3.3 Основи розрахунку феррит-діодних елементів трансформаторного типу

При розрахунку магнітно-діодних елементів спочатку, в залежності від роботи пристрою, частоти слідування тактів та інших (температури, допустимих маси та габаритів, вологості) вибирають осердя (розміри і матеріал), діоди і резистори. Далі проводять розрахунок обмоток, опорів та потужність, що споживається, виготовляють макет та визначають характеристики передачі. Розрахункові параметри коректують за результатами експерименту.Розрахунок, як правило, проводять по середніх значеннях срумів та напруг. Розглянемо на прикладах деякі особливості розрахунку магнітно-діодних схем з урахуванням специфіки їх роботи. Для забезпечення стійкої передачі одиниці магнітний потік сприймаючого осердя має змінитись на величину

(1)

при умові, що потік передаючого осердя зміниться за той же час на меншу величину

(2)

де - коефіцієнт втрати потока.

Здійснимо розрахунок тритактної схеми.Для пригнічення перешкоди від непрямокутності в схемі використані компенсуючі осердя. У вихідних обмотках цих осердь під дією тактових імпульсів створюються напруги, середнє значення яких пропорційно зміні індукції від від -В_r до - В_m. Якщо ввести коефіцієнт непрямокутності

(3)

то середнє значення напруги перешкоди робочого осердя, рівне середньому значенню напруги компенсуючого осердя, буде повязано із середнім значенням повної напруги, що визначається зміною індукції на 2В_r співвідношенням

(4) Будемо вважати, що активний опір ланцюга звязку дорівнює тільки динамічному опору діода, характеристики якого для імпульсів струму різної довжини наведені на малюнку.Розглянемо передачу одиниці з осердь 2 на осердя 3, яка відбувається під дією струму і_2,3 у ланцюгу звязку між цими осердями. Струм проходить під дією різниці е.р.с. вихідних обмоток робочого та компенсуючого осердя 2, яка врівноважується сумою падіння напруги на вхідних обмотках робочого та компенсуючого осердя 3, падіння напруги на динамічному опорі діода та е.р.с. відпирання діода.

Рівняння процесу для контура 2-3 на підставі другого закону Кирхгофа можна записати у вигляді

(5)

Поряд зі струмом прямої передачі інформації в ланцюгу звязку 1-2 під дією різниці е.р.с., які наводяться у вхідних обмотках робочого і компенсуючого осердя 2 та при умові, що ця різниця більше, ніж е.р.с. відпирання діодів, йде струм і_2,1, який створює падіння напруги на динамічному опорі діода. Падіння напуги на обмотках w_вих робочого і компенсуючого осердя близькі до нуля, тому що осердя стримуються від перемагнічування забороняючим імпульсом струму.

За другим законом Кирхгофа для контуру 2-1

(6)

Порогову е.р.с. діодів можна уявити як долю середнього значення напруги, пропорційного

(7)

Коефіцієнтом спочатку задаються, а потім його у процесі розрахунку уточнюють.Замінюючи напругу відповідними похідними від потокозцеплень по часу і виражаючи струм і_2,3 = І_2,3 через напруженість Н_m3, відповідну перемагнічуванню осердя 3 на заданий час , отримаємо

(8) (9 )

Проінтергувавши вищеніписані формули за час перемагнічування сприймаючого осердя, отримаємо

(10)

(11) Тут Q - імпульс поля, необхідний для перемагнічування сприймаючого робочого осердя від - В_r до +В_r за час запису.Величина необхідного тактового імпульсу струму визначається створюємою цим струмом н.с., яка витрачається на перемагнічування передаючого осердя та на створення струму і_2,3 в прямому та струму і_2,1 у зворотньому ланцюгу звязку. Таким чином, рівняння н.с. тактового імпульса по закону повного струму має вигляд,

(12)

Підставивши та проінтегрувавши за час запису, протягом якого прийнято І₂=const, отримаємо

(13)

де - імпульс поля, необхідний для перемагнічування осердя на величину за час запису

(14)

Ці рівняння є вихідними для розрахунку магнітно-діодних схем.

Список використаної літератури

1. Миловзоров В.П. электромагнитные устройства автоматики: Учебник для вузов. 4-ое изд.,перераб. и доп. – М.: Высш.школа, 1983. – 408 с., ил.

2. Коновалов Л.И., Петелин Д.П. Элементы и системы электроавтоматики: Учеб. Пособие для студ. Вузов спец. “Автоматизация и компл. Механизация хим.-технол. процессов”. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш.шк., 1985. – 216 с., ил.

3. Глоссарій.ru.Словарь з природничих наук: Електрична машина. 

4. Іванов-Смоленський А. В. Електричні машини. - М.: Енергія, 1980.

5. Кацман М. М. Електричні машини і трансформатори. - М.: Вища школа, 1970.