Устройство для моделирования нелинейной характеристики индуктивного элемента

 

ОПИСАН 22ПУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН Ия

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сзид-зу— (22) Заявлено 10.01.77 (21) 2439335,18-24 (51) М.Кл.- 6 06 С 7,!48 с присоединенлем заявки ¹â€”

Государственный комитет

Совета Мкнистрав СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.08.78. Бюллетень ¹ 32 (45) Дата опубликования описания 07.08.78 (53) УДК 681.333 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Арчаков, В. И. Великий и Л. И. Гутенмахер

Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

НЕЛИНЕЙНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ИНДУКТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА

Lp q-1

i(0+) =- — — . i(0 — ), Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования переходных процессов в электрических цепях, содержащих линейные и нелинейные индуктивные элементы, а также в электр оинтеграторах для решения нелинейных задач теории поля.

Известны устройства для моделирования нелинейной характеристики индуктивного элемента, содержащие набор различного вида индуктивностей и ключевых элементов, коммутирующих концы .катушек в соответствии с функциональным назначением устройства (1).

Основной недостаток этих устройств заключается в нарушении первого вако;а коммутацил.

Наиболее близким по технической сущности к лзооретению является устройство

20 для .моделирования нелинейной характеристики индуктивного элемента, содержащее первую катушку индуктивности,.вторую матушку индуктивности, один вывод которой подключен к одному выводу измерительчого резистора, другой вывод которого связан с общей шиной, один вывод измерительного резистора соединен с входом блока управления, выходом связалчого с управляющим входом замыкающего ключа, и источник входного напряжения (2).

В этом устройстве нелинейная характеристлка индуктивной катушки моделируется путем последовательного шунтирования обмоток, параллельно которым установлены клю|чи. Сигналом на замыкание очередного ключа является превышение током через измерительный, резистор соответствующего порогового уровня.

Е сли индуктивности последовательно соединенных шунтируемой и .нешунтируемой катушек обозначить соответственно через

Lp и L, то на основании обобщенного закона коммутации можно написать (Lp+L) i(0 — ) = L i(0+), где i (О-- )» i (О ) — токи в цепи непосредственно до и после момента замыкания ключа.

Отсюда следует, что т. е. в,моменты коммутации происходят броски тока, это снижает точность моделирования.

Цель изобретения — повышен»е точности моделирования.

Для достижения цели в устройство введены первый и второй двухпозиционные

622l 17

Йч

L 1 +Я-(п=Е, I5

Ql, Lp dt +> (=е.

Я Е

4 = ir. ключи, ограничительный резистор и лополнлтельный источчик напряжения. Олин Bbtзол ограничительного резистора соединен с общей шиной, а лругой вывод ограничительного резистэра через замыкающ(и( ключ связан с одним выводом первой катушки инлуктизности, соелиненнь(м с неподвижным размыкающим контактом первого лзухпозиционного ключа. Другой зызОл, первой катушки инлуктизности соединен с подвижным контактом второго двухпозиционного ключа, неподвижный размыкающий контакт которого подключен к источнику входного напряжения, соединенному с неползижным замыкающим контактом первого лзухпозициочного ключа, поли;(жкый контакт которого подключен к другому вызолу второй катушк,(инлуктизности. Дополнительный источник напряжения подключен к нгползижному замыкающему контакту второго лвухпозиционного к,.иоча, управ.1яющий вход которого соелп(нен с управляющим входом .первого лву»позиционного ключа и полключен к выхолу блока управления.

При этом за счет син»рон.ой коммутации всех ключевых элементов ток, протекающий через одну катушку индуктивности, оказывается равным току в другой катушке для любого произвольного момента времени, что не вызывает ороскоз тока з моменты коммутации и позволяет по сн t àлу блока управления вводить в цепь олпу или обе катушки инлуктизноcTè.

На чертеже показана схема пргллагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 управления, лву»позиционные ключи 2 и 3, однопозиционный ключ 4, первую "ивто,рую 6 катушки инлуктивности, измерительный 7 и ограничительный 8 резисторы, источник9 входного напряжения, дополнительный псточнчк 10 напряжения.

Работает устройсгво следующим образом.

В:! сходном состоянии Олок 1 чпр аз.! гния выдает сигнал, устана вливающий лвухпозиционные ключи 2 и 8 в правое положение и размыкающий однопозиционный (ключ 4. При этом ток е от источника 9 входного напряжения протекает через катушки 5 и б инлуктивности и через измерительный резистор 7. Дополнительный источник 10 напряжения и добавочный резистор 8 в исхолном состоянии в работе схемы не участвуют.

Если г —,величина со прот(лвления измерительного рези".тора 7, то ток (, з це-. . лля этого случая описывается уравнение»(rye L u Lp — соответственно величины инлуктнзностей катушек 5 и б. Через обе катуш(ги инлуктивности протекагт олин и тот же ток.

Ь,отла Олок 1 выдаст сигнал на ОднОвременнэе изменение .положения всех ключей, катушка 5 инлуктпзности подключается к лополнитгльному источнику 10 напря>KB;:ия с напряжением Е и ограничительному резистору 8, а катушка б инлуктивностп — непосредственно к источнлку 9 в»одl0 ного напряжения с напряжением е. Токи при этом опись(в а ются уравнениями

20 В вы эаженпп (2) через р с боэн аячено сэл отпзлгнпе ог анп гителькогэ резистора 8

1, э:t зь(лолнен(и(vcлэзия гле и(, — люоое полэж" IT" ib!(03 число, токи

iII t I, описываются одинаковыми ;(!,рферен па:b!tым.t нразнениямл. Поэтому, чит:;эая рагзенство токов через Lp u L в момент, непосредственно прелшестзующий коммуTBlTII;I, можно написать лля данного ел у»чая

Таким образом,,при любой синхронной

40 коммутацли ключей 2, 8 и 4 токи в катушкà» инлуктивности Lp u L разны, скачки тока не возникают, а индуктивность цепи з моменты коммутации изменяется от веллч:(ны (Lp + L) до величины Lp или наоборот.

Устройство лает,03мэжнэсть з зависимости от сигнала, снимаемого с измерительного резистора 7, включать в цепь одну, лве, три катушки инлукти вкости;(л .t более (на чертеже по зза:-.ь(только лзе из них).

Для молелирозанпя произвольно задаваемои келии йкой характеристики индукт-.,зног0 элеме-ITB з качес11ве блока управления кл(очамп з(ожно использовать, на Ip DIе J, зысокочастоткb. !! Широтно-им7v;Iüсный модулятор, чтэ позволяет получить резус(ьт((рующую индуктивность цели как .(г-.:рерь(зную и однозначную функцию с;".:аж:-:0;тп пмпульсо(в,,ллительно сть которых, в свою очередь, может быть задана в:зиле про (ззольной функции тока индукт гз!(ОЙ I<2TV(Uêè.

Таким образом, выполнение устройства в . соответствии с изобретением обеспечивает с высокой точностью моделирование нелинейных характеристик индуктивных кату622117

Составитель И. Лебедев

Техред А. Камышникова

Корректор В. Гутман

Редактор И. Грузова

Подписное

Заказ 5I9,763 Изд. № 582 Тираж 841

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-55, Раушская наб., д. 4/5

Тип.: арьк. фил. пред. «Патент» шек при любом необходимом законе изменения индуктизности в функции от тока цепи или,тюоого другого параметра.

Формула изобретения

Устрэйстзо для моделирования нелинейной характеристики индуктивного элемента, =эдержащее первую катушку индуктивности, вторую катушку индуктивности, один вывод которой,подключен к одному, выводу измерительного резистора, другой вывод,которого связан с общей шиной, один вывод изме птельног0 резистора соединен с входом блока управления, выход которого озязан с управляющим входом замыкающего ключа, и источник входного напряжения, отличающее ся тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него дополнительно введены первый и второй 20 дзухпозиционные ключи, ограничительный ,резистор и допо тнителbíûé источник напряжения, .причем один вывод ограничительного резистора соединен с общей шиной, а другой:вывод ограничительного резистора 25 через замыкающий ключ связан с одним зызэдэм перзой катушки индуктизности, соединенным = неподвижным размыкающим контактом первого двухпозпционного ключа, другой зызод первой катушки индуфтивносTiI соединен с под3IIJIIH I I контактом BTOpQго двухпозиционного,ключа., неподвижный размыкающий контакт которогэ подключен к источнику входного напряжения, сэединенному с неподвижным замыкающим контактом первого двухпозиционного ключа, подвижный контакт которого подключен к другому выводу второй катушки индуктивности, а дополнительный источник напряжечия подключен к неподвижному замыкающему контакту второго двухпозиционнэго ключа, управляющий вход которого

=оединен с управляющим входом первого дзухпозпциэнного .ключа и ло дкл10чен к Выходу блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 527749, кл. Н 01 F 21/12, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 479127, кл. G Об G 7/48, 1973.