Устройство для моделирования поля нелинейной среды Советский патент 1986 года по МПК G06G7/48 

1

Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования электромагнитны полей в нелинейных ферромагнитных средах.

Цель изобретения - повьшение точности и обеспечение возможности моделирования полей в нелинейных ферромагнитных средах во всем диапазоне индукции, охватьшающем индукции в сердечниках реальных объектов.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блоки 1.1 и 1.2.моделирования нелинейности ферромагнитной среды, масштабные резисторы 2.1 и 2.2, блоки 3 и 4 возведения в квадрат, сумматор 5, блок 6 извлечения квадратного корня, усилитель 7, источники 8 и 9 задания магнитной индукции соответственно по оси X и по оси у„ Каждый из блоков 1.1 и 1.2 содержит трансформаторы 10 и 11 и многопозиционный сдвоенный переключатель 12.

Устройство работает следующим образом.

Два напряжения сетки и, и U,. , которые являются источниками 8 и 9 задания магнитной индукции соответствено по оси X и по оси у, подаются на встречно-последовательно соединенные вторичные обмотки трансформаторов 10 и 11, собственный сигнал которых равен нулю в результате их встречного включения и равенства чисел витков и размеров сердечника каждого из трансформаторов .

Относительно внешнего сигнала U или и соединенные вторичные обмотки ведут себя как индуктивное сопротивление . г

Напряжением на первичных обмотках изменяет .насыщение сердечника и cooi-- ветственно его магнитную проницаемость, а следовательно, и индуктивное сопротивление вторичного соединения относительно внешнего сигнала.

В реальной ферромагнитной среде магнитная проницаемость обусловлена результирующей напряженностью поля

Т - 2

|U f ( т|и,,ц + и , а эквивалентом напряженности поля в сетке является ток в ветви сеточной ячейки. При этом для того, чтобы на первичную обмотку трансформатора подать сиг-

36514нал

to

t5

20

25

30

, пропорциональный результирую- шему вектору напряженности поля, не- обходимо получить результирующий сигнал напряжения, пропорциональный току, т.е. Up и рх ц Получение результирующего напряжения реализуется тем, что каждый из сигналов и„, и Up,, соответственно подаются на возведения в квадрат,

г к г ц

блоки 3 и

с выхода которых получаем сигнал

Up. и . ,flanee

Гц

ся на

1-ij , сумматор 5,

зти сигналы подают- с выхода которого

снимаем сигнал

Гх

и

У

Сигнал, равный сумме квадратов, подается на блок 6 извлечения квадратного корня, с выхода, которого снимается сигнал 0. + Upy . Для исключения влияния вторичной цепи на. магнитную проницаемость сердеч- кика необходимо, чтобы ее намагничивающая сила бьта несоизмеримо меньше намагничивающей силы первичной цепи. При зтом результирующий сигнал на первичную цепь поступает через усилитель 7. I

Изменение геометрии моделируемой области может быть осуществлено изменением параметров блоков 1.1 и 1.2. Для регулировки параметров от вторичных обмоток сделаны отводы и с помощью многопозиционного сдвоенного переключателя 12 осуществляются соответствующие переключения.

Формула изобретения

Устройство для моделирования поля нелинейной среды, содержащее усилитель, сумматор, источники задания

магнитной индукции по оси У и по оси Y, два блока моделирования нелинейности ферромагнитной среды, блок извлечения квадратного корня, первый и второй блоки возведения в квадрат, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам сукг- матора, выход которого через блок извлечения квадратного корня соединен с входом усилителя, отличающееся тем, что, с целью повьппе ния точности, в него введены первый и второй масштабные резисторы, а каждый из блоков моделирования нелинейности ферромагнитной среды содержит

многопозиционный сдвоенный переключатель и два трансформатора, причем в каждом блоке моделирования нелинейности ферромагнитной среды первый

вьшод первичной обмотки первого трансформатора соединен с первым выводом первичной обмотки второго трансформатора, второй вывод первичной обмотки которого подключен к первому фазному рыводу усилителя, п вьгеодов вторичной обмотки первого трансформатора соединены с соответствующими контактами первой группы многопозиционного сдвоенного переключателя, первый под- вижный контакт которого соединен с вторым подвижным контактом многопо- -зиционного сдвоенного переключателя, соответствующие контакты второй группы которого подключены к п выводам вторичной обмотки второго трансформатора, первые фазные выводы источника задания магнитной индукции по оси X и по оси Y подключены к п + 1 выводам

вторичных обмоток первых трансформаторов соответственно первого и второго блоков моделирования нелинейности ферромагнитной среды, вторые фазные выводы источника задания магнитной индукции по оси я по оси V через первый и второй масштабные резисторы подключены к входу соответственно первого и второго блоков возведения в квадрат, второй фазный выход усилителя подключен к вторым выводам первичных обмоток первых трансформаторов первого и второго блоков моделирования нелинейности ферромагнитной срег ды, (п+1)-й вывод каждой вторичной обмотки вторых трансформаторов соединен с входами соответственно первого и второго блоков возведения в квадрат.

Изобретение относится к устроит ствам аналоговой и аналого-цифровой вычислительной техники, преимущественно к моделированию полей с помощью электрических сеток, и может быть использовано для моделирования электромагнитных полей в нелинейных ферромагнитных средах с помощью векторного потенциала. Целью изобретения является повышение точности и обеспечение возможности моделирования поля во всем диапазоне индукций, охватывающем уровни полей реальных физетеских объектов, а также упроще- mie, удешевление моделирующей ячейки и повышение точности моделирования. Поставленная цель до-, стигается тем, что в качестве элемента сетки по каждой из координатных осей применены два одинаковых трансформатора, вторичные обмотки которых соединены последовательно и встречно, а первичные - согласно-параллельно -или последовательно, и соединены с источниками входных напряжений и с входами блоков возведения в квадрат, выходы которых через сумматор подключены к входу блока извлечения квадратного корня, выход которого соединен с входом усилителя, выход которого подключен к первичным обмоткам трансформаторов. 1 jffl. с ю СП 4

KfKf uv/tt - oSfwnmff

/nfJffffOpOflMO „ ЩУР

Составитель В. Рыбин Редактор О. Головач Техред Г.Гербер, Корректор Л. Пилипенко

Заказ 093/53 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4