Патент ссср 402019

О П И С А Н= И.Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

402 0I9

СоЮз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 11.VIII.1970 (№ 1471972/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 12.Х.1973. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 11.II.1974

М. Кл. G 06@ 7/48

Государственный комите1

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий

УДК 681.327(088.8) Авторы изобретения

Г. Н. Покровская и 1О. А. Савиновский

Горьковский политехнический институт им. А. А. Жданова

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЕТЕЛЬ ГИСТЕРЕЗИСА

ФЕРРОМАГН ИТНЬ1Х МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Известны устройства для моделирования петель гистерезиса, осодержащие блоки нелинейности, соединенные со входом устройства. Причем, первый блок соединен через один из и ивер торов, второй — через дифференцирующую цепь, третий — непосредственно. а четвертый — через второй инвертор с выходом дифференцирующей цепи. Выходной сумматор выходом последовательно соединен с третьим инвертором.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в него введены два дополнительных сумматора, выходы которых соединены с соответствующими входами выходного сумматора, а первые:входы;первого и второго дополнительного сумматора подключены к выходу соответственно первого и второго блока нелинейности. Выходы двух дополнительных блоков перемножения соединены со вторым входом соответственно первого и второго дополнительного сумматора, причем один из входов .каждого блока перемножения соединен с выходом соответственно третьего и четвертого блока нелинейности. Вход первого дополнительного выпрямительного моста соединен с выходом первого дополнительного сумматора, а выход — с вторым входом второго блока перемножения. Вход второго дополнительного выпрямительного моста соединен с выходом второго дополнительного сумматора, а выход — с вторым входом первого блока пе5 ремножения.

Это позволило повысить точность воспроизведения семейства петель гистерезиса ферромагнитных материалов.

10 Блок — схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит блоки нелинейности

1 — 4, инверторы 5 — 7, дифференцирующую цепь 8, выходной сумматор 9, дополнительные

15 сумматоры 10, 11, блоки перемножения 12, 13 и выпрямительные мосты 14, 15.

В качестве исходной информации для устройства используется основная кривая намагчичивания, обозначаемая урн(о), зависимость

20 коэрцитивной силы от максимума магнитной индукции, приведенная к масштабу производной от магнитной индукции и обозначаемая

Йан (b), и «предельная» петля гистерезиса, снятая при максимальной для заданного ре25 жима работы магнитной индукции. Вся информация снпмастся для исследуемого материала прп спнусоидальной магнитной индукции и при заданной частоте. Связь между этими характеристиками, позволяющая Вос30 произьодпть семейства петель гистерезиса, вы402019

Йр = Йрн — hpa ) Йа ), Йа=йан — hap ) Йр).

b = B sin

15 гю г5 где (Ь) h ан(Ь ) — h, ап(Ь ) hpn(Ь ) i

45

60

65 глядит в параметрической форме следующим образом:

b — мгновенное значение магнитной индукции;

Йр, Йа — мгновенные значения реактивной активной составляющих напряженности магнитного поля.

Зависимости hpa u hap определяются расчетным путем по приведенным формулам по предельной» петле гистерезиса. Графически они определяются по выражениям: (Ь) h Р"(Ь) h pA(b)

1Ь-(Ь) I где hpn (b) и Йап (b ) — соответственно реактивная и активная составляющие напряженности поля максимальной («предельной») петли. Реактивная составляющая Йрп(Ь) определяется как средняя линия петли гистерезиса (полусумма соответствующих значений h npu каждом значении b).

Характеристика Йап(Ь) определяется значениями напряженности поля, которые надо добавить к кривой Йрп (b), чтобы получить данные самой петли. В координатах b; h характсристика Йрп(Ь) однозначна, а характеристика Йап(Ь) двухзначна; в координатах

b „!ã паоборот: Йрп(Ь ) двухзначна, à han(b ) однозначна.

Нелинейности для блоков нелинейности подбираются следующим способом: для блока нелинейности 1 — основная кривая намагничивания данного материала при заданных условиях Йрн(Ь), для блока нелинсйности 2 — зависимость коэрцитивной силы от максимума магнитной индукции, приведенная к масштабу производной от магнитной индукции при заданных условиях Йан(Ь ), для блока нелинейности 3 — Йра(b), для блока нелинейности 4 — hap(b ) к ривые, расчитанные по максимальной петле гистерезиса по приведенным выше формулам.

Устройство работает следующим образом.

На вход подается сигнал Ь определенной частоты (для,кваэкстатических петель синусоидальной формы). Сигнал b поступает на входы блоков нелинейности 1 и 3 и соответственно преобразуется в этих блоках в Йрн и

hpa. Производная от входного сигнала b,,ïîлученная посредством дифференцирующей цепи 8, поступает на входы блоков нелинейности 2 и 4, где преобразуется,в Йан и hap.

Дальнейшие преобразования производятся по формулам:

Выходные сигналы дополнительных сумматоров 11, 10 поступают через выпрямительные мосты 15, 14 на блоки перемножения 12, 13, где происходит перемножение сигналов, и результаты перемножения суммируются дополнительными сумматорами 10, 11 с hpI- и 11ан.

Выходы дополнительных сумматоров 10 и 11 суммируются выходным сумматором 9 в полную напряженность магнитного поля h.

При подаче сигналов b и Й на экране можно наблюдать петлю гистерезиса Ь(Й), Устройство дает также возможность наблюдать и другие характеристики h(b ); Йр(Ь);

hp(b ), ha(b); ha(b ) при подаче на входы осциллографа сигналов с соответствующих мест схемы, При изменении амплитуды входного сигнала (амплитуда магнитной индукции В,) изменяется величина и форма петель гистерезиса и других характеристик.

Устройство позволяет воспроизводить петли при любой форме магнитной индукции (включая подмагничивание).

Предмет изобретения

Устройство для моделирования петель гистерезиса ферромагнитных материалов, содержащее блоки нелинейности, соединенные со входом устройства, первый — через один из инверторов, второй — через дифференцирующую цепь, третий — непосредственно, а четвертый — через второй ипвертор с выходом дифференцирующей цепи, и выходной сумматор, выходом соединенный с третьим инвертором, отличагощееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения семейства петель гистерезиса, в него введены два дополнительных сумматора, выходы которых соединены с соответствующими входами выходного сумматора, первый вход первого и вто рого дополнительных сумматоров подключен к выходу соответственно первого и второго блоков нелинейности, два блока перемножения, выходы которых соедипеньг со вторым входом соответственно первого и второго дополнительного сумматора, причем один из входов каждого блока перемножения соединен с выходом соответственно третьего и четвертого блока нелинейности, и два выпрямительных моста, вход первого выпрямительного моста соединен с выходом первого дополнительного сумматора, а выход — со вторым входом второго блока перемножения, вход второго выпрямительного моста соединен с выходом второго дополнительного сумматора, а выход — со вторым входом первого блока перемножения.

402019

Составитель Ю. Козлов

Техред 3. Тараненко

Корректор А. Васильева

Редактор Л. Утехина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 475 с Изд. М 107 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5