DE1939563A1

DE1939563A1 - Electromagnetic power transmission arrangement

Info

Publication number: DE1939563A1
Application number: DE19691939563
Authority: DE
Inventors: Wanlass Sylvan Dean
Original assignee: WANLASS ELECTRIC CO
Current assignee: WANLASS ELECTRIC CO
Priority date: 1968-08-07
Filing date: 1969-08-04
Publication date: 1970-02-12
Also published as: CH506168A; NL6912072A; US3683269A; FR2015229A7; BE737215A

Description

Elektromagnetische LeistungsÜbertragungsanordnung. Elek troma g genetic Le istungs Übert ragung sano rdnu ng.

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Leistungsübertragungsanordnung. The invention relates to an electromagnetic power transmission arrangement.

Man wünscht seit langem, geregelte Spannungen bei hohem Leistungspegel, beispielsweise dem von Übertragungsleitungen, schaffen zu können. Es wurde vorgeschlagen, anstelle konventioneller Transformatoren Konstantspannungstransformatoren vom sogenannten "Sola"-typ zu verwenden, so daß eine mehr oder weniger geregelte Spannung geschaffen wurde. Diese Konstantspannungstransformatoren haben sich jedoch als unbefriedigend für die Übertragung von Leistungen der gewünschten Höhe erwiesen, vor allem wegen ihres relativ niedrigen Wirkungsgrades und dem daraus resultierenden Problem der Wärmeabfuhr. There has long been a desire to have regulated voltages at high power levels, for example that of transmission lines, to be able to create. It has been proposed to use constant voltage transformers instead of conventional transformers of the so-called "Sola" type, so that a more or less regulated voltage was created. These Constant voltage transformers, however, have proven to be unsatisfactory for the transfer of services of the desired Proven height, mainly because of their relatively low efficiency and the resulting problem of heat dissipation.

In der Beschreibung der US-Patentanmeldung 589 780 vom 25. Oktober I966 ist ein Spannungsregler offenbart, bei dem ein parametrischer Schaltkreis zur Schaffung einer geregelten Ausgangsspannung aus einer ungeregelten EingangswechselspannungIn the specification of U.S. Patent Application No. 589,780, dated October 25, 1966 a voltage regulator is disclosed in which a parametric circuit to create a regulated one Output voltage from an unregulated AC input voltage

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ausgenützt wird. Der parametrische Sehaltkreis in dieser An- ' meldung umfaßt einen L-ß-Kreis-, dessen induktive Komponente"-"- ^{![ y}*''" eine variable Induktoranordnung ist der Art, wie sie in " ' ^; der US-Patentschrift 3 403 323 beschrieben ist. Die theo- "' retischen Überlegungen und die Wirkungsweise sind in den Beschreibungen der genannten Anmeldungen im einzelnen erläutert, so daß hier darauf Bezug genommen werden darf. Kurz gesagt, umfaßt der variable Induktor gemäß US-Patentschrift 3 403 323 einen Magnetkern mit einem Paar von Wicklungen. Der Kern ist so aufgebaut, daß er vier gemeinsame Bereiche oder "Schenkel" aufweist sowie zwei Endabschnitte, die die gemeinsamen Bereiche miteinander Koppeln, und zwar magnetisch. Die Spulen sind auf die ^ndabsehnitte so gewickelt, daß ihre Achsen um 90° gegeneinander versetzt werden, so daß normalerweise keine gegeninduktive Kopplung zwischen ihnen besteht und daß die Flußkomponenten, die infolge Stromfluß durch die beie den Wicklungen erzeugt werden, jederzeit In zwei der Schenkel einander entgegengerichtet sind und in den beiden andern Schenkeln eine additive Beziehung besteht. Als Ergebnis dieses Aufbaus erzeugt der Strom in einer Wicklung - benannt Steuerwicklung -- einen Magnetfluß, der die Reluktanz des Magnetkreises ändert, welcher mit der zweiten - Lastwicklung genannten Wicklung verknüpft ist, und zwar derart, daß eine Änderung dieses Flusses infolge einer Stromänderung in der Steuerwicklung die Hystereseschleife des mit der Lastwicklung verknüpften Magnetkreises zum Drehen bringt und damit die Induktanz der Lastwicklung ändert. Wegen des Aufbaus der Anordnung ändert sich die Induktanz mit der doppelten Frequenz eines in die Steuerwicklung eingespeisten Wechselstromes.is exploited. The parametric Sehaltkreis in this application comprises an L-ß-Kreis- whose inductive component "-" - ^{! [Y} * ''"is a variable inductor arrangement of the type as shown in"'^; U.S. Patent 3,403,323. The theoretical considerations and the mode of operation are explained in detail in the descriptions of the cited applications, so that reference may be made here to them. Briefly, the variable inductor according to US Pat. No. 3,403,323 comprises a magnetic core with a pair of The core is constructed so that it has four common areas or "legs" and two end sections which magnetically couple the common areas together are offset so that there is normally no mutual inductive coupling between them and that the flux components generated as a result of current flow through the two windings are always opposite to each other in two of the legs and an additive relationship exists in the other two legs In the structure, the current in a winding - called a control winding - generates a magnetic fl uss, which changes the reluctance of the magnetic circuit which is linked to the second winding - called the load winding - in such a way that a change in this flux as a result of a change in current in the control winding causes the hysteresis loop of the magnetic circuit linked to the load winding to rotate and thus the inductance the load winding changes. Because of the structure of the arrangement, the inductance changes at twice the frequency of an alternating current fed into the control winding.

Dieses Phänomen wird in dem Parameterschaltkreis gemäß der US-Patentanmeldung 589 780 ausgenutzt. In dieser Anmeldung ist ein Kondensator an die Lastwicklung des variablen Induktors zur Ausbildung eines Resonanzkreises angekoppelt. Dem Resonanzkreis wird Energie übertragen durch Pumpen der Steuerwicklung mit einem Wechselstrom der gleichen Frequenz, auf die der Resonanzkreis abgestimmt 1st, das heißt, die Ausgangsfrequenz. Wenn der parametrische Schaltkreis sich, einmal bis zu seinem stabilen Schwingungspunkt aufgebaut hat, beeinflussen Amplitudenänderungen der Pumpquelle den. Ausgang nicht mehr merklichThis phenomenon is illustrated in the parameter circuit according to of US patent application 589,780. In this application is a capacitor to the load winding of the variable inductor coupled to form a resonance circuit. The resonance circuit is transferred by pumping the control winding with an alternating current of the same frequency as the energy the resonance circuit is tuned, that is, the output frequency. When the parametric circuit is up, once through has built up to its stable point of oscillation, changes in the amplitude of the pump source influence the. Exit no longer noticeable

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Deshalb kann durch Ankoppeln der Netzspannung, die zu regeln ist, an die Steuerwicklung des Induktors der Induktanzanordnung dem Resonanzkreis eine geregelte, beinahe perfekte Sinuswelle entnommen werden, die gegen die Eingangsspannung um 90° phasenverschoben ist. Da keine direkte transformatorische Kopplung zwischen den Wicklungen vorliegt, arbeitet die An» Ordnung als beidseitig wirkendes Filter, so daß Oberschwingungen und Rauschen, das eine der Wicklungen führt, nicht übertragen wird.Therefore, by coupling the mains voltage, which is to be regulated, to the control winding of the inductor of the inductance arrangement a regulated, almost perfect sine wave can be taken from the resonance circuit, which is against the input voltage is 90 ° out of phase. Since there is no direct transformer coupling between the windings, the an » Order as a filter acting on both sides, so that harmonics and noise carried by one of the windings are not transmitted will.

Es hat sich gezeigt, daß für einen Kern gegebener Größe nur eine bestimmte Leistung übertragen werden kann mittels der parametrischen Anordnung, die in der US-Patentanmeldung 589 78O beschrieben ist. Wenn die Last mehr als diese Maximalleistung entnehmen will, schaltet sich die Anordnung einfach selbst aus und überträgt praktisch keine Leistung mehr. Dies ist natürlich ein Vorteil, denn es bedeutet einen automatisch miteingebauten Oberlastschutz. Zwar sind die Grenzen der Leistungsübertragungskapazität eines solchen parametrischen Schaltkreises noch nicht ermittelt, doch scheint es, daß ähnlich wie bei dem Sola-Transformator die Probleme des Wirkungsgrades und der Wärmeabfuhr in sehr großen Ausführungsformen die Leistungsübertragungskapazität begrenzen könnten.It has been shown that for a given size core only a certain amount of power can be transmitted by means of the parametric arrangement described in the US patent application 589 78O. If the load is more than this maximum power wants to remove, the arrangement simply switches itself off and practically no longer transmits any power. this is of course an advantage, because it means that overload protection is automatically built in. True, the limits of the The power transmission capacity of such a parametric circuit has not yet been determined, but it appears that similar to the Sola transformer the problems of efficiency and the heat dissipation in very large embodiments could limit the power transmission capacity.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die vorgeschlagene parametrische Anordnung zur Spannungsregelung hinsichtlich des Wirkungsgrades oder, genauer gesagt, hinsichtlich der Ausnützung des Eisengewichts dee Kerns zur verbessern.It is the object of the invention, the proposed parametric arrangement for voltage regulation with respect to the efficiency or, more precisely, with regard to the utilization of the iron weight of the core to improve.

Diese Aufgabe gemäß der Erfindung wird gelöst durch eine elektromagnetische Leistungsübertragungsanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem Ausgangsschaltkreis eine Spannung entwickelt wird unter Benutzung beider Terme der GleichungThis object according to the invention is achieved by an electromagnetic power transmission arrangement which characterized in that a voltage is developed in an output circuit using both terms the equation

γ - L di _{+ ±} dLγ - L di _{+ ±} dL

^VS dt dt mit ^V S dt dt with

Vg = Spannung, die in der Ausgangswicklung entwickelt wird, L = Induktivität des' Ausgangskreises., und i = Strom in der Ausgangskreisanordnung.Vg = voltage developed in the output winding, L = inductance of the 'output circuit., And i = current in the output circuit arrangement.

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Es wird demgemäß eine Schaltungsanordnung geschaffen, in der die Leistungsübertragung in zwei Modus erfolgt: Durch parametrische Kopplung und durch Fluß- oder direkte Kopplung, oder durch eine Kombination der beiden letzteren. Es hat sich gezeigt, daß - wenn der Tankkreis des parametrischen Reglers, wie er in der Beschreibung der US-Patentanmeldung 589 780 beschrieben ist, so erweitert wird, daß er eine Wicklung umfaßt, welche flußgekoppelt ist mit der Eingangswicklung der parämetriscben Anordnung, oder direkt mit dem Eingang gekoppelt ist, - wesentlich größere Leistungen mittels der Anordnung übertragen werden können, ohne daß sich eine merkbare Verschlechterung hinsichtlich der Regelcharakteristik der Anordnung ergibt.Accordingly, a circuit arrangement is created in which the power transfer takes place in two modes: By parametric coupling and by flow or direct coupling, or by a combination of the latter two. It has been shown that - if the tank circuit of the parametric controller, as described in the description of the US patent application 589 780 is described so that it is a Includes winding, which is flux-coupled to the input winding of the parametric arrangement, or directly with the Input is coupled, - Much greater power can be transmitted by means of the arrangement without a results in a noticeable deterioration in terms of the control characteristics of the arrangement.

Natürlich wird die Eigenschaft der Anordnung, daß eine beidseitig wirksame Filterung erfolgt, erheblich reduziert, doch ist diese bestimmte Eigenschaft in vielen Anwendungsfällen nicht erforderlich. Of course, the property of the arrangement, that a bilateral effective filtering takes place, is considerably reduced, however, this particular property is not required in many applications.

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Die Erfindung soll nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden.The invention is described below with reference to the attached Drawing will be explained in more detail.

Figur 1 zeigt perspektivisch eine erste Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes;FIG. 1 shows in perspective a first embodiment of the subject matter of the invention;

Figur 2 stellt das Schaltungsdiagramm der Ausführungsform nach Figur 1 dar, undFig. 2 shows the circuit diagram of the embodiment according to Figure 1, and

Figur 3 zeigt das Schaltungsdiagramm einer zweiten Ausführung sform.Figure 3 shows the circuit diagram of a second embodiment.

In den Zeichnungen ist die gleiche Symbolik angewandt wie in den oben erwähnten Beschreibungen zur Darstellung eines Kerns gemäß den Lehren der US-Patentschrift 3 403 323, das heißt, ein solcher Kern wird durch ein Symbol in T-Form re-. präsentiert. Zwar können alle Kernformen, die in der genannten US-Patentschrift dargestellt und erläutert sind, auch für den Gegenstand der vorliegenden Anmeldung Verwendung finden, doch ist die bevorzugte Konstruktion Jene nach Figur 7 in jdener Patentschrift. Bei dieser handelt es sich um einen Kern aus zwei C-Kernteilen 10 und 11, die - wie in Figur 1 gezeigt gegeneinander um 90° verdreht sind und mit ihren offenen Enden aneinandergefügt sind.The same symbols are used in the drawings as in the above descriptions to illustrate a core in accordance with the teachings of U.S. Patent 3,403,323, the that is, such a core is re-represented by a symbol in a T-shape. presents. It is true that all core forms mentioned in the US patent are shown and explained, also find use for the subject matter of the present application, but the preferred construction is that of Figure 7 in each Patent specification. This is a core made up of two C core parts 10 and 11, which - as shown in FIG. 1, face one another are rotated by 90 ° and are joined with their open ends.

Wie in Figuren 1 und 2 angedeutet, wird eine nichtgeregelte Eingangswechselspannung an die Klemmen 12 und 13 angelegt. Die Steuerwicklung 14 eines variablen Induktors gemäß den Lehren der US-Patentschrift 3 403 323 ist über die Eingangsklemmen 12 und 13 geschaltet. Die parametrisch gekoppelte Lastwicklung 16 des Induktors ist in Reihe mit einer Wicklung 17 geschaltet, die auf den Induktorkern so gewickelt ist, daß sie flußgekoppelt ist mit der Wicklung 14 nach der Art eines konventionellen Transformators. Ein Kondensator 18 ist mit den Wicklungen und 17 verkoppelt zur Ausbildung eines Resonanzkreises. Vorzugsweise ist der Resonanzkreis 16-17-18 auf die Frequenz der Eingangsspannung abgestimmt. Wenn den Klemmen 12 und 13 eine genügend große Eingangsspannung zugeführt wird, erscheint überAs indicated in Figures 1 and 2, a non-regulated AC input voltage applied to terminals 12 and 13. The control winding 14 of a variable inductor according to the teachings U.S. Patent 3,403,323 is across the input terminals 12 and 13 switched. The parametrically coupled load winding 16 of the inductor is connected in series with a winding 17, which is wound on the inductor core so that it is flux coupled to the winding 14 in the manner of a conventional one Transformer. A capacitor 18 is with the windings and 17 coupled to form a resonance circuit. The resonance circuit 16-17-18 is preferably at the frequency of the Input voltage matched. If terminals 12 and 13 have a sufficiently large input voltage is supplied, appears over

't'oittmaos't'oittmaos

der Wicklung 16 an den Klemmen 19 und 20 eine geregelte Ausgangsspannung. Wie dargestellt, liegen die Klemmen 19, 20 nur über einem Teil der Wicklung 16, obwohl der Kondensator die Gesamtheit der Wicklungen 16 und 17 überbrückt. Diese Anordnung gestattet, daß der Kondensator 18 mit höherer Spannung arbeiten kann, bei der er einen besseren Wirkungsgrad besitzt, während die Spannung über der Last bei einem niedrigeren Wert liegt.the winding 16 at the terminals 19 and 20 a regulated output voltage. As shown, the terminals 19, 20 are only over part of the winding 16, although the capacitor all of the windings 16 and 17 are bridged. This arrangement allows the capacitor 18 to have a higher voltage can work at which it has a better efficiency, while the voltage across the load at a lower value lies.

Figur 3 zeigt einen Schaltkreis, der im all<?emeinen ähnlich aufgebaut ist wie der nach Figur 2 mit der einzigen Ausnahme, daß die Wicklung 17 weggelassen ist und der Resonanzkreis 16, 18 direkt mit den Eingangsklemmen 12 und 13 verbunden ist. In diesem Fall arbeitet die Wicklung 16 als Spartransformator, da die Ausgangsklemmen 19 und 20 nur über einen Teil der Wicklung gelegt sind; es versteht sich jedoch, daß die Ausgangsklemmen auch die Gesamtheit der Wicklung 16 überbrücken könnten. In der dargestellten Ausführungsform wird Leistung durch eine Kombination von Flußkopplung und direkter Kopplung übertragen, gemeinsam selbstverständlich mit der parametrischen Kopplung. Wenn die Ausgangsklemmen über die Gesamtheit der Wicklung 16 gelegt wären, erfolgte die Leistungsübertragung im wesentlichen durch eine Kombination von direkter und parametrischer Kopplung. In beiden Fällen wird die Leistung in den Resonanzkreis der parametrischen Anordnung gekoppelt, die in der Lage sein muß, sowohl· die direkt oder flußgekoppelte Energie als auch die parametrisch übertragene Energie zu speichern, und demgemäß spielt der Aufbau und die Abmessung des Kerns eine Rolle selbst bei geringer oder gar keiner Flußkopplung.FIG. 3 shows a circuit which in general <? is constructed similarly to that of Figure 2 with the only exception that the winding 17 and the resonance circuit are omitted 16, 18 is connected directly to the input terminals 12 and 13. In this case the winding 16 operates as a Autotransformer, since the output terminals 19 and 20 are only placed over part of the winding; it goes without saying, however, that the output terminals also comprise the entirety of the winding 16 could bridge. In the illustrated embodiment, power is transmitted through a combination of flux coupling and direct coupling, along with of course the parametric coupling. If the output terminals are connected to the Entire winding 16 were placed, the power transmission took place essentially through a combination of direct and parametric coupling. In both cases will the power coupled into the resonance circuit of the parametric arrangement, which must be able to both · the direct or To store flux coupled energy as well as the parametrically transmitted energy, and accordingly the structure and the Dimension of the core plays a role even with little or no flux coupling.

Es hat sich gezeigt, daß ein Schaltkreis in einer der beiden Ausführungsformen in der Lage ist, ein Vielfaches an Leistung zu übertragen im Vergleich mit einer einfaJien parametrischen Anordnung unter Verwendung desselben Kerns. Es scheint, daß die Leistung, welche durch direkte oder Flußkopplung übertragen wird und die durch die parametrisch^ Wicklungskopplung übertragene Leistung gewissermaßen ineinandergeschalchtelt sind, so.daß es ermöglicht wird, daß beideIt has been shown that a circuit in one of the two embodiments is capable of a multiple of Transferring power compared to a simple one parametric arrangement using the same kernel. It seems that the power which is provided by direct or Flux coupling is transmitted and the power transmitted by the parametric ^ winding coupling is, as it were, intermingled are so. that it is possible for both

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den magnetischen Kern ausnützen und damit die Wirtschaftlichkeit und der Wirkungsgrad der Anordnung erheblich verbessert werden. Bekanntlich ist die Spannung, die in einer Wicklung induziert wird, und damit auch die auf sie übertragene Leistung bestimmt durchtake advantage of the magnetic core and thus profitability and the efficiency of the arrangement can be significantly improved. As is well known, tension is inherent in a Winding is induced, and thus also the power transmitted to it is determined by

■ - - ν - τ ^dl + ι■ - - ν - τ ^dl + ι

^VS " ^L "dt * dt » ^V S " ^L " dt * dt »

worin V_g = in der Wicklung induzierte Spannung, i = Strom in der Wicklung sind.where V _g = voltage induced in the winding, i = current in the winding.

Anders ausgedrückt, ist die übertragene Leistung eine Punktion sowohl der Induktanz (L) der Wicklung, multipliziert mit der zeitlichen Änderung des Stromes in der Wicklung, und des Stromes in der Wicklung, multipliziert mit der zeitlichen Änderung der Wicklungsinduktanz. Der erste Term der obigen Gleichung repräsentiert das Plußkopplungsphänomen, während der zweite Term das Phänomen der parametrischen Kopplung repräsentiert. Anstatt nur den einen oder den andern Term der Gleichung auszunützen, wie es bekannt ist beispielsweise bei Transformatoren oder bei der oben erwähnten parametrischen Anordnung, werden bei dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gleichzeitig beide Terme der Gleichung ausgenützt, im Falle der Figur 2 durch Verwendung zweier getrennter Wicklungen und im Falle der Figur 3 durch Verwendung einer einzigen Wicklung.In other words, the power transmitted is a puncture both the inductance (L) of the winding, multiplied by the change in current in the winding over time, and the current in the winding, multiplied by the change in winding inductance over time. The first term of the above equation represents the plus coupling phenomenon, while the second term represents the parametric coupling phenomenon. Instead of using only one or the other term of the equation, as is known, for example, with transformers or in the parametric arrangement mentioned above, in the subject matter of the present invention, both become simultaneously Terms of the equation utilized, in the case of FIG. 2 by using two separate windings and in the case of FIG. 3 by using a single winding.

Die Ausgangsspannug ist bei beiden Schaltungen 90° phasenverschoben gegen die Eingangsspannung und wird sehr genau geregelt, und es scheint demnach, daß das Phänomen der parametrischen Kopplung den schließlichen Ausgang der Schaltung steuert. Da andererseits die Schaltkreise wesentlich mehr Leistung zu übertragen vermögen als die parametrische Anordnung allein, scheint es, daß der größere Teil der Leistungsübertragung wahrscheinlich durch andere als parametrische Kopplung erfolgt. Die logische Folgerung ist aus diesen Faktoren zu ziehen, daß der parametrische Schaltkreis Änderungen der Spannung und Leistung kompensiert, welche auf den Resonanzkreis übertragen werden durch direkte oder Flußkopplung. Anders ausgedrückt, es scheint so, daß die parametrische SchaltungThe output voltage is 90 ° for both circuits out of phase with the input voltage and is regulated very precisely, and it therefore seems that the phenomenon of parametric Coupling controls the eventual output of the circuit. On the other hand, the circuits are much more Able to transfer power than the parametric arrangement alone, it seems that the greater part of the power transfer likely done through other than parametric coupling. The logical conclusion is from these factors too draw that the parametric circuit compensates for changes in voltage and power which affect the resonant circuit are transmitted by direct or flux coupling. In other words, it appears that the parametric circuit

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in gewisser Weise einem Leistungsspitzenregler ähnelt, das heißt, sie addiert zu oder subtrahiert von den Spannungsbzw. Leistungspegeln, welche durch die flußgekoppelte Wicklung oder durch direkte Kopplung festgelegt sind, um so den Aasgang auf einer konstanten Spannung zu halten. Es hätte somit den Anschein, daß der parametrische Schaltkreis demgemäß ein Reservoir bildet, dem zusätzliche Leistung entnommen werden kann, wenn dies erforderlich ist, oder dem überschüssige Leistung zugeführt werden kann, um eine geregelte Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten. ^__resembles a peak power regulator in some ways, the means that it is added to or subtracted from the voltage or Power levels generated by the flux-coupled winding or by direct coupling in order to keep the output at a constant voltage. It would have the It appears that the parametric circuit thus forms a reservoir from which additional power can be drawn, when necessary, or to which excess power can be added to a regulated output voltage maintain. ^ __

Eine andere mögliche Erklärung für die Wirkungsweise der Schaltkreise besteÄ darin, daß der überwiegende Teil der Leistung über die parametrische Schaltung übertragen wird und daß die direkte oder die Flußkopplung nur einen Strom im Resonanzkreis schafft, auf den die Pumpwirkung der parametrischen Anordnung selbst einzuwirken vermag. In der parametrischen Grundschaltufig verursacht eine Stromänderung in der Steuerwicklung eine entsprechende Induktanzänderung der Lastwicklung. Damit dies jedoch zu der Entwicklung einer Spannung und der Übertragung einer Leistung führt, muß ein Strom in der Lastwicklung vorhanden sein. Ein solcher Strom wird im allgemeinen ausgelöst als Ergebnis von Rauschen oder infolge einer ungewollten und zeitweisenPlußkopplung zwischen Steuer- und Lastwicklung. Da der Strom in der Lastwicklung, mittels dem die sich ändernde Induktanz in der Latwicklung arbeitet, seinerseits vom Betrieb der Anordnung abhängt, kann er irgendwie begrenzt sein, womit die mögliche Leistungsübertragung der Anordnung begrenzt würde. Bei i»e geregelter Ausgangsspannung müßte beispielsweise bei größerem Leistungsbedarf der Last dem Resonanzkreis ein erhöhter Strom entnommen werden. Dies könnte dazu führen, daß der Strom in der Lastwicklung auf einen Wert herabgesetzt wird, bei dem der Resonanzkreis nicht mehr weiterschwingen kann. Durch Schaffen einer Einrichtung, die im wesentlichen eine äußere Stromquelle ist, aus der die Last bei Bedarf entnehmen kann, werden die Schwingungen des Resonanzkreises der parametrischen Anordnung nicht mehr gedämpft •und damit kann die Anordnung weiterarbeiten und die Ausgangsspannung selbst dann weiterregeln, wenn die Last große Mengen an Leistung entnimmt. Es scheint auch möglich zu sein, daßAnother possible explanation for how the Circuits consist in the fact that the vast majority of the Power is transmitted via the parametric circuit and that the direct or the flux coupling only a current in the resonance circuit creates on which the pumping action of the parametric arrangement itself can act. In the parametric Basic switching causes a current change in the control winding a corresponding change in inductance of the load winding. With this, however, to the development of a tension and the Transmission of a power leads, a current must be present in the load winding. Such a current will in general triggered as a result of noise or as a result of an unwanted and temporary positive coupling between control and load winding. Since the current in the load winding, by means of which the changing inductance in the lat winding works, in turn depends on the operation of the arrangement, he can somehow be limited, so that the possible power transmission of the arrangement would be limited. With i »e regulated output voltage an increased current would have to be drawn from the resonant circuit, for example, if the load requires more power. this could lead to the fact that the current in the load winding is reduced to a value at which the resonance circuit is no longer can swing on. By providing means which is essentially an external source of power from which the load if necessary, the oscillations of the resonance circuit the parametric arrangement is no longer damped • and so the arrangement can continue to work and the output voltage Continue regulating even if the load is drawing large amounts of power. It also seems possible that

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auch auf den größeren Strom die sich ändernde Inöuktanz der Lastwicklung einwirken würde, so daß eine erhöhte Leistungsübertragung zwischen der Steuer- und der Lastwicklung der parametrisehen Anordnung stattfinden könnte.also on the larger current the changing inuctance of the Load winding would act, so that an increased power transfer between the control and the load winding of the parametric arrangement could take place.

Es ist festzuhalten, daß die Prinzipien, gemäß denen der Gegenstand vorliegender Erfindung arbeitet, nicht vollständig erforscht worden sind und daß die Möglichkeit besteht, daß eine andere theoretische Grundlage für die Wirkungsweise gefunden werden wird. Die hier vorgetragenen theoretischen Überlegungen sollen daher nicht den Umfang der. Erfindung in irgendeiner Weise einschränken.It should be understood that the principles on which the subject invention operates are not exhaustive have been researched and that there is a possibility that another theoretical basis for the mode of operation will be found. The theoretical considerations presented here are therefore not intended to limit the scope of the. invention restrict in any way.

Wie dargestellt, benutzt der Schaltkreis nach Figur 2 eine separate Wicklung für die Plußkopplungsfunktion. Es versteht sich, daß die Steuerwicklung und die getrennte Sekundärwicklung durch einen Spartaansformator oder dergleichen ersetzt werden könnten. Falls erwünscht, könnte die Sekundärwicklung mit dem Eingang auch über einen vollständig getrennten Transformator gekoppelt werden, doch würde dies die Eiseneinsparung, welche sich gemäß der Erfindung ergibt, verringern. Es ist ferner festzuhalten, daß die verschiedenen Abwandlungen der Ein- und Ausgangsschaltungen, wie sie in der US-Patentanmeldung 589.780 gezeigt sind, ebenfalls in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung angewandt werden könnten.As shown, the circuit of FIG a separate winding for the positive coupling function. It understands that the control winding and the separate secondary winding are replaced by a Spartaansformator or the like could become. If desired, the secondary winding could also be connected to the input via a completely separate transformer coupled, but this would reduce the iron saving which results according to the invention. It is further It should be noted that the various modifications of the input and output circuits as described in US Pat. No. 589,780 shown could also be used in connection with the present invention.

Es scheinen keine kritischen Besonderheiten vorzuliegen bezüglich der Windungszahlen für die Ausgangswicklung l6 oder die Sekundärwicklung 17, solange die Wicklung 16 genügend viele Windungen aufweist, damit sie richtig g regelt. Der begrenzende Paktor scheint daring zu bestehen, daß die Wicklung 16, das heißt die parametrisch gekoppelte Wicklung, in der Lage sein muß, genug Leistung zu übertragen, daß sie mit den größten zu erwartenden Schwankungen der direkt oder flußgekoppelt übertragenen Leistung fertigzuwerden, vermag. Die bisherigen Untersuchungen zeigen, daß dieser Punkt erreicht wird, wenn die gesamte übertragene Leistung etwa das Fünffache derjenigen Leistung übersteigt, die mittels der parametrischen Schaltung allein übertragen werden könnte.There seem to be no critical peculiarities with regard to the number of turns for the output winding l6 or the secondary winding 17, as long as the winding 16 has enough turns so that it regulates correctly g. The limiting one Paktor appears to insist that winding 16, i.e. the parametrically coupled winding, be capable must be able to transmit enough power that they can with the greatest too expected fluctuations in the transmitted directly or flow-coupled Able to cope with performance. The previous investigations show that this point is reached when the total transmitted power is about five times that power that could be transmitted by means of the parametric circuit alone.

909887/1209 Patentansprüche:909887/1209 claims:

Claims

P ate η ta η s ρ r ü c he

ΜΛ / Electromagnetic power transmission order, characterized in that voltage is developed in an output circuit by utilizing both terms
the equation

Vg = developed voltage in the output circuit,
L = inductance of the output circuit, and
i = current in the output circuit.

2) Arrangement according to claim 1, characterized by an input winding, first and second output windings and magnetic coupling devices between the input and the output windings for transferring power to the first output winding through parametric coupling and to the second output winding through flux coupling.

3) Arrangement according to claim 2, characterized by a with the output windings coupled capacitor for the purpose of forming a resonance circuit.

¹ O arrangement of claim 2, characterized in that the coupling means comprise a single core of ferromagnetic material.

5) Arrangement according to claim 1, characterized by a Input winding, an output winding and parametric coupling devices between input and output winding as well as direct coupling devices between the input and output windings.

6) Arrangement according to claim 5, characterized by one with the output winding to form a resonant circuit coupled capacitor.

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7) Arrangement according to claim 3 or 6, characterized in that that the capacitor of the output winding is parallel.

8) Arrangement according to claim 2, characterized in that the two output windings are connected in series.

9) Arrangement according to claim 3 and 8, characterized in that that the capacitor of the totality of the output winding turns is parallel.

10) Arrangement according to claim 2 or 5, characterized in that that the output voltage can be tapped at terminals that are parametrically coupled with taps on the output winding is connected.

11) Arrangement according to claim 5, characterized in that the output winding is connected directly to the input winding is.

12) arrangement roof to claim 11, characterized in that the output winding of the input winding lies in parallel.

13) Arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that for the "parametric coupling between input and output winding or windings a core made of ferromagnetic material is provided, the four common legs and two, the legs magnetically with each other having coupling end sections to which the input and the parametrically coupled output winding offset by 90 ° are arranged to each other.

'' Arrangement according to claim 13 with two output windings, characterized in that the core for the transformer coupling of the input winding to the second output winding is trained.

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