DE102006054568A1

DE102006054568A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Induktion von elektrischen Spannungen

Info

Publication number: DE102006054568A1
Application number: DE200610054568
Authority: DE
Inventors: Christian Preis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2008-05-21

Abstract

Bei dem Verfahren zur Induktion von elektrischer Spannung werden Primärspulen mit Sekundärspulen magnetisch verkoppelt und induzieren so eine Spannung in der Sekundärspule. Da die Magnetfelder der Primärspulen phasenverschoben sind, bildet das Magnetfeld der Sekundärspule stets mit einer der Primärspulen ein gemeinsames Magnetfeld, so daß dieses induzierte Magnetfeld dem anderen Erregermagnetfeld nicht mehr entgegenwirkt und dieses dadurch abschwächt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Induktion von elektrischen Spannungen. Die Induktion von elektrischen Spannungen spielt in der Elektrotechnik eine wichtige Rolle, da Induktionsverfahren sowohl bei der Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie (Generatorprinzip) als auch zur Umwandlung von Spannungen (Transformatorprinzip) sowie zur Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische (Motorprinzip), Verwendung finden.
Stand der Technik
Derzeit wird elektrische Energie durch Generatoren erzeugt, die mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln. Kennzeichnend für diese Art der Induktion ist, daß das Magnetfeld des induzierten Stromes die Drehbewegung des Rotors bremst, was dazu führt, daß dem Generator mehr mechanische Energie zugeführt werden muß, je mehr Strom erzeugt wird.
Aufgabe
Aufgabe der Erfindung ist es, elektrische Energie zu erzeugen, wobei das Magnetfeld der Induktionsspule nur eine sehr geringe, im Idealfall keine Rückwirkung mehr auf die dem Generator zugeführte Energie mehr hat.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

a) daß dem Generator statt mechanischer Energie elektrische Energie dergestalt zugeführt wird, daß diese Energie in mindestens einer Spule ein sich stetig änderndes magnetisches Feld erzeugt,
b) daß dieses sich stetig ändernde magnetische Feld mindestens eine weitere Spule so durchflutet, daß in dieser eine Spannung induziert wird,
c) daß dem Generator durch mindestens eine weitere Spule welche ein sich stetig änderndes magnetisches Feld erzeugt ebenfalls Energie zugeführt wird, wobei deren Ströme zu den Strömen der unter a) genannten Spule in ihrem zeitlichen Verlauf verschoben sind und das magnetische Feld dieser Spule die unter b) genannte Spule ebenfalls durchflutet.

Die dem Generator zugeführte Spannung kann eine in ihrem Verlauf beliebige Wechselspannung sein, wobei diese Spannung durch entsprechende Verwendung von elektrotechnischen Bauteilen wie z.B. frequenzgesteuerten Phasenwendern dergestalt auf eine Spule wirkt, das diese ein pulsierendes Magnetfeld aufbaut ohne dabei die Polarität des Magnetfeldes zu ändern. Die dem Generator zugeführte Spannung kann eine Wechselspannung sein, die in den Spulen ein magnetisches Wechselfeld erzeugt.
Die dem Generator zugeführte Spannung kann auch eine pulsierende Gleichspannung oder eine Mischspannung sein. Die dem Generator zugeführte Spannung kann eine beliebige sein, solange sie in ihrer Auswirkung auf die Spule geeignet ist, in dieser ein veränderliches Magnetfeld zu erzeugen, wobei die Polarität des Magnetfeldes nicht geändert wird. Die unter a) und c) genannten Spulen können vom zeitlichen Verlauf und der Polarität der eingespeisten Spannung und vom Wicklungssinn so aufeinander abgestimmt sein, daß sie eine gleich gerichtete Spannung durch ihre sich stetig ändernden magnetischen Felder in der Sekundärspule erzeugen. Die magnetische Kopplung der Spulen wird durch Verwendung hochpermeabler Materialien wie, z.B. Elektroblechpakete verbessert.
Kondensatoren können mit Spulen verschaltet sein um die Phasenverschiebung von Strom und Spannung zu verändern oder um Schwingkreise zu bilden.
Vorzugsweise wird die Erfindung überall dort eingesetzt, wo elektrische Energie benötigt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des oben genannten Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch mindestens zwei Spulen, die Magnetfelder erzeugen, wobei die in diese Spulen eingespeiste Spannung dergestalt wirkt, daß die eine Spule gerade ein maximales Magnetfeld hat, während die andere Spule ein minimales oder kein Magnetfeld hat. Diese Spulen sind durch ihren Wicklungssinn, der Polarität und dem zeitlichen Verlauf der eingespeisten Spannung so abgestimmt, daß deren magnetische Felder, die mit mindestens einer weiteren Spule magnetisch verkoppelt sind, eine gleichgerichtete Spannung in dieser weiteren Spule erzeugen, wobei das Magnetfeld dieser weiteren Spule den sie erregenden magnetischen Feldern kaum noch, im Idealfall gar nicht mehr entgegenwirkt.
Vorteile
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine Induktion von elektrischen Spannungen, wobei die erzeugte Energie der aufgewendeten Energie nicht mehr oder kaum noch entgegenwirkt und diese dadurch verbraucht.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen naher erläutert.
Es zeigen:
1 den Generator im Querschnitt
2 den Generator in Draufsicht
Der Generator gemäß 1 besteht aus vier mit pulsierendem Gleichstrom gespeisten Spulen (1 und 2) (Primarspulen) die mittels Elektroblechpaketen (4) mit einer weiteren Spule (3) (Sekundärspule) magnetisch gekoppelt sind.
Zwei dieser Primärspulen (1) werden von einem pulsierendem Gleichstrom gespeist, dessen zeitlicher Verlauf zum zeitlichen Verlauf des die zwei anderen Primärspulen (2) speisenden pulsierenden Gleichstroms derartig verschoben ist, daß das eine Spulenpaar gerade ein maximales Magnetfeld hat, während das andere Primärspulenpaar gerade kein Magnetfeld hat.
Die Primärspulenpaare sind vom zeitlichen Verlauf und der Polarität der eingespeisten Spannung und vom Wicklungssinn so aufeinander abgestimmt, daß sie eine gleich gerichtete Spannung durch ihre sich stetig ändernden magnetischen Felder in der Sekundärspule (3) erzeugen.
Gemäß der Lenz'schen Regel ist eine Induktionsspannung immer ihrer Ursache entgegen gerichtet, was bei dem erfindungsgemäßen Generator dazu führt, daß das von der Sekundärspule erzeugte Magnetfeld beim Ansteigen des vom ersten Primärspulenpaar erzeugten Magnetfeld selbst ein Magnetfeld erzeugt, dessen Polarität dem Magnetfeld dieses ersten Primärspulenpaares entgegen gerichtet ist. Da jedoch das Magnetfeld des zweiten Primärspulenpaares aufgrund dessen Speisespannung gerade schwacher wird, ist das Magnetfeld der Sekundärspule dem Magnetfeld des zweiten Primärspulenpaares gleichgerichtet und bildet darum ein gemeinsames Magnetfeld mit diesem was dazu führt, daß das Magnetfeld des ersten Primärspulenpaares nicht oder kaum durch das Magnetfeld der Sekundärspule abgeschwächt wird.

Claims

Verfahren zur Induktion von elektrischen Spannungen, dadurch gekennzeichnet, a) daß mindestens einer elektrisch leitenden Spule elektrische Energie dergestalt zugeführt wird, daß diese Spule ein sich stetig änderndes magnetisches Feld erzeugt, b) daß dieses sich stetig ändernde magnetische Feld mindestens eine weitere Spule so durchflutet, daß in dieser eine Spannung induziert wird, c) daß mindestens einer weiteren elektrisch leitenden Spule welche ein sich stetig änderndes magnetisches Feld erzeugt ebenfalls Energie zugeführt wird, wobei deren Ströme zu den Strömen der unter a) genannten Spule in ihrem zeitlichen Verlauf verschoben sind und das magnetische Feld dieser Spule die unter b) genannte Spule ebenfalls durchflutet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Primärspule zugeführte Spannung eine in ihrem Verlauf beliebige Wechselspannung ist, wobei diese Spannung durch entsprechende Verwendung von elektrotechnischen Bauteilen wie z.B. frequenzgesteuerten Phasenwendern dergestalt auf die Spule wirkt, daß diese ein pulsierendes Magnetfeld aufbaut ohne dabei die Polarität des Magnetfeldes zu ändern.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Primärspule zugeführte Spannung eine Wechselspannung ist, die in dieser ein magnetisches Wechselfeld erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Primärspule zugeführte Spannung eine pulsierende Gleichspannung oder eine Mischspannung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Primärspule zugeführte Spannung eine beliebige ist, solange sie in ihrer Auswirkung auf diese Spule geeignet ist, in dieser ein veränderliches Magnetfeld zu erzeugen, wobei die Polarität des Magnetfeldes nicht geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Primärspule zugeführte Spannung eine beliebige ist, solange sie in ihrer Auswirkung auf diese Spule geeignet ist, in dieser ein veränderliches Magnetfeld zu erzeugen, wobei die Polarität des Magnetfeldes geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Anspruch 1a) und 1c) genannten Spulen vom zeitlichen Verlauf und der Polarität der eingespeisten Spannung und vom Wicklungssinn so aufeinander abgestimmt sind, daß sie eine gleich gerichtete Spannung durch ihre sich stetig ändernden magnetischen Felder in der Sekundärspule erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Anspruch 1a) und 1c) genannten Spulen vom zeitlichen Verlauf und der Polarität der eingespeisten Spannung und vom Wicklungssinn so aufeinander abgestimmt sind, daß sie nur in bestimmten Perioden eine gleich gerichtete Spannung durch ihre sich stetig ändernden magnetischen Felder in der Sekundärspule erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelder der unter Anspruch 1a) und 1c) genannten Primärspulen gegensätzlich zueinander gepolt sind.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelder der unter Anspruch 1a) und 1c) genannten Primärspulen gleich gepolt sind.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet durch mindestens eine Sekundarspule die magnetisch gekoppelt ist an mindestens zwei Primärspulen, welche zu unterschiedlichen Zeitpunkten sich ändernde Magnetfelder erzeugen, wobei die Änderung der Magnetfelder der Primärspulen durch die Art und den zeitlichen Verlauf der in sie eingespeisten Spannung so aufeinander abgestimmt ist, daß die Magnetfelder der Primärspulen eine Spannung in der Sekundarspule erzeugen und das Magnetfeld der Sekundärspule mit dem Magnetfeld von mindestens einer Primärspule ein gemeinsames Magnetfeld bildet.