Делитель частоты с безгистерезиснойстатической характеристикой

О П И С А Н И Е)851689ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмкСоцкапистическмаРеспубпмк(51) М. КлН 02 М 5/16 Гфвуддрствеллмв квмитет СССР по делам лзвбретвнлй и еткрмтий(71) Заявитель Ташкентский электротехнический институт связиИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматики и пороговых устройствах.Известны делители частоты в два раза, . содержащие два ферромагнитных сердечника с расположенными на них согласно включенными первичными обмотками, а также двумя включенными встречно обмотками, образующими с конденсатором выходной колебательный контур, и элемент подмагничивания 11.Так как эти устройства преимуществен О но используются в силовой преобразовательной технике, то жесткие требования предьявляются к КПД и форме преобразуемого сигнала. Этим объясняется то, что до сих пор проводимые исследования делителей не выходили за границы сравнительно узких, 15 оптимальных с энергетической точки зрения режимных диапазонов, далеких от критических. При этом известная статическая характеристика делителя частоты, выражающая зависимость напряжения выходного сигнала от изменения напряжения входного сигнала, имеет специфические зоны затягивания по величинам приложенных напряжений, т.е. так называемые гистерезисные зо ны. Причем диапазон изменений входных напряжений, соответствующих гистерезисной зоне, составляет значительную долю от диапазона изменений входных напряжений, соответствующих области мягкого возбуждения, Такая неоднозначность значений выходных напряжений от приложенных входных напряжений в гистерезисной зоне (это зона жесткого возбуждения, поэтому выходное напряжение или равно О, или принимает какое-то значение) ограничивает применение делителей частоты в качестве пороговых устройств в автоматике. Действительно, предположим, что необходимо использовать делитель в качестве устройства, срабатывающего при изменениях контролируемого напряжения относительно номинального значения на 5 - 30% и выключающегося при достижении контролируемым напряжением номинального уровня. Очевидно, что при использовании устройства с известной статической характеристикой, оно сработает при достижении контролируемым напряжением уровня пороговой величины, ограничивающей зону мягкого возбуждения делителя, но не выключается при достижении контролируемым напряжением номинального уровня, Кроме того, в гистерезисной зоне возможно ложное срабатывание при воздействии на устройство электромагнитных помех,Наиболее близок к предлагаемому делитель частоты с безгистерезисной статической характеристикой, содержащий два ферромагнитных сердечника с расположенными на них согласно включенными первичными обмотками, а также двумя включенными встречно обмотками. образующими с конденсатором резонансный контур, и элемент самоподмагничивания, выполненный в виде контура, образованного расположенными на указанных сердечниках согласно включенными двумя дополнительными обмотками, замкнутыми через цепочку из последовательно соединенных вентиля и резистора 12).Недостатком этого делителя частоты является невозможность получения режимов мягкого возникновения выходных колебаний без зон затягиваний по приложенным напряжениям во всей области существования выходных напряжений, что в свою очередь не позволяет обеспечить широкий диапазон варьирования напряжением пороговых точек возбуждения.Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей путем придания делителю частоты свойств порогового элемента.Указанная цель достигается тем, что делитель частоты с безгистерезисной статической характеристикой, снабжен дополнительным резистором, включенным последовательно с конденсатором резонансного контура, причем величина дополнительного резистора определяется из выражения О (К (г =-+К где К - критическое сопротивление резокнансного контура; Х - реактивное сопротивление резонансного контура;- частота субгармоники; а= --1 гдето в индуктивное сопротивление резонансного контура.На фиг, 1 представлена режимная поверхность делителя частоты в два раза в оптимальном режиме, сечение. Точка Б характеризует порог мягкого возбуждения колеба, ний в резонансном контуре делителя. Отрезок АБ характеризует зону затягивания. Прямые 1 - 5, параллельные оси 13 вх геометрически интерпретируют разные величины сопротивления резистора включенного последовательно в резонансный контур. На фиг. 2 представлена режимная поверхность МХ, сечение, в котором отсутствуют зоны затягивания. Подобные сечения отвечают всему25 зо этом уменьшается амплитуда выходных колебаний однако быстрее уменьшается и величина зоны затягивания.Для сечений гиперболы, заключенныхмежду прямыми 4 и 5 (фиг. 1), соответствующих изменениям сопротивления последовательно включенного дополнительного резис 4 в тора от г 4 и г, характерно полное отсутствие зон затягиваний, Этому соответствует положение представленное на фиг. 2.Так как гипербола (фиг. 1) характеризует оптимальный режим, которому соответст вует максимальная по величине зона затягивания, то, следовательно для выбранных соп ротивлений резистора резонансного контура, величина которых может находиться между прямыми 4 и 5, зоны затягивания исчезают для всего диапазона существования режимц ной поверхности. Это в свою очередь создает возможность варьирования в широкомсОо 15 го диапазону сопротивлений резистора, заключенных между прямыми 4 и 5 на фиг. 1. Точка М характеризует порог мягкого возбуждения. На фиг. 3 представлена схема предлагаемого устройства.Делитель частоты выполнен на ферромагнитных сердечниках 6 и 7, на которых расположены согласно включенные первичные обмотки аи встречно включенные обмотки ш, образующие вместе с дополнительным резистором 8 и конденсатором 9 резонансный контур. Резистор 8 обеспечивает получение режимов без зон затягиваний по приложенным напряжениям. На сердечниках расположен контур самоподмагничивания, состоящий из согласно включенных обмоток в, вентиля 10 и резистора 11. Первичные обмотки подключены к источнику питания, а параллельно конденсатору включается сопротивление нагрузки делителя.Делитель частоты работает следующим образом.При подаче на вход делителя переменного напряжения, диапазон изменения которого лежит в пределах зоны мягкого возбуждения (фиг, 2), на выходе делителя возбуждаются колебания. При изменениях входного напряжения относительно точек М и М соответственно в меньшую и большую стороны выходное напряжение сразу исчезает и не может быть жестко возбуждено.Введение в резонансный контур последовательно разных величин активных сопротивлений от нуля до некоторой критической величины геометрически соответствует тому, что гипербола на фиг. 1 каК бы садится на ось входного напряжения, При диапазоне величинами напряжений, соответ ствующих разным порогам мягкого возбуж дения делителя. Величина дополнительного резистора определяется из выражениягде Х - реактивное сопротивление резонансного контура;сов частота субгармоники; где- индуктивное сопротивление резонансного контура.Отсюда видно, что величина сопротивления дополнительного резистора должна быть несколько меньше величины критического сопротивления,Таким образом, предлагаемый делитель частоты обеспечивает получение безгистерезисной статической характеристики делителя с широким диапазоном вырьирования пороговыми точками. При этом каждое сечение режимной поверхности имеет только пару пороговых точек, которым при изменении тока в цепи подмагничивания отвечает разное напряжение. мула изобрете с безгистер истикой, с ых сердечника согласно включ и, а также дв отками, образу ансный контур ания, выполне Делитель частоты статической характер щий два ферромагнитн положенными на них первичными обмоткам ченными встречно обм с конденсатором резон мент самоподмагничив езиснои одержа, с расенными умя вклю ющими , и эленный вие рез где г р - критическое сопротивлефнансного контура;Х - реактивное сопротивлениного контура;ив частота субгармоники;1а= -йгде Е - индуктивное сопротивлениного контура.Источники информациипринятые во внимание при экс1. Бамдас А. М. и др. Ферроделители частоты. М., Энергия,рис. 2 - 2.2, Авторское свидетельство СС629613, кл. Н 02 М 5(16, 1977 зонанс резонанс пертиземагнитные1967, с.О виде контура, образованного расположенными на указанных сердечниках согласно включенными двумя дополнительными обмотками, замкнутыми через цепочку из последовательно соединенных вентиля и резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей путем лридания ему свойств порогового элемента, он снабжен дополнительным резистором, включенным последовательно с конденсатором резонансного контура, причем величина дополнительного резистора опредяется из выраже- ния851689 г,оставитель Л. Ус ехред А. Бойкас раж 730 е нного комитеттений и откры 5, Раушская наУжгород, ул,нкин едактор Л. Пцелинсаказ 6383/83ВНИИПИпо д113035, Мофилиал ППП с ая . ТТи Государств лам изобре ква, Ж - 3 Патентэ, г Корректор Л. ИвПодписноеСССРтийб., д. 4/5Проектная, 4