close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3363

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3363
(13)
C1
(51)
(12)
6
H 03K 3/53
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ НАМАГНИЧИВАЮЩИХ ИМПУЛЬСОВ
(21) Номер заявки: 970106
(22) 1997.03.03
(46) 2000.06.30
(71) Заявитель: Институт
прикладной
физики
Национальной академии наук Беларуси (BY)
(72) Авторы: Матюк В.Ф., Стрелюхин А.В. (BY)
(73) Патентообладатель: Институт
прикладной
физики
Национальной
академии
наук
Беларуси (BY)
(57)
Способ формирования намагничивающих импульсов, заключающийся в периодическом заряде батареи
накопительных конденсаторов от источника питания и ее разряде через намагничивающий соленоид, причем
форму импульса задают величиной постоянной затухания d, отличающийся тем, что для выбранной величины d, удовлетворяющей условию:
0 < d < 1,
устанавливают необходимую длительность τ намагничивающих импульсов и поддерживают постоянную
форму импульса путем установки величин соответственно дополнительного сопротивления ∆R внешней по отношению к намагничивающему соленоиду цепи и емкости С батареи накопительных конденсаторов в соответствии с соотношениями:
∆R =
2πL
d
−R,
τ
1− d
τ 2 (1 − d )
,
π2L
где R и L - соответственно активное сопротивление и индуктивность намагничивающего соленоида, а также
обеспечивают постоянство амплитуды Hm намагничивающих импульсов изменением напряжения U заряда
батареи конденсаторов в соответствии с соотношением:
C=
U=
1/ 2
 d 1 / 2
1 − d  
exp 
 ,
 arctg
 1 − d 
 d  
τNG Φ 1 − d
4π 2 a 1LH m
BY 3363 C1
где а1 - внутренний радиус соленоида;
N - число витков соленоида;
Gф - коэффициент формы соленоида.
(56)
1. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. - М.: Мир, 1972. - С. 164-165.
2. Карасик В.P. Физика и техника сильных магнитных полей. - М.: Наука, 1964. - С. 181-182.
3. Монтгомери Д. Получение сильных магнитных полей с помощью соленоидов. - М.: Мир, 1971. - С.
219-220 (прототип).
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при неразрушающем контроле
механических свойств ферромагнитных изделий.
Известен способ формирования намагничивающих импульсов [1], при котором пропускают постоянный
ток через накопительную индуктивность, а затем накопленную энергию передают в намагничивающий соленоид путем резкого увеличения сопротивления в цепи питания индуктивного накопителя.
Недостатком известного способа является невозможность формирования намагничивающих импульсов
разной длительности постоянной формы.
Известен также способ [2], заключающийся в заряде батареи накопительных конденсаторов и последующем ее разряде на намагничивающий соленоид, причем последний замыкается в момент достижения током
через соленоид максимального значения.
Недостатком известного способа является невозможность формирования намагничивающих импульсов
разной длительности постоянной формы.
Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является способ [3], при котором заряжают батарею накопительных конденсаторов, а затем разряжают ее на намагничивающий соленоид,
причем форму импульса устанавливают за счет выбора величины постоянной затухания d разрядной цепи,
определяемой из соотношения d = R2C/4L, где R - активное сопротивление соленоида, L - индуктивность соленоида, С - емкость батареи накопительных конденсаторов.
Недостатком известного способа является невозможность формирования намагничивающих импульсов
разной длительности постоянной формы.
Для решения поставленной задачи в способе формирования намагничивающих импульсов, заключающемся в периодическом заряде батареи накопительных конденсаторов от источника питания и ее разряде
через намагничивающий соленоид, причем форму импульса задают величиной постоянной затухания d, для
выбранной величины d, удовлетворяющей условию:
0 < d < l,
устанавливают необходимую длительность τ намагничивающих импульсов и поддерживают постоянную
форму импульса путем установки величин соответственно дополнительного сопротивления ∆R внешней по
отношению к намагничивающему соленоиду цепи и емкости С батареи накопительных конденсаторов в
соответствии с соотношениями:
∆R =
2πL
d
−R ,
τ
1− d
C=
τ 2 (1 − d )
(1)
,
(2)
π2L
где R и L - соответственно активное сопротивление и индуктивность намагничивающего соленоида, а также
обеспечивают постоянство амплитуды Нm намагничивающих импульсов изменением напряжения U заряда
батареи конденсаторов в соответствии с соотношением:
12
 d 1 2
4π 2 a 1LH m
1− d  
U=
exp 
 ,
 arctg
(3)
 1 − d 
 d  
τNG ф 1 − d
где а1 - внутренний радиус соленоида;
N - число витков соленоида;
Gф - коэффициент формы соленоида.
Способ включает в себя следующую последовательность операций.
Для соленоида с параметрами L, R, а1, N и Gф для заданной длительности τ и заданной формы импульса
(заданного значения постоянной затухания d) в соответствии с соотношениями (1) и (2) находят и вводят в
разрядную цепь батарею накопительных конденсаторов С и дополнительное сопротивление ∆R требуемой
величины, по заданной величине Нm в соответствии с (3) находят требуемую величину напряжения U заряда
2
BY 3363 C1
батареи накопительных конденсаторов, заряжают ее до этой величины и разряжают на намагничивающий
соленоид. В дальнейшем процесс заряда-разряда повторяют.
На фигуре представлена функциональная схема устройства для реализации способа.
Устройство содержит источник питания 1, электронные ключи 2 и 3, батарею накопительных конденсаторов 4, магазин сопротивлений 5, блок управления 6, вычислитель 7, компаратор 8 и намагничивающий соленоид 9.
Устройство работает следующим образом.
Требуемые длительность и форма импульсов (постоянная затухания d), параметры соленоида и величина
Нm вводятся в вычислитель 7. После вычисления значений ∆R, С и U на вход блока управления 6 и компаратора 8 подаются сигналы, пропорциональные этим величинам. Блок управления 6 формирует последовательность импульсов, управляющих электронными ключами 2 и 3 так, что в процессе заряда-разряда
участвуют емкость величиной Сi из батареи 4 накопительных конденсаторов и резистор ∆Ri из магазина сопротивлений 5, причем требуемое напряжение заряда емкости Сi поддерживается компаратором 8.
Возможность формирования импульсов разной длительности постоянной формы и заданной амплитуды
обусловлена компенсацией изменения постоянной затухания при изменении длительности импульса за счет
введения дополнительного сопротивления соответствующим изменением емкости батареи накопительных
конденсаторов и линейной взаимосвязью между Нm и U. При этом соотношения (1)-(3) получаются путем
нахождения ∆R, С при постоянстве d из соотношений:
τ=
2πL
d
,
R 1− d
(4)
R 2C
(5)
=d,
4L
12
  d 1 2
C NG ф
1 − d  
Hm = U
exp − 
 arctg
 ,
(6)
L 4πa 1
  1 − d 
 d  
приведенных в [3], где 0 < d <1.
В таблице в качестве примера приведены значения τ, d и Нm для соленоида с параметрами L = 0,876 мГн,
R = 0,287 Ом, N = 265, а1 = 5 мм, Gф = 0,641, полученные при выборе С, ∆R и U в соответствии с соотношениями (1)-(3).
d
10-2
0,1
0,5
τ, мс
0,1
0,25
0,5
0,75
1
1,5
1,8
1
2
3
4
5
6
1
2
Нm⋅10-5, А/м
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
∆R, Ом
5,26
1,93
0,82
0,45
0,27
0,083
0,021
1,55
0,63
0,33
0,17
0,081
0,0195
5,23
2,47
С, мкФ
1,14
7,14
28,6
64,3
115
257
370
104
415
935
1662
2597
3739
57,7
231
5
10
15
18
1
1
1
1
0,82
0,26
0,081
0,0195
1443
5770
12983
18695
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
U, B
1189
476
238
159
119
79
66
164
82
54
41
33
27
317
158
63
32
21
18
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
127 Кб
Теги
by3363, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа