DE4137457C1 - Voltage regulator for permanent magnet generator - reduces flux density by iris diaphragm closure and lowers generator voltage for stable supply - Google Patents
Voltage regulator for permanent magnet generator - reduces flux density by iris diaphragm closure and lowers generator voltage for stable supplyInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Spannungsregelung von Generato ren mit Permanentmagneten.The invention relates to a device for voltage regulation of generato with permanent magnets.
Permanentmagnetgeneratoren haben die Eigenschaft, daß sie je nach Bela stung eine unterschiedliche Spannung liefern. Die meisten elektrischen Ver braucher erfordern eine elektrische Spannung, die relativ stabil sein muß und nur einige Prozent schwanken darf. Dieses Problem wird in der Regel durch folgende Maßnahmen gelöst:Permanent magnet generators have the property that depending on the Bela supply a different voltage. Most electrical ver consumers require an electrical voltage which must be relatively stable and may fluctuate only a few percent. This problem is usually caused by solved the following measures:
-
- Spannungsregelung durch Regelelektronik
Nachteile: relativ hohes Gewicht, komplizierte Schaltung, Beein trächtigung des Gesamtwirkungsgrades durch Verlustwärme, großes Bauvolumen durch Kühlflächen, aktive Kühlung durch Ventila tor erforderlich, hohe Herstellungskosten, hohe Störimpulse, anfäl lig bei Laständerungen- Voltage regulation by control electronics
Disadvantages: relatively high weight, complicated circuitry, impairment of the overall efficiency due to heat loss, large construction volume due to cooling surfaces, active cooling using a fan, high manufacturing costs, high interference pulses, susceptible to load changes -
- Aufbau eines magnetischen Gegenfeldes
Nachteile: ähnlich wie bei der Regelelektronik - Construction of a magnetic opposing field
Disadvantages: similar to control electronics -
- Regelung durch Drehzahländerung
Nachteil: relativ träge, da das Antriebsaggregat angesteuert wer den muß (z. B. Verbrennungsmotor). Keine konstante Frequenz, relativ aufwendig, teuer.- Regulation by changing the speed
Disadvantage: relatively sluggish, since the drive unit must be controlled (e.g. internal combustion engine). No constant frequency, relatively complex, expensive. -
- Änderung des Luftspaltes zwischen Permanentmagneten und
Eisenkern (DE-AS 10 88 600)
Nachteile: großer Aufwand, teuer.- Change in the air gap between permanent magnets and iron core (DE-AS 10 88 600)
Disadvantages: great effort, expensive.
Bekannt ist weiter aus der US-PS 40 27 229 ein Generator, bei welchem in einen konstanten Spalt zwischen Permanentmagneten und Ringkern ferro magnetische Elemente vor die Ringkernpole oder von diesen wegbewegbar sind, wodurch das magnetische Feld des Rotors mehr oder weniger dem Ringkern zugeführt wird.Also known from US-PS 40 27 229 is a generator, in which in a constant gap between the permanent magnet and the ferro toroid magnetic elements in front of or away from the toroidal poles are, whereby the magnetic field of the rotor more or less that Toroid is fed.
Der Erfindung liegt ausgehend von der vorgenannten US-PS 40 27 229 die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Spannungs regelung zu schaffen, die mit möglichst geringem zusätzlichem Gewicht und Bauvolumen auskommt, und die auch bei hohen Generatorleistungen realisierbar ist.The invention is based on the aforementioned US-PS 40 27 229 based on the task of a device for tension to create regulation with the lowest possible additional weight and Construction volume comes along, and that also with high generator power is feasible.
Die Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand des Anspruchs.The solution to this problem is the subject of the claim.
Beim Gegenstand der Erfindung wird der magnetische Fluß umgeleitet oder teilweise umgeleitet, indem eine Irisblende wie bei einem Fotoapparat zwi schen den Magneten und den Kern geschoben wird. Das Einschieben der Irisblende bewirkt, daß ein Teil des magnetischen Flusses vom Nordpol des Magneten über die Irisblende zum Südpol des Magneten geht. Bei ganz ge öffneter Irisblende erzeugt der Generator die volle Spannung, während bei geschlossener Irisblende der magnetische Fluß vollständig über die Irisblen de geht. In diesem Zustand ist der Generator abgeschaltet.In the subject of the invention, the magnetic flux is diverted or partially redirected by inserting an iris diaphragm like in a camera between the magnet and the core. The insertion of the Iris diaphragm causes part of the magnetic flux from the north pole of the Magnet goes over the iris to the south pole of the magnet. With quite ge When the iris is open, the generator generates full voltage while at closed iris, the magnetic flux completely over the iris de goes. The generator is switched off in this state.
Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:The following advantages result from the invention:
- - kompakte Bauart- compact design
- - preiswerte Herstellung- inexpensive manufacture
- - stufenlose Regelung möglich- stepless regulation possible
- - fast keine Störimpulse nach außen- almost no external interference
- - Einsparung einer teuren Leistungselektronik mit den bekannten Nachteilen wie Ein- und Abschaltspikes- Saving an expensive power electronics with the known Disadvantages such as on and off spikes
- - keine Leistungsobergrenze- no performance limit
- - raum- und gewichtssparende Bauweise- Space and weight saving construction
- - innerhalb des Generators montierbar- Can be installed inside the generator
- - keine technisch aufwendige Instandsetzung erforderlich (Fehlersuche)- no technically complex maintenance required (Troubleshooting)
- - robuste Bauweise- robust construction
- - der Gesamtwirkungsgrad des Generators wird nicht beein trächtigt, das heißt keine Verlustwärme.- The overall efficiency of the generator is not affected pregnant, that means no heat loss.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to figures.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Prinzipskizze in axonometrischer Darstellung, Fig. 1 is a schematic axonometric view,
Fig. 2 und 3 einen erfindungsgemäßen Generator mit teilweise geschlossener Irisblende in Schnittansicht und Drauf sicht und Fig. 2 and 3, view a generator according to the invention with partly closed iris diaphragm in a sectional view and plan and
Fig. 4 und 5 einen erfindungsgemäßen Generator mit geöffneter Irisblende in Schnittansicht und Draufsicht. FIGS. 4 and 5 a generator according to the invention with opened iris diaphragm in a sectional view and plan view.
Die für die Erläuterung der Erfindung in den Figuren gezeigten Bauteile haben folgende Bezugsziffern:The components shown for the explanation of the invention in the figures have the following reference numbers:
2 Permanentmagnetgenerator
4 Rotor
6 Stator
8 Luftspalt zwischen Rotor und Stator
10 Magnetscheibe
12 Permanentmagnete
14 Antriebswelle
16 Nabe
18 Ringkern
20 Spule
22 Irisblende
24 Mechanik
26 Stellmotor
28 Lamellen der Irisblende 2 permanent magnet generator
4 rotor
6 stator
8 Air gap between the rotor and stator
10 magnetic disc
12 permanent magnets
14 drive shaft
16 hub
18 toroid
20 spool
22 iris diaphragm
24 mechanics
26 servomotor
28 slats of the iris
Die erzeugte Spannung U eines Permanentmagnetgenerators 2 ist abhängig von der Flußdichte B, die vom Permanentmagnet 12 herrührt. Durch die Än derung der Flußdichte ändert sich demnach die Spannung. Wird die Fluß dichte erhöht, steigt die Spannung. Wird die Flußdichte reduziert, sinkt die Spannung. Aufgrund dieser Gesetzmäßigkeit ist es möglich, die Spannung U des Generators 2 durch gezielte Änderung der magnetischen Flußdichte zu regulieren. The generated voltage U of a permanent magnet generator 2 is dependent on the flux density B, which comes from the permanent magnet 12 . The voltage changes accordingly by changing the flux density. If the flux density is increased, the voltage increases. If the flux density is reduced, the voltage drops. Because of this law, it is possible to regulate the voltage U of the generator 2 by deliberately changing the magnetic flux density.
Mit Hilfe einer verstellbaren Irisblende 22, die aus einem magnetisch leiten den Material besteht, wird die Flußdichte durch Schließen der Irisblende 22 reduziert und die vom Generator erzeugte Spannung sinkt, wie in Fig. 2 ge zeigt ist.With the help of an adjustable iris 22 , which consists of a magnetically conducting material, the flux density is reduced by closing the iris 22 and the voltage generated by the generator drops, as shown in Fig. 2 ge.
Durch Öffnen der Irisblende (Fig. 3) wirkt auf die Spule 20 die volle Flußdich te; die Spannung U des Generators steigt.By opening the iris diaphragm ( FIG. 3), the full flux density acts on the coil 20 ; the voltage U of the generator rises.
Die Irisblende 22 wird mittels einer Mechanik 24 (Zahnränder, Hebel o. ä.) ge steuert. Der Antrieb erfolgt mittels eines Stellmotors 26.The iris diaphragm 22 is controlled by means of a mechanism 24 (tooth rims, levers or the like). The drive takes place by means of a servomotor 26 .
Durch eine nicht gezeigte elektronische Schaltung wird die Ausgangsspan nung U am Generator abgefragt.Through an electronic circuit, not shown, the output span voltage U queried on the generator.
Ist die Spannung zu hoch, wird durch einen Impuls der Steuerelektronik die Irisblende 22 geschlossen und die Flußdichte reduziert. Ist die Spannung zu niedrig, wird die Irisblende 22 auf die gleiche Weise geöffnet; Flußdichte B und Spannung U steigen.If the voltage is too high, the iris diaphragm 22 is closed by a pulse from the control electronics and the flux density is reduced. If the voltage is too low, the iris 22 is opened in the same way; Flux density B and voltage U increase.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914137457 DE4137457C1 (en) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | Voltage regulator for permanent magnet generator - reduces flux density by iris diaphragm closure and lowers generator voltage for stable supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914137457 DE4137457C1 (en) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | Voltage regulator for permanent magnet generator - reduces flux density by iris diaphragm closure and lowers generator voltage for stable supply |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4137457C1 true DE4137457C1 (en) | 1993-01-21 |
Family
ID=6444793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914137457 Expired - Fee Related DE4137457C1 (en) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | Voltage regulator for permanent magnet generator - reduces flux density by iris diaphragm closure and lowers generator voltage for stable supply |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4137457C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4421594A1 (en) * | 1994-06-21 | 1996-01-04 | Bernhard Kraser | Air-gap induction variation device for rotary or linear electrical machine |
US20170126079A1 (en) * | 2015-08-11 | 2017-05-04 | Genesis Robotics Llp | Electric machine |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1088600B (en) * | 1958-09-09 | 1960-09-08 | Siemens Ag | Electric power generator, especially for use as an alternator |
US4027229A (en) * | 1975-12-15 | 1977-05-31 | Simmonds Precision, Engine Systems, Inc. | Regulatable permanent magnet alternator |
-
1991
- 1991-11-14 DE DE19914137457 patent/DE4137457C1/en not_active Expired - Fee Related
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DE1088600B (en) * | 1958-09-09 | 1960-09-08 | Siemens Ag | Electric power generator, especially for use as an alternator |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: LOECHTER, GUENTER, 88048 FRIEDRICHSHAFEN, DE STROB |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |