NO119855B - - Google Patents

Description

Spareselvmagnetisert transduktor.

En spareselvmagnetisert transduktor inneholder normalt to parallelle strømgre-ner for belastningsstrømmen, hver bestående av en arbeidsvikling på en kjerne av ferromagnetisert materiale i serie med et ventilelement, og ventilelementene er di-rekte sammenkoplet og vendt slik at de to strømgrener gjennomflytes av hver sin halvperiode av belastningsstrømmen. Dessuten inneholder den en eller flere styreviklinger, og det resulterende amperevindingstall av strømmene i disse bestemmer transduktorens utstyringsgrad.

Styreviklingene innskrenker imidlertid viklingsplassen på transduktorkjernen og gjør viklearbeidet vanskelig. Dessuten medfører den uunngåelige lekkinduktans mellom styrevikling og arbeidsvikling at transduktorens dynamiske egenskaper blir dårligere.

Foreliggende oppfinnelse angår en spareselvmagnetisert transduktor som ikke behøver særlige styreviklinger, men som allikevel har samme belastningskarakteristikk som en normal spareselvmagnetisert transduktor som beskrevet ovenfor. Det særegne ved oppfinnelsen består i at forbindelsespunktene mellom arbeidsvikling og ventileleemnt i de to strømgrener er koplet sammen over et styrbart impedanselement med metningsstrømkarakteristikk.

Transduktorens virkemåte vil best for-stås ved hjelp av tegningen.

Fig. 1 og 2 viser karakteristikk-kurver

for en pentode, henholdsvis sjikttransistor.

Fig. 3, 4 og 5 viser forskjellige utførel-sesformer for transduktoren i henhold til oppfinnelsen. Fig. 1 viser i kurvene 2—5 anodestrøm-men for en pentode som funksjon av ano-despenningen ved forskjellige verdier av pentodens gitterforspenning. Katodespen-ningen er satt lik null. Det skal bemerkes at pentoden avgir en anodestrøm som er i det vesentlige uavhengig av anodespen-ningen hvis denne er større enn kneverdien 7, som er ca. 10 volt. Fig. 2 viser i kurvene 2—5 kollektor-strømmen I0 for en pnp-sjikttransistor som funksjon av kollektorspenningen Ec ved forkjellige verdier på basisstrømmen Ib, når injektorelektroden e tjener som til-bakeleier og gis spenningen null. For en pnp-transistor er kollektorstrømmen positiv når den går inn mot transistoren. Det skal bemerkes at pnp-sjikttransistoren har pentodelignende karakteristikk hvis den arbeider med negativ kollektorspenning og kollektorstrøm, samt at kneverdien 7 for kollektorspenningen ligger meget nær null, i alminnelighet på ca. 0,1 volt.

En npn-sjikttransistor har samme karakteristikk som pnp-sjikttransistoren. Forskjellen mellom de to typer er bare at alle strømmer og spenninger bytter for-tegn. For de fleste anvendelser er det derfor likegyldig hvilken type som velges, men pnp-typen er for tiden den vanligste.

I fig. 3 ér klemmene 10 forbundet med en vekselstrømskilde som avgir strøm til en belastningsimpedans 15 i serie med en spareselvmagnetisert transduktor med to parallelle strømgrener mellom punktene 19

og 20. Strømgrenene består av arbeidsviklinger 11, 12 på kjerner av ferromagnetisk materiale i serie med ventilelementer 13, 14. Ventiléiéméntene 13, 14 er begge forbundet med punktet 19, og rettet slik at arbeidsviklingene gjennomflytes av hver sin halvperiode av belastningsstrømmen. Forbindelsespunktene 22 og 23 mellom arbeidsvikling og ventilelement er forbundet med utgangsklemmene c, e på en styreanordning 16, som i dette tilfelle utgjøres av en transistor med karakteristikk som vist i fig. 2. Transistorens basiselektrode b, som er seriekoplet med en motstand 17, tilføres en styrestrøm Ib fra styreklem-mene 18.

Transduktorens virkemåte blir: I sta-sjonær tilstand flyter en halvbølge I] av transduktorens toelastningsstrøm gjennom arbeidsviklingen 11, mens den like store halvbølge I2 flyter gjennom arbeidsviklingen 12 i neste halvperiode. Strømmene I, og I2 gir over den ohmske motstand i arbeidsviklingene en spenning, som i begge halvperioder gjør punktet 23 positivt i forhold til punktet 22, mens de induktive spenningsfall i de to arbeidsviklingene 11, 12 opphever hverandre. Ventilene 13 og 14 får altså en sperrespenning som er lik be-lastningsstrømmens ohmske spenningsfall i hver av arbeidsviklingene 11 og 12. Hvis ventilelementene 13 og 14 har uendelig stor motstand i sperreretningen, og transistoren 16 er koplet ut, gjennomf ly tes arbeidsviklingene 11 og 12 av rene like-strømspulser slik som angitt ovenfor, og transduktorkjernene blir derfor mettet slik at belastningsstrømmen på det nær-meste får sin maksimalverdi.

I fig. 3 er imidlertid ventilelementene 13, 14 kortsluttet av injektor-kollektor-strekningen e, c i transistoren 16. Ventilelementene 13, 14 får derfor ingen sperrespenning før kollektorstrømmen Ic har nådd den negative verdi som er bestemt av transistorens basisstrøm Ib. Den negative kollektorstrøm Ic flyter gjennom transduktorens arbeidsviklinger 11, 12 og gir et amperevindingstall i disse, som er rettet mot det amperevindingstall, som skyldes belastningsstrømmen. Transduktoren styres derfor ned av kollektorstrøm-men i transistoren 16, og da denne er uavhengig av spenningen mellom punktene 22 og 23, blir nedstyringsgraden uavhengig av den belastningsstrøm som fremkaller dette spenningsfall. Transduktoren får derfor samme belastningskarakteristikk som den har ved styring på særskilte styreviklinger, men da tregheten i transistoren 16 i dette tilfelle kan settes ut av betraktning, innstiller transduktoren seg ved endring av basisstrømmen Ih på sitt nye arbeids-punkt med en tidsforsinkelse som bare av-henger av tregheten i transduktorens ho-vedstrømkrets. De induserte spenninger, som oppstår ved en sådan plutselig endring av kollektorstrømmen Iu, begrenses av den begrensede sperreevne for ventilelementene 13, 14 til en verdi som<l>er ufarlig for transistoren 16.

Transistoren 16 har meget gunstige arbeidsforhold i den kopling som er vist i fig. 3, idet kollektorstrømmen I(. aldri be-høver å være større enn transduktorkjer-nenes magnetiseringsstrøm, samtidig som spenningen mellom kollektorene c og injektoren e ikke er større enn belastnings-strømmens ohmske spenningsfall over arbeidsviklingene. Den pålydende effekt for transistoren 16 behøver derfor bare å være en liten brøkdel av den maksimalt avgitte effekt fra transduktoren. Videre behøver transistoren 16 ingen driftsspenning ut over den spenning som transduktoren på-trykker mellom punktene 22 og 23.

Hvis basiselektroden b og injektorelektroden e i transistoren 16 i fig. 3 bytter plass og styrespenningen på klemmene 18 samtidig bytter polaritet, slik at injektoren e holder seg positiv i forhold til basiselektroden b, endres ikke styreanordningens virkemåte. Den eneste forskjell blir, at det trenges en betydelig større styrestrøm enn i den kopling som er vist.

Ved visse kjernematerialer, og hvis ventilelementene 13, 14 har lekkstrøm, be-høver transduktoren for full utstyring et styreamperevindingstall i samme retning som det amperevindingstall som skyldes belastningsstrømmen. I slike tilfeller kan det brukes en styreanordning som vist i fig. 4. Fig. 4 skiller seg fra fig. 3 bare i at punktene 22 og 23 er forbundet med en ekstra strømgren, som inneholder en spen-ningskilde, tilsluttet mellom klemmene 26 i serie med en motstand 25. Spenningen over 26 har en sådan polaritet, at strøm-men gjennom motstanden 25 ikke kort-sluttes av ventilelementene 13 og 14. Hvis transistoren 16 er helt nedstyrt, dvs. basis-strømmen Ib = 0, vil strømmen gjennom motstanden 25 derfor flyte gjennom arbeidsviklingene 11 og 12 og addere seg til belastningsstrømmen. Transduktorkjernene mettes derved mere enn tidligere, og det blir full utstyring og maksimal avgitt spenning over belastningen.

Når basisstrøm Ib for transistoren 16 i fig. 4 økes, vokser kollektorstrømmen I.„ og, som forklart i forbindelse med fig. 3, gjennomflyter denne arbeidsviklingene 11, 12 i en sådan retning at det amperevindingstall den gir er rettet mot det amperevindingstall som skyldes belastningsstrøm-men, samt i fig. 4 formagnetiseringsstrøm-men i motstanden 25. Transduktoren sty-fés derfor også i dette tilfelie ned av kol-lektorstrømmen Ic i transistoren 16 og virkemåten blir den samme som beskrevet ovenfor. Strømmen gjennom motstanden 25 gir altså en formagnetisering av transduktoren, som er fullt ekvivalent med en formagnetisering med en separat styre-vikiing.

I fig. 5 er det vist en utførelsesform for oppfinnelsen, hvor en pentode 21 tjener som styreanordning. Pentoden får skjerm-gitterspenning fra spenningskilden 26, som også gir transduktoren formagnetiserings-strøm i serie med motstanden 25, og avgir også effekt til en spenningsdeler 33. Spenningen mellom punktene 34 og 35 på spen-ningsdeleren 33 ligger i serie med pentoden, men er bare så høy at pentodens anodespenning selv ved de laveste verdier av sperrespenningen over ventilelementene 13, 14 er større enn kneverdien 7 i fig. 1. Spenningskilden for pentodens glødespen-ning er ikke vist. Transduktorens belastning utgjøres i fig. 5 av en likeretter 30, som avgir likestrøm til en belastning som består av en motstand 15 i serie med en induktans 31. Forøvrig stemmer fig. 5 i alle deler overens med fig. 4.

I stedet for å anvende bare en transistor eller en pentode for styring av transduktoren, som vist på tegningen, kan flere transistorer eller pentoder kombineres til balanserte forsterkere med samme karakteristikk som en enkelt sjikttransistor eller pentode, hvorved det kan oppnås bedre stabilitet, samtidig som flere styrespennin-ger eller styrestrømmer kan overlagres på hverandre på enkel måte. Også andre eléktronrør enn pentoder kan komme til anvendelse i slike kombinasjoner, f. eks. to trioder i såkalt kaskodekopling.

I de tilfeller hvor en transduktor skal

styres i avhengighet av en lysstrøm kan den sjikttransistor som er vist i fig. 3 og 4 erstattes med en fototransistor eller en fotocelle av vakuum-typen, hvorved det oppnås en spesielt enkel styreanordning.

Claims (5)

1. Sparéselvmagnetisert transduktor med to parallelle strømgrener for belast-ningsstrømmen, hver bestående av en arbeidsvikling på en kjerne av ferromagnetisk materiale i serie med et ventilelement, karakterisert ved at forbindelsespunktene mellom arbeidsvikling og ventilelement i de to strømgrener er koplet sammen over et styrbart impedanselement med met-ningsstrømkarakteristikk.

2. Spareselvmagnetisert transduktor som angitt i påstand 1, karakterisert ved at det styrbare impedanselement er paral-lellkoplet med en likestrømskilde med høy indre motstand.

3. Spareselvmagnetisert transduktor som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at det styrbare impedanselement omfatter et eléktronrør eller en elektron-rørkombinasjon med pentodekarakteri-stikk.

4. Spareselvmagnetisert transduktor som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at det styrbare impedanselement utgjøres av en transistor eller en transi-storkombinasjon.

5. - Spareselvmagnetisert transduktor som angitt i påstand 4, karakterisert ved at det styrbare impedanselement omfatter en fototransistor som styres av en lys-strøm.