Матричное наборное поле

 

МАТРИЧНОЕ НАБОРНОЕ ПОЛЕ по авт.св. № 809214, о т ли ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его в работе за счет уменьшения степени неоднородности поля подмагничивания по всей длине магнитопроводов, в него вв-е дены два дополнительньох постоянных магнита и дополнительный электромагнит ,, который .укреплен между шунтирующими магн.итопроводами за пределами матрицы их сквозныхотверстий со стороны,.противоположной основному электромагниту, дополнительные поCTOHHHbie магниты установлены между . собой согласно и встречно по отношению к основным магнитам, на одной оси .с дополнительным электромагнитом между полюсными и шунтирующими магнитопроводами. (Л С to 00 ts5 да 00

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(я) G 06 G 7/06

f5

15

22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 809214 (21) 3628271/24-24 (22) 03.08.83 (46) 07.12 ° 84. Бюл ° 9 45 (72) В .Н.Гугнин и В.И.Ковалев (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина (53) 681.3(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 809214, кл. G 06 G 7/06,1980 (прототип). (54)(57) МАТРИЧНОЕ НАБОРНОЕ ПОЛЕ по авт.св. Р 809214, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его в работе за

„„SU„„ 1128268 А счет уменьшения степени неоднородности поля подмагничивания по всей длине магнитопроводов, в него вве дены два дополнительных постоянных магнита и дополнительный электромагнит, который .укреплен между шунтйрующими магнитопроводами за пределами матрицы их сквозныхотверстий со стороны,.противоположной основному электромагниту, дополнительные постоянные магниты установлены между собой согласно и встречно по отношению к основным магнитам, на одной оси с дополнительным электромагнитом между полюсными и шунтирующими магнитопроводами.

1128268

1 2

Изобретение относится к области тельным электромагнитом между полюсвычислительной техники, предназначено ными и шунтирующими магнитопроводадля построения автоматических набор-, ми. ных полей аналоговых вычислитель- На фиг.1 изображено матричное ных машин, блоков цифроуправляемых наборное поле, вид спереди на фиг.2 сопротивлений и т.п. и может быть ис- 5 то же, йид сверху на фиг.3 — распрепольэовано в качестве матричных ком- деление магнитных потоков поля подмутаторов, многократных соединителей магничивания, обусловленных мдс F„„„ и программируемых реле, используе- верхнего электромагнита, а прерывистымых в автоматике, информационно- ми F„2 - нижнего электромагнитау на измерительной технике и автомати- 10 фиг.4 — размещение координатных обмо" ческой телефонии. ток относительно элементов магнитПо основному авт.св. 9809214 из- .ной системы и вариант параллельного вестнс матричное наборное .поле, со- соединения частей координатных обмодержащее два постоянных магнита, рас- ток, а также распределение магнитных положенных согласно, на внешнем по- 15 потоков управления, обусловленных люсе каждого из которых установлены . возбуждением обеих частей .одной копараллельно друг другу полюсные маг-., ординатной обмотки (буквой а обознитопроводы с матрицами сквозных от- начены выводы частей с большей созверстий, в которых размещены герко- . даваемой ИДС обмоток координатной ны, систему координатных обмоток, группы х, буквой с — выводы меньших каждая иэ которых состоит из двух - частей тех же обмоток, буквой частей обмоток, включенных встречно выводы параллельно соединенных чаи размещенных на разных язычках rep-, стей обмоток координатной группы конов, полые втулки из ферромагнит- индексом обозначен номер строки, ного материала, установленные на а индексом - номер столбца маткорпусах герконов, а также электро- рицы). магнит и шунтирующие магнитопрово- Распределение магнитных потоков ды, выполненные в виде пластин из (фиг„3) и размещение координатных

- ферромагнитного материала с мат- . обмоток (фиг.4) дано для одной (ле- рицей сквозных отверстий, причем вой) половины коммутатора (по длине в зазоре между постоянными магнитами З0 магнитопроводов), так как другая установлен электромагнит, к полю- половина является зеркальным отобсам которого прикреплены параллельно ражением первой и может быть отнесена полюсным магнитопроводам шунтирую- . . к своему источнику поля.:.:подмагни:щие магнитопроводы, установленные чивания, в данном случае образуемом9 по обе стороны контактных зазоров З5 дополнительно вводимыми в конструкгерконов, а полые втулки из ферро- цию устройства элементами. магнитного материала расположены, .Матричное наборное поле состоит между полюсными и щунтирующими магни- из двух пар постоянных магнитов 1 и топроводами (1 ). 2, 3 и 4,выполненных в,виде электроОднако в известном поле за счет 40 магнитов с ферромагнитными сердечрассеивания магнитного потока и шун никами 5 и 6, 7 ч 8 (причем магнитирования магнитопроводов язычками ты 1 и 2, 3 и 4 включены соосно, а герконов снижается напряженность . магниты 1 и 3 - встречно),двухполюсмагнитного поля между магнитопровода-, нык магнитопроводов 9 и 10,прикрепми по мере удаления от магнитов, «о 45 ленных к внешним полюсам магнитов препятствует повышению коммутационной 1-4 и расположенных параллельно друг емкости устройства и снижает надеж- другу;электромагнитов 11 и 12 с фер=. ность ego функционирования. ромагнитными сердечниками 13 и 14, Целью изобретения является повы- . расположенных с противоположных стошение надежности матричного наборно".-, рон шунтирующих магнитопроводов 15 и го поля в работе за счет уменьшения 16,выполненных, в виде пластин из фер. степени неоднородности поля продмаг- ромагнитного материала и прикрепленничивания по всей длине магнитопро- ных к полюсам электромагнитов 11 и водов. 12, параллельно полюсным магнитопроПоставленная цель достигается тем- "водам 9 и 10.Герконы 17 установлены в что в матричное наборное поле вве- матричном пОрядке в.отверстиях,,выдены два дополнительных постоян- :; полненных в полюсных 9 и 10 и шунтиных магнита и дополнительный электро- рующих 15 и 16 магнитопроводах таким магнит, который укреплен между шунти- образом, что их контакты расположены рующими магнитопроводами за предела-.. в промежутке между плоскостями шунми матрицы их сквозных отверстий со 60 тирующих магнитопроводов 15 и 16. Систороны, противоположной основному стема координатных обмоток состоит электромагниту, дополнительные посто- из двух ортогонально пересекающих янные магниты установлены между со- ся групп 18 и 19 (фиг.1 и 4), каждая бой и встречно по отношению к основным,из которых разделена на две не равмагйитам, на одной оси с дополни- 65 ные по создаваемой МДС части обмоток

1128268

20 и 21, 22 и 23 (фиг,3 и 4), включенные встречно друг другу и расположенные в различных промежутках между полюсными 9 и 10 и шунтирующими

15 и 16 магнитопроводами. При этом части обмоток 20 одной координатной 5 группы 18 и части обмоток 23 другой координатной группы 19 с большей МДС включены согласно магнитам 1-4 и расположены совместно с.частями обмоток 22 и 21 с меньшей МДС соответ- 10 ственно. Число обмоток группы 18 соответствует .числу строк, а число обмоток группы 19 - числу столбцов матрично расположенных герконов 17.

Обе части каждой координатной обмотки групп 18 и 19 электрически соединены, причем для ббмоток одной координатной группы, например 18, обеспечивается при этом возможность возбуждения только частей 20 с меньшей МДС, для чего точки соединения обеих частей обмоток 20 и 21 группы

18 имеют выводы (вывод с на фиг,4), Полые ферромагнитные втулки 24 из ферромагнитного материала высотой, меньшей расстояния между полюсными 9 и 10 и шунтирующими 15 и 16 магнитопроводами, одеты на баллоны герконов 17 и установлены с возможностью регулиРования.их положения в промежутке между указанными 30

:магнитопроводами.

Управление матричным наборным полем осуществляется однополярными импульсами тока длительностью не менее времейи срабатывания герконов 35

17. Полярность импульсов такова, что МДС больших частей координатных обмоток 20 и 23 направлена согласно

МДС магнитов 1-4. Последними (фиг.1) посредством полюсных 9 и 10 и шунти- 40 рующих 15 и 16 магнитопроводов создается постоянное поле подмагничивания,воздействующее на герконы 17 устройства (фиг.3) .Величина МДС поля подмагничивания выбирается в интервале между МДС срабатывания и МДС отпускания герконов 17, т.е. Р„(Р, (11 где F — МДС поля подмагничивания; 50 .Г„ - МДС отпускания герконов 17;

- MAC срабатывания герконов 17, чем обеспечивается запоминание сос; тояния последних после выполнения коммутации.

В элементах магнитной системы и герконах протекают потоки подмагничивания, каждый из которых может быть представлен составленным из двух частей, обусловленных воздей- ® ствием верхних 1 и 3 и нижних 2 и 4 . электромагнитов. Составляющиефц,„„и

Ф,ц„ (обусловленные воздействием верхйих 1 и. 3 и нижних 2 и 4 электромагнитов "оответственно) потока .фц,„, протекающего в шунтирующем магнитопроводе 15, направлены встречно и частично компенсируют друг друга, Степень компенсации зависит от взаимного расположения элементов магнйтной системы, их толщины, диаметра отверстий и т.д. В силу симметрии системы сказанное в равной мере относится и к шунтирующему магнитопроводу 16. Поэтому магнитный поток в контактном зазоре геркона 17 составляет лишь часть потока в его язычках и может быть определен из соотношения

Ъ "" Ul 92 @2 (1

1 где Ф вЂ” поток в контактном зазоре геркона 17.) ф, — поток в верхнем язычке геркона 17; ф — поток в ниж- . нем язычке геркона 17; ф „ — поток в шунтирующем магнитопроводе 15; Фц, поток в шунтирующем магнитопроводе 16 причем фч

Используя полученйое соотношение (2), можно ввести элементы индиви-. дуальной подстройки поля подмагничивания для каждого геркона 17. — полые ферромагнитные втулки 24 (фиг.3) .

Вариация соотношения потоков Ф и ф достигается путем регулирования поло жения втулок 24 в пространствах между полюсными 9 и 10 и шунтирующими 15 и

16 магнитопроводами . Если подстроеч1" ные втулки 24 входят в соприкоснове- . ние с пластинами ш„нтирующих магнитопроводов 15 и 16 (фиг.3), то проводимость воздушньх.промежутков между пластинами шунтирующих магнитопроводов 15 и 16 и язычками геркона

17 достигает .максимума, а проводи;мость между полюсными магнитопрово-, дами .9 и 10 и язычками геркона 17 минимума. Этим достигается одновременное. увеличение ф „, фщ и уменьшение

Ф,, Ф ; т.е. минимальная величина

Ф, что соответствует максимальным значениям МДС F „ F при вариации тока .в обмотках электромагни тов 1-4. При введении подстроечных втулок 24 в полюсные магнитопроводы 9 и 10 (на фиг.3 изображено пунк- тирной линией) получаем обратные приращения Ф„„,ф,ц и Ф,, Ф„,, т.е. минимальные значения МДС С„ и Р„, .

Для включения геркона 17 с координатами, 1.(фиг.4) необходимо на выводы а,, с,, в,. подать импульсы тока возбужденйя длительностью не менее времени срабатывания герко" на 17, т.е. возбудить обе координатные обмотки 18.и 19, охватывающие

его . Для включения геркона 17 с те.ми.же координатами. надо подать импульсы на выводы с;, на все выводы, обозначенные буквой Ь, кроме Ь), т.е. возбудить только часть 21 с мееньщей создаваемой МДС обмотки 18

1128268

25 координатной группы X охватывающую его. При этом на невыбираемые герконы воздействуют либо одна из координатных обмоток 18 и 19, либо совместно с обмоткой координатной группы 19 часть 21 с меньшей создаваемой МДС обмотки другой координатной группы 18, которые не приводят к коммутации этих герконов. При возбуждении координатной обмотки группы 19 (фиг.4) магнитный поток 10 в нижнем язычке геркона 17, охватываемом е о частью с большей создаваемой МДС Гн„, разделяется на два составляющих поток через контактный зазор геркона и поток через шунти- )5 рующий магнитопровод 16, Поскольку другая часть этой координатной обмотки.22 с меньшей создаваемой МДС включена встречно первой, то величина приращения потока поля подмагнцчивания в контактном за.— зоре геркона 17 определяется разностью его составляющих: фъ- ну ну

1 где Ф> — приращения потока поля подмагничивания;.в контактном зазоре геркона 17; фн — поток, обуслов ленный воздействием большей МДС Гну

Ф „ — поток, обусловленный воздействием меньшей МДС F zi

Выбором соотношения величин F„ и

F можно достичь такого соотношения величин рассматриваемых потоков, при котором поток Ф не сможет достичь величины срабатывания геркона Ç5

17 даже при достижении потоком в нижней части язычка величины насыщения, т.е. при стабилизации составляющей Ф„„. Это является выражением у"ловия несрабатывания геркона 17 4() при возбуждении только одной координатной обмотки, охватывающей его.

Если дополнительно к возбуждению обмотки одной координатной группы

19 возбуждается часть 21 с меньшей 45 создаваемой МДС обмотки другой координатной групг.с 18, то распределение магнитных потоков имеет аналогичный рассмотренному характер, так как совместно расположенные части 23 с большей создаваемой МДС обмотки координатной группы 19 и часть 21 с меньшей создаваемой .МДС обмотки координатной группы 18 образуют одну разностную МДС F01=F ну в Fyx °

Последняя воздействует на геркон .аналогично МДС F но меньше ее по величине, что является более благоприятным для несрабатывания невыбранного геокона.

При возбуждении обеих координатных 6{) обмоток на геркон 17 воздействуют две раэностные МДС Fp, Рн - Р „ и р Рн„ - F . Ввиду согласного включения этих ИДС постоянными магнитами

1-4 величина потока в контактном 65 зазоре геркона 17 не имеет экстрему-i ма, чем обеспечивается непременное срабатывание выбранного геркона.

При возбуждении только одной части 21 обмотки 18 зависимость потока в контактном зазоре геркона

17 от его МДС также имеет монотонный характер, но с противоположным знаком ввиду встречного включений ее постоянными магнитами 1- 4 (фиг.1) .

Этим обеспечивается непременное выполнение условия отпускания выбираемого геркона.

Наличие .дополнительных электро . магнитов в зазоре между пластинами шунтирующих магнитопроводов поз-. воляет совместить два режима работы: групповую и выборочную коммутации с функцией запоминания. При этом возможно, например, осуществление эа счет размагничивающего действия дополнительных электромагнитов разового размыкания всех герконов с последующим восстановлением их состоячия после снятия размагничивающего воздействия дополнительных электромагнитов. В случае подачи на обмотки дополнительных .электромагнитов. импульсного воздействия, создающего магнитный поток, согласный потоку основных электромагнитов, все герконы переходят в замкнутое состояние и остаются в нем после отключения импульса тока в обмотках дополнительных электромагнитов за счет наличия поля подмагничивания, создаваемого основными электромагнитами. Такой режим работы наборного поля удобен в тех случаях, когда число незамкнутых герконов относительно невелико. При этом время на размыкание незадействованных герконов может быть существенно меньше, чем при осуществлении обычного процесса коммутации.

Наличие подстроечных ферромагнитных втулок позволяет осуществлять индивидуальную подстройку характеристик чувствительности герконов.

Это позволяет в свою очередь производить коммутацию герконов в заданной последовательности, используя лишь обмотки дополнительных электромагнитов, подавая на них ступенчато изменяющееся напряжение.

Предложенное матричное наборное поле по сравнению с известным обладает повышенной надежностью эа счет выравнивания МДС подмагничивания, создаваемой постоянными магнитами, .а также МДС дополнительных электро магнитов по всей длине магнитопроводов.

В предлагаемом изобретении при неизменных параметрах магнитопроводов степень неоднородности поля подмагничивания по длине магнито1128268 проводов снижена более, чем в 4 раза при сохранении равной с базовым объектом коммутационной емкости и надежности возможно снижение стоимости устройства за счет применения более дешевых сортов пермалоя или снижения матерналоемкости при изготовлении деталей магнитной системы.

1128268

ai

Составитель A.Ìàñëîâ

Редактор A.Ãðàòèëëî Техред Л.Коцюбняк Корректор Л.Пилипенко

Заказ 9063/37 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и отрытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 т

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4