DE3938577A1

DE3938577A1 - Dauermagnetenergie-wandler

Info

Publication number: DE3938577A1
Application number: DE19893938577
Authority: DE
Inventors: Rudolf Kroll
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-11-21
Filing date: 1989-11-21
Publication date: 1991-05-23

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dauer magnetenergie-Wandler, mit dem mit Hilfe elektro magnetischer Induktion magnetische Energie in elek trische Energie umwandelbar ist.

Es sind Dauermagnetenergie-Wandler bekannt, die mit Hilfe elektromagnetischer Induktion mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln. Bei den sogenannten Außenpolmaschinen wird hierzu eine Spule in einem stationären Magnetfeld gedreht, während bei sogenannten Innenpolmaschinen ein Elektromagnet um eine feststehende Spule rotiert. Diesen bekannten Ma schinen ist gemeinsam, daß zur Erzeugung einer be stimmten Wechselspannung in der Spule mechanische Energie eingesetzt werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dauermagnetenergie-Wandler anzugeben, der ohne eingesetzte mechanische Energie magnetische Energie in elektrische Energie wandelt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn zeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale ge löst.

Bei dem erfindungsgemäßen Dauermagnetenergie-Wandler ist keinerlei Einsatz von mechanischer Energie erforder lich, sondern es werden wechselnde Magnetfelder durch Strom hervorgerufen, der pulsierend einer Primärspule zugeführt wird. Bei diesem elektrischen Prinzip eines Dauermagnetenergie-Wandlers enthält ein Eisenkern zwei Außenstege und zwei Innenstege, wobei diese Stege im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und vonein ander beabstandet sind. Einer der Innenstege ist durch einen Dauermagneten gebildet, während der benachbarte andere Innensteg eine mit einer Stromquelle verbundene Primärspule und eine erste Sekundärspule trägt. Auf den beiden Außenstegen sind eine zweite und eine dritte Sekundärspule angeordnet.

In dem Zustand, in dem der Primärspule kein Strom zuge führt wird, erzeugt der den einen Innensteg bildende Dauermagnet in den beiden benachbarten Stegen, d. h. in dem zugeordneten Außensteg und dem anderen Innensteg, jeweils ein seinem Energiegehalt entsprechendes Magnet feld. Wenn der Primärspule des anderen Innenstegs ein pulsierender Gleichstrom zugeführt wird, der der Dauer magnetenergie entspricht, fällt in dem die Primärspule tragenden Innensteg das von dem benachbarten Dauermag neten gebildete Magnetfeld zusammen, wodurch in der ebenfalls auf diesem Innensteg angeordneten ersten Sekundärspule eine Spannung induziert wird. Gleich zeitig wird in dem dem Dauermagneten benachbarten Außensteg das Magnetfeld um den Energiebetrag des Innensteges verstärkt, wodurch in der zweiten Sekundär spule ebenfalls eine Spannung induziert wird. Die Primärspule erzeugt zudem in dem benachbarten Außen steg, auf dem die dritte Sekundärspule angeordnet ist, ein Magnetfeld, das dem Energiebetrag des pulsierenden Gleichstroms entspricht und das wiederum in der dritten Sekundärspule eine Spannung induziert.

Wenn die Stromzufuhr zur Primärspule 0 ist, stellt sich wieder der Ausgangszustand ein, wodurch sich in allen Stegen, auf denen eine Sekundärspule angeordnet ist, das Magnetfeld ändert, wodurch wiederum in den Sekundär spulen eine Spannung induziert wird.

Auf diese Weise läßt sich durch pulsierendes Einspeisen eines Gleichstroms in die Primärspule elektrische Energie in den Sekundärspulen wandeln.

Wenn der erfindungsgemäße Dauermagnetenergie-Wandler statt der vorstehend beschriebenen vier Stege lediglich drei Stege aufweist, von denen der mittlere Steg durch einen Dauermagneten gebildet ist und ein benachbarter Steg sowohl eine Primärspule, als auch eine Sekundär spule trägt, während der an der anderen Seite des Dauermagneten befindliche Steg mit einer zweiten Sekun därspule versehen ist, wird durch pulsierendes Ein speisen eines Gleichstroms in die Primärspule lediglich in zwei Stegen das Magnetfeld - ebenfalls pulsierend - verändert, so daß in zwei Sekundärspulen eine Spannung induziert wird. Auch ein derartiger Dauermagnetenergie- Wandler fällt in den Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine rein schematische Dauerstellung eines nach dem elektrischen Prinzip arbeitenden Dauermagnetenergie-Wandlers in dem Zustand, in dem die Zufuhr der elektrischen Energie Null ist, und

Fig. 2 den Dauermagnetenergie-Wandler gemäß Fig. 1 bei Zufuhr maximaler elektrischer Energie.

Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch einen nach dem elektrischen Prinzip arbeitenden Dauermagnetenergie- Wandler, der im wesentlichen aus einem Eisenkern 30 besteht, der zwei Außenstege 31, 32 sowie zwei Innen stege 33, 34 aufweist, wobei alle Stege parallel zu einander verlaufen. Der Innensteg 33 ist durch einen Dauermagneten gebildet, der in den Figuren auf der linken Seite seinen Nordpol und damit auf der rechten Seite seinen Südpol aufweist. Der benachbarte Innensteg 34 ist mit einer Primärspule 35 und einer ersten Sekundär spule 36 versehen, während die Außenstege 31 und 32 eine zweite Sekundärspule 37 bzw. eine dritte Sekundär spule 38 tragen.

Die Primärspule 35 steht mit einer nicht dargestellten Stromquelle in Verbindung. Wenn der Primärspule 35 kein Strom zugeführt wird, bildet der Dauermagnet 33 in den benachbarten Stegen 31, 34 ein seinem Energie gehalt entsprechendes Magnetfeld aus, das in Fig. 1 durch die Linien 39 schematisch angedeutet ist. Wenn jedoch der Primärspule 35 eine Induktionsenergie (z. B. ein pulsierender Gleichstrom) äquivalent der Dauer magnetenergie zugeführt wird, bricht das Magnetfeld des Stegs 34 zusammen, während das Magnetfeld des Außen stegs 31 verstärkt wird (Dauermagnetfluß 40), wobei zudem in dem Außensteg 32 ein neues Magnetfeld erzeugt wird (elektromagnetischer Fluß 41, siehe Fig. 2). Durch die Veränderungen der Magnetfelder wird in den Sekundär spulen 36 bis 38 eine Wechselspannung induziert.

Wenn die Stromzufuhr zu der Primärspule 35 Null wird, fällt das Magnetfeld des Außenstegs 32 zusammen, die Stärke des Magnetfeldes des Außenstegs 31 verringert sich auf die Hälfte, und ein entsprechendes Magnetfeld entsteht wiederum in dem Innensteg 34, wobei wiederum durch die Veränderung der Magnetfelder in den Sekundär spulen eine Spannung induziert wird. Durch pulsierendes Einspeisen von Stromstößen in die Primärspule 35 wird somit elektrische Energie erzeugt.

Die Energiebilanz des Wandlers ist folgendermaßen:

Input: elektrische Energie Output: + Dauermagnet-Energie

Leistungsbilanz:

Die Leistung ist frequenzabhängig:

L = (W_E + W_M) × Hz

Claims

Dauermagnetenergie-Wandler, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eisenkern (30) zwei Außenstege (31, 32) und zwei Innenstege (33, 34) aufweist, daß einer der Innen stege (33) durch einen Dauermagneten gebildet ist, daß der andere Innensteg (34) eine mit einer Stromquelle verbundene Primärspule (35) und eine erste Sekundärspule (36) trägt, und daß auf den beiden Außenstegen (31, 32) eine zweite (37) und eine dritte (38) Sekundärspule an geordnet sind.