Устройство для моделирования поля нелинейной среды

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 06 G 7/48 опислник изовгкткния

И ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3760770/24-24 (22) 03.05.84 (46) 07.06.86. Бюл. ¹ 21 (71) Специальное проектно-конструк™ торское и технологическое бюро электродвигателей Производственного объединения "Укрэлектромаш" (72) В. Б. Финкельштейн (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 405117, кл. G 06 G 7/48, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 842862, кл. G 06 G 7/48, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПОЛЯ НЕЛИНЕЙНОЙ СРЕДЫ (57} Изобретение относится к устрой 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

„„SU„„ ЗВЬИ А1 векторного потенциала. Целью изобретения является повышение точности и обеспечение воэможности моделирования поля во всем диапазоне индукций, охватывающем уровни полей реальных физических объектов, а также упрощение, удешевление моделирующей ячейки и повышение точности моделирования. Поставленная цель достигается .тем, что в качестве элемента сетки по каждой из координатных осей применены два одинаковых трансформатора, вторичные обмотки которых соединены последовательно и встречно, а первич ные — 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 ил.

36514 2 средах.

Цель изобретения - повьппение точ.ности и обеспечение возможности моделирования полей в нелинейных ферромагнитных средах во всем диапазоне индукции, охватывающем 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 х и по оси у. Каждый из блоков

1.1 и 1.2 содержит трансформаторы

lO u ll и многопозиционный сдвоенный переключатель 12.

Устройство работает следующим образом.

Два напряжения сетки 0„ и Б„, которые являются источниками 8 и 9 задания магнитной индукции соответственно по оси х и по оси у, подаются на встречно-последовательно соединенные вторичные обмотки трансформаторов lO 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 Б соединенные вторичные обмотки ведут себя как индуктивное сопротивление.

30

Формула

1

12

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

Напряжением на первичных обмотках изменяет насыщение сердечника и соответственно его магнитную проницаемость, а следовательно, и индуктив ное сопротивление вторичного соединения относительно внешнего сигнала.

В реальной ферромагнитной среде магнитная проницаемость обусловлена результирующей напряженностью поля

1ч Е („„ „, а эквивалентом напряженности поля в сетке является ток в ветви сеточной ячейки. При этом для того, чтобы на первичную обмотку трансформатора подать сигнал, пропорциональный результируюшему вектору напряженности поля, не» обходимо получить результирующий сиг нап напряжения, пропорциональный

2 току т.e. U = 1 1 + U, ПолучеР "х ние результирующего напряжения реа лиэуется тем, что каждый из сигналов

U è U„ ñooòâåòñòâåHHî подаются на блоки 3 и 4 возведения в квадрат, с выхода которых получаем сигнал

Я

U è Ut, äàëåå эти сигналы подают ся на сумматор 5, с выхода которого 2 снимаем сигнал U + U„> .

Сигнал, равный сумме квадратов, подается на блок 6 извлечения квадратного корня, с выхода кото ого снимается сигнал Б = U„ + U„

Р7

Для исключения влияния втаричнои цепи на. магнитную проницаемость сердечника необходимо, чтобы ее намагничи» вающая сила была несоизмеримо меньше намагничивающей силы первичной цепи.

При этом результирующий сигнал на первичную цель поступает через усилитель 7.

Изменение геометрии моделируемой области может быть осуществлено изме нением параметров блоков 1.1 и 1 ° 2.

Для регулировки параметров от вторичных обмоток сделаны отводы и с помощью многопозиционного сдвоенного переключателя 12 осуществляются соответ ствующие переключения. изобретения

Устройство для моделирования поля нелинейной среды, содержащее усили тель, сумматор, источники задания магнитной индукции по оси У и по оси два блока моделирования нелинейности ферромагнитной среды, блок из влечения квадратного корня, первый и второй блоки возведения в квадрат, выходы которых подключены соответст» венно к первому и второму входам сумматора, выход которого через блок из влечения квадратного корня соединен с входом усилителя, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повьппе ния точности, в него введены первый и второй масштабные резисторы, а каждый иэ блоков моделирования нелинейности ферромагнитной среды содержит многопозиционный сдвоенный переключатель и два трансформатора, причем в каждом блоке моделирования нели нейности ферромагнитной среды первый

ЖяЫщю

46ФРУИЖФ

АфЮЖфйфИЮлрЫ

Составитель В. Рыбин

Редактор О. Головач Техред Г.Гербер, Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3093/53 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1236 вывод первичной обмотки первого транс форматора соединен с первым выводом первичной обмотки второго трансформатора, второй вывод первичной обмотки которого подключен к первому фаэному выводу усилителя, и выводов вторичной обмотки первого трансформатора . соединены с соответствующими контактами первой группы многопозиционного сдвоенного переключателя, первый под- 1О вижный контакт которого соединен с вторым подвижным контактом многопо.зиционного сдвоенного переключателя, соответствующие контакты второй группы которого подключены к и выводам 15 вторичной обмотки второго трансформатора, первые фазные выводы источника задания магнитной индукции по оси Х и по оси Y подключены к n + 1 выводам

514 4 вторичных обмоток первых трансформаторов соответственно первого и второго блоков моделирования нелинейности ферромагнитной среды, вторые фаэные выводы источника задания магнитной индукции по оси Х и по оси 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 пер вичных обмоток первых трансформаторов первого и второго блоков моделирования нелинейности ферромагнитной сре-,... ды, (п+1)-й вывод каждой вторичной обмотки вторых трансформаторов сое/ В динен с входами соответственно первого и второго блоков возведения в квадрат.