DE10011448A1

DE10011448A1 - Electro-motive force generator using groups of magnetic elements each of which has bistable magnetic component with magnetic anisotropy in negative direction and fixed magnetic component with magnetic anisotropy in positive direction

Info

Publication number: DE10011448A1
Application number: DE2000111448
Authority: DE
Inventors: Akira Matsushita
Original assignee: NIHON SYSTEM KENKYUSHO KAWASAK
Current assignee: NIHON SYSTEM KENKYUSHO KAWASAK
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2000-09-14
Also published as: CN1266992A

Abstract

A magnetic bundle (4) comprises magnetic bundling elements (3) each of which has a bistable magnetic component (1) with magnetic anisotropy in negative direction (to left) and a fixed magnetic component (2) with magnetic anisotropy in positive direction (to right). A diamagnetic field function (5) includes an electromagnetic coil wound about the magnetic bundle. An external magnetic field (6) is applied next to the magnetic bundle such that, due to interaction between magnetic fields, the bistable magnetic components are reversed into positive direction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetbündel, das als Materialbestandteil einer elektrischen Maschine verwendet wird, und einen Generator oder eine Induktionsmaschine zur Er zeugung einer elektromotorischen Kraft, der oder die das Ma gnetbündel enthält.The present invention relates to a magnetic bundle, which as Material component of an electrical machine used is, and a generator or an induction machine for Er generation of an electromotive force, the or the Ma contains gnet bundle.

Die Veröffentlichungen der geprüften japanischen Patente Tok kosho 55-15797, Tokkosho 59-12142, Tokkosho 61-28196, Tokkohei 4-49070 und ähnliche offenbaren herkömmliche Technologien zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft unter Verwendung ei nes Magnetbündels.The publications of the examined Japanese patents Tok kosho 55-15797, Tokkosho 59-12142, Tokkosho 61-28196, Tokkohei 4-49070 and the like disclose conventional technologies for Generating an electromotive force using egg magnet bundle.

Einige Magnetsignalgeber enthalten zum Beispiel eine Detektor spule, die um einen einzigen feinen magnetischen Metalldraht gewickelt ist, der unter Spannung oder vergleichbar gefertigt worden ist, und erzeugen eine gepulste Spannung, wenn ein äu ßeres Magnetfeld angelegt wird.For example, some magnetic signal transmitters contain a detector coil around a single fine magnetic metal wire is wound, manufactured under tension or comparable and generate a pulsed voltage when an external external magnetic field is applied.

In herkömmlichen elektrischen und elektronischen Vorrichtun gen, die starke Magneten verwenden, hat das diamagnetische Feld, das unvermeidbar durch die Form des starken Magneten er zeugt wird, eine entmagnetisierende Wirkung, und verringert somit den Wirkungsgrad der elektromagnetischen Umwandlung.In conventional electrical and electronic devices conditions that use strong magnets are diamagnetic Field that is inevitable due to the shape of the strong magnet is produced, a demagnetizing effect, and reduced hence the efficiency of the electromagnetic conversion.

Bei einem magnetischen Signalgeber ist beobachtet worden, daß aufgrund solcher Probleme, wie der Reduktion der effektiven magnetischen Energie in bezug auf das Maß der Selbstentmagne tisierung ein erhöhtes Ausgabesignal zu einer unermeßlichen Schädigung führt.It has been observed with a magnetic signal generator that due to such problems as reducing the effective magnetic energy in relation to the degree of self-demagnetization tization an increased output signal to an immeasurable Leads to damage.

Da ferner kürzlich entwickelte magnetische Miniatursignalgeber mit hoher Nachweisempfindlichkeit im allgemeinen ein Nach weissignal und scharfe Spannungspulse mit geringer Halbwerts breite verwenden, ist es schwierig, sie zum direkten Betreiben von Funktionselementen, wie einem Transistor oder einer Spei cherschaltung, oder als Energielieferant für die Leistung in datenverarbeitenden und deren Peripherieschaltungen zu verwen den.Also, recently developed miniature magnetic auto switches with a high detection sensitivity in general an after white signal and sharp voltage pulses with low half-value wide use, it is difficult to operate them directly of functional elements, such as a transistor or a memory circuit, or as an energy supplier for the performance in to use data processing and their peripheral circuits the.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Vorrichtungen be reitzustellen, um eine vergleichbar große elektromotorische Kraft effizient zu erzeugen, und zusätzlich ein genaues Ver fahren zur Herstellung eines Magnetsignalgebers und eine Vor richtung zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft bereit zustellen.The object of the present invention is to be devices to sit on a comparable large electric motor Generate power efficiently, plus an accurate ver drive to manufacture a magnetic signal generator and a front direction ready to generate an electromotive force to deliver.

Ein Magnetbündel, wie es erfindungsgemäß verwendet wird, wird durch Bündeln einer großen Anzahl von Magnetbündelelementen, die jeweils eine feste magnetische Komponente und eine bista bile magnetische Komponente mit einer magnetischen Anisotropie aufweisen, die magnetisch miteinander gekoppelt sind. Dieses Magnetbündel weist eine diamagnetische Feldfunktion auf, die in bezug auf den selbstentmagnetisierenden Koeffizienten, der durch die endgültige Form und die Eigenschaften der magneti schen Komponenten bestimmt ist, in negativer Richtung wirkt.A magnetic bundle, as used according to the invention, is by bundling a large number of magnetic bundle elements, each with a fixed magnetic component and a bista bile magnetic component with magnetic anisotropy have, which are magnetically coupled to each other. This Magnetic bundle has a diamagnetic field function that with respect to the self-demagnetizing coefficient, the by the final shape and properties of the magneti components is determined, acts in the negative direction.

In diesem Fall haben die festen magnetischen Komponenten eine vergleichbar große Koerzitivkraft und magnetische Anisotropie in vorgegebener Richtung (hier als positive Richtung bezeich net), und die bistabilen magnetischen Komponenten haben eine vergleichbar geringe Koerzitivkraft und magnetische Anisotro pie in Richtung einer Achse, die die Richtung entgegengesetzt zu der vorgegebenen Richtung (hier als negative Richtung be zeichnet) umfaßt.In this case, the solid magnetic components have one comparably large coercive force and magnetic anisotropy in the given direction (referred to here as the positive direction net), and the bistable magnetic components have one comparably low coercive force and magnetic anisotropy pie towards an axis that is opposite to the direction to the given direction (here as negative direction be records) includes.

Wenn zur Einstellung ein vergleichbar schwaches magnetisches Feld als erstes äußeres magnetisches Feld an das Magnetbündel angelegt wird, kehrt sich die Magnetisierung der festen magne tischen Komponente, die durch das diamagnetische Feld eine zweite negativ gerichtete Magnetisierung empfängt, vollständig um und erreicht einen stabilen Magnetisierungszustand (hier als eingestellter Zustand bezeichnet), der zur festen magneti schen Komponente nicht parallel liegt. When setting a comparably weak magnetic Field as the first external magnetic field to the magnet bundle is applied, the magnetization of the fixed magnet reverses table component by the diamagnetic field second negatively directed magnetization receives completely around and reaches a stable magnetization state (here referred to as the set state), which for fixed magneti component is not parallel.

Wenn als nächstes ein vergleichbar starkes magnetisches Feld zur Rückmagnetisierung als zweites äußeres Feld an das Magnet bündel angelegt wird, wird das diamagnetische Feld gelöscht und die bistabile magnetische Komponente in positiver Richtung magnetisiert.If so, a comparable strong magnetic field for back magnetization as a second external field to the magnet If the bundle is created, the diamagnetic field is deleted and the bistable magnetic component in the positive direction magnetized.

Wenn dies als Triggerimpuls verwendet wird, empfängt die bi stabile magnetische Komponente eine magnetischen Wechselwirkung in bezug auf das Zusammenwirken der Magnetisierung der neben einander angeordneten festen magnetischen Komponenten und der Magnetisierung des magnetischen Felds für die Rückmagnetisie rung, wodurch plötzlich die Magnetisierung in einen stabilen parallelen Zustand umgewandelt wird (hier als rückmagnetisier ter Zustand bezeichnet).If this is used as a trigger pulse, the bi stable magnetic component a magnetic interaction in terms of the interaction of the magnetization of the next arranged fixed magnetic components and the Magnetization of the magnetic field for back magnetization tion, which suddenly turns the magnetization into a stable parallel state is converted (here as back magnetized designated state).

Wenn daher zur Einstellung ein negativ gerichtetes magneti sches Feld und zur Rückmagnetisierung ein positiv gerichtetes magnetisches Feld abwechselnd an ein vorgegebenes Magnetbündel angelegt werden, um das zum Beispiel eine elektromagnetische Spule gewickelt ist, werden die bistabilen magnetischen Kompo nenten durch die Wechselwirkung mit dem diamagnetischen Feld wiederholt ummagnetisiert.Therefore, if a negatively directed magneti field and a positive direction for back magnetization magnetic field alternately to a given magnetic bundle for example, an electromagnetic one Coil is wound, the bistable magnetic compo due to the interaction with the diamagnetic field repeatedly magnetized.

Der magnetische Fluß erzeugt zu diesem Zeitpunkt eine elektro motorische Kraft. Folglich wird nur eine einzige Kennlinie er halten, wobei, sogar wenn das äußere magnetische Feld nur sehr langsam die vorgegebene Größe erreicht, die induzierte elek tromagnetische Kraft annähernd konstant ist.The magnetic flux creates an electro at this time motor power. As a result, it becomes only a single characteristic hold, even if the external magnetic field is only very slowly reaches the specified size, the induced elec tromagnetic force is approximately constant.

Ferner unterscheidet sich das Prinzip zur Erzeugung einer elektromotrischen Kraft unter Verwendung eines Magnetbündels nach der vorliegenden Erfindung von herkömmlichen Verfahren indem es auf einer elektromotrischen Kraft basiert, die indu ziert wird, wenn die Magnetisierung der bistabilen magneti schen Komponenten umgekehrt wird.Furthermore, the principle for generating a differs Electromotive force using a magnetic bundle according to the present invention by conventional methods by being based on an electromotive force that indu is adorned when the magnetization of the bistable magneti components are reversed.

Wenn daher das Material, aus dem es besteht, die endgültige Form und andere magnetische Eigenschaften des Magnetbündels, bestimmt worden sind, stellt sich die Umkehrgeschwindigkeit der bistabilen magnetischen Komponente selbst auf einen be stimmten Wert ein. Dies ist als ein ausgezeichnetes Phänomen anzusehen, um eine elektromotorische Kraft e mit annähernd im mer konstanter Größe zu induzieren.Therefore, if the material of which it is made is the final one Shape and other magnetic properties of the magnetic bundle, the reversal speed arises the bistable magnetic component itself on a be agreed value. This is an excellent phenomenon to look at an electromotive force e with approximately in to induce constant size.

Folglich erhält der erfindungsgemäße Generator zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft eine elektromotorische Kraft E = e + U, wobei die elektromotorische Kraft U proportional zum zeitbezogenen Veränderungsverhältnis des Induktionsflusses ϕ ist, welcher von außen mit der elektromagnetischen Spule ver kettet ist, basierend auf der hypothetischen elektromagneti schen Induktion, und es wird allgemein angenommen, daß U = -dϕ/dt gilt. Wenn das zeitbezogene Veränderungsverhältnis des angelegten magnetischen Feldes klein oder gleich ist oder wenn ein extrem niedriger Fluß vorliegt, nimmt die elektromotori sche Kraft ab und erreicht unter Umständen nahezu U = 0.Consequently, the generator according to the invention receives for generation speak an electromotive force an electromotive force speak E = e + U, the electromotive force U being proportional on the time-related change ratio of the induction flow ϕ is the ver with the electromagnetic coil from the outside is based on the hypothetical electromagnetic induction, and it is generally assumed that U = -dϕ / dt applies. If the time - related change ratio of the applied magnetic field is small or the same or if the electric motor takes an extremely low flow force and may almost reach U = 0.

Wenn die bistabilen magnetischen Komponenten verschieden Typen von Komponenten mit Koerzitivkräften unterschiedlicher Größe, die sich in Stufen unterscheiden, aufweisen, wird ihre Magne tisierung in aufeinanderfolgenden Stufen umgekehrt, die der Wirkung des diamagnetischen Felds oder des äußeren Magnetfelds folgen, womit ermöglicht wird, daß eine entsprechende kontinu ierliche elektromotorische Kraft erzeugt wird.If the bistable magnetic components are different types of components with coercive forces of different sizes, which differ in levels will be their magne reverse in successive stages that the Effect of the diamagnetic field or the external magnetic field follow, which enables a corresponding continuous animal electromotive force is generated.

Außerdem bewirkt ein zwischenzeitlich angelegtes vergleichbar schwaches magnetisches Feld in positiver oder negativer Rich tung, daß die plötzliche Ummagnetisierung der bistabilen ma gnetischen Komponenten in den eingestellten Zustand, wie es durch das magnetische Feld erreicht wird, unterstützt wird, womit die elektromotorische Kraft mit einem höheren Wirkungs grad erzeugt werden kann.In addition, a meanwhile created comparable weak magnetic field in positive or negative direction tion that the sudden reversal of the bistable ma gnetic components in the set state as it is achieved by the magnetic field, is supported, with which the electromotive force is more effective degree can be generated.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung anhand der beiliegenden Zeichnungen genauer beschrieben.The following is an embodiment of the present invention dung described in more detail with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine graphische Ansicht eines schematischen Aufbaus ei nes Magnetbündels mit einer diamagnetischen Feldfunktion und ein Beispiel eines magnetischen Aspekts dieses Bündels im ein gestellten Zustand, Fig. 1 is a diagrammatic view showing a schematic structure ei nes magnetic beam having a diamagnetic field function and an example of a magnetic aspect of this bundle in a state identified,

Fig. 2 eine graphische Ansicht eines Beispiels für einen ma gnetischen Aspekt eines Magnetbündels, wenn es sich im einge stellten Zustand befindet, Fig. 2 is a diagrammatic view of an example of a when it is set in the state ma-magnetic aspect of a magnetic beam,

Fig. 3 eine graphische Ansicht einer Ausführungsform eines an deren Aspektes des Magnetbündels und eine teilweise vergrößer te Ansicht davon, Fig. 3 is a graphical view of an embodiment of an aspect thereof to the magnet of the bundle, and a partially to magnified view te,

Fig. 4 eine graphische Ansicht einer Ausführungsform, die ei nen anderen Aspekt zeigt, der ein mehrschichtiges Magnetbündel aufweist, Fig. 4 is a graphical view of an embodiment showing another aspect ei NEN having a multilayered magnetic beam,

Fig. 5A und 5B eine Ausführungsform eines Magnetbündels, das eine große Anzahl magnetischer Schichten aufweist, die auf ei nen einzigen Draht aus einer magnetischen Legierung aufge bracht sind, wobei Fig. 5A eine perspektivische Ansicht ist, die einen Teilschnitt durch die Magnetschichten und Fig. 5B eine graphische Ansicht eines weggeschnittenen Bereichs des gesamten Aufbaus zeigt, Fig. 5A and 5B, an embodiment of a magnetic beam which has a large number of magnetic layers, which are placed on egg nen single wire made of a magnetic alloy introduced, wherein Fig. 5A is a perspective view showing a partial section through the magnetic layers, and FIG. 5B shows a graphical view of a cut-away area of the entire structure

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform, die eine elektromagnetische Spule aufweist, die um ein Bündel aus einer großen Anzahl von Magnetbündeldrähten gewickelt ist, Fig. 6 is a schematic view of an embodiment having an electromagnetic coil which is wrapped around a bundle of a large number of magnetic bundle of wires,

Fig. 7 eine graphische Auftragung, die die Beziehung zwischen dem Größenverhältnis k eines Magnetbündels und dem Selbstent magnetisierungskoeffizienten N zeigt und den Bezug zu der An zahl Magnetbündeldrähten, die das Bündel enthält, Fig. 7 is a graphical plot showing the relationship between the size ratio k of a magnetic beam and the magnetization Selbstent coefficient n and the reference to the bundle in number Magnet wires containing the bundle,

Fig. 8 ein Beispiel für die Ergebnisse, die durch eine Unter suchung bestimmt worden sind, um eine diamagnetische Feldfunk tion zu verifizieren, und die Bedingungen für das Anlegen ei nes äußeren Magnetfelds an ein Bündel Magnetbündeldrähte und eine elektromotorische Kraft e, Fig. 8 shows an example of the results that have been determined by investigation, a diamagnetic field radio tion to verify, and the conditions for the application of egg nes external magnetic field to a bundle of magnetic bundle wires, and an electromotive force e,

Fig. 9 eine graphische Ansicht eines Aufbaus, der die Prinzi pien eine Generators zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft zeigt, welche eine elektromagnetische Spule aufweist, die nach einem anderen Aspekt an ein Magnetbündel angebracht ist, Fig. 9 is a graphical view of a structure of the enthalpies Prinzi shows a generator for generating an electromotive force having an electromagnetic coil which is mounted according to another aspect of a magnetic beam,

Fig. 10 eine graphische Ansicht einer Ausführungsform, in der zwei magnetische Signalgeber, die jeweils eine elektromagneti sche Spule aufweisen, die um ein Magnetbündel gewickelt ist, dicht nebeneinander vorgesehen sind, Fig. 10 is a graphical view of an embodiment in which two magnetic signal transmitters, each having a specific electromagnetic coil which is wound around a magnet bundle tightly are provided side by side,

Fig. 11 eine graphische Ansicht eines Magnetisierungsprozesses ist, in dem ein Permanentmagnet neben dem magnetischen Signal geber vorgesehen ist, der eine elektromagnetische Spule auf weist, die um ein einzelnes Magnetbündel gewickelt ist, und sich dreht,11 is a diagrammatic view Fig. A magnetization process, in which a permanent magnet adjacent to the magnetic encoder signal is provided, which comprises an electromagnetic coil, which is wound around a single magnetic beam, and rotates,

Fig. 12 eine graphische Ansicht eines Generators zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft, der eine große Anzahl Magnet bündel enthält, die um einen Zylinder herum angeordnet sind, wobei sich Permanentmagnete um das Innere des Zylinders dre hen, Fig. 12 is a graphical view of a generator for generating an electromotive force, which contains a large number of magnetic bunch arranged around a cylinder, said permanent magnets dre around the interior of the cylinder hen,

Fig. 13 eine graphische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Generators zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft, der Permanentmagneten aufweist, die sich entlang der Innenflä che eines zylindrischen Magnetbündels drehen, Fig. 13 is a graphical view of another embodiment having a generator for generating an electromotive force of the permanent magnets, the surface along the Innenflä a cylindrical magnet bundle rotate,

Fig. 14 eine Graphik, die die wichtigsten Teile einer anderen Ausführungsform eines Generators zur Erzeugung einer elektro motorischen Kraft zeigt, in der ein magnetisches Wechselfeld mit einem Magnetbündel gekoppelt ist, auf das ein magnetisches Vorspannungsfeld einwirkt. Fig. 14 is a graph showing the main parts of another embodiment of a generator for generating an electromotive force, in which an alternating magnetic field is coupled to a magnetic bundle on which a magnetic bias field acts.

Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen in bezug auf obige Prinzipien und magnetische Aspekte erklärt. The preferred embodiments are described below explained above principles and magnetic aspects.

Zunächst werden die magnetischen Eigenschaften des erfindungs gemäßen Magnetbündels beschrieben.First, the magnetic properties of the Invention described magnetic bundle.

Fig. 1 ist eine Graphik, die die Magnetbündelelemente 3 zeigt, die jeweils eine bistabile magnetische Komponente 1 und eine magnetische Schicht aus einer festen magnetischen Komponente 2 aufweisen, denen eine einachsige magnetische Anisotropie ver liehen ist und die magnetisch direkt oder mit einer Zwischen schicht miteinander gekoppelt sind (in der Graphik nicht ge zeigt). In diesem Beispiel sind diese Mehrfachschichten dicht beieinander aufgeschichtet, so daß sie ein einziges Magnetbün del 4 bilden. Fig. 1 is a graph showing the magnetic bundle elements 3 , each having a bistable magnetic component 1 and a magnetic layer made of a solid magnetic component 2 , which is a uniaxial magnetic anisotropy and the magnetically directly or with an intermediate layer with each other are coupled (not shown in the graphic). In this example, these multilayers are stacked close together so that they form a single Magnetbün del 4 .

Die festen Magnetkomponenten 2, die durch große weiße Pfeile wiedergegeben werden, haben eine vergleichsweise große Koerzi tivkraft und sind in positiver Richtung (nach rechts) magneti siert. Die bistabilen magnetischen Komponenten 1 haben eine vergleichsweise geringe Koerzitivkraft und werden unabhängig in die negative Richtung magnetisiert (nach links) in Abhän gigkeit von der Größe der diamagnetischen Felder 5 (durch kleine weiße Pfeile wiedergegeben). Die Graphik zeigt den Fall, wenn ein äußeres magnetisches Feld (in der Graphik nicht dargestellt) in negativer Richtung angelegt wird und die fe sten magnetischen Elemente 2 vollkommen nicht parallel zuein ander eingestellt werden.The fixed magnetic components 2 , which are represented by large white arrows, have a comparatively large coercive force and are magnetized in the positive direction (to the right). The bistable magnetic components 1 have a comparatively low coercive force and are magnetized independently in the negative direction (to the left) depending on the size of the diamagnetic fields 5 (represented by small white arrows). The graphic shows the case when an external magnetic field (not shown in the graphic) is applied in the negative direction and the most magnetic elements 2 are not set completely parallel to one another.

Wenn dann, wie in Fig. 2 gezeigt, ein äußeres magnetisches Feld 6 (durch einen großen schwarzen Pfeil wiedergegeben) an das Magnetbündel 4 in positiver Richtung (nach rechts) ange legt wird, werden die diamagnetischen Felder 5 gelöscht. Als Ergebnis des kombinierten magnetischen Vorgangs des Magneti sierungseffektes des äußeren Feldes 6 und der reziproken ma gnetischen Wechselwirkung mit der festen Magnetkomponente 2 werden die bistabilen Magnetkomponenten 1 plötzlich in positi ve Richtung umgekehrt und dadurch in einen parallelen Zustand zurückmagnetisiert.Then, as shown in Fig. 2, an external magnetic field 6 (represented by a large black arrow) is applied to the magnetic bundle 4 in the positive direction (to the right), the diamagnetic fields 5 are deleted. As a result of the combined magnetic operation of the magnetizing effect of the external field 6 and the reciprocal magnetic interaction with the fixed magnetic component 2 , the bistable magnetic components 1 are suddenly reversed in the positive direction and thereby magnetized back into a parallel state.

Wenn als nächstes das angelegte äußere magnetische Feld 6 ab geschaltet wird, verschiebt eine Steuerfunktion, die aus der Wirkung der diamagnetischen Felder resultiert, die bistabilen magnetischen Komponenten 1 zurück in den eingestellten Zu stand, in dem sie nicht parallel zu den festen Magnetkomponen ten 2 stehen. In diesem Fall kann ein exakter eingestellter Zustand erreicht werden, indem zur Einstellung ein schwaches magnetisches Feld (in der Graphik nicht dargestellt) in nega tiver Richtung angelegt wird.When the applied external magnetic field 6 is switched off next, a control function resulting from the action of the diamagnetic fields shifts the bistable magnetic components 1 back to the set state in which they are not parallel to the fixed magnetic components 2 . In this case, an exact set state can be achieved by applying a weak magnetic field (not shown in the graphic) in the negative direction for the setting.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines vergleichbar flachen Magnetbündels 4, das durch Dünnfilme oder Beschich tungsfilme gebildet wird, in denen eine große Anzahl Magnet bündel 3, die jeweils eine bistabile magnetische Komponente, die an eine feste Magnetkomponente 2 gekoppelt ist, aufweisen, eine einachsige magnetische Anisotropie in A-B-Richtung auf weisen. Es ist ebenfalls zusätzlich ein teilweise vergrößerter Ausschnitt davon zu sehen. In diesem Fall hat das Magnetbündel 4 eine Breite B-C, die ausreichend kürzer als seine Länge A-B ist, wobei es wesentlich ist, daß sich die Wirkung des Magnet felds 5 erhöht, wenn B-C kürzer als A-B wird und eine Umkeh rung der Magnetisierung auf die bistabilen Magnetkomponente 1 wirkt. Fig. 3 shows an example of the structure of a comparatively flat magnetic bundle 4 , which is formed by thin films or coating films, in which a large number of magnetic bundles 3 , each having a bistable magnetic component which is coupled to a fixed magnetic component 2 , have a uniaxial magnetic anisotropy in the AB direction. A partially enlarged section of it can also be seen. In this case, the magnet bundle 4 has a width BC which is sufficiently shorter than its length AB, it being essential that the effect of the magnetic field 5 increases when BC becomes shorter than AB and a reversal of the magnetization on the bistable Magnetic component 1 acts.

Ferner zeigt Fig. 4 eine Ausführungsform, die eine große An zahl flacher Magnetbündel 4 aufweist, die übereinanderge schichtet sind, so daß sie wieder ein Magnetbündel 13 bilden.Furthermore, Fig. 4 shows an embodiment which has a large number of flat magnetic bundles 4 , which are layered one above the other, so that they again form a magnetic bundle 13 .

Die Fig. 5A und 5B zeigen den Aufbau eines Magnetbündels 4 mit einer diamagnetischen Feldfunktion, die mehrere magneti sche Schichten, die ausgehend von einem Kern aus einem einzi gen Draht aus einer magnetischen Legierung nach außen schicht weise aufgebracht sind. In diesem Magnetbündeldraht wird eine bistabile magnetische Komponente 1 als äußerster Bereich 8, eine feste Magnetkomponente 2 als eine innere Schicht, eine weitere bistabile Komponente 1 als eine zusätzliche innere Schicht und eine feste Magnetkomponente 2 als Kern verwendet. Wie in Fig. 1 zeigen diese Graphiken den Zustand, wenn die Ma gnetisierung eingestellt worden ist, indem die diamagnetischen Felder 5 und das negative magnetische Feld zur Einstellung ak tiviert werden. FIGS. 5A and 5B show the structure of a magnetic beam 4 with a diamagnetic field code that several magneti specific layers which are starting layer of a core of a gene only peo wire made of a magnetic alloy outwardly as applied. In this magnet bundle wire, a bistable magnetic component 1 is used as the outermost region 8 , a fixed magnetic component 2 as an inner layer, a further bistable component 1 as an additional inner layer and a fixed magnetic component 2 as a core. As in Fig. 1, these graphs show the state when the magnetization has been adjusted by activating the diamagnetic fields 5 and the negative magnetic field for adjustment.

Dann wird ein äußeres magnetisches Feld in positiver Richtung (nach rechts) angelegt, das die Magnetisierung der bistabilen Magnetkomponenten 1 in etwa der gleichen Weise rückmagneti siert, wie es zu Fig. 2 erklärt worden ist.Then an external magnetic field is applied in the positive direction (to the right), which magnetizes the magnetization of the bistable magnetic components 1 in approximately the same way as has been explained in relation to FIG. 2.

So wird eine induktive Kraft durch Verketten der Wechsel des Magnetflusses, welche durch die Umkehrung der bistabilen Ma gnetkomponenten erfolgt, wenn die Magnetisierung rückmagneti siert wird und wieder in den eingestellten Zustand zurück kehrt, mit der elektromagnetischen Spule erzeugt.So an inductive force is chained by alternating the Magnetic flux, which is caused by the reversal of the bistable Ma Magnetic components occur when the magnetization back magneti is set and back to the set state returns, generated with the electromagnetic coil.

Fig. 6 zeigt eine elektromagnetische Spule 14, die um ein Ma gnetbündel 13 gewickelt ist, das ein Bündel aus einer großen Anzahl Magnetbündeldrähten 10 enthält. Wenn ein negativ ge richtetes Magnetfeld 6s und dann ein positiv gerichtetes äuße res Magnetfeld 6r periodisch mit dem Magnetbündel 13 verkettet werden, werden die bistabilen Magnetkomponenten mit der Wir kung des Magnetfeldes verknüpft und ihre Magnetisierung kehrt sich mit jeder Verkettung wiederholt um. Zu diesem Zeitpunkt wird in der elektromagnetischen Spule 14 eine elektromotori sche Kraft E mit einer Größe, die der Anzahl der Magnetbün deldrähte, die das Magnetbündel enthält, entspricht, erzeugt. Fig. 6 shows an electromagnetic coil 14 which is wrapped around a magnetic bundle 13 which contains a bundle of a large number of magnet bundle wires 10 . If a negatively directed magnetic field 6 s and then a positively directed external magnetic field 6 r are periodically linked with the magnet bundle 13 , the bistable magnetic components are linked to the effect of the magnetic field and their magnetization is repeatedly reversed with each link. At this time, an electromotive force E having a magnitude corresponding to the number of the magnet bundle containing the magnet bundle is generated in the electromagnetic coil 14 .

In diesem Fall hat, sogar wenn die periodische Geschwindigkeit des äußeren Magnetfelds, das an das Magnetbündel angelegt wird, extrem langsam ist, z. B. weniger als 1 Hz beträgt, die Wellenhöhe der elektromotorischen Kraft die gleiche Größe, wie wenn die Geschwindigkeit der elektromotorischen Kraft 20 Hz beträgt.In this case, even if the periodic speed of the external magnetic field applied to the magnetic bundle is extremely slow, e.g. B. is less than 1 Hz Wave height of the electromotive force the same size as when the speed of the electromotive force is 20 Hz is.

Das diamagnetische Feld in einem derartigen Magnetbündel ist im allgemeinen proportional zum Produkt der Manetisierungs stärke des Magnetbündels und dem Selbstentmagnetisierungs koeffizienten N, der durch seine Form bestimmt ist. Folglich ist der Koeffizient N umso niedriger und die Wirkung des dia magnetischen Felds umso keiner, je länger der Draht ist und je kleiner sein Durchmesser ist. The diamagnetic field in such a magnet bundle is generally proportional to the product of the manipulation strength of the magnetic bundle and self-demagnetization coefficient N, which is determined by its shape. Hence the coefficient N is lower and the effect of the dia magnetic field, the longer the wire and the longer its diameter is smaller.

Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Selbstentmagnetie rungskoeffizienten N und dem Größenverhältnis k (= L/2r) des Magnetbündeldrahtes, wobei r der Radius des Drahtes und L die Länge des Drahtes ist. Fig. 7 shows the relationship between the self-demagnetization coefficient N and the size ratio k (= L / 2r) of the magnet bundle wire, where r is the radius of the wire and L is the length of the wire.

Wenn ein Magnetbündel eine große Anzahl Magnetbündeldrähte mit einer Länge L enthält, die in einem stabähnlichem Bündel zu sammengefaßt sind, entspricht dies einer tatsächlichen Vergrö ßerung seines Querschnittsbereichs, und folglich nimmt der Wert für sein Größenverhältnis k ab und der durchschnittliche Selbstentmagnetisierungskoeffizient N steigt an, womit die Wir kung des diamagnetischen Felds erhöht wird.If a magnet bundle has a large number of magnet bundle wires contains a length L in a rod-like bundle are summarized, this corresponds to an actual magnification of its cross-sectional area, and consequently the Value for its size ratio k ab and the average Self-demagnetization coefficient N increases, with which the we kung the diamagnetic field is increased.

Ferner gibt die senkrechte Achse auf der rechten Seite die An zahl n der Magnetbündeldrähte an, die dicht gebündelt sind, bezogen auf Ergebnisse, die mit Magnetbündeldrähten mit einem Durchmesser von 2r = 0,25 mm und einer Länge von 50 mm erhal ten wurden. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, hat ein Magnetbündel draht ein ausreichend großes Größenverhältnis k und sein Selbstentmagnetisierungskoeffizient N ist demzufolge klein. Folglich bewirkt der diamagnetische Feldeffekt der bistabilen magnetischen Komponenten selbst nahezu keine unabhängige Ma gnetisierungsumkehrung. Folglich muß ein negativ gerichtetes Magnetfeld Hs zur Einstellung nur angelegt werden, um die bi stabilen Magnetkomponenten einzustellen und die Magnetisierung vollständig umzukehren.Furthermore, the vertical axis on the right side indicates the number n of the magnet bundle wires that are tightly bundled, based on results obtained with magnet bundle wires with a diameter of 2r = 0.25 mm and a length of 50 mm. As shown in Fig. 7, a magnet bundle wire has a sufficiently large size ratio k and its self-demagnetization coefficient N is therefore small. As a result, the diamagnetic field effect of the bistable magnetic components themselves causes almost no independent magnetization reversal. Consequently, a negatively directed magnetic field Hs need only be applied for adjustment in order to adjust the bi-stable magnetic components and to completely reverse the magnetization.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel für Untersuchungsergebnisse für eine elektromotorische Kraft e, die erhalten wird, wenn ein Magnet feld zur Einstellung Hs und ein Magnetfeld für die Rückmagne tisierung Hr (80 Oersted, konstant) abwechselnd an verschiede ne Magnetbündeltypen angelegt werden, die eine unterschiedli che Anzahl von Magnetbündeldrähten enthalten. Im Fall der Ma gnetbündel, die Bündel von 25 bis 100 Drähten (n = 25, n = 100) enthalten, ist zu sehen, daß der diamagnetische Feldeffekt die bistabile Magnetkomponente umkehrt, sogar wenn das Magnetfeld zur Einstellung Hs = 0 ist, womit die Erzeugung einer elektro motorischen Kraft unterstützt wird. Fig. 8 shows an example of test results for an electromotive force e, which is obtained when a magnetic field for setting Hs and a magnetic field for back magnetization Hr (80 Oersted, constant) are alternately applied to different types of magnetic bundles, which differ che number of magnet bundle wires included. In the case of the magnet bundles containing bundles of 25 to 100 wires (n = 25, n = 100), it can be seen that the diamagnetic field effect reverses the bistable magnetic component, even if the magnetic field is set to Hs = 0, which means that Generation of an electric motor force is supported.

Insbesondere zeigt ein Bündel, das 100 Drähte (n = 100) ent hält, eine starke diamagnetische Feldfunktion, womit die Ma gnetisierung aller bistabilen Magnetkomponenten in den einge stellen zustand umgewandelt wird. Demzufolge kann eine annä hernd konstante elektromotorische Kraft lediglich dadurch er zeugt werden, indem ein Magnetfeld zur Rückmagnetisierung Hr angelegt wird. Die elektromotorische Kraft erhöht sich jedoch nicht immer direkt proportional zur Anzahl der Bündeldrähte und der Wirkungsgrad der Erzeugung neigt dazu, abzunehmen.In particular, a bundle shows 100 wires (n = 100) holds a strong diamagnetic field function, with which the Ma gnetization of all bistable magnetic components in the make state is converted. As a result, an approx hernd constant electromotive force only because of it be created by a magnetic field for magnetization Hr is created. However, the electromotive force increases not always directly proportional to the number of bundle wires and the efficiency of generation tends to decrease.

Als nächstes wird ein spezielles Verfahren zur Herstellung des Magnetbündeldrahtes 10 beschrieben.Next, a specific method for manufacturing the magnet bundle wire 10 will be described.

Wenn zum Beispiel ein feiner Legierungsdraht des Fe-Co-V- Bicalloy-Typs mit einer verhältnismäßig großen magnetischen Verzerrung verdrillt wird, so daß er eine bestimmte Verdril lungsspannung aufweist, wird auf der Außenseite des Drahtes eine bistabile Magnetkomponente mit einer geringen Koerzitiv kraft gebildet. Der Drahtkern enthält den einzelnen Magnetbün deldraht 10, der vergleichsweise hohe festen Magnetkomponen teneigenschaften besitzt. Eine bestimmte Anzahl Drähte kann in dem Bündel vorgesehen sein, um ein stabähnliches Magnetbündel 13 mit einem Selbstentmagnetisierungskoeffizienten zu bilden.For example, when a fine alloy wire of the Fe-Co-V bicalloy type is twisted with a relatively large magnetic distortion to have a certain twisting voltage, a bistable magnetic component with a low coercive force is formed on the outside of the wire. The wire core contains the individual Magnetbün wire 10 , which has comparatively high fixed magnetic component properties. A certain number of wires can be provided in the bundle to form a rod-like magnet bundle 13 with a self-demagnetization coefficient.

Wenn alternativ ein Fe-Ni-Permalloydraht verdrillt wird, wird auf der Außenseite des Drahtes eine feste magnetische Kompo nente mit einer hohen Koerzitivkraft ausgebildet. Der Draht kern enthält einen einfachen Magnetbündeldraht 10 mit den Ei genschaften einer bistabilen Magnetkomponente. Von diesen kann eine große Anzahl in einem Bündel vorgesehen sein, um ein stabähnliches Magnetbündel 13 zu bilden.Alternatively, when an Fe-Ni permalloy wire is twisted, a solid magnetic component having a high coercive force is formed on the outside of the wire. The wire core contains a simple magnetic wire 10 with the egg properties of a bistable magnetic component. A large number of these can be provided in a bundle to form a rod-like magnet bundle 13 .

Fig. 9 zeigt einen Magnetsignalgeber 16, wobei ein stabähnli ches Bündel ausgebildet ist, indem eine elektromagnetische Spule 14 um ein Magnetbündel 15 gewickelt ist, das ein Ma gnethybridoxid enthält. Sobald ein Permanentmagnet 17, der ein positiv gerichtetes äußeres Magnetfeld anlegt, in eine Positi on nahe des negativ gerichteten Magnetfelds (in dem Diagramm nicht dargestellt), welches vorher an den Signalgeber angelegt worden ist, oder von ihm weg bewegt wird, wie es durch die Pfeile dargestellt ist, wird die Magnetisierung der bistabilen Magnetkomponente des Magnetbündels 15 umgekehrt, wodurch eine elektromotorische Kraft E erzeugt wird. Fig. 9 shows a magnetic signal transmitter 16 , wherein a rod-like bundle is formed by an electromagnetic coil 14 is wound around a magnetic bundle 15 which contains a magnetic hybrid oxide. As soon as a permanent magnet 17 , which applies a positively directed external magnetic field, into a position close to the negatively directed magnetic field (not shown in the diagram), which has previously been applied to the signal generator, or is moved away from it, as by the Arrows is shown, the magnetization of the bistable magnetic component of the magnet bundle 15 is reversed, whereby an electromotive force E is generated.

In diesem Fall wird das Magnetbündel 15 gebildet, indem eine Große Anzahl feiner Granule, wie Eisenoxidpulver, zusammenge faßt wird, welches eine feste Magnetkomponente, die in Rich tung A nach B magnetisiert ist aufweist, welche an eine bista bile Magnetkomponente gekoppelt ist, deren Magnetisierungs richtung durch eine Entmagnetisierungsfunktion und ein äußeres Magnetfeld in negativer Richtung bestimmt ist.In this case, the magnet bundle 15 is formed by summarizing a large number of fine granules, such as iron oxide powder, which has a solid magnetic component which is magnetized in the direction A to B and which is coupled to a bista bile magnetic component whose magnetization direction is determined by a demagnetization function and an external magnetic field in the negative direction.

Fig. 10 zeigt Magnetsignalgeber 16 und 20, die elektromagneti sche Spulen 14 und 19 enthalten, die jeweils um Magnetbündel 15 und 18 gewickelt sind. Wie durch die Pfeile angegeben ist, wird eine elektromotorische Kraft E induziert, indem die Ma gnetsignalgeber 16 und 20 sehr nah aufeinander zu bewegt wer den, wobei ein Zwischenraum zwischen ihnen verbleibt. Fig. 10 shows magnetic signal generators 16 and 20 , the electromagnetic coils 14 and 19 contain, each wound around the magnet bundle 15 and 18 . As indicated by the arrows, an electromotive force E is induced by moving the magnetic signal generators 16 and 20 very close to one another, leaving a space between them.

Die feste Magnetkomponente des Magnetbündels 15 wird in S nach N-Richtung magnetisiert, und, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, eine Magnetfeldlinie ist wie bei einem Magneten mit Nordpol und Südpol nach außen gerichtet.The fixed magnetic component of the magnet bundle 15 is magnetized in the S direction in the N direction, and, as shown in FIG. 10, a magnetic field line is directed outward as in the case of a magnet with a north pole and a south pole.

Gleichermaßen arbeitet das Magnetbündel 18. Wenn daher die einander gegenüberliegenden Magnetmeßwertgeber 16 und 20 sehr dicht beieinander mit einem Zwischenraum zwischen ihnen ange ordnet sind, wird die elektromotorischen Kraft, die durch Ma gnetisierungsumkehrung ihrer bistabilen Magnetkomponente er zeugt wird, in den elektromagnetischen Spulen 14 und 19 indu ziert.Magnet bundle 18 operates in the same way. Therefore, if the opposing magnetic transducers 16 and 20 are very close to each other with a space between them, the electromotive force, which is generated by magnetization reversal of its bistable magnetic component, it is induced in the electromagnetic coils 14 and 19 .

Fig. 11 zeigt einen Magnetsignalgeber 16, der eine elektroma gnetische Spule 14 aufweist, die um ein mehrschichtiges Ma gnetbündel 7 mit einer diamagnetischen Feldfunktion gewickelt ist, wie es in Beispiel der Fig. 5 angegeben ist. Eine elek tromotorischen Kraft E wird induziert, indem ein Permanentma gnet 17 dicht bei dem Magnetsignalgeber 16 vorgesehen ist und ihn um eine Rotationsachse 21 gedreht wird. Fig. 11 shows a magnetic signal generator 16 which has an electromagnetic coil 14 which is wound around a multilayer magnetic bundle 7 with a diamagnetic field function, as indicated in the example of FIG. 5. An electromotive force E is induced by a permanent magnet 17 being provided close to the magnetic signal generator 16 and being rotated about an axis of rotation 21 .

In der in Fig. 11 gezeigten Anordnung wird das Magnetbündel 7 in Richtung A nach B magnetisiert, und das Magnetfeld, das in positiver Richtung des Permanentmagneten 17 (d. h. nach rechts) arbeitet, hat die bistabilen Magnetkomponenten zurückmagneti siert.In the arrangement shown in Fig. 11, the magnet bundle 7 is magnetized in the direction A to B, and the magnetic field, which works in the positive direction of the permanent magnet 17 (ie to the right), has magnetized the bistable magnetic components back.

Die bistabilen Magnetkomponenten werden in den eingestellten Zustand umgekehrt, wenn der Permanentmagnet um 180 Grad ge dreht worden ist. Die elektromotorische Kraft E wird zu jedem Zeitpunkt induziert, zu dem der Zustand durch eine vergleich bare Umkehrung von dem eingestellten Zustand in den rückmagne tisierten "umgeschaltet" wird.The bistable magnetic components are set in the Conversely, when the permanent magnet ge by 180 degrees has been turned. The electromotive force E becomes everyone The time at which the condition is induced by a comparison Reversal from the set state in the back magnet tized "switched".

Wenn eine magnetisches Wechselfeld auf diese Weise angelegt wird, falls ein positiv gerichteter Vorspannungseffekt an das Magnetbündel 7 angelegt ist, wird zu jeder Zeit eine Einrich tung zur antisymmetrischen Anregung zur Anregung eines Magnet prozesses für den alternierenden Einstell- und Rückmagnetisie rungszustand konstitutiv ausgebildet. Der gleiche Effekt kann erzielt werden, indem das Magnetbündel 7 durch die Magnetbün del 13 oder 15 ersetzt wird.If an alternating magnetic field is applied in this way, if a positive bias effect is applied to the magnet bundle 7 , a device for antisymmetric excitation for excitation of a magnetic process for the alternating setting and reverse magnetization state is constitutively formed at all times. The same effect can be achieved by replacing the magnet bundle 7 with the magnet bundle 13 or 15 .

Fig. 12 zeigt ein Rotationselement, das zwei Permanentmagneten 22 und 23 aufweist, die sich entlang der inneren Fläche eines Zylinders 28 drehen und ein festes Element, das entlang der äußeren Fläche des Zylinders 28 vorgesehen ist, elektromagne tische Spulen 25 und 27 und ähnliches aufweist, welche um die Magnetbündel 24 gewickelt sind, wobei jedes Magnetbündel 24 ein Bündel aus vielen Magnetbündeldrähten 10 aufweist. Bezugs zahl 29 gibt die Rotationsachse wieder. Fig. 12 shows a rotating member having two permanent magnets 22 and 23 which rotate along the inner surface of a cylinder 28 and a fixed member which is provided along the outer surface of the cylinder 28 , electromagnetic coils 25 and 27 and the like which are wound around the magnet bundles 24 , each magnet bundle 24 having a bundle of many magnet bundle wires 10 . Reference number 29 represents the axis of rotation.

In diesem Aufbau wird die elektromotorische Kraft kummuliert, indem die elektromagnetischen Spulen parallel in Reihe ge schaltet werden und ähnliches, wodurch die Wellenhöhe oder die Ausgabebreite erhöht wird. In this structure, the electromotive force is accumulated, by placing the electromagnetic coils in parallel in series can be switched and the like, causing the wave height or the Output width is increased.

Fig. 13 zeigt einen Generator zur Erzeugung einer elektromoto rischen Kraft, der ein festes Element enthält, das ein zylin drisches Magnetbündel 31 enthält, das gebildet ist, indem eine große Anzahl Magnetbündeldrähte 10 um das Äußere des Zylinders 30 und eine elektromagnetische Spule 32 um das gesamte zylin drische Magnetbündel 31 herum vorgesehen sind. Ein Rotation selement, das sich um das Innere des Zylinders dreht, enthält mehrere Permanentmagneten 22 oder ähnliches, die an einer Ro tationsachse angebracht sind. Fig. 13 shows a generator for generating an electromotive force, which includes a fixed element containing a cylindrical magnetic bundle 31 , which is formed by a large number of magnet bundle wires 10 around the outside of the cylinder 30 and an electromagnetic coil 32 around it entire cylindrical magnetic bundle 31 are provided around. A rotation element that rotates around the inside of the cylinder includes a plurality of permanent magnets 22 or the like, which are attached to a rotation axis.

Der Zylinder 30 enthält einen vergleichsweise schwachen Perma nentmagneten 33, der ein negativ gerichtetes magnetisches Feld anlegt, das vergleichsweise schwächer als das des zylindri schen Magnetbündels 31 in dem eingestellten Zustand ist. Die Magnetisierung ergänzt die plötzliche Umkehrung der Magneti sierung der bistabilen Magnetkomponenten in den eingestellten Zustand als Ergebnis des diamagnetischen Felds. Dies hat daher die Wirkung der Erzeugung einer effektiv induzierten elektro motorischen Kraft durch die mehreren Magnetbündeldrähte 10, wenn die Permanentmagneten 22 und ähnliche nah beieinander vorgesehen sind.The cylinder 30 contains a comparatively weak permanent magnet 33 which applies a negatively directed magnetic field which is comparatively weaker than that of the cylindrical magnet bundle 31 in the set state. The magnetization complements the sudden reversal of the magnetization of the bistable magnetic components into the set state as a result of the diamagnetic field. This therefore has the effect of generating an effectively induced electromotive force through the plurality of magnet bundle wires 10 when the permanent magnets 22 and the like are provided close to each other.

In dem oben beschriebenen Generator zur Erzeugung einer elek tromotorische Kraft können dieselben Wirkungen erzielt werden, wenn der obige Aufbau umgekehrt wird, indem eine ein Magnet feld erzeugende Quelle an das feste Element und eine große An zahl Magnetbündel an das Rotationselement angebracht werden.In the generator described above for generating an elec tromotor force the same effects can be achieved if the above construction is reversed by using a magnet field generating source to the solid element and a large to Number of magnetic bundles can be attached to the rotary element.

Ein Verfahren zum Anlegen eines magnetischen Wechselfelds als äußeres Magnetfeld umfaßt das Anlegen eines magnetischen Vor spannungsfeldes mit einer vorgegebenen Richtung an ein mit ei ner Spule versehenes Magnetbündel.A method of applying an alternating magnetic field as External magnetic field involves the application of a magnetic pre voltage field with a given direction to one with egg magnet coil provided with a coil.

Wenn dieses Verfahren verwendet wird, kann das Magnetisie rungsverfahren zur Einstellung und Rückmagnetisierung des Ma gnetfeldes im Wechsel erhalten werden.If this procedure is used, the magnetisie Process for setting and magnetizing back the Ma gnetfeldes can be obtained alternately.

Ferner kann dieses Verfahren zum Anlegen eines äußeren Magnet felds gleichermaßen durchgeführt werden, wenn ein magnetisches Wechselfeld zur Erzeugung eines Wechselstroms für kommerzielle Anwendungen und ein hochfrequenter Gleichstrom als äußeres Ma gnetfeld angelegt werden.Furthermore, this method of applying an external magnet Fields are carried out equally when a magnetic Alternating field for generating an alternating current for commercial Applications and a high-frequency direct current as an external measure gnetfeld be created.

Das bedeutet, wie in Fig. 14 gezeigt ist, daß die äußeren Ma gnetfelder H⁺ und H^- gleiche positive und negative magnetische Wechselfelder sind und in einem Magnetbündel 15, das eine elektromagnetische Spule 14 und einen Permanentmagneten 35 aufweist, verkettet sind.That is, as shown in Fig. 14, that the outer magnetic fields H ⁺ and H ^{- are the} same positive and negative alternating magnetic fields and are linked in a magnetic bundle 15 , which has an electromagnetic coil 14 and a permanent magnet 35 .

Solche Vorrichtungen können zur Stromdetektion und ähnliches in einer Wechselstromleiter wie unten beschrieben verwendet werden.Such devices can be used for current detection and the like used in an AC conductor as described below become.

Der Permanentmagnet 35 legt ein magnetisches Vorspannungsfeld Hb an und ist so vorgesehen, daß er zur vorgegebenen Richtung des äußeren Magnetfelds H⁺ Beitrag leistet. In diesem Fall sollte Hb bevorzugt bei einem Wert eingestellt werden, der ge ringfügig größer als die Koerzitivkraft Hc des Magnetbündels (Hc ≦ Hb) ist.The permanent magnet 35 applies a magnetic bias field Hb and is provided so that it makes a contribution to the predetermined direction of the external magnetic field H ⁺ . In this case, Hb should preferably be set at a value which is slightly greater than the coercive force Hc of the magnet bundle (Hc ≦ Hb).

Wenn ein Überlaststrom, der den spezifizierten Wert des Wech selstromleiters übersteigt, in den Wechselstromleiter einge speist wird, wird eine antisymmetrische Erregung erzeuigt, wobei ein externes Magnetfeld zur Einstellung von Hs (H^-- Hb) in negativer Richtung wirkt und ein externes Magnetfeld zur Rückstellung von Hr (= H⁺ + Hb) in positiver Richtung wirkt. Folglich wird, da eine elektromotorische Kraft in jedem Zyklus erzeugt werden kann, eine Einrichtung zur Detektion eines Überlaststroms mit extrem guter Reproduzierbarkeit erhalten.If an overload current that exceeds the specified value of the AC conductor is fed into the AC conductor, an antisymmetric excitation is generated, with an external magnetic field for setting Hs (H ^- - Hb) acting in the negative direction and an external magnetic field for resetting of Hr (= H ⁺ + Hb) acts in the positive direction. As a result, since an electromotive force can be generated in each cycle, a device for detecting an overload current with extremely good reproducibility is obtained.

Dieses Verfahren zum Anlegen eines magnetischen Vorspannungs felds an ein magnetisches Wechselfeld hat die Wirkung, den vo rigen Magnetisierungszustand des Magnetbündels automatisch zu rückzuerzeugen und ein konstantes Grenzmagnetfeld zu errei chen, wenn die elektromotorische Kraft erzeugt wird.This method of applying a magnetic bias fields on an alternating magnetic field has the effect that vo magnetization state of the magnet bundle automatically and generate a constant limit magnetic field Chen when the electromotive force is generated.

Ein magnetisches Metall, ein magnetisches Oxid, eine Kombina tion vergleichbarer oder unterschiedlicher Materialien, wie Metallverbindungen und einem nichtkristallinen magnetischen Material, eine Mischung aus magnetischen Teilchen eines Ma gnetbündels oder eine Kombination von kristallinen und nicht kristallinen Schichten und ähnliches kann als Material für die Bestandteile des oben beschriebenen Magnetbündels verwendet werden. Indem diese dann zu dünnschichtigen, mehrschichtigen, gepreßten, winkelförmigen oder runden Bündeln angeordnet wer den, ist es möglich, ein Magnetbündel mit einer vorbestimmten diamagnetischen Feldfunktion zu bilden.A magnetic metal, a magnetic oxide, a combina tion of comparable or different materials, such as Metal compounds and a non-crystalline magnetic Material, a mixture of magnetic particles of a Ma gnet bundle or a combination of crystalline and not crystalline layers and the like can be used as material for the Components of the magnetic bundle described above are used become. By turning them into thin, multilayered, pressed, angular or round bundles who arranged , it is possible to use a magnetic bundle with a predetermined to form diamagnetic field function.

Ferner kann ein Magnetbündel mit einer diamagnetischen Feld funktion ebenfalls erhalten werden, indem ein Verbunddraht, der hergestellt wird, indem mehrere zylindrische Magnetlegie rungen unterschiedlichen Typs zu der Form eines einzelnen Stabs verbunden werden und diese in einer Linie angeordnet werden, oder ein Magnetbündeldraht, der durch Plattieren, Ab scheiden, Zerstäuben, Flüssigbestrahlung unterschiedlicher Ty pen magnetischer Legierungen und ähnliche Verfahren gebildet wird, verwendet wird.Furthermore, a magnetic bundle with a diamagnetic field function can also be obtained by using a composite wire, which is made by several cylindrical magnet alloy different types to the shape of an individual Bars are connected and arranged in a line be, or a magnet bundle wire, which by plating, Ab separating, atomizing, liquid irradiation of different types magnetic alloys and similar processes is used.

Natürlich kann ein kontinuierlicher Eisenteil an ein stabähn liches Magnetbündel dieses Typs angebracht werden. Das Bündel kann gebogen werden, so daß ein geschlossener magnetischer Pfad in ihm gebildet wird.Of course, a continuous piece of iron can be bar-like Lich magnetic bundle of this type can be attached. The bundle can be bent so that a closed magnetic Path is formed in it.

In diesen Aufbauten können eine elektrisch isolierte Schicht und eine nicht magnetische Schicht und magnetische Schichten unterschiedlichen Typs und vergleichbares als Zwischenschich ten zwischen den bistabilen magnetischen Komponenten und den festen magnetischen Komponenten, zwischen einer großen Anzahl Magnetbündelelementen oder Magnetbündeln vorgesehen sein. Eine derartige Zwischenschicht erweitert den magnetischen Relati veffekt und stärkt die Steuerung des diamagnetischen Felds zwischen den Schichten, vermeidet Wirbelstromverluste und ähn liches.An electrically insulated layer can be used in these structures and a non-magnetic layer and magnetic layers of different types and comparable as an intermediate layer between the bistable magnetic components and the solid magnetic components, between a large number Magnetic bundle elements or magnetic bundles can be provided. A such an intermediate layer extends the magnetic relati Effect and strengthens the control of the diamagnetic field between layers, avoids eddy current losses and the like Liches.

Obwohl dies in den Graphiken nicht dargestellt ist, ist eine Ausrüstung zwischen den Schichten der Magnetbündel, die mehr schichtige Mischungen von Magnetschichten und ähnliches auf weisen, wirkungsvoll, wie zum Beispiel eine Isolierung zwi schen den Schichten mit einem in den Fig. 1, 2, 3 und 4 ge zeigten Aufbau oder zwischen dem Draht und der Oberflächeniso lierung des Magnetbündeldrahtes 10 in Fig. 5 vorzusehen oder die Oberflächen unterschiedlicher Typen magnetischer Teilchen in dem Aufbau eines Magnetbündels, wie er in Fig. 7 gezeigt ist, zu isolieren.Although this is not shown in the graphics, an equipment between the layers of the magnetic bundles, which have multilayer mixtures of magnetic layers and the like, is effective, such as insulation between the layers with one in FIGS . 3 and 4 show the structure or to provide between the wire and the surface insulation of the magnet bundle wire 10 in FIG. 5 or to isolate the surfaces of different types of magnetic particles in the construction of a magnet bundle as shown in FIG. 7.

Die elektromotorische Kraft, die das erfindungsgemäße Magnet bündel verwendet, unterscheidet sich von der herkömmlichen elektromagnetischen Kraft, die von dem Wechselverhältnis der Anzahl der Magnetflußverkettungen des Magnetfelds abhängt.The electromotive force that the magnet of the invention bundle used differs from the conventional one electromagnetic force that depends on the interrelationship of the Number of magnetic flux linkages of the magnetic field depends.

Die elektromotorische Kraft, die erfindungsgemäß erzeugt wird, bezieht sich auf die unabhängige Hochgeschwindigkeitsumkehrung der Magnetisierung, die von den Relativeffekten der bistabilen Magnetkomponenten und der festen Magnetkomponenten in dem Ma gnetbündel mit einer diamagnetischen Feldfunktion resultiert, wenn ein äußeres Magnetfeld nach Art eines Steuerimpulses be tätigt wird.The electromotive force that is generated according to the invention refers to independent high speed inversion of magnetization by the relative effects of the bistable Magnetic components and the fixed magnetic components in the Ma gnet bundle with a diamagnetic field function results, if an external magnetic field be like a control pulse is done.

Folglich bewirkt die vorliegende Erfindung den ausgezeichneten Effekt, eine elektromotorische Kraft einer annähernd konstan ten Größe zu induzieren, sogar wenn ein Permanentmagnet mit extrem geringer Geschwindigkeit gedreht wird, um ein äußeres Magnetfeld zu erzeugen oder wenn die Rotationsgeschwindigkeit ungleichmäßig ist.Accordingly, the present invention brings about the excellent one Effect, an electromotive force of an almost constant to induce th size even when using a permanent magnet extremely low speed is turned to an outer Generate magnetic field or when the rotational speed is uneven.

Da es für das äußere Magnetfeld kein Problem ist, auf diese Weise langsam zu sein, ist zu erwarten, daß die vorliegende Erfindung als Generator des Rotationstyps zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft und Magnetsignalgeber mit einer nach gewiesenen großen elektromotorischen Kraft dient, welcher durch Windgeschwindigkeit, fließendes Wasser oder andere der artige Quellen angetrieben wird.Since there is no problem for the external magnetic field, on this To be slow, it is expected that the present Invention as a generator of the rotation type for generating a electromotive force and magnetic signal generator with an after designated large electromotive force, which by wind speed, running water or other of the like sources is driven.

Da der erfindungsgemäße Generator zur Erzeugung einer elektro motorischen Kraft eine vergleichsweise große Energiemenge aus gibt, reicht sein Ausgabesignal aus, um direkt eine elektroni sche Schaltung, wie einen Transistor, eine Speichereinrichtung und ähnliches anzutreiben. Folglich kann er zum Beispiel als Einrichtung zur Speicherung des Signalerzeugungsmomentes ohne eine Energiequelle über einen langen Zeitraum oder ähnliches aufgebaut sein.Since the generator according to the invention for generating an electro motor power from a comparatively large amount of energy there, its output signal is sufficient to directly send an electronic cal circuit, such as a transistor, a memory device and to drive the like. Hence, for example, as Device for storing the signal generation torque without a source of energy for a long period of time or the like be constructed.

Wenn das Magnetfeld, das von einem Wechselstromleiter erzeugt wird, mit dem Magnetbündel verkettet wird, kann ein Aufbau er reicht werden, der wirksam den Durchtrittsstrom oder Überlast strom an dem Punkt ermittelt, an dem die elektromotorische Kraft induziert wird. Er kann ebenfalls zur Herstellung einer Einrichtung zur Verwendung von LED, um direkt den Punkt aufzu zeichnen, wenn die elektromotorische Kraft erzeugt wird, einer Vorrichtung, um sie für Messungen über lange Distanzen an dem Punkt, an dem die elektromotorische Kraft erzeugt wird, in ei ne optische Faser einzuführen und ähnliches verwendet werden.If the magnetic field generated by an AC conductor is chained to the magnetic bundle, it can build up be sufficient, which is effective the through current or overload current is determined at the point at which the electromotive Force is induced. He can also make a Device for using LED to go straight to the point draw when the electromotive force is generated, one Device to use it for measurements over long distances on the Point at which the electromotive force is generated in egg to introduce ne optical fiber and the like are used.

Claims

1. Generator for generating an electromagnetic force, comprising
a fitted in a coil magnetic bundle ( 4 ), the elements by assembling a large number of magnetic elements ( 3 ), having a fixed magnetic component ( 2 ) with magnetic anisotropy in a predetermined direction, which is connected to a bistable magnetic component ( 1 ) with a magnetic Anisotropy in the direction of an axis, which comprises the predetermined direction, is formed, has a diamagnetic field function ( 5 ) and includes an electromagnetic coil which is wound around the magnet bundle so that the magnetic fluxes are chained in the magnet bundle, and
a device for applying an external magnetic field ( 6 ) to apply a magnetic field to the fitted magnetic bundle in the coil, magnetize the bistable magnetic component in a predetermined direction and magnetize the bi-stable magnetic component in a direction opposite to the predetermined direction.

2. Generator for generating an electromagnetic force using a magnetic bundle according to claim 1, where the bundle of magnets is a bundle of a large number Contains magnet bundle wires, each of which has a fixed dimension gnet component with a relatively large coercive force either as a wire core or as a wire circumference and a bi stable magnetic component comparable to one small coercive force either as wire catch or as a wire core, so that it is diamagne has field effects.

3. Generator for generating an electromagnetic force using a magnetic bundle according to claim 1, with which is magnetically moved so that an external magnet table field is created, creating the bistable magnet component, in a set, to the fixed dimension magnetic component is not magnetized in the parallel state, in a magnetized state parallel to the fixed one Magnetic component is reversed and the effect of the diama gnetic field is obtained by the outer magnet the bistable magnetic component back into the field reversed state.

4. Generator for generating an electromagnetic force using a magnetic bundle according to claim 1 pointing devices for applying an external magnet fields, with an alternating magnetic field as external Ma magnetic field is created by a constant magnetic Bias field in the given direction to that in the Coil fitted magnetic bundle is applied, the Ma magnetization process of the magnetic bundle alternately and magnetized back.