DE1096957B

DE1096957B - Force and armature field arrangement to control magnetic stray fluxes in magnetic cantilever systems

Info

Publication number: DE1096957B
Application number: DEE17241A
Authority: DE
Inventors: Carl Ernst Eichhorn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-03-02
Filing date: 1959-03-02
Publication date: 1961-01-12

Description

Kraft- und Ankerfeld-Anordnung zur Steuerung magnetischer Streuflüsse bei magnetischen Freischwingersystemen Obwohl es gelungen ist, bei Freischwingersystemen die magnetische Ankerabgleichung zum Kraftfluß derart zu ermöglichen, daß sich der Anker leicht über dem Kraftfeld ausschwingen kann, war damit das Problem magnetischer Schwingsysteme noch nicht gelöst. Insbesondere ließ der Wirkungs- und Klirrfaktor sowie die Abstrahlung naturgetreuer Schwingungsamplituden zu wünschen übrig.Force and armature field arrangement to control magnetic leakage flux with magnetic cantilever systems Although it was successful with cantilever systems to enable the magnetic armature adjustment to the power flow in such a way that the The armature can swing out slightly above the force field, so the problem was more magnetic Oscillating systems not yet solved. In particular, the effect and harmonic distortion as well as the emission of lifelike oscillation amplitudes left a lot to be desired.

Als sehr nachteilig hat sich die Streuung des magnetischen Gleichflusses am Kraftfeld des Antriebsmagneten erwiesen, die den Anker bei seinen Schwingungen ungleich vormagnetisierte. Diese Vormagnetisierung wirkt sich auf den durch den elektrischen Wechselfluß induzierten Anker je nach seiner Stellung im Betrieb teils schädlich und teils günstig aus, auch tritt sie verschieden stark auf. Der magnetische Gleichfluß schließt sich größtenteils bei den sich gegenüberliegenden Magnetpolen. Dieser Fluß wird am stärksten, wenn der Anker unmittelbar über dem Kraftfeld schwingt, so daß eine starke Streuung auftritt, die sich über die Ankerstirn schließt, wobei der vom Erregerstrom auf dem Anker induzierte Wechselfluß geschädigt und nicht amplitudengetreu zur Geltung kommt.The scattering of the magnetic direct flux has proven to be very disadvantageous proved on the force field of the drive magnet, which the armature with its oscillations unequal premagnetized. This bias affects the through the alternating electrical flux induced armature depending on its position in operation in part harmful and sometimes beneficial, it also occurs in different degrees. The magnetic one For the most part, constant flux closes at the opposing magnetic poles. This flow is strongest when the anchor swings directly above the force field, so that a strong scatter occurs, which closes over the anchor end, wherein the alternating flow induced by the excitation current on the armature damaged and not true to amplitude comes into play.

Aber auch bei den seitlichen Ankerschwingungen beeinflußt dieser Streufluß mehr oder minder den durch den elektrischen Wechselfluß magnetisierten Anker, insbesondere dann, wenn sich der Streufluß durch die Ankerlängsseite leicht schließen kann.But this leakage flux also affects the lateral armature oscillations more or less the armature magnetized by the alternating electrical flux, in particular when the leakage flux can easily close through the armature long side.

Das gleiche tritt umgekehrt auch durch den Anker auf, wo der Streufluß des Ankerfeldes mehr oder minder die Magnetpole bzw. den magnetischen Gleichfluß beeinflußt.Conversely, the same occurs through the anchor, where the leakage flux of the armature field more or less the magnetic poles or the magnetic constant flux influenced.

Ist z. B. die Stellung des Ankers im Betrieb so, daß er über den N-Magnetpol schwingt, und seine Ankerstirn weist ebenfalls einen durch den elektrischen Wechselfluß induzierten N-Pol auf, so schwächen sich gegenseitig beide Pol-Komponenten, insbesondere versucht der Streufluß des N-Magnetpols die über ihn schwingende Ankerstirn zu schwächen oder umzupolen. Wäre aber die Ankerstirn in der gleichen Stellung mit einem S-Pol induziert, dann tritt keine Schwächung, sondern eine gegenseitige günstige Verstärkung ein. Dieser Vorgang ist natürlich auch bei vertauschten Polen ein gleicher.Is z. B. the position of the armature during operation so that it has the N magnetic pole oscillates, and its anchor face also shows an alternating electrical flow induced N-pole, both pole components weaken each other, in particular the stray flux of the N magnetic pole tries to weaken the armature face swinging over it or to reverse the polarity. But if the anchor end were in the same position with an S-pole induced, then there is no weakening, but mutually beneficial reinforcement a. This process is of course the same even if the poles are swapped.

Ähnlich ist es bei der Mittellage des Ankers im Kraftfeld. Die durch den elektrischen Wechselfluß mit einem N- oder S-Pol induzierte Ankerstirn wird stets vom Streufluß der gleichnamigen Magnet-Polkomponente geschädigt, aber von der ungleichnamigen begünstigt.It is similar with the middle position of the anchor in the force field. By the electrical alternating flux with an N or S pole is induced armature face always damaged by the leakage flux of the magnetic pole component of the same name, but by the unlike favored.

Diese Auswirkungen treten deshalb störend in Erscheinung, weil die beschriebenen magnetischen Streuflüsse freies Spiel haben und nicht gesteuert worden sind. Es sind an sich magnetische Schwingsysteme bekannt, bei welchen zwei Spulen auf den Magnetpolen angeordnet sind, um das Kraftfeld des Magnetpolpaares so zu steuern, daß es abwechselnd verstärkt oder gelöscht wird, wobei ein nicht magnetisierter Eisenanker oder eine Eisenblechmebran in senkrechter Richtung zur Kraftfeldebene schwingt. Abgesehen von der schädlich sich auswirkenden quadratischen Antriebsfunktion, ist bei solchen Systemen nur ein Impuls des elektrischen Wechselflusses für den Anzug des Ankers wirksam, während der elektrische Gegenimpuls für den Antrieb des Ankers ausfällt und nur den Zweck hat, das magnetische Kraftfeld zu löschen. Der Anker selbst kann zwecks Verbesserung des Wirkungsgrades nicht zusätzlich durch den elektrischen Wechselfluß magnetisiert werden, weil sonst eine Frequenzverdoppelung eintreten würde.These effects are disturbing because the magnetic leakage fluxes described have free play and have not been controlled are. There are known magnetic oscillating systems in which two coils are arranged on the magnetic poles in order to increase the force field of the magnetic pole pair control that it is alternately amplified or erased, one non-magnetized Iron anchor or a sheet iron membrane in a direction perpendicular to the force field plane swings. Apart from the detrimental quadratic drive function, in such systems is only an impulse of the alternating electrical flux for the Tightening of the armature effectively, while the electrical counter pulse for driving the The anchor fails and its only purpose is to extinguish the magnetic force field. Of the Anchor itself can not additionally through in order to improve the efficiency the alternating electrical flux are magnetized, otherwise the frequency will be doubled would occur.

Die Erfindung beseitigt die Nachteile bei magnetischen Freischwingersystemen dadurch, daß ein Teil der Windungen der Induktionsspule, die den Anker und das Kraftfeld umschließen, das etwa rechtwinklig aufgekröpfte bzw. mit einem Ansatz ausgebildete Polschuhpaar-derart umschließt, zumindest aber das Ende der Wicklungen mit dem aufgekröpften Ende des Polschuhpaares in einer Eebene liegen, daß die im Rhythmus des elektrischen Wechselflusses erfolgte Induktion jeweils diejenige N- oder S-Polkomponente am Kraftfeld des Polschuhpaares schwächt oder löscht, die mit der Polkompnente am freien Ankerstirnende gleichzeitig gleichnamig ist.The invention eliminates the disadvantages of magnetic cantilever systems in that part of the turns of the induction coil, the armature and the force field enclose the approximately right-angled cranked or formed with an approach Pole shoe pair encloses in this way, but at least the end of the windings with the cranked one End of the pair of pole shoes lie in a plane that the rhythm of the electrical Alternating flux induction took place in each case that N or S pole component at the force field of the pair of pole shoes weakens or extinguishes those with the pole component at the free end of the armature is also of the same name.

Durch diese Anordnung werden beim Gegenstand der Erfindung die magnetischen Streuflüsse so gesteuert, daß die schädliche Einwirkung des magnetischen Gleichflusses vermieden wird und Kraft- und Ankerfeld sich gegenseitig günstig beeinflussen, womit sich gleichmäßige magnetische Antriebskräfte ergeben. Der elektrische Wechselfluß magnetisiert sowohl die 009698/348 Ankerstirn als auch die ihr zugekehrten Polschuhteile am Kraftfeld, wobei am letzteren zusätzlich jeweils gleichnamige Pole gebildet werden, die aber mit der magnetisierten Ankerstirn jeweils ungleichnamig sind. Diese zusätzliche Magnetisierung der Magnetpole wirkt sich so aus, daß die Kraftlinien des ungünstig einwirkenden Magnetpols zurückgedrängt, aber die Kraftlinien des günstig einwirkenden Magnetpols, der mit dem induzierten Ankerstirnpol gleichzeitig ungleichnamig ist, verstärkt werden.With this arrangement, the magnetic leakage fluxes are controlled in the subject of the invention so that the harmful effect of the magnetic direct flux is avoided and the force and armature field mutually influence each other favorably, which results in uniform magnetic driving forces. The alternating electrical flux magnetizes both the 009698/348 armature face and the pole shoe parts facing it in the force field, with poles of the same name additionally being formed on the latter, but which have different names than the magnetized armature face. This additional magnetization of the magnetic poles has the effect that the lines of force of the unfavorably acting magnetic pole are pushed back, but the lines of force of the favorably acting magnetic pole, which is at the same time of the same name as the induced armature front pole, are strengthened.

Damit wird erreicht, "daß jeweils die Streuung derjenigen Magnet-Polkomponente geschwächt wird, die mit der Polkomponente der Ankerstirn gleichzeitig gleichnamig ist und die durch den elektrischen Wechselfluß magnetisierte Ankerstirn nicht mehr geschädigt oder umgepolt wird, wie auch die Stellung des schwingenden Ankers über den Magnetpolen sein mag und proportional des elektrischen Wechselflusses naturgetreue Amplituden zur Geltung kommen. Die Verzerrung des Kraft- und Ankerfeldes wird weitestgehend vermieden.This achieves "that in each case the scatter of that magnetic pole component is weakened, which has the same name as the pole component of the anchor forehead and the armature face, magnetized by the alternating electrical flux, is no longer is damaged or reversed, as is the position of the oscillating armature the magnetic poles and proportional to the alternating electrical flux true to nature Amplitudes come into their own. The distortion of the force and anchor field is largely avoided.

Umschließt ein Teil der Induktionsspule die Magnetpole am Kraftfeld gänzlich, so wirkt sich die Steuerung der magnetischen Streuflüsse stärker aus, da der ungünstig streuende Magnetpol ganz gelöscht werden kann. Der durch den Ausfall einer Magnet-Polkomponente scheinbar eintretende Wirkungsverlust wird dadurch wettgemacht, daß die Anzugskraft der günstig einwirkenden Magnet-Polkomponente in dem sich ausbildenden inhomogenen Kraftfeld intensiver wirkt. Der im Kraftfeld unterbrochene magnetische Gleichfluß sucht sich durch eine verstärkte Streuung nun durch die Ankerlängsseite zu schließen und greift deshalb weit über das Kraftfeld hinaus, so daß ein allmählicher Ankerantrieb auf einer größeren Ausschwingstrecke erzielt wird. Durch die Aufhebung des homogenen Kraftfeldes mittels der beschriebenen Steuerung wird der Anker zusätzlich nach dem Induktorprinzip wirksam und die Ankerbewegung wesentlich unterstützt.A part of the induction coil encloses the magnetic poles in the force field completely, so the control of the magnetic leakage flux has a stronger effect, since the unfavorably scattering magnetic pole can be completely deleted. The one from failure The loss of effectiveness that appears to occur in a magnet pole component is compensated for by that the attraction force of the favorably acting magnetic pole component in the developing inhomogeneous force field acts more intensely. The magnetic one interrupted in the force field Due to an increased scattering, constant flow is now looking for itself through the armature longitudinal side to close and therefore reaches far beyond the force field, so that a gradual Armature drive is achieved on a larger swing-out distance. By repeal of the homogeneous force field by means of the control described, the anchor is additionally effective according to the inductor principle and the armature movement is significantly supported.

Bei den seitherigen magnetischen Freischwingersystemenwurde u. a. eine brauchbare Wirkung dadurch zu erzielen versucht, daß der Anker durch einen stärkeren Wechselfluß übersättigt wurde und daß die am Kraftfeld liegenden Polschuhe gleiche Dimensionen mit dem Anker hatten, damit sich Kraftfeld und Ankerfeld gegenseitig etwa die Waage halten konnten. Beim Gegenstand der Erfindung können unabhängig davon stärke Magnete und groß dimensionierte Polschuhe angewendet werden. Die bei Freischwingern sonst sehr zu beachtenden negativen und positiven magnetischen Ankerstellkräfte verhalten sich beim Gegenstand der Erfindung neutraler, da z. B. ein Eisenanker mit positiver magnetischer Rückstellkraft zur Kraftfeldmitte diese Eigenschaft im Betrieb teils oder ganz verliert.In the previous magnetic cantilever systems, inter alia tries to achieve a useful effect that the anchor by a stronger alternating flux was oversaturated and that the pole pieces lying on the force field had the same dimensions as the anchor, so that the force field and anchor field are mutually exclusive could roughly hold the scales. The subject matter of the invention can independently Strong magnets and large pole pieces are used. The one with cantilever chairs Otherwise very negative and positive magnetic armature adjustment forces have to be taken into account behave neutrally in the subject matter of the invention, since z. B. an iron anchor with positive magnetic restoring force to the center of the force field this property in Part or all of the operation is lost.

Die Zeichnung zeigt einen Schnitt des Gegenstandes der Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen, wobei sich die Darstellung auf die wesentlichen Teile eines Freischwingersystems beziehen, die mit Buchstaben versehen sind. Abb. 1 zeigt bei a die Spulendrahtwicklung, b den Spulenkörper, c die aufgekröpften Polschuhe, d das in, den Spulenkörper verlagerte Kraftfeld, e den Anker mit seiner Schmalseite, dessen Stirnende den Magnetpolen zugekehrt ist, f die Richtung der Ankerbewegung, g die unmittelbar am Kraftfeld liegende Abschlußseite der Spulendrahtwicklung. Abb.2 zeigt im Prinzip die gleiche Anordnung mit dem Unterschied, daß ein Teil der Windungen mit der Länge h der Induktionsspule den aufgekröpften bzw. mit einem Ansatz ausgebildeten Teil des Polschuhpaares umschließt.The drawing shows a section of the object of the invention in two exemplary embodiments, whereby the illustration focuses on the essential parts a cantilever system, which are provided with letters. Fig. 1 shows at a the coil wire winding, b the coil body, c the cranked pole pieces, d the force field shifted into the coil body, e the armature with its narrow side, whose front end faces the magnetic poles, f is the direction of the armature movement, g the terminating side of the coil wire winding directly on the force field. Fig 2 shows in principle the same arrangement with the difference that some of the turns with the length h of the induction coil the cranked or formed with an approach Part of the pair of pole pieces encloses.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Force and armature field arrangement for controlling magnetic Stray flux in magnetic oscillation systems such as loudspeakers, microphones, pickups etc., with a pair of magnetic poles, the poles of which are directed against each other and through a Air gap are separated from each other, and with one facing them and after both Side swinging armature, characterized in that some of the turns of the Induction coil, which enclose the armature and the force field, which is approximately at right angles encloses cranked pole shoe pairs or pairs of poles formed with a shoulder in such a way that but at least the end of the windings with the cranked end of the pole piece pair lie in a plane that took place in the rhythm of the alternating electrical flow Induction is the N or S pole component at the force field of the pole shoe pair weakens or extinguishes the pole component at the free end of the anchor at the same time is of the same name.

2. Force and anchor field arrangement according to claim 1, characterized in that that the pole shoe pair cranked or provided with a shoulder in the force field in the inside of the coil is displaced and the terminal side facing the pair of pole shoes the rows of wire windings form an equal plane with the force field.

3. Force and anchor field arrangement according to claim 1, characterized in that part of the Wire windings that surround the armature and the force field, in the same winding sense the approximately right-angled cranked or provided with a shoulder pair of pole pieces encloses. References considered: British Patent Specification No. 354 413, 350 947, 344130, 332 238.