Функциональный преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ

Союз Советских .

Сфцмалистич вских

Ресвублмн

Iai>819907 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 240579,(21) 2770342/18-21 (5j)м. кл.з

Н 02 М 5/10 с присоединением заявки É9 (23) Приоритет

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 070481 Бюллетень т4в 13 (53) УДК621, .373(088.8) Дата опубликования описания 17, 04. 81

П.Л.Глузман и A.È.Äâîðñîí

1Д

v. и,;-.-,;. -„ г

Рыбинский авиационный технологический инс ивуар (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54).ФУНКЦИОНАЛЬНЫЯ ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике и преобразовательной технике и может найти применение при воспроизведении различных нелинейных завйсимостей (например, для осуществления компенсации нелинейности характеристик датчиков, осуществляющих преобразование измеряемой величины в амплитуду гарйонического сигнала, для Формирования различных функциональных шкал и т. д.), Известен функциональный преобразователь, выполненный на магнитных элементах и содержащий ферромагнитный сердечник и обмотки (1 1.

Недостатком известного функционального преобразователя является низкий КПД и искажение формы выходного сигнала.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является амплитудный селектор, содержащий ферромагнитный сердечник, на котором ðàñположены входная обмотка, соединенная с ней через выпрямитель управляющая обмотка и выходная обмотка

И.

Недсстатком известного амплитудного селектора является низкгй КПД: обусловленный потерями в цепи управляющей обмотки, связаНными с наличием резистора и со значительной длйной средней силовой линии сердечника (в результате, для ввода сердечника в насыщение требуется существенной величины управляющий ток) и искажение формы выходного синусоидального сигнала, вызванное неидеальностью выпрямителя (наличие пульсаций на выходе последнего способствует появлению высших гармоник в спектре выходного сигнала).

Целью изобретения является повы шение КПД и улучшение Формы вы15 ходного сигнала.

Достигается это тем, что в функциональный преобразователь, содержащий Ш-образный ферромагнитный сердечник, на котором расположены вход20 ная обмотка, две управляющие обмотки, соединенные с ней через выпрямитель, и выходная обмотка, введены две опорные обмотки, при. этом входная и выходная обмотки расположены на

25 одном из боковых стержней Ш-образного сердечника, а на каждом иэ двух других стержней расположены включенные встречно управляющая и опорная . обмотки, причем одноименные обмотки

30 соединейы согласно.

819907

КПД такого функционального преобразователя выше, чем известного.

Это объясняется тем, что в цепи унравляющйх обмоток отсутствует реэистрр, включенный параллельно выходу выпрямителя. Наличие данного резистора в известном функциональном преобразователе было необходимо для обеспечения протекания тока через управляющую обмотку. Исключение резистора из схемы стало возможным благодаря введению s данный функци-,. ональный преобразователь опорных обмоток.

Повышению КПД способствует также Ш-образная форма сердечника.

В известном функциональном преобразователе для управления уровнем амплитуды выходного сигнала требуется

Выводить из насыщения либо вводить в него весь .основной магнитопровод сердечника. В данном функциональном 29 преобразователе управление уровнем амплитуды выходного сигнала производится путем вывода иэ насыщения и ввода в него центрального и одного из боковых стержней, средняя длина магнитной силовой линии которых (по постоянному току) много меньше средней длины магнитной силовой линии основного магнитопровода сердечника (по переменному току). Следовательно, в соответствии с законом полно- го тока для управления .цанным функциональным преобразователем требуется значительно меньший управляющий ток по сравнению с известным устройством.

Пульсации на выходе выпрямителя, вызванные его неидеальностью, никак не сказываются на форме выходного гармонического сигнала данного функционального преобразователя. Это 40 объясняется тем, что управляющие обмотки, включенные согласно постоянному току, оказываются включенными встречно по переменному току, а поскольку числО ВиткОВ В них ОдинакО» 45 во, то пульсирующие м.д.с. управляющих обмоток взаимно комйенсируется.

Таким образом, данный функциональный преобразователь по сравнению с известным имеет улучшенную форму выход-,5О ного сигнала.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема функционального преобразователя.

Функциональныф преобразователь содержит Ш-образный ферромагнитный сердечник, состоящий иэ бокового стержня 1, на котором расположены входная обмотка 2, соединенная с источником входного синусоидального сигнала, и выходная обмотка 3, со- Я) единенная с нагрузкой.

На центральном стержне 4 расположены включенные встречно управляющая обмотка 5 и опорная обмотка 6.

На боковом стержне 7 расположены включенные встречно управляющая обмотка 8 и опорная обмотка 9. Управляющие обмотки 5 и 8 соединены согласно и через выпрямитель 10 связаны с входной обмоткой 2. Опорные обмотки 6 и 9 соединены согласно и связаны с источником постоянного напряжения 11.

Преобразователь работает следующим образом. В исходном состоянии (при нулевом входном сигнале) стержни 4 и 7 находятся в насыщении эа счет м,д.с. опорных обмоток 6 и 9.

Тот же эффект наблюдается при небольших амплитудах входного сигнала. Поскольку насыщенные стержни 4 и 7 обладают значительным магнитным сопротивлением, переменный магнитный поток в стержне 1 минимален по амплитуде, и выходной сигнал близок к нулю. По мере дальнейшего увеличения амплиту,цы Входного сигнала м.д.с. управляющих обмоток 5 и 8 становятся соизмеримыми с м.д.с. опорных обмоток 6 и 9 (это происходит иэ-за увеличения текущего через управляющие обмотки управляющего тока, который создается выпрямленным входным напряжением).

В результате стержни 4 и 7 начинают постепенно выходить из насыщения, поскольку м.д.с ° управляющих и опор-. ных обмоток направлены встречно. Магнитное сопротивление стержней 4 и

7 начинает падать. Переменный магнит ный поток в стержне 1 возрастает.

Соответственно начинает увеличиваться амплитуда выходного сигнала, которая принимает свое максимальное значение при полной компенсации м.д.с. управляющих и опорных обмоток в стержнях 4 и 7. При дальнейшем увеличении амплитуды входного сигнала амплитуда выходного сигнала вновь начинает уменьшаться..Это объясняется вводом стержней 4 и 7 в насыщение теперь уже м.д.с. управляющих обмоток 5 и 8, которые начинают преобладать над м.д.с..опорных обмоток

6 и 9.

Таким образом, передаточная характеристика функционального преобразователя, описывающая .зависимость амплитуды выходнегск зщрмонического сигнала от амплитуды входного гармонического сигнала, имеет функциональный колоколообразный вид.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий Ш-образный ферромагнитный сердечник, на котором расположены входная обМотка, две управляющие обмотки, соединенные с ней через выпрямитель и выходная обмотка, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения . КПД „и улучшения формы выходного сигнала, в него вве819907

8uxoa"

Составитель В.Чижов

Редактор Е.Гончар Техред Ж.Кастелевич Корректор Н;Стец

Заказ 735K/33 Тираж 7Я Йодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, дены две опорные обмотки при этом входная и выходная обмотки располо-: жены на одном иэ боковых стержней Шобраэного сердечника, а на каждом . иэ двух других стержней расположены включенные встречно управляющая и опарная обмотки, причем одноименные обмотки соединены согласно.

Источники информации, принятые во внимание при вкспертиэе

1. Гинэбург С.А, Математическая непрерывная логика и иэображение

Функций.-N., "Энергия", 1968, с.: 52-64.

2. Авторское свидетельство СССР

9 529555, кл,-:Н 03 K 5/20, 11.01.75 (прототип).