Функциональный преобразователь

(51)М. Кл.з Н 02 М 5/10 с присоединением заявки 89(23) Приоритет Гвеударетвенный квмнтет СССР пе делам нзобретеннй н пткрытнй(53) УДК 621, .373(088.8) Дата опубликования описания 17, 04. 81 П.Л.Глузман и А.И,Дворсон1 Дгкръ,( " ; гРыбинский авиационный технологический инс ивуж(54).ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к электротехнике и преобразовательной технике и может найти применение при воспроизведении различных нелинейныхзавйсимостей (например, для осуществления компенсации нелинейностихарактеристик датчиков, осуществляющих преобразование измеряемой величины в амплитуду гарйоническогосигнала, для Формирования различныхфункциональных шкал и т. д.),Известен функциональный преобразователь, выполненный на магнитныхэлементах и содержащий ферромагнитный сердечник и обмотки 1.Недостатком известного Функционального преобразователя является низкий КПД и искажение формы выходногосигнала,Наиболее близким техническим решением к изобретению является амплитудный селектор, содержащий ферромагнитный сердечник, на котором расположены входная обмотка, соединенная с ней через выпрямитель управляющая обмотка и выходная обмоткаИНедастатком известного амплитудного селектора является низкой КПД.обусловленный потерями в цепи управ. ляющей обмотки, связацными 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 пульсацийна выходе последнего способствуетпоявлению высших гармоник в спектревыходного сигнала).Целью изобретения является повышение КПД и улучшение Формы вы ходного сигнала,Достигается это тем, что в функциональный преобразователь, содержащий Ш-образный Ферромагнитный сердечник, на котором расположены вход ная обмотка, две управляющие обмотки, соединенные с ней через выпрямитель, и выходная обмотка, введеныдве опорные обмотки, при. этом входнаяи выходная обмотки расположены на 25 одном из боковых стержней Ш-образного сердечника, а на каждом иэ двухдругих стержней расположены включенные встречно управляющая и опорнаяобмотки, причем одноименные обмотки 30 соединейы согласно.КПД такого функционального преобразователя выше, чем известного.Это объясняется тем, что в цепи уноавляющйх обмоток отсутствует реэистрр, включенный параллельно выходувыпрямителя. Наличие данного резистора в известном функциональном преобразователе было необходимо дляобеспечения протекания тока черезуправляющую обмотку, Исключениерезистора из схемы стало возможнымблагодаря введению в данный функци-овальный преобразователь опорных обмоток,Повышению КПД способствуеттакже Ш-образная форма сердечника.В известном Функциональном преобразователе для управления уровнем амплитудывыходного сигнала требуетсявыводить из насыщения либо вводитьв него весь .основной магнитопроводсердечника. В данном функциональном 33преобразователе управление уровнемамплитуды выходного сигнала производится путем вывода иэ насыщения иввода в него центрального и одного избоковых стержней, средняя длина магнитной силовой линии которых (по постоянному току) много меньше средней длины магнитной силовой линииосновного магнитопровода сердечника(по переменному току), Следовательно, в соответствии с законом полно-го тока для управления давным функциональным преобразователем требуется значительно меньший управляющийток по сравнению с известным устройством.35Пульсации на выходе выпрямителя,вызванные его неидеальностью, никакне сказываются на форме выходногогармонического сигнала данного функционального преобразователя. Это 40объясняется тем, что управляющие обмотки, включенные согласно постоянному току, оказываются включеннымивстречно по переменному току, а поскольку число витков в них одинаково, то пульсирующие м,д.с, управляющих обмоток взаимно комйенсируется.Таким образом, данный Функциональныйпреобразователь по сравнению с известным имеет улучшенную форму выход-,5 Оного сигнала.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема функционального преобразователя,функциональныф преобразовательсодержит Ш-образный ферромагнитныйсердечник, состоящий иэ боковогостержня 1, на котором расположенывходная обмотка 2, соединенная с источником входного синусоидальногосигнала, и выходная обмотка 3, со- Яединенная с нагрузкой.На центральном стержне 4 расположены включенные встречно управляющая обмотка 5 и опорная обмотка б.На боковом стержне 7 расположены у 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 б 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 б 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 б и 9 (это происходит иэ-за увеличения текущего через управляющие обмоткв управляющего тока, который создается выпрямленным входным напряжением), В результате стержни 4 и 7 начинают постепенно выходить из насыщения, поскольку м,д,суправляющих и опорных обмоток направлены встречно. Магнитное сопротивление стержней 4 и 7 начинает падать. Переменный магнитный 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 уменьшатьсяЭто объясняется вводом стержней 4 и 7 в насыщевие теперь уже м.д.с. управляющих обмоток 5 в 8, которые начинают преобладать над м.д.сопорных обмоток б и 9.Таким образом, передаточная ха" рактеристика Функционального преобразователя, описывающая .зависимость амплитуды выходвегщ юцвюнического сигнала от амплитуды входного гармо" нического сигнала, имеет функциональный колоколообразный вид. формула изобретенияфункциональный 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 щ и й с я тем, что, с целью повышения . КПД и улучшения формы выходного сигнала, в него вве819907 дены две опорные обмотки, при этомвходная и выходная обмотки расположены на одном иэ боковых стержней Шобраэного сердечника, а на каждомиэ двух других стержней расположенывключенные встречно управляющая иопарная обмотки, причем одноименныеоЬвтки соединены согласно. ЮЪГУ/1 + ижовевич Корректор Н; Ст Составитель В.ЧТехред Ж. КастелТираж"7 Ясударственного кам изобретений иосква, Ж, Раув илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Редактор Е.ГончарЗаказ ИО/33ВНИИПИ Гпо де113035,Источники информации,принятые во внимание при вкспертиэе1. Гинэбург С.Ъ, Математическаянепрерывная логика и иэображениеФункций.-М., фЭнергияф, 1968, с.: 52-64.2, Авторское свидетельство СССР9 529555, кл,:Н 03 К 5/20, 11.01.75