Электроманитный статический умножитель частоты

Союз Саеетсиия

Ссщиалистнчеаиия

Респ бАик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (и> 736293 (61) Дополнительное к авт. авид-sy (22) Заявлено Оа02.77 (21) 2454620Л4-О7 е присоединением заявки tN

И 02 И 5/16

Государственный ноиитет

СССР яо яелаи изобретений и открмтяй (23) Приоритет

Опубликоваио 250580. Бюллетень Ио 19 (53) УДК621.,З14 .263(088 ° 8) Дата опубликования описания 2505ÇÎ . (72) Авторы изобретения

Б.П. Астахов и В.И. Эакалин (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОИАГНИТЯЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ УМНОМИТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к стати.ческим электромагнитным умножителям частоты и может применяться в области автоматики, измерительной техники для умножения частоты сигналов частотных датчиков, имеющих трехфазные выходные обмотки, либо однофазных датчиков, сигналы которых предварительно преобразованы в трехфазное напряжение, Известен умножитель частоты (1), содержащий вращающиеся диски с некоторым числом отверстий для изменения магнитного сопротивления на пути магнитного потока. Число отвер=тий в каждом диске соответствует выбранному коэффициенту умножения частоты.

Известен также электромагнитный статический умножитель частоты, содержащий магнитопровод специальной форьы в виде диска из пермаллоя, в котором по окружности расположены радиальные пазы, число которых выбирается равным заданному коэффициенту умножения, и обмотки. Одна из которых является трехфазной первич ной, соединенной в звезду, каждая фаза которой размещена в двух противоположных секторах с центральньвк . углом, равным 60, а другая обмотка является вторичной и расположена на стержнях, находящихся между радиальными пазами. При этом вторичные обмотки объединены в три группы, внутри которых обмотки соединены последовательно (21.

При питании силовой обмотки трехфазным напряжением в пермаллоевом диске возникает вращающееся магнитное поле, результирующий вектор которого эа один оборот поочередно перемагничивает стержни, в результате чего в выходной (вторичной) обмотке возникают импульсы, число которых за период питающего напряжения равно числу стержней °

Недостатком такого устройства является невозможность изменения коэффициента умножения, который может быть только нечетным.

Цель изобретения — расширение

25 функциональных воэможностей устройства, т. е. обеспечение выбора необходимого коэффициента умножения.

Это достигается тем, что в электромагнитный статический умножитель

gQ частоты, содержащий выполненный нз маг736?93 нитомягкого материала магнитопровод, имеющий форму диска, с расположенными на нем трехфаэной первичной обмоткой, соединенной в звезду, и соединенными последовательно вторичными обмотками, введен дополнительный диск, с расположенной на нем дополнительной трехфаэной первичной обмоткой, соединенной в звезду и подключенной одноименными выводами параллельно к основной первичной обмотке. При этом оба диска выполнены с кольцевыми вырезами, внутри которых с равномерным шагом расположено одинаковое число ферритовых колец с прямоугольной петлей гистереэиса, плоскость расположения которых проходит перпендикулярно плоскости дисков и их общее число равно .коэффициенту умножения, В одном из дисков кольца смещены в пространстве относительно осей симметрии первичной обмотки на половину шага по отношению к расположению колец на ,цругом диске и на каждом кольце расположены две обмотки, одна иэ которых является вторичной, а другая — обмоткой смещения, При этом вторичные обмотки объединены в четыре группы, число обмоток которых относится как

8:4:2-.1, а обмотки смещения всех колец на обоих дисках соединены и подключены к источнику тока смещения.

На фиг. 1 изображено расположение силовых обмоток на магнитомягких дисках; на фиг. 2 — расположение ферритовых колец: а — с прямоугольной петлей гистерезиса и с намотанными на них обмотками н,кольцевых вырезах магнитомягких дисков; б— взаимодействие вектора вращающегося магнитного поля с магнитным полем смещения в ферритовом кольце; на фиг„З вЂ” принципиальная электрическая схема преобразователя; на фиг. 4 — выходные импульсные последовательности при всех возможных коэффициентах умножения, обозначен,ных xl хl, х2, хЗ...xl6.

Умножитель частоты содержит магнитомягкие диски 1 и 2 с кольцевыми вырезами, первичные трехфазные обмотки 3 и 4, намотанные на магнитомягких дисках 1 и 2 соответственно„ обмотки 5 смещения, вторичные обмотки б,i диоды 7, переключатели 8.

Кроме тфго, устройство состоит иэ ферритовых колец 9-16, установленных в кольцевом вырезе магннтомягкого диска 1 с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) и ферритовых колец

17-24 с ППГ, установленных в кольцевом вырезе магнитомягкого диска 2.

На фиг. 1 и 2 обозначена ось 00, на которой находятся центры магнитомягких дисков.

Магнитомягкие диски 1 н 2 (фиг. l ) изготовлены в виде шестигранникон

t0

65 для удобства намотки силовой первичной о >мотки. Обмотки 3 н 4, намотанныее н а диски 1 и 2 соот нетстненно, включены по схеме энезда и соединены параллельно одноименными выводами фаз. Трехфазное напряжение нхода подается на общие входы первичных трехфаэных обмоток.

Таким образом, вращающееся магнитное поле в каждом диске имеет одинаковую скорость и результирующие векторы этих полей вращаются в простран стае синфаэно.

В кольцевом вырезе диска 1 (фиг.2-а) расположены восемь ферритоных колец 9-16 с равномерным шагом и с HBMQTBHHHMH на них обмотками 5 и б (фиг. 2-б) . Кольца la и 5а расположены в плоскости, проходящей через ось симметрии горизонтальных граней диска 1.

Кольца 17-21 диска 2 сдвинуты н про стран ст ве относительно оси н а половину шага, что определяет положения остальных колец в этом диске, Плоскости расположения всех ферритовых колец перпендикулярны плоскостям дисков 1 и 2, расположенных в пространстве параллельно друг другу.

На фиг. 2-б сплошной линией показан магнитный поток смещения Ф „ создаваемый током смещения 3,„ протекающим по обмотке 5. Поток Ф см (условно) направлен по часовой стрелке. Магнитный поток Ф р создается результирующим вектором вращающегося магнитного поля. Он проходит по телу магнитомягкого диска

1 и в кольце разбивается на два потока, текущих по левому и правому полукольцу. В левом полукольце он складывает ся с потоком смещени я, н результате чего рабочая точка на прямоугольной петле гистереэиса кольца двигается по пологому участку насыщения, не вызывая в обмот ке 5 импульса напряжения. В правом полукольце поток Ф направлен встречно потоку Ф „. Поскольку Ф Ф то рабочая точка переходит на протиноположный участок насыщения ППГ, вызывая перемагничивание правого полукольца, что вызывает н обмотке Ь импульс напряжения. После ухода нектора вращающегося поля праное полукольцо перемагничивается н прежнее состояние или действием потока смещени я Ф, Через половину периода вращения поля в диске поток Ф изменяет свое направление на противоположное. В этом случае часть потока в правом полукольце совпадает с направлением потока Ф РабЬчая точка двигается по пологому участку насыщения ППГ, что не вызывает импульс ЭДО н обмотке выхода б, а л е вое пол укольцо перемагничивается. В огмот73629 3

40 ке 5 возникает импульс, а вызванный им ток эакорачивается по переменному току малым емкостным сопротивлением источника питания. Таким образом, за один оборот вектора вращающегося магнитного поля на выходной обмотке каждого ферритового кольца

5 возникает один импульс. После ухода потока Ф из места расположения кольца, йо следи ее воз вращает ся в исходное состояние.

На фиг. 1 изображен один из вариантов полной принципиальной электрической схем преобразователя чистоты (мультипли.катрон) .

Мул ьт и пли к атрон — у строй ст во с вращающимся магнитным полем, пред- 15 назна ченное для умножения частоты входного сигнала в целое число раз, называемое коэ ффициентом умножения частоты, кторый может устанавливаться любым в заданных пределах. 20

На магнитомягком диске 1 (например, изготовленном из электротехниче ской ст али ) расположена тре хфаэн ая силовая первичная обмотка 3, а в

его кольцевом вырезе находятся ферритовые кольца с ППГ 9-16 с обмотками 5 и 6.

На магнитомягком диске 2 расположена трехфаэная силовая обмотка 4, а в его кольцевом вырезе — ферритовые кольца с ППГ 17-24 с обмотками

5 и 6. Кольца 9-16 смещены относительно силовых обмоток 3 и 4 на полшага по сравнению с кольцами

17-24. Обмотки смещения 5 соединены последовательно между собой и питаются от источника смещения П, Выходные обмотки колец объединены в ряд последовательных групп: 9-16;

17-23; 18-22, а обмотки колец 20. и

24 образуют две группы.

Например, чтобы частота выходных импульсов была в 13 раз больше входной частоты, замыкают переключатели 8 с коэффициентами х8, х4, хl, т.е.

13=8+4+1. Переключатель 8 с коэффициентом хl используется только при .наборе коэффициента хlб, хотя он может включаться и для набора других коэффициентов. В этом случае нарушается симметрия расстановки импульсов в последовательности. Равномерное распределение импульсов в последовательностях (фиг.4) имеют эпюры с коэффициентами умножения:

xl, xl, х2; х4, х8, х16, Над диаграммами указаны номера колец, на 55 выходе которых возникают импульсы в данной последовательности, расположенные под соответствующим номером кольца.

Для предотвращения наложения импул ь со В Во з ни к дющи х н а Вы ходи ых обмотках колец la-8à и lв-8в, последние должны быть сдвинуты в пространстве, чтобы вектор вращающегося магнитного поля дисков не пересекал их одновременно.

Кроме варианта схемы мультипликатрона, изображенной на фиг. 3, могут быть и другие варианты в зависимости от назначения, имеющие разное количество магнитомягких дисков, с разным числом ферритовых колец с

ППГ, разными схемами коммутации и соединения силовых обмоток.

Формула изобретения

Электромагнитный статический умножитель частоты, содержащий выполненный из магнитомягкого материапа магнитопровод, имеющий форму диска, с расположенными на нем трехфазной первичной обмоткой, соединенной в звезду, и соединенными последовательно вторичными обмотками, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен дополнительный диск, с расположенной на нем дополнительной трехфазной первичной обмоткой, соединенной в звезду и подключенной одноименными выводны параллельно к основной первичной обмотке, причем оба диска выполнены с кольцевыми вырезами, внутри которых с равномерным шагом расположено одинаковое число ферритовых колец с прямоугольной петлей гистерезиса, плоскость расположения которых проходит перпендикулярно плоскости дисков и их общее число равно коэффициенту умножения, причем в одном из дисков кольца смещены в прбстранстве относительно осей симметрии первичной обмотки на половину шага по отношению к расположению колец на другом диске и на кажцом кольце расположены две обмотки, одна иэ которых является вторичной, а другая — обмоткой смещения, причем вторичные обмотки объединены н четыре группы, число обмоток которых относится как 8:4:2:1, а обмотки

1 смещения всех колец на обоих дисках соединены последовательно и подключены к источнику тока смещения °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции 9 20 30 401, кл. G 01 Р 3/00, 2. Журнал Авиационная промышленность ., 9 4, 1968, с. 43, 736293

У 1 У УО 9 11 >9 t2 20 53 Ó1 1Ф 22 15 23 76 хФ хИ

xt3

Заказ 2440/44

Тираж 783 Подпи сное

ЦИНИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, Ул. Проектная, 4

1 1

Составитель Л. Устинкина

Редактор Н. Воликова Техред H.дсталош Корректор Е, Папп