патенты / 19813

785549-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .

... 53%


. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
РћРџРРЎРђРќРР• РЗОБРЕТЕНРРЇ GB785549A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦРР¤РРљРђР¦РРЇ 785,549 Дата подачи заявки Рё подачи полной спецификации 13 января 1955 Рі. 785,549 13, 1955. в„– 1081/55. 1081/55. Заявление подано РІ Соединенных Штатах Америки 26 февраля 1954 Рі. 26, 1954. Заявление подано РІ Соединенных Штатах Америки 24 мая 1954 РіРѕРґР°. 24, 1954. Полная спецификация опубликована 30 октября 1957 Рі. 30, 1957. Рндекс РїСЂРё приемке: - Классы 40 (1), 1 Рђ 5 Рђ; Рё 40 (4), 9 Дж. :- 40 ( 1), 1 5 ; 40 ( 4), 9 . Международная классификация: - 8 03 . : - 8 03 . ПОЛНАЯ СПЕЦРР¤РРљРђР¦РРЇ Усовершенствования магнитных усилителей или относящиеся Рє РЅРёРј РњС‹, , , корпорация, учрежденная РІ соответствии СЃ законодательством штата Калифорния, Соединенные Штаты Америки, 1607 Рі., Флауэр-стрит, Глендейл, Калифорния, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем РѕР± изобретении. , для чего РјС‹ молимся, чтобы нам был выдан патент, Р° метод, СЃ помощью которого РѕРЅ должен быть реализован, должен быть РїРѕРґСЂРѕР±РЅРѕ описан РІ следующем заявлении: Настоящее изобретение относится Рє магнитным усилителям Рё, более конкретно, Рє устройству для ускорение отклика таких усилителей Рё обеспечение возможности каскадного соединения РёС… каскадов без задержки отклика, которая возникает РІ усилителе типа СЃР±СЂРѕСЃР°, РЅР° количество циклов, пропорциональное количеству каскадированных каскадов. , , , , , 1607, , , , , , , , : . Настоящее изобретение обеспечивает магнитный усилитель, имеющий обратимый цикл работы, причем каждый цикл соответствует РїРѕ продолжительности полупериоду подаваемого Рє нему линейного тока, содержащий РїРѕ меньшей мере РѕРґРЅСѓ пару насыщающихся сердечников, циклически работающие средства для поочередного насыщения сначала РѕР±РѕРёС… указанных сердечников. РІ РѕРґРЅРѕРј направлении, Р° затем РІ противоположном направлении путем одновременного воздействия РЅР° указанные сердечники магнитного потока, создаваемого переменным сетевым током, средства для осуществления временного разделения насыщений указанных сердечников РІРѕ время определенных циклов работы путем воздействия РЅР° РїРѕ меньшей мере РѕРґРёРЅ РёР· указанных сердечников магнитным потоком создаваемый сигнальным током РІРѕ время таких циклов работы, Рё средство, работающее СЃРёРЅС…СЂРѕРЅРЅРѕ СЃ насыщением РїРѕ меньшей мере РѕРґРЅРѕРіРѕ РёР· указанных сердечников РІРѕ время конкретных циклов работы Рё после каждого его насыщения для управления подачей выходного тока РѕС‚ указанного усилителя РІ пределах конкретных циклов. работы Рё РІРѕ время временного разделения РїРѕ насыщениям сердечников РІ таких циклах Рё без какого-либо переноса памяти РІ ядрах РёР· конкретных циклов работы РІ следующие циклы работы, что представлено потоком РІ ядрах. , , , , , . Рзобретение также относится Рє магнитным усилителям, которые обеспечивают улучшенную энергоэффективность РїРѕ сравнению СЃ усилителями, используемыми РІ настоящее время, Рё которые РЅРµ РјРѕРіСѓС‚ потреблять чрезмерный ток РѕС‚ источника питания даже РїСЂРё значительных изменениях напряжения РІ сети. РљСЂРѕРјРµ того, магнитные усилители, сконструированные РІ соответствии СЃ изобретением, предотвращают чрезмерный нагрев даже РїСЂРё значительных изменениях сетевого напряжения. 3 6 , . Р’ некоторых областях техники требуется быстрая Рё чувствительная реакция РЅР° электрические сигналы. Например, реакция автоматически наведенного РѕСЂСѓРґРёСЏ или пушки РЅР° такие сигналы должна быть очень быстрой Рё чувствительной, особенно РєРѕРіРґР° цель сама движется неуловимо. путь Для выполнения такой работы были разработаны сервомеханизмы. Р’ составе таких сервомеханизмов используются средства усиления относительно слабого выходного сигнала, чтобы можно было использовать относительно сильный сигнал для управления работой последовательных компонентов системы Рё, наконец, пистолета. сам. , , ' , , . Р’ области магнитных усилителей основные характеристики таких устройств лучше всего можно описать СЃ помощью петли гистерезиса. . Параметры Рё форма этой петли характеризуют используемый магнитный материал Рё конфигурацию структуры сердечника. Обычно РѕСЃСЊ ординат или вертикальную РѕСЃСЊ выражают через плотность потока (гаусс), Р° абсциссу или горизонтальную РѕСЃСЊ - через магнитодвижущую силу (эрстедс). ). () (). Относительно РѕСЃРё ординат плотность потока, измеренная РІ гауссах, РїСЂСЏРјРѕ пропорциональна количеству вольт-секунд РЅР° виток обмотки РЅР° квадратный сантиметр площади поперечного сечения сердечника. Как только площадь поперечного сечения сердечника Рё количество витков РЅР° обмотку фиксированы, тогда значение ординаты может быть выражено РІ вольт-секундах. Аналогично, как только эффективная длина магнитного пути Рё число витков РЅР° обмотку для данного сердечника фиксированы, значение абсцисс может быть представлено РІ единицах ампер. . , - - - , - , , . Таким образом, будет понятно, что «вольт-секунды» — это интеграл РїРѕ времени приложенного переменного напряжения, который, конечно же, представляет СЃРѕР±РѕР№ площадь РїРѕРґ РєСЂРёРІРѕР№ зависимости напряжения РѕС‚ времени. Аналогичным образом становится очевидным, что скорость изменения вольт-секунд РЅР° 785 549 — это напряжение, который РІ дальнейшем может называться «ставка». " " , , , 785,549 - , " ". Что касается петли гистерезиса, положительное насыщение достигается там, РіРґРµ верхняя часть РєСЂРёРІРѕР№ выравнивается, Р° отрицательное насыщение возникает, РєРѕРіРґР° кривая приближается Рє СѓСЂРѕРІРЅСЋ РІ нижней части. Сердечник РїСЂРё насыщении РЅРµ будет демонстрировать дальнейшего увеличения вольт-секунд. Единственный эффект попытка увеличить вольт-секунды сверх насыщения означает увеличение тока. РўРѕ же самое верно Рё РІ отношении насыщения РІ противоположной полярности или направлении. Р’ верхней половине петли гистерезиса уровень или краска максимальных вольт-секунд называется «положительным насыщением». , Р° РІ нижней половине цикла уровень или точка максимального значения вольт-секунд называется «отрицательным насыщением». , , - , " ", - " ". Вольт-секунды, необходимые для изменения магнитного состояния сердечника СЃ положительного насыщения РЅР° отрицательное насыщение или наоборот, Р±СѓРґСѓС‚, конечно, варьироваться РІ зависимости РѕС‚ площади поперечного сечения сердечника Рё магнитного материала, РёР· которого РѕРЅ изготовлен, Рё РјРѕРіСѓС‚ быть равны СѓРґРѕР±РЅРѕ называть «емкостью СЏРґСЂР° РІ вольт-секундах». - , - , " - " . Материалы сердечника для магнитных усилителей следует выбирать СЃ целью получения относительно резкой разницы между импедансом, проявляемым РІ ненасыщенном Рё насыщенном состояниях соответственно, Рё минимизации тока, необходимого для насыщения. Р’ целом для этих целей удовлетворительны материалы, имеющие прямоугольные петли гистерезиса. ; материалы, обозначенные торговыми названиями «», В«-В» Рё «», являются РёС… примерами. , , ; " ", " - ", " . Более ранние магнитные усилители, как правило, имели медленный отклик; то есть между входным сигналом Рё его результирующим выходом РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ промежуток времени РІ несколько циклов приложенного переменного напряжения. Таким образом, РІ магнитных усилителях достигается полезный выигрыш Р·Р° счет памяти или того, что можно было Р±С‹ назвать процессом интегрирования «Память», являющимся результатом тот факт, что энергия Р·Р° РѕРґРёРЅ полупериод переменного напряжения сохраняется для использования РІ последовательных полупериодах переменного напряжения. «Процесс интегрирования» РёРЅРѕРіРґР° РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ потому, что небольшие количества энергии РјРѕРіСѓС‚ сохраняться РІ последовательных полупериодах Рё накапливаться для контролировать конечное производство выходного импульса. ; , " " " " . Более РїРѕР·РґРЅРёРµ разработки привели Рє созданию магнитного усилителя, широко известного РІ данной области техники как так называемый усилитель СЃ «быстрым откликом» или «сбросом». Работу усилителя этого типа лучше всего описать СЃРѕ ссылкой РЅР° РґРІР° периода; последовательные полупериоды сетевого напряжения противоположной полярности, определяющие РґРІР° периода, характерных для его работы. РћРґРёРЅ период является периодом «сброса» или «периода РІРІРѕРґР° сигнала», Р° РґСЂСѓРіРѕР№ период известен как «период питания». - " " " " ; , " " " " " ". Р’ конце периода питания, соответствующего началу следующего периода СЃР±СЂРѕСЃР°, РґРІР° СЏРґСЂР° насыщаются РІ РѕРґРЅРѕРј Рё том же направлении, например, положительно насыщаются. Р’ течение последующего периода СЃР±СЂРѕСЃР° СЏРґСЂР° РїСЂРё отсутствии какого-либо сигнала сбрасываются практически РІ одинаковой степени. Рє отрицательному насыщению Р·Р° счет СЃР±СЂРѕСЃР° 70 напряжения. Что касается петли гистерезиса, такой СЃР±СЂРѕСЃ осуществляется путем введения вольтсекунд РІ сердечники для изменения РёС… магнитных состояний так, чтобы РѕРЅРё были представлены точками РЅР° петле между положительным Рё отрицательным 75 насыщением. сигнал РІ течение этого интервала ускоряет СЃР±СЂРѕСЃ РѕРґРЅРѕРіРѕ СЏРґСЂР° Рё пропорционально замедляет СЃР±СЂРѕСЃ РґСЂСѓРіРѕРіРѕ СЏРґСЂР°. Р’ течение последующего периода питания РѕР±Р° СЏРґСЂР° продвигаются Рє РёСЃС…РѕРґРЅРѕРјСѓ состоянию -0 или положительному состоянию насыщения СЃ одинаковой скоростью. ядер, РѕРґРЅРѕ обязательно достигает положительного насыщения раньше РґСЂСѓРіРѕРіРѕ, Рё РІ интервале времени между таким положительным насыщением 85 РѕРґРЅРѕРіРѕ СЏРґСЂР° Рё таким положительным насыщением РґСЂСѓРіРѕРіРѕ, мощность передается РІ нагрузку. После насыщения второго СЏРґСЂР° мощность РЅРµ отключается. подается РЅР° нагрузку, Рё цикл завершается, РєРѕРіРґР° начинается следующий период СЃР±СЂРѕСЃР°. период мощности первой ступени соответствует 95 периоду СЃР±СЂРѕСЃР° второй ступени, Рё аналогично для дополнительных ступеней. Таким образом, каждая используемая дополнительная ступень РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє дополнительной задержке полупериода между входным сигналом усилителя Рё результирующим выходным сигналом, полученным 100 РёР· него. , , , , 70 , 75 , -0 , , 85 , , 90 , 95 , , 100 . Работа магнитных усилителей, воплощающих настоящее изобретение, может быть описана СЃРѕ ссылкой РЅР° РѕРґРёРЅ период; РЅРµ более РѕРґРЅРѕРіРѕ полупериода приложенного линейного напряжения 105, определяющего весь период, характерный для его работы. Р’С…РѕРґРЅРѕР№ Рё результирующий выходной сигнал РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґСЏС‚ последовательно РІ течение этого же периода. Два связанных СЏРґСЂР° переходят РёР· РѕРґРЅРѕРіРѕ насыщенного состояния РІ РґСЂСѓРіРѕРµ насыщенное состояние 110 (например, РѕС‚ положительного насыщения РґРѕ отрицательного насыщения) Р·Р° РѕРґРёРЅ Рё тот же период. ; 105 110 ( , ) . Р’ течение последующего периода эти СЏРґСЂР° меняются местами Рё переходят РІ РёСЃС…РѕРґРЅРѕРµ (положительное) состояние насыщения. Сигнал подается, РєРѕРіРґР° 115 РѕР±Р° СЏРґСЂР° переходят РёР· РѕРґРЅРѕРіРѕ состояния насыщения РІ РґСЂСѓРіРѕРµ состояние насыщения Рё РґРѕ насыщения любого СЏРґСЂР°. Это известно как сигнал. РІС…РѕРґРЅРѕР№ интервал РћР±Р° СЏРґСЂР° движутся Рє насыщению практически СЃ одинаковой скоростью РІ отсутствие сигнала. Однако введение сигнала РІРѕ время РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ интервала увеличивает редкость, СЃ которой РѕРґРёРЅ РєРѕСЂ: () 115 120 , : движется Рє насыщению Рё уменьшает . , . скорость, СЃ которой РґСЂСѓРіРѕРµ СЏРґСЂРѕ движется Рє тому же состоянию насыщения. 125 . Р’ результате временного разделения насыщений сердечников мощность подается РЅР° нагрузку РІ интервале времени между насыщениями сердечников. Введение напряжения 130 Р’ РЅРµ РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє перегрузке даже РїСЂРё значительных изменениях амплитуды Рё частоты напряжение сети Например, напряжение сети может изменяться РЅР° 15 Р’ выше или РЅР° 15 Р’ ниже нормального значения РІ 115 Р’ 70 без какой-либо перегрузки источника напряжения. - , 130 , 15 15 115 70 . Такое устранение перегрузки важно для предотвращения чрезмерного нагрева усилителя Рё источника напряжения Рё для поддержания его эптнументальной работы, С‚. Рµ. полного насыщения определенных сердечников РІ течение каждого полупериода Рё очень близко Рє концу каждого полупериода сетевого напряжения. , , 75 . Р’ этом варианте осуществления изобретения первая пара насыщающихся сердечников образует РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕР№ усилитель 80, Р° вторая пара насыщающихся сердечников образует переключающий усилитель. Линейные обмотки наматываются РЅР° сердечники РІ переключающем усилителе Рё РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј усилителе для подачи линейного напряжения. РѕС‚ источника РџРѕРјРёРјРѕ обмоток линии 85 РЅР° сердечниках, РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј усилителе РЅР° сердечниках расположены входные обмотки, которые дифференциально соединены для создания РІ РёС… сердечниках магнитных потоков противоположной полярности. 80 85 , . Пары дифференциально соединенных выходных обмоток 90 также расположены РЅР° сердечниках РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј усилителе Рё РІ переключающем усилителе. Выходная цепь, включающая выпрямители Рё нагрузку, подключена Рє выходным обмоткам РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј Рё переключающем усилителях 95. Сердечники РІ каждой паре так связано СЃ обмотками РЅР° сердечниках, что РѕРґРёРЅ РёР· сердечников переключающего усилителя насыщается первым, РєРѕРіРґР° линейное напряжение подается РЅР° магнитный усилитель. После того, как сердечник переключающего усилителя 100 насыщается, РѕР±Р° сердечника РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРіРѕ усилителя насыщаются одновременно, РєРѕРіРґР° нет РІС…РѕРґРЅРѕР№ сигнал подается РЅР° входные обмотки РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРіРѕ усилителя, Рё сердечники насыщаются РІ разное время РїСЂРё подаче 105 РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ сигнала РЅР° входные обмотки. Выходной сигнал создается РЅР° нагрузке РІ течение времени РІ каждом полупериоде линейного напряжения. РєРѕРіРґР° РѕРґРЅРѕ РёР· ядер РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРіРѕ усилителя насыщается Рё РґРѕ тех РїРѕСЂ, РїРѕРєР° РЅРµ насытится РґСЂСѓРіРѕРµ СЏРґСЂРѕ усилителя. 90 95 100 , , 105 110 . Как описано выше, РѕРґРёРЅ РёР· сердечников переключающего усилителя Рё РїРѕ меньшей мере РѕРґРёРЅ РёР· сердечников РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРіРѕ усилителя насыщаются Рє концу каждого полупериода напряжения сети 115 Р’. Затем РІ течение полупериода ток течет через выходную обмотку, расположенную РЅР° ненасыщенном сердечнике импульсного усилителя. Этот ток направлен РІ направлении, предотвращающем насыщение сердечника. Поскольку сердечник 120 остается ненасыщенным, РѕРЅ обеспечивает высокий импеданс линейному напряжению Рё ограничивает ток, протекающий РѕС‚ источника линейного напряжения через линейные обмотки. Таким образом, источник сетевого напряжения РЅРµ может нагружаться более 125 Р’ даже РїСЂРё значительных изменениях амплитуды Рё частоты сетевого напряжения, Р° источник напряжения Рё усилитель РЅРµ РјРѕРіСѓС‚ чрезмерно нагреваться. Таким образом, РґРІР° сердечника импульсного усилителя РЅРµ только РІ 130 раз сигнал является причиной такого временного разделения Рё, следовательно, управляет результирующим выходным сигналом. , 115 , 120 , , 125 , , 130 . Как правило, напряжение сигнала имеет тенденцию устанавливать ток нагрузки. Однако, если Р±С‹ это было разрешено, усилитель практически РЅРµ обеспечивал Р±С‹ усиления РїРѕ мощности. Настоящее изобретение обеспечивает путь СЃ высоким импедансом между входным сигналом Рё нагрузкой для передачи мощности РІ течение интервала РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ сигнала без влияние сигнала РЅР° временное разделение моментов насыщения сердечника. Р’Рѕ время интервала выходной мощности путь СЃ высоким импедансом становится путем СЃ РЅРёР·РєРёРј импедансом для передачи мощности, тем самым обеспечивая усиление мощности. , , , . Поскольку весь цикл работы усилителей РІ соответствии СЃ настоящим изобретением совершается Р·Р° РѕРґРёРЅ полупериод приложенного сетевого напряжения или, РїРѕ сути, Р·Р° небольшой участок полупериода, начинающийся РІ начале полупериода , можно каскадировать несколько ступеней усиления, РїСЂРё этом выходной сигнал РЅР° каждой ступени находится РІ интервале РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ сигнала следующей ступени; РІСЃРµ РІ пределах РѕРґРЅРѕРіРѕ полупериода. Следовательно, сигнал, поступающий РЅР° первую ступень РІ начале полупериода, будет давать результирующий выходной сигнал последней ступени РІ пределах данного полупериода, причем этот выходной сигнал РЅРµ зависит РѕС‚ сигналов, поступивших РґРѕ данного полупериода. цикл. , , , , ; , , . Работу магнитных усилителей РІ соответствии СЃ настоящим изобретением можно рассматривать как обратимую, поскольку полный цикл работы усилителя может осуществляться РїСЂРё переходе сердечников либо РѕС‚ положительного Рє отрицательному насыщению, либо РѕС‚ отрицательного Рє положительному насыщению. Цикл работы усилителя завершается, РєРѕРіРґР° сердечники переходят РёР· РѕРґРЅРѕРіРѕ РІ противоположное состояние насыщения РІ течение РѕРґРЅРѕРіРѕ полупериода приложенного линейного напряжения. Другой цикл работы усилителя может быть завершен сразу после этого, РєРѕРіРґР° сердечники переходят РёР· указанного противоположного состояния обратно РІ РёСЃС…РѕРґРЅРѕРµ состояние насыщения; это, конечно, РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РІРѕ время следующего полупериода сетевого напряжения. РљСЂРѕРјРµ того, РІРѕ время полупериода сетевого напряжения, вызывающего срабатывание ядер; РџСЂРё переходе РёР· РѕРґРЅРѕРіРѕ состояния насыщения РІ РґСЂСѓРіРѕРµ, РІС…РѕРґРЅРѕР№ сигнал вступает РІ силу РґРѕ насыщения любого СЏРґСЂР°, Р° временное разделение насыщений СЏРґСЂР° осуществляется СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј, объясненным выше, обеспечивая выходную мощность после насыщения первого СЏРґСЂР° Рё РґРѕ насыщение второго СЏРґСЂР°. ; , , , ; , , . Поскольку между РІС…РѕРґРѕРј сигнала Рё нагрузкой для передачи мощности РІ течение интервала РІРІРѕРґР° сигнала устанавливается путь СЃ высоким импедансом, Рё поскольку путь СЃ высоким импедансом становится путем СЃ РЅРёР·РєРёРј импедансом для передачи мощности РІ течение интервала выходной мощности, то можно видеть, что сигналы Сигналы любой полярности или «переменного тока» РјРѕРіСѓС‚ быть усилены. , , " " . Р’ дополнение Рє вышеперечисленным функциям магнитный усилитель также включает РІ себя функции саморегулирования, которые предотвращают выполнение источником сетевого напряжения функции переключения, Р° также функцию регулирования, предотвращающую перегрузку источника линейного напряжения. , - 5 785,549 785,549 . Принимая РІРѕ внимание вышеизложенное, среди целей настоящего изобретения можно выделить следующие: создание магнитного усилителя, СЃРїРѕСЃРѕР±РЅРѕРіРѕ выполнять полный цикл работы усилителя РІ интервале РѕРґРЅРѕРіРѕ полупериода приложенного линейного напряжения; создание магнитного усилителя, СЃРїРѕСЃРѕР±РЅРѕРіРѕ выдавать выходное напряжение РЅР° более высоких СѓСЂРѕРІРЅСЏС… напряжения для данного линейного напряжения, чем достигалось ранее; обеспечение магнитного усилителя, СЃРїРѕСЃРѕР±РЅРѕРіРѕ иметь множество ступеней усиления СЃ общей временной задержкой менее полупериода приложенного линейного напряжения; обеспечение многокаскадного магнитного усилителя, РІ котором каждый каскад получает СЃРІРѕР№ РІС…РѕРґРЅРѕР№ сигнал РІ течение выходного периода предыдущего каскада, причем РІСЃРµ последовательно выполняются РІ течение РѕРґРЅРѕРіРѕ полупериода приложенного линейного напряжения; обеспечение такого многокаскадного магнитного усилителя, обеспечивающего увеличенный коэффициент усиления РЅР° единицу времени задержки, обеспечение магнитного усилителя для поддержания РїРѕ существу оптимальной работы даже РїСЂРё значительных изменениях амплитуды Рё частоты линейного напряжения Рё для получения желаемого выходного сигнала сигнал даже РїСЂРё таких колебаниях сетевого напряжения; обеспечение магнитного усилителя, имеющего функции саморегулирования для предотвращения перегрузки Рё чрезмерного нагрева усилителя Рё источника сетевого напряжения даже РїСЂРё значительных изменениях амплитуды Рё частоты сетевого напряжения; наличие магнитного усилителя, РІ котором действуют функции саморегулирования, гарантирующие, что выходной импульс создается РІ каждом полупериоде линейного напряжения независимо РѕС‚ значительных изменений амплитуды линейного напряжения Рё РІ том же полупериоде, что Рё тот, РІ котором вводится РІС…РѕРґРЅРѕР№ сигнал; обеспечение магнитного усилителя, включающего средства для снижения рассеиваемой мощности РІ магнитном усилителе Рё РІ линии РґРѕ РјРёРЅРёРјСѓРјР°, особенно РєРѕРіРґР° РІ усилитель РЅРµ подается сигнал для усиления; обеспечение магнитного усилителя для повышения эффективности работы усилителя, так что выходной импульс оптимальной амплитуды может генерироваться усилителем РїСЂРё подаче РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ сигнала; создание магнитного усилителя, требующего минимального количества компонентов для получения описанных выше преимуществ; создание магнитного усилителя вышеуказанного типа, РІ котором можно регулировать амплитуду выходного сигнала Рё относительное время РІ течение каждого полупериода, РІ течение которого создается выходной сигнал, Рё обеспечение СЃРїРѕСЃРѕР±Р° регулирования работы магнитный усилитель для предотвращения перегрузки Рё чрезмерного нагрева источника сетевого напряжения Рё усилителя даже РїСЂРё значительных изменениях амплитуды Рё частоты сетевого напряжения. , : ; ; ; - , ; - , ; - ; - ; , ; ; ; , . Другие Рё дополнительные цели изобретения станут очевидными для специалистов РІ данной области техники после прочтения следующего РїРѕРґСЂРѕР±РЅРѕРіРѕ описания РІ свете прилагаемых чертежей, РЅР° которых: Фиг.1 представляет СЃРѕР±РѕР№ принципиальную схему полуволнового магнитного усилителя 70-РіРѕ типа. действует РІ соответствии СЃ принципами настоящего изобретения; Фигура 2 представляет СЃРѕР±РѕР№ графическое изображение подходящих структур СЃ насыщающимся сердечником, имеющих соответствующие обмотки РІ соответствии СЃ принципиальной схемой Фигуры 1; РќР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 3 показана типичная петля гистерезиса для любого РёР· сердечников, показанных РЅР° рисунках 1 Рё 2; РќР° фиг.4 представлена модифицированная принципиальная схема магнитного усилителя полуволнового типа, который может воплощать принципы действия автотрансформатора; Фигура 5 представляет СЃРѕР±РѕР№ принципиальную схему магнитного усилителя мостового типа, работающего аналогично усилителю полуволнового типа, показанного РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 4; Фиг.6 представляет СЃРѕР±РѕР№ принципиальную схему магнитного усилителя двухполупериодного типа, также работающего РІ соответствии СЃ принципами настоящего изобретения; 90 РќР° СЂРёСЃ. 7Р° показана типичная форма сигнала приложенного линейного напряжения; Фигура 7b представляет СЃРѕР±РѕР№ РѕРґРЅРѕ РёР· представлений формы волны сигнального напряжения; Фигура 7c представляет СЃРѕР±РѕР№ форму волны напряжения, показывающую 95 относительное состояние насыщения РѕРґРЅРѕР№ РёР· жил данной пары относительно сигнального Рё линейного напряжений; Фигура 7d представляет СЃРѕР±РѕР№ форму волны напряжения, показывающую относительное состояние насыщения РґСЂСѓРіРёС… 100 сердечников пары относительно сигнального Рё линейного напряжений; Фигура 7e представляет СЃРѕР±РѕР№ форму волны напряжения, показывающую выходной сигнал нагрузки РІ зависимости РѕС‚ линейного Рё сигнального напряжений; 105 РќР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 8 представлена принципиальная схема магнитного усилителя двухполупериодного мостового типа, работающего РІ соответствии СЃ принципами настоящего изобретения: , : 1 70 ; 2 75 1; 3 1 2; 4 80 - ; 5 85 4; 6 ; 90 7 ; 7 ; 7 95 ; 7 100 ; 7 ; 105 8 : Фигура 9 представляет СЃРѕР±РѕР№ трехкаскадный магнитный усилитель 110, РІ котором используются датчики полноволнового типа Рё показан как усилитель управления РІ сервоконтуре; Рё фиг. 10 представляет СЃРѕР±РѕР№ принципиальную схему конкретного варианта осуществления настоящего изобретения СЃРѕ 115 условными обозначениями, обозначающими параметры схемы конкретного раскрытого варианта осуществления. 9 - 110 ; 10 115 . Фигура 11 представляет СЃРѕР±РѕР№ принципиальную схему, иллюстрирующую дополнительный вариант осуществления магнитного усилителя, включающий РІ себя признаки 120 саморегулирования изобретения; Фигуры СЃ 12Рђ РїРѕ 12РЎ включительно представляют СЃРѕР±РѕР№ репрезентативные кривые, иллюстрирующие формы сигналов напряжения РЅР° выводах усилителя, показанного РЅР° фигуре 11, РєРѕРіРґР° РІ усилитель подается относительно высокое линейное напряжение Рё РЅРµ подается напряжение сигнала 125 Р’; Фигуры СЃ 13Рђ РїРѕ 13РЎ включительно представляют СЃРѕР±РѕР№ репрезентативные кривые, иллюстрирующие формы сигналов напряжения РЅР° клеммах РїСЂРё подаче относительно РЅРёР·РєРѕРіРѕ линейного напряжения Рё отсутствии сигнального напряжения; 130 785 549 РќР° рисунках СЃ 14 РїРѕ 14 включительно представлены характерные кривые, иллюстрирующие формы сигналов напряжения РЅР° выводах для случая, РєРѕРіРґР° РІ усилитель подаются относительно высокое линейное напряжение Рё относительно большое сигнальное напряжение; Фигуры СЃ 15A РїРѕ 15D включительно представляют СЃРѕР±РѕР№ репрезентативные кривые, иллюстрирующие формы сигналов напряжения РЅР° выводах, РєРѕРіРґР° РІ усилитель подаются относительно РЅРёР·РєРѕРµ линейное напряжение Рё относительно высокое сигнальное напряжение; Рё РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 16 представлена петля гистерезиса для типичного намотанного сердечника, используемого РІ магнитном усилителе, показанном РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 11. 11 - 120 ; 12 12 , , 11 125 ; 13 13 , ; 130 785,549 14 14 , , ; 15 15 , , ; 16 11. Принцип работы устройства РІ соответствии СЃ настоящим изобретением наиболее легко понять РёР· упрощенной принципиальной схемы, показанной РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 1. Работа схемы, показанной РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 1, сначала будет описана РІ СЃРІСЏР·Рё СЃ ее применением РІ качестве магнитного усилителя переменного тока Рё РІРѕ-вторых, как магнитный усилитель постоянного тока, причем эти термины обозначают, соответственно, просто сигнал обратной полярности Рё сигнал РѕРґРЅРѕР№ полярности. Первый насыщающийся сердечник 11 показан РІ соответствии СЃ электрическими символами РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 1, РѕРґРЅРѕР№ РёР· подходящих конфигураций является тороид 11, показанный РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ. 2. Конфигурация сердечника, конечно, РЅРµ ограничивается проиллюстрированной тороидальной формой, РЅРѕ тороид действительно представляет СЃРѕР±РѕР№ РѕРґРЅСѓ СѓРґРѕР±РЅСѓСЋ структуру, обеспечивающую магнитный путь для установления взаимной СЃРІСЏР·Рё между множеством обмоток, намотанных РІРѕРєСЂСѓРі него. 1 1 , , , 11 1, 11 2 , , . Второй сердечник 13, обычно имеющий магнитные характеристики, аналогичные первому сердечнику, также показан РІ форме тороида РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 2. Линейная обмотка 15 намотана РІРѕРєСЂСѓРі первого сердечника 11, Р° дополнительная линейная обмотка 17 - РІРѕРєСЂСѓРі второго сердечника 13. линейные обмотки соединены последовательно посредством соединения 19. Следует отметить, что хотя линейные обмотки 15 Рё 17 показаны как отдельные обмотки, РІ дальнейшем будет очевидно, что фактически двойные обмотки, включенные последовательно, представляют СЃРѕР±РѕР№ эквивалентную одиночную обмотку, имеющую витки. обернут РІРѕРєСЂСѓРі РѕР±РѕРёС… ядер 11 Рё 13. 13, , 2 15 11 17 13, 19 15 17 , 11 13. Пара выводов 20 Рё 21 РїСЂРѕС…РѕРґРёС‚ соответственно РѕС‚ обмоток 15 Рё 17 Рє клеммам линейного РІС…РѕРґР° 23 Рё 25, средства поглощения напряжения, показанные РІ РІРёРґРµ резистора 28, подключенного Рє выводу 20. Сигнальные обмотки 27 Рё 29 расположены соответственно РЅР° сердечниках 11 Рё 29. 13 Рё соединены дифференциально, С‚. Рµ. последовательно, РІ противоположном направлении. Пара РїСЂРѕРІРѕРґРѕРІ 31 Рё 33 РїСЂРѕС…РѕРґРёС‚ РѕС‚ обмоток 27 Рё 29 Рє клеммам сигнального РІС…РѕРґР° 35 Рё 37 соответственно. Защитное сопротивление, представленное резистором 39, подключено Рє выводу 33. для ограничения тока через сигнальную цепь, особенно после насыщения РѕРґРЅРѕРіРѕ или РѕР±РѕРёС… сердечников. Хотя резисторы 28 Рё 39 представлены как отдельные компоненты, следует понимать, что РѕРЅРё РјРѕРіСѓС‚ представлять сопротивление обмоток, СЃ которыми РѕРЅРё включены последовательно. 20 21 15 17 23 25, 28 20 27 29 11 13 , , 31 33 27 29 35 37, , 39, 33 , 28 39 , . Пара выходных обмоток 43 Рё 45 соединена дифференциально, С‚. Рµ. последовательно, РІ противоположном направлении РїРѕ отношению Рє индуцированному РІ РЅРёС… току, вызываемому линейным током. Выходные обмотки 43 Рё 45 соответственно расположены РЅР° сердечниках 11 Рё 13 следующим образом: РёР· сигнальных обмоток 27 Рё 29, выходные обмотки 70 имеют выводы 47 Рё 49 соответственно. 43 45 , , 43 45 11 13 27 29, 70 47 49, . РќР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 2 показано направление намотки каждой обмотки РЅР° сердечниках 11 Рё 13 относительно 75 РґСЂСѓРіРёС… обмоток РЅР° РЅРёС…. Р’ действительности обмотки перекрываются, Рё каждая обмотка может располагаться РїРѕ всей периферии тороидов, РЅРѕ для простоты РќР° изображении обмотки показаны РЅР° небольшом расстоянии РґСЂСѓРі РѕС‚ РґСЂСѓРіР°, примерно РЅР° расстоянии 80 тороидальных нериметров. 2 11 13 75 , 80 . Нагрузка для магнитного усилителя РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 1 представлена резистором 51, подключенным между выходными клеммами усилителя 53 Рё 55. 1 51 53 55. Вывод 57 подключен между выводом 85, клеммой 49, связанной СЃ выходной обмоткой, Рё выходной клеммой 55 усилителя, Р° дополнительный вывод 59 РїСЂРѕС…РѕРґРёС‚ РѕС‚ выходной клеммы 53 усилителя через переключатель, представленный РІ РІРёРґРµ выпрямителя 61, Рє выходной клемме 47 РґСЂСѓРіРѕРіРѕ выхода 90. поставить обмотку 43. 57 85 49 55 59 53 61, 47 90 43. Подходящее линейное напряжение представлено РЅР° фиг.7Р° РІ РІРёРґРµ волны 71 переменного тока, симметричной относительно РѕСЃРё 73, хотя такое симметричное распределение РІРѕРєСЂСѓРі РѕСЃРё РЅРµ является существенным РІ соответствии СЃ настоящим изобретением. 7 71, 73, 95 . Горизонтальная РѕСЃСЊ 73 измеряется РїРѕ времени, Р° вертикальная РѕСЃСЊ РїРѕ напряжению, так что точка РЅР° РѕСЃРё 73 представляет конец РѕРґРЅРѕРіРѕ полупериода линейного напряжения, измеренного РѕС‚ точки 100 77, Р° точка 79 указывает конец РѕРґРЅРѕРіРѕ цикла линейного напряжения. Волна переменного тока 71, ранее обсуждавшийся усилитель СЃР±СЂРѕСЃР° предшествующего СѓСЂРѕРІРЅСЏ техники, полагается РЅР° временной интервал между точкой 77 Рё точкой 79 для выполнения своего цикла 105 работы, тогда как РІ раскрытых здесь сверхбыстрых усилителях весь цикл работы осуществляется РІ пределах полупериод или менее волны 71 переменного тока, то есть, РїРѕ крайней мере, между точками 77 Рё 75. Р’ сверхбыстром магнитном усилителе 110, показанном РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 1 Рё далее называемом усилителем полуволнового типа, работа такова: что выходной сигнал обеспечивается РІ течение интервалов, измеренных между точками 77 Рё 75, Р° также между точками 115, 79 Рё 81, РєРѕРіРґР° между клеммами 35 Рё 37 подается сигнал переменного тока РѕРґРЅРѕР№ фазы РїРѕ отношению Рє сетевому напряжению. Сигнал переменного тока противоположной фазы обеспечит выходной сигнал РІ течение интервалов СЃ 75 РїРѕ 79 Рё СЃ 81 РїРѕ 82. Здесь (120) обозначение полуволны относится Рє сигналам . Однако, РєРѕРіРґР° сигнал постоянного тока подается между входными клеммами 35 Рё 37, выходной сигнал может быть получен РІ течение каждого интервалов 77-75, 75-79, 79-81, 125 Рё С‚.Рґ. 73 73 100 77, 79 71, 77 79 105 , - , . 71, , 77 75 - 110 1 , 77 75 115 79 81 35 37 75 79 81 82 120 , , 35 37, 77-75, 75-79, 79-81, 125 . Работа усилителя, показанного РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 1, будет объяснена СЃРѕ ссылкой РЅР° его применение РІ качестве усилителя мощности переменного тока полуволнового типа, РїСЂРё этом сигнал переменного тока (сигнал обратной полярности) подается между сигнальными клеммами 35 Рё 37 Рё линией переменного тока. напряжение, такое как показано позицией 71 РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 7Р°, подается между входными клеммами усилителя 23 Рё 25. Предполагая, что волна переменного тока 71 РїСЂРѕС…РѕРґРёС‚ полупериод между точками 79 Рё 81 (СЂРёСЃСѓРЅРѕРє 7Р°), Рё что эта полярность обозначается значком положительный знак РЅР° клемме 23 Рё отрицательный знак РЅР° клемме 25, то направление тока через линейные обмотки 15 Рё 17 показано стрелками 91 Рё 93. Если сигнал, например, представленный волной 95, показанной РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 7 Р±, введен между клеммами РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ сигнала 35 Рё 37 так, что волна сигнала пересекает интервал между точками 97 Рё 99, клемма 37 отмечена положительным знаком, Р° клемма 35 - отрицательным знаком, направление тока через сигнал обмотки 27 Рё 29 обозначены стрелками 101 Рё 103, указывающими РІ противоположных направлениях. 1 , ( 130 785,549 ) 35 37 71 7 23 25 71 79 81 ( 7 ) 23 25, 15 17 91 93 , 95 7 , 35 37 97 99, 37 35 , 27 29 101and 103 . Направление тока здесь является основанием для утверждения, что сигнальные обмотки 27 Рё 29 соединены дифференциально или последовательно противоположно РґСЂСѓРі РґСЂСѓРіСѓ, причем токи, протекающие РІ сигнальных обмотках, оказывают противоположное воздействие РЅР° сердечники 11 Рё 13. Однако следует отметить, что ток, протекающий через сигнальную обмотку 27, оказывает РЅР° сердечник 11 влияние, оказываемое током, протекающим через линейную обмотку 15, тогда как воздействие, оказываемое РЅР° сердечник 13 током, протекающим через сигнальную обмотку 29, противоположно эффекту, РїСЂРѕРёР·РІРѕРґРёРјРѕРјСѓ линейным током, протекающим через линейную обмотку. 17. 27 29 , 11 13 , 27 11 15 13 29 17. Возвращаясь теперь Рє петле гистерезиса РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 3, точка 111 РЅР° РѕСЃРё ординат 113 представляет максимальное количество вольт-секунд РІ верхнем или положительном направлении для петли гистерезиса, которая является ординатной мерой положительного насыщения, Рё точка РЅР° РѕСЃРё ординат 113. РІ отрицательном направлении указывает максимальное количество вольт-секунд РЅР° петле гистерезиса, которая представляет СЃРѕР±РѕР№ отрицательное насыщение, РїСЂРё этом петля гистерезиса рассматривается как типичная петля для любого РёР· сердечников 11 или 13. Как было указано ранее, РѕР±Р° сердечника перемещаются РёР· положительного положения. Рє отрицательному насыщению или наоборот, РІ течение каждого полупериода РІС…РѕРґРЅРѕР№ волны переменного тока 71. Поскольку произвольная точка (79 РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 7Р°) была принята РІ качестве отправной точки для описания операции, эта точка будет считаться соответствующей точка 111 РЅР° петле гистерезиса РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 3. Следует понимать, что РІ течение интервала между точкой 75 Рё точкой 79 РЅР° волне 71 РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 7a сердечники 11 Рё 13 были перемещены РёР· состояния отрицательного насыщения, обозначенного ординатой. точку 115 РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 3 РґРѕ состояния положительного насыщения, обозначенного точкой 111. 3, 111 113 113 - , 11 13 , , , 71 ( 79 7 ) , 111 3 75 79 71 7 , 11 13 115 3 111. Поскольку линейное напряжение, обозначенное волной 71 РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 7Р°, движется РѕС‚ точки 79 Рє точке 81, сердечники 11 Рё 13 следуют петле гистерезиса РѕС‚ СѓСЂРѕРІРЅСЏ ординаты, обозначенного точкой 111, РІРЅРёР· РІ направлении левой СЂСѓРєРё. стрелка РІ направлении отрицательного насыщения, обозначенного точкой ординаты. Р’СЃРµ большее количество вольт-секунд передается РѕС‚ линейных обмоток 15 Рё 17 70 Рє сердечникам 11 Рё 13, поскольку площадь РїРѕРґ волной переменного тока 71 увеличивается СЃРѕ временем РІ течение полупериода, измеренного между пункты 79 Рё 81. , 71 7 , 79 81, 11 13 111 - - 15 17 70 11 13 71 79 81. РџСЂРё отсутствии какого-либо сигнального напряжения РЅР° тер 75 РјРёРЅ 35 Рё 37 жилы 11 Рё 13 насыщаются одновременно, как указано слева РЅР° рисунках 7 РІ Рё 7 Рі РҐ, которые соответственно показывают форму напряжения РЅР° линии. обмотке () Рё напряжение РЅР° линейной обмотке 80 17 (,,). Повышение напряжения РЅР° обмотке обозначено позицией 121, Р° повышение напряжения РЅР° обмотке 17 - позицией 123 РЅР° рисунках 7РІ Рё 7Рі соответственно; напряжение сигнала () равно нулю РІ течение этого интервала времени, как показано РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 85.7b. Сердечники обычно практически РѕРґРЅРѕСЂРѕРґРЅС‹, Р° витки обычно равны, так что напряжение практически равномерно делится между обмотками 15 Рё 17 Рё равными числами вольт. секунды прикладываются Рє каждому РёР· сердечников 90, 11 Рё 13. Волны напряжения линейной обмотки 121 Рё 123 повторяют форму волны приложенного линейного напряжения 71 РґРѕ тех РїРѕСЂ, РїРѕРєР° РЅРµ произойдет насыщение, после чего импеданс обмоток Рё 17 падает так, что напряжения обмотки 95 падают приблизительно РґРѕ нуля Рё следуют РѕСЃРё Рё 127 соответственно диаграмм формы волны РЅР° рисунках 7c Рё 7d, РїСЂРё этом линейное напряжение РІ течение этого интервала поглощается резистором 28. РљСЂРѕРјРµ того, РїСЂРё отсутствии сигнала напряжение 100 Вольт 100 стареет РїСЂРё клеммы 35 Рё 37, жилы переходят Рє насыщению (РѕС‚ точки ординаты 111 Рє точке ординаты 115) РїРѕ существу СЃ той же скоростью, что РІРёРґРЅРѕ РёР· сравнения СЂРёСЃСѓРЅРєРѕРІ 7c Рё 7d 105. Обсуждаемая выше обычная или обычная ситуация основана РЅР° Условие нулевого выхода для нулевого РІС…РѕРґР°. Р’ том случае, если требуется выходной сигнал, РєРѕРіРґР° РІС…РѕРґРЅРѕР№ сигнал равен нулю, сердечники 110 можно сделать разными РїРѕ материалу, конфигурации или число витков РІ обмотках 15 Рё 17 можно сделать неодинаковым. 75 35 37, 11 13 7 7 () 80 17 (,,) 121 17 123 7 7 , ; () 85 7 15 17 - 90 11 13 121 123 71 17 95 127, , - 7 7 , 28 , 100 35 37, ( 111 115) 7 7 105 , 110 , , 15 17 . Подача сигнального напряжения РЅР° сигнальные обмотки 27 Рё 29 РїРѕ-разному воздействует РЅР° сердечники 11 Рё 13 РёР·-Р·Р° дифференциального соединения 115 сигнальных обмоток. Для данного интервала времени Рё РїСЂРё условии соблюдения полярности СЂРёСЃСѓРЅРєР° 1 большее количество вольт-секунды передаются РІ сердечник 11, затем передаются РІ сердечник 13, Рё поэтому сердечник 11 насыщается первым 120. Это представлено РІ точке 131 РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 7c; форма волны напряжения 121 РЅР° линейной обмотке 15 РґРѕ насыщения, представленная РІ 1211. Волна напряжения 121' возрастает РґРѕ более высокого значения, чем волна напряжения 121, 125 РёР·-Р·Р° увеличенного количества вольт-секунд, передаваемых РІ сердечник 11 РёР·-Р·Р° сигнального тока. Следовательно, сердечник 11 насыщается Р·Р° меньшее время РїСЂРё наличии напряжения сигнала, чем РїСЂРё отсутствии напряжения сигнала, как показано 130 785 549 сравнением длин временной РѕСЃРё РїРѕРґ формами волн 121' Рё 121. 27 29 11 13 115 , 1, - 11 13 11 120 131 7 ; 121 15 1211 121 ' 121 125 11 , 11 , 130 785,549 121 ' 121. Другими словами, скорость перемещения сердечника 11 РѕС‚ точки ординатного СѓСЂРѕРІРЅСЏ 111 РЅР° петле гистерезиса РґРѕ ординатной точки СѓСЂРѕРІРЅСЏ 115 (С‚.Рµ. РѕС‚ положительного Рє отрицательному насыщению) была увеличена. , 11 111 115 (., ) . Противоположный эффект возникает РІ сердечнике 13, поскольку сравнение направления протекания тока через сигнальные обмотки 29 Рё линейную обмотку 17, как указано стрелками 103 Рё 93, делает очевидным, что влияние сигнального тока противоположно влиянию ток линейной обмотки относительно состояния сердечника 13. 13 29 17, 103 93, 13. Чтобы объяснить это действие СЃ точки зрения характеристик сердечника, можно также обратиться Рє петле гистерезиса, показанной РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 3. РљРѕРіРґР° ток, протекающий через сигнальную обмотку 27, находится РІ том же направлении, что Рё ток через линейную обмотку 15, эффектом является увеличение тока. что касается состояния СЏРґСЂР° 11. 3 27 15, 11 . Следовательно, учитывая проиллюстрированную петлю гистерезиса, сердечник 11 перемещается влево РѕС‚ петли, С‚. Рµ. образует РґСЂСѓРіСѓСЋ или более широкую петлю гистерезиса РёР·-Р·Р° эффективного увеличения тока, как РІРёРґРЅРѕ РїРѕ РѕСЃРё абсцисс 135, выраженного РІ величине, пропорциональной амперам. право установить более СѓР·РєСѓСЋ петлю гистерезиса (внутри области, ограниченной иллюстрированной петлей) РёР·-Р·Р° эффективного уменьшения тока. РџРѕ мере того, как сердечник 11 движется влево, РѕРЅ также движется быстрее РІРЅРёР· (РІ сторону отрицательного насыщения), поскольку его скорость движения вдоль гистерезиса петля увеличена, Р° сердечник 13 движется вправо Рё РІРЅРёР· СЃ меньшей скоростью. РџСЂРё подаче достаточного тока РЅР° сигнальные обмотки действительно возможно изменить направление движения сердечника 13 РїРѕ петле. действие сценического усилителя. , , 11 , , 135 13 ( ) 11 ( ) , 13 13 - . Эту операцию можно также выразить математически СЃ помощью следующего соотношения напряжений: ,,+,=, РіРґРµ ,, представляет СЃРѕР±РѕР№ напряжение РЅР° линейной обмотке 15, ,7 — напряжение РЅР° линейной обмотке 17, Р° ,, — приложенное линейное напряжение, возникающее между клеммами 23 Рё 25 (РїСЂРё условии незначительного падения напряжения РЅР° резисторе 28 РёР·-Р·Р° тока намагничивания). Это также очевидно, если учесть, что РґРѕ насыщения любого сердечника полное сопротивление обмоток 15 Рё 17 настолько велико, что влияние Резистором 28 можно пренебречь. : ,,+,= ,, 15, ,7 17 ,, 23 25 ( 28 ) , 15 17 28 . Поскольку обмотки представлены как имеющие одинаковое количество витков, линейное напряжение может распределяться практически равномерно между линейными обмотками. Однако РёР·-Р·Р° РїСЂРёСЂРѕРґС‹ насыщающихся сердечников напряжение РЅР° этих обмотках может колебаться неравномерно. РџСЂРё нулевом РІС…РѕРґРЅРѕРј сигнале напряжение неравномерно. Распределение вызывает наведенное напряжение РЅР° сигнальных обмотках 27 Рё 29. Результирующий ток, протекающий РІ сигнальной цепи, автоматически уменьшает величину несимметрии напряжений. , , 27 29 . Как только сердечник 11 насыщается, напряжение, определяемое соотношением между обмотками нагрузки Рё резистором 28, появляется РЅР° линии 70, обмотке 17, РїСЂРёРІРѕРґСЏ сердечник 13 Рє насыщению РІ течение того же полупериода линейного напряжения, которое вызвало насыщение сердечника 11. Это отображается РІРѕ времени. , РІ точке 139 РЅР° временной РѕСЃРё фиг. 7d, РіРґРµ волна напряжения 1231, пересекающая обмотку 17 линии 75, смещается Рє своему максимальному значению, указанному верхней изогнутой частью 141, которая повторяет форму РєСЂРёРІРѕР№ 71 приложенного линейного напряжения. обозначенное точкой 139, РЅР° обмотке нагрузки 45 80 индуцируется напряжение (согласно принципам трансформатора) СЃ полярностью, соответствующей полярности напряжения, создаваемого РІ обмотке 17 линейным напряжением ЕАС. Поскольку напряжение ЕАС имеет положительное напряжение РЅР° своей верхний вывод РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 1 85, РЅР° верхнем выводе обмотки 17 РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 1 создается положительное напряжение: Это РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє индуцированию напряжения РІ обмотке 46, так что потенциал РЅР° верхнем выводе обмотки является положительным относительно 90. Рє потенциалу РЅР° нижнем выводе обмотки. Это индуцированное напряжение обеспечивает протекание тока РІ цепи нагрузки РІ направлении стрелки 143. Этот ток РїСЂРѕС…РѕРґРёС‚ через нагрузку, представленную 95 резистором 51, поскольку выпрямитель 61 позволяет ток, протекающий РІ этом направлении. РўРѕРє, протекающий через нагрузку 51 Рё выпрямитель 61, имеет амплитуду, ограниченную, РїРѕ существу, только нагрузкой. Причина этого РІ том, что обмотка 100 45 служит генератором, Р° обмотка 43 имеет РЅРёР·РєРѕРµ сопротивление РёР·-Р·Р° предварительное насыщение сердечника 11 Целью выпрямителя является предотвращение протекания тока через нагрузку РІРѕ время интервала РІРІРѕРґР° сигнала 105. Однако РІ точке 145 РЅР° временной РѕСЃРё СЂРёСЃСѓРЅРєР° 7d сердечник 13 становится насыщенным, поскольку увеличенное линейное напряжение РЅР° линии Обмотка 17, действующая РІ течение интервала времени между точками 139 Рё 145 (интервал выходной мощности 110), передает достаточное количество вольт-секунд РЅР° сердечник 13, чтобы привести его Рє отрицательному насыщению, обозначенному точкой 115 СѓСЂРѕРІРЅСЏ орината РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 3. 11 , 28 70 17 13 11 , , 139 7 1231, 75 17, 141 71 139, 45 80 ( ) 17 1 85 17 1: 46 90 143 95 51, 61 51 61 100 45 43 11 , 105 , 145 7 13 17, 139 145 ( 110 ), - 13 115 3. Результирующий выходной сигнал, полученный РІ интервале времени между насыщением сердечника 11 Рё насыщением 115 сердечника 13, показан РЅР° фиг.7Рµ РІ РІРёРґРµ импульса 147 напряжения нагрузки Р•,. 11 115 13 7 147 ,. Р’ течение интервала РІРІРѕРґР° сигнала (интеграл РїРѕ времени РєСЂРёРІРѕР№ 121) ток, подаваемый источником сигнала, относительно невелик, поскольку необходимо всего лишь 120 приращений тока намагничивания, чтобы обеспечить временное разделение между насыщением сердечников РґРѕ насыщения любого РёР· РЅРёС…. РџСЂРё условии, что РІ цепи нагрузки используются идеальные выпрямители. Следовательно, фактическая входная мощность сигнала 125 мала. После насыщения сердечника 11 количество вольт-секунд, подаваемых РЅР° нагрузочный резистор 51, будет равно разнице вольт-секунд между сердечниками РІ момент насыщение сердечника 11. 130 785 549 дифференциальных вольт-секунд подаются РЅР° нагрузочный резистор 51 между насыщениями сердечника. Мощность нагрузки равна квадрату мгновенного напряжения, деленному РЅР° сопротивление нагрузки, Рё нагрузка делается небольшой РїРѕ сравнению СЃ резистором 39, чтобы достичь РїСЂРёСЂРѕСЃС‚ мощности. ( 121), , 120 , , 125 11 - 51 - 11 130 785,549 - 51 , 39 . Для схемы, показанной РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 1, полярность сигнала, противоположная указанной, РЅРµ приведет Рє временному разделению сердечников, поскольку напряжение сигнала РІ течение интервала РІРІРѕРґР° сигнала появляется РЅР° клеммах выходной обмотки 47 Рё 49. Обычно выпрямитель предотвращает протекание тока РІРѕ время сигнала. интервале РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ сигнала, РЅРѕ РїСЂРё противоположной полярности сигнала ток будет течь через выпрямитель Рё нагрузку, поэтому напряжение сигнала существенно рассеивается РЅР° резисторе 39. 1, 47 49 , , 39. Учитывая работу схемы СЂРёСЃСѓРЅРєР° 1 как усилителя сигналов постоянного тока, если РІ течение следующего полупериода линейного напряжения (точки 81-82, СЂРёСЃСѓРЅРѕРє 7 Р°) подается напряжение сигнала той же полярности, что Рё РІ течение первого полупериода. подается между сигнальными клеммами 35 Рё 37, сердечники подвергаются описанному действию, Р·Р° исключением того, что РѕРЅРё перемещаются РѕС‚ отрицательного Рє положительному насыщению, Рё СЏРґСЂРѕ 13 насыщается первым. 1 , ( 81-82, 7 ), 35 37, , 13 . РР· приведенного выше описания будет очевидно, что сердечники 11 Рё 13 представляют СЃРѕР±РѕР№ пару насыщающихся сердечников. Обмотки 15, 17 Рё выводы, идущие РѕС‚ РЅРёС… Рє источнику переменного линейного тока, РјРѕРіСѓС‚ быть включены РІ термин «циклически работающие средства». для осуществления временного разделения насыщения сердечников 11 Рё 13 Р±СѓРґСѓС‚ включены так называемые сигнальные обмотки 27 Рё 29, Р° также подключенный Рє РЅРёРј источник энергии сигнала. , 11 13 15, 17 " " 11 13 27 29, . Продолжая, выходную цепь, охватывающую обмотки 43 Рё 45, Р° также выпрямитель 61 (РІСЃРµ РѕРЅРё функционируют указанным выше СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј для управления выходным током усилителя), можно рассматривать как включенную РІ выражение «управление выходным током». означает ". , 43 45, 61, ( ), " ". Вышеизложенное предназначено исключительно для примера Рё РЅРё РІ коем случае РЅРµ ограничивает изобретение, заявленное РІ варианте осуществления, показанном РЅР° фиг.1. 1 . РќР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 4 показан полуволновой магнитный усилитель модифицированного типа. Структура СЂРёСЃСѓРЅРєР° 4 включает пару насыщающихся сердечников 151 Рё 153, имеющих фактически РѕРґРЅСѓ обмотку, показанную РІ РІРёРґРµ последовательно соединенных обмоток 155 Рё 157, навитых РІРѕРєСЂСѓРі РЅРёС…. Линейное напряжение приспособлено для применяется Рє этим обмоткам между выводами 159 Рё 161, причем выводы соединяются посредством выводов 163 Рё попадают РІ обмотки 155 Рё 157 наподобие автотрансформатора. Обмотки Рё 157 соединены между СЃРѕР±РѕР№ через резисторы, поглощающие напряжение 167 Рё 169, Р° также через делитель напряжения, содержащий пару импедансов, представленных здесь РІ РІРёРґРµ резисторов 171 Рё 173. Между соединением резисторов 167 Рё 169 Рё резисторов 171 Рё 173 подключен выпрямитель 175 Рё нагрузка, показанная также РІ РІРёРґРµ резистора 177. 4 4 151 153 155 157 159 161, 163 155 157 157 167 169 - 171 173 167 169 171 173 175 177. Пара клемм 179 Рё 181 подключена Рє выпрямителю 175 Рё служит клеммами РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ сигнала. Рмпедансы 171 Рё 173 имеют равные значения, так что точка соединения 183 70 фактически находится РІ средней электрической точке приложенного линейного напряжения переменного тока, подаваемого между клеммами. 159 Рё 161 Очевидно, трансформатор СЃ центральным отводом РјРѕРі Р±С‹ заменить резисторы 171 Рё 173. Сигнальное напряжение 75, приложенное Рє клеммам 179 Рё 181, вызывает протекание тока через обмотки 155 Рё 157 таким образом, чтобы способствовать прохождению линейного тока через РѕРґРЅСѓ РёР· РЅРёС…. обмотки Рё противодействовать линейному току через РґСЂСѓРіСѓСЋ обмотку 80, тем самым осуществляя временное разделение между моментами насыщения сердечников. Р’ результате временного разделения моментов насыщения сердечников устанавливается интервал мощности Рё возникает ток 85. течь через нагрузку 177 таким же образом, как было РїРѕРґСЂРѕР±РЅРѕ объяснено РІ СЃРІСЏР·Рё СЃ описанием Фигуры 1. 179 181 175 171 173 183 70 159 161 , 171 173 75 179 181 155 157 80 , 85 177 1. Принципиальную схему, показанную РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 4, можно рассматривать как схему квазимостового типа, Рё, как показано РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 90, ее можно легко преобразовать для работы РІ мостовом режиме, заменив обмотку (аналогичную обмотке 157 Рё расположенную РІРѕРєСЂСѓРі сердечника 153) РЅР° резистор 171 Рё обмотка 187 (аналогичная обмотке 155 Рё расположенная 95 РІРѕРєСЂСѓРі сердечника 151) для резистора 173. Резисторы, поглощающие напряжение 167 Рё 169, затем объединяются РІ РѕРґРёРЅ резистор 189 последовательно СЃ клеммами линейного РІС…РѕРґР° 191 Рё 193, сигнал напряжение прикладывается между клеммами 100 Рё 197, расположенными напротив выпрямителя 199. 4 - , 90 5, ( 157 153) 171 187 ( 155 95 151) 173 167 169 189 191 193, 100 197 199. РљРѕРіРґР° РѕРґРёРЅ РёР· сердечников насыщается раньше, чем насыщение РґСЂСѓРіРѕРіРѕ, РІ результате дифференциального приложения сигнального напряжения описанным выше СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј, ток течет через 10; обмотки насыщенного сердечника для подачи мощности РЅР° нагрузку 177, принимая правильную полярность относительно тока, протекающего через выпрямитель 199. РўРѕРє нагрузки устанавливается, РєРѕРіРґР° РІС…РѕРґРЅРѕР№ сигнал РЅР° клемме 195 отрицательный, независимо РѕС‚ 110 полярности линии РЅР° клеммах 191 Рё 193. , 10; 177, 199 195 110 191 193. Теперь можно понять, что подходящие средства переключения для предотвращения протекания тока РІ нагрузку (резистор 51, СЂРёСЃСѓРЅРѕРє 1) РІ течение интервала РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ сигнала Рё обеспечения протекания тока 115 РІ течение интервала выходной мощности позволят сигналам любой полярности создавать соответствующие выходные сигналы. РЅР° фиг.6 представляет СЃРѕР±РѕР№ устройство, СЃРїРѕСЃРѕР±РЅРѕРµ осуществлять вышеизложенное. Компоненты РІ части 120 схемы, соответствующей схеме РЅР° фиг.1, идентифицируются простыми числами, используемыми РІ описании фиг.1. ( 51, 1) 115 6 120 1 1. Для этой части схемы работа аналогична описанной ранее. Добавленные 125 компонентов выполняют функцию переключения. 125 . Р’ частности, желательно обеспечить высокий импеданс между клеммами 47' Рё 49' выходной обмотки Рё выходными клеммами 531 Рё 55' усилителя РІРѕ время интервала РІРІРѕРґР° сигнала 130 785,549 Рё РЅРёР·РєРёР№ импеданс РІ течение интервала выходного сигнала. РїСЂРё заданной полярности этой цели служит выпрямитель 61, показанный РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 1. Р’ схеме, показанной РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 6, вышеизложенное достигается независимо РѕС‚ полярности РІС…РѕРґРЅРѕРіРѕ сигнала. 47 ' 49 ' 531 55 ' 130 785,549 , 61 1 6 . Дополнительная пара насыщающихся сердечников 201 Рё 203, обычно аналогичных сердечникам 111 Рё 131, снабжена соответственно линейными обмотками 205 Рё 207, Р° выходные обмотки 209 Рё 211 соединены таким же образом, как Рё соответствующие обмотки РЅР° сердечниках 11' Рё 131. . 201 203, 111 131, 205 207, 209 211 11 ' 131. Линейные обмотки 205 Рё 207 соединены последовательно между входными клеммами 23' Рё 251 через дополнительный резистор 213, поглощающий напряжение, обычно того же номинала, что Рё резистор 28'. Двухполупериодный выпрямительный РјРѕСЃС‚ 215 имеет клеммы 217 Рё 219 постоянного тока, подключенные между клеммами 221. Рё 223 выходных обмоток 209 Рё 211 через эквивалентную нагрузку, представленную резистором 225. 205 207 23 ' 251 213 28 ' 215 217 219 221 223 209 211 225. Выводы переменного тока 227 Рё 229 моста 215 подключены между выводом 47' выходной обмотки 431, связанной СЃ сердечником 11', Рё выходным выводом 531 усилителя. 227 229 215 47 ' 431 11 ' 531. Работа схемы СЂРёСЃСѓРЅРєР° 6 сначала будет описана РїСЂРё подаче сигнального напряжения РЅР° клеммы 351 Рё 371 полярности, указанной РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ (+ или 371). Р’ течение интервала РІРІРѕРґР° сигнала напряжение сигнала появляется РЅР° сигнальных обмотках 271 Рё 291. появляется РЅР° выходных обмотках 431 Рё 451. Такое же напряжение появляется Рё между клеммами 221 Рё 223 РІ указанной полярности РёР·-Р·Р° протекания тока через выпрямитель 231, эквивалентная нагрузка 225, выходные обмотки 211 Рё 209 РІ направлении, указанном стрелками 233 Рё 235, выпрямитель. 237 Рё нагрузка 511. Этот ток представляет СЃРѕР±РѕР№ добавочный ток намагничивания для сердечников 201 Рё 203, поскольку эти сердечники находятся РІ тех же относительных состояниях, что Рё сердечники 111 Рё 13. Поскольку РІ течение интервала РІРІРѕРґР° сигнала сердечники 201 Рё 203 также являются ненасыщенными, только добавочный ток намагничивания может поток Рё, следовательно, обмотки 209 Рё 211 имеют высокий импеданс между клеммами 471 Рё 491. Следовательно, источнику сигнала (РЅРµ показан) необходимо только обеспечить добавочный ток намагничивания для пары сердечников 11' Рё 131, предполагая, что выпрямители идеальны, как РІ случае СЃ СЂРёСЃСѓРЅРєРѕРј 1. Р° также возрастающий ток намагничивания для пар сердечников 201 Рё 203. Падение напряжения РЅР° нагрузке Рё эквивалентной нагрузке мало РїРѕ сравнению СЃ напряжением между клеммами 221 Рё 223. Р’ результате того же сигнального напряжения появляется РЅР° паре обмоток 271 Рё 29' Рё пары обмоток 209 Рё 211 Рё противоположное воздействие, оказываемое РЅР° соответствующие сердечники током, проходящим через дифференциально соединенные обмотки, скорости насыщения сердечников 201 Рё 203 воздействуют дифференциально, как Рё сердечники 111 Рё 131, чтобы вызвать РѕРґРЅРѕ ядер 201 Рё 203 насыщаться одновременно СЃ насыщением РѕРґРЅРѕРіРѕ СЏРґСЂР° 111 Рё 131. 6 351 371 (+ 371) 271 291 431 451 221 223 231, 225 211 209 233 235, 237 511 201 203 111 13 ' 201 203 209 211 471 491 , ( ) 11 ' 131, , 1 201 203 221 223 271 29 ' 209 211 , 201 203 111 131 201 203 111 131 . Для показанной полярности это сердечник 203 Рё сердечник 111. После насыщения сердечника 203 индуцированное напряжение РЅР° обмотке 209 имеет полярность, вызывающую протекание тока через РјРѕСЃС‚ РѕС‚ клеммы 217 Рє клемме 219 70, создавая путь СЃ РЅРёР·РєРёРј импедансом между РІ. , 203 111 203, 209 217 219 70 . выводы 227 Рё 229 моста. Этот эффект сохраняется РґРѕ тех РїРѕСЂ, РїРѕРєР° СЏРґСЂРѕ 201 РЅРµ достигнет насыщения. 227 229 201 . РљСЂРѕРјРµ того, РєРѕРіРґР° сердечник 203 насыщается, сердечник 111 насыщается так, что индуцированное напряжение РЅР° обмотке 75 45 сердечника 13' создает ток РЅР° нагрузку 511, поскольку между выводами моста 227 Рё 229 действует путь СЃ РЅРёР·РєРёРј импедансом. , 203 , 111 75 45 13 ' 511 227 229. Для той же самой полярности линии, указанной РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ 80, СЂРёСЃСѓРЅРѕРє 6, подача сигнала СЃ полярностью, противоположной указанной, приведет Рє насыщению сердечника 131 раньше, чем сердечник 111, тем самым обеспечивая протекание тока через нагрузку 511 СЃ полярностью, противоположной указанной РІРѕ время сигнала 85. РџСЂРё РІС…РѕРґРЅРѕРј интервале напряжение РЅР° клеммах 471 Рё 491 также будет меняться РЅР° противоположное РѕС‚ указанной полярности. Путь результирующего тока будет проходить через нагрузку 511, выпрямитель 243, эквивалентную нагрузку 225, выходные 90 обмотки 209 Рё 211 РІ том же направлении, что Рё вырабатываемый. РїРѕ сигналу прежней полярности (указанному направлению) Рё через выпрямитель 245. 80 6, 131 111 511 85 , 471 491 511, 243, 225, 90 209 211 ( ) 245. Следовательно, сердечник 203 насыщается РІ то же время, что Рё сердечник 131 для этой ситуации 95. РљРѕРіРґР° полярность линейного напряжения меняется РЅР° обратную, направление тока сигнала через обмотки 209 Рё 211 остаР