Матричное наборное поле Советский патент 1984 года по МПК G06G7/06 

Изобрет ение относится к области вычислительной техники, предназначе для пЬстроення автоматических набор ных полей ана;логовых вычислительных машин/ блоков цифроуправляемых сопротивлений и т.п. и может быть и пользовано в качестве матричных ком MSfxaTOpOB, многократных соеди нителе И программируемых реле, используемых в автоматике, информационноизмерительной технике и автоматической телефонии. По основному авт.св. №80.9214 известно матричное наборное поле, содержащее два постоянных магнита, ра положенных согласно, на внешнем полвюе каждо1го из которых установлены параллельно друг другу полюсные маг нитопроводы с матрицами сквозных от верстий, в которых размещены герко.ны, систему координатных обмоток, каждая из КОТОРЕЛХ состоит из двухчастей обмоток, включенных встречно и размещенных на разных язычках гер конов, полые втулки из ферромагнитного материала, установленные на корпусах герконов, а также электро магнит и шунтирующие магнитопроводы, выполненные в виде пластин из -ферромагнитного материала с матрицей сквозных отверстий, причем в зазоре между постоянными магнитам установлен электромагнит, к полюсам которого прикреплены параллельно полюсным магнитопроводам шунтирую-вдие магнитопроводы, установленные по обе стороны контактных зазоров герконов, а полые втулки из ферромагнитного материала расположены между полюсными и шунтирующими магн топроводами tl. Однако в известном поле за счет рассеивания магнитного потока и шун тирования магнитопроводов язычками герконов снижается.напряженность . магнитного поля-между магнитопровод ми .по мере удаления Ьт магнитов, чт препятствует повышению коммутационно емкости устройства и снижает надежность его функционирования. Целью изобретения является повышение надежности матричного наборно то ПОЛЯ в работе за счет уменьшения степени неоднородности поля подмагничивания по всей длине магнитопроводов.. . Поставленная цель достигается теМ 3- что в матричное наборное поле вве .дены два дополнительных постоянных магнита и дополнительный электро магнит, который укреплен между шунти рующими магниТопроводами за пределами матрицы их сквозных отверстий со стороны, противоположной основному электромагниту, дополнительные посто янные магниты установлены между со. бой.и встречно по отношению к основным магнитам, на одной оси с дополнительным электромагнитом между полюсными и шунтирующими магнитопроводами.. На фиг.1 изображено матричное наборное поле, вид спереди; на фиг.2 то же, йид сверху на фиг.З - распределение магнитнйх потоков поля подмагничивания, обусловленных МДС Р„ верхнего электромагнита, а прерывистыми Р„2 нижнего электромагнита; на фиг. 4 - размещение координатных обмо-г ток относительно элементов магнитной системы и вариант параллельного соединения частей координатных обмоток, а также распределение магнитных потоков управления, обусловленных возбуждением обеих частей одной координатной обмотки (буквой W обозначены выводы част.ей с большейсоздаваемой МДС обмоток координатной группы X, буквой с - выводы меньших частей тех же обмоток, буквой Ьвыьоды параллельно соединённых частей обмоток координатной группы -у, индексом i обозначен номер строки, а индексом j- номер столбца матрицы) ., Распределение магнитных потоков (фиг.З-) и размещение координатных обмоток (фиг.4) дано для одной (левой) половины коммутатора (по длине магнитопроводов), так как другая половина является зеркальным отображением первой и может быть отнесена к своему источнику поля-, шодмагничивания, в данном случае образуемому дополнительно ВВОДИМЕЛМИ в конЪтрукцию у-стройства элементами. Матричное наборное поле состоит из двух пар постоянных магнитов 1 и 2, 3 и 4,выполненных в .виде электро агнитов с ферромагнитными сердечниками 5 и б, 7 и 8 (причем магниты 1 и 2, 3 и 4 включены соосно, а магниты 1 и 3 - встречно),двухполюсных .магнитопроводов 9 и 10,прикреп- ч ленных к внешним полюсам магнитов 1-4 и расположенных параллельно друг другу; электромагнитов 11 и 12 с ромагнитными сердечниками 13 и 14, расположенных с противоположных сторон шунтирующих магнитопроводов 15 и 16,выполненных, в виде пластин из ферромагнитного материала и -прикрепленных к полюсам электромагнитов 11 и 12, параллельно полюсным магнитопроводам 9 и 10.Герконы 17 установлены в 1атричном порядке в отверстиях, .выполненных в полюсных 9 и 10 и шунтирующих 15 и 16 магнитопроводах таким образом, что их контакты расположены в промежутке между плоскбстями шунтирующих магнитопроводов 15 и 16. СисТема координатных обмоток .состоит из двух ортогон.ально пересекающихся групп 18 и 19 (фиг.1 и 4), каждая из которых разделена на две не равные по создаваемой МДС части обмоток 20 и 21, 22 и 23 (фиг.З и 4), включенные встречно друг другу и расположенные в различных промежутках ме жду полюснЕлми 9 и 10 и шунтирующими 15 и 16 магнитопроводами. При этом части обмоток 20 одной координатной группы 18 и части обмоток 23 друго координатной группы 19 с большей МДС включены согласно магнитам 1-4 и расположены совместно с. частями обмоток 22 и 21 с меньшей МДС соответ ственно. Число обмоток группы 18 со ответствует .йислу строк, а число обмоток группы 19 - числу столбцов матрично расположенных герконов 17 Обе части каждой координатной.обмот ки групп 18 и 19 электрически соеди нены, причем для обмоток одной коор динатной группы, например18, обеспечивается при этом возможность возбуждения только частей 20 с мень шей МДС, для чего точки соединения обеих частей обмоток 20 и 21 группы 18 имеют выводы (вывод с на фиг.4). Полые ферромагнитные втулки 24 из ферромагнитного материала высотой, меньшей расстояния между полюсными 9 и 10 и шунтирующими 15 и 16 маглитопроводами, одеты на баллоны терконов 17 и установлены-с возможностью регулирования.их положения . в промежутке между указанными j . магнитопроводами. Управление, матричным наборным полем осуществляется однополярными . импульсами тока длительностью не менее времени срабатывания герконов 17. Полярность импульсов такова, что МДС больших частей координатных обмоток 20 и 23 направлена согласно МДС магнитов 1-4. Последними (фиг.1) посредством полюсных 9 и 10 и шунти рующих 15 и 16 магнитопроводов создается постоянное поле подмагничивг ния,воздействующее на герконы 17 уст ройства (фиг.З.) .Величина МДС поля Ъо :1магничйвания выбирается в интервале между МДС срабатывания иМДС отпускания герконов 17, т.е. где РЛ - МДС поля подмагнИчиваНия; -Fh - МДС отпускания герконов 17; F),j. - МДС срабатывания герконов 17, чем обеспечивается запоминание coci тояния последних посл-э выполнения коммутации...... В элементах магнитной системы и герконах протекают потоки подмагни чив.алия, каждой из которых может быть представлен составленным из двух частей, обусловленных воздействием верхних 1 и 3 и нижних 2 и 4 электромагн,итов. СоставляющиеФщ.,и Фш12 (обусловленные воздействием верхних 1 и 3 и нижних 2 и 4 электро магнитов соответственно) потока .Фш1 протекающего в шунтирующем магнитопроводе 15, направлены- встречно и частично компенсируют друг друга. Степень компенсации зависит от взаимного расположения элементов магнмтной системы, их толщины, диаметра отверстий и т.д. В силу симметрии системы сказанное в равной мере относится и к шунт ирующему магнитопроводу 16. Поэтому магнитный поток в контактном зазоре геркона 17 составляет лишь часть потока в его язь1чках и может быть определен из соотношения Г 1 Ш1-%2-Фш2 .(i) где Фэ - поток в контактном зазо|эе геркона 17. Фя-,- поток в верх.нем язычке геркона поток в ниж- нем язычке геркона 17;Фц,.,- поток в шунтирующем магнитопроводе 15; Фщ2 поток в шунтирующем магнитопроводе 16, причем Ф., , , Используя полученное соотношение (2), можно ввести элементы индиви-; дуальной подстройки поля подмагничивания для каждого геркона 17-- полые ферромагнитные втулки 24 (фиг.З).. Вариация соотношения потоков Ф и Фщ достигается путем регулирования положения втулок 24 в пространствах между полюсными 9 и 10 и шунтирующими 15 и 16 магнитопроводами. Если подстроеч|,ные втулки 24 входят в соприкоснове-. ние с пластинами ш нтирукицих магнитопроводЪв 15 и 16 (фиг.З), то проврдимость вбздьпиньх. промежутков между Пластинами шунтирующих магнито- : Проводов 15 и 16 и язычками геркона l7 достигает -максимума, а проводи- мость между полюснкми магнитопрово-, дами .9 и 10 и язычками геркона 17 Минимума. Этим достигается.одновременное, увеличение фщ., , Фц,г и уменьшение Фз1, Ф,2f т.е. минимальная величина Ф, что соответствует максимальным значениям МДС F, и Fpo при вариации тока в обмотках электромагнитов 1-4. При .введении подстроечных втулок 24 в полюсные магнитопроводы 9 и 10 (на фнг.З .изображено тирной линией) получаем обратные приращения Фя1 гФя и Фщ, , Фщ2, т.е. минимальные значения МДС f. и Для включения геркона 17 с координатами i , .(Фиг.4) необходимона выводы а|, Cj, в. подать импульсы тока возбуждения длительностью не менее времени срабатывания геркона 17, т.е. возбудить об.е координатные обмотки 18. и 19, охва,тывающие его. Для включения г.еркона 17 с теми-же координ.атами надо подать им- пульсы на выводы с -., на все выводы. обозначенные букв-ой Ь, кроме bj , т.е. возбудить только часть 21 с м.§ньшей создаваемой МДС обмотки 18 координатной группы X, охватывающую его. При этом на невыбираемые герконы воздействуют либо одна из координатных обмоток 18 и 19, либо совместно с обмоткой координатной группы 19 часть 21 с меньшей созда ваемой ВДС обьотки другой координа ной группы 18, которые не приводят к коммутации этих герконов. При возбуждении координатной обмотки группы 19 (фиг.4) магнитный поток в нижнем язычке геркона 17, охваты ваемом частью с большей создаваемой ВДСРн разделяется на два составляющих поток через контактн геркона и поток через шунтирующий магнитопровод 16. Поскольку другая часть этой координатной об мотки.22 с меньшей создаваемой МДС FK., включена встречно первой, то величина приращения потока поля подмагн51чивания в контактном за- зоре геркона 17 определяется разностью его составляющих: . . - 1 где Ф - приращения потока поля подмагничивания .-.в контактном зазоре геркона 17;Фцу- поток, обусло ленный воздействием большей МДС ФКУ поток, обусловленный воздей.ствлем меньшей -МДС Выбором соотношения величин FH и Рц можно достичь такого соотношения величин рассматриваемых потоко .при котором поток Ф не сможет достичь величины срабатывания геркон 17 даже при достижении потоком в нижней части язычка величины насыщения, т.е. при стабилизации.соста ляющей Ф,,, . Это является выражением условия несрабатывания геркона 17 при возбуждении только одной координатной обмотки, охватывающей его Если дополнительно к возбуждени обмотки одной координатной группы 19 возбуждается часть 21 с меньшей создаваемой ВДС обмотки другой координатной групп- 18, то распределе ние магнитных потоков имеет аналогичный рассмотренног у характер, так как совместно расположенные части 2 с большей создаваемой МДС обмотки координатной группы. 19 и часть 21 с .меньшей создаваемой .МДС обмотки координатной группы 18 образуют одну разностную МДС Fpi РНУ кх Последняя воздействует на геркон .аналогично МДС f , но меньше ее по величине, что является более благоприятнш-i для несрабатывания невыбранного геокона. При возбуждении обеих координатны Обмоток на геркон 17 воздействуют две разностные МДС Fpi FH-З кх и P(I.PH;( - FKS Ввиду согласного вклю чения этих МДС постоянными магнитам 1-4 величина потока в контактном зазоре геркона 17 не имеет экстрему-i а, чем обеспечивается непременное срабатывание выбранного геркона. При возбуждении только одной части 21 обмотки 18 зависимость потока в контактном зазоре геркона 17 от его МДС также имеет монотонный характер, но с противоположным знаком ввиду встречного включений ее постоянными магнитами 1-4 (фиг.1). Этим обеспечивается непременное выполнение условия отпускания выбираемого геркона. Наличие .дополнительных электрог магнитов в зазоремежду пластинами шунтирующих магнитопроводов позволяет совместить два режима работы: групповую и выборочную коммутации с функцией запоминания. При этом возможно, например, осуществление за счет размагничивающего действия дополнительных электромагнитов разового размыкания всех герконов с последующим восстановлением их состояния после снятия размагничивающего воздейств-ия дополнительных электромагнитов. В случае подачи на обмотки дополнительных.электромагнитов, импульсного воздействия, создающего магнитный поток, согласный потоку основных электромагнитов, все герконы переходят в замкнутое состояние и остаются в нем после отключения импульса тока в обмотках дополнительных электромагнитов за счет наличия поля подмагничивания, создаваемого основными электромагнитами. Такой режим работы наборного поля удобен в тех случаях, когда число незамкнутых герконов относительно невелико. При этом время на размыкание незадействованных герконов может быть существенно меньше, чем при осуществлении обычного процесса коммутации. Наличие подстроечных ферромагнитных втулок позволяет осуществлять индивидуальную подстройку характеристик чувствительности герконов. Это позволяет в свою очередь производить коммутацию герконов в заданной последовательности, используя лишь обмотки дополнительных электромагнитов, подавая на них ступенчато изменяющееся напряжение. Предложенное матричное наборное поле по сравнению с известным обладает повышенной надежностью за счет выравнивания МДС подмагничивания, создаваемой постоянными магнитами, а также МДС дополнительных элeктpo магнитов.по всей длине магнитопроводов . . В предлагаемом изобретении при неизменных параметрах магнитопроводов степень неоднородности поля подмагничивания по длине магнитоПроводов снижена более,, чем в 4 раза при сохранении равной с базоньм объектом коммутационной емкости и надежности возможно снижение стоимости устройства за применения более дешевых сортов пермалоя или снижения материалоемкости при изготовлении деталей магнитной системы.

X

ui

МАТРИЧНОЕ НАБОРНОЕ ПОЛЕ по авт.св. № 809214, о т ли ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его в работе за счет уменьшения степени неоднород- ности поля подмагничивания по всей длине магнитопроводов, в него вв-е дены два дополнительньох постоянных магнита и дополнительный электромагнит,, который .укреплен между шунтирующими магн.итопроводами за пределами матрицы их сквозныхотверстий со стороны,.противоположной основному электромагниту, дополнительные поCTOHHHbie магниты установлены между . собой согласно и встречно по отношению к основным магнитам, на одной оси .с дополнительным электромагнитом между полюсными и шунтирующими магнитопроводами. (Л С to 00 ts5 да 00