Функциональный преобразовательэлектрического toka

О П И С А В Й-Й ИЗОБРЕТЕНИЯ ая Сфез Севетскнх Соцналнстнчесних Республнк(22) Заявлено 050379 (21) 2733414/18-24 (51)М. КЛ. с присоединением заявки Ио(23) Приоритет 6 06 6 7/26 Государствеииый комитет СССР до делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ульяновский политехнический институт(5) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА Изобретение относится к вычислииельной технике и может, быть использована в блоках нелинейности аналоговых вычислительных машин,Известны устройства прямого функционального преобразования электри-ческого така и напряжения на диодно-резистиыных цепочках с кусочногладкой аппроксимацией 1,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому устройствуявляется трансформаторный функциональный преобразователь электрического тока, содержащий два тороидальных профилированных в соответствии 15с воспроизводимой функцией зависимостью сердечника из материала спрямоугольной петлей гистерезиса,на которых расположены входные обмотки, соединенные последовательно, 20и выходные обмотки, включенные встречно (2(Однако трансформаторные функциональные преобразователи не позволяют изменять характеристику преобразования без замены профилированныхсердечников или целиком всего преобразователя, что ограничивает применение устройств в блоках нелинейности аналоговых вычислительных машин, 30 где необходимы быстро перестраиваемые нелинейности, кроме того необходимость точного профилирования витыхтороидальных сердечников функциональных преобразователей - технологически сложная задача.Цель изобретения - расширение класса воспроизводимых зависимостей, а также упрощение технологии изготовления сердечников преобразователей. Поставленная цель достигается тем, что каждый тороидальный ферромагнитный сердечник функционального преобразователя имеет радиальную прорезь, в которой находится профилированная в соответствии с заданной функциональной зависимостью сменная вставка из магнитомягкого материала, а выходные обмотки подключены первыми выводами к соответствующим входам источника переменного напряжения через встречно включенные выпрямительные диоды, вторые концы - к соответствующим выводам балансировочного потенциометра, средний вывод которого подключен к первой обкладке разделительного конденсатора выходного тока, вторая обкладка кото - рого присоединена к шине нулевогопотенциала и к среднему выводу источ ника переменного напряжения.На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема функционального преобразователя, на Фиг. 2 радиальный разрез сердечника функционального преобразователя.Функциональный преобразователь электрическоГо тока содержит два тороидальных ферромагнитных сердечника 1 и 2, входные обмотки 3 и 4, выходные обмотки 5 и 6, источник 7 переменного напряжения с парафазным выходом через встречно выпрямительны диоды 8 и 9, балансировочный потенциометр 10, разделительный кон-ф денсатор 11. В тороидальном Ферромагнитном сердечнике выполнена радиальная прорезь 19, которая снабжена профилированной в соответствии с заданной функциональной зависимостью сменной вставкой 13 из магнитомягкого материала.Устройство работает следующим образом.В отсутствии тока во входных обмотках 3 и 4 тороидальных ферромагнитных сердечников 1 и 2 преобразователя полные сопротивления выходных обмоток 5 и 6 преобразователя минимальны и равны между собой и поэтому однополярные импульсы напряжения, которые поступают от источника 7 переменного напряжения через включенные встречно выпрямительные диоды 8 и 9 в выходные обмотки 5 и 6, взаимно вычитаются на плечах балансировочного потенциометра 10 и постоянная составляющая выходного тока в разделительном конденсаторе 11 равна нулю при соответствующей подстройке балансировочного потенциометра 10.Так как радиальная прорезь 12 в сердечнике 1 вносит в этот сердечник большое магнитное сопротивление, то за счет этого характеристика намагничивания сердечника при отсутствии в прорези 12 профилированной вставки 13 становится линейной в широком диапазоне намагничивающего поля входного тока, Введение в прорезь 12 .профилированной вставки 13 из магнитомягкого материала приводит к шунтированию большого магнитного сопротивления радиальной прорези 12 по функциональному закону вдоль радиуса сердечника 1, что эквивалентно профилированию вдоль радиуса самого сердечника 1. При подаче электрического тока Эх во входные обмотки 3 и 4, в том ферромагнитном сердечнике, где магнитное поле, создаваемое входным током 3 и магнитное поле, создаваемоеехтоком подмагничивания от импульсов напряжения в выходных обмотках 5 и 6 противоположны, происходит циклическое перемагничивание тороидального сердечника, например 1, в соответствии с частотой переменного напряжения, поступающего от источника 7.Причем перемагничивание объема ферромагнитного. сердечника 1 происходит до радиуса В, соответствующего величине входного тока 3 . Эта зависи-мость возникает вследствие того, чтомагнитное поле в тороидальном сердечнике падает от центра к краям по гиперболе, поэтому перемагничивается тот объем сердечника 1, для кото рого величина магнитного поля Н больше величины коэрцитивной силы Нс ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса этого сердечника, так как между магнитным полем входного тока и радиусом перемагниченного объема сердечника йс соответствует известная зависимость" сгде И - число витков входной обмотки сердечника.Циклическое перемагничивание сер дечника 1 приводит к возрастанию полного сопротивления выходной обмотки5, пропорционально возрастанию перемагничиваемого объема сердечника 1,и следовательно, пропорциональновозрастанию уровня тока во входнойобмотке 3, с учетом того, что междуперемагничивающимся объемом и уровнемвходного тока существует функциональная связь, Соответствующая профилю вставки 13, так как по существуперемагничивается только объем Ферромагнитного сердечника, магнитныесиловые линии которого замыкаются через магнитомягкую вставку 13. Причем,падение напряжения в выходной обмот ке 6 сердечника 1, которое образуется за счет конечного магнитного сопротивления прорези 12, компенсируетсяпадением напряжения на выходной обмотке 6 второго сердечника 2, в данный момент за счет непрямоугольностипетли гистерезиса ферромагнитногоматериала сердечника 2. Следовательно, падение напряжения на обмотке 5возрастает, пропорционально ростувходного тока, за счет чего постоянная составляющая тока через конденсатор 11 также возрастает, из-занарушения балансировки схемы в этомслучае. При перемене направлениятока во входных обмотках устройстваработает уже другой сердечник 2 ипостоянная составляющая выходноготока в конденсаторе 11 изменяет свойзнак на противоположный.Профилирование магнитомягких смен ных вставок в прорезях сердечниковпреобразователя позволяет получитьтребуемую Функциональную зависимостьмежду входным током и выходным сигналом преобразователя без профилиро вания всего сердечника, что дает798892 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 10060 Тираж 756 Подписно возможность для одного и того же преобразователя иметь набор профили кованных вставок и получать различные функциональные зависимости путем простой замены таких вставок.В результате этого, расширяются воэможности перестройки функционального преобразователя с одной зависимости на другие без полной замены самих преобразователей, а также упрощается технология профилирования магнитных элементов, так как задание профиля отдельной вставки производит:я значительно легче, чем задание профиля всего сердечника,Функциональный преобразователь электрического, тока, содержащий два тороидальных ферромагнитных сердечника из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, на которых размещены входные обмотки, соединенные согласно, и выходные обмотки, включенные встречно, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых зависимостей и упрощения технологии изготовления, в него введены балансировочный потенциометр, разделительный конденсатор,источник переменного напряжения, первый и второй выпрямительные диоды,причем первые выводы выходных обмоток подключены к соответствующим вхо-.дам источника переменного напряжения через встречно включенные выпрямительные диоды, вторые выводы - ксоответствующим выводам балансировоч"ного потенциометра, средний выводкоторого подключен к первой обкладке разделительного конденсатора и к 1 О выходу преобразователя, вторая обкладка разделительного конденсатораприсоединена к шине нулевого потенциала и к среднему выводу источникапеременного напряжения, при этом в 15 каждом из тороидальных ферромагнитзых сердечников выполнена радиальнаяпрорезь, которая снабжена профилированной .в соответствии с заданной функциональной зависимостью сменной 2 О вставкой иэ магнитного мягкого материала. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Савенко В.Г. Измерительная техника. М., "Высшая школа", 1974,с. 180.2. Авторское свидетельство СССРР 601707, кл. 6 06 С 7/26, 1975 (прототип). филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул, Проектная