементах герконов 11.
Выбором соотношения числа витков Wp u
W можно легко добиться выполнения неравенства
К.ÇWp)К,VJ (4)
Тогда поток Ф, при постепенном увеличении тока возбуждения сначала будет нарастать, а затем, когда поток Ф„достигает величины насыщения, т. е. стабилизируется составляющая
K4JWp, достигнет максимального значения и при дальнейшем увеличении тока возбуждения начнет падать. Таким образом, при определенном соотношении МДС ЗЪЧ,„и 3Wp и коэффициентов К оК,Кз,К,К.-,Kp становится возможным выполнение условия несрабатывания герконов 11, при любых сколь угодно больших значениях тока возбуждения в обмотках 13 и
14 (или 12 и 15), относящихся к одной группе координат.
При одновременной подаче возбуждения через выводы а, и в„,т. е. при возбуждении всех обмотков 2, 13, 14, 15, воздействующих на геркон 1 с координатами 1, ), происходит уменьшение МДС обмоток 12, 13, на величину МДС дополнительных обмоток 14, 15. Таким образом, на этот геркон воздействуют две равные 40 разностные МДС, включенные согласно с МДС поля подмагничивания магнитопроводящей вставки 3. Поэтому при постепенном увеличении тока возбуждения величина потока в контак1ном зазор: «åðêoíà 11 будет также возрастать, т. с. срабатывание геркона «роисхоЛит при лостп жс ««ll некоторой м «« им аль«ой
BE 1HHHHbl TOliH возб жленпя.
При возоужлснии только одной ло«олнппгельной обмотки 14 через вывод С, проис олппг ослабление поля полмапшчнвания и «рп достижении некоторой величины тока возбужления происхолит отпуска«не ранее сработавшеro геркона 11, установленного в 1- ой строке матрицы.
Если одновременно с дополнительной обмоткой 14 будут возбуждены обмотки 13. !5 через вывод в„, то потокораспределеннс в язы чк 1х геркона 1! с коорлинатамп 1, ) может оыть описано системой уравнение (3), гле вместо
JWp при этом, модно полставпть разность (JXЧ,3%о.) что очсвилно.
Фар,пула изобрвтеная
1. Координатный коммутатор по авт. св.
¹ 299984, orëÿïþøïéñÿ тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежности коммутатора, он содержит Лва магнитопровода с отверстиями лля размещения герконов магнитопроволящую вставку из м<п-нитомягкого материала, две группы дополнительных обмоток, которые расположены по обе стороны рамки объемного магнитопровола, подключены к внешним выводам коммутатора и соединены попарно и встречно с соответствующими основными обмотками. магнитопроволы установлены параллельно друг другу «о обе стороны от объемного магнитопровола и прикреплены к магнитопроволящей вставке.
2. Коммутатор по п. 1, отлаloþùø)ñ» тем, что в нем магнитопроводящая вставка вы«о, lнена в виде постоянного электромагнита, магнитное действие которого совпалает с магнитным действием основных обмоток, а дополнительные обмотки имеют индивидуальные BblB()ды.
3. Коммутатор по и. 1, от.ияпюп!апг» тем, что в нем магнитопроводящая вставка выполнена в виде постоянного магнита.
597095 фиг. 2
<Рие 3
Составитель Л. Маслов
Техред О.,!1уговаи Корректор A. Гриценко
Тираж 80о Подписное
Редактор P. Киселева
Заказ 1178/55
11НИИПИ Государс неtlllof коми стя Сонета Минис рон (ХС1 но дсанм изобретений и открытий
1! 3035, Москва. Ж-35, Раугнскаи IlH(). д, 4, 8
Филиал I II II I «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4