DE1125483B - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Einstellung des permanenten Flusses eines magnetisierbaren Elementes mit annaehernd rechteckfoermiger Hysteresisschleife - Google Patents

Description

Das Hauptpatent 1112 109 betrifft ein Verfahren, bei dem es möglich ist, in einem magnetisierbaren Element eine große Zahl gleicher permanenter Flußänderungen zu verwirklichen.

Das Arbeitsprinzip dieses Verfahrens besteht darin, daß zum Zeitpunkt des Überganges der reversiblen Flußänderung in die irreversible Flußänderung ein Kriterium gewonnen wird, das zur Markierung des eigentlichen Einstellbeginns ausgenutzt wird.

Nach einer Ausbildung des Verfahrens wird die Einstellung durch Flußeinprägung vorgenommen und der Einstellstrom differenziert, so daß zum Zeitpunkt des Überganges der reversiblen Flußänderung in die irreversible Flußänderung, an dem die sonst praktisch lineare Stromanstiegskurve einen Knick aufweist, ein Impuls gewonnen wird, der dazu dient, von seinem Auftrittszeitpunkt an den Einstellimpuls noch eine definierte Zeit lang andauern zu lassen.

Diese Einstellmethode weist den Nachteil auf, daß die Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens sehr aufwendig ist.

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil und hat gegenüber den Ausführungsarten nach dem Hauptpatent noch den Vorteil, daß eine größere Zahl permanenter Flußänderungen realisierbar ist.

Die Erfindung bezieht sich also auf das Verfahren zur Einstellung des permanenten Flusses eines magnetisierbaren Elementes mit annähernd rechteckiger Hysteresisschleife nach Patent 1112109, bei dem auf eine Einstellwicklung ein oder mehrere Einstellimpulse mit gegenüber der Zeitkonstante des Einstellkreises steilen Flanken des Spannungsanstieges gegeben werden, wobei jeder der Einstellimpulse gleiche Änderungen des permanenten Flusses dadurch hervorruft, daß am Anfang des jeweils für die Einstellung wirksamen Teiles der Einstellimpulse aus der Stromanstiegsänderung, hervorgerufen durch die sprunghafte Änderung des Selbstinduktionskoeffizienten im Knickpunkt, ein Knickimpuls abgeleitet wird, der in Abhängigkeit von seinem Auftreten den für die Einstellung des permanenten Flusses wirksamen Teil des Einstellimpulses so bestimmt, daß die Stufen untereinander gleich sind und eine bestimmte, gewünschtenfalls auch sehr kleine Höhe aufweisen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß beim Auftreten des Knickimpulses bereits eine irreversible Flußänderung stattgefunden hat und somit ein weiteres Andauern des Einstellimpulses unnötig ist. Deshalb wird der Einstellimpuls nicht wie nach dem Hauptpatent erst nach einer gewissen, vorgegebenen Zeit — vom Auftreten des Knickimpulses ab gerechnet — beendet, sondern es wird erfindungsgemäß Verfahren und Schaltungsanordnung

zur Einstellung des permanenten Flusses

eines magnetisierbaren Elementes

mit annähernd rechteckförmiger

Hysteresisschleife

Zusatz zum Patent 1112 109

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Zuffenhausen,
Hellmuth-Hirth-Str. 42

Dipl.-Ing. Heinz Wollmann, Stuttgart-Zuffenhausen, ist als Erfinder genannt worden

der Knickimpuls selbst zur Beendigung des Einstellimpulses verwendet, so daß die Dauer des wirksamen Einstellimpulses allein durch die schaltungsbedingten Laufzeiten zwischen Erreichen des Knickpunktes und Abschalten des Einstellimpulses bestimmt wird.

Die. Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 stellt ein Prinzipschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens dar; in Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung mit einem Sperrschwinger und in
Fig. 3 eine Schaltungsanordnung mit einem Multivibrator zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Impulsgenerator mit der Impulsdauer τ,- und dem Innenwiderstand R_t bezeichnet. An den Klemmen I und II dieses Impulsgenerators ist ein Kreis angeschlossen, der aus der Einstellwicklung L₁ eines magnetisierbaren Elementes und der Primärwicklung L, eines Differenzierübertragers Tr₁ besteht. In dem Kreis fließt ein Einstellstrom i. Der Widerstand R_Dltf und der Differenzierübertrager Tr₂ bilden ein zweites Differenzierglied. Die Induktivitäten der Transformatoren Tr₁ und Tr₂ besitzen im Gegensatz zu L₁ linearen Charakter. Mit 2 ist ein elek-

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tonischer Schalter bezeichnet, der zur Abschaltung des Impulsgenerators 1 dient.

Für dieses Prinzipschaltbild gilt:

L₁ + L₂
Rt

-Ti

■di_

dt

dH

10

Gibt nun der Impulsgenerator 1 einen Impuls ab, so fließt ein Einstellstrom i. Dieser Strom steigt praktisch linear an (reversible Flußänderung des magnetisierbaren Elementes). In dem Augenblick, wo in dem magnetisierbaren Element irreversible Flußänderungen auftreten, steigt der Einstellstrom langsamer an. Es entsteht ein Knick in der Stromanstiegskurve. Durch zweimalige Differentiation des Einstellstromes mittels der Differenzierglieder L₁IL₂ und R-DHfZL₃ erhält man zum Zeitpunkt dieses Knickes einen Impuls (Knickimpuls), der den elektronischen Schalter 2 betätigt, und dieser wiederum schaltet den Impulsgenerator 1 vor Beendigung der Impulsdauer τ,-ab, womit der Einstellvorgang bei dem magnetisierbaren Element beendet ist.

Dadurch, daß man nicht wie beim Hauptpatent nach Auftreten des Knickimpulses den Einstellimpuls noch eine definierte Zeit lang andauern läßt, sondern den Knickimpuls bereits als Kriterium für die Abschaltung des Einstellimpulses benutzt, wird die Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens sehr einfach und ist eine größere Zahl permanenter Flußänderungen in dem magnetisierbaren Element realisierbar.

In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens gezeigt. Als Impulsgenerator dient hier eine Sperrschwingerschaltung bekannter Art mit dem Transistor T₁. Der Kollektor des Transistors ist über die Parallelschaltung, bestehend aus der Primärwicklung des Rückkopplungsübertragers Tr und dem Dämpfungswiderstand R_D, mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle verbunden. (Der Dämpfungswiderstand ist so bemessen, daß die Schaltung als Sperrschwinger arbeitet.) Der positive Pol der genannten Spannungsquelle ist an den Emitter des Transistors T₁ und an den Fußpunkt des mit der Primärwicklung des Rückkopplungsübertragers Tr verbundenen Netzwerkes C[R₁ geschaltet. Durch die Bemessung von C und R₁ wird die Impulsfolgefrequenz der Sperrschwingerschaltung festgelegt. Die Primärinduktivität L des Übertragers Tr und die Kapazität C bestimmen die Impulsdauer. Von den Klemmen I und II, die denjenigen in Fig. 1 entsprechen, wird der EinsteUimpuls abgenommen. Dieser liegt an der Reihenschaltung der Einstellwicklung L₁ eines magnetisierbaren Elementes und der Primärwicklung L₂ des Differenzierübertragers Tr₁. Der Widerstand R_Dm und der Differenzierübertrager Tr₂ stellen ein zweites Differenzierglied dar. Mit einem 6g Ende der Primärwicklung des Übertragers Tr und der Basis des Transistors T₁ ist der Kollektor des als elektronischer Schalter arbeitenden Transistors T₀ verbunden. Der Emitter dieses Transistors ist an eine Spannungsquelle relativ hohen positiven Potentials geschaltet, und in dem Basis-Emitter-Kreis von T₂ liegt die Sekundärwicklung des Differenzierübertragers Tr₂.

Fängt nun der Sperrschwinger an zu arbeiten, fließt durch L₁ und L₂ ein Einstellstrom i. Dieser Strom steigt praktisch linear an (reversible Flußänderung des magnetisierbaren Elementes). Wenn irreversible Flußänderungen auftreten, steigt der Einstellstrom langsamer an. Die Stromanstiegskurve weist daher einen Knick auf. Mittels der Differenzierglieder L₁IL₂ und R_DiffIL_s wird der Einsteustrom zweimal differenziert, wodurch man zum Zeitpunkt des Knickes einen Impuls (Knickimpuls) erhält. Die Wicklungen der Übertrager Tr₁ und Tr₂ sind so gepolt, daß, verursacht durch den Knickimpuls, eine negative Vorspannung an der Basis des Transistors T₂ liegt. Hierdurch wird der Transistor geöffnet, und infolgedessen liegt an der Basis des Transistors T₁ eine relativ hohe positive Spannung. Damit wird dieser gesperrt, und der Einstellvorgang in dem magnetisierbaren Element ist vor Ablauf der Impulsdauer des Sperrschwingers beendet.

In Fig. 3 ist eine weitere Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt, bei der ein Multivibrator üblicher Bauart mit den Transistoren T₁ und T₁" als Impulsgenerator dient.

Die Klemmen I und II entsprechen denjenigen der Fig. 1 und 2, d. h., an diesen Klemmen wird der Einstellimpuls abgenommen. Die Anordnung mit der Einsteilwicklung L₁, den Differenziergliedern L₁IL₂ und R_Diff/L₃ und dem Schalttransistor T₂ entspricht genau, auch in ihrer Wirkungsweise, der in Fig. 2 beschriebenen.

Arbeitet der Multivibrator, so fließt ein Einstellstrom durch L₁ und L₂. Der durch den Knick in der Stromanstiegskurve und durch zweimalige Differentiation entstehende Knickimpuls öffnet den Transistor T₂, wodurch der Kondensator C sich über die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors entlädt. Infolgedessen wird die Basis des Transistors T₁" stark negativ und somit die Basis von T₁ stark positiv, d. h., der Multivibrator wird vor Beendigung der Impulsdauer τ,- abgeschaltet, und der Einstellvorgang ist beendet.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Einstellung des permanenten Flusses eines magnetisierbaren Elementes mit annähernd rechteckförmiger Hysteresisschleife, bei dem auf eine Einstellwicklung ein oder mehrere Einstenimpulse mit gegenüber der Zeitkonstante des Einstellkreises steilen Flanken des Spannungsanstieges gegeben werden, wobei jeder der Einstellimpulse gleiche Änderungen des permanenten Flusses dadurch hervorruft, daß am Anfang des jeweils für die Einstellung wirksamen Teiles der Einsteuimpulse aus der Stromanstiegsänderung, hervorgerufen durch die sprunghafte Änderung des Selbstinduktionskoeffizienten im Knickpunkt, ein Knickimpuls abgeleitet wird, der in Abhängigkeit von seinem Auftreten den für die Einstellung des permanenten Flusses wirksamen Teil des Einstellimpulses so bestimmt, daß die Stufen der permanenten Flußänderung untereinander gleich sind und eine bestimmte, gewünschtenfalls auch

sehr kleine Höhe aufweisen, nach Patent 1112109, dadurch gekennzeichnet, daß der Knickimpuls selbst zur Beendigung des Einstellimpulses verwendet wird, so daß die Dauer des wirksamen Einstellimpulses allein durch die schaltungsbedingten Laufzeiten zwischen Erreichen des Knickpunktes und Abschalten des Einstellimpulses bestimmt wird.

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrschwingerschaltung mit einem Transistor (T₁) als Impulsquelle vorgesehen ist, von deren Ausgangsklemmen (I und II) eine Einstellimpulsspannung abgenommen und einer Reihenschaltung, bestehend aus der Primärwicklung (L₂) eines Difierenzierübertragers (Tr₁) und der Einstellwicklung (L₁) eines magnetisierbaren Elementes, zugeführt wird, und daß mittels Differentiationsgliedern (L₁IL₂ oder/und R_Diff/L₃) der zeitliche Verlauf des Einstellstromes, Vorzugsweise zweimal, differenziert wird, wodurch man zum Zeitpunkt der Knickstelle des Einstellstromes einen Impuls (Knickimpuls) erhält, der einen Transistor (T₂), dessen Emitter mit einer Spannungsquelle relativ hohen positiven Potentials verbunden ist, leitend macht, infolgedessen der Transistor (Tr₁) gesperrt wird.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Multivibrator mit zwei Transistoren (T₁ und T₁") als Impulsquelle vorgesehen ist, von dessen Ausgangsklemmen (I und II) eine Einstellimpulsspannung abgenommen und einer Reihenschaltung, bestehend aus der Primärwicklung (L₂) eines Differenzierübertragers (Tr₁) und der Einstellwicklung (L₁) eines magnetisierbaren Elementes, zugeführt wird, und daß mittels Differentiationsgliedern (LJL₂ oder/ und R₀J₁₁ZL₃) der zeitliche Verlauf des Einstellstromes, vorzugsweise zweimal, differenziert wird, wodurch man zum Zeitpunkt der Knickstelle des Einstellstromes einen Impuls (Knickimpuls) erhält, der einen Transistor (T₂) leitend macht, infolgedessen der die Impulsdauer bestimmende Kondensator (C) sich über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors (T₂) entlädt und damit den als Arbeitsimpuls benutzten Abschnitt der Multivibratorschwingung beendet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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