Функциональный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G06G7/26 

(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к автоматике и информационно-измерительной технике и может применяться в аналоговых вычислительных устройствах, например при моделировании вольт-амперной характеристики .электрической дуги.

Известен функциональный преобразователь, содержащий магнитопровод, секционированные обмотки возбуждения, каждая из которых расположена . соответствующей полосе магнитопровода, и компенсационные обмотки. Измерительная обмотка выполнена в виде рамки и размещена вдоль одной из сторон полюсов магнитопровода. Для достижения заданной функционально зависимости измерительная обмотка передвигается в рабочем зазоре, что вызывает изменение магнитного потокосцепления и, соответственно, напряжения на измерительной обмотке 1J.

Трудность пepectpoйки вида функции, реализуемой готовым преобразователем, ограничивает область возможных применений функционального преобразователя.

Наиболее близким техническим решением является функциональный преобразователь, содержащий магнитопровод с укрепленными

на нем отдельными обмотками, которые че.pei управляемые ключи подключены к выходам блрка программного управления (2). Недостаток такого преобразователя - сложность программного блока, большое количество обмоток и различных элементов.

Цель нзобретення - упрощение преобразователя.

Для достижения поставленной цели функциональный преобразователь, содержащий. магнитопровод с укрепленными на нем входной, выходной и управляющими обмотками, содержит блоки ограничения, выпря ительный блок, блоки регулируемого сопротивления и блок усиления, магнитопровод выполнен витым, на каждом витке магнитопровода размещены по две управляющие обмотки, первая из которых соединена последовательно с обмоткой соседнего витка и подключена к выходу соответствующего блока ограничения, вторая управляющая обмотка является общей для двух соседних витков и подключена к выходу соответствующего блока регулируемого сопротивления, последняя управляющая обмотка подключена к выходу блока усиления, входы блоков ограничения, .регулируемого сопротивления и

усиления соединены через выпрямительный блок со входом преобразователя.

Схема преобразователя приведена на чертеже.

Функциональный преобразователь содержит магнитопровод I, на витках 2 которого укреплены управляющие обмотки 3 и 4. Кроме этого преобразователь содержит блоки 5, 6 ограничения, блоки 7, 8 регулируемого сопротивления, блок 9 усиления, выпрямительный блок 10, входную обмотку 11, выходную обмотку 12 и управляющую обмотку 13.

Преобразователь работает следующим образом.

При изменении входного сигнала до некоторого напряжения U параметры магнитопровода 1 неизменны, магнитный поток, пересекающий витки выходной обмотки 12 (следовательно и ЭДС, наведенная в ней, растет пропорционально росту входного сигнала). При изменении входного сигнала в диапазоне от Ui до Ua включается в работу блок 5 ограничения, порог срабатывания которого соответствует величине Ui. .

В диапазоне изменения входного сигнала от и до Ua изменяется величина подмагничивающего тока в обмотке 4 от минимального до максимального значения, что вызывает возрастание сопротивления участка магнитопровода и уменьщение угла Наклона кривой и,, ffUex). При равным Uj срабатывает блок 5 ограничения, и при дальнейшем росте входного напряжения .рост подмагничивающего тока прекращается. В диапазоне изменения входного сигнала от Ua до Us угол наклона кривой Овых f(Llex) формирует блок 7 регулируемого сопротивления. Степень изменения коэффициента передачи преобразователя для каждого участка диапазона изменения входного сигнала может регулироваться изменением параметров блоков 5-9. Для формирования отрицательного гла наклона аппроксимирующего участка используются блоки 7, 8 регулируемого сопротивления, подключенные к обмоткам 2.

Под влиянием ЭДС, наведенной в обмотке 2, увеличивается встречный для основного магнитного потока магнитный поток, создаваемый током обмотки 2, и уменьщается магнитный поток, пересекающий выходную обмотку 12.

Для создания возрастающего участка кривой характеристики UBMA ) применена обмотка 13, размещенная вблизи выходной обмотки 12 и включенная еинфазно с входной обмоткой 11.

Для создания падающего участка характеристики обмотка 13 подключается противофазно с входной обмоткой 11

Описанный преобразователь позволяет получать функции различного вида как с возрастающим, так и с падающим участками кривой путем перестройки параметров блоков 5-9, а также осуществлять перестройку хода отдельных участков функции в процессе регулировки и эксплуатации.

Входной сигнал функционального преобразователя - сигнал переменного тока, меняет полярность в течение каждого пе риода.

При необходимости воспроизведения функций, у которых Ugy,,(0) Ф о на входе преобразователя следует установить дополнительную обмотку, питаемую переменным g напряжением постоянной амплитуды, равной UgbixCO) и совпадающим по частоте и фазе с напряжением входного сигнала.

Точность воспроизведения функции обусловлена количеством участков аппроксимации и крутизной характеристикой преобразователя на каждом участке. Для повышения точности воспроизведения функции требуется увеличивать число участков аппроксимации, что вызывает в общем случае увеличение числа витков магнитопровода и блоков.

Переход к другому классу функций также требует конструктивной перестройки преобразователя. В пределах функций одного вида конструктивной перестройки преобразователя, в том числе и магнитопровода, не требуется.

i Изготавливается витой магнитопровод просто. На подготовленный заранее каркас наматывается в несколько слоев обмотка на ленты шириной 5-20 мм и толщиной 0,05-0,35 мм.

Лента из трансформаторной стали или пермелоя. После намотки магнитопровода его необходимо отжечь. Электрическая обмотка с числом витков может наматываться двояким образом - либо полностью проходить внутри каркаса, либо наматываться 5 вдоль витков магнитопровода.

Трансформаторный выход обеспечивает легкое согласование с нагрузкой и гальваническую развязку входных и выходных цепей. Использование функционального преобразователя делает возможным создание малогабаритного блока функций для моделирования различных физических процессов, например, вольт-амперной характеристики электрической дуги.

Формула .изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий магнитопровод с размещенными на нем входной, выходной и управляющими обмотками, отличающийся тем, что, с целью упрощения, он содержит блоки ограничения, выпрямительный блок, блоки регулируемого сопротивления и блок усиления, магнитопровод выполнен витым, на каждом витке магнитопровода размещены по две управЧ яющие обмотки, первая из которых соединена последовательно с обмоткой соседнего витка и подключена к выходу соответствующего блока ограничения, вторая управляющая обмотка является общей для двух соседних .витков и подключена к выходу соответствующего блока регулируемого сопротивления, последняя управляющая обмотка подклк)}ена к выходу блока усиления, входы блоков ограничения, регулируемого сопротивления I усиления соединены через вы4прямительный блок со входом преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 362316, кл. G 06 G 7/26, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР .No 433458, кл. G 05 F 1/14, 19.74 (прототип).