Файл: Миловзоров, В. П. Электромагнитные устройства автоматики учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 162

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Первый зокон Кирхгофа для схемы (рис. 8.9, в) можно записать в виде

 

і (<) = [« ( t ) - i i (0 1 + V (0 + *2 (0.

 

(8.54)

где [г (I) — (| (01 — ток,

ответвляющийся в Rx.

 

 

Интегрируя умноженное на w j l равенство (8.54) и учитывая, что напряжение

между узлами равно и (t), получаем

I

 

 

 

SU]

 

 

 

 

 

і (0 dt --

и (() dt 4-

 

^ (0 Л +

(0 л.

(8.55)

I I

.f

 

IR1

 

 

 

h “

Рис. 8.9. Переходный процесс в импульсном транс­ форматоре:

о —реальная схема; б —схема с заменой источника напря­ жения источником тока; в —схема замещения; г — графи­ ческие построения

Рассуждая, как в предыдущем случае*-для первого «латаемого правой части (8.55) получим выражение

wj

 

2

 

и (/) dt =

Ш1 S

(8.56)

RRi I

(■В + Вг),

 

Ж

 

для второго слагаемого правой части —

t

t

 

(t)

(0 d t= Q R + H a t

(8.57)

оо

и, учитывая, что

і'2==іШ = і( й ( E lV

2 Ri Rz \ Щ ) ’

для третьего слагаемого правой части —

Wi

2

 

W 2 S

 

т

IRz (В + Вг).

(8.58)

192

Заменяя i (t) в левой части равенства (8.55) выражением (8.48) и учитывая (8.56)—(8.58), представим (8.55) в окончательном виде

Юі Г

.

s

/ш? W2

\

(8.59)

— j

e ( i ) d t - H 0t = —

f — + —

1(В ,М с)+<Зд(5).,

о

 

 

\ 1

/ '

 

Уравнение (8.59) отличается от (8.53) лишь слагаемым, вносимым вторичной обмоткой трансформатора с нагрузкой. Если через г (В) обозначить прямоли­ нейную зависимость

(

3

2 \

 

 

+ - j ( B + Br) ^ m ,

(8.60)

-

 

то построения не будут ничем отличаться от построений при

перемагничивании

дросселя, питающегося от источника напряжения. Эти построения выполнены на рис. 8.9, г. Методом, аналогичным предыдущему случаю, определяются зави­ симость и (t) и время перемагничивании т.

Из выражений (8.51) и (8.60) видно, что в трансформаторе по сравнению с дросселем время перемагничивании возрастает, и для перемагничивания по первичной обмотке трансформатора должен протечь больший заряд тока.

Рассмотренные примеры относились к случаю, когда Н (I) > Нгр. При этом условии для материалов с прямоугольной петлей гистерезиса можно счи­ тать

t

jffo(В) d l —Hot,

о

а параметры Sw, гт и др. — практически постоянными.

Если необходимо рассчитать процесс перемагничивания сердечников в ма­

лых полях при Н (t) < Ягр, можно использовать

[4] линейную аппроксимацию

соответствующих участков характеристик 1/т =>

(Нт) и dB/dt = f2 (Нт ) и оп­

ределить для этих участков параметры Sw, гт и Н0, по которым с помощью вы­ ражения (8.14) найти зависимость В (QÄ) для каждого участка. Отметим, что точ­ ность расчета при Н (t) < Ягр меньше, чем при Н (t) > Ягр.

§ 8.7. РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМОВ ПО СРЕДНИМ ЗНАЧЕНИЯМ В ИМПУЛЬСНЫХ ЦЕПЯХ С ФЕРРОМАГНИТНЫМИ СЕРДЕЧНИКАМИ

Если не определять форму наводимой в обмотках э. д. с., а огра­ ничиться определением средних значений напряжений и токов при за­ данном времени перемагничивания, то расчет упрощается и его можно назвать расчетом переходных режимов по средним значенияи.

Приводимый в данном параграфе метод позволяет изложить ос­ новные принципы расчета импульсных схем с ферромагнитными сер­ дечниками. В последующих главах приводятся более точные расчеты конкретных магнитных элементов, в основе которых лежит настоящий метод.

При передаче информации с одного сердечника на другой (рис. 8.10, а) ток в цепи связи

 

* 1 , 2 = ^ .

(8-61)

где

и «2 — напряжения соответственно на выходной и входной об­

 

мотках.

 

7 Зак.

528

193

 

Но так как ток 11) 2является намагничивающим для второго сердеч­ ника, то он пропорционален напряженности

h,2 = —— .

(8.62)

О'вх

 

Для передающего сердечника 1 по закону полного тока

 

IqW0 = Н іІг -\-

(8.63)

Р и с . 8 . 1 0 , К р а с ч е т у э л е м е н т а р н ы х с х е м :

о — п е р е д а ч а и н ф о р м а ц и и

с о д н о г о с е р д е ч н и к а н а д р у г о й ; б — п о сле *

д о в а т е л ь н о е с о е д и н е н и е ; в — п а р а л л е л ь н о е с о е д и н е н и е ; г — с о е д и н е н и е

в ц е п о ч к у ;

д — п р о ц е с с ы в с х е м е ц е п о ч к и

Проинтегрируем (8.61) —(8.63) по времени от 0 до т,

приняв за

т время перемагничивания сердечников при условии,

что т, яа

й і 2= т:

1

 

(8.64)

Qz h

(8.65)

®вх ’

 

щ

(8.66)

194

 

 

 

 

 

 

 

t

щ dt =

 

Подставив

(8.65)

в (8.64) и

учитывая, что J

^вых АФі

Т

 

 

 

 

 

 

о

 

 

и J иг dt = wßXАФ2,

получим

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q2 ^2 _ ^ВЫХ

-- ^DX АФ2

 

 

(8.67)

 

 

 

а 'вх

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

принять

сердечники

одинаковыми,

т.

е. Q, =

Q2 = Q,

l2 — li — l,

ДФ2 = ДФ] = АФ = 2sBr, и ввести обозначения wBU^ = w,

wßX = aw,

то

(8.67)

примет

вид

 

 

 

 

 

 

 

 

Ql

__ w (1 — а) ДФ _

 

 

(8.68)

 

 

 

 

aw

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда решая

квадратное уравнение, найдем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

QIR

 

 

(8.69)

 

 

 

 

 

 

w2 Д Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из (8.69) очевидно, что

а с

1, т. е. wm <

аувых. Это объясняется

тем, что вследствие активного падения напряжения на сопротивлении

R цепи связи всегда

и2 < и-ѵ

а так как иг — —wB^d(b<Jdt и

их = —wBblxdOi/dt, то

обеспечить

равенство dfbjdt = dfyjdt, необ­

ходимое для перемагничивания одинаковых сердечников 1 и 2 за оди­

наковое время т, можно лишь при условии давх <

wВЬІХ.

Среднее значение н. с. F0, необходимой для передачи информации,

можно найти из (8.66) с учетом (8.65):

 

 

^ог = I0cpw0x = Qih + Qzh

ГЛI_

(8.70)

г

 

откуда при равных сердечниках

 

 

^о = /осрИ'о =

 

(8 71)

Из (8.71) видно, что из двух значений а, определяемых (8.69), большее значение соответствует меньшей н. с. Однако для предотвра­ щения так называемой обратной передачи информации (см. § 9.2) и условия вместимости обмоток в окне предпочитают меньшее зна­ чение а.

П р и м е р

8 . 2 . О д и н а к о в ы е с е р д е ч н и к и и з ф е р р и т а 0 , 7 В Т и м е ю т п а р а ­

м е т р ы :

s — 1 4 , 5 - ІО-3 см2; I =

1 ,2 1 см;

Н0 =

1 , 3

а/см; S w =

0 , 5 1 мкк/см; В г =

■= 2 6

стл.

 

 

 

 

 

 

 

Н а й т и wm и

/ 0Ср Щ д л я в р е м е н и п е р е м а г н и ч и в а н и я т

■=

0 , 5 мксек, е с л и R —

*= 5 0

ом, а и з у с л о в и я в м е с т и м о с т и о б м о т о к в о к н е с е р д е ч н и к а п р и н я т о w — 2 4 .

Решение.

 

 

 

 

75 .1 0 ~ *

 

 

 

A ® = 2 s ß r = 2 - 14,5-1 0 - 3 . 2 6 . 1 0 ~ « =

мквб;

 

Q = * S W + Н а Т =

0 , 5 1 +

1 , 3 - 0 , 5

= 1

, 2 6 мкк/см.

7*

195

По (8.69)

/_ 1 ___1,26-1,21-50

0,5 ± 0,2755

2 * 1 / 4

~ 242-75-10~4

 

 

агх = 0,775; а2= 0,225; и/ВІ — о2швых = 0,225-24*5 витков.

По (8.71)

 

 

 

 

 

 

1,26-1,21

/

 

1

\

,

Fo= IocpWo= —

—

[l+ —

 

J -

16.1 а-

При последовательном соединении

сердечников (рис. 8.10, б) ток

а цепи связи

Ul—Пп и2

R

Интегрируя от 0 до т и переходя к импульсам поля и потокосцеп-

лениям с учетом,

что wBX — aw,

а давых = w,

получим

1

 

 

Q2 /2

о)ДФх—пп аи)ДФ2

 

 

 

 

(8.72)

 

 

aw

 

R

 

 

 

 

 

 

где пп — число последовательно соединенных сердечников.

 

Согласно (8.72) для соотношения чисел витков

 

д

АФі

,

I /~ /

АФі \ 2

Q2/2~ j

(8.73)

 

2п п ДФ2

V V2л u Дф2 /

Пп ДФг

 

Найденная по закону полного тока н. с. первичной обмотки пере­ дающего сердечника

F 0 = IocpWo = —

Т

+

—

(8 -7 4 )

у

 

ÜT

 

При параллельном

соединении

или разветвлении

информации

на Пр сердечников

ток

в

цепи

связи

для

одного из

сердечников

(рис. 8.10, б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U l —

и 2

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

Аналогично (8.72) получим

 

 

 

 

 

 

 

 

Q2 /2 _ к'ДФх—awАФ2 .

 

 

 

 

aw

 

 

 

R

’

 

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а==

АФі +

1 f

/ АФі

\ 2

QzhR

(8.^5)

 

2ДФ2 ~

V

{ 2ДФ2

J

w2 ДФ2

 

Среднее значение н.

с. первичной обмотки передающего сердечника

 

Fо —70 Ср w0 —

Qi i\

+ «p

Q2 h

(8.76)

 

 

%

a%

 

 

 

196

На рис. 8.10, г показано соединение сердечников в цепочку, когда сердечники соединены друг с другом отдельными цепями связи 1-2, 2-3 и т. д Перемагничивание сердечника 1 током /„ наводит в его швых э. д. с., под действием которой течет ток іХ 2, перемагничивающий вто­ рой сердечник. В процессе перемагничивания в его выходной обмотке наводится э. д. с., создающая ток і2і 3, перемагничивающий третий сердечник, и т. д.

Удовлетворительная работа такой цепочки может быть только при идеально прямоугольном импульсе тока /0 или при очень ограничен­ ном числе сердечников. В реальных случаях, когда импульс тока /0 имеет трапецеидальную или колоколообразную форму (рис. 8.10, д), передача информации связана со значительным уменьшением длитель­ ности передаваемых импульсов тока по мере продвижения их по цепоч­ ке. Это объясняется тем, что ток в цепи связи будет протекать лишь тогда, когда напряженность в передающем сердечнике достигнет

ипревысит пороговое значение Н0 (рис. 8.10, д).

Врезультате такого сокращения времени импульсов перемагни­ чивание сердечников, достаточно удаленных от начала цепочки, ста­ новится неполным, поэтому данный вид соединения в чистом виде, как правило, не применяют.

Однако используя диоды или транзисторы, удается ограничивать процесс перемагничивания только теми сердечниками, которые объе­ динены одной цепью связи, и предотвращать появление токов в цепях связи других сердечников. В таких магнитодиодных и магнитотран­ зисторных элементах обеспечивается устойчивое перемагничивание сердечников, образующих в цифровых устройствах достаточно длин­ ные разветвленные цепочки.

Г л а в а IX

МАГНИТОДИОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

ИОСНОВЫ ИХ РАСЧЕТА

§9.1. ДВА ОСНОВНЫХ ТИПА СХЕМ МАГНИТОДИОДНЫХ ЯЧЕЕК

Магнитодиодные и магнитотранзисторные элементы состоят, как правило, из нескольких магнитных сердечников, соединенных цепями связи. Под термином «ячейка» понимают элементарную часть элемента, состоящую из одного сердечника с относящимися к нему диодами, транзисторами и резисторами.

При работе элементов в вычислительной машине происходит пе­ редача сигналов (единиц и нулей) от одного сердечника к другому. Импульс поля передает воспринимающему сердечнику энергию, не­ обходимую для перемагничивания. Если импульс поля достаточен для полного перемагничивания воспринимающего сердечника, то в нем записывается единица, если нет — то сердечник остается в со-

197

Смотрите также файлы