DE1139575B

DE1139575B - Dynamic electromechanical converter

Info

Publication number: DE1139575B
Application number: DED26236A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich Doelz
Original assignee: HEINRICH DOELZ DIPL ING
Current assignee: HEINRICH DOELZ DIPL ING
Priority date: 1957-08-19
Filing date: 1957-08-19
Publication date: 1962-11-15

Description

Dynamischer elektromechanischer Wandler Die Erfindung betrifft einen dynamischen elektromechanischen Wandler mit einem durch ein permanentmagnetisches Gleichfeld erregten magnetischen Kreis und einer in einem Ringspalt des magnetischen Gleichfeldes angeordneten und gegenüber dem magnetischen Kreis bewegbaren Ankerspule, insbesondere Schwingantrieb für. Tauchkolbenverdichter. Ein dynamischer elektromechanischer Wandler besteht im wesentlichen aus einem eisengeschlossenen magnetischen Kreis und einer Ankerspule, die in einem Luftspalt des magnetischen Kreises frei beweglich angeordnet ist und vom magnetischen Gleichfluß des magnetischen Kreises durchsetzt bzw. durchdrungen wird. Die Ankerspule wird je nach Art und Anwendung des Wandlers mit Gleichstrom, Stromimpulsen oder Wechselstrom gespeist und erfährt entsprechend ihrer Windungszahl, dem Zeitwert des Stromes und der magnetischen Induktion im Luftspalt Kräfte, auf Grund derer sie hin- und/oder hergehende Bewegungen ausführt. Bei Generatorbetrieb wird die Ankerspule mechanisch hin- und/oder herbewegt, wodurch entsprechend der Windungszahl der Ankerspule, ihrer Geschwindigkeit und der magnetischen Induktion im Luftspalt elektrische Spannungen induziert werden, die elektrischen Verbrauchern zugeführt werden können.Dynamic Electromechanical Converter The invention relates to a dynamic electromechanical converter with one through one permanent magnetic DC field excited magnetic circuit and one in an annular gap of the magnetic Armature coil arranged in a constant field and movable with respect to the magnetic circuit, especially vibratory drive for. Plunger compressors. A dynamic electromechanical The transducer essentially consists of an iron-closed magnetic circuit and an armature coil which can move freely in an air gap of the magnetic circuit is arranged and permeated by the magnetic constant flux of the magnetic circuit or is penetrated. The armature coil depends on the type and application of the transducer fed with direct current, current pulses or alternating current and experiences accordingly their number of turns, the time value of the current and the magnetic induction in the air gap Forces on the basis of which it performs back and forth movements. With generator operation the armature coil is mechanically moved back and / or forth, whereby according to the Number of turns of the armature coil, its speed and the magnetic induction Electrical voltages are induced in the air gap, the electrical consumers can be fed.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, die abmagnetisierende Wirkung des Ankerspulenflusses auf den Permanentmagneten dadurch zu vermeiden, daß zur Kompensation des von der Ankerspule erzeugten magnetischen Wechselfeldes mindestens eine an sich bekannte Zusatzwicklung vorgesehen ist, daß diese den permanenten Magnetfluß durch feste Anordnung auf dem Permanentmagnetfeld außerhalb des Ringspaltes umfaßt und daß diese Zusatzwicklung aus dem Strom der Ankerspule durch Reihenschaltung gespeist wird.The invention has for its object the demagnetizing effect of the armature coil flux to avoid on the permanent magnet that to compensate for the Armature coil generated magnetic alternating field at least one known per se Additional winding is provided that this the permanent magnetic flux through fixed Arrangement on the permanent magnetic field outside the annular gap includes and that this Additional winding is fed from the current of the armature coil through series connection.

Auf diese Weise heben die entgegengerichteten magnetischen Flüsse der Zusatzwicklung weitgehend diese abmagnetisierenden Kräfte auf, so daß die Wahl des Arbeitspunktes maximalen oder nahezu maximalen Energieinhaltes auf der Entmagnetisierungskurve des Permanentmagnetmaterials nunmehr möglich ist. Auch kann nach der Erfindung der Wandler sehr viel höhere Ströme in der Ankerspule, z. B. infolge mechanischer Überlastungen, verarbeiten, ohne daß bleibende schädliche Abmagnetisierungen des Magnetfeldes eintreten.In this way the opposing magnetic fluxes lift the additional winding largely these demagnetizing forces, so that the choice the working point of maximum or almost maximum energy content on the demagnetization curve of the permanent magnet material is now possible. According to the invention, the Converter very much higher currents in the armature coil, e.g. B. as a result of mechanical overloads, process without permanent damaging demagnetization of the magnetic field occurring.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann eine der mit der Ankerspule elektrisch in Reihe geschalteten und feststehenden Zusatzwicklungen, d. h. mit dem magnetischen Kreis fest verbundene Zusatzwicklung, über elektrische Ventile gespeist und so dimensioniert werden, daß der magnetische Fluß dieser Zusatzwicklung die gleiche Richtung hat wie das erregende magnetische Feld des Permanentmagneten, diesen also in seiner Wirkung unterstützt, und in jedem Falle gleich oder größer ist als der Ankerspulenfluß in derjenigen Stellung der Ankerspule, in welcher diese ihren größten magnetischen Fluß, bezogen auf die Stromeinheit, durch den magnetischen Kreis treibt.In a further development of the invention, one of the with the armature coil additional windings electrically connected in series and fixed, d. H. with the Additional winding permanently connected to the magnetic circuit, fed by electrical valves and are dimensioned so that the magnetic flux of this additional winding the has the same direction as the exciting magnetic field of the permanent magnet, this one thus supported in its effect, and in each case is equal to or greater than the armature coil flux in that position of the armature coil in which it is largest magnetic flux, based on the unit of current, through the magnetic Circle drifts.

Es leuchtet ein, daß bei Anwendung dieser weiteren erfinderischen Maßnahme eine Abmagnetisierung des Permanentmagneten selbst bei größten Strömen in der Ankerspule nicht mehr eintreten kann und man mit der geringsten Menge an kostspieligem Magnetmaterial auskommt. Die über elektrische Ventile gespeiste Zusatzwicklung hat naturgemäß keine aufhebende Wirkung für die vom Ankerspulenfluß induzierten Wirbelströme im magnetischen Kreis des Wandlers.It is evident that when applying this further inventive Measure a demagnetization of the permanent magnet even with the highest currents in the armature coil can no longer occur and one with the smallest amount of expensive magnetic material gets by. The additional winding fed by electrical valves naturally has no neutralizing effect on those induced by the armature coil flux Eddy currents in the magnetic circuit of the transducer.

Die beiden beschriebenen Möglichkeiten nach der Erfindung, nämlich eine elektrisch unmittelbar in Reihe mit der Ankerspule liegende Zusatzwicklung, im folgenden Wicklung A genannt, und eine elektrisch über elektrische Ventile in Reihe mit der Ankerspule liegende Zusatzwicklung, im folgenden Wicklung B, wobei unter Wicklung B diese Zusatzwicklung einschließlich der elektrischen Ventile als eine Einheit aufzufassen ist, lassen sich erfindungsgemäß auf die verschiedene Weise kombinieren, wofür drei Grundbeispiele angegeben seien. Die Wicklung A kann dabei fest oder beweglich angeordnet sein, während die Wicklung B in jedem Fall fest mit dem magnetischen Kreis verbunden sein muß.The two described possibilities according to the invention, namely an additional winding electrically directly in series with the armature coil, hereinafter called winding A, and an additional winding electrically in series with the armature coil via electrical valves, in the following winding B, with winding B being this Additional winding including the electrical valves is to be understood as a unit, can be combined according to the invention in various ways, for which three basic examples are given. The winding A can be arranged in a fixed or movable manner, while the winding B must be permanently connected to the magnetic circuit in any case.

Beispiel 1 Ankerspule und Wicklung A elektrisch in Reihe. Wirbelströme und abmagnetisierende Wirkung des Ankerspulenflusses weitgehend aufgehoben, Anwendung kommt vornehmlich für Wandler kleinerer Leistung inFrage, z. B. fürpermanentdynamische Schwingmotoren als Kompressorantriebe in Kleinkältemaschinen für Haushalt Kühlschränke.Example 1 Armature coil and winding A electrically in series. Eddy currents and demagnetizing effect of the Armature coil flux largely repealed, application is primarily for converters of lower power in question, z. B. for permanently dynamic oscillating motors as compressor drives in small refrigeration machines for household refrigerators.

Beispiel 2 Ankerspule -f- Wicklung B elektrisch in Reihe. Abmagnetisierende Wirkung des Ankerspulenflusses vollkommen aufgehoben, beste Ausnutzung des Permanent-Magnetmaterials möglich, Wirbelströme nicht aufgehoben. Diese Schaltung ist vornehmlich bei Wandlern anzuwenden, welche stoßartigen großen überlastungen ausgesetzt sind.Example 2 armature coil -f- winding B electrically in series. Demagnetizing Effect of the armature coil flux completely canceled, best utilization of the permanent magnet material possible, eddy currents not canceled. This circuit is mainly used in converters to apply, which are exposed to sudden large overloads.

Beispiel 3 Ankerspule + Wicklung A -i- Wicklung B elektrisch in Reihe. Abmagnetisierende Wirkung des Ankerspulenflusses vollkommen, Wirbelströme weitgehend aufgehoben. Schaltung vor allem für Wandler größter Leistung.Example 3 Armature coil + winding A -i winding B electrically in series. Completely demagnetizing effect of the armature coil flux, eddy currents largely eliminated. Circuit especially for converters with the greatest power.

Weitere zusätzliche Wirkungen lassen sich dadurch erzielen, wenn der magnetische Fluß der Wicklung B sehr viel stärker als der Ankerspulenfluß gewählt wird. Der Wandler erhält dadurch eine andere Charakteristik, die sich vor allem auf die Verstärkung der Anzugskraft auswirkt, z. B. kann diese Schaltung für permanentdynamische Relais und permanentdynamische Schwingmotoren von Nutzen sein.Further additional effects can be achieved if the magnetic flux of the winding B selected to be much stronger than the armature coil flux will. This gives the converter a different characteristic, which is mainly affects the gain of the tightening force, e.g. B. can this circuit for permanent dynamic Relays and permanent dynamic vibration motors can be useful.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man die Zusatzwicklungen, vor allem die feststehenden, dazu benutzen kann, den Permanentmagneten erst nach dem Zusammenbau des Wandlers aufzumagnetisieren, indem durch die Zusatzwicklungen ein kurzer Impuls hoher Stromstärke hindurchgeschickt wird.Another advantage of the invention is that the additional windings, especially the fixed ones, can use the permanent magnet only after To magnetize the assembly of the transducer by passing through the additional windings a short pulse of high amperage is sent through.

Es ist bereits für elektrodynamische Hochtonlautsprecher bekannt, eine Gegenspule unmittelbar im Ringspalt selbst gegenüber der Schwingspule feststehend anzuordnen, die in der Weise mit der Schwingspule in Reihe geschaltet ist, daß sich die magnetischen Wechselflüsse von Schwingspule und Gegenspule entgegenstehen und nach Möglichkeit aufheben. Damit soll erreicht werden, daß die bei Hochtonlautsprechern für einen einwandfreien Frequenzgang schädliche Impedanz der Schwingspule kompensiert wird und der Hochtonlautsprecher einen praktisch reinen ohmschen Widerstand besitzt.It is already known for electrodynamic tweeters, a counter coil directly in the annular gap itself opposite the voice coil to be arranged, which is connected in series with the voice coil in such a way that the magnetic alternating fluxes of the voice coil and counter coil oppose and if possible cancel. This is to ensure that the tweeters compensates for the harmful impedance of the voice coil for a flawless frequency response and the tweeter has a practically pure ohmic resistance.

Als Ausführungsbeispiele der Erfindung sind zwei permanentdynamische Schwingmotoren als Wandler gewählt und in den Fig. 1 und 2 dargestellt.As exemplary embodiments of the invention, there are two permanently dynamic Oscillating motors selected as converters and shown in FIGS. 1 and 2.

Fig. 1 zeigt im rechten unteren Teil eine Ausführung, bei der eine mit der Ankerspule elektrisch in Reihe geschaltete Zusatzwicklung im magnetischen Kreis des Schwingmotors fest angeordnet ist, während der linke untere Teil zwei Zusatzwicklungen mit einem punktiert gezeichneten Gleichrichter erkennen läßt; Fig. 2 zeigt eine Ausführung, bei der eine mit der Ankerspule elektrisch in Reihe geschaltete Zusatzwicklung der Art A beweglich ist und mit der Ankerspule mechanisch fest verbunden ist.Fig. 1 shows in the lower right part of an embodiment in which a additional winding electrically connected in series with the armature coil in the magnetic Circle of the swing motor is fixed, while the lower left part two Additional windings can be seen with a dotted rectifier; Fig. 2 shows an embodiment in which one is electrically connected in series with the armature coil Type A auxiliary winding is movable and mechanically firmly connected to the armature coil is.

In Fig. 1 ist 10 der mit einem Durchgangsloch versehene zentrale Permanentmagnetkern. Der Weicheisenpfad des magnetischen Kreises wird durch den Topf 11, den Polring 12 und die Polplatte 13 gebildet. Der aus diesen Teilen gebildete Kreis stellt ein sogenanntes Kernmagnetsystem dar. Der nicht magnetische Bolzen 14 hält mittels Scheibe 15 und Mutter 16 die Polplatte 13, Magnetkern 10 und Topf 11 zusammen. Der Flansch 17 des Bolzens 14 dient dabei als Widerlager und gleichzeitig zur Aufnahme der Schwingfeder 18, während der Führungsschaft 19 des Bolzens 14 zur genauen Führung des Ankers 20 dient.In Fig. 1, 10 is the central permanent magnet core provided with a through hole. The soft iron path of the magnetic circuit is through the pot 11, the pole ring 12 and the pole plate 13 is formed. The circle formed from these parts sets so-called core magnet system. The non-magnetic bolt 14 holds by means of a washer 15 and nut 16, the pole plate 13, magnetic core 10 and pot 11 together. The flange 17 of the bolt 14 serves as an abutment and at the same time to accommodate the oscillating spring 18, while the guide shaft 19 of the bolt 14 for precise guidance of the anchor 20 serves.

Der Anker 20 besteht im wesentlichen aus der im Luftspalt 21 des Magnetsystems frei beweglichen Ankerspule 22, welche auf den Spulenkörper 23 mittels bekannter Elektrolacke festgelegt ist. Der Anker 20 wird durch den vorzugsweise metallenen Träger 24 vervollständigt, der mit dem Spulenkörper 23 fest verbunden ist. Durch Zwischenlegen einer Metallscheibe 25 mit Lötfahne 26 zwischen Spulenkörper 23 und Träger 24 wird der Wicklungsanfang 27 der Ankerspule 22 mit dem Träger 24 elektrisch verbunden und über die Schwingfeder 18, die eine zweite Halterung in einer Eindrehung des Trägers 24 findet, elektrisch an Masse des Schwingmotors herangeführt.The armature 20 consists essentially of that in the air gap 21 of the magnet system freely movable armature coil 22, which on the coil body 23 by means of known Electrical paint is set. The anchor 20 is preferably made of metal Completed carrier 24, which is firmly connected to the bobbin 23. By Interposition of a metal disc 25 with soldering lug 26 between the coil body 23 and Carrier 24 is the beginning of the winding 27 of armature coil 22 with carrier 24 electrically connected and via the oscillating spring 18, which has a second bracket in a recess of the carrier 24 takes place, electrically brought up to ground of the oscillating motor.

In das Gewinde 28 der hohlen Abtriebsstange 29 des Trägers 24 können die anzutreibenden Teile eingeschraubt werden. Die Führungsbuchse 30 des Trägers 24 gleitet auf dem Führungsschaft 19 des Bolzens 14 und sorgt dafür, daß sich die Ankerspule 22 konzentrisch und ohne Berührung im ringförmigen Luftspalt 21 des Magnetsystems bewegt.In the thread 28 of the hollow output rod 29 of the carrier 24 can the parts to be driven are screwed in. The guide bush 30 of the carrier 24 slides on the guide shaft 19 of the bolt 14 and ensures that the Armature coil 22 concentrically and without contact in the annular air gap 21 of the magnet system emotional.

Ist der Verbraucher ein Tauchkolbenverdichter, z. B. ein Kleinkältekompressor, für welchen Anwendungszweck Schwingmotoren nach Fig. 1 und 2 vornehmlich in Frage kommen, so kann die Führung 19, 30 des Ankers 20 meist wegfallen, weil diese Aufgabe vorteilhaft vom Verdichterkolben selbst übernommen wird.If the consumer is a plunger compressor, e.g. B. a small refrigeration compressor, for which application vibration motors according to FIGS. 1 and 2 are primarily in question come, the guide 19, 30 of the armature 20 can usually be omitted because this task is advantageously taken over by the compressor piston itself.

Die z. B. als zylindrische Schraubenfeder ausgebildeten Schwingfedern 18 und 31 sind so bemessen, daß sie zusammen mit der Masse des Ankers 20 und den mit ihm verbundenen Massen der anzutreibenden Teile des Verbrauchers ein mechanisches Schwingsystem bilden, dessen Eigenschwingungszahl gleich oder nahezu gleich der Hubzahl des Schwingmotors ist, die im vorliegenden Falle mit der Frequenz des die Ankerspule 22 durchfließenden Wechselstromes übereinstimmt. Da die Schwingfedern 18 und 31 hier gleichzeitig als Stromzuführung für die Ankerspule 22 dienen, muß wenigstens eine Schwingfeder elektrisch isoliert sein. Die Schwingfeder 31 liegt deswegen nicht unmittelbar auf dem metallenen Träger 24 auf. Ein Isolierstoffring 32 sorgt für die elektrische Isolierung, während die Metallscheibe 33 mit Lötfahne 34 und der Metallring 35 den Strompfad bilden, der das mit der Lötfahne 34 verlötete Wicklungsende 36 der Ankerspule 22 mit der Schwingfeder 31 elektrisch verbindet.The z. B. designed as a cylindrical coil spring oscillating springs 18 and 31 are dimensioned so that they together with the mass of the armature 20 and the with it connected masses of the parts to be driven of the consumer a mechanical one Form oscillation system, the natural frequency of which is equal to or almost equal to the Stroke rate of the oscillating motor, which in the present case with the frequency of the Armature coil 22 coincides with flowing alternating current. Because the swing springs 18 and 31 serve here at the same time as a power supply for the armature coil 22, must at least one oscillating spring must be electrically isolated. The oscillating spring 31 is located therefore not directly on the metal carrier 24. An insulating ring 32 provides the electrical insulation, while the metal disk 33 with soldering lug 34 and the metal ring 35 form the current path that soldered it to the soldering lug 34 Winding end 36 of armature coil 22 electrically connects to oscillating spring 31.

Das obere Gegenlager der Schwingfeder 31 wird durch einen Bügel 37 gebildet, wobei die elektrische Isolierung der Schwingfeder 31 durch den Isolierring 38 gewährleistet ist. Der Bügel 37 ist mit dem Polring 12 des Magnetsystems, z. B. durch Schrauben 39, verbunden. übrigens können an dem Bügel 37 die Verbraucher befestigt werden, während die anzutreibenden Teile der Verbraucher, wie bereits erwähnt, mit der Abtriebsstange 29 zu verschrauben sind.The upper counter-bearing of the oscillating spring 31 is formed by a bracket 37 , the electrical insulation of the oscillating spring 31 being ensured by the insulating ring 38. The bracket 37 is with the pole ring 12 of the magnet system, for. B. by screws 39 connected. Incidentally, the consumers can be fastened to the bracket 37 , while the parts of the consumers to be driven, as already mentioned, are to be screwed to the output rod 29.

Der in beschriebener Weise gebildete Strompfad vom Wicklungsende 36 der Ankerspule 22 bis zur Schwingfeder 31 wird fortgesetzt durch den Metallring 40 für die Schwingfeder 31, die metallene Scheibe 41 mit Lötfahne 42 und die an die Lötfahne 42 angelötete elektrische Leitung 43, welche durch die im Bügel 37 eingesetzte Isolierbuchse 44 nach außen geführt ist.The current path from winding end 36 formed in the manner described the armature coil 22 to the oscillating spring 31 is continued by the metal ring 40 for the oscillating spring 31, the metallic Washer 41 with soldering lug 42 and the soldered to the soldering lug 42 electrical line 43, which through the Insulating bushing 44 inserted in bracket 37 is guided to the outside.

Die mit der Masse des Schwingmotors mittels der Schraube 45 verschraubte Lötöse 46 und die isoliert herausgeführte Leitung 43 bilden somit die beiden Anschlüsse für die Ankerspule 22. Selbstverständlich kann auch der Wicklungsanfang 27 der Ankerspule 22, falls erforderlich, elektrisch isoliert aus dem Schwingmotor herausgeführt werden, indem die Feder 18 ähnlich wie die Feder 31, elektrisch isoliert wird.The screwed to the mass of the oscillating motor by means of screw 45 Solder lug 46 and the isolated lead 43 thus form the two connections for the armature coil 22. Of course, the beginning of the winding 27 of the armature coil can also be used 22, if necessary, lead out of the oscillating motor in an electrically insulated manner, by electrically isolating the spring 18 similar to the spring 31.

Erfindungsgemäß liegt elektrisch in Reihe mit der Ankerspule 22 eine Zusatzwicklung 47, die auf einem Spulenkörper 48 gewickelt ist und die den permanenten Magnetkern 10 umschließt. Zur Festlegung der Zusatzwicklung 47 im Magnetsystem dient das Rohr 49 aus Isolierstoff oder aus Metall, das zwischen Spulenkörpern 48 und Polring 12 eingeklemmt ist.According to the invention, one is electrically in series with the armature coil 22 Additional winding 47, which is wound on a bobbin 48 and the permanent Magnetic core 10 encloses. Is used to fix the additional winding 47 in the magnet system the tube 49 made of insulating material or metal, which between bobbins 48 and Pole ring 12 is clamped.

Der Wicklungsanfang 50 der Zusatzwicklung 4.7 ist mit der Lötöse 46 verlötet und liegt also elektrisch an Masse des Schwingmotors. Das Wicklungsende 51 ist durch die Isolierstoffbuchse 52 aus dem Magnetsystem des Schwingmotors herausgeführt und bildet neben der Leitung 43 den zweiten Anschluß. Legt man an diese Anschlüsse z. B. eine Wechselstromquelle 53, so durchfließt der elektrische Strom nacheinander die Ankerspule 22 und die Zusatzwicklung 47.The beginning of the winding 50 of the additional winding 4.7 is connected to the solder lug 46 soldered and is therefore electrically connected to the mass of the oscillating motor. The end of the winding 51 is led out of the magnet system of the oscillating motor through the insulating material bushing 52 and forms the second connection next to the line 43. If you put it on these connections z. B. an alternating current source 53, the electric current flows through one after the other the armature coil 22 and the additional winding 47.

Sind Ankerspule 22 und Zusatzwicklung 4.7 in gleichem Wicklungssinn gewickelt, so wird der magnetische Wechselfluß der Ankerspule 22 entgegengerichtet sein. Es wird daher im magnetischen Kreis als Gegenfeld nur die Differenz dieser beiden magnetischen Wechselflüsse wirksam. Durch richtige Dimensionierung der Zusatzwicklung 47, was z. B. empirisch durch Versuch geschieht, kann erreicht werden, daß im Sinne der Erfindung die Differenz der magnetischen Wechselflüsse von Ankerspule 22 und Zusatzwicklung 47 praktisch zu Null wird, so daß keine Schwächung des permanenten Feldes eintritt.If armature coil 22 and additional winding 4.7 have the same winding sense wound, the alternating magnetic flux of the armature coil 22 is directed in the opposite direction be. There is therefore only the difference between these two opposing fields in the magnetic circuit both magnetic alternating fluxes effective. By correctly dimensioning the additional winding 47 what z. B. happens empirically by experiment, can be achieved that in the sense of the invention, the difference in the magnetic alternating fluxes of armature coil 22 and Additional winding 47 is practically zero, so that no weakening of the permanent Field.

Wird auf hohe Kompensierung des magnetischen Wechselflusses- der Ankerspule 22 Wert gelegt, so kann ein Teil oder auch die gesamte Zusatzwicklung 47 in ringförmigen Außennuten der Polplatte 13 untergebracht werden, so daß die Windungen dieses Teiles der Zusatzwicklung 47 zentrisch zur Ankerspule 22 und dieser gegenüberliegen. Allerdings müssen bei dieser Anordnung der Zusatzwicklung 4.7 im allgemeinen etwas größere ohmsche Verluste in Kauf genommen worden.Used for high compensation of the alternating magnetic flux of the armature coil 22 placed value, so a part or the entire additional winding 47 can be in ring-shaped External grooves of the pole plate 13 are accommodated so that the turns of this part the additional winding 47 centrically to the armature coil 22 and opposite this. However generally have to be somewhat larger with this arrangement of the additional winding 4.7 Ohmic losses have been accepted.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, das ebenfalls eitlen p--rmanentdynamischen Schwingmotor als Wandler nach der Erfindung darstellt, ist die Zusatzwicklung 58 gegenüber dem magnetischen Kreis beweglich und auf dem verlängerten Spulenkörper 23 der Anker spule 22a und 22b angeordnet, so daß Ankerspule22a/b und Zusatzwicklung58 mechanisch fest mieinander verbunden sind.In the embodiment according to FIG. 2, which also represents vain permanent dynamic oscillating motor as a converter according to the invention, the additional winding 58 is movable with respect to the magnetic circuit and is arranged on the elongated bobbin 23 of the armature coil 22a and 22b , so that armature coil 22a / b and additional winding58 are mechanically firmly connected to one another.

Die bewegliche Anordnung von Zusatzwicklungen nach der Erfindung hat den Zweck, an den Zusatzwicklungen weitere elektrodynamische Kräfte wirksam werden zu lassen bzw. elektrische Spannungen zu induzieren (Generatorbetrieb) und diese Kräfte bzw. Spannungen möglichst für den Verbraucher nutzbar zu machen.The movable arrangement of additional windings according to the invention has the purpose of further electrodynamic forces acting on the additional windings to leave or to induce electrical voltages (generator operation) and this To make forces or tensions as useful as possible for the consumer.

Im vorliegenden Fall geschieht dies dadurch, daß im magnetischen Kreis ein zweiter ringförmiger Luftspalt 57 vorgesehen ist, in welchem sich die Zusatzwicklung 58 in derselben Weise frei bewegt, wie die Ankerspule im Luftspalt 21.In the present case, this happens because in the magnetic circuit a second annular air gap 57 is provided, in which the additional winding 58 moves freely in the same way as the armature coil in the air gap 21.

Der Luftspalt 57 wird dadurch gebildet, daß an Stelle des Topfes 11 des Magnetsystems der Ausführung nach Fig. 1 der Mantel 54, der Polring 55 und die Polplatte 56 treten. Die drei genannten Bauteile bestehen ebenso wie der Topf 11 aus weichmagnetischem Eisen. Der Zusammenhalt des Magnetsystems wird durch den Fuß 63 erreicht, der beispielsweise aus einem gesinterten keramischen Werkstoff hergestellt sein kann. Mit Schrauben 64 od. dgl. sind die Polringe 12 und 55 mit Mantel 54 auf dem Fuß 63 befestigt, während die Befestigung der Polplatten 13 und 56 und des Magnetkernes 10 auf dem Fuß 63 durch den zentralen Bolzen 14 mit Scheibe 15 und Mutter 16 gewährleistet ist.The air gap 57 is formed in that instead of the pot 11 of the magnet system of the embodiment according to FIG. 1, the jacket 54, the pole ring 55 and the Pole plate 56 step. The three named components exist just like the pot 11 made of soft magnetic iron. The cohesion of the magnet system is through the foot 63 reached, which is made, for example, of a sintered ceramic material can be. The pole rings 12 and 55 with jacket 54 are on with screws 64 or the like attached to the foot 63, while the attachment of the pole plates 13 and 56 and the magnetic core 10 on the foot 63 by the central bolt 14 with washer 15 and nut 16 guaranteed is.

Durch die Unterteilung der Ankerspule in zwei übereinander gewickelte Teilspulen 22a und 22b wird vermieden; daß zumindest ein Wicklungsende der Zusatzwicklung 58 getrennt an Masse des Schwingmotors herangeführt oder isoliert aus dem Schwingmotor herausgeführt werden muß. Legt man eine Stromquelle an die Anschlüsse 43 und 46, so durchfließt der Strom nacheinander die Teilspule 22 b der Ankerspule, die Zusatzwicklung 53 und die Teilspule 22a der Ankerspule.By dividing the armature coil into two sub-coils 22a and 22b wound one above the other, this avoids; that at least one winding end of the additional winding 58 must be brought separately to the ground of the oscillating motor or isolated out of the oscillating motor. If a current source is applied to the connections 43 and 46, the current flows one after the other through the sub-coil 22b of the armature coil, the additional winding 53 and the sub-coil 22a of the armature coil.

Sind die Ankerspulen 22 a; b und die Zusatzwicklung 58 im gleichen Wicklungssinn gewickelt, so haben ihre magnetischen Wechselflüsse entgegengesetzte Richtungen, während die an ihnen wirkenden elektrodynamischen Kräfte gleichgerichtet sind, weil die magnetischen Gleichfelder in den Luftspalten 21 und 57 entgegengerichtet sind. Die mit der Erfindung beabsichtigte Wirkung ist damit gewährleistet, denn die magnetischen Wechselflüsse von Ankerspule 22a/b und Zusatzwicklung _8 heben sich bei richtiger Dimensionierung der Zusatzwicklung 58 praktisch auf, und die an der Zusatzwicklung 58 auftretenden elektrodynamischen Kräfte haben die gleiche Richtung wie die an der Ankerspule wirkenden elektrodynamischen Kräfte. und können daher am Verbraucher nutzbar gemacht werden.Are the armature coils 22 a; b and the additional winding 58 in the same So their alternating magnetic fluxes have opposite directions Directions, while the electrodynamic forces acting on them are rectified because the DC magnetic fields in the air gaps 21 and 57 are directed in opposite directions are. The effect intended by the invention is guaranteed because the magnetic alternating fluxes from armature coil 22a / b and additional winding _8 raise with correct dimensioning of the additional winding 58 practically, and the The electrodynamic forces occurring on the additional winding 58 have the same Direction like the electrodynamic forces acting on the armature coil. and can can therefore be made available to consumers.

Die Dimensionierung der Zusatzwicklung 58 ist hier besonders einfach. Man braucht nur die Abmessungen der beiden Luftspalte 57 und 21 gleich zu machen, dann ergibt sich von selbst, daß die Gesamtwindungszahl der Ankerspule 22 a/b und die Windungszahl der Zusatzwicklung 58 gleich sein müssen, wobei die Wickelräume von Ankerspule 22a/b und Zusatzwicklung 58 ebenfalls in ihrer Größe und den Abmessungen gleich sind, so daß auch die ohmschen Widerstände von Ankerspule 22 a/b und Zusatzwicklung 58 gleiche Werte besitzen. Es liegen also durch die Ankerspule 22 a/b und die Zusatzwicklung 58 zwei vollkommen gleiche Wicklungen vor, mit dem einzigen Unterschied, daß aus Gründen der einfacheren Stromzuführung zu der Zusatzwicklung 58 die Ankerspule 22a/b in zwei Teilspulen aufgeteilt ist. Auf Grund dieses mechanisch und elektrisch vollkommen symmetrischen Aufbaues des Schwingmotors nach Fig. 2 könnte auch die Zusatzwicklung 58 als Ankerspule und die Ankerspule 22a/b als Zusatzwicklung wirksam werden.The dimensioning of the additional winding 58 is particularly simple here. You only need to make the dimensions of the two air gaps 57 and 21 the same, then it follows automatically that the total number of turns of the armature coil 22 a / b and the number of turns of the additional winding 58 must be the same, the winding spaces of armature coil 22a / b and additional winding 58 are also the same in size and dimensions, so that the ohmic resistances of armature coil 22 a / b and additional winding 58 also have the same values. There are therefore two completely identical windings due to the armature coil 22 a / b and the additional winding 58, with the only difference that the armature coil 22a / b is divided into two sub-coils for reasons of simpler power supply to the additional winding 58. Due to this mechanically and electrically completely symmetrical structure of the oscillating motor according to FIG. 2, the additional winding 58 could also act as an armature coil and the armature coil 22a / b as an additional winding.

Da die Zusatzwicklung 58 mit zur Abgabe von Nutzarbeit herangezogen wird, im vorliegenden Falle sogar in gleicher Weise wie die Ankerspule 22a/b, so leuchtet es ein, daß der Schwingmotor nach Fig. 2 mit besserem elektrisch-mechanischem Wirkungsgrad arbeitet.Since the additional winding 58 is also used to deliver useful work is, in the present case even in the same way as the armature coil 22a / b, so it is obvious that the oscillating motor according to FIG with better electro-mechanical Efficiency works.

Im linken unteren Teil der Fig. 1 sind noch zwei Zusatzwicklungen 47 und 47' gezeigt, die den Magnetkern 10 in seiner vollen Höhe umschließen. Die obere Zusatzspule 47 ist mit ihrem Wicklungsanfang bei 45 an die Gehäusemasse angeschlossen, wie dies die einzige Zusatzspule 47 im rechten Teil der Fig. 1 ebenfalls erkennen läßt. Das Wicklungsende der linken Zusatzspule 47 führt zu dem punktiert gezeichneten Gleichrichter 65, der über die Leitung 66 an das Netz 53 angeschlossen ist. Die untere Zusatzwicklung 47 wird über den Gleichrichter 65 in Brückenschaltung gespeist.In the lower left part of FIG. 1 there are two additional windings 47 and 47 'shown, which enclose the magnetic core 10 in its full height. the upper additional coil 47 is connected with its winding start at 45 to the housing ground, as can be seen in the only additional coil 47 in the right-hand part of FIG leaves. The winding end of the left auxiliary coil 47 leads to the one shown in dotted lines Rectifier 65, which is connected to network 53 via line 66. the The lower additional winding 47 is fed via the rectifier 65 in a bridge circuit.

Es liegt also eine Reihenschaltung von der Ankerspule 22 der oberen Zusatzspule 47 und der über den Gleichrichter 65 gespeisten unteren Zusatzspule 47' vor, wie es das Beispiel 3 am Anfang der Beschreibung ausführt. In gleicher Weise kann auch in Fig. 2 um den permanenten Magnetsteg 10 eine solche Zusatzspule 47' fest angeordnet sein, wobei auch hier die Schaltung der Gleichrichter 65 gemäß Fig. 1 anzuwenden ist.So there is a series connection from the armature coil 22 of the upper one Additional coil 47 and the lower additional coil fed via the rectifier 65 47 ', as described in example 3 at the beginning of the description. In the same Such an additional coil can also be arranged around the permanent magnet web 10 in FIG 47 'be fixedly arranged, the circuit of the rectifier 65 according to FIG Fig. 1 applies.

Für die Transformatorkopplung der Zusatzwicklung und ihrer Speisung aus dem Ankerspulenstrom wird der Eisenkreis des Kernmagnetsystems nach Fig: 1 selbst als Eisenkreis des Transformators verwendet. Die Ankerspule 22 ist dann als Primärspule des Transformators anzusehen, während die Zusatzwicklung 47 die Sekundärspule darstellt und deren Wicklungsenden kurzzuschließen sind. Dies geschieht beispielsweise dadurch, daß das Wicklungsende 51 mit der Masse, d. h. an die Schraube 45, angeschlossen wird, wobei did mit dem Wicklungsende 51 vorgesehene Stromzuführung zu der Stromquelle 53 bestehenbleibt bzw. ebenfalls an Masse anzuschließen ist. Die Windungszahl einer solchen geschalteten Zusatzwicklung kann praktisch beliebig sein.For the transformer coupling of the additional winding and its supply The iron circuit of the core magnet system according to Fig. 1 itself becomes the armature coil current used as the iron circuit of the transformer. The armature coil 22 is then used as the primary coil of the transformer, while the additional winding 47 represents the secondary coil and whose winding ends are to be short-circuited. This happens, for example, by that the winding end 51 with the ground, d. H. connected to the screw 45 is, wherein did provided with the winding end 51 power supply to the power source 53 remains or must also be connected to ground. The number of turns one such switched additional winding can be practically any.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Dynamic electromechanical converter with a by a permanent magnetic constant field excited magnetic circuit and one arranged in an annular gap of the constant magnetic field and opposite the magnetic circuit movable armature coil, in particular vibratory drive for plunger compressors, characterized in that to compensate for the generated by the armature coil (22) magnetic alternating field at least one additional winding known per se (47, 58) it is provided that these the permanent magnetic flux by fixed arrangement includes the permanent magnet part outside the annular gap and that this additional winding is fed from the current of the armature coil through series connection.

2. converter after Claim 1, characterized in that the magnetic flux of the armature coil opposite magnetic flux of the additional winding the same in amount or almost the same size as the magnetic flux of the armature coil.

3. converter according to claim 1 and 2, characterized in that when using the converter as Drive or generator with only one-way working movement, e.g. B. as a relay drive, the opposite of the magnetic flux of the armature coil The amount of flow of the additional windings is greater, preferably much greater, than the magnetic flux of the armature coil.

4. Converter according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the additional windings or a part thereof, if necessary via electrical valves from which armature coil current is fed.

5. converter after Claim 4, characterized in that the total magnetic flux of the electrical Valves fed additional windings has the same direction as the magnetic Constant field of the magnetic circuit and is greater than the maximum value of the magnetic circuit DC field opposite resulting magnetic flux from armature coil and other additional windings not fed via electrical valves.

6. Converter according to claims 1 to 5, characterized in that the additional windings are stationary connected to the magnetic circuit or to the movable armature coil.

7. Converter according to claim 1 to 6, characterized in that the additional windings are arranged in the form of a ring winding (47) around the central core (10) of a core magnet system (10 to 13), which generally consists of permanent magnetic material over its entire length, the armature coil moves freely in its annular air gap (21) and its inner annular gap diameter is preferably greater than or at most as large as the outer diameter of the central core (10), and wherein the annular winding (47) is stationary with the core magnet system (10 to 13) is connected and can optionally also consist of several individual windings (Fig. 1). B.

Converter according to Claims 1 to 3 and 6 and 5, characterized in that an additional winding (58) is arranged on the same carrier (23) as the armature coil (22) and in a second annular gap (57) of the core magnet system (10, 12, 13 , 54, 55 and 56) moves, the electromotive forces of both coils (22, 58) have the same direction (Fig. 2).

9. Converter according to claim 8, characterized in that the armature coil (22) consists of two sub-coils (22A and 22B) and the additional winding (58) is electrically connected between the two sub-coils.

10. Converter according to Claims 1 to 9, characterized in that the additional windings are fed from the armature coil current in a transformer.

11. Converter according to claim 1 to 20, characterized by the use as an electricity generator, i.e. H. generator for a flash tube.

12. Converter according to claim 1 to 11, characterized in that that the armature (20) of the armature coil (22) via a hand-tensioned spring in a End position is locked and when the lock is released, the one that becomes free Spring force drives the armature coil (22) through the magnet gap and, if necessary, then Controls contact means for switching off the coil.

13. Converter according to claims 1 to 12, characterized in that the armature coil (22) is stationary and the core magnet system under the influence of a spring opposite the armature coil is designed to be displaceable. Publications considered: German Patent Specifications No. 634 02 @, 510116, 682 343, 747 587, 953 366; French patent specification No. 1008 651; Swiss Patent No. 245 420.