Устройство для регулирования индуктивности

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для ступенчатого регулирования индуктивного сопротивления. Цель изобретения - повышение точности и надежности работы. Устройство содержит датчик 1 избирательной настройки, блок 2 управления, сердечники 3 дроссельных катушек 4, ввод 5 устройства, заземляющий отвод 6, ввод установочного кода. Сердечники дроссельных катушек намотаны из проволоки из ферромагнитного материала с низкой точкой Кюри. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 F 29/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4678557/07 (22) 13.04.89 (46) 07.07.91. Бюл. М 25 (71) Московский институт связи (72) Ю.А.Черенков (53) 621.316.731 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 748771, кл. Н 01 F 29/02, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ИНДУКТИВНОСТИ (57) Изобретение относится к электротехни- . ке, в частности к устройствам для ступенча Ж 1661851 А1 того регулирования индуктивного сопротивления, Цель изобретения — повышение точности и надежности работы, Устройство содержит датчик 1 избирательной настройки, блок 2 управления, сердечники 3 дроссельных катушек 4, ввод 5 устройства, заземляющий отвод 6, ввод установочного кода. Сердечники дроссельных катушек намотаны иэ проволоки из ферромагнитного материала с низкой точкой Кюри, 6 ил.

1661851

Изобретение относится к электротехнике и энергетике, в частности к устройствам для ступенчатого регулирования индуктивного сопротивления.

Цель изобретения — повышение точности настройки и надежности работы, а также уменьшение массы и габаритов.

Иа фиг.1 дана схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.3 — конструкция сердечника; на фиг.4 — сердечник с обмоткой, используемый в ступенчатом регуляторе индуктивности; на фиг.5 трансформатор; на фиг.6 — устройство, в котором обеспечивается возможность бесконтактного резонансного управления в релейном режиме.

Устройство содержит датчик 1 избирательной настройки, блок 2 управления, сердечники 3 N дроссельных катушек, дроссельные катушки 4, ввод 5 устройства, заземляющий отвод 6 и ввод 7 установочного кода, При поступлении сигнала рассогласования из датчика 1 избирательной настройки на блок 2 управления последний вырабатывает ток, поступающий в сердечники 3 тех дроссельных катушек 4, индуктивность которых требуется уменьшить. При помощи э гого тока выбранные блоком 2 управления сердечники 3 нагреваются и при достижении температуры точки Кюри переходят из ферромагнитного в парамагнитное состояние, Если переменное напряжение на вводе

5 устройства остается неизменным, то это приводит к увеличению тока на участке цепи ввод 5 — заземляющий отвод 6, так как переход сердечников 3 в парамагнитное состояние сопровождается резким уменьшением (в р раз) индуктивности дроссельных катушек, а следовательно, и их индуктивного сопротивления, Изменение тока, проходящего через N последовательно соединенных дроссельных катушек, компенсирует причину, вызвавшую сигнал рассогласования датчика 1 во внешней цепи, к которой подключено предлагаемое устройство, При сигнале рассогласования обратного знака происходит отключение тока, нагревающего сердечники выбранных дроссельных катушек, в результате чего они охлаждаются ниже точки Кюри и переходят снова в ферромагнитное состояние, уменьшая ток в регулируемой цепи.

Соединенные последовательно N дроссельных катушек могут иметь одинаковые или разные количества витков обмоточной проволоки. Если при этом их сердечники конструктивно одинаковы, то они обладают

55 одинаковой или разной индуктивностыо.

Достигаемая при этом глубина регулировки общей индуктивности системы N катушек может быть очень большой.

На блок-схеме (фиг,2) предлагаемого устройства (с раскрытым блоком 2 управления), испол ьэуемого B качестве стабилизатора заданного переменного напряжения на нагрузке, обозначены датчик 1 избирательной настройки, блок 2 управления, мультивибраторы 8 и 9, образцовый резистор 10, ведущий генератор 11, дискриминатор длительности 12, электронный ключ 13, коммутатор 14, счетчик 15 импульсов, образцовый кварцевый генератор 16, дешифратор 17, усилительные ключевые каскады 18, устройство 19 определения знака рассогласования. адресные входы 20.

Датчик 1 напряжения включен во времязадающую цепь мультивибратора 8, находящегося в блоке 2 управления, В аналогичную цепь такого же мультивибратора 9 включен образцовый резистор 10, которым осуществляется балансировка схемы.

Мультивибраторы 8 и 9 одновременно запускаются импульсами, вырабатываемыми ведущим генератором 11.

Сигналы с выходов ждущих мультивибраторов поступают на дискриминатор 12 длительности, вырабатывающий импульс с длительностью. равной разности длительностей выходных импульсов обоих мультивибраторов. При наличии импульса с выхода дискриминатора электронный ключ 13 пропускает через коммутатор 14 на прямой вход счетчика 15 импульсов сигнал тактовой частоты от образцового кварцевого генератора 16.

После окончания импульса с выхода дискриминатора в счетчик будет записано в двоичном коде число тем большее, чем более напряжение датчика 1 отличается от рабочего, В начале каждого цикла счета счетчик обнуляется импульсом ведущего генератора 11. Сигнал со счетчика через дешифратор 17 поступает на один из усилительных ключевых каскадов 18, который включает ток нагрева в ту часть последовательно соединенных сердечников 3 дроссельных катушек 4, индуктивное сопротивление которых должно быть изменено, С дискриминатора 12 поступает также сигнал, позволяющий устройству 19 определения знака выявить, короче или длиннее импульс мультивибратора 8 импульса мультивибратора 9. Эта информация, определяющая знак рассогласования измеряемого напряжения, поступает на коммутатор 14, который пропускает тактовую частоту кварцевого: генератора 16 на прямой или

15 инверсный счетный входы счетчикэ 15. В последнем случае счет будет происходить не нэ увеличение, а на уменьшение предварительно записанного в двоичном коде числа в адресные входы 20 счетчика 15, Это приводит к обратному изменению общей индуктивности дроссельных катушек 4, На рабочей нагрузке 21 поддерживается стабилизированное напряжение.

Сердечник 3 предлагаемого устройства представляет собой многавитковую спиральную катушку 22 (фиг.3), навитую на оправке проволокой из ферромагнитного материала, имеющего низкую точку Кюри, например из сплэва 30% Nl, 70% Ее (tp == 85 С). Проволока имеет термостойкую электроизоляцию, например, из силиконового лака, Витки катушки скрепляются между собой при помощи термостойкого склеивэющего компаунда, приготовленного нэ основе того же силиконового лака. Таким образом, после снятия с опрэвки, служащей одновременно v. заливочной формой для пропитки, сердечник представляет собой жесткую, монолитную конструкцию, имеющую выводные концы 23 и 24, через которые нэ него может подеваться нагревающий ток от блока управления.

Если устройства предполагается реализовать как описанный ступенчатый регулятор индуктивности, то нэ сердечник наматывается одиночная медная или алюминиевая рабочая обмотка 4. Если устройство используется в качестве регулируемого трансформатора, то нэ сердечник могут быть намотаны две (или большее количество) обмотки 25 и 26.

При подаче нагревэющего тока на выводные концы 23 и 24 сердечника 1 он разогревается и, достигнув точки Кюри, переходит в пэрэмагнитное состояние. Индуктивность обмотки 4 при этом резко уменьшается, В случае работы в качестве дроссельной катушки такое устройство позволяет ступенчато менять индуктивность в последовательной цепи, составленной из N кэтушек. В случае использования устройства в качестве трансформатора создается возможность индуктивно разобщать катушки 25 и 26 или соединять их, создавая бесконтактный релейный режим работы.

Сердечник 1 включается в колебательный контур, настроенный на заданную чэстоту (фиг 6), Если привести его в индуктивную связь с медной кэтушкой 27, зэпитанной переменным током, та в сердечнике 1 наведется переменная ЭДС индукции. В случае совпэдения частоты этой ЭДС с собственной час гатой сердечника 1, вклю20

55 ченнога в калебательный контур ээ счет реэонэнсэ, он мажет быть весьма быстро нзгре. да темперэтуры Кюри, чта переведет

el î иэ феррамагнигного D парамэгнитное

"астаяние. После этага рабочие катушки 25 и 26 оказываются индуктивна рэзабщенными между собой, т.е. рел"-. сработало. Канденсатор 28, являющийся емкость а реэанэнснога кантурэ, садеря:эщега сердечник 1, может быть выполнен переменным и с его помощь>а мажет осуществляться перестройка сабе-:венной частот l кон гура для более точного обеспечения резанэнснаго режима рэботы реле.

Электромагнитное поле от индуктарэ 27 (фиг.3) наводит ЗДС только ч сердечнике 1.

В рабочих обмотках 15 ll 26 ЭДС индукции ат катушки 27 не наводится. тэк кэк они плоскостью своих витков ориентированы параллельно силовым линиям магнитного поля индуктивной катушки 27, Описываемые устройства могут быть выполнены HB самые различные мощности от микровэттнага до мегаваттнага диапа",онав, э также способны работать в широком диапазоне частот, Последнее обеспечивается тел1, чта сердечник, навитый иэ тонкой ферромагнитной провслоки с изолированными друг ат друга витками, обладает весьма малыми потерями на вихревые токи, не уступая по этому кэчеству ферритовым сердечникам. Таким образа "„создается реальная возможность использования предлагаемой управляемой индуктивно"ти нэ частотах да десятков и даже сотен мегагерц, Предлагаемое устройства позволяет без особых трудностей согласовать его непосредственна с выхадал1и регулирующих электронных слэботочных микросхем. Это обеспечивается тел, чта для разогрева да невысокой температуры Кюри сердечников очень малых размеров, навитых BocbMB тонкой ферромагнитной проволокой (например, диэметаам 0,03 мм), требуются малые токи, э сопротивление сердечника соизмеримо с выходным сопротивлением микросхем. Если же учесть, что описанный сердечник сэм па себе предстэвляет индуктивность и мажет быть cociBBHoll чэстью резонансного контура, та для его нагрева на резонансной частоте требуется так в Q раз л1еньший, чем обычный, где Q добротность такого контура.

Предлагаемое устройство позволяет значительно уменьшить массу габариты регулируемой индуктивнасти, повысить надежность и значительно расширить границы его применения.

1661851

Формула изобретения

Устройство для регулирования индуктивности, содержащее N дроссельных катушек, размещенных на сердечниках, датчик избирательной настройки, ввод устройства, 5 конец N-й катушки подключен к заземляющемуотводу, отл и чаю щееся тем,что, с целью повышения точности настройки, увеличения надежности, уменьшения массы и габаритов, оно снабжено блоком управле- t0 ния с N выходами, сердечники дроссельных катушек намотаны из проволоки из ферромагнитного материала с низкой точкой Кюри, соединены последовательно и покрыты термостойкой изоляцией, дроссельные катушки соединены последовательно, выход датчика избирательной настройки соединен с входом блока управления, каждый из N выходов которого подключен к сердечнику соответствующей дроссельной катушки, начало первой катушки подключено к вводу устройства.

1661851

Фиг.3

Составитель Ф. Чиркина

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М. Пожо

Редактор Л. Гратилло

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2129 Тираж 350 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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