Функциональный преобразовательэлектрического toka

Функциональный преобразовательэлектрического toka

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Й - И--Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ ая

Союз Советских

Соцналнстнчесних

Республнк

<>798892

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050379 (21) 2733414/18-24 (51)М. КЛ. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G G 7/26

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2301.81. бюллетень Н9 3

Дата опубликования описания 230181 (53) УДК 681. 335.,813(088.8) (72) Авторы изобретения

А.Л. Шпади и С.Л. Шпади (71) Заявитель

Ульяновский политехнический институт (51) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Изобретение относится к вычислииельной технике и может. быть использована в блоках нелинейности аналоговых вычислительных машин.

Известны устройства прямого функционального преобразования электри- ° ческого така и напряжения на диодно-реэистивных цепочках с кусочногладкой аппроксимацией f1) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является трансформаторный функциональный преобразователь электричес кого тока, содержащий два тороидальных профилированных в соответствии 15 с воспроизводимой функцией зависимостью сердечника из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, на которых расположены входные обмотки, соединенные последовательно, и выходные обмотки, включенные встречно (2)

Однако трансформаторные функцион альные преобразователи не позволяют изменять характеристику преобразования без замены профилированных сердечников или целиком всего преобразователя, что ограничивает применение устройств в блоках нелинейности аналоговых вычислительных машин, ЗО где необходимы быстро перестраиваемые нелинейности, кроме того необходимость точного профилирования витых тор оид аль ных сердечников фу нкциональных преобразователей — технологически сложная задача.

Цель изобретения — расширение класса воспроизводимых зависимостей, а также упрощение технологии изготовления сердечников преобразователей .

Поставленная цель достигается тем, что каждый тороидальный ферромагнитный сердечник функционального преобразователя имеет радиальную прорезь, в которой находится профилированная в соответствии с заданной функциональной зависимостью сменная вставка из магнитомягкого материала, а выходные обмотки подключены первыми выводами к соответствующим входам источника переменного напряжения через встречно включенные выпрямительные диоды, вторые концы — к соответствующим выводам балансировочного потенциометра, средний вывод которого подключен к первой обкладке разделительного конденсатора выходного тока, вторая обкладка кото— рого присоединена к шине нулевого

798892 потенциала и к среднему выводу источника переменного напряжения.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема функционального преобразователя; на фиг. 2 радиальный разрез сердечника функционального преобразователя.

Функциональный преобразователь электрического тока содержит два тороидальных ферромагнитных сердечника 1 и 2, входные обмотки 3 и 4, выходные обмотки 5 и б, источник 7 переменного напряжения с парафазным выходом через встречно выпрямительны диоды 8 и 9, балансировочный потенциометр 10, разделительный кон- денсатор 11. В тороидальном ферромагнитном сердечнике выполнена радиальная прорезь 19, которая снабжена профилированной в соответствии с заданной функциональной зависимостью сменной вставкой 13 из магнитомягкого материала.

Устройство работает следующим образом.

В отсутствии тока во входных обмотках 3 и 4 тороидальных ферромагнитных сердечников 1 и 2 преобразователя полные сопротивления выходных обмоток 5 и б преобразователя минимальны и равны между собой и поэтому однополярные импульсы напряжения, которые поступают от источника

7 переменного напряжения через включенные встречно выпрямительные диоды 8 и 9 в выходные обмотки 5 и б, взаимно вычитаются на плечах балансировочного потенциометра 10 и постоянная составляющая выходного тока в разделительном конденсаторе 11 равна нулю при соответствующей подстройке балансировочного потенциометра 10.

Так как радиальная прорезь 12 в сердечнике 1 вносит в этот сердечник большое магнитное сопротивление, то за счет этого характеристика намагничивания сердечника при отсутствии в прорези 12 профилированной вставки 13 становится линейной в широком диапазоне намагничивающего поля входного тока. Введение в прорезь 12 профилированной вставки 13 из магнитомягкого материала приводит к шунтированию большого магнитного сопротивления радиальной прорези 12 по функциональному закону вдоль радиуса сердечника 1, что эквивалентно профилированию вдоль радиуса самого сердечника 1. При подаче электрического тока J во входные обмотки 3 и 4, в том ферромагнитном сердечнике, где магнитное поле, создаваемое входным током 3 и магнитное поле, создаваемое ех током подмагничивания от импульсов напряжения в выходных обмотках 5 и

6 противоположны, происходит циклическое перемагничивание тороидального сердечника, например 1, в соответствии с частотой переменного напряжения, поступающего от источника 7.

Причем перемагничивание объема ферромагнитного. сердечника 1 происходит до радиуса Rc, соответствующего величине входного тока 3 „ . Эта зависи мость возникает вследствие того, что магнитное поле в тороидальном сердечнике падает от центра к краям по гиперболе, поэтому перемагничивает— ся тот объем сердечника 1, для которого величина магнитного поля Н больше величины коэрцитивной силы Нс- ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса этого сердечника, так как между магнитным полем входного тока и радиусом перемагниченного объема сердечника Кс соответствует известная зависимость

Ю

" с где W - число витков входной обмот1 ки сердечника.

Циклическое перемагничивание сердечника 1 приводит к возрастанию полного сопротивления выходной обмотки

5, пропорционально возрастанию перемагничиваемого объема сердечника 1, и следователь но, пропорциональ но возрастанию уровня тока во входной обмотке 3, с учетом того, что между перемагничивающимся объемом и уровнем входного тока существует функциональная связь, Соответствующая профилю вставки 13, так как по существу перемагничивается только объем ферромагнитного сердечника, магнитные силовые линии которого замыкаются через магнитомягкую вставку 13. Причем, падение напряжения в выходной обмотке 6 сердечника 1, которое образуется за счет конечного магнитного сопротивления прорези 12, компенсируется падением напряжения на выходной обмотке 6 второго сердечника 2, в данный момент за счет непрямоугольности петли гистерезиса ферромагнитного материала сердечника 2. Следовательно, падение напряжения на обмотке 5 возрастает,.пропорционально росту входного тока, за счет чего постоянная составляющая тока через конден сатор 11 также возрастает, из-за нарушения балансировки схемы в этом случае. При перемене направления тока во входных обмотках устройства работает уже другой сердечник 2 и постоянная составляющая выходного тока в конденсаторе 11 изменяет свой знак на противоположный.

Профилирование магнитомягких смен40 ных вставок в прорезях сердечников преобразователя позволяет получить требуемую функциональную зависимость между входным-током и выходным сигналом преобразователя без профилиро4$ вания всего сердечника, что дает

798892

Формула изобретения

Фиг.! возможность для одного и того же преобразователя иметь набор профили Рованных вставок и получать различные функциональные зависимости путем простой замены таких вставок.

В результате этого, расширяются воэможности перестройки функционального преобразователя с одной зависимости на другие без полной замены самих преобразователей, а также упрощается технология профилирования магнитных элементов, так как задание профиля отдельной вставки производит=я значительно легче, чем задание профиля всего сердечника.

Функциональный преобразователь электрического, тока, содержащий два тороидальных ферромагнитных сердечника из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, на которых размещены входные обмотки, соединенные согласно, и выходные обмотки, включенные встречно, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых зависимостей и упрощения технологии изготовления, в него введены балансировочный потенциометр, разделительный конденсатор, источник переменного напряжения, пер-. вый и второй выпрямительные диоды, причем первые выводы выходных обмоток подключены к соответствующим вхо-. дам источника переменного напряжения через встречно включенные выпрямительные диоды, вторые выводы — к соответствующим выводам балансировочного потенциометра, средний вывод которого подключен к первой обкладке разделительного конденсатора и к о выходу преобразователя, вторая обкладка разделительного конденсатора присоединена к шине нулевого потенциала и к среднему выводу источника переменного напряжения, при этом в

15 каждом из тороидальных ферромагнитных сердечников выполнена радиальная прорезь, которая снабжена профилированной в соответствии с заданной функциональной зависимостью сменной щ вставкой иэ магнитного мягкого материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Савенко В.Г. Измерительная техника. M., "Высшая школа", 1974, c . .180.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 601707, кл. G 06 G 7/26, 1975 (про тотип).

ВНИИПИ Заказ 10060/70

Тираж75б Подписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4