SU1488956A1

SU1488956A1 - Magnetic amplifier

Info

Publication number: SU1488956A1
Application number: SU874325036A
Authority: SU
Inventors: Valerij E Gizler; Vladimir A Pogorelov; Boris P Kugotov; Svetlana V Tsyganenko; Yurij L Fedorov
Original assignee: Kh Polt I Im V I Lenina
Priority date: 1987-11-10
Filing date: 1987-11-10
Publication date: 1989-06-23

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах автоматики и регулирования. Цель изобретения - повышение быстродействия при отрицательных ступенчатых изменениях входного тока обеспечивается благодаря тому, что при таком ступенчатом изменении усиливаемого сигнала на выходе дифференцирующей цепочки 38 формируется импульс, который поступает на транзисторный ключ 30 через элемент ИЛИ 15 и одновибратор 13. Кроме того, через инвертор 21 импульс поступает на вход элемента И 19, на другой вход которого подается сигнал с одновибратора 13. С выхода элемента И 19 сигнал подается на управляющий вход управляемого выпрямителя 17, что вызывает его включение на время длительности импульса одновибратора 13.The invention relates to electrical engineering and can be applied in devices of automation and regulation. The purpose of the invention is to improve the performance with negative stepwise changes in the input current is due to the fact that with such a step change of the amplified signal, a pulse is generated at the output of the differentiating chain 38, which is supplied to transistor switch 30 through the OR 15 element and the one-shot 13. In addition, through the inverter 21 the pulse arrives at the input of the element I 19, to another input of which a signal is fed from the one-oscillator 13. From the output of the element 19 and the signal is fed to the control input of the controlled rectifier 17, wh It causes its switch-on time monostable 13 pulse duration.

В течение этого времени к цепи, состоящей из последовательно соединенных обмотки 26, дополнительного трансформатора 27 и дополнительных обмоток 28 и 29, прикладывается, помимо импульса перемагничивающего магнитопроводы 3 и 4, напряжение управляемого выпрямителя 17. В результате перемагничивание магнитопроводов 3 и 4 происходит по более короткой траектории с возвратом рабочих точек в область, где воздействие управляющего поля осуществляется без задержки. 1 ил.During this time, in addition to the pulse of the magnetizing magnetic cores 3 and 4, the voltage of the controlled rectifier 17 is applied to the circuit consisting of series-connected windings 26, additional transformer 27 and additional windings 28 and 29. As a result, the magnetization reversal of magnetic cores 3 and 4 is shorter trajectories with the return of operating points to the area where the action of the control field is carried out without delay. 1 il.

1488956 ΑΊ1488956 ΑΊ

33

14889561488956

4four

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах регулирования и автоматики.The invention relates to electrical engineering and can be applied in control devices and automation.

Цель изобретения - повышение быст- 5 родействйя при отрицательных ступенчатых изменениях входного тока.The purpose of the invention is to increase the speed of 5 with negative step changes in the input current.

На чертеже представлена схема магнитного усилителя.The drawing shows a diagram of a magnetic amplifier.

Магнитный усилитель содержит пер- 10 вую 1 и вторую 2 рабочие обмотки, расположенные соответственно на первом 3 и втором 4 магнитопроводах, подключенные одними выводами соответственно к аноду первого 5 и.като- 15 ду второго 6 диодов, а другими, объединенными в общую точку, выво- дами подключены к одному выводу первичной обмотки 7 трансформатора 8. Первая вторичная обмотка 9 транс- 20 форматора 8 подключена к генератору 10 пилообразного напряжения, вторая вторичная обмотка 11 через выпрямительный мост 12 подключена к одновибратору 13, управляющий вход 14 кото- 25 рого подключен к выходу элемента ИЛИ 15, а третья вторичная обмотка 16 трансформатора подключена к управляющему выпрямителю 17, управляющий вход 18 которого подключен к вы- 30 ходу элемента И 19. Один вход 20 элемента И 19 подключен к выходу инвертора 21, а.другой вход 22 - к выходу 23 одновибратора 13. Один выходной вывод 24 управляемого выпрями- 35 теля 17 объединен с одним выходным выводом 25 генератора пилообразного напряжения 10 в общую точку, к которой через одну вторичную обмотку 26 дополнительного трансформатора 40 27, первую 28 и вторую 29 дополнительные обмотки, расположенные соот- ! ветственно на первом 3 и втором 4 магнитопроводах:, подключен один вывод транзисторного ключа 30, другой 45 вывод управляемого выпрямителя 17 подключен непосредственно к одному выводу транзисторного ключа 30. Другой вывод транзисторного ключа 30 подключен к другому выводу генерато- 50 ра 10 пилообразного напряжения и к одному выходному выводу одновибратора 13, другой выходной вывод которого подключен к другому выводу транзисторного ключа 30. 55The magnetic amplifier contains the first 1 and second 2 working windings, located respectively on the first 3 and second 4 magnetic cores, connected by one pins respectively to the anode of the first 5 and 15 second cathodes of the second 6 diodes, and others, united in a common point, The leads are connected to one output of the primary winding 7 of the transformer 8. The first secondary winding 9 of the transformer 20 of the formatter 8 is connected to the generator 10 of the sawtooth voltage, the second secondary winding 11 is connected via a rectifier bridge 12 to the single-oscillator 13, control input 14 25 of which is connected to the output of the OR 15 element, and the third secondary winding 16 of the transformer is connected to the control rectifier 17, the control input 18 of which is connected to the output of the AND 19 element. One input 20 of the AND 19 element is connected to the output of the inverter 21, and The other input 22 is connected to the output 23 of the single vibrator 13. One output terminal 24 of the controlled rectifier 35 is integrated with one output terminal 25 of the sawtooth generator 10 at a common point to which through one secondary winding 26 of the additional transformer 40 27, the first 28 and second 29 additional The windings are located respectively! Respectively on the first 3 and second 4 cores: one output of transistor switch 30 is connected, the other 45 output of controlled rectifier 17 is connected directly to one output of transistor switch 30. The other output of transistor switch 30 is connected to another output of generator 10 of sawtooth voltage and one output terminal of the one-shot 13, the other output terminal of which is connected to another output of the transistor switch 30. 55

К управляющему входу генератора 10 пилообразногр напряжения через усилитель 31 постоянного тока подключен выход датчика 32 тока, включенного последовательно в цепь последовательно включенных первой 33 и второй 34 обмоток управления, расположенных на первом 3 и втором 4 магнитопроводах и подключенных к источникам 35 и 36 усиливаемого сигнала. Усилитель содержит первую 37 и вторую 38 дифференцирующие цепочки, одни входные выводы которых объединены и подключены к клемме источника 36 усиливаемого сигнала, другие входные выводы первой и второй дифференцирующих цепочек 37 и 38 подключены соответственно к катоду пятого 39 и аноду шестого 40 диодов, анод пятого 39 и катод шестого 40 диодов подключены к клемме источника 35 усиливаемого сигнала. Выходные выводы дифференцирующих цепочек 38 и 37 подключены соответственно к катоду третьегоTo the control input of the generator 10 sawtooth voltage through the DC amplifier 31 is connected to the output of the current sensor 32 connected in series to the series 33 first and second 34 control windings located on the first 3 and second 4 magnetic conductors and connected to sources 35 and 36 of the signal to be amplified. The amplifier contains the first 37 and second 38 differentiating chains, one input pins of which are combined and connected to the source terminal 36 of the amplified signal, other input pins of the first and second differentiating chains 37 and 38 are connected respectively to the cathode of the fifth 39 and the anode of the sixth 40 diodes, the anode of the fifth 39 and the cathode of the sixth diode 40 is connected to the terminal of the source 35 of the amplified signal. The output pins of the differentiating chains 38 and 37 are connected respectively to the cathode of the third

41 и аноду четвертого 42 диодов.41 and the anode of the fourth 42 diodes.

Анод третьего 41 и катод четвертогоThird anode 41 and fourth cathode

42 диодов подключены соответственно к входу инвертора 21 и к первому входу элемента ИЛИ 15, к второму входу которого подключен выход инвертора 21. Вторичная обмотка 43 дополнительного трансформатора 27 через выпрямительный мост 44 подключена к нагрузке 45, первичная обмотка 46 трансформатора 27 началом и концом подключена соответственно к катоду первого 5 и аноду второго 6 диодов,42 diodes are connected respectively to the input of the inverter 21 and to the first input of the element OR 15, to the second input of which the output of the inverter 21 is connected. The secondary winding 43 of the additional transformer 27 is connected to the load 45 via a rectifier bridge 44, the primary winding 46 of the transformer 27 is connected with the beginning and the end respectively to the cathode of the first 5 and the anode of the second 6 diodes,

а средним выводом - к другому выводу первичной обмотки 7 трансформатора 8, первичная обмотка 7 подключена к сети 47 переменного тока.and the middle output - to another output of the primary winding 7 of the transformer 8, the primary winding 7 is connected to the network 47 of the alternating current.

Усилитель работает следующим образом.The amplifier works as follows.

При неизменном по величине усиливаемом сигнале в нагрузке 45 проте-. кает ток, определяемый этим сигналом. На выходе генератора 10 пилообразного напряжения присутствует напряжение пилообразной формы, крутизна которого определяется величиной, усиливаемого сигнала, транзисторный ключ 30 и управляемый выпрямитель 17 заперты.With an unchanged amplified signal in the load of 45 pro-. This is the current detected by this signal. At the output of the sawtooth generator 10, a sawtooth voltage is present, the slope of which is determined by the magnitude of the amplified signal, the transistor switch 30 and the controlled rectifier 17 are locked.

При положительном ступенчатом изменении напряжения источника усиливаемого сигнала (ступенчатом возрастании входного тока) на выходе элемента ИЛИ 15 формируется импульс, передний фронт которого совпадает с началом изменения усиливаемого сиг5A positive step change in the voltage of the source of the amplified signal (stepwise increase in the input current) at the output of the element OR 15 produces a pulse whose leading edge coincides with the onset of a change in the amplified sig5

'нала. По этому-фронту запускается одновибратор 13, выходной импульс которого отпирает транзисторный ключ 30. При этом по первой и второй дополнительным обмоткам 28 и 29 протекает импульс тока, амплитуда которого определяется относительным расположением во времени ступенчатого изменения усиливаемого сигнала и пилообразного напряжения, а длительность - параметрами одновибратора, производящий быстрое перемагничивание магнитопроводов 3 и 4 таким образом, что рабочие токи каждого из них располагаются соответственно в начале управляющего и в конце рабочего полупериодов. С помощью дополнительного трансформатора 27 происходит вычитание магнитных потоков, соз- 20' ничивает импульсами положительной'Nala. On this front, a single vibrator 13 is triggered, the output pulse of which unlocks transistor switch 30. At the same time, a first current pulse passes through the first and second additional windings 28 and 29, the amplitude of which is determined by the relative position of the stepped change in the amplified signal and the sawtooth voltage in time, and the duration by parameters a single vibrator producing fast reversal of magnetic cores 3 and 4 in such a way that the working currents of each of them are located respectively at the beginning of the controller and at the end of p working half periods. With the help of an additional transformer 27, the magnetic flux is subtracted, it creates a positive pulse.

данных импульсом одновибратора таким образом, что в выходном напряжении магнитного усилителя отсутствует импульс, вызывающий быстрое перемагничивание магнитопроводов магнитного усилителя. Ток, протекающий в управляющих обмотках 33 и 34 магнитного усилителя, измеряется датчиком 32 тока и поступает на вход усилителя 31 постоянного тока. Сигнал с выхода усилителя постоянного тока, пропорциональный току в обмотках управления 33 и 34 магнитного усилителя, подается на управляющий вход генератора 10 пилообразного напряжения, изменяя крутизну пилообразного напряжения в зависимости от тока в обмотках управления.data of a one-shot pulse in such a way that there is no pulse in the output voltage of the magnetic amplifier, which causes a rapid magnetization reversal of the magnetic cores of the magnetic amplifier. The current flowing in the control windings 33 and 34 of the magnetic amplifier is measured by the current sensor 32 and fed to the input of the DC amplifier 31. A signal from the output of the DC amplifier, proportional to the current in the control windings 33 and 34 of the magnetic amplifier, is fed to the control input of the generator 10 of the sawtooth voltage, changing the slope of the sawtooth voltage depending on the current in the control windings.

При отрицательном ступенчатомWith a negative speed

изменении напряжения источника усили- 40 и втором магнитопроводах, подключенваемого сигнала на выходе дифференцирующей цепочки 38 формируется импульс, который помимо описанного пути (через элемент ИЛИ 15 и т.д.) поступает через инвертор 21 на первый вход 20 логического элемента И 19, на второй вход 22 которого ) подается с выхода 23 одновибратора 13 выходной импульс. При этом на выходе элемента И 19 появляется напряжение, которое, подаваясь на управляющий вход 18 управляемого выпрямителя 17, вызывает его отпирание на время существования импульса одновибратора 13, На время действия импульса одновибратора 13 к цепи, состоящей из последовательно соединенных обмотки 26 дополнительного трансформатора 27, дополнительных обмоток 28a change in the voltage of the source of force and the second magnetic conductor, the connected signal at the output of the differentiating chain 38 forms a pulse, which, in addition to the described path (through the OR element 15, etc.), goes through the inverter 21 to the first input 20 of the logic element I 19, to the second the input 22 of which) is fed from the output 23 of the one-shot 13 output pulse. When the output element And 19 voltage appears, which, being fed to the control input 18 of the controlled rectifier 17, causes it to unlock for the lifetime of the one-shot pulse 13. For the duration of the one-shot pulse 13 to the circuit consisting of series-connected windings 26 of the additional transformer 27, additional windings 28

1488956 ⁶ 1488956 ⁶

и 29, оказывается приложенным помимо импульса^ перемагничивающего магнитопроводы 3 и 4, напряжение управляемого выпрямителя,and 29, it turns out to be applied in addition to the pulse ^ magnetizing magnetic cores 3 and 4, the voltage of the controlled rectifier,

В результате вычитания токов, создаваемых в обмотке 26 трансформатора 27 и обмотках 28,29 импульсом перемагничивания от транзисторного 19 ключа 30- и напряжением управляемого · источника 17, ток в обмотках 26 трансформатора 27 и обмотках 28,29 магнитопроводов 3 и 4 изменяет полярность на противоположную и вызы15 вает. перемагничивание магнитопроводов по более короткой траектории с возвратом рабочих точек в область, где воздействие управляющего поля Н_опроисходит мгновенно, а не перемагполярности с переходом рабочих точек по всей частной петле гистерезиса. За счет сокращения траекторий рабочих точек при воздействии отрица25 тельного перепада напряжения усиливаемого сигнала возвращением рабочих точек каждого из магнитопроводов в состояние, когда они располагаются соответственно в начале управляю30 щего и в конце рабочего полупериодов перемагничивания,достигается повышение быстродействия.As a result of subtracting the currents generated in the winding 26 of the transformer 27 and the windings 28.29 by the reversal pulse from the transistor 19 key 30 and the voltage of the controlled source 17, the current in the windings 26 of the transformer 27 and the windings 28.29 of the magnetic cores 3 and 4 changes the polarity and calls out. magnetic reversal of magnetic cores along a shorter trajectory with the return of operating points to the region where the action of the control field H _o occurs instantaneously, rather than remagopolarity with the transition of operating points along the entire partial hysteresis loop. By reducing the trajectories of the working points when exposed to a negative voltage drop of the amplified signal by returning the working points of each of the magnetic circuits to a state where they are located respectively at the beginning of the control and at the end of the working half-cycle of the magnetization reversal, the performance is improved.

3535

Claims

Claim

A magnetic amplifier containing a source of amplified signal, the first and second working windings located respectively on the first

55

These are connected to the anode of the first diode and the second diode cathode respectively, and connected to the common point by 45 terminals connected to one output of the primary winding of the transformer, the first secondary winding of which is connected to the sawtooth generator, and the second through the rectifier to the single θθ vibrator, control input which is connected to the output of the element OR, the first and second control windings, located respectively on the first and second magnetic conductors and connected in series in a chain, one output of which It is intended to be connected to one output terminal of the source of the amplified signal, and the other through a current sensor connected 7

1488956

eight

To another output of the source of the amplified signal, the first and second additional windings, located respectively on the first and second $ of the magnetic cores and connected anti-sequentially to a chain connected by one output to one output of a transistor switch, the other output of which is connected to one input terminal generator sawtooth voltage, and its control input is connected to the output of the one-shot, inverter, the input connected to the anode of the third diode, and the output to one 15 input element OR, the other input .kot Oogo is connected to the cathode of the fourth diode, the fifth diode, an anode connected to the cathode of the sixth diode and one output of a chain of 20 connected first and second control windings, the first and second differentiating chains, one input of which are combined and intended to be connected to another output- The 25th output of the source of the amplified signal, the other input pins of the first and second differentiating chains are connected respectively to the cathode of the fifth and anode of the sixth diode, and their output pins are connected accordingly. but the cathode and anode of the third chetvertogo.diodov, additional transformer whose primary winding beginning and the end respectively connected to the cathode of the first

The second anode of the second diode, and the middle one, is connected to another output of the primary winding of the transformer, one secondary winding of the additional transformer is connected to the other output of the chain from the first and second additional windings connected in series, and to the other output terminal of the sawtooth generator, the control input through which a DC amplifier is connected to the output of a current sensor, the other secondary winding of an additional transformer is connected to the input of a rectifier bridge The outputs of which are designed to connect the load, different from the fact that, in order to improve performance with negative stepwise changes in the input current, it is equipped with a controlled rectifier and the element And, and the transformer is equipped with a third secondary winding, and the control input of the controlled rectifier is connected to the output of the element And , one and the other inputs of which are connected respectively to the output of the inverter and the output of the one-shot, the third secondary winding of the transformer is connected to the input of the controlled rectifier, one and the other outputs of which are connected respectively to the same terminals of the sawtooth voltage generator and the transistor switch.