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Steuerbarer Magnetkreis mit Vormagnetisierung Es ist bekannt, daß
die ferromagnetischen Materialien bei der Zunahme des Kraftflusses Sättigungserscheinungen
zeigen, durch die die Zunahme der Kraftliniendichte begrenzt ist.
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Es ist weiter bereits bekannt, d.aß durch sogenannte Vormagnetisierung
die. Möglichkeit gegeben ist, die Kraftliniendichte in solchen Kreisen zusätzlich
zu beeinflussen, d. h. näher an den Sättigungsknick heranzubringen und dadurch den
magnetischen Widerstand zu steigern, wobei auch die Anordnung so erfolgen kann,
daß praktisch keine Verkettung zwischen Vormagnetisierungs- und Arbeitswicklung
gegeben ist.
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Nach der Erfindung kann auf dieser Grundlage ein steuerbarer Magnetkreis
erhalten werden, indem nicht dem ganzen, sondern nur einem Teil des Kraftlinienweges
durch Vormagnetisierung eine erhöhte Kraftliniendichte aufgedrückt wird, wobei dieser
Teil mit anderen Teilen, in denen die erhöhte Kraftliniendichte nicht besteht, in
Reibe liegend den. magnetischen Kreis bildet. Hierzu kann beispielsweise dem Teil
des Kraftlinienweges, dem durch die Sättigung ein bis zu dem Grenzwert steigerbarer
erhöhter magnetischer Widerstand aufgedrückt werden soll, der Kraftlinienfluß durch
die Vormagnetisierung im Sinne eines in sich geschlossenen Kraftlinienkreises, dier
nicht (oder praktisch vernachlässigbar) auf die übrigen Kreise zurückwirkt, aufgedrückt
werden. Mit besonderem Vorteil werden hierzu in dem Kraftlinienkreis wenigstens
zwei derartige Stellen erhöhten Widerstands vorgesehen, die durch die Vormagnetisierung
in
umgekehrtem Sinne beeinflu.ßt werden, so daß sich die Rückwirkung auf den Arbeitskreis
kompensiert. In der praktischen Ausführung kann hierzu beispielsweise das Joch des
Magnetkörpers an wenigstens zwei Stellen in je zwei parallele Schenkel zerlegt werden,
wobei wenigstens je einem Schenkel beider Schenkelpaare eine zusätzliche Erregung
als Vormagnetisierung mit an den beiden. Stellen verschiedenerKraftflußrichtung
aufgedrückt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindungist in. der Zeichnung (Fig. i)
dargestellt. Mit i ist der Eisenkörper eines Transformators bezeichnet, dessen Schenkel
z durch Ausn:ehmungen 3 in je ein Schenkelpaar d. unterteilt sind. Die, beiden inneren
Schenkel sind hierbei mit Erregerwicklungen 5 versehen, die, in bezug auf den G.esamtfluß
entgegengerichtet, in Reihe geschaltet an einer Steuerstromquelle 6 liegen, so daß
die Vormagnetisierung beispielsweise über einen Regelwiderstand 7 veränderlich aufgedrückt
werden kann. Mit 8 und g sind die beiden Arbeitsspulen des Transformators bezeichnet.
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Durch Erregung der Wicklungen 5 wird in den beiden Schenkelpaaren
je ein geschlossener Kraftlinienfluß aufgedrückt, der durch entsprechende Änderung
der Erregung mehr oder weniger nahe an den Sättigungspunkt gebracht werden kann.
Auf diese Weise ist die Möglichkeit gegeben, den magnetischen Widerstand des Kreises
zu regeln, Insbesondere kann durch Steigerung der V ormagnetisierung bis zur Sättigung
erreicht werden, daß der Widerstand auf den. Wert gebracht wird, der einem Luftspalt
gleicher Länge entspricht.
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Auf diese Weise können. z. B. sämtliche Regelaufgaben, die bisher
durch Veränderung des Luftspalts gelöst wurden-, in einfacher Weise beherrscht werden,
ohne daß irgendwelche kraftl.inienführenden Teile bmvegt werden müßten, was also
einen wesentlichen Vorteil bedeutet. Insbesondere, ist es auch möglich, die magnetische
Leitfähigkeit des Kreises sehr kurzzeitig zu beeinflussen, wie dies für manche Regelprobleme,
wichtig ist: So kann beispielsweise durch Entladung eines Kondensators die Wirkung
erreicht werden, daß über sehr kurze Zeit, deren Dauer durch geeignete Wahl der
Kapazität des Kondensators.festgelegt werden kann, plötzlich ein sehr großer Luftspalt
in den Magnetkreis eingeschaltet wird. Durch die neue Beeinflussung der magnetischen
Leitfähigkeit eines Eisenkreises ist es möglich, im Bereich des Stromnulldurchganges
eine verlängerte stromschwache Pause zu schaffen, wodurch z. B. die Unterbrechung
eines Stromkreises erleichtert werden kann. Dies bringt eine wesentliche Vereinfachung
des Schaltvorganges mit sich, wie dies insbesondere bei Schaltrichtungen, die häufig
wiederholt betätigt werden, sowie bei solchen, die in mechanischen Stromumformern
zur Gleich-, Um- oder Wechselrichtung verwendet werden, von Vorteil ist.
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Die Anwendung es Erfindungsgedankens ist nicht auf die angegebenen
Möglichkeiten beschränkt. So ist es beispielsweise auch möglich. Teile des Eisenkreises,
insbesondere diejenigen, auf die die Vormagnetisierung nicht zurückwirkt, als permanente
Magnete (Kobalt-, Aluminiumstähle). z. B. nach Honda (Mishima), auszuführen, auch
ist es unter Umständen zweckmäßig, die Vormagnetisierung in Abhängigkeit von dem
Hauptstrom selbst vorzunehmen, entweder indem ein dem Hauptstrom entsprechender
Strom selbst über diese Wicklung geführt wird, oder der elektrische Widerstand bz-%v.
Strom des Erregerkreises in Abhängigkeit vom Hauptstrom verändert wird. Bei der
Regelung in Abhängigkeit vom Wechselstrom kann es zweckmäßig sein, den Erregerstrom
über ein .elektrisches Ventil (Gleichrichter) zu führen.
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Unter Umständen kann es auch von Vorteil sein, mehr als zwei solche
einer Vormagnetisierung ausgesetzten Teile (in gerader Anzahl) in einem Magnetkreis
anzuordnen.
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Eine Anordnung, dile es ermöglicht, durch Änderung des magnetischen
Widerstandes in Abhängigkeit von, dem Verlauf eines Wechselstromes zu einem bestimmten
Zeitpunkt vor dem Nulldurchgang einen Steuerimpuls zu geben (Vorauslöser), ist in
Fit-, . z dargestellt. Mit io ist der Magnetkörper bezeichnet, der nach Art eines
Manteltransformators ausgeführt ist, wobei um den mittleren Schenkel die Hauptstromwicklung
i r beispielsweise in einer Windung geführt ist. 12 stellt eine um denselben Schenkel
gelegte Sekundärwicklung dar, mit der die beiden. Wicklungen. 5, die für die Vormagnetisierung
bestimmt sind, in Reihe geschaltet sind. Mit 13 ist ein. Luftspalt innerhalb des
Kraftlinienkreises bezeichnet, dem ein Anker 14 parallel geschaltet ist, der unter
der Einwirkung einer Feder abgerissen wird, sobald der Fluß einen bestimmten Wert
unterschreitet.
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Bei dieser Anordnung wird der magnetische Widerstand mit zunehmendem
Strom größer, da die Vormagnetisierung stromabhängig erfolgt, wodurch erreicht wird,
daß in dem Bereich vor einem Nulldurchgang der Strom unabhängig von den Effeletivwerten
immer annähernd denselben Verlauf nimmt, so daß der Anker stets eine genaue vorbestimmte
Zeit vor dem Stromnulldurchgang abfällt, wie, dies beispielsweise für Synchronauslöser
für Schalteinrichtungen u. dgl. erforderlich ist.
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Der angegebene steuerbare Magnetkreis stellt in gewissem Sinne ein
magnetisches Ventil dar, wobei die, Vorma.gnetisierung mit der Gittersteuerung verglichen
werden kann. Es ist auf die angegebene Weise dementsprechend auch möglich, einen
derartigen steuerbaren. Magnetkreis für viele, Verwendungszwecke einzusetzen, für
die bisher Elektronenröhren mit Gittersteuerung angewendet sind.