DE2256521A1 - Vorrichtung zum steuern des erregerstroms einer einen magnetfluss mit umkehrbarer richtung erzeugenden spule - Google Patents

Vorrichtung zum steuern des erregerstroms einer einen magnetfluss mit umkehrbarer richtung erzeugenden spule

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DE2256521A1
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Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN
PATENTANWlLTB
D-8000 MDNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 . TELEFON (0811) 9Π0 87 2256521
Ets. Raoul Lenoir, Ste. Anonyme Longwy (Meurthe & Moselle) s Frankreich
Vorrichtung zum Steuern des Erregerstroms einer einen Magnetfluß mit umkehrbarer Richtung erzeugenden Spule
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Steuern des Erregerstromes einer einen Magnetfluß mit umkehrbarer Richtung erzeugenden Spule, welche insbesondere ein Sättigen oder Entsättigen eines magnetischen Metalls oder einer magnetischen Legierung durch Umkehren des Stromes in einer einen beliebigen Magnetfluß in dem Metall oder der Legierung erzeugenden Erregerspule ermöglicht, und insbesondere auf eine Einrichtung zum Steuern der Sättigung und des Austritts aus der Sättigung, wodurch die industrielle Verwendung von Dauermagneten möglich ist.
309821/0866
Es sind bereits verschiedene mechanische und elektrische Verfahren bekannt, mit deren Hilfe das gleiche Ergebnis erzielt werden kann.
Das mechanische Verfahren besteht darin, daß die den Magnetkreis bildenden Teile so verschoben werden, daß der Magnetfluß einmal durch das Stück, das mit den Polschuhen in Verbindung steht, und einmal über das mit dem Magneten formschlüssig verbundene Stück geschlossen wird. Die elektrischen Verfahren beruhen darauf, daß man entweder ein zweites Magnetfeld mit demselben absoluten Wert wie das Erregerfeld, jedoch mit umgekehrter Richtung entgegenwirken läßt, oder aber das Feld in einer der beiden Erregerspulen eines Dauerringmagneten umkehrt, so daß der Magnetfluß auf den Kern beschränkt bleibt.
Diese Möglichkeiten weisen jedoch Nachteile auf. Bei dem mechanischen Verfahren ist die zum Verschieben eines Teiles des Kerns vorgesehene Einrichtung nicht sehr robust und bei großen Magneten praktisch nicht durchführbar. Zudem ist die Magnetisier- und Entmagnetisierzeit aufgrund der mechanischen Vorgänge sehr lang. Bei den elektrischen Verfahren sind zwei Spulen erforderlich. Der Aufbau der Magnete bliebt ziemlich umständlich: zwei Kerne oder ein ringförmiger Kern sind erforderlich. Wie zuvor beschrieben, ist die für den Aufbau des Feldes benötigte Zeit relativ beträchtlich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, diese Nachteile dadurch zu vermeiden, daß eine besonders einfach aufgebaute Einrichtung geschaffen wird, welche leicht allen Arten von Magneten angepasst werden kann.
3f)9R21/nB6R
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß sie eine Vorrichtung zum Speichern und zum Abgeben positiver oder negativer elektrischer Gleichspannungsenergie mit beliebig regelbarer Große aufweist, wobei in der Erregerspule ein entsprechender Sättigungsstrom oder Entsattigungsstrom erzeugt wird.
Die erfindungsgemäße Einrichtung bietet mehrere Vorteile. Zunächst sind die Dauermagneten, bei denen die Sättigung und das Austreten aus der Sättigung durch die Einrichtung gesteuert wird, sehr einfach aufgebaute Magnete mit einer Spule und einem beliebig geformten Kern. Zudem sind die für die Sättigung und für das Austreten aus der Sättigung erforderlichen Zeiten sehr kurz; sie liegen in einer Größenordnung von einigen MikroSekunden. Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht ausserdem den Aufbau eines Magnetfeldes in einem Dauermagneten, welches jeden Wert zwischen 0 und dem Sättigungswert aufweisen kann, sowohl für die Magnetisierung als auch für die Entmagnetisierung. Der Widerstand und die Induktanz der Erregerspule haben dabei in keiner Weise einen Efinfluß.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in allen Fällen verwendet werden, bei denen eine magnetische Kraft erforderlich ist. Man kann damit jede beliebige Art von Dauermagneten steuern, beispielsweise Hubmagneten (bei Brücken, Kränen u.a.) und auch bei Fördermagneten, Magnettischen, usw; außerdem kann die magnetische Kraft in außerordentlich kurzer Zeit auf den jeweils benötigten Wert gebracht werden, die in der Größenordnung von Millisekunden liegt.
η ίί η ? 1 / η a fi fi
Zudem kann die erfindungsgemäße Einrichtung bei Magnetkupplungen, Magnetbremsen, magnetischen Rangieranlagen, der Wahl einer Ladung, etc. verwendet werden.
Im folgenden wird nun die Erfindung anhand eines nicht einschränkenden AusfUhrungsbeispieles unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben und erläutert.
Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum Steuern der Sättigung und Entsättigung eines Dauermagneten. Die erfindungsgemäße Einrichtung weist einen integrierten Regler 1 auf, welcher mit einem Wechselstromkreis 2 verbunden ist. In diesem Regler wird die Amplitude des wechselnden Eingangssignals durch Phasenverschiebung reguliert, wie im weiteren beschrieben werden wird. Der Ausgang des Reglers 1 ist mit einem Zweiweggleichrichter 3 verbunden, dessen Ausgang seinerseits mit einem Villard-Verdopplerkreis 4 verbunden ist. Das mit doppeltem Polwechsel gleichgerichtete und in seiner Amplitude verdoppelte Signal wird an den Eingang eines Oszillators 5 angelegt, welcher an seinem Ausgang Rechteck- oder Steuerimpulse abgibt, welche zwei Größen aufweisen, die jeweils oberhalb bzw. unterhalb des O-Wertes liegen, mit anderen Worten, zwei Größen mit entgegengesetzter Polarität. Eine Fernsteuereinrichtung 6, die mit dem Oszillator 5 verbunden ist, ermöglicht es, daß am Ausgang des Oszillators 5 je nach Bedarf entweder die positiven oder die negativen Rechteckimpulse ausgewählt werden.
Der Ausgang des Oszillators 5 ist mit einem Steuereingang des Reglers 1 über einen Bezugsverstärker 7 verbunden. Dieser Verstärker 7» welcher einen regelbaren Spannungsteiler aufweist, ermöglicht das Regeln des vom Verstärker 7 abgegebenen Wiedereingabe signals im Regler 1 und ein entsprechendes Steuern der
3 0 f) 8 ? 1 / Π B 6 8
Größe der Spannung am Ausgang des Reglers 1, welche proportional zum Wiedereingabesignal ist.
Zudem ist zwischen dem Ausgang des Oszillators 5 und einem Steuereingang des Verdopplerkreises 4 ein steuerbarer Verzögerungskreis angeschlossen. Dieser Verzögerungskreis 8 ermöglicht es, die Amplitude und die Dauer der vom Oszillator 5 abgegebenen positiven bzw. negativen Rechteckimpulse zu regeln.
Der Ausgang des Oszillators 5 ist mit einer Leistungsstufe 9 verbunden, welche aus Thyristoren besteht, deren Steueranschlüsse die vom Oszillator 5 abgegebenen Rechteckimpulse empfangen. Diese.Leistungsstufe 9 speist eine Spule 10, in welcher der Magnetfluß mit umkehrbarer Richtung erzeugt werden muß, damit die Sättigung eines Dauermagneten und der Austritt aus der Sättigung sichergestellt ist.
Die Leistungsstufe 9 wird von einer elektrischen Gleichstromquelle 11 gespeist, welche aus einem Akkumulator bestehen kann. Dieser Akkumulator ist mit einem Ausgang des Spannungsverdopplers 4 so verbunden., daß er von dem letzteren wieder · aufgeladen werden kann. Somit speichert man im Akkumulator 11 mittels des Spannungsverdopplers 4 eine zur Größe des Ausgangssignals des Reglers' 1 proportionale elektrische Energie, wobei diese Größe durch den Bezugsverstärker 7 geregelt wird. Diese im Akkumulator 11 gespeicherte elektrische Energie wird in der Spule 10 in Form eines Sättigungsstromes bzw. Entsättigungsstromes quer durch die Thyristoren der Leistungs= stufe 9i deren SteueranschlUsse durch den Oszillator 5 gesteuert sind, abgegeben. Je nach der Polarität der Rechteckimpulse am Ausgang des Oszillators 5, wobei die Polarität mittels der Fernsteuereinrichtung 6 festgelegt wird, fließt
309821 /0866
der von der Leistungsstufe 9 an die Spule IO abgegebene Strom in der einen oder in der anderen Richtung und bildet so einen Sättigungs- oder Entsättigungsstrom.
Die Entladezeit des Akkumulators 11 wird durch die Steuerung des Verzögerungskreises 8 bestimmt, welcher die Dauer der vom Oszillator 5 abgegebenen Steuerimpulse festlegt.
Es liegt auf der Hand, daß das im Vorhergehenden anhand der beigefügten Zeichnung beschriebene AusfUhrungsbeispiel der Erfindung nur als Beispiel dient und keineswegs eine Einschränkung darstellt, und daß im Rahmen der Erfindung zahlreiche Modifizierungen möglich sind.
- 7 -Π 9 0 2 1 / Π R B R

Claims (5)

  1. Pat entansprüche
    l.'J Einrichtung zum Steuern des Erregerstromes einer einen Magnetfluß mit umkehrbarer Richtung erzeugenden Spüle, welche insbesondere ein Sättigen oder Entsättigen eines magnetischen Metalls oder einer magnetischen Legierung durch Umkehren des Stromes in einer einen beliebigen Magnetfluß in dem Metall oder der Legierung erzeugenden Erregerspule ermöglicht, dadurch g e k e η m'z e i c. h η e t , daß sie eine Vorrichtung (11) zum Speichern und zum Abgeben positiver oder negativer elektrischer Gleichspannungsenergie mit beliebig regelbarer Größe aufweist, wobei in der Erregerspule (10) ein entsprechender Sättigungsstrom oder.Entsättigungsstrom erzeugt wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge k e η η zeichnet, daß die Vorrichtung (11) zum Speichern elektrischer Gleichspannungsenergie mit einer aus steuerbaren Halbleiterelementen bestehenden Leistungsstufe (9) verbunden ist, an welche die Erregerspule (10) angeschlossen ist, und daß eine Vorrichtung (5,6) zum Anlegen von Steuerimpulsen beliebig.gewählter Polarität an die Steuerelektroden der Halbleiterelemente vorgesehen ist.
  3. 3.. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (8) zum Regeln der Amplitude und Dauer der Steuerimpulse derart vorgesehen ist', daß Form und Dauer des Entladestroms durch die Erregerspule (lO) steuerbar sind.
    309 ö?1/0 8 68
  4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Rechteckimpulse mit zwei entgegengesetzten Polaritäten abgebenden Oszillator (5) aufweist, sowie eine Fernsteuervorrichtung für den Oszillator (5) zum wahlweisen Festlegen der Polarität der Rechteckimpulse am Ausgang des Oszillators (5) je nach Bedarf als Funktion des Sättigungs- bzw. Entsättigungsstromes und daß weiterhin ein regelbarer Verzögerungskreis (8) parallel zum Oszillator (5) zum Regeln der Amplitude und Dauer der abgegebenen Rechteckimpulse geschaltet ist.
  5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Bezugsverstärker (7) aufweist, welcher zwischen dem Ausgang des die Rechteckoder Steuerimpulse mit entgegengesetzter Polarität abgebenden Oszillators (5) und einem durch Phasenverschiebung steuerbaren Regler (l) rückgekoppelt ist, welcher eine Gleichrichterund Spannungsverdopplerkette ΟΛ) speist, welche ihrerseits mit der Vorrichtung (11) zum Speichern der elektrischen Gleichspannungsenergie verbunden ist.
DE2256521A 1971-11-19 1972-11-17 Vorrichtung zum steuern des erregerstroms einer einen magnetfluss mit umkehrbarer richtung erzeugenden spule Pending DE2256521A1 (de)

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