Множительно-суммирующее устройство

Союз Советских Социалистических Реслублик(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретен и й и открытий(71) Заявитель5 4 ) МНОЖИТЕЛЬНО-СУММИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к классуаналоговых множительных устройствдля перемножения сигналов переменного и постоянного токов и можетбыть использовано для построениястатических измерительных преобразователей мощности, датчиков мощности систем противоаварийной автоматики и для получения сигнала,пропорционального активной мощностив схеме автоматического выравнивания нагрузок параллельно работающих синхронных генераторов,Известны времй-импульсные аналоговые множительные устройства, содержащие управляеьый магнитно-транзисторный преобразователь постоянного напряжения, который кроме функции преобразования постоянного напряжения в переменное прямоугольное,выполняет функцию либо частотно-импульсного модулятора, либо широтноимпульсяого модулятора прямоугольного напряжения 1),Недостатком этого множительногоустройства является наличие гальванической связи входной цепи одногоиз сомножителей с выходной цепью,что является нежелательным при использовании устройства в качестве преобразователя мощности. Кроме того, наличие амплитудного модулятора приводит к снижению точности, температурной стабильности устройства и его надежности, так как амплитудный модулятор чувствителен к перенапряжениям. Множительное устройство, построенное таким образом, способно осуществлять перемножение только постоянных сигналов определенной полярности.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является множительно-суммирукщее устроиство, содержащее два управляемых трансформатора, один иэ обмоток управления которых включены соглас" но, другие встречно, первая и вторая рабочие обмотки каждого управ" ляемого трансформатора подсоединены соответственно к коллектору и базе соответствующего транзистора, подключенного эмиттером к одному из полюсов источника питающего напряжения, а выходные обмотки подключены к двухполупериодным выпрямителям, которые включены по схеме вычитания и . подсоединены к переменному балансному резистору и к ЗО .входным клеммам устройства 2.Выполнение этого множительногоустройства на двух транзисторномагнитных преобразователях приводйт к усложнению его конструкциии снижает надежность. Каждый измагнитно-транзисторных преобразователей имеет свои характеристики, которые по-разному изменяются с изменением режима работы уст,рфйства, что приводит к снижениюстабильности работы, Кроме того,в коллекторную цепь каждого магнитнО-транзисторного преобразователявключен резистор, который необходйм для осуществления широтно-импульсной модуляции и который приводит к потерям, особенно при отсутствии управляемого сигнала. Этообстоятельство требует увеличениямощности источника питания и-обрат.нбго напряжения, приложенного кзакрытому транзистору.Цель изобретения - повышение надежности, стабильностии упрощениеустройства,Это достигается тем, что в устройстве первые и вторые рабочиеобмотки управляемых трансформаторов соединены последовательно исогласно, а общие их выводы подключены соответственно к другомуполюсу источника питающего напряження и через введенный диод - к г.эмиттерам транз исторов, причемднод включен встречно по отношениюк эмиттерным переходам транзисторов.На чертеже представлена схемамножительно-суммирующего устройства.Множительно-суммирующее устройство выполнено по схеме магнитногомультивибратора с двумя управляемыми трансформаторами 1 и 2. Трансформатор 1 включен в коллекторную цепь транзистора 3, а трансформатор 2 - в коллекторную цепь транзистора 4, Рабочие обмотки 5 и бтрансформаторов 1 и 2 включеныодна относительно другой согласно.Общая точка обмоток б подключенак эмиттерам транзисторов 3 и 4 че. рез диод 7, включенный встречноэмиттерным переходам транзисторов3 и 4, Обмотки 8 и 9 управлениятрансформаторов для сигналов одноййз перемножаемых сумм Включенывстречи одна другой,а обмотки10 и 11" управления трансформаторовдля сигналов другой из перемножаемых сумм включены согласно, Выходная обмотка 12 трансформатора 1 подключена к двухполупериодному выпрямителю. 13, а выходная обмотка 14трансформатора 2 - к двухполупериодному выпрямителю 15, Выпрямитель 15 нагружен на одно плечо пе 1 ременного балансного резистора 16, а выпрямитель 13 - на другое плечоэтого резистора, Выходное напряже 10 20 25 55 60 б 5 5 15 30 35 40 45 50. ние снимается с переменного балансного рез истора 1 б.Устрой ство р абот ае т сл едующим образом.Магнитный мультивибратор на трансформаторах 1 и 2 и транзисторах 3 и 4, работающий в автогенераторном режиме, осуществляет преобразование постоянного напряжения питания в переменное прямоугольное напряжение. Диод 7 для базовых " токов транзисторов 3 и 4 включен в прямом направлении и работает как стабилизатор низкого напряжения (8,5 В), что обеспечивает более четкое переключение схем.Длительность оцного из полупериодов переменного напряжения, являющегося выходным напряжением мультивибратора, зависит только от параметров трансформатора 1, а другого - от параметров трансформатора 2. При отсутствии управляющих сигналов в обмотках 8 - 11 управления за счет того, что трансформаторы 1, 2 идентичны, длительность положительного и отрицательного полупер иодов выходного напряжения мультивибратора одинакова, поэтому постоянная составляющая выходного напряжения, которая является разностью падения напряжения на плечах переменного резистора 16, в этом случае равна нулю. Обмотки 10 и 11 управления тран" сформаторов включены одна с другой согласно, поэтому управляющие сигналы, протекающие по ним, подмагничивают сердечники обоих трансформаторов в одном и том же же направлении, что приводит к изменеиию частоты ВыхОДнОГО напряжения мультиВибратора. Если подмагничивание сердечников осуществляется переменным током, то в один полупериод управляющего сигнала частота выходного напряжения мультивибратора возрастет,в другой - уменьшается. В этом случае собственная частота магнитногомультивибратора должна быть примерно на два порядка выше частоты управ" ляющего сигнала-. Обмотки 8 и 9 управления трансформаторов включены встречно одна другой, поэтому управляющие сигналы, протекающие по ним, подмагничивают сердечники трансформаторов в разных направлениях, что приводит к увелйчению длительности одного из полупериодов выходного напряжения мультивибратора и уменьшению на такую же величину длительности. другого полупериода. Такнм образом осуществляется широтно-импульсная модуляция выходного напряжения мультивибратора.Благодаря одновременной модуляции выходного напряжения мультивибратора по частоте и длительности полупериодов постоянная составляющая напряжения на выходных клеммах 17 пропорциональная произведе нию управляющих сигналов. Множитель- но-суммирующее устройство осуществляет сложение сигналов, поступающих в управляющие обмотки 8 и 9, и пе,ремножение этой суммы на сумму уп равляющих сигналов, поступающих в обмотки 10 и 11Множительно-суммирующее устройство способно перемножать как перемен. ныв, так и постоянные сигналы, При этом входные и выходная цепи в нем гальванически развязаны, Это обстоятельство позволяет использовать устройство в качествь статического преобразователя мощности в сетях переменного тока. Большим преиму,ществом устройства является то, что оно может подключаться к контролируемой сети непосредственно без промежуточных трансформаторов, так как их функцию выполняют трансфор маторы магнитного мультивибратора. Перечисленные свойства множитель- но-суммирующего устройства, а также его малые габариты и вес и высокая надежность позволяют использовать 30 его в качестве датчиков мощности в системе противоаварийной автоматики, а также в качестве датчика активной мощности в схемах автоматического выравнивания нагрузок 35 параллельно работающих синхронных генераторов. Эти датчики могут использоваться при тяжелых условиях эксплуатации, например в аварии,Предлагаемое устройство по срав нению с аналогичными известными устройствами потребляет меньше энергии от источника питания благодаря,отсутствию в схеме магнитного мультивибратора коллекторного сопротивления.Формула изобретенияМнажительно-суммирующее устройство, содержащее два управляеьвх трансформатора, одни иэ обмоток управления которых включены согласно, другие встречно, первая и вторая рабочие обмотки каждого управляемого тразс"форматора подсоединены соответственнок коллектору и базе соответствующеготранзистора, подключенного эмиттером кодному из полюсов источника питающего напряжения, а выходные обмоткиподключены к двухполупериодным выпрямителям, которые включены по схемевычитания и подсоединены к переменному балансному резистору и к выходным клеммам устройства, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности, стабильностии упрощения устройства, в нем первыеи вторые рабочие обмотки управляемыхтрансформаторов соединены последоватЕльно и согласно, а общие их выво"ды подключены соответственно к друго"му полюсу источника питающего напряжения и через введенный диод - кэмиттерам транзисторов, причем диод,включен встречно по отношению к эмиттерным переходам транзисторов.источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 387385, кл, 6 06 Я 7/16, 1973.2. Авторское свидетельство СССРР 285360, кл . 6 06 Я 7/16, 1970,б 93389 Состав Ре хред едактор О.Стенина аказ 6403/4 СССР Патент, г.ужгород, ул,Проектная,4 фиилал ЦНИИИП но13035, М.Ковалева Корректор Ю, Макарен к ираж 780 Подписно И Государственного комите делам изобретений и откры осква, Ж, Раушская наб