DE916333C

DE916333C - Einrichtung zur Erzeugung einer gyromagnetischen Kopplung zwischen zwei Wicklungen (Gyrator)

Info

Publication number: DE916333C
Application number: DEN4460A
Authority: DE
Inventors: Bernardus Dominicus H Tellegen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1950-09-28
Filing date: 1951-09-23
Publication date: 1954-08-09
Also published as: BE506082A; GB716257A; FR1043309A; NL76827C; CH296466A; NL156296B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung einer gyromagnetischen Kopplung zwischen zwei Wicklungen (Gyrator), d.h. einen passiven elektrischen Vierpol, bei dem zum Unterschied, gegenüber z. B. einem Transformator die Eigenschaft der Reziprozität fehlt. Solche Vierpole sind an sich bekannt.

Es ist auch ein »Gyrator« bekannt, der aus einem elektrisch schlecht leitenden, fer romagneti sehen Körper mit einer ersten und einer zweiten Wicklung besteht, die derart angebracht sind, daß in den Wicklungen auftretende Ströme das ferromagnetische Material in zwei zueinander im wesentlichen senkrechten Richtungen magnetisieren, während das Material in einer dritten, zu den beiden erwähnten Richtungen im wesentlichen senkrechten Richtung magnetisch gesättigt ist.

Die Erfindung bezweckt, eine vorteilhafte Ausführung für eine Einrichtung zur Erzeugung einer gyromagnetischen Kopplung zwischen zwei Wicklungen (Gyrator) der erwähnten Art zu schaffen.

Die Erfindung weist das Merkmal auf, daß der Körper hohl ausgebildet ist und Toroidgestalt hat, wobei die erste Wicklung im hohlen Innenraum derart angebracht ist, daß die Windungen wenigstens im wesentlichen in zu der Umdrehungsachse des Körpers senkrechten Ebenen liegen und je diese Achse umfassen und die zweite Wicklung derart außerhalb des vom Körper umschlossenen Raums angebracht ist, daß eine jede Windung wenigstens

im wesentlichen in einer die Umdrehungsachse enthaltenden Ebene liegt und den in dieser Ebene auf einer Seite der Umdrehungsachse liegenden Querschnitt des Körpers umfaßt, während die Magnetisierung in der dritten Richtung aus einer Dauermagnetisierung des Materials besteht, aus dem der Körper hergestellt ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

ίο Die Fig. ι und 2 stellen eine Ausführungsform des »Gyrators« gemäß der Erfindung dar.

Fig. ι zeigt einen Querschnitt durch diese Ausführungsform, während diese Ausführungsform in Fig. 2 schaubildlich dargestellt ist. Der »Gyrator« bestellt hierbei aus einem Körper 3 mit einer ersten Wicklung 1 und einer zweiten Wicklung 2. Der Körper 3 kann als durch Drehung eines der schraffierten Querschnitte um die Symmetrieachse 5 entstanden gedacht werden (Fig. 1). Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Körper also ein hohler Umdrehungskörper. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist er ringförmig; dies ist jedoch nicht erforderlich. Der Querschnitt kann z.B. auch quadratisch sein. Dies trifft auch zu für die zur Achse S

as senkrechten Querschnitte des Körpers. Die Form solcher Körper wird hier als toroidal bezeichnet.

In dem hohlen, vom Körper umschlossenen Raum ist die Wicklung 1 untergebracht. Zwecks größerer Deutlichkeit ist in Fig. 1 die Stärke ihrer Windungen übertrieben. Jede Windung liegt im wesentlichen in einer zur Achse 5 senkrechten Ebene und läuft in der Längsrichtung ganz durch den Hohlraum, so daß sie die Achse 5 umschließt. Wird ein Strom durch die Wicklung 1 hindurchgeschickt, so wird der Körper in jedem Punkt in einer Richtung magnetisiert, die in der die Achse 5 und den betrachteten Punkt enthaltenden Ebene liegt und die einen Kreis berührt, der gleichachsig ist zu den Begrenzungskreisen des in der genannten Ebene liegenden Toroidquerschnittes. In Fig. 1 sind im linken Querschnitt eine Anzahl dieser Richtungen für in diesem Querschnitt liegende Punkte durch Pfeile angedeutet.

Auf der Außenseite des Körpers 3 ist die Wicklung 2 angebracht- Jede Windung derselben liegt im wesentlichen in einer die Achse 5 enthaltenden Ebene und umfaßt einen in dieser Ebene auf einer Seite der Achse 5 liegenden Querschnitt, wie dieser in Fig. ι für die Windung 4 dargestellt ist. Deutlichkeitshalber ist in Fig. 2 nur ein Teil der Wicklung 2 dargestellt. Zweckmäßig umschließt diese Wicklung die ganze oder nahezu die ganze Außenseite des Körpers 3. Wird ein Strom durch diese Wicklung geschickt, so wird der Körper in jedem Punkt in einer Richtung magnetisiert, die senkrecht auf der die Achse 5 enthaltenden Ebene steht, die durch den betrachteten Punkt geht.

In jedem Punkt des Körpers liegt also die der Wicklung 1 entsprechende Magnetisierungsrichtung in einer die Achse 5 enthaltenden Ebene, während die der Wicklung 2 entsprechende Magnetisierungsrichtung senkrecht auf dieser Ebene steht. Diese zwei Magnetisierungsrichtungen stehen also senkrecht aufeinander. Dies trifft für alle toroidalen Körper zu. Der Körper 3 ist nun in der zu den zwei erwähnten Richtungen senkrechten Richtung dauernd bis zur Sättigung magnetisiert. Vorstehendem kann entnommen werden, daß diese dritte Richtung in jedem Punkt in einer die Achse 5 und den betrachteten Punkt enthaltenden Ebene liegt und gegenüber den Kreisen radial gerichtet ist, die den Querschnitt begrenzen, in dem dieser Punkt liegt. In dem rechten Querschnitt in Fig. 1 sind eine Anzahl dieser Richtungen für in diesem Querschnitt liegende Punkte durch Pfeile angedeutet. Man könnte sagen, daß diese Richtung auf die Oberfläche des Torus senkrecht steht und in die Richtung der Materialdicke fällt. Bei dem Ausführungsbeispiel besteht der Körper 3 aus einem ferromagnetischen Material, das als wesentliche Bestandteile nicht kubische Kristalle von Polyoxyden des Eisens und wenigstens einem der Metalle Barium, Strontium und Blei enthält, wobei in den Kristallen ein Atombruchteil von höchstens 0,4 der Menge Barium und/oder Strontium und/oder Blei durch Kalzium ersetzt sein kann. Solche Materialien werden vielfach als Magnetoplumbite bezeichnet, da ihre Kristallstruktur der Struktur des Minerals Magnetopiumbit ähnlich ist.

Da die den Wicklungen ϊ und 2 entsprechenden go Magnetisierungsrichtungen senkrecht zueinander sind, sind diese Wicklungen nicht induktiv miteinander gekoppelt. Doch besteht, gerade wie bei dem bereits bekannten »Gyrator«, eine gyromagnetische Kopplung zwischen diesen Wicklungen infolge der Sättigung in der dritten Richtung, für welche Kopp lung bekanntlich die Reziprozitätsbeziehung nicht gilt. Die Wicklungen 1 und 2 und der Körper 3 bilden somit einen Gyrator, bei dem die Enden 6 und 7 der Wicklung 1 und die Enden 8 und 9 der Wicklung 2 die Klemmenpaare sind.

Um die Wicklung im Hohlraum unterbringen zu können und auch um die Dauermagnetisierung erzeugen zu können, muß der Körper 3 aus Teilen bestehen. Vorzugsweise ist die Trennfläche 10 der Teile im wesentlichen senkrecht zur Umdrehungsachse des Körpers. Dies hat den Vorteil, daß die beiden Teile praktisch symmetrisch sind und somit unter Zuhilfenahme derselben Werkzeuge hergestellt werden können. Auch kann beim Erzeugen der Dauermagnetisierung für beide Teile dieselbe Vorrichtung verwendet werden.

Der »Gyrator« nach der Erfindung hat den Vorzug, daß für die beiden, den Wicklungen entsprechenden Magnetisierungsrichtungen geschlossene Magnetkreise vorhanden sind und die ganze Masse des Körpers zum Erzeugen der erwünschten Kopplung benutzt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Einrichtung zur Erzeugung einer gyromagnetischen Kopplung zwischen zwei Wicklungen (Gyrator), die aus einem elektrisch schlecht leitenden, ferromagnetischen Körper mit einer ersten und einer zweiten Wicklung

besteht, die derart angebracht sind, daß in den Wicklungen auftretende Ströme das ferromagnetische Material in zwei zueinander im wesentlichen senkrechten Richtungen magnetisieren, während das Material in einer dritten, zu den beiden erwähnten Richtungen im wesentlichen senkrechten Richtung bis zur Sättigung magnetisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper hohl ausgebildet ist und eine Toroidgestalt hat, wobei die erste Wicklung im hohlen Innenraum derart angebracht ist, daß die Windungen wenigstens im wesentlichen in zur Körperachse senkrechten Ebenen liegen und je diese Achse umfassen und die zweite Wicklung derart außerhalb des vom Körper umschlössenen Raums angebracht ist, daß eine jede Windung wenigstens im wesentlichen in einer die Achse enthaltenden Ebene liegt und den in dieser Ebene auf einer Seite der Achse liegenden Querschnitt des Körpers umfaßt, während die Magnetisierung in der dritten Richtung aus einer Dauermagnetisierung des Materials besteht, aus dem der Körper hergestellt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei dem der toroidalgestaltete Körper aus mindestens zwei Teilen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfläche der Teile im wesentlichen senkrecht zur Körperachse ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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