Матричное наборное поле

 

Союз Советскик

Социалистически и.

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТЙЛЬСТВУ

* г (61) Дололнительмое к авт. свид-ву (22) Заявлено 25. 05. 79 (21) 2772440/18-24 1)М с присоединением заявки ¹

G G 7/06

Государственный комитет

СССР

«о деяаи изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2802,81. Бюллетемь ИЯ 8

Дата опублмковаммяоамсамия 28. 02. 81 (53) УДК 681. ЗЗ5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. H. Гугнин и В.И. Ковалев

Харьковский ордена Ленина политехнический "

) институт им. В.И. Ленина (71) Заявитель (54) МАТРИЧНОЕ НАБОРНОЕ ПОЛЕ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения автоматических наборных полей аналоговых вычислительных машин, блоков цифроуправляемых сопротивлений и т.п. Кроме того, оно;ложет быть использовано в качестве матричных KQ TBTopoB MHo гократных соединений и программируемых реле, используемых в автоматике, информационно-измерительной технике и автоматической телефонии.

Известно матричное наборное поле на герконах, содержащее постоянный 15 магнит, на котором установлен магнитный шунт с регулировочным винтом, две плоские полюсные пластины с матрицами сквозных отверстий, укрепленные параллельно друг другу на полю- 20 сах магнита, систему координатных и общих обмоток, уложенную между плоскими полюсными пластинами.Герконы установлены в сквозные отверстия полюсных пластин между обмотками.

Устройство содержит регулировочные полые втулки из магнитомягкого материала с внешней резьбой по числу герконоз. Втулки надеты на баллоны герконов и ввинчены в соответствующие 30 резьбовые отверстия одной иэ полюсных пластин (11.

К недостаткам этого устройства относятся жесткие ограничения на систему его управления, технологические трудности при подборе герконов и неэффективность примененных в устройстве средств индивидуальной подстройки поля подмагничнвания герконов.

Наиболее близким по .технической сущности является матричное наборное поле, содержащее постоянный магнит иэ двух частей, на полюсах которого установлены параллельно друг другу полюсные магнитопроводы Со сквозными отверстиями, в которых размещены герконы, дополнительные магнитопровод со сквозными отверстии ми, установленный параллельно полюсным магнитопроводам в зазоре между двумя частямй постоянного магнита, систему. координатных обмоток, выполненную в виде двух частей, включенных встречно и расположенных на герконах в промежутках между плоскостями полюсных и дополнительного магнитопроводов, подстроечные магнитные шунты с регулировочными винтами, включенные между полюсны809214 ми и дополнительным магнитопроводами параллельно частям постоянного магнита (2).

Недостатками известного изобретения является то, что I. нем отсутствует возможность скачкообразного изменения поля подмагничивания в обе стороны от номинального вплоть до величин, обуславливающих одновременное замыкание (или размыкание) всех или группы герконов, что снижает надежность и функциональные возможности наборного поля.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет

:обеспечения управляемого запоминания состояния герконов и повышение на-. д<ежности °

Указанная цель достигается тем, что в матричное наборное поле,содержащее два постоянных магнита, расположенные согласно, на внешнем полюсе каждого из которых установлены параллельно друг другу полюсные магнитопроводы с матрицами сквозных отверстий, в которых размещены герконы, систему координатных обмоток, каждая из которых состоит из двух частей обмоток, включенных встречно и размещенных на разных язычках герконов, и полые втулки из ферромагнитного материала, установленные на корпусах герконов, введены электромагнит и шунтирующие магнитопроводы, выполненные в ниде пластин кз ферромагнитного материала с мат- рицей сквозных отверстий, причем в зазоре между постоянными магнита" ми установлен электромагнит, к полюсам которого прикреплены параллельно полюсным магнитопроводом шунтирующие магнитопроводы, установленные по обе стороны контактных зазоров герконов, а полые втулки из ферромагнитного материала расположены между наносными и шунтирующими магнитопроводами.

На фиг. 1 изображено устройство, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 упрощенно показано распределение магнитных потоков поля подмагничивания, причем сплошными линиями изображены составляющие потоков подмагничивания, обусловленные Ñ F âåðõíåго электромагнита, а прерывистыми — F, нижнего электромагнита; на фиг. 4 изображено размещение координатных обмоток относительно элементов магнитной системы и вариант параллельного соединения частей координатных обмоток, а также распределение магнитных потоков управления, обусловленных возбуждением обеих частей одной координатной обмотки, причем буквой "а" обозначены выводы частей с большей создаваемой МДС обмоток координатной группы

Х, буквой "с" — выводы меньших частей тех же обмоток, а буквой "в" выводы параллельно соединенных частей обмоток координатной группы

Y„ индексом i обозначен номер строки, а индексом j — номер столбца матрицы.

Матричное наборное поле состоит

5 из двух согласно включенных магнитов 1,2, выполненных в виде электромагнитов с ферромагнитными сердечниками 3,4; двух полюсных магнито-. проводов 5,6, прикрепленных к внешним полюсам магнитов 1,2 и расположенных параллельно друг другу; электро" магнита 7 с ферромагнитным сердечником 8; двух шунтирующих магнитопроводов 9,10, выполненных в виде пластин из ферромагнитного материа15 ла и прикрепленных к полюсам электромагнита 7 параллельно полюсным магнитопроводам 5,6. Герконы 11 установлены в матричном порядке в отверстиях, выполненных в полюсных

5,6 и шунтирующих 9,10 магнитопроводах таким образом, что их контактные зазоры расположены в промежутке между плоскостями шунтирующих магнитопроводов 9,10. Система координатных обмоток состоит из двух ортогонально пересекающихся групп

12, 13 (координатные группы Х и Y соответственно), каждая из которых разделена на две неравные по создаваемой МДС части 14, 15 и 16, 17, включенные встречно. друг другу и расположенные в различных промежутках между полюсными 5,6 и шунтирующими 9,10 магнитопроводами.При этом части обмоток 14 одной координатной группы 12 и части обмоток

17 другой координатной группы 13

r. большей МДС включены согласно электромагнитам 1,2 и расположены совмеСтно с частями обмоток с мень4О шей МДС 16 и 15 соответственно.

Число обмоток группы 12 соответствуют числу строк, а число обмоток группы 13 — числу столбцов матрично расположенных герконов 11. Обе части каждой координатной обмотки групп 12 и 13 электрически соединены, причем для обмоток одной координатной группы, например 12, обеспечивается при этом возможность возбуждения только частей с меньшей МДС 15, для чего точки соединения обеих частей 14, 15 обмоток группы 12 имеют выводы (вывод "r," на фиг.4).. Полые ферромагнитные втулки 18 из ферромагнитного мате55 риала, высотой меньшей расстояния между IIGJIIocHblM 5(6) и шунтирующим

9{10) магнитопроводами, одеты на баллоны герконов и установлены с возможностью регулирования их положения в промежутке между указанными магнитопроводами.

Управление матричным наборным полем осуществляется однополярными импульсами тока длительностью не менее длительности времени пере"

809214 (2) d0

Ф, = Ф. — Ф ключения герконов 11. Полярность импульсов такова, что МДС больших частей координатных обмоток 14 и 17 направлены согласно ИДС магнитов 1 и 2.

Магнитами 1,2 через посредство полюсных магнитопроводов 5, 6 и шунтирующих магнитопроводов 9,10 создается постоянное поле подмагничивания, воздействующее на все герконы 11 устройства (фиг.3).Величина МДС поля подмагничивания выбирается в интервале между ИДС

cрабатывания и МДС отпускания герконов 11, т.е.

F o< < (1) где F< — МДС поля подмагничивания;

ИДС отпускания герконов 11;

F " ИДС срабатывания геркопс нов 11; чем обеспечивается запоминание состояния герконов 11 после выполнения коммутации.

В элементах магнитной системы и герконах протекают потоки подмагничивания, каждый нз которых может быть представлен составленным из двух частей, обусловленных воздействием верхнего 1 и нижнего 2 электромагнитов.

Составляющие Ф ((и Фи (обусловленные воздействием верхнего 1 и нижнего 2 электромагнитов соответственно) потока Ф, протекающего в шунтирующем магнйтопроводе 9, направлены встречно, частично компенсируя друг друга. Степень компенсации зависит

AT ряда факторов: B3аимного расположения элементов магнитной системы, их толщины, диаметра отверстий и т.д. В силу симметрии системы сказанное в равной мере относится и к шунтирукщему магнитопроводу 10.Поэтому поток в контактном зазоре геркона 11 составляет лишь часть потока в его язычках и может быть определен из соотношения 3 % ы Ч2 ш2., где: Ф3 -. поток в контактном зазоре геркона 11;

Ф - поток в верхнем язычке

91 геркона 11;

Ф вЂ” поток в нижнем язычке гер"

ФХ кона 11;

Ф - поток в шунтирующем магш нитопроводе 9;

Ф вЂ” поток в шунтирующем магLll 2 нитопроводе 10, причем Ф9

Используя полученное соотношение (2), можно ввести элементы индивидуальной подстройки поля подмагничивания для каждого геркона 11 — полые ферромагнитные втулки 18. Вариаци соотношения потоков Ф и Ф достига ется путем регулировайия положений втулок 18 в пространствах между полюсными 5, 6 и шунтирующими 9,10 магнитопроводами. Если подстроечные втулки 18 входят в соприкосновение с пластинами шунтирующих магнитопроводов 9, 10 (фиг.3), то проводимость воздушных промежутков между пластинами шунтирукщих магнитопроводов 9,10 и язычками геркона 11 достигает максимума, и в то же время проводимость между полюсными магнитопроводами 5,6 и язычками геркона

1 11 достигает максимума и минимума.

Этим достигается одновременное увеличение Ф, Ф и уменьшение Ф,, ФЯ, т.е. минимальная величина Ф, что соответствует максимальным значениям МДС F и F > при вариации тока в обмотках электромагнитов

1,2. При введении подстроечных втулок 18 в полюсные магнитопроводы

20 5,6 (на фиг. 3 изображено пунктирной линией) получаем обратные приращения ФЯ., ФЯ2 и Фш., Фм минимальные значения МДС с и

Fïî

Для включения геркона 11 с координатами i, j (фиг.4) необходимо на выводы а °, с °, Ь подать импульсы

1 тока возбуждения длйтельностью не менее времени срабатывания геркона

11, т.е. возбудить обе координатные обмотки 12, 13, охватывающие его.

Для выключения геркона 11 с теми же координатами — подать импульсы на выводы с, и на все выводы, обозна" ченные буквой "в", кроме b>, т.е. возбудить только часть 15 с меньшей создаваемой ИДС обмотки 12 координатной группы Х, охватывающую его.

При этом на невыбираемые герконы будут воздействовать либо одна из

40 координатных обмоток 12 или 13, либо совместно с обмоткой координатной группы 13 часть 15 с меньшей создаваемой МДС обмотки другой координатной группы 12, которые не приводят

45 к коммутации этих герконов. При возбуждении координатной обмотки 13 (фиr.4) магнитный поток в нижнем язычке геркона 11, охватываемом ее частью с большей создаваемой

ИдС р, разделяется на два составляющих — поток через контактный зазор геркона и поток через шунтирующий магнитопровод 10. Поскольку другая часть 16 этой координатной обмотки с меньшей создаваемой МДС

F включена встречно первой, то

КУ величина приращения потока поля подмагничивания. в контактном зазоре геркона 11 определяется разностью его составляющих где: Ф вЂ” приращение потока поля подмагничивания в контактном зазоре геркона 11;

809214

Ф„„ — поток, обусловленный воздействием большей МДС F, Ф„ — поток, обусловленный воздействием меньшей МДС F .

Выбором соотношения величин Fä и

F< можно достичь такого соотношения величин рассматриваемых потоков, при котором поток Ф" не сможет достичь величины срабатйвания геркона 11 даже при достижении потоком в нижнем язычке геркона величины насыщения, т.е. нри стабилизации составляющей

Ф „. Это является выражением условия несрабатываиия геркона 11 при возбуждении только одной координатной обмотки, охватывающей его. 35

Если дополнительно к возбуждению обмотки одной координатной группы

13 возбуждается часть 15 с меньшей создаваемой ИДС обмотки другой координатной группы 12, то распределение магнитных потоков имеет аналогичный рассмотренному характер„ так как совместно расположенные часть 17 с большей создаваемой МДС обмотки координатной-группы 13 и часть 15 с меньшей создаваемой 25

МДС обмотки координатной группы 13 и часть 15 с меньшей создаваемой

МДС обмотки координатной группы 12 образуют одну разностную МДС

Г - F>> F

Р воздействует йа геркон аналогично

МДС FH, но меньше ее по величине, что является более благоприятным для выполнения условия несрабатывания неныбираемого геркона.

При возбуждении обеих координатных обмоток на геркон 11 воздействуют две разностные МДС - FpÄ = F>> — Гк.„ и Fp F Гку. Ввиду согласного включения этих ИДС постоянным магнитам 1 и 2 величина потока в контактном зазоре геркона 11 не имеет экстремума, чем обеспечивается непрерывное срабатывание выбранного геркона.

При возбуждении только одной части 15 обмотки 12 зависимость потока в контактном зазоре геркона 11 от ее МДС такие имеет монотонный характер, но с противоположным знаком щ ввиду встречного включения ее постоянным магнитам 1,2. Этим обеспечивется непременное выполнение условия выбираемого геркона.

Магниты 1 и 2 могут быть выполнены н виде электромагнитов. Наличие дополнительного электромагнита между пластинами шунтирующих магнитопронодон позволяет совмещать два режима работы групповой и ныбороч- Щ ной коммутации с функцией запоминания. При этом возможно, например осуществлять за счет размагничивающего действия дополнительного электромагнита разовое размыкание $5 всех герконов с последующим восстановлением их состояния после снятия размагничивающего воздействия дополнительного электромагнита. С другой стороны в случае подачи на обмотку дополнительного электромагнита импульсного воздействия, создающего магнитный поток согласный потоку основных электромагнитов, нсе герконы переходят в замкнутое состояние и остаются в нем после окончания импульса тока в обмотке дополнительного электромагнита за счет наличия поля подмагничинания, создаваемого основными электромагнитами. Такой ре.хим работы устройства удобен в тех случаях, когда число незамкнутых герконов относительно невелико. При этом время на размыкание незадействованных герконов может быть существенно меньше, чем в случае, когда осуществляется обычный процесс коммутации герконов в предлагаемом устройстве.

Наличие подстроечных ферромагнитных втулок позволяет осуществлять индивидуальную подстройку характеристик чувствительности герконов. Это позволяет в свою очередь производить коммутацию герконон в заданной последовательности, используя лишь обмотку дополнительного электромагнита, подавая на нее ступенчато изменяющееся напряжение.

Формула изобретения

Матричное .наборное поле, содержащее два постоянных магнита, расположенные согласно, на внешнем полюсе каждого из которых установлены параллельно друг другу полюсные магнитопроводы с матрицами сквозных отверстий, н которых размещены герконы, систему координатных обмоток, каждая из которых состоит из двух частей обмоток, включенных встречно и размещенных на разных язычках герконов, и полые втулки из ферромагнитного материала, установленные на корпусах герконов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения упранляемого запоминания состояния герконов и повышения надежности, н него введены электромагнит и шунтирующие магнитопроводы, выполненные в ниде пластин из ферромагнитного материала с матрицей сквозных отверстий, причем в зазоре между постоянными магнитами устаноняен электромагнит, к полюсам которого прикреплены параллельно полюсным магнитопроводам шунтирующие магнитопроводы,установленные по обе стороны контактных зазоров герконов, а полые втулки из

809214 фиг.!

ЯФ, 18 ферромагнитного материала расположены между полюсными и шунтирующими магнитопроводами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР в 424161, кл. С Об 6 7/06, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 519721, кл. С 06 G 7/06, 1974 (прототип).!

Ч

7Й

809214

Тираж 75б Подписное

ВНИИПИ Государстве н ного комитета СССР по делам изобретений и открьИий

113035, Москва, Ж-35, Раущская иаб., д. 4/5

Заказ 413/60

Филиал ПНП "Патент", r.ужгород, ул. Проектная,4 фее.4

Составитель С. Белан

Редактор Л. Власенко Техред Н. Бабурка Корректор А, Гриценко