DE60117141T2 - MAGNETIC POWER SUPPLY OR VOLTAGE REGULATOR AND TRANSFORMER - Google Patents

MAGNETIC POWER SUPPLY OR VOLTAGE REGULATOR AND TRANSFORMER Download PDF

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    • G05F1/32Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using magnetic devices having a controllable degree of saturation as final control devices
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Abstract

The invention relates to a magnetically influenced current or voltage regulator comprising a body (1) which is composed of a magnetisable material and provides a closed, magnetic circuit, at least one first electrical conductor (8) wound about the body of a first main winding (2) and at least one second electrical conductor (9) wound about the body of a second main winding (4). The winding axis (A2) for the main winding (2) is at right angles to the winding axis (A4) for the control winding (4) with the object of providing orthogonal magnetic fields (H1, B1 and H2, B2 respectively) in the body (1) and thereby controlling the behaviour of the magnetisable material relative to the field (H1, B1) in the main winding (2) by means of the field (H2, B2) in the control winding (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetisch beeinflussten Strom- oder Spannungsregler und einen magnetisch beeinflussten Wandler zum gesteuerten Verbinden und Trennen gemeinsam mit dem Verteilen elektrischer Energie.The The present invention relates to a magnetically influenced current or voltage regulators and a magnetically-influenced converter for controlled connection and disconnection together with distribution electrical energy.

Die US-Patentveröffentlichung US 4210859 offenbart eine induktive Einrichtung, die einen Magnetkern umfasst und Wicklungen zum Erzeugen von zwei oder drei im Wesentlichen orthogonalen Magnetfeldern an allen Punkten innerhalb des Kerns. Die Einrichtung kann in verschiedenen Anwendungen als ein Induktor oder Transformator verwendet werden.The US patent publication US 4210859 discloses an inductive device comprising a magnetic core and windings for generating two or three substantially orthogonal magnetic fields at all points within the core. The device may be used in various applications as an inductor or transformer.

Die US-Patentveröffentlichung US 2333015 offenbart eine variable Reaktanzeinrichtung vom Typ mit einem Magnetkern, um den eine oder mehrere in Serie mit einer Last oder einer Übersetzungseinrichtung in einer Wechselstromschaltung verbundene Spulen gewickelt sind, und eine getrennt erregte Hilfserregungsspule zum Steuern der magnetischen Dichte im Kern.The US patent publication US 2333015 discloses a variable reactance device of the magnetic core type wound around the one or more coils connected in series with a load or a translation device in an AC circuit, and a separately energized auxiliary excitation coil for controlling the magnetic density in the core.

Die US-Patentveröffentlichung US 2716736 offenbart eine Ringkerninduktanzeinheit, wobei die Induktivreaktanz variabel sein kann ohne Ändern der Anzahl der Wicklungen mit einer neuen Kernkonstruktion.The US patent publication US 2716736 discloses a toroidal inductor unit, wherein the inductance reactance may be variable without changing the number of windings with a new core construction.

Die Erfindung, die eine Fortsetzung der bekannten Transduktortechnologie ist, ist vorzugsweise geeignet als Spannungsverbinder, Stromregler oder Spannungswandler in verschiedenen Bereichen des Gebiets der Leistungselektronik. Das die Erfindung besonders kennzeichnende Merkmal ist, dass die transformative oder induktive Verbindung zwischen der Steuerwicklung und der Hauptwicklung näherungsweise 0 ist, und dass die Induktanz in der Hauptwicklung über den Strom in der Steuerwicklung geregelt werden kann, und darüber hinaus, dass die magnetische Verbindung zwischen einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung in einer Transformatorkonfiguration über den Strom in der Steuerwicklung geregelt werden kann.The Invention, a continuation of the known Transduktortechnologie is preferably suitable as a voltage connector, current regulator or voltage transformers in different areas of the area Power electronics. The invention particularly characterizing Feature is that the transformative or inductive connection between the control winding and the main winding is approximately 0, and that the inductance in the main winding over the current in the control winding can be regulated, and above in addition, the magnetic connection between a primary winding and a secondary winding in a transformer configuration via the current in the control winding can be regulated.

Auf dem Gebiet der Gleichrichtung kann die vorliegende Erfindung beispielsweise im Zusammenhang mit der Regelung von in große Gleichrichter eingegebenen Hochspannungen verwendet werden, wobei der Vorteil die volle Ausnutzung eines Diodengleichrichters über den gesamten Spannungsbereich sein wird. Für Asynchronmotoren kann die Verwendung der Erfindung in Verbindung mit dem Schnellstart von Hochspannungsmotoren ins Auge gefasst werden. Die Erfindung ist auch geeignet für die Verwendung auf dem Gebiet der Energieverteilung in Verbindung mit Spannungsreglung von Energieführungsleitungen und kann zum kontinuierlich gesteuerten Kompensieren von Blindleistung im Netz verwendet werden.On For example, in the field of rectification, the present invention can in the context of the regulation of entered into large rectifiers High voltages are used, with the advantage of full utilization of a diode rectifier the entire voltage range will be. For asynchronous motors, the Use of the invention in connection with the quick start of High voltage motors are envisaged. The invention is also suitable for the use in the field of energy distribution in connection with voltage regulation of power lines and can to continuously controlled compensation of reactive power in the network be used.

Obwohl es für die Verwendung der Einrichtung nicht als einschränkend betrachtet werden sollte, kann sie beispielsweise einen Teil eines Frequenzumsetzers für das Umsetzen einer Eingangsfrequenz in eine beliebig ausgewählte Ausgangsfrequenz bilden, vorzugsweise gedacht für den Betrieb eines Asynchronmotors, wobei die Eingangsseite des Frequenzumsetzers eine Drei-Phasen-Versorgung hat, die mit Hilfe ihrer Phasenleiter die Eingangsgröße zu mindestens einem Transformator speist, der für jeden der Drei-Phasen-Ausgänge des Umsetzers gedacht ist, und wobei die Ausgänge solch eines Transformators über jeweilige selektiv steuerbare Spannungsverbinder oder über zusätzliche Transformator-gekoppelte Spannungsverbinder verbunden sind, um einen der Drei-Phasen-Ausgänge zu bilden.Even though it for the use of the device should not be considered restrictive, For example, it may be part of a frequency converter for conversion form an input frequency into an arbitrarily selected output frequency, preferably intended for the operation of an asynchronous motor, the input side of the frequency converter has a three-phase supply, with the help of its phase conductors the input size to at least feeding a transformer for each of the three-phase outputs of the Converter is intended, and the outputs of such a transformer via respective selectively controllable voltage connectors or via additional transformer-coupled voltage connectors are connected to form one of the three-phase outputs.

Eine zweite Anwendung der Einrichtung ist ein Direktumsetzer von Gleichspannung in Wechselspannung, wobei die Wechselspannungsfrequenz kontinuierlich einstellbar ist.A second application of the device is a direct converter of DC voltage in AC voltage, the AC frequency being continuous is adjustable.

Die Verwendung dieser Art von Frequenzumsetzer in einem Unterwasserzusammenhang, speziell bei großen Tiefen, wird sein, wo die Verwendung von hochkapazitiven Pumpen mit variablen Geschwindigkeiten erforderlich ist. Ein Pumpen in einem Unterwassersystem wird üblicherweise von der Unterwasserseite zu einem Ort oberhalb des Wassers (hochtreibend) ausgeführt und mit Wassereinspritzung von der Unterwasserseite unten in das Reservoir.The Use of this type of frequency converter in an underwater context, especially for big ones Deep, will be where the use of high-capacity pumps with variable speeds is required. A pump in An underwater system becomes common from the underwater side to a place above the water (uplifting) accomplished and with water injection from the underwater side down into the Reservoir.

Motorsteuerungen variabler Geschwindigkeit basieren normalerweise auf zwei Prinzipien; a) direktelektronisch frequenzgeregelte Umsetzer, und b) Wechselstrom-Gleichstrom-Wechselstrom-Umsetzer mit Pulsbreitenmodulation, und mit ausgedehnter Benutzung von Halbleitern wie Thyristoren und IGBTs. Die letzteren repräsentieren die Technologie, die weithin in industriellen Anwendungen verwendet wird und für die Verwendung an Bord von Lokomotiven etc.motor controls variable speed are usually based on two principles; a) direct-electronically frequency-controlled converters, and b) AC-DC to AC converters with pulse width modulation, and with extended use of semiconductors like thyristors and IGBTs. The latter represent the technology which is widely used in industrial applications and for use on board locomotives etc.

Geschwindigkeitssteuerung ist jüngst für Motoren in Unterwasserumgebung eingeführt worden. Die Hauptherausforderung ist das Verpacken und der Betrieb solcher Systeme gewesen. In diesem Zusammenhang bezieht sich Betrieb auf Dienste, Wartung etc., komplexe elektronische Systeme haben im Allgemeinen einen Betrieb in gesteuerten Umgebungen in Bezug auf Temperatur und Druck. Meeresbasierte Versionen solcher Systeme müssen in Behälter eingekapselt sein, die mit Stickstoff gefüllt sind, der einen Druck von 1 atm beibehält. Auf die Rechnung von der Wärmeerzeugung als ein Ergebnis des Wärmeverlusts in der Elektronik, kann eine wesentliche Wärmemenge erzeugt werden, was zu dem Bedarf für eine forcierte Luftkühlung resultiert. Dies wird gewöhnlich gelöst durch die Verwendung von Ventilatoren. Die Ventilatoren fügen eine Komponente ein, die dramatisch die Lebensdauer des Systems einschränkt und repräsentieren eine höchst ungeeignete Lösung.Speed control has recently been introduced for engines in underwater environments. The The main challenge has been the packaging and operation of such systems. In this context, operation refers to services, maintenance, etc., complex electronic systems generally operate in controlled environments in terms of temperature and pressure. Marine-based versions of such systems must be encapsulated in containers filled with nitrogen, which maintains a pressure of 1 atm. On account of the heat generation as a result of the heat loss in the electronics, a substantial amount of heat can be generated, resulting in the need for forced air cooling. This is usually solved by the use of fans. The fans incorporate a component that dramatically limits the life of the system and represents a highly inappropriate solution.

Die Empfindlichkeit der Elektronik und der elektronischen Leistungstransistoren ist hoch und erfordert Schutzschaltungen. Dies verkompliziert das System und treibt die Kosten hoch.The Sensitivity of electronics and electronic power transistors is high and requires protection circuits. This complicates that System and drives up the cost.

In großen Tiefen (über 300 Meter) wird ein Schutzbehälter für ein solches System extrem schwer, einen wirklich spürbaren Anteil des Gesamtgewichts des Systems repräsentierend. Zusätzlich wird die Wartung eines Systems häufiger als nicht das Anheben des gesamten Frequenzumsetzers erfordern, so dass selbst einfache Wartung schwierig auszuführen ist mit einem fernbetriebenen Fahrzeug (ROV bzw. Remotely Operated Vehicle).In huge Depths (above 300 meters) becomes a protective container for a such system extremely heavy, a really noticeable proportion of the total weight representing the system. additionally The maintenance of a system becomes more frequent as not requiring the lifting of the entire frequency converter, so even simple maintenance is difficult to carry out with a remotely operated one Vehicle (ROV or Remotely Operated Vehicle).

Demnach ist es ein Koordinationsziel der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gewesen, die Möglichkeit zum Bereitstellen eines Frequenzumsetzers anzubieten, welcher geeignet ist für Unterwasserpumpbetrieb, insbesondere fokussierend auf Betriebszuverlässigkeit, Stabilität und minimale Wartungserfordernisse. Das Betriebserfordernis wird näherungsweise 25 Jahre bei 3000 m Tiefe sein.Therefore it is a coordination goal of the device according to the present invention been the opportunity to provide for providing a frequency converter, which is suitable is for Underwater pumping operation, in particular focusing on operational reliability, stability and minimal maintenance requirements. The operating requirement becomes approximately Be 25 years at 3000 m depth.

Die Standardfrequenzwandler, die auf Halbleitertechnologie basieren, konvertieren Wechselstromenergie (AC-Energie) mit einer gegebenen Frequenz in Wechselstromenergie in der anderen ausgewählten Frequenz ohne irgendeine Zwischengleichstromverbindung. Das Umsetzen wird durch Ausbilden einer Verbindung zwischen gegebenen Eingangs- und Ausgangsanschlüssen während gesteuerter Zeitintervalle ausgeführt. Eine Ausgangsspannungsschwingung mit einer Ausgangsfrequenz F0 wird durch sequenzielles Verbinden ausgewählter Segmente der Spannungsschwingung an der Wechselstromeingangsquelle mit der Eingangsfrequenz F1 zu den Endgeräten erzeugt. Solche Frequenzwandler gibt es in Form der symmetrischen Standarddirektumrichterschaltungen zum Zuführen von Energie von einem Drei-Phasen-Netz zu einem Drei-Phasen-Motor. Das Standarddirektumrichtermodul besteht aus einem Doppelwandler in jeder Motorphase. Demnach ist es das normale Verfahren, drei identische im Wesentlichen unabhängige Doppelwandler zu verwenden, die eine Drei-Phasen-Ausgangsgröße bereitstellen.The Standard frequency converters based on semiconductor technology, Convert AC power (AC energy) with a given one Frequency in AC power in the other selected frequency without any intermediate DC connection. The conversion will by forming a connection between given input and output output ports while controlled time intervals executed. An output voltage swing with an output frequency F0 is connected by sequential connection selected Segments of the voltage swing at the AC input source generated with the input frequency F1 to the terminals. Such frequency converter is available in the form of standard symmetrical direct converter circuits for feeding of energy from a three-phase network to a three-phase motor. The standard direct drive module consists of a double converter in every engine phase. So it's the normal procedure, three identical essentially independent To use double converters that provide a three-phase output.

Unter anderen bekannten Arten von Frequenzwandlern ist ein symmetrischer 12-Impuls-Zentrums-Direktumrichter, der aus drei identischen 4-Quadranten-12-Impuls-Zentrums-Wandlern besteht, mit einem für jede Ausgangsphase. Alle drei Wandler teilen gemeinsam die Sekundärwicklungen auf dem Eingangstransformator. Der neutrale Leiter kann für einen symmetrisch belasteten Motor in Drei-Phasen-Sternschaltung weggelassen werden.Under other known types of frequency converters is a symmetrical one 12-pulse center direct converter consisting of three identical 4-quadrant 12-pulse center converters exists, with one for each Output phase. All three converters share the secondary windings together on the input transformer. The neutral leader can for one symmetrically loaded motor in three-phase star connection omitted become.

Ein anderer, auf Halbleitertechnologie basierender Frequenzwandler ist die so genannte symmetrische 12-Impuls-Brückenschaltung, die drei identische 4-Quadranten-12-Impuls-Brücken-Wandler mit einem für jede Ausgangsphase hat. Die Eingangsanschlüsse jedes der sechs individuellen 6-Impuls-Wandler werden von getrennten Sekundärwicklungen des Eingangstransformators gespeist. Es sollte bemerkt werden, dass es nicht zulässig ist, dieselbe Sekundärwicklung für mehr als einen Wandler zu verwenden. Dies ist bedingt durch die Tatsache, dass jeder 12-Impuls-Wandler in sich zwei vollständig isolierte Transformatorsekundärwicklungen benötigt.One other, based on semiconductor technology frequency converter is the so-called symmetrical 12-pulse bridge circuit, the three identical 4-quadrant 12-pulse bridge converters with a for every initial phase has. The input terminals of each of the six individual 6-pulse converter are from separate secondary windings fed to the input transformer. It should be noted that it is not allowed is, the same secondary winding for more to use as a transducer. This is conditioned by the fact each 12-pulse converter has two fully isolated transformer secondary windings needed.

Es ist demnach ein sekundäres aber trotzdem wesentliches Ziel der Erfindung gewesen, primär Halbleiterkomponenten im Frequenzwandler zu vermeiden, die in großen Tiefen anzuordnen sind, und zu diesem Anwendungszweck ist daher erfindungsgemäß die Verwendung der neuen Magnetwandlertechnologie, basierend auf einem vollständig untraditionellen Konzept, vorgeschlagen worden.It is therefore a secondary one but still an essential objective of the invention, primarily semiconductor components in the frequency converter, which are to be arranged at great depths, and for this purpose is therefore according to the invention the use the new magnetic transducer technology, based on a completely untraditional Concept, has been proposed.

Demnach umfasst eine Ausführungsform nicht gemäß der Erfindung einen magnetisch beeinflussten Strom- oder Spannungsregler, der gekennzeichnet sein kann dadurch, dass er umfasst: einen aus einem magnetisierbaren Material zusammengesetzten Körper, der eine geschlossene magnetische Schaltung bereitstellt, mindestens einen um den Körper entlang mindestens eines Teils der geschlossenen Schaltung für mindestens eine Windung gewickelten elektrischen Leiter, der eine erste Hauptwicklung bildet, mindestens einen um den Körper entlang mindestens eines Teils des geschlossenen Kreises mit mindestens einer Windung gewickelten zweiten elektrischen Leiter, der eine zweite Hauptwicklung oder Steuerwicklung bildet, wobei die Wickelachse für die Windung oder Windungen in der Hauptwicklung in einem rechten Winkel zur Wickelachse führt, die Windung oder Windungen in der Steuerwicklung stehen. Das Ziel hiervon ist es, orthogonale Magnetfelder in dem Körper bereitzustellen und hierdurch das Verhalten des magnetisierbaren Materials in Bezug auf das Feld in der Hauptwicklung mit Hilfe des Feldes in der Steuerwicklung zu steuern. In einer bevorzugten Version dieser Ausführungsform ist die Achse für die Windung(en) in der Hauptwicklung parallel oder koinzident mit der Längsrichtung des Körpers, während die Windung(en) in der Steuerwicklung sich im Wesentlichen entlang des magnetisierbaren Körpers erstrecken und die Achse für die Steuerwicklung daher im rechten Winkel zu der Längsrichtung des Körpers verläuft. Eine zweite mögliche Variante hiervon besteht in der Achse für die Windung(en) in der Steuerwicklung, die parallel sind zu oder koinzidieren mit der Längsrichtung des Körpers, während die Windung(en) in der Hauptwicklung sich im Wesentlichen entlang des magnetisierbaren Körpers erstrecken und die Achse für die Hauptwicklung daher im rechten Winkel zu der Längsrichtung des Körpers ist.Thus, an embodiment not according to the invention comprises a magnetically-influenced current or voltage regulator, which may be characterized by comprising: a body composed of a magnetizable material providing a closed magnetic circuit, at least one around the body along at least one part the closed circuit for at least one turn wound electrical conductor, which forms a first main winding, at least one around the body along at least a portion of the closed loop with at least one turn wound second electrical conductor which forms a second main winding or control winding, wherein the winding axis for the winding or turns in the main winding at a right angle to the winding axis leads, the winding or turns standing in the control winding. The aim of this is to provide orthogonal magnetic fields in the body and thereby control the behavior of the magnetizable material with respect to the field in the main winding by means of the field in the control winding. In a preferred version of this embodiment, the axis for the winding (s) in the main winding is parallel or coincident with the longitudinal direction of the body, while the winding (s) in the control winding extend substantially along the magnetizable body and the axis for the control winding Therefore, it runs at right angles to the longitudinal direction of the body. A second possible variant thereof is the axis for the winding (s) in the control winding, which are parallel to or coincide with the longitudinal direction of the body, while the winding (s) in the main winding extend substantially along the magnetizable body and Axle for the main winding is therefore at right angles to the longitudinal direction of the body.

Die obige Ausführungsform kann zur Verwendung als ein Transformator angepasst werden durch Ausgestattetwerden mit einem dritten elektrischen Leiter, der um den Körper entlang mindestens eines Teil des geschlossenen Kreises für mindestens eine Windung gewickelt ist, eine dritte Hauptwicklung bildend, wobei die Wickelachse für die Windung oder Windungen in der dritten Hauptwicklung mit den Wickelachsen für die Windung oder Windungen in der ersten Hauptwicklung koinzidieren oder parallel dazu sind, hierdurch einen Transformatoreffekt zwischen den ersten und dritten Hauptwicklungen bereitstellen, wenn mindestens eine von ihnen erregt ist. Eine zweite Möglichkeit zum Anpassen dieser Ausführungsform zur Verwendung als ein Transformator, ist, sie mit einem dritten elektrischen Leiter um den Körper entlang mindestens eines Teils des geschlossenen Kreises mit mindestens einer Windung gewickelt ist, eine dritte Hauptwicklung bildend, wobei die Wickelachse für die Windung oder Windungen in der dritten Hauptwicklung koinzident sind mit oder parallel zu der Wickelachse für die Windung oder Windungen der Steuerwicklung, hierdurch einen Transformatoreffekt zwischen der dritten Hauptwicklung und der Steuerwicklung bereitstellend, wenn mindestens einer von ihnen erregt ist.The above embodiment can be adapted for use as a transformer by Be equipped with a third electrical conductor, the order the body along at least part of the closed circle for at least a winding is wound, forming a third main winding, wherein the Winding axle for the winding or turns in the third main winding with the Winding axles for the turns or turns in the first main winding coincide or parallel to it, thereby creating a transformer effect between provide the first and third major turns, if at least one of them is excited. A second way to customize this embodiment for use as a transformer, it is with a third electrical conductor around the body along at least part of the closed circle with at least a winding, forming a third main winding, the winding axis for the turn or turns in the third main winding coincide are with or parallel to the winding axis for the winding or windings the control winding, thereby a transformer effect between providing the third main winding and the control winding, if at least one of them is agitated.

Eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung umfasst einen magnetisch beeinflussbaren Strom- oder Spannungsregler, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er einen ersten Körper umfasst und einen zweiten Körper, von denen jeder aus einem magnetisierbaren Material besteht, welches einen geschlossenen Magnetkreis bereitstellt, wobei die Körper nebeneinander stehend, mindestens ein erster elektrischer Leiter um mindestens einen Teil des geschlossenen Kreises für mindestens eine Windung gewickelt ist, die eine erste Hauptwicklung bildet, mindestens ein zweiter elektrischer Leiter um mindestens einen Teil des ersten und/oder zweiten Körpers gewickelt ist für mindestens eine Windung, die eine zweite Hauptwicklung oder Steuerwicklung bildet, wobei die Wickelachse für die Windung oder Windungen in der Hauptwicklung im rechten Winkel zu der Wickelachse für die Windung oder Windungen in der Steuerwicklung verläuft. Das Ziel hiervon ist, orthogonale Magnetfelder in dem Körper bereitzustellen und hierdurch das Verhalten des magnetisierbaren Materials in Bezug auf das Feld in der Hauptwicklung mit Hilfe des Feldes in der Steuerwicklung zu steuern. Die Haupt- und Steuerwicklungen können sicherlich ausgetauscht werden, hierdurch einen magnetisch beeinflussten Strom- oder Spannungsregler bereitstellend, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er mindestens einen ersten elektrischen Leiter um mindestens einen Teil des ersten und/oder zweiten Körpers für mindestens eine Windung gewickelt umfasst, welche eine erste Hauptwicklung bildet, mindestens einen zweiten elektrischen Leiter entlang mindestens eines Teils des geschlossenen Kreises für mindestens eine Windung gewickelt, die eine zweite Hauptwicklung oder Steuerwicklung bildet, wobei die Wickelachse für die Windung oder Windungen in der Hauptwicklung in einem rechten Winkel verläuft zu der Wickelachse für die Windung oder Windungen der Steuerwicklung mit dem Ziel des Bereitstellens orthogonaler Magnetfelder in dem Körper und hierdurch des Steuerns des Verhaltens des magnetisierbaren Materials in Bezug auf das Feld in der Hauptwicklung mit Hilfe des Feldes in der Steuerwicklung.A other embodiment according to the invention includes a magnetically influenced current or voltage regulator, characterized in that it comprises a first body and a second body, each of which consists of a magnetizable material, which provides a closed magnetic circuit, with the bodies side by side standing, at least one first electrical conductor at least wrapped part of the closed circle for at least one turn which forms a first main winding, at least a second one electrical conductor around at least a portion of the first and / or second body is wrapped for at least one winding, which is a second main winding or control winding forms, with the winding axis for the winding or turns in the main winding at right angles to the winding axis for the winding or turns in the control winding runs. The The aim of this is to provide orthogonal magnetic fields in the body and thereby the behavior of the magnetizable material in relation on the field in the main winding by means of the field in the control winding to control. The main and control windings can certainly be exchanged become, thereby a magnetically influenced current or voltage regulator providing, which is characterized in that it at least a first electrical conductor around at least a portion of the first and / or second body for at least a winding wound comprising a first main winding forms, at least one second electrical conductor along at least a part of the closed circle wound for at least one turn, which forms a second main winding or control winding, wherein the winding axle for the winding or turns in the main winding in a right one Angle passes to the winding axis for the winding or windings of the control winding with the aim of providing orthogonal magnetic fields in the body and thereby controlling the behavior of the magnetizable material in relation to the field in the main winding with the help of the field in the control winding.

Eine bevorzugte Variante der obigen Ausführungsform umfasst einen ersten und zweiten Magnetfeldverbinder, die gemeinsam mit den Körpern den geschlossenen Magnetkreis bilden.A preferred variant of the above embodiment comprises a first and second magnetic field connector, which together with the bodies form a closed magnetic circuit.

Die obige Ausführungsform kann auch angepasst werden zur Verwendung als ein Transformator durch Ausrüsten davon mit einem dritten elektrischen Leiter, der für eine Windung, die eine dritte Hauptwicklung bildet, gewickelt ist, wobei die Wickelachse für die eine Windung oder Windungen in der dritten Hauptwicklung koinzidiert mit oder parallel verläuft zu der Wickelachse A2 für die Windung oder Windungen in der ersten Hauptwicklung oder in der Steuerwicklung, hierdurch einen Transformatoreffekt zwischen der dritten Hauptwicklung und der ersten Hauptwicklung oder der Steuerwicklung bereitstellend, wenn mindestens eine von diesen erregt ist.The above embodiment may also be adapted for use as a transformer by equipping it with a third electrical conductor wound for a turn forming a third main winding, wherein the winding axis for the one turn or turns in the third main winding coincides with or parallel to the winding axis A2 for the winding or windings in the first main winding or in the control winding, thereby providing a transformer effect between the third main winding and the first main winding or the control winding, if at least one of the is excited.

In einer bevorzugten Version der obigen Ausführungsform sind die ersten und zweiten Körper rohrförmig, hierdurch ermöglichend, dass der erste Leiter oder der zweite Leiter sich über die ersten und zweiten Körper erstrecken. In dieser Version umfassen die Magnetfeldverbinder vorzugsweise Aperturen für die Leiter. In einer bevorzugteren Version umfasst jeder Magnetfeldverbinder einen Spalt, um das Einfügen der ersten und zweiten Leiter zu unterstützten. In einer noch bevorzugteren Version ist die Einrichtung mit einem zwischen den Endflächen der Rohre und den Magnetfeldverbindern angeordneten Isolierfilm ausgerüstet mit dem Ziel des Isolierens der verbindenden Oberflächen voneinander, um das Erzeugen induzierter Wirbelströme in den Verbindungsflächen durch Kurzschließen der Filmschicht zu vermeiden. Für einen Kern aus Ferrit oder komprimierten Pulver wird kein Isolationsfilm erforderlich sein. Darüber hinaus ist es insbesondere vorteilhaft, dass jedes Rohr in der obigen Ausführungsform nicht gemäß der Erfindung zwei oder mehr Kernteile umfasst und dass zusätzlich eine Isolationsschicht zwischen den Kernteilen vorgesehen ist. Die Rohre in der obigen Ausführungsform nicht gemäß der Erfindung können darüber hinaus kreisförmige, quadratische, rechteckige oder dreieckige oder sechseckige Querschnitte haben.In a preferred version of the above embodiment are the first and second body tubular, thereby enabling that the first conductor or the second conductor over the first and second body extend. In this version, the magnetic field connectors preferably comprise Apertures for the ladder. In a more preferred version, each magnetic field connector comprises a gap to the insertion to support the first and second leaders. In an even more preferred Version is the device with a between the end faces of the Tubes and the magnetic field connectors arranged insulating film equipped with the goal of isolating the interconnecting surfaces from each other to generate induced eddy currents in the connection areas by shorting avoid the film layer. For a core of ferrite or compressed powder does not become an insulating film to be required. About that In addition, it is particularly advantageous that each tube in the above embodiment not according to the invention comprises two or more core parts and that in addition an insulation layer is provided between the core parts. The pipes in the above embodiment not according to the invention can about that beyond circular, square, rectangular or triangular or hexagonal cross sections to have.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft einen magnetisch beeinflussten Strom- oder Spannungsregler, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er einen ersten externen rohrförmigen Körper umfasst und einen zweiten internen rohrförmigen Körper, von denen jeder aus einem magnetisierbaren Material besteht und einen geschlossenen Magnetkreis bereitstellt, wobei die Körper konzentrisch in Bezug zueinander sind, und hierdurch eine gemeinsame Achse haben, mindestens ein erster um die rohrförmigen Körper für mindestens eine Windung, die eine erste Hauptwicklung bildet, gewickelter elektrischer Leiter, mindestens ein zweiter in dem Raum zwischen den Körpern vorgesehener und um die gemeinsame Achse der Körper für mindestens eine Windung, die eine zweite Hauptwicklung oder Steuerwicklung bildet, gewickelter elektrischer Leiter, wobei die Wickelachse für die Windung oder Windungen in der Hauptwicklung rechtwinklig verläuft zur Wickelachse für die Windung oder Windungen der Steuerwicklung. Das Ziel ist wieder, orthogonale Magnetfelder in den Körpern bereitzustellen und hierdurch das Verhalten des magnetisierbaren Materials in Bezug auf das Feld der Hauptwicklung mit Hilfe der Steuerwicklung zu steuern. Die Hauptwicklung und die Steuerwicklung werden in dieser Ausführungsform der Erfindung auch austauschbar sein, hierdurch einen magnetisch beeinflussten Strom- oder Spannungsregler bereitstellend, wobei mindestens ein erster elektrischer Leiter in dem Raum zwischen den Körpern vorgesehen ist, und um die gemeinsame Achse der Körper gewickelt, für mindestens eine Windung, die eine erste Hauptwicklung bildet, mindestens ein zweiter elektrischer Leiter um die rohrförmigen Körper für mindestens eine Windung, die eine zweite Hauptwicklung oder Steuerwicklung bildet, gewickelt ist, und die Wickelachse für die Windung oder Windungen der Hauptwicklung im rechten Winkel verläuft zu der Wickelachse für die Windung oder Windungen der Steuerwicklung.A embodiment The invention relates to a magnetically influenced current or Voltage regulator, characterized in that it has a first external tubular body comprises and a second internal tubular body, each of which consists of a magnetizable material and a closed magnetic circuit Provides the body are concentric with each other, and thereby a common Axis, at least a first around the tubular body for at least one turn, which forms a first main winding, wound electrical conductor, at least a second one in the space between the bodies and about the common axis of the body for at least one turn, which forms a second main winding or control winding, wound electrical conductor, wherein the winding axis for the winding or turns in the main winding at right angles to the winding axis for the winding or turns of the control winding. The goal is again, orthogonal Magnetic fields in the bodies to provide and thereby the behavior of the magnetizable Materials related to the field of the main winding with the help of To control tax development. The main winding and the control winding be in this embodiment The invention also be interchangeable, thereby a magnetic providing affected current or voltage regulators, wherein at least one first electrical conductor in the space between the bodies is provided, and wrapped around the common axis of the body, for at least a turn forming a first main winding, at least one second electrical conductor around the tubular body for at least one turn, which forms a second main winding or control winding wound is, and the winding axis for the winding or turns of the main winding at right angles to the winding axis for the Winding or windings of the control winding.

Eine bevorzugte Variante der obigen Ausführungsform der Erfindung umfasst erste und zweite Magnetfeldverbinder, die gemeinsam mit den Körpern den geschlossenen Magnetkreis bilden.A preferred variant of the above embodiment of the invention comprises first and second magnetic field connectors which together with the bodies form a closed magnetic circuit.

Die obige Ausführungsform der Erfindung kann auch angepasst werden zur Verwendung als Transformator durch Ausrüsten der Einrichtung mit einem dritten für mindestens eine Windung, die eine dritte Hauptwicklung bildet, gewickelten elektrischen Leiter. In diesem Fall kann auch die Wickelachse für die Windung oder Windungen der dritten Hauptwicklung entweder koinzidieren mit oder parallel verlaufen zu der Wickelachse für die Windung oder Windungen in der ersten Hauptwicklung, hierdurch einen Transformatoreffekt zwischen den ersten und dritten Hauptwicklungen bereitstellend, wenn mindestens eine von diesen erregt ist, oder die Wickelachse für die Windung oder Windungen in der dritten Hauptwicklung kann koinzidieren mit oder parallel verlaufen zu der Wickelachse für die Windung oder Windungen in der Steuerwicklung, hierdurch einen Transformatoreffekt zwischen der dritten Hauptwicklung und der Steuerwicklung bereitstellend, wenn mindestens eine von diesen erregt ist.The above embodiment The invention can also be adapted for use as a transformer by equipping the device with a third for at least one turn, which forms a third main winding, wound electrical conductors. In this case, the winding axis for the winding or turns either coincide with or parallel to the third main winding run to the winding axis for the winding or turns in the first main winding, thereby a transformer effect between the first and third main windings providing, if at least one of these is excited, or the Winding axle for the winding or turns in the third main winding may coincide with or parallel to the winding axis for the winding or windings in the control winding, thereby a transformer effect between providing the third main winding and the control winding, if at least one of these is excited.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft einen magnetisch beeinflussten Strom- oder Spannungsregler, der einen ersten externen rohrförmigen Körper umfasst und einen zweiten internen rohrförmigen Körper, von denen jeder aus einem magnetisierbaren Material besteht und einen Magnetkreis bereitstellt, die Ausführungsformen konzentrisch in Bezug aufeinander sind und hierdurch eine gemeinsame Achse haben, mindestens ein erster um die rohrförmigen Körper für mindestens eine eine erste Hauptwicklung bildende Windung gewickelter elektrischer Leiter und mindestens ein zweiter in einem Spalt zwischen den Körpern vorgesehener und um die gemeinsame Achse der Körper für mindestens eine eine zweite Hauptwicklung oder Steuerwicklung bildende Windung gewickelter elektrischer Leiter, oder mindestens ein erster, in einem Spalt zwischen den Körpern vorgesehener und um die gemeinsame Achse der Körper für mindestens eine eine erste Hauptwicklung bildende Windung gewickelter elektrischer Leiter, und mindestens ein zweiter um die rohrförmigen Körper für mindestens eine eine zweite Hauptwicklung oder Steuerwicklung bildende Windung gewickelter elektrischer Leiter, wobei die Wickelachse für die Windung oder Windungen in der Hauptwicklung im rechten Winkel zur Wickelachse für die Windung oder Windungen in der Steuerwicklung verlaufen mit dem Ziel des Bereitstellens jeweiliger orthogonaler Magnetfelder in den Körpern, und hierdurch des Steuerns des Verhaltens des magnetisierbaren Materials in Bezug auf das Feld in der Hauptwicklung mit Hilfe des Felds in der Steuerwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Körper aus einer gewickelten Folie magnetischen Materials bestehen, und dass der Regler einen geschlossenen Magnetkreis für die orthogonalen Magnetfelder mit Hilfe der ersten und zweiten Körper bereitstellt, einen ersten Magnetfeldverbinder und einen zweiten Magnetfeldverbinder, wobei der erste Magnetfeldverbinder magnetisch mit den jeweiligen Endflächen der ersten und zweiten Körper verbunden ist.Another embodiment of the invention relates to a magnetically influenced current or voltage regulator comprising a first external tubular body and a second internal tubular body, each of which is made of a magnetizable material and provides a magnetic circuit, the embodiments being concentric with each other and thereby have a common axis, at least a first wound around the tubular body for at least one winding forming a first main winding and at least a second provided in a gap between the bodies and about the common axis of the body for at least one second main winding or control winding forming Winding wound electrical conductor, or at least a first, provided in a gap between the bodies and wound around the common axis of the body for at least one winding forming a first main winding electrical ladder, and at least a second one around the tubular body for at least one winding forming a second main winding or control winding wound electrical conductor, wherein the winding axis for the winding or windings in the main winding at right angles to the winding axis for the winding or turns in the control winding with the aim of providing respective orthogonal magnetic fields in the bodies, and thereby controlling the behavior of the magnetizable material with respect to the field in the main winding by means of the field in the control winding, characterized in that the first and second bodies consist of a wound sheet of magnetic material, and in that the controller closed magnetic circuit for the orthogonal magnetic fields using the first and second body provides, a first magnetic field connector and a second magnetic field connector, wherein the first magnetic field connector magnetically with the respective end faces of the first and second body connected is.

Das Ziel ist wieder, orthogonale Magnetfelder in dem Körper bereitzustellen und hierdurch das Verhalten des magnetisierbaren Materials in Bezug auf das Feld in der Hauptwicklung mit Hilfe des Feldes in der Steuerwicklung zu steuern. Auf dieselbe Weise, wie in der als zweites erwähnten Ausführungsform nicht gemäß der Erfindung, können die Hauptwicklung und die Steuerwicklung austauschbar sein, hierdurch eine Einrichtung bereitstellend, bei der mindestens ein erster elektrischer Leiter in dem Raum zwischen den ersten und zweiten Körpern bereitgestellt wird, und um die gemeinsame Achse der Körper gewickelt ist für mindestens eine Windung, die eine zweite Hauptwicklung oder Steuerwicklung bildet, mindestens ein zweiter elektrischer Leiter, um die rohrförmigen Körper für mindestens eine Windung, die eine zweite Hauptwicklung oder Steuerwicklung bildet, gewickelt ist.The The goal is again to provide orthogonal magnetic fields in the body and thereby the behavior of the magnetizable material in relation on the field in the main winding by means of the field in the control winding to control. In the same manner as in the second embodiment mentioned not according to the invention, can the main winding and the control winding be interchangeable, thereby providing a device, wherein at least a first electrical Ladder provided in the space between the first and second bodies is, and wrapped around the common axis of the body is for at least one Turn, which forms a second main winding or control winding, at least one second electrical conductor to the tubular body for at least a turn, which is a second main winding or control winding forms, is wound.

Die Erfindung umfasst erste und zweite Magnetfeldverbinder, die gemeinsam mit den Körpern die geschlossenen Magnetkreise bilden.The The invention includes first and second magnetic field connectors in common with the bodies form the closed magnetic circuits.

Diese Ausführungsform der Einrichtung kann angepasst werden zur Verwendung als Transformator durch Ausrüsten davon mit einem dritten um den äußeren Kern für eine Windung gewickelten elektrischen Leiter, der eine dritte Hauptwicklung bildet. In diesem Fall wird es wieder die beiden Alternativen geben: eine, bei der die Wickelachse für die Windung oder Windungen in der dritten Hauptwicklung mit der Wickelachse für die Windung oder Windungen in der ersten Hauptwicklung koinzidieren oder parallel dazu sind, hierdurch einen Transformatoreffekt zwischen der ersten und der dritten Hauptwicklung bereitstellend, wenn mindestens eine von diesen erregt ist, und eine, bei der die Wickelachse für die Windung oder Windungen der dritten Hauptwicklung mit der Wickelachse für die Windung oder Windungen der Steuerwicklung koinzidieren oder parallel dazu verlaufen, hierdurch einen Transformatoreffekt zwischen der dritten Hauptwicklung und der Steuerwicklung bereitstellend, wenn mindestens eine von diesen erregt ist.These embodiment The device can be adapted for use as a transformer Equip of which with a third around the outer core for one Winding wound electrical conductor, which is a third main winding forms. In this case, there will be the two alternatives again: one in which the winding axis for the Winding or windings in the third main winding with the winding axis for the turn or turns in the first main winding coincide or parallel These are, thereby a transformer effect between the first and providing the third main winding if at least one of this is excited, and one in which the winding axis for the winding or turns of the third main winding with the winding axis for the winding or windings of the control winding coincide or in parallel run, thereby a transformer effect between the third Providing main winding and control winding if at least one of these is excited.

Es ist sicherlich möglich, die obige Ausführungsform der Erfindung auf solche Weise zu implementieren, dass die beiden rohrförmigen Körper, die den inneren Kern bilden, auf der Außenseite des den äußeren Kern bildenden rohrförmigen Körpers angeordnet sind, hierdurch einen inneren Kern bereitstellend mit einem rohrförmigen Körper und einen äußeren Kern mit zwei rohrförmigen Körpern.It is certainly possible the above embodiment of the invention in such a way that the two tubular Body, which form the inner core, on the outside of the outer core forming tubular body are arranged, thereby providing an inner core with a tubular one body and an outer core with two tubular Bodies.

In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Einrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Kern aus einigen ringförmigen Teilen besteht, und dass die erste und/oder die dritte Hauptwicklung individuelle Wicklungen um ein jeweiliges ringförmiges Teil bilden. Eine zweite Möglichkeit ist, dass die Steuerwicklung und/oder die dritte Hauptwicklung individuelle Wicklungen um ein jeweiliges ringförmiges Teil bilden.In a preferred variant of this embodiment of the invention the device characterized in that the outer core from some annular ones Shares, and that the first and / or third main winding individual windings to form a respective annular part. A second Possibility is that the control winding and / or the third main winding individual Form windings around a respective annular part.

Die obige Ausführungsform wird die prinzipiell bevorzugte sein.The above embodiment will be the principle preferred.

Erfindungsgemäße Einrichtungen werden viele interessante Anwendungen haben, von denen wir nur einige erwähnen sollten. Diese sind: a) als eine Komponente in einem Frequenzumsetzer zum Umsetzen von Eingangsfrequenz in beliebig ausgewählte Ausgangsfrequenz vorzugsweise für den Betrieb eines Asynchronmotors gedacht, in einem Direktumrichterzusammenhang, b) als ein Verbinder in einem Frequenzumsetzer zum Umwandeln von Eingangsfrequenz in beliebig ausgewählte Ausgangsfrequenz und dazu gedacht, einen Asynchronmotor zu betreiben, für das Hinzufügen von Teilen der von einem 6- oder 12-Impuls-Transformator erzeugten Phasenspannung zu jeder Motorphase, c) als ein Gleichstrom-zu-Wechselstrom-Umsetzer, der Gleichspannung/Strom in Wechselspannung/Strom einer beliebig ausgewählten Ausgangsfrequenz umwandelt, d) wie in c), aber wo drei solcher variabler Induktanzspannungsumsetzer miteinander verbunden sind, um eine Drei-Phasen-Spannung mit beliebig ausgewählter Ausgangsfrequenz zu erzeugen, die an die Asynchronmaschine verbunden ist, e) zum Umwandeln von Wechselspannung in Gleichspannung innerhalb der verarbeitenden Industrie, wobei die Einrichtung verwendet wird, als Reluktanz-gesteuerter variabler Transformator, bei dem die Ausgangsspannung proportional zur Reluktanzänderung in einem Kern ist, der magnetisch parallel oder in Serie mit einem externen oder internen Kern mit getrennter Sekundärwicklung verbunden ist, und wobei drei oder mehr solcher Reluktanz-gesteuerter Transformatoren mit den bekannten Drei-Phasen-Gleichrichterverbindungen für 6- oder 12-Impuls-Gleichrichter-Verbindungen für eine Diodenausgangsstufe verbunden sind, f) zur Verwendung in einem Gleichrichter zum Umwandeln von Wechselspannung in Gleichspannung zur Verwendung in der verarbeitenden Industrie, wobei die Einrichtung Spannungsverbinder bildet, die als variable Induktanzen in Reihe mit Primärwicklungen bekannter Transformatorverbinder verwendet werden, und wobei drei oder mehr solcher Transformatoren mit Drei-Phasen-Gleichrichter-Verbindern für 6- oder 12-Impuls-Gleichrichter-Verbinder für eine Diodenausgangsstufe verbunden sind. g) für Wechselstrom-zu-Gleichstrom- oder Gleichstrom-zu-Wechselstrom-Wandler zur Verwendung auf dem Gebiet der Schaltnetzteile, zur Reduzierung der Größe des magnetischen Spannungswandlers, wobei die Einrichtung einen Reluktanz-gesteuerten variablen Transformator bildet, wobei die Ausgangsspannung proportional zur Reluktanzänderung in einem Kern ist, der magnetisch parallel oder in Serie mit einem externen oder internen Kern mit einer zweiten separaten Wicklung verbunden ist, vorzugsweise durch Filter, in denen Induktanz eingeschlossen ist, die durch eine variable Induktanz gebildet wird, h) als eine Komponente in einem gesteuerten Spannungskompensator in dem Hochspannungsverteilungsnetz, wobei die Einrichtung eine linear variable Induktanz bildet, i) als eine Komponente in einem steuerbaren reaktiven Leistungskompensator (VAR-Kompensator), wobei die Einrichtung eine lineare variable Induktanz in Verbindung mit bekannten Filterschaltungen bildet, in welchen mindestens ein Kondensator auch ein Element bildet, die Einrichtung in Form eines Reluktanz-gesteuerten Transformators als ein Element in einer Kompensatorverbindung verwendet wird, bei der eine Kapazität oder Induktanz automatisch verbunden und angepasst sind, zum Zwecke des erforderlichen Kompensierens für die Blindleistung, j) in einem System für Reluktanz-gesteuerte Direktumwandlung einer Wechselspannung in eine Gleichspannung, k) in einem System für Reluktanz-gesteuerte Direktumwandlung einer Gleichspannung ein eine Wechselspannung.Devices according to the invention will have many interesting applications, of which only a few should be mentioned. These are: a) as a component in a frequency converter for converting input frequency into arbitrarily selected output frequency, preferably for operation of an asynchronous motor, in a cycloconverter connection, b) as a connector in a frequency converter for converting input frequency into arbitrarily selected output frequency and intended thereto to drive an asynchronous motor for adding portions of the phase voltage generated by a 6 or 12-pulse transformer to each motor phase; c) as a DC-to-AC converter, the DC voltage / current to AC / current any converts selected output frequency, d) as in c), but where three such variable inductance voltage transducers are connected together to produce a three-phase voltage of arbitrarily selected output frequency connected to the asynchronous machine, e) for converting AC voltage to DC voltage within the processing industry, the device being used as a reluctance-controlled variable transformer, wherein the output voltage is proportional to the reluctance change in a core magnetically connected in parallel or in series with a separate secondary winding internal or external core, and wherein three or more of such reluctance controlled transformers are connected to the known three-phase rectifier links for FIG f) for use in a rectifier for converting AC voltage to DC voltage for use in the processing industry, the device forming voltage connectors known as variable inductances in series with primary windings Transformer connectors are used, and wherein three or more such transformers are connected to three-phase rectifier connectors for 6- or 12-pulse rectifier connector for a diode output stage. g) for AC-to-DC or DC-to-AC converters for use in the field of switched mode power supplies, for reducing the size of the magnetic voltage converter, the device forming a reluctance controlled variable transformer, wherein the output voltage is proportional to the reluctance change in a core magnetically connected in parallel or in series with an external or internal core to a second separate winding, preferably by filters incorporating inductance formed by a variable inductance, h) as a component in one controlled voltage compensator in the high voltage distribution network, the device forming a linearly variable inductance, i) as a component in a controllable reactive power compensator (VAR compensator), the device forming a linear variable inductance in conjunction with known filter circuits in which at least one condensate or also forms an element, the device in the form of a reluctance-controlled transformer is used as an element in a Kompensatorverbindung in which a capacitance or inductance are automatically connected and adapted, for the purpose of compensating required for the reactive power, j) in a system for reluctance-controlled direct conversion of an AC voltage into a DC voltage, k) in a system for reluctance-controlled direct conversion of a DC voltage, an AC voltage.

Der Spannungsverbinder ist ohne bewegliche Teile zum Absorbieren elektrischer Spannung zwischen einem Generator und einer Last. Die Funktion des Verbinders ist, imstande zu sein, die Spannung zwischen dem Generator und der Last von 0–100% mit Hilfe eines geringen Steuerstroms zu steuern. Eine Zweitfunktion wird als ein purer Spannungsschalter sein oder als ein Stromregler. Eine fernere Funktion könnte das Bilden und Umwandeln einer Spannungskurve sein.Of the Voltage connector is without moving parts for absorbing electrical Voltage between a generator and a load. The function of the Connector is able to be the voltage between the generator and the load of 0-100% to control with the help of a low control current. A secondary function will be as a pure voltage switch or as a current regulator. A could function further to be making and converting a voltage curve.

Die neue Technologie gemäß der Erfindung wird imstande sein, verwendet zu werden für das Aufrüsten existierender Diodengleichrichter, wobei es einen Bedarf nach Regulierung gibt. In Verbindung mit 12-Impuls- oder 24-Impuls-Gleichrichtersystemen wird es möglich sein, Spannungen in dem System auf einfache Weise mit steuerbarer Diodengleichrichtung von 0–100% auszubalancieren.The new technology according to the invention will be able to be used for upgrading existing diode rectifiers, where there is a need for regulation. In conjunction with 12-pulse or 24-pulse rectifier systems it becomes possible be easy to control voltages in the system with controllable Diode rectification from 0-100% balance.

Der Strom- oder Spannungsregler gemäß der Erfindung wird in Form eines magnetischen Verbinders im Wesentlichen ohne bewegliche Teile implementiert, und er wird in der Lage sein, zum Verbinden und hierdurch Übermitteln elektrischer Energie zwischen einem Generator und einer Last verwendet zu werden. Die Funktion des magnetischen Verbinders ist, imstande zu sein, einen elektrischen Schaltkreis zu schließen und zu öffnen.Of the Current or voltage regulator according to the invention becomes substantially without in the form of a magnetic connector implemented movable parts, and he will be able to Connect and thereby transmit electrical energy between a generator and a load used to become. The function of the magnetic connector is capable to close and open an electrical circuit.

Der Verbinder wird demnach auf unterschiedliche Weise in einem Transduktor wirken, wobei das Transformatorprinzip verwendet wird, um den Kern zu sättigen. Der vorliegende Verbinder steuert die Arbeitsspannung durch Bringen des Hauptkerns mit einer Hauptwicklung in eine Sättigung und aus einer Sättigung mit Hilfe einer Steuerwicklung. Der Verbinder hat keine merkliche transformative oder induktive Verbindung zwischen der Steuerwicklung und der Hauptwicklung (im Gegensatz zu einem Transduktor), d.h., kein bemerkenswerter gemeinsamer Fluss wird für die Steuerwicklung und die Hauptwicklung erzeugt.Of the Connector thus becomes in different ways in a transductor act, where the transformer principle is used to the core to saturate. The present connector controls the working voltage by bringing of the main nucleus with a main winding in a saturation and from a saturation with Help of a tax winding. The connector has no noticeable transformative or inductive connection between the control winding and the main winding (as opposed to a transductor), that is, not a noticeable one common river becomes for generates the control winding and the main winding.

Diese neue magnetisch gesteuerte Verbindertechnologie wird imstande sein, Halbleiter, wie GTOs in Hochleistungsanwendungen und MOSFet oder IGBT in anderen Anwendungen zu ersetzen mit der Ausnahme, dass es eingeschränkt sein wird auf Anwendungen, die Streuströmen entgegenstehen, welche durch den unbelasteten Magnetisierungsstrom der Hauptwicklung erzeugt werden. Wie in der Einleitung erwähnt, wird der neue Wandler speziell geeignet sein zur Realisierung eines Frequenzwandlers, der Wechselstromenergie mit einer gegebenen Frequenz in Wechselstromenergie mit einer abweichenden ausgewählten Ausgangsfrequenz umwandelt. Keine Zwischen-Gleichstromverbindung wird in diesem Fall erforderlich sein.These new magnetically controlled connector technology will be able to Semiconductors, such as GTOs in high-performance applications and MOSFet or IGBT in other applications to replace with the exception that it limited will be on applications that oppose stray currents, which generated by the unloaded magnetizing current of the main winding become. As mentioned in the introduction, the new converter be particularly suitable for the realization of a frequency converter, the AC power with a given frequency in AC power with a different selected Output frequency converts. No intermediate DC connection will be in this Case be required.

Wie einleitend erwähnt, ist die Einrichtung gemäß der Erfindung imstande, in Verbindung mit Frequenzwandlern, wie jenen basierend auf dem Direktumrichterprinzip verwendet zu werden, aber auch Frequenzwandlern, basierend auf 12-Impuls-Brückenwandlern oder durch Direktumwandlung von Gleichspannung in Wechselspannung variabler Frequenz.As mentioned in the introduction, the device according to the invention is capable of being used in conjunction with frequency converters such as those based on the cycloconverter principle, but also frequency converters based on 12-pulse bridge converters or direct conversion of direct-current voltage in alternating voltage of variable frequency.

Das Prinzip der Einrichtung gemäß der Erfindung, in der eine variable Reluktanz in einem magnetisierbaren Körper oder Hauptkern verwendet wird, basiert auf der Tatsache, dass Magnetisierungsstrom in einer Hauptwicklung, die um einen Hauptkern gewickelt ist, durch den Flusswiderstand in Übereinstimmung mit dem Faradayschen Gesetz begrenzt wird. Der Fluss, der einzurichten ist, um gegeninduzierte Spannung zu erzeugen, hängt von dem Flusswiderstand im Magnetkern ab. Die Größe des magnetischen Stroms wird durch den Umfang an Fluss bestimmt, der einzurichten ist, um angelegte Spannung auszugleichen.The Principle of the device according to the invention, in which a variable reluctance in a magnetizable body or Main core is used, based on the fact that magnetizing current in a main winding wound around a main core the flow resistance in accordance limited by Faraday's law. The river that set up is to generate counter-induced voltage depends on the flow resistance in the magnetic core. The size of the magnetic Electricity is determined by the amount of flow that set up is to compensate for applied voltage.

Der Flusswiderstand in einer Spule, bei der der Kern aus Luft besteht, ist in der Größenordnung von 1000–900000 mal größer als für eine Wicklung, die um einen Kern aus ferromagnetischem Material gewickelt ist. In dem Fall geringen Flusswiderstandes (Eisenkern), ist ein geringer Strom erforderlich, um einen Fluss einzurichten, der erforderlich ist zum Erzeugen einer Kompensationsspannung als angelegte Spannung gemäß dem Faradayschen Gesetz. In dem Fall hohen Flusswiderstands (Luftkern) ist ein großer Strom erforderlich, um den zum Erzeugen derselben induzierten Kompensationsspannung erforderlichen Fluss einzurichten.Of the Flow resistance in a coil where the core is air, is of the order of magnitude from 1000-900000 sometimes bigger than for one Winding wound around a core of ferromagnetic material. In the case of low flow resistance (iron core), a lower one Electricity required to set up a flow that required is for generating a compensation voltage as an applied voltage according to the Faradayschen Law. In the case of high flow resistance (air core) is a large current required to compensate the compensation voltage induced to produce the same set up necessary flow.

Durch Steuern des Flusswiderstandes können der Magnetisierungsdruck oder der Laststrom in dem Kreis gesteuert werden. Um den Flusswiderstand zu steuern, wird in der Erfindung eine Sättigung des Hauptkerns mit Hilfe eines Steuerflusses verwendet, der orthogonal in Bezug auf den durch die Hauptwicklung erzeugten Fluss ist. Wie bereits erwähnt, bildet das oben erwähnte Prinzip die Basis der Erfindung, welche sich auf einen magnetisch beeinflussten Strom- oder Spannungsregler (Verbinder) bezieht, und eine magnetisch beeinflusste Wandlereinrichtung.By Controlling the flow resistance can the magnetizing pressure or load current in the circuit is controlled become. In order to control the flow resistance is in the invention a saturation of the main core using a control flow that is orthogonal with respect to the flux generated by the main winding. As already mentioned, make the above mentioned Principle the basis of the invention, which is based on a magnetic relates influenced current or voltage regulator (connector), and a magnetically influenced transducer device.

Es wird verstanden werden, dass sowohl der Verbinder als auch der Wandler mit Hilfe geeigneter Produktionsausrüstung für Ringkerne erzeugt werden können. Vom technischen Standpunkt kann der Wandler durch magnetisches Material, wie Elektroplattierung erzeugt werden, welche in in geeigneter Weise entworfenen zylindrischen Kernen aufgewickelt sind, oder verwendet werden für Hochfrequenzen mit komprimierten Pulver oder Ferrit. Es ist sicherlich auch vorteilhaft, Ferrit-Kerne oder Kerne aus komprimiertem Pulver in Übereinstimmung mit den Vorgaben der Anwendung zu erzeugen.It It will be understood that both the connector and the converter be produced by means of suitable production equipment for toroidal cores can. From a technical standpoint, the transducer can be made of magnetic material, such as electroplating, which are generated in a suitable manner designed cylindrical cores are wound or used be for High frequencies with compressed powder or ferrite. It is certainly also advantageous, ferrite cores or cores of compressed powder in accordance to create with the specifications of the application.

Die Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:The The invention will now be described in greater detail with reference to the accompanying drawings Drawings in which:

1 und 2 das Grundprinzip einer Ausführungsform, die nicht gemäß der Erfindung ist; 1 and 2 the basic principle of an embodiment which is not according to the invention;

3 eine schematische Darstellung einer Einrichtung, die nicht gemäß der Erfindung ist; 3 a schematic representation of a device which is not according to the invention;

4 den Bereich des abweichenden magnetischen Flusses, der einen Teil der Einrichtung bildet, die nicht gemäß der Erfindung ist; 4 the region of deviating magnetic flux forming part of the device not according to the invention;

5 eine erste Äquivalenzschaltung für die Einrichtung, die nicht gemäß der Erfindung ist; 5 a first equivalent circuit for the device which is not according to the invention;

6 ein vereinfachtes Blockdiagramm der Einrichtung, die nicht gemäß der Erfindung ist; 6 a simplified block diagram of the device, which is not according to the invention;

7 ein Diagramm des Flusses gegenüber des Stroms; 7 a diagram of the river opposite the stream;

8 und 9 Magnetisierungskurven und Bereiche für das magnetische Material in der Einrichtung, die nicht gemäß der Erfindung ist; 8th and 9 Magnetization curves and regions for the magnetic material in the device not according to the invention;

10 Flussdichten für die Haupt- und Steuerwicklungen; 10 Flux densities for the main and control windings;

11 eine zweite Ausführungsform, die nicht gemäß der Erfindung ist; 11 a second embodiment, which is not according to the invention;

12 die zweite Ausführungsform, die nicht gemäß der Erfindung ist; 12 the second embodiment, which is not according to the invention;

13 und 14 die zweite Ausführungsform, die nicht gemäß der Erfindung ist, in Schnittdarstellung; 13 and 14 the second embodiment, which is not according to the invention, in sectional view;

1518 unterschiedliche Varianten, die nicht gemäß der Erfindung sind von den Magnetfeldverbindern in der zweiten Ausführungsform, die nicht gemäß der Erfindung ist; 15 - 18 different variants that are not according to the invention of the magnetic field connectors in the second embodiment, which is not according to the invention;

1832 unterschiedliche Varianten, die nicht gemäß der Erfindung sind für die rohrförmigen in der zweiten Ausführungsform, die nicht gemäß der Erfindung ist; 18 - 32 different variants that are not according to the invention for the tubular in the second embodiment, which is not according to the invention;

3338 unterschiedliche Aspekte der Magnetfeldverbinder zur Verwendung in der zweiten Ausführungsform, die nicht gemäß der Erfindung ist; 33 - 38 different aspects of the magnetic field connector for use in the second embodiment, which is not according to the invention;

39 eine zusammengesetzte Einrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform, die nicht gemäß der Erfindung ist; 39 a composite device according to the second embodiment, which is not according to the invention;

40 und 41 ein Abschnitt und eine Ansicht einer Ausführungsform gemäß der Erfindung; 40 and 41 a section and a view of an embodiment according to the invention;

42, 43, und 44 spezielle Varianten von Magnetfeldverbindern zur Verwendung in der Ausführungsform gemäß der Erfindung; 42 . 43 , and 44 special variants of magnetic field connectors for use in the embodiment according to the invention;

45 Die Ausführungsform gemäß der Erfindung, angepasst zur Verwendung als Transformator; 45 The embodiment according to the invention adapted for use as a transformer;

46 und 47 ein Abschnitt und eine Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung als Reluktanz-gesteuerter, Fluss-verbundener Transformator; 46 and 47 a section and a view of another embodiment of the invention for use as a reluctance-controlled, flux-connected transformer;

48 und 49 eine Einrichtung, die nicht gemäß der Erfindung ist, angepasst, um einem Impulver-basierten magnetischen Material zu entsprechen und hierbei ohne Magnetfeldverbinder; 48 and 49 a device not according to the invention, adapted to correspond to a pulse-based magnetic material and in this case without magnetic field connector;

50 und 51 Abschnitte entlang Linien VI-VI und V-V in 48; 50 and 51 Sections along lines VI-VI and VV in 48 ;

52 und 53 einen Kern, der angepasst ist, um einem Pulver-basierten magnetischen Material zu genügen, und hierbei ohne Magnetfeldverbinder, nicht gemäß der Erfindung; 52 and 53 a core adapted to satisfy a powder-based magnetic material, and in this case without a magnetic field connector, not according to the invention;

54 ein "Röntgenstrahlenbild" einer Variante der anderen Ausführungsformen der Erfindung; 54 an "X-ray image" of a variant of the other embodiments of the invention;

55 eine zweite Variante der Einrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform, die nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist, gemeinsam mit dem Prinzip hinter einer Möglichkeit für eine Transformatorverbindung; 55 a second variant of the device according to the second embodiment, which is not according to the present invention, together with the principle behind a possibility for a transformer connection;

56 einen Vorschlag für ein elektrotechnisches schematisches Symbol für den Spannungsverbinder, der nicht gemäß der Erfindung ist; 56 a proposal for an electrotechnical schematic symbol for the voltage connector, which is not in accordance with the invention;

57 einen Vorschlag für ein schematisches Blocksymbol für den Spannungsverbinder, der nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist; 57 a proposal for a schematic block symbol for the voltage connector, which is not in accordance with the present invention;

58 eine magnetische Schaltung, bei der die Steuerwicklung und der Steuerfluss nicht eingeschlossen sind; 58 a magnetic circuit in which the control winding and the control flow are not included;

59 und 60 Vorschläge für elektrotechnische schematische Symbole für den Spannungswandler, der nicht gemäß der Erfindung ist; 59 and 60 Proposals for electrotechnical schematic symbols for the voltage converter, which is not according to the invention;

61 die Verwendung der Erfindung in einer Wechselstromschaltung; 61 the use of the invention in an AC circuit;

62 die Verwendung der Erfindung in einem Drei-Phasen-System; 62 the use of the invention in a three-phase system;

63 eine Verwendung als eine variable Drossel in Gleichstromwandlern; 63 use as a variable inductor in DC-DC converters;

64 eine Verwendung als eine variable Drossel in einem Filter gemeinsam mit Kondensatoren; 64 use as a variable throttle in a filter along with capacitors;

65 ein vereinfachtes Reluktanzmodell für die Einrichtung gemäß der Erfindung und ein vereinfachtes elektrisches Ersatzschaltbild für den Verbinder gemäß der Erfindung; 65 a simplified reluctance model for the device according to the invention and a simplified electrical equivalent circuit diagram for the connector according to the invention;

66 die Verbindung für einen magnetischen Schalter; 66 the connection for a magnetic switch;

67 Beispiele einer Drei-Phasen-Verwendung der Erfindung; 67 Examples of a Three-Phase Use of the Invention;

68 die Einrichtung als einen Schalter verwendet; 68 the device is used as a switch;

69 eine 6 Einrichtungen gemäß der Erfindung erfassende Schaltung; 69 a circuit detecting 6 devices according to the invention;

70 die Verwendung der Einrichtung gemäß der Erfindung als ein Wechselrichter; und 70 the use of the device according to the invention as an inverter; and

71 eine Verwendung der Einrichtung gemäß der Erfindung als einen Gleichrichter. 71 a use of the device according to the invention as a rectifier.

Eine Einrichtung nicht gemäß der Erfindung wird nun im Prinzip in Verbindung mit 1a und 1b erläutert.A device not according to the invention is now in principle associated with 1a and 1b explained.

In der gesamten Beschreibung werden die dem Magnetfeld und dem magnetischen Fluss zugeordneten Teile im Wesentlichen die Richtung davon innerhalb des magnetischen Materials angeben. Die Teile sind aus Gründen der Klarheit außerhalb gezeichnet.In the entire description will be the magnetic field and the magnetic Flow associated parts substantially the direction of it within of the magnetic material. The parts are for the sake of Clarity outside drawn.

1a zeigt eine Einrichtung, die einen Körper aus magnetisierbarem Material umfasst, welcher einen geschlossenen Magnetkreis bildet. Dieser magnetisierbare Körper oder Kern 1 kann ringförmig sein oder von anderer geeigneter Form. Um den Körper 1 herum ist eine erste Hauptwicklung 2 gewickelt, und die Richtung des Magnetfeldes H1 (entsprechend der Richtung der Flussdichte B1), die erzeugt wird, wenn die Hauptwicklung 2 erregt wird, wird dem Magnetkreis folgen. Die Hauptwicklung 2 entspricht einer Wicklung in einem gewöhnlichen Transformator. In einer Variante schließt Einrichtung eine zweite Hauptwicklung 3 ein, die in derselben Weise, wie die Hauptwicklung 2 um den magnetisierbaren Körper 1 gewickelt ist, und die ein Magnetfeld bereitstellen wird, welches sich im Wesentlichen entlang des Körpers 1 (d.h., parallel zu H1, B1) erstrecken wird. Die Einrichtung schließt schließlich eine dritte Hauptwicklung 4 ein, die sich in einer bevorzugten Variante intern entlang des magnetischen Körpers 1 erstreckt. Das Magnetfeld H2 (und demnach die magnetische Flussdichte B2), die erzeugt wird, wenn die dritte Hauptwicklung 4 erregt wird, wird eine Richtung haben, die einen rechten Winkel zur Richtung des Feldes in den ersten und zweiten Hauptwicklungen (der Richtung von H1, B1) hat. Die Einrichtung kann auch eine vierte Hauptwicklung 5 einschließen, die um einen Arm des Körpers 1 gewickelt ist. wenn die vierte Hauptwicklung 5 erregt wird, wird sie ein Magnetfeld erzeugen, das eine Richtung hat, die einen rechten Winkel zu sowohl dem Feld in der ersten (H1), als auch der zweiten und dritten Hauptwicklung (H2) (3) haben wird. Dies wird natürlich die Verwendung eines geschlossenen Magnetkreises für das Feld erfordern, das durch die vierte Hauptwicklung erzeugt wird. Dieser Kreis ist nicht in der Figur dargestellt, da die Figur nur dazu gedacht ist, die relative Position der Wicklungen zu erläutern. 1a shows a device comprising a body of magnetizable material, which forms a closed magnetic circuit. This magnetizable body or core 1 may be annular or of other suitable shape. To the body 1 around is a first main winding 2 wound, and the direction of the magnetic field H1 (corresponding to the direction of the flux density B1), which is generated when the main winding 2 is energized will follow the magnetic circuit. The main winding 2 corresponds to a winding in a common transformer. In one variant, the device includes a second main winding 3 in the same way as the main winding 2 around the magnetizable body 1 is wound, and which will provide a magnetic field that extends substantially along the body 1 (ie, parallel to H1, B1) will extend. The facility finally closes a third main winding 4 a, which in a preferred variant internally along the magnetic body 1 extends. The magnetic field H2 (and hence the magnetic flux density B2) generated when the third main winding 4 is excited, will have a direction which is at right angles to the direction of the field in the first and second main windings (the direction of H1, B1). The facility may also have a fourth main winding 5 Include around an arm of the body 1 is wound. when the fourth main winding 5 is excited, it will generate a magnetic field having a direction perpendicular to both the field in the first (H1), and the second and third main convolutions (H2) ( 3 ) will have. Of course, this will require the use of a closed magnetic circuit for the field generated by the fourth main winding. This circle is not shown in the figure, since the figure is only intended to explain the relative position of the windings.

In der Topologie, die als in der vorliegenden Beschreibung bevorzugt angesehen wird, ist es jedoch der Fall, dass die Windungen in der Hauptwicklung der Feldrichtung von dem Steuerfeld folgen und die Windungen in der Steuerwicklung der Feldrichtung zu dem Hauptfeld.In the topology preferred as in the present specification However, it is the case that the windings in the Main winding follow the field direction of the control field and the Windings in the control winding of the field direction to the main field.

1b1g zeigen die Definition der Achsen und die Richtung der unterschiedlichen Wicklungen und des magnetischen Körpers. In Bezug auf die Wicklungen sollten wir die Achse die rechtwinklige zur durch jede Wicklung eingegrenzten Fläche bezeichnen. Die Hauptwicklung 2 wird eine Achse A2 haben, die Hauptwicklung 3 eine Achse A3 und die Steuerwicklung 4 eine Achse A4. 1b - 1g show the definition of the axes and the direction of the different windings and the magnetic body. With respect to the windings, we should refer to the axis as the rectangular area bounded by each winding. The main winding 2 will have an axis A2, the main winding 3 an axis A3 and the control winding 4 an axis A4.

In Bezug auf den magnetisierbaren Körper wird die Längsrichtung in Bezug auf die Form variieren. Wenn der Körper länglich ist, wird die Längsrichtung A1 der Längsachse des Körpers entsprechen. Wenn der magnetische Körper ein Quadrat ist, wie in 1a dargestellt, kann eine Längsrichtung A1 definiert werden für jeden Arm des Quadrats. Wo der Körper rohrförmig ist, wird die Längsrichtung A1 die Achse des Rohres sein und für einen ringförmigen Körper wird die Längsrichtung A1 dem Umfang des Rings folgen.With respect to the magnetizable body, the longitudinal direction will vary with respect to the shape. When the body is elongated, the longitudinal direction A1 will correspond to the longitudinal axis of the body. If the magnetic body is a square, as in 1a As shown, a longitudinal direction A1 may be defined for each arm of the square. Where the body is tubular, the longitudinal direction A1 will be the axis of the tube and for an annular body the longitudinal direction A1 will follow the circumference of the ring.

Die Einrichtung basiert auf der Möglichkeit des Änderns der Eigenschaften des magnetisierbaren Körpers 1 in Bezug auf ein erstes Magnetfeld durch Ändern eines zweiten Magnetfeldes, das in einem rechten Winkel von dem ersten ist. Daher kann beispielsweise das Feld H1 definiert werden als das Arbeitsfeld und die Eigenschaften des Körpers 1 steuern (und hierdurch das Verhalten des Arbeitsfeldes H1) mit Hilfe des Feldes H2 (das nachstehend Steuerfeld H2 genannt wird). Dies wird nun detaillierter erläutert.The device is based on the possibility of changing the properties of the magnetizable body 1 with respect to a first magnetic field by changing a second magnetic field that is at a right angle from the first one. Therefore, for example, the field H1 can be defined as the working field and the characteristics of the body 1 control (and thereby the behavior of the working field H1) by means of the field H2 (which is called the control field H2 below). This will now be explained in more detail.

Der Magnetisierungsstrom in einem elektrischen Leiter, der durch ein ferro-magnetisches Material eingeschlossen ist, ist begrenzt durch die Reluktanz gemäß dem Faradayschen Gesetz. Der Fluss, der eingerichtet werden muss, um eine gegeninduzierte Spannung zu erzeugen, hängt von der Reluktanz in dem den Leiter einschließenden magnetischen Material ab.Of the Magnetizing current in an electrical conductor by a ferro-magnetic material is included is limited by the reluctance according to the Faradayschen Law. The river that needs to be set up to be counter-induced To generate tension depends from the reluctance in the magnetic material enclosing the conductor from.

Der Grad des Magnetisierungsstroms wird bestimmt durch den Umfang des Flusses, der einzurichten ist, um eine angelegte Spannung auszugleichen. Im Allgemeinen ist für den eingeschwungenen Zustand die folgende Gleichung für sinusförmige Spannung anwendbar:

  • 1) Fluss: Φ = –j 1/N·ω·E
    E
    = angelegte Spannung
    ω
    = Winkelfrequenz
    N
    = Anzahl der Windungen für die Wicklung
    wobei der Fluss Φ durch das magnetische Material von der Spannung E bestimmt wird. Der zum Einrichten des erforderlichen Flusses notwendige Strom wird bestimmt durch:
  • 2) Strom I = Φ·Rm/N Φ = I/Rm·N
  • 3) Reluktanz (Flusswiderstand)
    Figure 00250001
    lj
    = Länge des Flusspfades
    μr
    = relative Permeabilität
    μo
    = Permeabilität im Vakuum
    Aj
    = Querschnittsbereich des Flusspfades
The degree of magnetization current is determined by the amount of flux that is to be established to balance an applied voltage. In general, for the steady state, the following equation for sinusoidal voltage is applicable:
  • 1) River: Φ = -j 1 / N · ω · E
    e
    = applied voltage
    ω
    = Angular frequency
    N
    = Number of turns for the winding
    wherein the flux Φ is determined by the magnetic material from the voltage E. The power required to set up the required flow is determined by:
  • 2) electricity I = Φ · Rm / N Φ = I / Rm · N
  • 3) reluctance (flow resistance)
    Figure 00250001
    lj
    = Length of the river path
    ĩr
    = relative permeability
    microhm
    = Permeability in vacuum
    aj
    = Cross-sectional area of the flow path

Wo es eine geringe Reluktanz gibt (Eiseneinschluss), wird gemäß dem Ausdruck 2) oben ein geringer Strom erforderlich sein, um den erforderlichen Fluss einzurichten und die zugeführte Spannung wird den Verbinder überlagern. In dem Fall hoher Reluktanz (Luft) wird auf der anderen Seite ein großer Strom erforderlich sein, um den erforderlichen Fluss einzurichten. In diesem Fall wird der Strom dann durch die Spannung über der Last und die in dem Verbinder induzierte Spannung begrenzt. Der Unterschied zwischen Reluktanz in Luft und Reluktanz in magnetischem Material kann in der Größenordnung von 1.000–900.000 liegen.Where there is little reluctance (iron inclusion), according to the expression 2) Above, a small amount of power may be required to get the required Set up river and the supplied Tension will overlie the connector. In the case of high reluctance (air) on the other side greater Power may be required to set up the required flow. In this case, the current is then increased by the voltage across the Load and the voltage induced in the connector limited. Of the Difference between reluctance in air and reluctance in magnetic Material can be of the order of magnitude from 1,000 to 900,000 lie.

Die magnetische Induktion oder Flussdichte in einem magnetischen Material wird durch die relative Permeabilität des Materials und die magnetische Feldintensität bestimmt. Die magnetische Feldintensität wird durch den Strom in einer um oder durch das Material angeordneten Wicklung erzeugt.The magnetic induction or flux density in a magnetic material is determined by the relative permeability of the material and the magnetic field intensity certainly. The magnetic field intensity is due to the current in one generated around or arranged by the material winding.

Für das System, das zu untersuchen ist, gilt das Folgende:
Die Feldintensität H·ds = I·N

H
= Feldintensität
s
= Integrationspfad
i
= Strom in der Windung
N
= Anzahl der Windungen
For the system to be investigated, the following applies:
The field intensity H · ds = I · N
H
= Field intensity
s
= Integration path
i
= Current in the winding
N
= Number of turns

Flussdichte oder Induktion: β = μ0·μr H

H
= magnetische Feldintensität
Flux density or induction: β = μ 0 · ĩr H
H
= magnetic field intensity

Das Verhältnis zwischen der magnetischen Induktion und der Feldintensität ist nicht linear, mit dem Ergebnis, dass wenn die Feldintensität über einen gewissen Grenzwert ansteigt, die Flussdichte nicht ansteigen wird, und auf Kosten eines Sättigungsphänomens, das durch die Tatsache bedingt ist, dass der magnetischen Bereiche in einem ferromagnetischen Material in einem Zustand der Sättigung sind. Demnach ist es wünschenswert, ein Steuerfeld H2 bereitzustellen, das senkrecht zu einem Arbeitsfeld H1 im magnetischen Material ist, um die Sättigung in dem magnetisierbaren Material zu steuern während des Vermeidens magnetischer Verbindung zwischen den beiden Feldern und hierdurch eine transformative oder induktive Verbindung vermeidend. Die transformative Verbindung bedeutet eine Verbindung, bei der zwei Wicklungen ein Feld "teilen" mit dem Ergebnis, dass eine Änderung in dem Feld von einer Wicklung zu einer Änderung in dem Feld der anderen Wicklung führen wird.The relationship between the magnetic induction and the field intensity is not linear, with the result that when the field intensity increases above some limit, the flux density will not increase, and at the expense of a saturation phenomenon due to the fact that the magnetic regions in a ferromagnetic material in a state of saturation. So it is it is desirable to provide a control field H2 perpendicular to a working field H1 in the magnetic material to control saturation in the magnetizable material while avoiding magnetic communication between the two fields and thereby avoiding a transformative or inductive connection. The transformative connection means a connection in which two windings "split" one field with the result that a change in the field will result from one winding to a change in the field of the other winding.

Man wird das Erhöhen von H bis zur Sättigung vermeiden, wie bei einer transformativen Verbindung, bei der die Flüsse einen gemeinsamen Pfad haben werden, und zusammenaddiert werden. Wenn die Flüsse orthogonal sind, werden sie nicht zusammenaddiert. Beispielsweise durch Bereitstellen des magnetischen Materials als ein Rohr, wobei die Hauptwicklung oder die Wicklung, die den Arbeitsstrom führt, sich innerhalb des Rohres befindet und in der Längsrichtung des Rohres gewickelt ist, und wobei die Steuerwicklung oder die Wicklung, die den Steuerstrom führt, um den Umfang des Rohrs gewickelt ist, wird der gewünschte Effekt erzielt. Abhängig von den Dimensionen des Rohres werden hierbei ein kleiner Bereich für den Steuerfluss und ein großer Bereich für den Arbeitsfluss ebenfalls erzielt.you will increase from H to saturation Avoid, as in a transformative connection, in which the Rivers one have common path, and be added together. If the rivers orthogonal they are not added together. For example, by providing of the magnetic material as a tube, the main winding or the winding that carries the working current, inside the tube located and in the longitudinal direction of the tube is wound, and wherein the control winding or the winding, which leads the control current, wrapped around the circumference of the tube, will have the desired effect achieved. Dependent of the dimensions of the tube become a small area for the Control flow and a big one Area for also achieved the workflow.

In der erwähnten Ausführungsform nicht gemäß der Erfindung wird der Arbeitsfluss in der Richtung entlang dem Umfang des Rohres wandern und einen geschlossenen Magnetkreis haben. Der Steuerfluss wird andererseits in der Längsrichtung des Rohres wandern und wird in einem geschlossenen Magnetkreis verbunden sein entweder durch zwei Rohre, die parallel angeordnet sind und einem magnetischen Material, das den Steuerfluss zwischen den beiden Rohren verbindet oder durch ein erstes Rohr, das um ein zweites Rohr angeordnet ist, mit dem Ergebnis, dass die Steuerwicklung zwischen den beiden Rohren angeordnet ist und die Endflächen der Rohre magnetisch verbunden sind, hierdurch eine geschlossene Strecke für den Steuerfluss erreichend. Diese Lösung wird detaillierter beschrieben.In the mentioned embodiment not according to the invention the flow of work is in the direction along the circumference of the pipe wander and have a closed magnetic circuit. The control flow on the other hand, in the longitudinal direction migrate the tube and is connected in a closed magnetic circuit be either through two tubes, which are arranged in parallel and a magnetic material that controls the flow between the two Connecting pipes or through a first pipe, which is a second Pipe is arranged, with the result that the control winding between the two tubes is arranged and the end faces of the tubes magnetically connected are thereby achieving a closed range for the control flow. This solution will be described in more detail.

Die Teile, die magnetische Verbindung zwischen den Rohren oder den Kernteilen bereitstellen, werden nachstehend Magnetfeldverbinder oder Magnetfeldkoppler genannt.The Parts, the magnetic connection between the tubes or the core parts Next, magnetic field connectors or magnetic field couplers will be described below called.

Der Gesamtfluss in dem Material wird gegeben durch Φ = B·Aj 4) The total flow in the material is given by Φ = B · Aj 4)

Die Flussdichte B setzt sich aus der Vektorsumme von B1 und B2 zusammen (4d). B1 wird durch den Strom I1 in der ersten Hauptwicklung 2 erzeugt, und B2 hat eine Richtung tangential zu den Leitern in der Hauptwicklung 2. Die Hauptwicklung 2 hat N1 Wicklungen und ist um den magnetisierbaren Körper 1 gewickelt. B2 wird durch den Strom I2 in der Steuerwicklung erzeugt mit einer Windungszahl N2 und wobei die Steuerwicklung 2 um den Körper 1 gewickelt ist. B2 wird eine Richtung tangential zu den Leitern in der Steuerwicklung 4 haben.The flux density B is composed of the vector sum of B1 and B2 ( 4d ). B1 is generated by the current I1 in the first main winding 2 and B2 has a direction tangential to the conductors in the main winding 2 , The main winding 2 has N1 windings and is around the magnetizable body 1 wound. B2 is generated by the current I2 in the control winding with a number of turns N2 and the control winding 2 around the body 1 is wound. B2 becomes a direction tangential to the conductors in the control winding 4 to have.

Da die Wicklungen 2 und 4 in 90° zueinander angeordnet sind, werden B1 und B2 orthogonal angeordnet sein. In dem magnetisierbaren Körper 1 wird B1 transversal orientiert sein und B2 longitudinal. In diesem Zusammenhang wird speziell Bezug genommen auf das was in den 14 dargestellt ist. B = B 1 + B 2 5) Because the windings 2 and 4 are arranged at 90 ° to each other, B1 and B2 will be arranged orthogonally. In the magnetizable body 1 B1 will be oriented transversally and B2 will be longitudinal. In this context, special reference is made to what is in the 1 - 4 is shown. B = B 1 + B 2 5)

Es wird als ein Vorteil angesehen, dass die relative Permeabilität höher ist in der Richtung des Arbeitsfelds (H1) als in der Richtung des Steuerfelds (H2), das heißt, das magnetische Material in dem magnetisierbaren Körper 1 ist anisotrop.It is considered an advantage that the relative permeability is higher in the direction of the working field (H1) than in the direction of the control field (H2), that is, the magnetic material in the magnetizable body 1 is anisotropic.

Die Vektorsumme der Felder H1 und H2 wird das Gesamtfeld im Körper 1 bestimmen und demnach die Bedingung des Körpers 1 in Bezug auf die Sättigung und wird für den Magnetisierungsstrom und die Spannung, die zwischen einer in der Hauptwicklung 2 und dem Verbinder verbundenen Last geteilt wird, bestimmend sein. Da die Quellen von B1 und B2 orthogonal zueinander angeordnet sein werden, wird keines der Felder imstande sein, in das andere zerlegt zu werden. Dies bedeutet, dass B1 nicht eine Funktion von B2 sein kann und umgekehrt. Jedoch wird B, was die Vektorsummen von B1 und B2 ist, durch den Umfang von jedem von ihnen beeinflusst werden.The vector sum of the fields H1 and H2 becomes the total field in the body 1 determine and therefore the condition of the body 1 in terms of saturation and is responsible for the magnetizing current and the voltage between one in the main winding 2 and the load connected to the connector is governed. Since the sources of B1 and B2 will be orthogonal to each other, none of the fields will be able to be decomposed into the other. This means that B1 can not be a function of B2 and vice versa. However, B, which is the vector sum of B1 and B2, will be affected by the extent of each of them.

B2 ist der Vektor, der durch den Steuerstrom erzeugt wird. Die Querschnittsfläche A2 für den B2-Vektor wird die Querfläche des magnetischen Körpers 1 sein, vgl. 4c. Dies kann eine kleine Fläche sein, die durch die Dicke des magnetisierbaren Körpers 1 begrenzt ist, gegeben durch den Oberflächensektor zwischen dem inneren und äußeren Durchmesser des Körpers 1 in dem Fall eines ringförmigen Körpers. Die Querschnittsfläche A1 (siehe 4a, b) für das Feld B1 wird andererseits gegeben durch die Länge des magnetischen Kerns und die Bemessung der angelegten Spannung. Diese Fläche wird bis zu 5–10 mal größer sein als die Fläche der Steuerflussdichte B2, ohne dass dies als einschränkend für die Erfindung angesehen wird.B2 is the vector generated by the control current. The cross-sectional area A2 for the B2 vector becomes the transverse surface of the magnetic body 1 be, cf. 4c , This can be a small area due to the thickness of the magnetizable body 1 is limited, given by the surface sector between the inner and outer diameter of the body 1 in the case of an annular body. The cross-sectional area A1 (see 4a . b On the other hand, for the field B1 is given by the length of the magnetic core and the design of the applied voltage. This area will be up to 5-10 times larger than the area of the control flux density B2, without this being considered as limiting the invention.

Wenn B2 am Sättigungspegel ist, wird eine Änderung in B1 nicht zu einer Änderung in B führen. Dies ermöglicht es, zu steuern, welcher Pegel von B1 die Sättigung des Materials bereitstellt und hierdurch die Reluktanz für B zu steuern.If B2 at the saturation level is, will be a change in B1 not to a change lead in B this makes possible it is to control which level of B1 provides saturation of the material and thereby the reluctance for B to control.

Die Induktanz für die Steuerwicklung 4 (mit N2 Wicklungen) wird imstande sein, bei einem kleinen wert bemessen zu werden, geeignet für impulsartige Steuerung des Reglers, d.h., das Bereitstellen einer raschen Reaktion (von der Größenordnung von Millisekunden) ermöglichend. Ls = N22·μr–sal·μ0·A2/l2 6)

N2
= Anzahl der Windungen für die Steuerwicklung
A2
= Bereich der Steuerflussdichte B2
l2
= Länge des Flusspfades für den Steuerfluss
The inductance for the control winding 4 (with N2 windings) will be able to be sized at a small value suitable for pulse-like control of the regulator, ie enabling a rapid response (of the order of milliseconds) to be provided. Ls = N2 2 · μ r-sal · μ 0 · A2 / l2 6)
N2
= Number of turns for the control winding
A2
= Range of control flux density B2
l2
= Length of the flow path for the control flow

Eine vereinfachte mathematische Beschreibung wird nun basierend auf den Maxwellschen Gleichungen gegeben.A simplified mathematical description will now be based on the Given Maxwell's equations.

Zur einfachen Berechnung magnetischer Felder in der elektrischen Energietechnik werden die Maxwellschen Gleichungen in Integralform verwendet.to simple calculation of magnetic fields in electrical power engineering Maxwell's equations are used in integral form.

In einer Einrichtung des Typs, der hier analysiert werden wird, hat das Magnetfeld eine niedrige Frequenz.In a device of the type that will be analyzed here the magnetic field has a low frequency.

Der Versatzstrom kann demnach vernachlässigt werden, verglichen mit der Stromdichte.Of the Offset current can therefore be neglected compared to the current density.

Die Maxwellsche Gleichung curl(H) = J + d/dtD 7)wird vereinfacht zu curl(H) = J 8) The Maxwell's equation curl ( H ) = J + d / dt D 7) is simplified too curl ( H ) = J 8th)

Die Integralform wird gefunden im Toke-Theorem: ∫(H)dl = I 9)präsentiert eine Lösung für das System in 4, wobei die Hauptwicklung 2 das H1-Feld einrichtet. Die Berechnungen werden hier mit konzentrierten Wicklungen ausgeführt, um imstande zu sein, auf die Prinzipien und nicht auf die exakte Berechnung zu fokussieren.The integral form is found in Toke's theorem: ∫ ( H ) dl = I 9) presents a solution for the system in 4 , where the main winding 2 set up the H1 field. The calculations are done here with concentrated windings to be able to focus on the principles rather than the exact calculation.

Die Integrationsstrecke koinzidiert mit der Feldrichtung und eine durchschnittliche Feldlänge 11 wird im magnetisierbaren Körper 1 gewählt. Die Lösung der Integralgleichung wird dann H111 = N1·I1 11) The integration distance coincides with the field direction and an average field length 11 becomes in the magnetizable body 1 selected. The solution of the integral equation then becomes H 1 1 1 = N 1 · I 1 11)

Dies ist auch bekannt als magnetomotorische Kraft MMK. F1 = N1·I1 12) This is also known as magnetomotive force MMK. F 1 = N 1 · I 1 12)

Die Steuerwicklung 4 wird eine entsprechende MMK einrichten, die durch den Strom I2 erzeugt wird: H2·I2 = N2·I2 13) F2 = N2·I2 14) The tax winding 4 will set up a corresponding MMK generated by stream I2: H 2 · I 2 = N 2 · I 2 13) F 2 = N 2 · I 2 14)

Die Magnetisierung des Materials unter dem Einfluss des H-Felds, das aus den Quellenwicklungen 2 und 4 erzeugt wird, wird ausgedrückt durch die Flussdichte B. Für die Hauptwicklung 2: B 1 = μ0·μr1·H 1 15) The magnetization of the material under the influence of the H-field arising from the source windings 2 and 4 is expressed by the flux density B. For the main winding 2 : B 1 = μ 0 · ĩr 1 · H 1 15)

Für die Steuerwicklung 4: B 2 = μ0·μr2·H 2 16) For the tax winding 4 : B 2 = μ 0 · ĩr 2 · H 2 16)

Die Permeabilität in der Querrichtung ist in der Größenordnung von 1 bis 2 Zehnerstellen kleiner als für die Längsrichtung. Die Permeabilität für Vakuum ist: μ0 = 4·π·10–7·H/m 17) The permeability in the transverse direction is smaller on the order of 1 to 2 digits than for the longitudinal direction. The permeability for vacuum is: μ 0 = 4 · π · 10 -7 · H / m 17)

Die Kapazität zum Leiten magnetischer Felder in Eisen wird gegeben durch μr und die Größe von μ ist von 1.000 bis 100.000 für Eisen und für die neuen Metglas-Materialien bis zu 900.000.The capacity to conduct magnetic fields in iron is given by μ r and the size of μ is from 1,000 to 100,000 for iron and up to 900,000 for the new Metglas materials.

Durch Kombinieren von Gleichungen 11) und 15) erhalten wir für die Hauptwicklung 2: By combining equations 11) and 15) we get for the main winding 2 :

Figure 00310001
Figure 00310001

Der Fluss in dem magnetisierbaren Körper 1 von der Hauptwicklung 2 wird gegeben durch die Gleichung: Φ1 = ∫0Aj B 1·n ds 19) The flow in the magnetizable body 1 from the main winding 2 is given by the equation: Φ 1 = ∫ 0 aj B 1 · n ds 19)

Unter der Annahme, dass der Fluss konstant ist über den Kernquerschnitt: Under the assumption that the flux is constant over the core cross-section:

Figure 00320001
Figure 00320001

Hier erkennen wird den Ausdruck für den Flusswiderstand Rm oder die Reluktanz als durch 3) gegeben: Here will recognize the expression for the flow resistance Rm or the reluctance as given by 3):

Figure 00320002
Figure 00320002

Auf dieselbe Weise finden wir Fluss und Reluktanz für die Steuerwicklung 4: In the same way we find flux and reluctance for the control winding 4 :

Figure 00320003
Figure 00320003

Der Betrieb der Einrichtung basiert auf der physikalischen Tatsache, dass das Differential der Magnetfelddichte, die ihre Quelle im Strom in einem Leiter hat, ausgedrückt wird durch den Wirbel zum H-Feld. Wirbel-zu-H sagt einiges über das Differential oder die Feldänderung des H-Feldes über die Feldrichtung von H. In unserem Fall haben wird das Feld auf der Basis berechnet, dass die Fläche senkrecht von der Differentialfeldschleife dieselbe Richtung hat, wie die des Stroms. Dies bedeutet, dass die Felder von den stromführenden Leitern, die die Wicklungen bilden, welche rechtwinklig zueinander verlaufen, auch orthogonal sind. Die Tatsache, dass die Felder senkrecht zueinander sind, ist wichtig in Bezug auf die Ausrichtung der Domänen in dem Material.The operation of the device is based on the physical fact that the differential of magnetic field density, which has its source in the current in a conductor, is expressed by the vortex to the H field. Vortex-to-H says something about the differential or field change of the H field over the field direction of H. In our case, the field is calculated on the basis that the face perpendicular to the differential field loop has the same direction as that of the current , This means that the fields are also orthogonal to the current-carrying conductors, which form the windings which are perpendicular to each other. The fact That the fields are perpendicular to each other is important in terms of the orientation of the domains in the material.

Bevor dies detaillierter geprüft wird, sei noch die Selbstinduktanz eingeführt, die eine Hauptrolle in der Anwendung der neuen magnetisch gesteuerten Leistungskomponenten spielen wird.Before this is examined in more detail is still introduced, the self-inductance that plays a major role in the application of the new magnetically controlled power components will play.

Gemäß den Maxwellschen Gleichungen wird ein zeitvariantes Magnetfeld ein zeitvariantes elektrisches Feld induzieren, das ausgedrückt wird durch E·dl = d/dt(∫S B·nds) 25) According to Maxwell's equations, a time-varying magnetic field will induce a time-varying electric field expressed by e · dl = d / dt (∫ S B · n ds) 25)

Die linke Seite des Integrals ist ein Ausdruck der Potentialgleichung in integraler Form. Die Quelle der Feldvariation kann die Spannung von einem Generator sein und wir können das Faradaysche Gesetz ausdrücken, wenn die Wicklung N Windungen hat und der gesamte Fluss durch alle diese Windungen verläuft, siehe 5L e = N·Aj·d/dtB = N·d/dtΦ = d/dtλ 26) The left side of the integral is an expression of the potential equation in integral form. The source of field variation may be the voltage from a generator and we can express Faraday's law if the winding has N turns and the entire flux passes through all these turns, see 5L e = N · A j · D / dtB = N · d / dtΦ = d / dtλ 26)

λ(Wb) liefert einen Ausdruck für die Zahl der Flusswindungen und ist die Summe des Flusses durch jede Windung in der Wicklung. Wenn man den Generator G in 5 als getrennt betrachtet, nachdem das Feld eingerichtet ist, wird die Quelle der Feldvariation der Strom in dem Kreis sein und von der Kreistechnologie haben wir, siehe 5a: e = L·di/dt 27) λ (Wb) gives an expression for the number of flux turns and is the sum of the flux through each turn in the winding. If you put the generator G in 5 considered as separate after the field is set up, the source of the field variation will be the stream in the circle and we have circle technology, see 5a : e = L * di / dt 27)

Von Gleichung 21 haben wird: Φ = k·I 28) From equation 21 will have: Φ = k · I 28)

Wenn L konstant ist, liefert die Kombination von Gleichungen 26 und 27: dλ/dt = Ldi/dt 29) If L is constant, the combination of equations 26 and 27 provides: dλ / dt = Ldi / dt 29)

Die Lösung von 29 ist: λ = L·i + C 30) The solution of 29 is: λ = L * i + C 30)

Von 28 leiten wir ab, dass C 0 ist und: L = λ/i 31) From 28 we deduce that C is 0 and: L = λ / i 31)

Dies ist ein Ausdruck der Selbstinduktanz für die Wicklung N (oder in unserem Fall, die Hauptwicklung 2). Die Selbstinduktanz ist gleich dem Verhältnis zwischen den Flusswindungen, die durch den Strom in der Wicklung (der Spule) eingerichtet werden, und dem Strom in der Wicklung (der Spule).This is an expression of the self-inductance for winding N (or, in our case, the main winding 2 ). The self-inductance is equal to the ratio between the flux turns established by the current in the winding (the coil) and the current in the winding (the coil).

Die Selbstinduktanz in der Wicklung ist näherungsweise linear, solange der magnetisierbare Körper oder der Kern nicht in der Sättigung sind. Jedoch sollten wird die Selbstinduktanz durch Änderungen in der Permeabilität im Material des magnetisierbaren Körpers ändern durch Ändern der Domänenmagnetisierung in der Transversalrichtung durch das Steuerfeld (d.h. durch das Feld H2, das durch die Steuerwicklung 4 eingerichtet wird).The self-inductance in the winding is approximately linear as long as the magnetizable body or core is not in saturation. However, the self-inductance should change due to changes in the permeability in the material of the magnetizable body by changing the domain magnetization in the transverse direction through the control field (ie, through the field H2 passing through the control winding 4 is set up).

Aus Gleichung 21), kombiniert mit 31) erhalten wird: Out Equation 21) combined with 31) is obtained:

Figure 00350001
Figure 00350001

Der Wechselstromwiderstand oder die Reaktanz in einem elektrischen Kreis mit Selbstinduktanz wird gegeben durch XL = jwL 33) The AC resistance or reactance in a self-inductance electrical circuit is given by X L = jwL 33)

Durch Magnetisierung der Domänen in dem magnetisierbaren Körper in Transversalrichtung wird die Reluktanz der Längsrichtung geändert. Wir sollten hier in der Beschreibung nicht detailliert darauf eingehen was im Bezug auf Domänen während unterschiedlicher Feldeinflüsse passiert. Hier betrachten wir gewöhnliches kommerzielles Elektroblech mit einem Siliziuminhalt von näherungsweise 3% und in der Beschreibung sollten wir keine Erläuterung des Phänomens in Bezug auf die Metglas-Materialien liefern, aber die magnetischen Materialien mit amorpher Struktur werden imstande sein, eine wichtige Rolle in einigen Anwendungen zu spielen.By Magnetization of the domains in the magnetizable body in the transverse direction, the reluctance of the longitudinal direction is changed. We should not go into detail here in the description of what in terms of domains while different field influences happens. Here we look at ordinary commercial electric sheet with a silicon content of approximately 3% and in the description we should not explain the phenomenon in Reference to the Metglas materials supply, but the magnetic Materials with amorphous structure will be able to play an important role Role in some applications to play.

In einem Transformator verwenden wir geschlossene Kerne mit hoher Permeabilität, wobei Energie in magnetischen Leckfeldern gespeichert wird und in geringem Umfang im Kern, aber die gespeicherte Energie keinen direkten Teil der Transformation der Energie bildet, mit dem Ergebnis, dass keine Energiewandlung im Sinne davon stattfindet, was in einem elektromechanischen System passiert, bei dem elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird, sondern Energie wird über magnetischen Fluss durch den Transformator umgewandelt. In einer Induktanzspule oder Drossel mit einem Luftspalt ist die Reluktanz im Luftspalt dominant, verglichen mit der Reluktanz im Kern mit näherungsweise der gesamten Energie im Luftspalt gespeichert.In In a transformer we use closed cores with high permeability, where Energy is stored in magnetic leaks and in low Scope at the core, but the stored energy is not a direct part the transformation of energy forms, with the result that no Energy conversion in the sense of this takes place, resulting in an electromechanical System happens when electrical energy into mechanical energy but energy is transmitted through magnetic flux converted the transformer. In an inductance coil or choke with an air gap, the reluctance in the air gap is dominant, compared with the reluctance in the nucleus with approximately the total energy stored in the air gap.

In der Einrichtung wird ein "virtueller" Luftspalt durch Sättigungsphänomene in den Domänen erzeugt. In diesem Fall wird die Energiespeicherung in einem verteilten Luftspalt stattfinden, der den gesamten Kern umfasst. Wir betrachten das tatsächliche magnetische Energiespeichersystem als frei von Verlusten und jedwede Verluste werden demnach durch externe Komponenten dargestellt.In the device becomes a "virtual" air gap Saturation phenomena in the domains generated. In this case, the energy storage is distributed in a Air gap take place, which covers the entire core. We consider the actual magnetic energy storage system as free of losses and any Losses are therefore represented by external components.

Die Energiebeschreibung, die wir verwenden, wird auf dem Prinzip der Energiekonservierung basieren.The Energy description that we use is based on the principle of Energy conservation based.

Das erste Gesetz der Thermodynamik, angewendet auf das obige verlustfreie elektromagnetische System, liefert, siehe 6: dWelin = dWfld 34)wobei

dWelin
= differenzielle elektrische Energiezufuhr
dWfld
= differenzielle Änderung in der gespeicherten magnetischen Energie
The first law of thermodynamics, applied to the above lossless electromagnetic system, provides, see 6 : dWelin = dWfld 34) in which
dWelin
= differential electrical energy supply
dWfld
= differential change in the stored magnetic energy

Aus Gleichung 26) haben wir e = d/dtλ From Equation 26) we have e = d / dtλ

Nun ist die Induktanz variabel durch das orthogonale Feld oder das Steuerfeld H2, und die Gleichung 31), eingefügt in 26) liefert: e = d(L·i)/dt = L·di/dt + i·dL/dt 35) Now, the inductance is variable through the orthogonal field or the control field H2, and Equation 31), inserted in 26) provides: e = d (L * i) / dt = L * di / dt + i * dL / dt 35)

Die Wirkung innerhalb des Systems ist p = i·e = i·d/dtλ 36) The effect within the system is p = i * e = i * d / dtλ 36)

Demnach haben wir dWelin = i·dλ 37) So we have dW elin = i · dλ 37)

Für ein System mit einem Kern, bei dem die Reluktanz variiert werden kann, und das nur eine Hauptwicklung hat, wird die Gleichung 35) eingefügt in die Gleichung 37) liefern dWelin = i·d(L·i) = i·(L·di + i·dl) 38) For a system with a core where the reluctance can be varied, and which has only one main winding, equation 35) will be inserted into equation 37) dW elin = i * d (L * i) = i * (L * di + i * dl) 38)

In der Einrichtung wird L als eine Funktion von μr, der relativen Permeabilität in den magnetisierbaren Körper oder Kern 1, die wiederum eine Funktion von I2 ist, dem Steuerstrom in der Steuerwicklung 4.In the device, L is considered as a function of μr, the relative permeability in the magnetizable body or core 1 , which in turn is a function of I2, the control current in the control winding 4 ,

Wenn L konstant ist, d.h., wenn I2 konstant ist, können wir den Abschnitt i × dL, da dL gleich 0 ist, vernachlässigen und demnach wird die Magnetfeldenergie gegeben durch: If L is constant, that is, if I2 is constant, we can use the section i × dL, da dL is 0, neglect and therefore the magnetic field energy is given by:

Figure 00370001
Figure 00370001

Wenn L mit Hilfe von I2 variiert wird, wird die Feldenergie als ein Ergebnis des geänderten Wertes von L geändert, und hierdurch wird der Strom I auch geändert, da er dem Feldwert durch die Flusswindungen λ zugeordnet ist. Da i und λ variabel sind und Funktionen voneinander, während sie nichtlineare Funktionen sind, sollten wir hier nicht auf die Lösung eingehen, da sie eine Mathematik einbezieht, die die Grenzen der Beschreibung, die für das Verständnis der Einrichtung erforderlich ist, übersteigen würden.If L is varied with the help of I2, the field energy is as a result of the changed Changed value of L, and thereby the current I is also changed as it passes through the field value the flux turns λ assigned is. Since i and λ are variable are and functions of each other while they are nonlinear functions we should not go into the solution here as they are one Mathematics incorporates the limitations of the description needed to understand the Device is required to exceed would.

Jedoch können wir den Schluss ziehen, dass die Feldenergie und die Energieverteilung steuerbar sein werden über μr und beeinflussen können, wie in dem Feld gespeicherte Energie erhöht und verringert wird. Wenn die Feldenergie abnimmt, wird der zusätzliche Teil zu dem Generator zurückgeführt. Oder, wenn wir eine Zusatzwicklung (z.B. Wicklung 3, 1) im selben Wicklungsfenster haben, wie die erste Hauptwicklung 2, und mit derselben Wickelachse, wie die von dieser, wird dies eine transformatorische Übertragung von Energie von der ersten Wicklung 2 zur zweiten Hauptwicklung 3 bereitstellen.However, we can conclude that the field energy and energy distribution will be controllable over μr and can affect how energy stored in the field is increased and decreased. When the field energy decreases, the additional part is returned to the generator. Or, if we have an additional winding (eg winding 3 . 1 ) in the same winding window as the first main winding 2 , and with the same winding axis as that of this, this becomes a transformative transfer of energy from the first winding 2 to the second main winding 3 provide.

Dies ist in 7 gezeigt, wo eine Änderung von λ aus einer Änderung der Energie in dem Feld Wflt resultiert, welches ursprünglich Wflt(λo, io) ist. Hier wird eine Variation erkannt, die so gering ist, dass i näherungsweise konstant ist während der Änderung von λ. Auf dieselbe Weise wird eine Änderung von i als eine Änderung von λ gegeben. Wenn wir zu unserer variablen Induktanz schauen, können wir daher das Folgende sagen:
Das Wesentliche davon, was stattfindet, ist in 8 und 9 gezeigt.
This is in 7 where a change in λ results from a change in energy in the field Wflt, which is originally Wflt (λo, io). Here, a variation is detected that is so small that i is approximately constant during the change of λ. In the same way, a change of i is given as a change of λ. So when we look at our variable inductance, we can say the following:
The essence of what is taking place is in 8th and 9 shown.

8 zeigt die Magnetisierungskurven für das gesamte Material des magnetisierbaren Körpers 1 und die Domänenänderung unter dem Einfluss des H1-Feldes von der Hauptwicklung 2. 8th shows the magnetization curves for the entire material of the magnetizable body 1 and the domain change under the influence of the H1 field from the main winding 2 ,

9 zeigt die Magnetisierungskurven für das gesamte Material des magnetisierbaren Körpers 1 und die Domänenänderung unter dem Einfluss dem H2-Feld in der Richtung von der Steuerwicklung 4. 9 shows the magnetization curves for the entire material of the magnetizable body 1 and the domain change under the influence of the H2 field in the direction of the control coil 4 ,

10a und 10b zeigen die Flussdichten B1 (wobei das Feld H1 durch den Arbeitsstrom eingerichtet ist) und B2 (in Entsprechung zu dem Steuerstrom). Die Ellipse stellt die Sättigungsgrenze für die B-Felder dar, d.h., wenn das B-Feld die Grenze erreicht, wird dies veranlassen, dass das Material des magnetisierbaren Körpers 1 die Sättigung erreicht. Die Form der Achse der Ellipse wird gegeben durch die Feldlänge und die Permeabilität der beiden Felder B1 (H1) und B2 (H2) im Kernmaterial des magnetisierbaren Körpers 1. 10a and 10b show the flux densities B1 (the field H1 being established by the working current) and B2 (corresponding to the control current). The ellipse represents the saturation limit for the B-fields, ie, when the B-field reaches the limit, this will cause the material of the magnetizable body 1 reaches saturation. The shape of the axis of the ellipse is given by the field length and the permeability of the two fields B1 (H1) and B2 (H2) in the core material of the magnetizable body 1 ,

Durch Ausdrücken der MMK-Verteilung oder der H-Feld-Verteilung durch die Achse in 10, kann ein Bild der magneto-motorischen Kraft von den beiden Strömen I1 und I2 gesehen werden.By expressing the MMK distribution or the H field distribution through the axis in 10 , a picture of the magneto-motor force can be seen from the two currents I1 and I2.

Wir nehmen nun Bezug zurück zu 8 und 9. Mit Hilfe einer Teilmagnetisierung der Domänen durch das Steuerfeld B2 (H2) wird ein zusätzliches Feld B1 (H1) von der Hauptwicklung 2 vektoriell zu dem Steuerfeld B2 (H2) hinzugefügt, die Domänen ferner magnetisierend, mit dem Ergebnis, dass die Induktanz der Hauptwicklung 2 von der durch den Zustand der Domänen unter dem Einfluss des Steuerfeldes B2 (H2) gegebenen Basis beginnen wird.We now refer back to 8th and 9 , With the help of a partial magnetization of the domains through the control field B2 (H2), an additional field B1 (H1) from the main winding 2 vectorially added to the control field B2 (H2), the domains also magnetizing, with the result that the inductance of the main winding 2 from the base given by the state of the domains under the influence of the control field B2 (H2) will begin.

Die Domänenmagnetisierung, die Induktanz L und der Wechselstromwiderstand XL werden hierdurch linear als eine Funktion des Steuerfeldes B2 variiert.The Domain magnetization the inductance L and the alternating current resistance XL thereby become linear as a function of the control field B2 varies.

Wir sollten nun die verschiedenen Variationen der Einrichtung beschreiben unter Bezugnahme auf die verbleibenden Figuren.We should now describe the different variations of the device with reference to the remaining figures.

11 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform nicht gemäß der Erfindung. 11 is a schematic representation of a second embodiment not according to the invention.

12 zeigt dieselbe Ausführungsform eines magnetisch beeinflussten Verbinders nicht gemäß der Erfindung, wobei 12a den zusammengebauten Verbinder zeigt und 12b den Verbinder vom Ende aus betrachtet. 12 does not show the same embodiment of a magnetically influenced connector according to the invention, wherein 12a shows the assembled connector and 12b looking at the connector from the end.

13 zeigt einen Abschnitt entlang der Linie II in 12b. 13 shows a section along the line II in FIG 12b ,

Wie in den Figuren dargestellt, setzt sich der magnetisierbare Körper 1 unter anderem aus 2 parallelen Rohren 6 und 7 aus magnetisierbarem Material zusammen. Ein elektrisch isolierter Leiter 8 (12a, 13) wird kontinuierlich in einem Pfad durch das erste Rohr 6 und das zweite Rohr 7 mit einer Häufigkeit von N durchlaufen, wobei N = 1, ... r gilt, die erste Hauptwicklung 2 bildend, mit dem Leiter 8, der sich in entgegengesetzter Richtung durch die beiden Rohre 6 und 7 erstreckt, wie klar in 13 dargestellt. Selbst wenn der Leiter 8 nur sich durch das erste Rohr 6 und das zweite Rohr 7 zweimal erstreckend dargestellt ist, sollte selbstverständlich sein, dass es möglich ist für den Leiter 8, sich durch jeweilige Rohre entweder nur einmal oder möglicherweise einige Male zu erstrecken (wie durch die Tatsache angegeben, dass die Wickelzahl N von 0 bis r variieren kann), hierdurch ein Magnetfeld H1 in den parallelen Rohren 6 und 7 erzeugend, wenn der Leiter erregt ist. Eine kombinierte Steuerungs- und Magnetisierungswicklung 4, 4', die aus dem Leiter 9 besteht, wird um das erste Rohr und das zweite Rohr (6 bzw. 7) auf solche Weise gewickelt, dass die Richtung des Feldes H2 (B2), das in dem zweiten Rohr erzeugt wird, wenn die Wicklung 4 erregt wird, sich entgegengesetzt gerichtet erstrecken wird, wie durch die Pfeile für das Feld B2 (H2) in 11 gezeigt. Die Magnetfeldverbinder 10, 11 sind an den Enden der jeweiligen Rohre 6, 7 montiert, um die Rohre feldweise in einer Schleife miteinander zu verbinden. Der Leiter 8 wird befähigt sein, einen Laststrom 11 (12a) zu führen. Länge und Durchmesser der Rohre 6, 7 wird, basierend auf der Energie und der Spannung, bestimmt, die zu verbinden sind. Die Anzahl der Windungen N1 der Hauptwicklung 2 wird durch die Umkehrblockierbarkeit für Spannung bestimmt und dem Querschnittsbereich des Umfangs des Arbeitsflusses μ2. Die Anzahl von Windungen N2 der Steuerwicklung 4 wird durch die Felder bestimmt, die für die Sättigung des magnetisierbaren Körpers 1 erforderlich sind, welche die Rohre 6, 7 und die Magnetfeldverbinder 10, 11 umfassen.As shown in the figures, the magnetizable body is set 1 among other things from 2 parallel pipes 6 and 7 made of magnetizable material together. An electrically insulated conductor 8th ( 12a . 13 ) is continuously in a path through the first pipe 6 and the second tube 7 traversing at a frequency of N, where N = 1, ... r, the first main winding 2 forming, with the conductor 8th moving in the opposite direction through the two tubes 6 and 7 extends as clearly in 13 shown. Even if the leader 8th only through the first pipe 6 and the second tube 7 it should be understood that it is possible for the conductor 8th to extend through respective tubes either only once or possibly a few times (as indicated by the fact that the number of turns N can vary from 0 to r), thereby a magnetic field H1 in the parallel tubes 6 and 7 generating when the conductor is energized. A combined control and magnetization winding 4 . 4 ' coming out of the ladder 9 exists, around the first tube and the second tube ( 6 respectively. 7 ) in such a manner that the direction of the field H2 (B2) generated in the second tube, when the winding 4 is excited, will extend oppositely directed, as indicated by the arrows for the field B2 (H2) in 11 shown. The magnetic field connectors 10 . 11 are at the ends of the respective tubes 6 . 7 mounted to connect the pipes in a loop by field. The leader 8th will be capable of a load current 11 ( 12a ) respectively. Length and diameter of the pipes 6 . 7 is determined based on the energy and the voltage to be connected. The number of turns N1 of the main winding 2 is determined by the reverse blockability for stress and the cross-sectional area of the scope of the flow μ2. The number of turns N2 of the control winding 4 is determined by the fields responsible for the saturation of the magnetizable body 1 are required, which are the pipes 6 . 7 and the magnetic field connectors 10 . 11 include.

14 zeigt einen speziellen Entwurf der Hauptwicklung 2 in einer Einrichtung nicht gemäß der Erfindung. Tatsächlich unterscheidet sich die Lösung in 14 von der in 12 und 13 dargestellten, nur durch die Tatsache, dass statt eines einzelnen isolierten Leiters 8, der durch die Rohre 6 und 7 verläuft, zwei getrennte entgegengesetzt gerichtete Leiter, sogenannte Primärleiter 8 und Sekundärleiter 8', verwendet werden, um hierdurch eine Spannungswandlerfunktion zu erreichen für die magnetisch beeinflusste Einrichtung nicht gemäß der Erfindung. Dies wird nun detaillierter erläutert. Der Entwurf ist im Wesentlichen ähnlich dem in 11, 12 und 13 gezeigten. Der magnetisierbare Körper 1 umfasst zwei parallele Rohre 6 und 7, ein elektrisch isolierter Primärleiter 8 wird kontinuierlich in einer Strecke durch das erste Rohr 6 und das zweite Rohr 7 N1 mal geführt, wobei N1 = 1, ... r gilt, mit dem Primärleiter 8 sich in entgegengesetzter Richtung durch die zwei Rohre 6 und 7 erstreckend. Ein elektrisch isolierter Sekundärleiter 8' wird kontinuierlich in einer Strecke durch das erste Rohr 6 und das zweite Rohr 7 N1'-mal geführt, wobei N1' = 1, ... r gilt, mit dem Sekundärleiter 8' sich in entgegengesetzter Richtung bezogen auf den Primärleiter durch die beiden Rohre 6 und 7 erstreckend. Mindestens eine kombinierte Steuer- und Magnetisierungswicklung 4 und 4' ist um das erste Rohr 6 und das zweite Rohr 7 jeweils gewickelt mit dem Ergebnis, dass die Feldrichtung, die auf dem Rohr erzeugt wird, entgegengesetzt gerichtet ist. Wie für die Ausführung nicht gemäß der Erfindung und in 11, 12 und 13 dargestellt, sind magnetische Feldverbinder 10, 11 an dem Ende des jeweiligen Rohres (6, 7) montiert, um die Rohre 6 und 7 feldweise in einer Schleife zu verbinden, hierdurch den magnetisierbaren Körper 1 bildend. Obwohl zum Zwecke der Einfachheit der primäre Leiter 8 und der sekundäre Leiter 8' in den Zeichnungen mit nur einem Durchlauf durch die Rohre 6 und 7 dargestellt sind, wird es unmittelbar ersichtlich, dass sowohl der primäre Leiter 8 als auch der sekundäre Leiter 8' jeweils N1- bzw. N1'-mal durch die Rohre 6 und 7 geführt werden können. Länge und Durchmesser der Rohre 6 und 7 wird auf der Basis der Energie und der Spannung bestimmt, die umzusetzen sind. Für einen Transformator mit einem Umsetzverhältnis (N1:N1') gleich 10:1 werden in der Praxis zehn Leiter verwendet als Primärleiter 8 und nur ein Sekundärleiter 8'. 14 shows a special design of the main winding 2 in a device not according to the invention. In fact, the solution differs in 14 from the in 12 and 13 represented, only by the fact that instead of a single insulated conductor 8th passing through the pipes 6 and 7 runs, two separate oppositely directed conductors, called primary conductors 8th and secondary conductors 8th' , to thereby achieve a voltage converter function for the magnetically influenced device not according to the invention. This will now be explained in more detail. The design is essentially similar to the one in 11 . 12 and 13 . shown The magnetizable body 1 includes two parallel tubes 6 and 7 , an electrically insulated primary conductor 8th is continuously in a stretch through the first pipe 6 and the second tube 7 N1 times, where N1 = 1, ... r, with the primary conductor 8th in the opposite direction through the two tubes 6 and 7 extend. An electrically insulated secondary conductor 8th' is continuously in a stretch through the first pipe 6 and the second tube 7 N1 'times, where N1' = 1, ... r, with the secondary conductor 8th' in the opposite direction relative to the primary conductor through the two tubes 6 and 7 extend. At least one combined control and magnetization winding 4 and 4 ' is the first pipe 6 and the second tube 7 each wound with the result that the field direction generated on the tube is directed opposite. As for the embodiment not according to the invention and in 11 . 12 and 13 shown are magnetic field connectors 10 . 11 at the end of each tube ( 6 . 7 ) mounted to the pipes 6 and 7 field by field in a loop, thereby the magnetizable body 1 forming. Although for the sake of simplicity the primary ladder 8th and the secondary leader 8th' in the drawings with only one pass through the pipes 6 and 7 are shown, it is immediately apparent that both the primary conductor 8th as well as the secondary leader 8th' N1 or N1 times through the tubes 6 and 7 can be performed. Length and diameter of the pipes 6 and 7 is determined on the basis of the energy and the voltage to be implemented. For a transformer with a conversion ratio (N1: N1 ') equal to 10: 1, ten conductors are used in practice as the primary conductor 8th and only a secondary conductor 8th' ,

Eine Ausführungsform der magnetischen Feldverbinder 10 und/oder 11 nicht gemäß der Erfindung ist in 15 gezeigt. Ein magnetischer Verbinder 10, 11 ist dargestellt, der sich aus einem magnetisch leitenden Material zusammensetzt, wobei zwei bevorzugte Ringaperturen 12 für den Leiter 8 in der Hauptwicklung 2 (siehe zum Beispiel 13) aus dem magnetischen Material in den Leitern 10, 11 verarbeitet sind. Darüber hinaus ist ein Spalt 13 vorgesehen, der den Magnetfeldpfad des Leiters 8 unterbricht. Die Endfläche 14 ist die Verbindungsfläche für das Magnetfeld H2 von der Steuerwicklung 4, die aus den Leitern 9 und 9' besteht (13).An embodiment of the magnetic field connector 10 and / or 11 not according to the invention is in 15 shown. A magnetic connector 10 . 11 is shown, which is composed of a magnetically conductive material, wherein two preferred ring apertures 12 for the leader 8th in the main winding 2 (see for example 13 ) of the magnetic material in the conductors 10 . 11 are processed. In addition, there is a gap 13 provided the magnetic field path of the conductor 8th interrupts. The endface 14 is the interface for the magnetic field H2 from the control winding 4 coming from the ladders 9 and 9 ' consists ( 13 ).

16 zeigt einen dünnen Isolationsfilm 15, der zwischen den Endflächen auf den Rohren 6 und 7 und dem Magnetfeldverbinder 10, 11 in einer bevorzugten Variante der oben beschriebenen Einrichtung angeordnet wird, die nicht gemäß der Erfindung ist. 16 shows a thin insulation film 15 placed between the end faces on the tubes 6 and 7 and the magnetic field connector 10 . 11 is arranged in a preferred variant of the device described above, which is not according to the invention.

17 und 18 zeigen andere alternative Varianten der oben beschriebenen Einrichtung, die nicht gemäß der Erfindung ist, in Verbindung mit den Magnetfeldverbindern 10, 11. 17 and 18 show other alternative variants of the device described above, which is not according to the invention, in connection with the magnetic field connectors 10 . 11 ,

1932 zeigen einige Varianten der oben beschriebenen Einrichtung, die nicht gemäß der Erfindung ist, in Verbindung mit einem Kern 16, der in der in 12, 13 und 14 gezeigten Variante den Hauptteil der Rohre 6 und 7 bildet, welche bevorzugt gemeinsam mit den Magnetfeldverbindern 10 und 11 den magnetisierbaren Körper 1 bilden. 19 - 32 show some variants of the device described above, not according to the Er is in connection with a nucleus 16 who is in the in 12 . 13 and 14 variant shown the main part of the tubes 6 and 7 forms, which preferably together with the magnetic field connectors 10 and 11 the magnetizable body 1 form.

19 zeigt einen zylindrischen Kernteil 16, der längsweise, wie dargestellt, aufgeteilt ist, wobei eine oder mehrere Schichten 17 eines isolierenden Materials zwischen den beiden Kernhälften 16', 16'' angeordnet sind. 19 shows a cylindrical core part 16 Divided longitudinally, as shown, with one or more layers 17 an insulating material between the two core halves 16 ' . 16 '' are arranged.

20 zeigt einen rechteckigen Kernteil 16 und 21 zeigt eine Variante dieses Kernteils 16, wobei er aufgeteilt ist in zwei Teilabschnitte in der Lateralfläche. In der in 21 gezeigten Variante sind eine oder mehrere Schichten isolierenden Materials 17 zwischen den Kernhälften 16, 16' vorgesehen. Eine fernere Variante wird in 22 gezeigt, bei der ein Teilabschnitt in jeder Ecke angeordnet ist. 20 shows a rectangular core part 16 and 21 shows a variant of this core part 16 wherein it is divided into two sections in the lateral area. In the in 21 variant shown are one or more layers of insulating material 17 between the core halves 16 . 16 ' intended. A further variant will be in 22 shown in which a section is arranged in each corner.

23, 24 und 25 zeigen eine rechteckige Form. 26, 27 und 28 zeigen dasselbe für eine dreieckige Form. 29 und 30 zeigen eine ovale Variante und final zeigen 31 und 32 eine hexagonale Form. In 31 ist die hexagonale Form aus 6 gleichen Flächen 18 zusammengesetzt und in 30 besteht die hexagonale Form aus zwei Teilen 16' und 16''. 23 . 24 and 25 show a rectangular shape. 26 . 27 and 28 show the same thing for a triangular shape. 29 and 30 show an oval variant and final show 31 and 32 a hexagonal shape. In 31 is the hexagonal shape of 6 equal faces 18 assembled and in 30 the hexagonal shape consists of two parts 16 ' and 16 '' ,

Bezugszeichen 17 bezieht sich auf einen dünnen Isolationsfilm.reference numeral 17 refers to a thin insulation film.

33 und 34 zeigen einen magnetischen Feldverbinder 10, 11, der verwendet werden kann als Steuerfeldverbinder zwischen den rechteckigen und quadratischen Hauptkernen 16 (in 2021 und 2325 jeweils dargestellt). Dieser magnetische Feldverbinder umfasst drei Teile 10', 10'' und 19. 33 and 34 show a magnetic field connector 10 . 11 which can be used as a control panel connector between the rectangular and square core cores 16 (in 20 - 21 and 23 - 25 each shown). This magnetic field connector comprises three parts 10 ' . 10 '' and 19 ,

34 zeigt eine Variante des Kernteils oder Hauptkerns 16, wobei die Endfläche 14 oder die Verbindungsfläche des Steuerflusses im rechten Winkel zu der Achse des Kernteils 16 verläuft. 34 shows a variant of the core part or main core 16 , where the end face 14 or the interface of the control flow at right angles to the axis of the core member 16 runs.

35 zeigt eine zweite Variante des Kernteils 16, wobei die Verbindungsfläche 14 für den Steuerfluss bei einem Winkel α zu der Achse des Kernteils 16 verläuft. 35 shows a second variant of the core part 16 , where the connecting surface 14 for the control flow at an angle α to the axis of the core part 16 runs.

3638 zeigen verschiedene Entwürfe des Magnetfeldverbinders 10, 11, die auf der Tatsache beruhen, dass die Verbindungsflächen 14' des Magnetfeldverbinders 10, 11 im selben Winkel verlaufen wie die Endflächen 14 zu dem Kernteil 16. 36 - 38 show different designs of the magnetic field connector 10 . 11 that are based on the fact that the connecting surfaces 14 ' of the magnetic field connector 10 . 11 at the same angle as the end surfaces 14 to the core part 16 ,

36 zeigt einen Magnetfeldverbinder 10, 11 nicht gemäß der Erfindung, in welchem unterschiedliche Lochformen 12 für die Hauptwicklung 2 auf der Basis der Form des Kernteils 16 angegeben sind (rund, dreieckig, etc.). 36 shows a magnetic field connector 10 . 11 not according to the invention, in which different hole shapes 12 for the main winding 2 based on the shape of the core part 16 are specified (round, triangular, etc.).

In 37 ist der Magnetverbinder 10, 11 flach. Er ist angepasst zur Verwendung mit Kernteilen 16 mit rechtwinkligen Endfläche 14.In 37 is the magnetic connector 10 . 11 flat. It is adapted for use with core parts 16 with right-angled end surface 14 ,

In 38 ist eine Winkel α' angegeben zu dem Magnetfeldverbinder 10, 11, welcher angepasst ist an den Winkel α zu dem Kernteil (35), hierdurch die Endfläche 14 und die Verbindungsfläche 14' veranlassend, zu koinzidieren.In 38 is an angle α 'indicated to the magnetic field connector 10 . 11 , which is adapted to the angle α to the core part ( 35 ), thereby the end surface 14 and the interface 14 ' causing to coincide.

In 39 wird eine Variante der oben diskutierten Einrichtung, die nicht gemäß der Erfindung ist, mit einer Anordnung von Magnetfeldverbindern 10, 11 und Kernteilen 16 dargestellt. 39b zeigt dieselbe Variante von der Seite betrachtet.In 39 Fig. 12 is a variant of the device discussed above, which is not in accordance with the invention, with an array of magnetic field connectors 10 . 11 and core parts 16 shown. 39b shows the same variant viewed from the side.

Es ist möglich, die Positionen der Steuerwicklung und der Hauptwicklung umzuschalten.It is possible, to switch the positions of the control winding and the main winding.

40 und 41 sind eine Schnittansicht und Ansicht jeweils von der ersterwähnten Ausführungsform der Erfindung einer magnetisch beeinflussten Spannungsverbindereinrichtung. 40 and 41 FIG. 10 is a sectional view and a view, respectively, of the first-mentioned embodiment of the invention of a magnetically-influenced voltage connecting device. FIG.

Die Einrichtung umfasst (40b) einen magnetisierbaren Körper 1, der ein externes Rohr 20 umfasst und ein internes Rohr 21 (oder Kernteile 16, 16'), die konzentrisch sind und aus einem magnetisierbaren Material hergestellt sind, mit einem Spalt 22 zwischen der inneren Wand des externen Rohrs 20 und der äußeren Wand des internen Rohrs 21. Magnetische Feldverbinder 10, 11 zwischen den Rohren 20 und 21 sind an den jeweiligen Enden davon montiert (40a). Ein Abstandshalter 23 (40a) ist in dem Spalt 22 angeordnet, hierdurch die Rohre 20, 21 konzentrisch haltend. Eine kombinierte Steuer- und Magnetisierungswicklung 4, aus Leitern 9 bestehend, ist um das innere Rohr 21 gewickelt und befindet sich in dem Spalt 22. Die Wickelachse A2 für die Steuerwicklung koinzidiert daher mit der Achse A1 der Rohre 20 und 21. Eine elektrische Stromführende bzw. Hauptwicklung 2 bestehend aus Stromleitern 8, verläuft durch das innere Rohr 21 und entlang der Außenseite des äußeren Rohrs 20 N1-mal, wobei N1 = 1, ... r ist. Mit der kombinierten Steuer- und Magnetisierungswicklung 4 in Kooperation mit der Hauptwicklung 2 oder dem stromführenden Leiter 8, wird ein leicht aufgebauter aber effizienter magnetisch beeinflusster Spannungsverbinder erhalten. Diese Ausführungsform der Einrichtung kann auch modifiziert werden auf solche Weise, dass die Rohre 20, 21 keinen runden Querschnitt haben, sondern einen Querschnittabschnitt mit einem Quadrat, einem Rechteck, einem Dreieck etc.The device comprises ( 40b ) a magnetizable body 1 who has an external pipe 20 includes and an internal pipe 21 (or core parts 16 . 16 ' ), which are concentric and made of a magnetizable material, with a gap 22 between the inner wall of the external pipe 20 and the outer wall of the internal tube 21 , Magnetic field connectors 10 . 11 between the pipes 20 and 21 are mounted at the respective ends thereof ( 40a ). A spacer 23 ( 40a ) is in the gap 22 arranged, thereby the pipes 20 . 21 concentrically holding. A combined control and magnetization winding 4 . from ladders 9 consisting, is around the inner tube 21 wrapped and located in the gap 22 , The winding axis A2 for the control winding therefore coincides with the axis A1 of the pipes 20 and 21 , An electrical current-carrying or main winding 2 consisting of conductors 8th , passes through the inner tube 21 and along the outside of the outer tube 20 N1 times, where N1 = 1, ... r. With the combined control and magnetization winding 4 in cooperation with the main development 2 or the live conductor 8th , an easily constructed but efficient magnetically-influenced voltage connector is obtained. This embodiment of the device can also be modified in such a way that the tubes 20 . 21 have no round cross-section, but a cross-sectional section with a square, a rectangle, a triangle, etc.

Es ist auch möglich, die Hauptwicklung um das innere Rohr zu wickeln, in welchem Fall die Achse A2 der Hauptwicklung mit der Achse A1 der Rohre zusammenfallen wird, während die Steuerwicklung um die Rohre auf der Innenseite von 21 und der Außenseite von 20 gewickelt sind.It is also possible to wind the main winding around the inner tube, in which case the axis A2 of the main winding will coincide with the axis A1 of the tubes, while the control winding around the tubes on the inside of 21 and the outside of 20 are wound.

4244 zeigen verschiedene Konfigurationen des Magnetfeldverbinders 10, 11, die speziell angepasst sind an das letztere Design der Einrichtung, d.h., wie in Verbindung mit 40 und 41 beschrieben. 42 - 44 show various configurations of the magnetic field connector 10 . 11 , which are specially adapted to the latter design of the device, ie, as in connection with 40 and 41 described.

42a zeigt im Schnitt und 42b in einer Ansicht von oben einen Magnetfeldverbinder 10, 11 mit Verbindungsflächen 14' bei einem Winkel bezogen auf die Achse der Rohre 20, 21 (des Kernteils 16) und es ist offensichtlich, dass die internen 21 und die externen 20 Rohre auch im selben Winkel sein sollten zu den Verbindungsflächen 14. 42a shows in section and 42b in a view from above a magnetic field connector 10 . 11 with connection surfaces 14 ' at an angle relative to the axis of the tubes 20 . 21 (of the core part 16 ) and it is obvious that the internal 21 and the external ones 20 Tubes should also be at the same angle to the connection surfaces 14 ,

43 und 44 zeigen andere Varianten des Magnetfeldverbinders 10, 11, wobei die Verbindungsflächen 14' des Steuerfeldes H2 (B2) rechtwinklig zur Hauptachse des Kernteils 16 (Rohre 20, 21) sind. 43 and 44 show other variants of the magnetic field connector 10 . 11 , where the connecting surfaces 14 ' of the control field H2 (B2) at right angles to the main axis of the core part 16 (Tube 20 . 21 ) are.

43 zeigt einen hohlen halbringkernförmigen Magnetfeldverbinder 10, 11 mit einem hohlen halbrunden Querschnitt, während 44 einen Ringkernmagnetfeldverbinder mit einem rechteckigen Querschnitt zeigt. 43 shows a hollow half ring core magnetic field connector 10 . 11 with a hollow semicircular cross-section while 44 shows a toroidal magnetic field connector with a rectangular cross-section.

Eine Variante der in 40 und 41 gezeigten Einrichtung ist in 45 dargestellt, wobei 45a die Einrichtung von der Seite zeigt, während 45b sie von oben zeigt. Der einzige Unterschied gegenüber dem Spannungsverbinder in 4041 ist, dass eine zweite Hauptwicklung 3 in derselben Weise gewickelt ist, wie die Hauptwicklung 2. Durch diese Maßnahme wird ein leicht konstruierter aber effizienter magnetisch beeinflusster Spannungswandler erhalten.A variant of in 40 and 41 shown device is in 45 shown, where 45a the device from the side shows while 45b she shows from above. The only difference from the voltage connector in 40 - 41 is that a second main winding 3 wound in the same way as the main winding 2 , By this measure, a slightly constructed but efficient magnetically influenced voltage transformer is obtained.

46 und 47 sind ein Schnitt und eine Ansicht, die die andere Ausführungsform des Spannungswandlers mit konzentrischen Rohren zeigen. 46 and 47 FIG. 12 is a sectional view and a view showing the other embodiment of the concentric tube voltage converter. FIG.

46 und 47 zeigen den Spannungswandler, der als ein Spannungswandler mit verbundenen Rohren agiert. Ein innerer, Reluktanz-gesteuerter Kern 24 befindet sich innerhalb eines externen Kerns 25, um den eine Hauptwicklung 2 gewickelt ist. Der Reluktanz-gesteuerte innere Kern 24 hat denselben Aufbau wie zuvor erwähnt unter der Beschreibung der 40, 41, aber der einzige Unterschied ist, dass es keine Hauptwicklung 2 um den Kern 24 gibt. Er hat nur eine Steuerwicklung 4, die sich innerhalb des Spaltes 22 zwischen den inneren 21 und äußeren Teilen befindet, die den inneren Reluktanz-gesteuerten Kern 24 bilden, mit dem Ergebnis, dass nur der Kern 24 magnetisch Reluktanz-gesteuert ist unter dem Einfluss eines Steuerfeldes H2 (B2) von dem Strom der Steuerwicklung 4. 46 and 47 show the voltage converter acting as a voltage converter with connected tubes. An inner, reluctance-driven core 24 is inside an external core 25 to the one main winding 2 is wound. The reluctance-driven inner core 24 has the same structure as mentioned above under the description of 40 . 41 but the only difference is that there is no main winding 2 around the core 24 gives. He has only one control winding 4 that are inside the gap 22 between the inner ones 21 and outer parts that houses the inner reluctance-driven core 24 form, with the result that only the core 24 Magnetically reluctance-controlled is under the influence of a control field H2 (B2) of the current of the control winding 4 ,

Die Hauptwicklung 2 in 46 und 47 ist eine Wicklung, die sowohl den Kern 24 als auch den Kern 25 einschließt.The main winding 2 in 46 and 47 is a winding that both the core 24 as well as the core 25 includes.

Der Betriebsmodus des Reluktanz-gesteuerten Spannungsverbinders oder Wandlers gemäß der Erfindung und in Verbindung mit 46 und 47 beschrieben, wird nun beschrieben.The mode of operation of the reluctance-controlled voltage connector or transducer according to the invention and in connection with 46 and 47 will now be described.

Wir sollten auch Bezug nehmen auf 55, die eine Einrichtung zeigt, nicht gemäß der Erfindung, aber die das Prinzip der Verbindung darstellt, 65 mit einem vereinfachten Ersatzschaltbild für das Reluktanzmodell, wobei Rmk die variable Reluktanz ist, die den Fluss zwischen den Wicklungen 2 und 3 steuert, und 65b, die eine elektrische Ersatzschaltung für die Verbindung zeigt, wobei Lk die variable Induktanz ist.We should also refer to 55 showing a device, not according to the invention, but representing the principle of the connection, 65 with a simplified equivalent circuit for the reluctance model, where Rmk is the variable reluctance, which is the flux between the windings 2 and 3 controls, and 65b showing an electrical equivalent circuit for the connection, where Lk is the variable inductance.

Eine Wechselspannung V1 über der Wicklung 2 wird einen Magnetisierungsstrom I1 in der Wicklung 2 einrichten. Dieser wird durch den Fluss ϕ1 + ϕ1' in de Kernen 24 und 25 erzeugt, welcher eingerichtet werden muss, um die Gegenspannung bereitzustellen, die gemäß dem Faradayschen Gesetz in 2 erzeugt wird. Wenn es keinen Steuerstrom in dem Reluktanz-gesteuerten Kern 24 gibt, wird der Fluss zwischen den Kernen 24 und 25, basierend auf der Reluktanz in den jeweiligen Kernen 24 und 25 aufgeteilt.An AC voltage V1 across the winding 2 becomes a magnetizing current I1 in the winding 2 set up. This is due to the flux φ1 + φ1 'in the nuclei 24 and 25 generated, which are set up in order to provide the counter tension required by Faraday's law in 2 is produced. If there is no control current in the reluctance-controlled core 24 There will be the flow between the nuclei 24 and 25 , based on the reluctance in the respective cores 24 and 25 divided up.

Um Energie von einer Wicklung zur anderen durchzubringen, muss der innere Reluktanz-gesteuerte Kern 24 mit Steuerstrom gespeist werden.To bring energy from one winding to the other, the inner reluctance-driven core must 24 be fed with control power.

Durch Zuführen von Steuerstrom 12 in der positiven Haltperiode der Wechselspannung V1 in 2 sollten wir eine Halbperiodenspannung über 2 erhalten. Da die Energie durch Flussversatz zwischen dem Reluktanz-gesteuerten Kern 24 und dem äußeren (sekundären) Kern 25 übertragen wird, wird der Reluktanz-gesteuerte Kern 24 wesentlich durch den Steuerstrom 12 während der Periode beeinflusst werden, wenn er in Sättigung gesteuert ist, während der Arbeitsfluss in den sekundären äußeren Kern 25 wandern wird und mit der Primärwicklung 2 während der Energieübertragung interagieren wird.By supplying control current 12 in the positive holding period of the AC voltage V1 in 2 should we use a half-cycle voltage over 2 receive. Because the energy is due to flux offset between the reluctance-driven core 24 and the outer (secondary) core 25 is transferred, the reluctance-controlled core 24 essentially by the control current 12 be influenced during the period when it is controlled in saturation, while the working flow into the secondary outer core 25 will wander and with the primary winding 2 during the energy transfer will interact.

Wenn der Reluktanz-gesteuerte Kern 24 durch Zurücksetzen des Steuerflusses B2 (H2), der orthogonal zu dem Arbeitsfluss B1 (H1) ist, aus der Sättigung gebracht wird, wird der Fluss von der Primärseite wieder geteilt zwischen den Kernen 24 und 25, und eine an die Sekundärwicklung 3 verbundene Last wird nur eine niedrige Reluktanz sehen und hierbei eine hohe Induktanz und eine geringe Verbindung zwischen Primär-(VI)- und Sekundär-(V3)-Spannung. Eine Spannung wird über die Sekundärwicklung 3 erzeugt, aber auf Kosten der Magnitude von Lk verglichen mit der Magnetisierungsimpedanz Lm, wird der Großteil der Spannung (V1) von der Primärwicklung 2 Lk überlagern. Der Fluss von der Primärwicklung 2 wird im Wesentlichen dahin gehen, wo die niedrigste Reluktanz ist, und wo der Flusspfad am kürzesten ist (65b).When the reluctance-driven core 24 by resetting the control flow B2 (H2) which is orthogonal to the flow B1 (H1) from which saturation is brought, the flow from the primary side is again divided between the cores 24 and 25 , and one to the secondary winding 3 Connected load will see only a low reluctance and thereby a high inductance and a low connection between primary (VI) and secondary (V3) voltage. A voltage is applied across the secondary winding 3 but at the expense of the magnitude of Lk compared to the magnetizing impedance Lm, the majority of the voltage (V1) will be from the primary winding 2 Lk overlay. The river from the primary winding 2 will essentially go to where the lowest reluctance is and where the flow path is the shortest ( 65b ).

Man kann sich auch vorstellen, dass der externe Kern 25 steuerbar gemacht werden könnte, zusätzlich zu dem Vorhandensein einer vierten Hauptwicklung, die um den inneren steuerbaren Kern 24 gewickelt ist. Dies ist, um die Spannung zwischen den Kernen 24 und 25 zu befähigen, wenn erforderlich, gesteuert zu werden.One can also imagine that the external core 25 could be made controllable, in addition to the presence of a fourth main winding around the inner steerable core 24 is wound. This is to the tension between the cores 24 and 25 to be enabled, if necessary, to be controlled.

48 beschreibt eine fernere Einrichtung, die nicht gemäß der Erfindung ist, von einem magnetisch beeinflussten Spannungsverbinder oder Spannungswandler, wobei der magnetisierbare Körper 1 derart entworfen ist, dass der Steuerfluss B2 (H2) direkt ohne einen getrennten Magnetfeldverbinder durch den Hauptkern 16 verbunden ist. 48 describes a further device, which is not according to the invention, of a magnetically influenced voltage connector or voltage converter, wherein the magnetizable body 1 is designed so that the control flow B2 (H2) directly without a separate magnetic field connector through the main core 16 connected is.

48 zeigt einen Spannungsverbinder, der nicht gemäß der Erfindung ist, in der Form eines Ringkerns, betrachtet von der Seite. Der Spannungsverbinder umfasst zwei Kernteile 16 und 16', eine Hauptwicklung 2 und eine Steuerwicklung 4. 48 shows a voltage connector, which is not according to the invention, in the form of a toroidal core, viewed from the side. The voltage connector comprises two core parts 16 and 16 ' , a main winding 2 and a control winding 4 ,

49 zeigt einen Spannungsverbinder, der nicht gemäß der Erfindung ist, ausgerüstet mit einer zusätzlichen Hauptwicklung 3, die die Möglichkeit des Wandelns der Spannung bietet. 49 shows a voltage connector, which is not according to the invention, equipped with an additional main winding 3 that offers the possibility of transforming the tension.

50 zeigt die Einrichtung der 48 im Schnitt entlang der Linie IV-IV in 48, und 51 zeigt den Schnitt entlang der Linie V-V. In 50 ist eine ringförmige Apertur 12 zum Anordnen der Steuerwicklung 4 dargestellt. 50 shows the device of 48 in section along the line IV-IV in 48 , and 51 shows the section along the line VV. In 50 is an annular aperture 12 for arranging the control winding 4 shown.

51 zeigt eine zusätzliche Apertur 26 zum Durchführen der Verdrahtung. 51 shows an additional aperture 26 for performing the wiring.

52 und 53 zeigen den Aufbau eines Kerns 16, der nicht gemäß der Erfindung ist, ohne Wicklungen, und wobei der Kern 16 so entworfen ist, dass es keinen Bedarf für einen zusätzlichen Magnetfeldverbinder für das Steuerfeld gibt. Der Kern 16 hat zwei Kernteile 16, 16' und eine Apertur 12 für eine Steuerwicklung 4. Dieser Entwurf ist dazu gedacht, verwendet zu werden, wenn das magnetische Material gesintert ist oder aus komprimiertem Pulver geformtem Material besteht. In diesem Fall wird es möglich sein, geschlossene Magnetfeldpfade in die Topologie einzufügen, mit dem Ergebnis, dass das, was zuvor getrennte Verbinder waren, die für foliengewickelte Kerne benötigt waren, einen Teil des tatsächlichen Kerns bilden und ein produktiver Teil der Struktur sind. Der Kern, der den geschlossenen Magnetkreis bildet ohne getrennte Magnetfeldverbinder, und der in diesen 52 und 53 dargestellt wird, kann in allen Einrichtungen verwendet werden, die nicht gemäß der Erfindung sind, selbst wenn die Figuren einen Körper 1 zeigen, der angepasst ist für die dargestellte Einrichtung, unter anderem in 1 und 2. 52 and 53 show the structure of a nucleus 16 which is not according to the invention, without windings, and wherein the core 16 is designed so that there is no need for an additional magnetic field connector for the control panel. The core 16 has two core parts 16 . 16 ' and an aperture 12 for a tax winding 4 , This design is intended to be used when the magnetic material is sintered or made of compressed powder molded material. In this case, it will be possible to insert closed magnetic paths into the topology, with the result that what were previously separate connectors needed for film wound cores form part of the actual core and are a productive part of the structure. The core that forms the closed magnetic circuit without separate magnetic field connectors, and in this 52 and 53 can be used in all devices that are not according to the invention, even if the figures have a body 1 which is adapted for the illustrated device, inter alia in 1 and 2 ,

54 zeigt eine magnetisch beeinflusste Spannungswandlereinrichtung gemäß der Erfindung, wobei die Einrichtung einen inneren Steuerkern 24 hat, bestehend aus einem inneren Rohr 20 und einem äußeren Rohr 21, die konzentrisch sind und aus magnetisierbarem Material erstellt werden, mit einem Spalt 22 zwischen der inneren Wand des äußeren Rohrs 20 und der äußeren Wand des inneren Rohrs 21. Abstandshalter 23 sind in dem Spalt zwischen der inneren Wand des äußeren Rohrs 20 und der äußeren Wand des inneren Rohrs 21 montiert. Magnetfeldverbinder 10, 11 sind zwischen den Rohren 20 und 21 an jeweiligen Enden davon montiert. Eine kombinierte Steuer- und Magnetisierungswicklung 4 ist um das innere Rohr 21 gewickelt und befindet sich in dem Spalt 22. Die Einrichtung besteht ferner aus einem äußeren zweiten Kern 25 mit einer Vielzahl von Ringkernspulen 25', 25'', 25''' etc. umfassenden Wicklungen außerhalb des Steuerkerns 24. Jede Ringkernspule 25', 25'', 25''' etc. besteht aus einem Ring eines magnetisierbaren Materials, von einer jeweiligen zweiten Hauptwicklung oder Sekundärwicklung 3 umwunden, von denen nur eine zum Zwecke der Klarheit dargestellt ist. Eine erste Hauptwicklung oder Primärwicklung 2 wird durch das innere Rohr 21 in dem Steuerkern 24 geführt und entlang der Außenseite des äußeren Kerns 27 N1 mal, wobei N1 = 1, ... r gilt. 54 shows a magnetically influenced voltage conversion device according to the invention, wherein the device is an inner control core 24 has, consisting of an inner tube 20 and an outer one pipe 21 , which are concentric and made of magnetizable material, with a gap 22 between the inner wall of the outer tube 20 and the outer wall of the inner tube 21 , spacer 23 are in the gap between the inner wall of the outer tube 20 and the outer wall of the inner tube 21 assembled. magnetic field connectors 10 . 11 are between the pipes 20 and 21 mounted at respective ends thereof. A combined control and magnetization winding 4 is around the inner tube 21 wrapped and located in the gap 22 , The device also consists of an outer second core 25 with a variety of toroidal coils 25 ' . 25 '' . 25 ''' etc. comprehensive windings outside the control core 24 , Each toroidal coil 25 ' . 25 '' . 25 ''' etc. consists of a ring of magnetizable material, of a respective second main winding or secondary winding 3 wounded, of which only one is shown for purposes of clarity. A first main winding or primary winding 2 gets through the inner tube 21 in the control core 24 guided and along the outside of the outer core 27 N1 times, where N1 = 1, ... r.

Es ist auch möglich, sich eine Sekundärkerneinrichtung vorzustellen, die innerhalb des Steuerkerns 24 angeordnet ist, in welchem Fall die Primärwicklung 2 durch die Ringkerne 25 zu verlaufen hat und entlang der Außenseite des Steuerkerns 24.It is also possible to imagine a secondary core device operating within the control core 24 is arranged, in which case the primary winding 2 through the ring cores 25 has to go and along the outside of the control core 24 ,

25 ist eine schematische Darstellung eines magnetisch beeinflussten Spannungsreglers nicht gemäß der Erfindung mit einem ersten Reluktanz-gesteuerten Kern 24 und einem zweiten Kern 25, von denen jeder aus einem magnetisierbaren Material besteht und entworfen ist, um einen geschlossenen Magnetkreis zu bilden, wobei die Kerne nebeneinander gestellt sind. Mindestens ein erster elektrischer Leiter 8 ist auf einer Hauptwicklung 2 über sowohl das erste als auch das zweite Querschnittsprofil des Kerns entlang mindestens eines Teils des geschlossenen Kreises gewickelt. Mindestens ein zweiter elektrischer Leiter 9 ist als eine Wicklung 4 in dem Reluktanz-gesteuerten Kern 24 in einer Form montiert, die im Wesentlichen dem geschlossenen Kreis entspricht. Zudem ist mindestens ein dritter elektrischer Leiter 27 um das Querschnittsprofil des zweiten Kerns 25 entlang mindestens eines Teils des geschlossenen Kreises gewickelt. Die Feldrichtung von der Wicklung 2 des ersten Leiters 8 und der Wicklung des zweiten Leiters 9 ist orthogonal. Mit Hilfe dieser Lösung bilden der erste Leiter 8 und der dritte Leiter 27 eine Primärwicklung 2 bzw. eine Sekundärwicklung. 25 is a schematic representation of a magnetically influenced voltage regulator not according to the invention with a first reluctance-controlled core 24 and a second core 25 each of which is made of a magnetizable material and designed to form a closed magnetic circuit with the cores juxtaposed. At least one first electrical conductor 8th is on a main winding 2 over both the first and second cross-sectional profiles of the core are wound along at least a portion of the closed circle. At least a second electrical conductor 9 is as a winding 4 in the reluctance-controlled core 24 mounted in a form that substantially corresponds to the closed circle. In addition, at least one third electrical conductor 27 around the cross-sectional profile of the second core 25 Wrapped along at least part of the closed circle. The field direction of the winding 2 of the first leader 8th and the winding of the second conductor 9 is orthogonal. With the help of this solution form the first conductor 8th and the third leader 27 a primary winding 2 or a secondary winding.

56 zeigt einen Vorschlag eines elektrotechnischen schematischen Symbols für den Spannungsverbinder, der nicht gemäß der Erfindung ist. 56 shows a proposal of an electrotechnical schematic symbol for the voltage connector, which is not according to the invention.

57 zeigt einen Vorschlag für ein schematisches Blockdiagramm für den Spannungsverbinder. 57 shows a proposal for a schematic block diagram for the voltage connector.

58 zeigt einen Magnetkreis, nicht gemäß der Erfindung, wobei die Steuerwicklung 4 und der Steuerfluss B2 (H2) nicht enthalten sind. 58 shows a magnetic circuit, not according to the invention, wherein the control winding 4 and the control flow B2 (H2) are not included.

59 und 60 sind ein Vorschlag für ein schematisches elektrotechnisches Symbol für den Spannungswandler, der nicht gemäß der Erfindung ist, wobei die Reluktanz in dem Steuerkern 24 den magnetischen Fluss zwischen einem Kern mit fester Reluktanz 25 und einem zweiten Kern mit variabler Reluktanz 24 verschiebt (siehe beispielsweise 55). 59 and 60 are a proposal for a schematic electrical symbol for the voltage converter, which is not according to the invention, wherein the reluctance in the control core 24 the magnetic flux between a core with fixed reluctance 25 and a second variable reluctance core 24 shifts (see for example 55 ).

Es gibt sicherlich keine Einschränkung, zwei Kerne mit variablen Reluktanzen zu haben. Die Tatsache, dass wir den Fluss zwischen zwei Kernen innerhalb derselben Wicklung verschieben können, wird verwendet, um eine magnetische Umschaltung vorzunehmen, die eine Spannung unabhängig von dem Verlauf der Magnetisierung im Hauptkern ein- und ausschalten kann. Dies bedeutet, dass wir einen Schalter haben, der dieselbe Funktion hat wie ein GTO mit der Ausnahme, dass wir auswählen können, welche Schaltzeit wir wünschen.It There is certainly no restriction to have two cores with variable reluctances. The fact that we see the flow between two cores within the same winding can move, is used to perform a magnetic switching, the a voltage independent of the course of the magnetization in the main core on and off can. This means that we have a switch that is the same Function has like a GTO except that we can choose which one Switching time we wish.

Einrichtungen, die gemäß der Erfindung sind, und jene, die hier beschrieben werden, die nicht gemäß der Erfindung sind, werden in vielen unterschiedlichen Verbindungen verwendbar sein, und nun werden Beispiele von Anwendungen wiedergegeben, in welchen sie speziell geeignet sind.institutions those according to the invention and those described herein that are not in accordance with the invention are becoming usable in many different connections and now examples of applications are reproduced in which they are especially suitable.

61 zeigt die Verwendung von hier offenbarten Einrichtungen gemäß und nicht gemäß der Erfindung in einem Wechselstromkreis, um die Spannung über eine Last RL zu steuern, welche eine Lichtquelle sein kann, eine Wärmequelle oder eine andere Last. 61 shows the use of devices disclosed herein in accordance with and not in accordance with the invention in an AC circuit to control the voltage across a load RL, which may be a light source, heat source or other load.

62 zeigt die Verwendung von hier offenbarten Einrichtungen gemäß und auch nicht gemäß der Erfindung in einem Drei-Phasesn-System, wobei ein solcher Spannungsverbinder in jeder Phase verbunden mit einer Diodenbrücke verwendet wird für eine lineare Regelung der Ausgangsspannung von der Diodenbrücke. 62 shows the use of devices disclosed herein according to and not in accordance with the invention in a three-phase system, such a voltage connector in each phase connected to a diode bridge being used for linear regulation of the output voltage from the diode bridge.

63 zeigt eine Verwendung von hier gemäß der Erfindung und nicht gemäß der Erfindung beschriebenen Einrichtungen als eine variable Drossel in Gleichstromwandlern. 63 shows a use of here according to the invention and not according to the invention described devices as a variable throttle in DC-DC converters.

64 zeigt eine Verwendung von hier offenbarten Einrichtungen gemäß der Erfindung und nicht gemäß der Erfindung, als eine variable Drossel in einem Filter gemeinsam mit Kondensatoren. Hier haben wir nur ein Serien- und ein Parallelfilter (64a bzw. 64b) gezeigt, aber es ist implizit, dass die variable Induktanz in einer Anzahl von Filtertopologien verwendet werden kann. 64 shows a use of devices disclosed herein according to the invention and not according to the invention, as a variable throttle in a filter together with capacitors. Here we have only one serial and one parallel filter ( 64a respectively. 64b ), but it is implicit that variable inductance can be used in a number of filter topologies.

Eine fernere Anwendung von hier offenbarten Einrichtungen, die nicht gemäß der Erfindung sind, ist die, die unter anderem in Verbindung mit 44 und 45 beschrieben wird, wobei Vorschläge für schematische Symbole in 59 wiedergegeben werden. In dieser Anwendung hat der Spannungsverbinder eine Funktion als ein Spannungswandler, wobei eine Sekundärwicklung hinzugefügt ist. Eine Anwendung als ein Spannungsregler ist gegebenenfalls hier dargestellt, wobei der Magnetisierungsstrom in der Transformatorverbindung und die Leck-Reaktanz über die Steuerwicklung 4 steuerbar sind. Das spezielle Merkmal dieses Systems ist, dass die Transformatorgleichung anwendbar ist während gleichzeitig der Magnetisierungsstrom gesteuert werden kann durch Ändern von μr. In diesem Fall kann daher die Kennlinie des Transformators zu einem gewissen Grad geregelt werden. wenn es eine Gleichstromerregung einer Wicklung 2 gibt, wird es möglich sein, transformierte Energie über den Transformator zu erhalten durch Variieren von μr und hierdurch des Flusses in dem Reluktanz-gesteuerten Kern statt des Variierens der Erregung. Demnach ist es im Prinzip möglich, eine Wechselspannung aus einer Gleichspannung mit Hilfe der Tatsache zu erzeugen, dass eine Änderung des Magnetisierungsstroms von dem Gleichstromgenerator in diesem System die Fähigkeit mit sich bringt, zu einer Wicklung auf der Sekundärseite transformiert zu werden.A further application of devices disclosed herein that are not in accordance with the invention is that disclosed inter alia in connection with 44 and 45 with proposals for schematic symbols in 59 be reproduced. In this application, the voltage connector has a function as a voltage converter with a secondary winding added. An application as a voltage regulator is optionally shown here, with the magnetizing current in the transformer connection and the leakage reactance across the control winding 4 are controllable. The special feature of this system is that the transformer equation is applicable while at the same time the magnetizing current can be controlled by changing μr. In this case, therefore, the characteristic of the transformer can be controlled to some extent. if there is a DC excitation of a winding 2 For example, it will be possible to obtain transformed energy across the transformer by varying μr and thereby flux in the reluctance-controlled core rather than varying the excitation. Thus, in principle, it is possible to generate an AC voltage from a DC voltage by virtue of the fact that a change in the magnetizing current from the DC generator in this system brings about the ability to be transformed into a winding on the secondary side.

Eine Anwendung der Erfindung ist in 46 und 47 dargestellt, wobei eine variable Reluktanz als Steuerkern von einen oder mehreren getrennten Kernen mit getrennten Wicklungen umgeben oder eingeschlossen wird, sowie 55, in der eine Einrichtung, die nicht gemäß der Erfindung ist, dargestellt wird mit einem ersten Reluktanz-gesteuerten Kern und einem zweiten Kern, entworfen als geschlossener Magnetkreis und nebeneinander gestellt. Wir nehmen auch Bezug auf 65, die ein elektrisches Äquivalenzschaltbild zeigt.An application of the invention is in 46 and 47 in which a variable reluctance as a control core is surrounded or enclosed by one or more separate cores with separate windings, as well as 55 in which a device not according to the invention is illustrated with a first reluctance-controlled core and a second core designed as a closed magnetic circuit and juxtaposed. We also refer to 65 , which shows an electrical equivalent circuit diagram.

55 zeigt, wie die Flüsse in einer Einrichtung, die nicht gemäß der Erfindung ist, in den Kernen wandern. Wir möchten betonen, dass der Fluss in dem Steuerkern mit dem Fluss im Arbeitskern über die Wicklung verbunden ist, die beide Kerne einschließt. In diesem System wird die Transformation elektrischer Energie steuerbar sein durch den Fluss, der zu einem Steuerkern und einem Arbeitskern verbunden wird und getrennt wird. Da die Flüsse zwischen den Kernen über das Faradaysche Induktionsgesetz miteinander verkettet sind, wird die funktionale Abhängigkeit der Gleichungen für die Primärseite und der Gleichungen für die Sekundärseite durch die Verbindung zwischen den Flüssen gesteuert. In einer linearen Anwendung werden wird imstande sein, eine Transformation von Spannungen und Strömungen zwischen einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung linear durch Ändern der Reluktanz in dem Steuerkern zu steuern, wodurch wir befähigt werden, hier den Ausdruck "Reluktanz-gesteuerter Transformator" einzuführen. Für eine geschaltete Einrichtung werden wir imstande sein, den Ausdruck "Reluktanz-gesteuerter Schalter" einzuführen. 55 shows how the flows in a device, which is not according to the invention, migrate in the cores. We want to emphasize that the flow in the control core is connected to the flow in the working core via the winding that encloses both cores. In this system, the transformation of electrical energy will be controllable by the flow which is connected to a control core and a working core and disconnected. Since the flows between the nuclei are interlinked by Faraday's law of induction, the functional dependence of the equations for the primary side and the equations for the secondary are controlled by the connection between the flows. In a linear application, it will be possible to linearly control a transformation of voltages and currents between a primary winding and a secondary winding by changing the reluctance in the control core, thereby enabling us to introduce here the term "reluctance-controlled transformer". For a switched device, we will be able to introduce the term "reluctance-controlled switch".

Die Flussverbindung zwischen der primären oder ersten Hauptwicklung 2 und der Sekundärwicklung oder zweiten Hauptwicklung 3, wird nun erläutert. Wicklung 2, die nun sowohl den Reluktanz-gesteuerten Steuerkern 24 als auch den Hauptkern 25 einschließt, wird einen Fluss in beiden Kernen einrichten. Die Selbstinduktanz L1 von 2 gibt an, wie viel Fluss oder wie viele Flusswindungen in den Kernen erzeugt werden, wenn ein Strom hindurchgeführt wird in L1 in 2. Die gegenseitige Induktanz zwischen der Primärwicklung 2 und der Sekundärwicklung 3 gibt an, wie viele der Flusswindungen, die durch 2 und L1 eingerichtet sind, um 2 gewickelt sind und über die Sekundärwicklung 3.The flux connection between the primary or first main winding 2 and the secondary winding or second main winding 3 , will now be explained. winding 2 that now has both the reluctance-driven control core 24 as well as the main nucleus 25 will set up a flow in both cores. The self-inductance L1 of 2 indicates how much flow or how many turns of the river are created in the cores when a current is passed through L1 in 2 , The mutual inductance between the primary winding 2 and the secondary winding 3 indicates how many of the river meanders that go through 2 and L1 are set up to 2 are wound and over the secondary winding 3 ,

Wir können selbstverständlich auch den Hauptkern 25 als Reluktanz-gesteuert betrachten, aber aus Gründen der Einfachheit sollten wir hier auf ein System Bezug nehmen, mit einem Hauptkern 25, wobei die Reluktanz konstant ist, und einem Steuerkern 24, wobei die Reluktanz variabel ist.We can of course also the main core 25 Consider as reluctance-driven, but for the sake of simplicity we should refer here to a system with a main core 25 , wherein the reluctance is constant, and a control core 24 , where the reluctance is variable.

Die Flusslinien werden dem Pfad folgen, der die höchste Permeanz (wo die Permeabilität am höchsten ist) liefert, d.h., mit der geringsten Reluktanz.The Flow lines will follow the path that has the highest permeance (where permeability is highest) provides, i.e., with the lowest reluctance.

In 55 und 65 sind Leck-Felder in den Hauptwicklungen 2 und 3 nicht in die Überlegung einbezogen worden. 55 zeigt ein vereinfachtes Modell des Transformators, das nicht gemäß der Erfindung ist, wobei die Reluktanz-gesteuerten Primär- und die Sekundär-Wicklungen 2 bzw 3 jeweils um einen Transformatorarm gewickelt sind, während sie in der Praxis vorzugsweise um denselben Transformatorarm gewickelt sind, und in unserem Fall, wird der äußere Ringkern, der der Hauptkern 25 ist, beispielsweise von der zweiten Wicklung 3 umwunden, die verteilt ist entlang des gesamten Kerns 25. In ähnlicher Weise wird die Primärwicklung 2 um den Hauptkern 25 gewunden und den Steuerkern 24, der konzentrisch zu dem Hauptkern und innerhalb von diesem angeordnet sein kann.In 55 and 65 are leak fields in the main windings 2 and 3 not included in the consideration. 55 shows a simplified model of the transformer, which is not according to the invention, wherein the reluctance-controlled primary and the secondary windings 2 respectively 3 in each case around a Transforma tor arm, while in practice they are preferably wound around the same transformer arm, and in our case, the outer toroid becomes the main core 25 is, for example, from the second winding 3 wound, which is distributed along the entire core 25 , Similarly, the primary winding 2 becomes the main core 25 wound and the control core 24 which may be concentric with and within the main core.

65 zeigt ein vereinfachtes Reluktanzmodell für die Einrichtung gemäß der Erfindung. 65 shows a simplified reluctance model for the device according to the invention.

65b zeigt ein vereinfachtes elektrisches Ersatzschaltbild für den Verbinder gemäß der Erfindung, wobei die Reluktanzen durch Induktanzen ersetzt sind. 65b shows a simplified electrical equivalent circuit diagram for the connector according to the invention, wherein the reluctances are replaced by inductance.

Ein Strom in 2 erzeugt Fluss in den Kernen 24 und 25: Φ = Φk + Φl 40)wobei

Φp
= Gesamtfluss, eingerichtet durch den Strom in 2.
Φk
= Gesamtfluss, der durch den Steuerkern 4 wandert.
Φl
= Teil des Gesamtflusses, der durch den Hauptkern 25 wandert.
A stream in 2 creates flow in the nuclei 24 and 25 : Φ = Φ k + Φ l 40) in which
Φ p
= Total flow, set up by the current in 2 ,
Φ k
= Total flow passing through the control core 4 emigrated.
Φ l
= Part of the total flow passing through the main core 25 emigrated.

Da der Leckfluss im Hauptkern 24 und Steuerkern 25 vernachlässigt ist, Φ1 = –Φ2 41) Because the leakage in the main core 24 and control core 25 is neglected, Φ 1 = -Φ 2 41)

In einer Weise kann Φk als gesteuerter Leckfluss angesehen werden.In a way, Φ k can be considered a controlled leak flow.

Auf der Basis von 65 können wir das höchstvereinfachte elektrische Ersatzschaltbild für den in 65b gezeigten Magnetkreis formulieren.On the basis of 65 we can find the most simplified electrical equivalent circuit for the in 65b formulate the magnetic circuit shown.

65b zeigt daher das Prinzip des Reluktanz-gesteuerten Verbinders, wobei die Induktanz Lk die Spannung von der Primärseite absorbiert. 65b shows therefore the principle of the reluctance-controlled connector, wherein the inductance Lk absorbs the voltage from the primary side.

Figure 00560001
Figure 00560001

Diese Induktanz wird durch die variable Reluktanz in dem Steuerkern 24 gesteuert, mit dem Ergebnis, dass die Verbindung oder die Spannungsteilung für eine an die Primärwicklung angelegte eingeschwungene Sinusspannung näherungsweise gleich dem Verhältnis zwischen der Induktanz in den jeweiligen Kernen ist, wie in Gleichung 43 gezeigt.This inductance is due to the variable reluctance in the control core 24 with the result that the connection or voltage division for a steady-state sinusoidal voltage applied to the primary winding is approximately equal to the ratio between the inductance in the respective cores, as shown in Equation 43.

Figure 00560002
Figure 00560002

Wenn der Steuerkern 24 in Sättigung ist, ist Lk eine sehr kleine Komponente von Lm und die Spannungsteilung wird gemäß dem Verhältnis zwischen der Anzahl der Wicklingen N1/N2 sein. Wenn der Steuerkern im ausgeschalteten Zustand ist, wird Lk groß und im gleichen Maße wird die Spannungstransformation zur Sekundärseite blockiert.If the control core 24 In saturation, Lk is a very small component of L m and the voltage division will be according to the ratio between the number of windings N1 / N2. When the control core is in the off state, Lk becomes large and, to the same extent, the voltage transformation to the secondary side is blocked.

Die Magnetisierung der Kerne relativ zur angelegten Spannung und Frequenz ist derart bemessen, dass der Hauptkern 25 und der Steuerkern 24 leicht getrennt das gesamte Zeitspannungsintegral absorbieren können, ohne in die Sättigung zu gehen. In unserem Modell ist der Bereich von Eisen des Steuer- und Arbeitskerns gleich, ohne dass dies als einschränkend für die Erfindung betrachtet wird.The magnetization of the cores relative to the applied voltage and frequency is such that the main core 25 and the control core 24 can easily absorb the entire time-span integral without going into saturation. In our model, the range of iron of the control and working core is the same, but is not considered to be limiting to the invention.

Da der Steuerkern 24 nicht in der Sättigung ist, auf Kosten der Hauptwicklung 2, sollten wir imstande sein, den Steuerkern 24 unabhängig von dem Arbeitsfluss B1 (H1) zurückzusetzen, hierdurch mit Hilfe der Erfindung das Ziel des Freigebens eines magnetischen Schalters erreichend. Wenn erforderlich, kann der Hauptkern 25 zurückgesetzt werden nach einem Ein-Impuls oder einer halben Ein-Periode durch die erforderliche, nur in der zweiten Halbperiode zurückgeführte MMF, um irgendeine Verzerrung in dem Magnetisierungsstrom zu kompensieren.Because the control core 24 is not in saturation, at the expense of the main winding 2 , should we be able to control the control core 24 independently of the flow of operation B1 (H1), thereby achieving, with the aid of the invention, the goal of releasing a magnetic switch. If necessary, the main core can 25 to be reset after a one-pulse or one-half on-period by the required MMF returned only in the second half-cycle to detect any distortion in the magnetizing current to compensate.

In einer geschalteten Anwendung, wenn der Schalter AUS ist, d.h., wenn der Fluss auf der Primärwicklung 2 zwischen dem Steuerkern 24 und dem Arbeitskern 25 verteilt ist, wird die Flussverbindung zwischen der Primärwicklung 2 und der Sekundärwicklung 3 geringfügig sein, und eine sehr geringe Energieübertragung wird zwischen Primärwicklung 2 und Sekundärwicklung 3 stattfinden.In a switched application, when the switch is OFF, ie when the flux is on the primary winding 2 between the control core 24 and the working core 25 is distributed, the flow connection between the primary winding 2 and the secondary winding 3 be slightly, and a very low energy transfer is between primary winding 2 and secondary winding 3 occur.

Wenn der Schalter EIN ist, d.h., wenn die Reluktanz in dem Steuerkern 24 sehr niedrig ist (μr = 10–50), und sich der Reluktanz einer Luftspule annähert, werden wird eine sehr gute Flussverbindung zwischen der Primärwicklung 2 und der Sekundärwicklung 3 haben und eine Energieübertragung.When the switch is ON, that is, when the reluctance in the control core 24 is very low (μr = 10-50), and as the reluctance of an air coil approaches, there will be a very good flux connection between the primary winding 2 and the secondary winding 3 have and an energy transfer.

Eine wichtige Anwendung der Erfindung wird demnach als ein Frequenzwandler sein mit Reluktanz-gesteuerten Schaltern und ein Wechselrichter oder Gleichrichter durch Verwenden des Reluktanz-gesteuerten Schalters in traditionellen Frequenzumrichterverbindungen und Gleichrichterverbindungen.A important application of the invention is therefore as a frequency converter be with reluctance-controlled switches and an inverter or rectifier by using the reluctance-controlled switch in traditional frequency converter connections and rectifier connections.

Eine Frequenzumrichtervariante kann zwischen Zufügen von geringen Anteilen von Sinusspannungen von jeweiligen Phasen in einem Drei-Phasen-System angesehen werden, wobei beide mit einem Reluktanz-gesteuerten separaten Kern verbunden sind, welcher wiederum mit einem oder mehreren hinzufügenden Kernen verbunden ist, die magnetisch mit den Reluktanz-gesteuerten Kernen über eine gemeinsame Wicklung verbunden sind durch die hinzufügenden Kerne und die Reluktanz-gesteuerten Kerne. Teile von Sinusspannungen können dann von den Reluktanz-gesteuerten Kernen in den Hinzufügekern verbunden werden, und eine Spannung mit einer Differenzfrequenz wird erzeugt.A Inverter variant may range between adding small amounts of Sinusoidal voltages of respective phases in a three-phase system be considered, both with a reluctance-controlled separate Core are connected, which in turn with one or more adding cores magnetically connected to the reluctance-controlled cores via a common winding are connected by the adding cores and the reluctance-controlled nuclei. Parts of sinusoidal voltages can then from the reluctance-driven Cores in the addition kernel be connected, and a voltage with a difference frequency is generated.

Ein Wechselrichter kann durch Verbinden einer Gleichspannung mit der den Arbeitskern einschließenden Hauptwicklung realisiert werden, wobei dieses Mal der Arbeitskern auch um eine Sekundärwicklung gewunden ist, wobei wir eine Sinusspannung durch sinusförmiges Ändern der Verbindung zwischen Arbeitskern und Steuerkern erhalten können.One Inverter can by connecting a DC voltage with the including the working core Main winding can be realized, this time the working core also around a secondary winding is a sinusoidal voltage by sinusoidally changing the Can get connection between core and control core.

66 zeigt die Verbindung für einen Magnetschalter. Dieser kann sicherlich auch als ein abstimmbarer Transformator agieren. 66 shows the connection for a magnetic switch. This can certainly act as a tunable transformer.

67 und 67a zeigen ein Beispiel eines Drei-Phasen-Entwurfs. Alle anderen Drei-Phasen-Gleichrichterverbinder sind sicherlich auch möglich. Mit Hilfe von der Verbindung zu einer Diodenbrücke oder individuellen Dioden zu den jeweiligen Ausgängen in einem 12-Impuls-Verbinder, wird ein abstimmbarer Gleichrichter erhalten. 67 and 67a show an example of a three-phase design. All other three-phase rectifier connectors are certainly possible. By means of the connection to a diode bridge or individual diodes to the respective outputs in a 12-pulse connector, a tunable rectifier is obtained.

In der Anwendung als ein abstimmbarer Transformator muss betont werden, dass die Größe des Reluktanz-gesteuerten Kerns durch den Bereich der Abstimmung bestimmt wird, der erforderlich ist für den Transformator (0–100 oder 80–1100 für die Spannung.In application as a tunable transformer must be emphasized that the size of the reluctance-driven Kerns is determined by the range of voting required is for the transformer (0-100 or 80-1100 for the Tension.

67b zeigt die Verwendung der Einrichtung gemäß der Erfindung als ein Verbinder in einem Frequenzumsetzer zum Umwandeln von Eingangsfrequenz in beliebig ausgewählte Ausgangsfrequenz und dazu gedacht, einen Asynchronmotor zu betreiben, um Teile der Phasenspannung, die von einem 6- oder 12-Impuls-Transformator erzeugt wird, zu der jeweiligen Motorphase hinzuzufügen (67b). 67b shows the use of the device according to the invention as a connector in a frequency converter for converting input frequency into arbitrarily selected output frequency and intended to operate an asynchronous motor to produce parts of the phase voltage generated by a 6 or 12-pulse transformer, to add to the respective engine phase ( 67b ).

68 zeigt die Einrichtung, die als ein Schalter in einem UFC (uneingeschränkter Frequenzänderer mit gezwungener Kommunikation) verwendet wird. 68 shows the device used as a switch in a UFC (Unrestricted Frequency Switch with Forced Communication).

69 zeigt einen Kreis, der sechs Einrichtungen 2833 gemäß der Erfindung umfasst. Die Einrichtungen 2833 werden als Frequenzwandler verwendet, wobei die Periode der erzeugten Spannungen aus Teilen der Grundfrequenz zusammengesetzt werden. Dies arbeitet durch "Durchlassen" nur der positiven Halbperiode oder Teilen der Halbperiode einer Sinusspannung, um die positive neue Halbperiode in der neuen Sinusspannung zu erstellen, und darauffolgend die negative Halbperiode oder Teile der negativen Halbperiode durchzulassen, um hierdurch die negative Halbperiode in der neuen Sinusspannung zu erstellen. Auf diese Weise wird eine Sinusspannung erzeugt, mit einer Frequenz von 10% bis 100% der Grundfrequenz. Dieser Wandler agiert auch als ein Soft-Start, da die Spannung am Ausgang geregelt wird über die Reluktanzsteuerung der Verbindung zwischen Primär- und Sekundärwicklung. 69 shows a circle of six facilities 28 - 33 according to the invention. The facilities 28 - 33 are used as frequency converters, wherein the period of the generated voltages are composed of parts of the fundamental frequency. This works by "passing" only the positive half period or parts of the half period of a sine voltage to make the positive new half period in the new sine voltage, and then passing the negative half period or parts of the negative half period, thereby passing the negative half period in the new sine voltage to create. In this way, a sinusoidal voltage is generated, with a frequency of 10% to 100% of the fundamental frequency. This converter also acts as a soft-start since the voltage at the output is controlled via the reluctance control of the connection between the primary and secondary windings.

In 69, wenn die erste Halbperiode durch den Verbinder Nr. 28 (Hauptwicklung 2) zugelassen wird, wird der Strom durch die Sekundärwicklung (Hauptwicklung 3) in demselben Verbinder kommutieren zu der Sekundärwicklung (Hauptwicklung 3) im Verbinder Nr. 29 und weiter von 29 bis 28, etc.In 69 if the first half period is indicated by connector no. 28 (Main winding 2 ), the current through the secondary winding (main winding 3 ) in the same connector commute to the Secondary winding (main winding 3 ) in connector no. 29 and further from 29 to 28 , Etc.

70 zeigt die Verwendung der Einrichtung gemäß der Erfindung als Wechselrichter. Hier ist die Hauptwicklung 2 in dem Verbinder erregt durch eine Gleichspannung U1, die ein Feld H1 (B1) sowohl in dem Steuerkern 24, als auch in dem Hauptkern 25 (diese sind in der Figur nicht gezeigt) einrichtet. Die Anzahl der Windungen N1, N2, N3 und der Bereich von Eisen sind auf solche Weise entworfen, dass keiner der Kerne im eingeschwungenen Zustand in die Sättigung gelangt. In dem Fall eines Steuersignals (d.h. einer Erregung der Steuerwicklung 4) in dem Steuerkern 24, wird der Fluss B2 (H2) darin zu dem Hauptkern 25 übermittelt und eine Änderung im Fluss B1 (H1) in diesem Kern 25 wird eine Spannung in der Sekundärwicklung (Hauptwicklung 3) induzieren. Durch einen sinusförmigen gesteuerten Strom I2 wird das Erzeugen einer Sinusspannung auf der Sekundärseite (Hauptwicklung 3) ermöglicht, mit derselben Frequenz wie der Steuerspannung U1. 70 shows the use of the device according to the invention as an inverter. Here is the main winding 2 in the connector is energized by a DC voltage U1 which is a field H1 (B1) both in the control core 24 , as well as in the main core 25 (these are not shown in the figure) set up. The number of turns N1, N2, N3 and the range of iron are designed in such a way that none of the nuclei become saturated in the steady state. In the case of a control signal (ie, an energization of the control winding 4 ) in the control core 24 , the flow B2 (H2) therein becomes the main core 25 transmitted and a change in the flow B1 (H1) in this core 25 a voltage in the secondary winding (main winding 3 ). By a sinusoidally controlled current I2 generating a sine voltage on the secondary side (main winding 3 ), with the same frequency as the control voltage U1.

70b zeigt die Verwendung der Erfindung als Wandler mit einer Änderung der Reluktanz. 70b shows the use of the invention as a converter with a change in reluctance.

71 zeigt eine Verwendung der Einrichtung mit der Erfindung als Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter bzw. Gleichrichter. Dasselbe Steuerprinzip wird hier verwendet, wie das oben in der Beschreibung eines Frequenzwandlers in 69 erläuterte. 71b zeigt ein Diagramm der Zeit der Eingangs- und Ausgangsspannung der Einrichtung. 71 shows a use of the device with the invention as AC-DC converter or rectifier. The same control principle is used here as described above in the description of a frequency converter in 69 explained. 71b shows a graph of the time of the input and output voltage of the device.

Wie zuvor erwähnt, ist der Spannungsverbinder gemäß der Erfindung im Wesentlichen ohne bewegliche Teile für das Absorbieren elektrischer Spannung zwischen einem Generator und einer Last. Die Funktion des Verbinders ist, imstande zu sein, die Spannung zwischen dem Generator und der Last von 0–100% mit Hilfe eines geringen Steuerstroms zu steuern. Eine zweite Funktion wird als ein reiner Spannungsschalter sein. Eine fernere Funktion könnte das Bilden und Transformieren einer Spannungskurve sein.As previously mentioned, is the voltage connector according to the invention essentially without moving parts for absorbing electrical Voltage between a generator and a load. The function of the Connector is able to be the voltage between the generator and the load of 0-100% to control with the help of a low control current. A second function will be considered a pure voltage switch. A further function could forming and transforming a voltage curve.

Die neue Technologie gemäß der Erfindung wird für das Aufbessern existierender Diodengleichrichter verwendbar sein, wobei es einen Bedarf für eine Regelung gibt. In Verbindung 12-Impuls- oder 24-Impuls-Gleichrichtersystemen wird es möglich sein, eine Spannung in dem System in einer einfachen Weise zu symmetrieren, während man einen von 0–100% steuerbaren Gleichrichter hat.The new technology according to the invention is for the improvement of existing diode rectifiers be usable There is a need for there is a regulation. In conjunction with 12-pulse or 24-pulse rectifier systems it becomes possible be to balance a voltage in the system in a simple way, while one from 0-100% controllable rectifier has.

In Bezug auf das in der Erfindung einbezogene magnetische Material, wird dieses basierend auf einer Kosten-Nutzen-Funktion ausgewählt werden. Die Kosten werden mit einigen Parametern, wie Verfügbarkeit auf dem Markt, Produzierbarkeit durch die verschiedenen ausgewählten Lösungen und Preis verkettet sein. Die Nutzenfunktion basiert darauf, welche elektrotechnische Funktion das Material erfüllen soll, einschließlich des Materialtyps und der magnetischen Eigenschaften. Magnetische Eigenschaften, die als wesentlich angesehen werden, schließen Hystereseverlust, Sättigungsflusspegel, Permeabilität, Magnetisierungskapazität in den zwei Hauptrichtungen des Materials ein und die Magnetostriktion. Die elektrische Einheitsfrequenz, Spannung und Energie zu den Energiequellen und Verbrauchern, die in der Erfindung einbezogen sind, werden nach Wahl der Materialien bestimmt. Geeignete Materialien schließen die folgenden ein:

  • a) Eisen-Siliziumstahl: erzeugt als ein Streifen einer Dicke von näherungsweise 0,1 mm–0,3 mm und einer Breite von 10 mm bis 1100 mm und aufgerollte auf Spulen. Vielleicht am meisten bevorzugt für große Kerne unter Berücksichtigung von Preis und bereits entwickelter Produktionstechnologie. Für die Verwendung bei niedrigen Frequenzen.
  • b) Eisen-Nickellegierungen (Permalloys) und/oder Eisen-Kobalt-Legierung (Permendur), erzeugt als ein Streifen, aufgerollt auf Spulen. Dies sind Legierungen mit speziellen magnetischen Eigenschaften mit Untergruppen, bei denen sehr spezielle Eigenschaften kultiviert worden sind.
  • c) Amorphe Legierungen, Metglas: erzeugt als ein Streifen einer Dicke von näherungsweise 20 μm–50 μm, einer Breite von 4 mm bis 200 mm und aufgerollt in Spulen. Sehr hohe Permeabilität, sehr geringer Verlust, kann mit fast 0 Magnetostriktion hergestellt werden. Existiert in zahllosen Varianten, eisenbasiert, kobaltbasiert etc. Fantastische Eigenschaften aber hoher Preis.
  • d) Weicheisen: gesintert in speziellen Formen, entwickelt für die Wandlerindustrie. Verwendet bei hohen Frequenzen bedingt durch geringe Dämpfung. Geringe Flussdichte. Geringe Verluste. Einschränkungen bezüglich physikalisch realisierbarer Größe.
  • e) Komprimierte Pulverkerne: komprimierte Eisenpulverlegierung in speziellen Formen, entwickelt für spezielle Anwendungen. Geringe Permeabilität, maximall näherungsweise 400–600 heute. Geringe Dämpfung aber hohe Flussdichte. Kann in sehr komplizierten Formen erzeugt werden.
With respect to the magnetic material involved in the invention, it will be selected based on a cost-benefit function. The costs will be linked with some parameters, such as availability on the market, manufacturability through the various solutions chosen and price. The utility function is based on which electro-technical function the material should fulfill, including the type of material and the magnetic properties. Magnetic properties considered essential include hysteresis loss, saturation flux level, permeability, magnetization capacity in the two major directions of the material, and magnetostriction. The unit electrical frequency, voltage and energy to the energy sources and consumers involved in the invention are determined by the choice of materials. Suitable materials include the following:
  • a) Iron-silicon steel: produced as a strip having a thickness of approximately 0.1 mm-0.3 mm and a width of 10 mm to 1100 mm and rolled up on spools. Perhaps most preferred for large cores considering price and already developed production technology. For use at low frequencies.
  • b) Permalloys and / or iron-cobalt alloy (Permendur), produced as a strip, rolled up on coils. These are alloys with special magnetic properties with subgroups where very special properties have been cultivated.
  • c) Amorphous alloys, Metglas: produced as a strip having a thickness of approximately 20 μm-50 μm, a width of 4 mm to 200 mm and rolled up in coils. Very high permeability, very low loss, can be produced with almost 0 magnetostriction. Exists in countless variations, iron based, cobalt based etc. Fantastic features but high price.
  • d) Soft iron: sintered in special shapes, developed for the converter industry. Used at high frequencies due to low attenuation. Low flux density. Low losses. Limitations regarding physically realizable size.
  • e) Compressed powder cores: compressed iron powder alloy in special forms, designed for special applications. Low permeability, maximally approximately 400-600 today. Low damping but high flux density. Can be produced in very complicated shapes.

Alle gesinterten und spritzgegossenen Kerne können in den Topologien implementiert werden, die relevant sind in Verbindung mit der Erfindung ohne den Bedarf nach speziellen Magnetfeldverbindern, da die tatsächliche Form in einer solchen Weise hergestellt wird, dass geschlossene Magnetfeldpfade für die relevanten Felder erhalten werden.All sintered and injection molded cores can be implemented in the topologies that are relevant to the invention without the need for special magnetic field connectors because the actual shape is made in such a way that closed magnetic paths for the relevant Fields are obtained.

Wenn Kerne basierend auf gerolltem Blechmetall hergestellt werden, werden sie durch einen oder mehrere Magnetfeldverbinder ersetzt.If Cores are made based on rolled sheet metal they are replaced by one or more magnetic field connectors.

Claims (20)

Magnetisch beeinflusster Strom- oder Spannungsregler, umfassend: einen ersten rohrförmigen Körper (20) und einen zweiten, inneren rohrförmigen Körper (21), die beide aus einem magnetisierbaren Material bestehen und einen Magnetkreis bereitstellen, wobei die Körper (20, 21) relativ zueinander konzentrisch sind und somit eine gemeinsame Achse (A1) haben, zumindest einen ersten elektrischer Leiter (8), der um die rohrförmigen Körper (20, 21) mit zumindest einer eine erste Hauptwicklung (2) bildenden Windung gewickelt ist, und zumindest einen zweiten elektrischen Leiter (9), der in einem Spalt (22) zwischen den Körpern (20, 21) vorgesehen ist und um die gemeinsame Achse (A1) der Körper mit zumindest einer eine zweite Hauptwicklung oder Steuerwicklung (4) bildenden Windung gewickelt ist, oder zumindest einen elektrischen Leiter (8), der in einem Spalt (22) zwischen den Körpern (20, 21) vorgesehen ist und um die gemeinsame Achse (A1) der Körper mit zumindest einer eine erste Hauptwicklung (2) bildenden Windung gewickelt ist, und zumindest einen zweiten elektrischen Leiter (9), der um die rohrförmigen Körper (20, 21) um zumindest eine eine zweite Hauptwicklung oder eine Steuerwicklung (4) bildende Windung gewickelt ist, wobei die Wicklungsachse (A2) für die Windung oder Windungen in der Hauptwicklung (2) in einem rechten Winkel zur Wicklungsachse (A4) für die Windung oder Windungen in der Steuerwicklung (4) steht mit dem Ziel des Bereitstellens orthogonaler Magnetfelder (H1, B1; H2, B2) in den Körpern und dadurch das Verhalten des magnetisierbaren Materials relativ zum Feld (H1, B1) in der Hauptwicklung (2) mittels des Feldes (H2, B2) in der Steuerwicklung (4) steuert, gekennzeichnet dadurch, dass die ersten und zweiten Körper aus einer gewickelten Folie magnetischen Materials hergestellt sind, und dass der Regler mittels der ersten und zweiten Körper, eines ersten Magnetfeldverbinders (10) und eines zweiten Magnetfeldverbinders (11) einen geschlossenen Magnetkreis für die orthogonalen Magnetfelder (H1, B1, H2, B2) bereitstellt, wobei die ersten und zweiten Magnetfeldverbinder die jeweiligen Endoberflächen der ersten und zweiten Körper magnetisch verbinden.Magnetically influenced current or voltage regulator, comprising: a first tubular body ( 20 ) and a second, inner tubular body ( 21 ), both made of a magnetizable material and providing a magnetic circuit, the bodies ( 20 . 21 ) are concentric relative to each other and thus have a common axis (A1), at least one first electrical conductor ( 8th ), which surround the tubular body ( 20 . 21 ) with at least one a first main winding ( 2 ) forming winding, and at least one second electrical conductor ( 9 ), which is in a gap ( 22 ) between the bodies ( 20 . 21 ) is provided and about the common axis (A1) of the body with at least one a second main winding or control winding ( 4 ) forming winding, or at least one electrical conductor ( 8th ), which is in a gap ( 22 ) between the bodies ( 20 . 21 ) is provided and about the common axis (A1) of the body with at least one a first main winding ( 2 ) forming winding, and at least one second electrical conductor ( 9 ), which surround the tubular body ( 20 . 21 ) around at least one of a second main winding or a control winding ( 4 ) winding winding, wherein the winding axis (A2) for the winding or windings in the main winding ( 2 ) at a right angle to the winding axis (A4) for the winding or windings in the control winding ( 4 ) stands with the aim of providing orthogonal magnetic fields (H1, B1, H2, B2) in the bodies and thereby the behavior of the magnetizable material relative to the field (H1, B1) in the main winding ( 2 ) by means of the field (H2, B2) in the control winding ( 4 ), characterized in that the first and second bodies are made of a wound film of magnetic material, and in that the controller is connected by means of the first and second bodies, a first magnetic field connector ( 10 ) and a second magnetic field connector ( 11 ) provides a closed magnetic circuit for the orthogonal magnetic fields (H1, B1, H2, B2), the first and second magnetic field connectors magnetically connecting the respective end surfaces of the first and second bodies. Regler gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldverbinder (10, 11) alle einen Spalt (13) umfassen, um das Einführen des ersten (8) oder des zweiten Leiters (9) zu erleichtern und den Magnetfeldpfad oder das Magnetfeld H1 (B1) vom Leiter (8, 9) zu unterbrechen.Regulator according to claim 1, characterized in that the magnetic field connectors ( 10 . 11 ) all a split ( 13 ) in order to prevent the introduction of the first ( 8th ) or the second conductor ( 9 ) and the magnetic field path or the magnetic field H1 (B1) from the conductor ( 8th . 9 ) to interrupt. Regler gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er einen dritten elektrischen Leiter (27) umfasst, der um eine Windung gewickelt ist, die eine dritte Hauptwicklung (3) bildet, wo die Wicklungsachse (A3) für die Windung oder die Windungen in der dritten Hauptwicklung (3) mit der Wicklungsachse (A2) für die Windung oder die Windungen in der ersten Hauptwicklung (2) koinzidiert oder zu ihr parallel ist, und somit einen Transformatoreffekt zwischen den ersten und den dritten Hauptwicklungen bereitstellt, wenn zumindest eine von ihnen angeregt wird.Regulator according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a third electrical conductor ( 27 ) wound around a turn comprising a third main winding ( 3 ), where the winding axis (A3) for the winding or windings in the third main winding (FIG. 3 ) with the winding axis (A2) for the winding or windings in the first main winding ( 2 ) is coincident or parallel to it, and thus provides a transformer effect between the first and third main windings when at least one of them is excited. Regler gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass er einen dritten elektrischen Leiter (27) umfasst, der um zumindest eine Windung gewickelt ist, die eine dritte Hauptwicklung (3) bildet, wobei die Wicklungsachse (A3) für die Windung oder die Windungen in der dritten Hauptwicklung (3) mit der Wicklungsachse (A4) für die Windung oder die Windungen in der Steuerwicklung (4) koinzidieren oder zu ihr parallel ist, wodurch ein Transformatoreffekt zwischen der dritten Hauptwicklung (3) und der Steuerwicklung (4) bereitgestellt wird, wenn zumindest eine von ihnen angeregt wird.Regulator according to claim 1 or claim 2, characterized in that it comprises a third electrical conductor ( 27 ) wound around at least one turn comprising a third main winding ( 3 ), wherein the winding axis (A3) for the winding or windings in the third main winding (FIG. 3 ) with the winding axis (A4) for the winding or the windings in the control winding ( 4 ) or parallel to it, whereby a transformer effect between the third main winding ( 3 ) and the control winding ( 4 ) is provided if at least one of them is stimulated. Regler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet; dass er einen zusätzlichen rohrförmigen Körper umfasst, der einen äußeren Kern (25) bereitstellt, der auf der Außenseite des ersten, externen rohrförmigen Körpers (20) montiert ist, wo die Körper (20, 21, 25) konzentrisch zueinander sind und somit eine gemeinsame Achse (A1) aufweisen.Regulator according to one of claims 1 to 4, characterized in that; that it comprises an additional tubular body having an outer core ( 25 ) provided on the outside of the first, external tubular body ( 20 ) is mounted where the body ( 20 . 21 . 25 ) are concentric with each other and thus have a common axis (A1). Regler gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass er einen dritten elektrischen Leiter (27) umfasst, der um den externen Kern (25) um eine Windung gewickelt ist, welche eine dritte Hauptwicklung (3) bildet, wobei die Wicklungsachse (A3) für die Windung oder die Windungen in der dritten Hauptwicklung (3) mit der Wicklungsachse (A2) für die Windung oder Windungen in der ersten Hauptwicklung (2) übereinstimmt oder parallel dazu ist, wodurch ein Transformatoreffekt zwischen den ersten zwei und den dritten Hauptwicklungen (3) vorgesehen ist, wenn zumindest eine von ihnen angeregt wird, oder wo die Wicklungsachse (A3) für die Windung oder Windungen in der dritten Hauptwicklung (3) mit der Wicklungsachse (A4) für die Windung oder die Windungen in der Steuerwicklung (4) koinzidiert oder parallel dazu ist, wodurch ein Transformatoreffekt zwischen der dritten Hauptwicklung (3) und der Steuerwicklung bereitgestellt wird, wenn zumindest eine von ihnen angeregt wird.Regulator according to claim 5, characterized in that it comprises a third electrical conductor ( 27 ) around the external core ( 25 ) is wound around a turn having a third main winding ( 3 ), wherein the winding axis (A3) for the winding or windings in the third main winding (FIG. 3 ) with the winding axis (A2) for the winding or windings in the first main winding ( 2 ) is in line with or parallel to, thereby providing a transformer effect between the first two and third main windings ( 3 ) is provided when at least one of them is excited, or where the winding axis (A3) for the winding or turns in the third main winding ( 3 ) with the winding axis (A4) for the winding or the windings in the control winding ( 4 ) is coincident or parallel thereto, whereby a transformer effect between the third main winding ( 3 ) and the control winding, if at least one of them is stimulated. Regler gemäß Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Kern (25) aus mehreren ringförmigen Teilen (25', 25'', etc.) besteht und dass die erste (2) und/oder die dritte Hauptwicklung (3) individuelle Wicklungen um jeden ringförmigen Teil bilden.Regulator according to claim 5 or claim 6, characterized in that the outer core ( 25 ) of a plurality of annular parts ( 25 ' . 25 '' , etc.) and that the first ( 2 ) and / or the third main winding ( 3 ) form individual windings around each annular part. Regler gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Kern (25) aus verschiedenen ringförmigen Teilen (25', 25'', etc.) besteht und dass die Steuerwicklung (4) und/oder die dritte Hauptwicklung (3) individuelle Wicklungen um jeden ringförmigen Teil bilden.Regulator according to one of Claims 5 to 7, characterized in that the external core ( 25 ) of various annular parts ( 25 ' . 25 '' , etc.) and that the control winding ( 4 ) and / or the third main winding ( 3 ) form individual windings around each annular part. Verwendung eines Reglers gemäß einem der vorstehenden Ansprüche als eine Komponente in einem Frequenzwandler zum Umwandeln von Eingangsfrequenz zu beliebig ausgewählter Ausgangsfrequenz, vorzugsweise vorgesehen für den Betrieb eines Asynchron-Motors in einer Direktumrichterverbindung.Use of a regulator according to one of the preceding claims as a component in a frequency converter for converting input frequency to any selected Output frequency, preferably provided for the operation of an asynchronous motor in a direct converter connection. Verwendung eines Reglers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 als ein Verbinder in einem Frequenzwandler zum Umwandeln einer Eingangsfrequenz in eine beliebig ausgewählte Ausgangsfrequenz und vorgesehen zum Betrieb eines Asynchron-Motors zum Summieren der Teile der aus einem 6 oder 12-Impulstransformator erzeugten Phasenspannung an jede Motorphase.Use of a regulator according to one of claims 1 to 8 as a connector in a frequency converter for converting a Input frequency in any selected output frequency and provided for operating an asynchronous motor for summing the parts of to a 6 or 12-pulse transformer generated phase voltage every engine phase. Verwendung eines Reglers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 als ein Gleichstrom- oder Wechselstromwandler, der Gleichstromspannung/-Strom in eine Wechselstromspannung/-Strom einer beliebig ausgewählten Ausgangsfrequenz umwandelt, wo die gespeicherte magnetische Energie in einer Gleichstrom-betriebenen ersten Hauptwicklung oder Primärwicklungsinduktanz mittels des orthogonalen Steuerfeldes variiert wird, welches die Induktanz beeinflusst, wodurch eine Wechselspannung in der dritten Hauptwicklung oder der sekundären Wicklung im Spannungsverbinder mit einer Frequenz gleich der Frequenz der Flussänderung/Induktanzsänderung erzeugt wird.Use of a regulator according to one of claims 1 to 8 as a DC or AC converter, the DC voltage / current into an AC voltage / current an arbitrary one Output frequency converts where the stored magnetic energy in a DC-driven first main winding or primary winding inductance is varied by means of the orthogonal control field, which the Inductance, causing an AC voltage in the third Main winding or the secondary Winding in the voltage connector with a frequency equal to the frequency the flux change / inductance change is produced. Verwendung eines Reglers gemäß Anspruch 11, wo drei solche Spannungswandler variabler Induktanz verbunden sind, um eine Dreiphasenspannung mit beliebig ausgewählter Ausgangsfrequenz zu erzeugen, die mit der Asynchron-Maschine verbunden ist.Use of a regulator according to claim 11, where three such Voltage transformers of variable inductance are connected to a three-phase voltage with any selected Output frequency to be connected to the asynchronous machine is. Verwendung eines Reglers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Umwandeln von Wechselspannung in Gleichspannung innerhalb der Prozessindustrie, wo die Vorrichtung als ein Magnetowiderstands-gesteuerter variabler Transformator verwendet wird, bei dem die Ausgangsspannung proportional zur Magnetowiderstandssänderung in einem Kern ist, der magnetisch parallel oder in Reihe mit einem externen oder internen Kern mit einer getrennten sekundären Wicklung verbunden ist und wo drei oder mehr solche Magnetowiderstands-gesteuerter Transformatoren mit den bekannten Dreiphasengleichrichterverbindungen für 6- oder 12-Impulsgleichrichterverbindungen für eine Diodenausgangsstufe verbunden sind.Use of a regulator according to one of claims 1 to 8 for converting AC voltage to DC voltage within the process industry, where the device is controlled as a magnetoresistive variable transformer is used, where the output voltage is proportional to the magnetoresistance change in a core, magnetically parallel or in series with an external or internal Core with a separate secondary Winding is connected and where three or more such magnetoresistance-controlled Transformers with the known three-phase rectifier connections for 6- or 12-pulse rectifier connections for a diode output stage are connected. Verwendung eines Reglers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 in Gleichrichtern zum Umwandeln von Wechselspannung in Gleichspannung zur Verwendung innerhalb der Prozessindustrie, wobei die Vorrichtung Spannungsverbinder bildet, die als variable Induktanzen in Reihe mit den Primärwicklungen von bekannten Transformatorverbindungen verwendet werden, und wo drei oder mehr solcher Transformatoren mit Dreiphasengleichrichterverbindungen für 6 oder 12-Impulsgleichrichterverbindungen für eine Diodenausgangsstufe verbunden sind.Use of a regulator according to one of claims 1 to 8 in rectifiers for converting AC voltage to DC voltage for use within the process industry, the device being voltage connectors forms as variable inductances in series with the primary windings used by known transformer connections, and where three or more such transformers with three-phase rectifier connections for 6 or 12-pulse rectifier connections for one Diode output stage are connected. Verwendung eines Reglers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 für Gleichstrom/Wechselstrom- oder Wechselstrom/Gleichstromwandler zur Verwendung auf dem Gebiet der Schaltnetzteile, zur Verminderung der Größe des Magnetspannungswandlers, da die Vorrichtung einen Magnetowiderstands-gesteuerte variablen Transformator bildet, wo die Ausgangsspannung proportional zur Magnetowiderstandssänderung in einem Kern ist, der magnetisch parallel oder in Reihe mit einen externen oder internen Kern mit einer getrennten Sekundärwicklung verbunden ist.Use of a regulator according to one of claims 1 to 8 for DC / AC or AC / DC converters for use in the field the switching power supplies, to reduce the size of the magnetic voltage converter, because the device is a magnetoresistive-controlled variable transformer forms where the output voltage proportional to the magnetoresistance change in a nucleus that is magnetically parallel or in series with one external or internal core with a separate secondary winding connected is. Verwendung eines Reglers gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Filter, in denen eine Induktanz einen Teil bildet, mit einer variablen Induktanz versehen sind.Use of a regulator according to claim 15, characterized that filters in which an inductance forms a part, with a variable inductance are provided. Verwendung eines Reglers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 als eine Komponente in einem einstellbaren Spannungskompensator im Hochspannungsverteilernetzwerk, wo die Vorrichtung lineare variable Induktanz erzeugt.Use of a regulator according to one of claims 1 to 8 as a component in an adjustable voltage compensator in the high-voltage distribution network, where the device has linear variable inductance generated. Verwendung eines Reglers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 als eine Komponente in einem einstellbaren reaktiven Leistungskompensator (VAR-Kompensator), wobei die Vorrichtung lineare variable Induktanz in Verbindung mit bekannten Filterschaltungen erzeugt, wo zumindest ein Kondensator ebenfalls als ein Element enthalten ist, wobei die Vorrichtung in Form eines Magnetowiderstands-gesteuerten Transformators vorliegt, der als ein Element in einer Kompensatorverbindung eingesetzt wird, wo die Kapazität oder Induktanz automatisch eingekoppelt und in dem Grad eingestellt werden, der zum Kompensieren der reaktiven Leistung erforderlich ist.Use of a regulator according to one of claims 1 to 8 as a component in an adjustable reactive power compensator (VAR compensator), the device being linear variable inductance generated in conjunction with known filter circuits, where at least a capacitor is also included as an element, wherein the Device in the form of a magnetoresistive-controlled transformer, which is used as an element in a compensator connection, where the capacity or inductance automatically coupled and adjusted in degree required to compensate for the reactive power is. Verwendung eines Reglers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem System zur Magnetowiderstands-gesteuerten direkten Umwandlung einer Wechselspannung in eine Gleichspannung.Use of a regulator according to one of claims 1 to 8 in a magnetoresistance-controlled direct conversion system an AC voltage in a DC voltage. Verwendung eines Reglers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem System für die Magnetowiderstands-gesteuerte Richtungsumwandlung einer Gleichspannung in eine Wechselspannung.Use of a regulator according to one of claims 1 to 8 in a system for the magnetoresistance-controlled directional conversion of a DC voltage in an AC voltage.
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