DEP0044768DA - Magnetischer Kreis mit steuerbarem magnetischem Widerstand - Google Patents

Description

Ma^ne tische r_KreJ.§_mit_§t euer bar em_^gne_tischem

Es ist bekannt, die Induktion eines magnetischen Kreises mit Hilfe eines zweiten Kreises zu ändern, z.B. kann man den Wechsels tromwiderstand von Drosseln dadurch verkleinern, dass man den magnetischen Kreia durch eine Gleichstromwioklung vcrmagnetisiert. Pig» 1 zeigt hierfür ein Beispiel, W₁ und W₂ sind die Gleichstromwicklungen, die in Serie geschaltet sind, w, ist ^;die lieQhselBtrOmwicklung» Durch die CfleichstrOmwieklungen werden die b'ed&eii &u^:asenschenkel vormagne^!tl^?siert und verändern dadurch den magnetischen Widerstand des gesamten Kreises, also auch den induktiven Widerstand der Spul.υ des Wechselstromkreisen. Diese Art der Steuerung hat jedoch d.en Nachteil, dass ein erheblicher Magneti ^,Rrungsstrcm fliess.en muas..> bis überhaupt die Permeabilität des gemeinsam^n Trcises geändert wird, und das« die !Rs iehsir entwicklung besonders kompensiert werden muss, damit in diesem Kreis kein Wechselstrom induziert wird«

Durch die Erfindung w-a'reten diese W&G&freiie ν^Μΐβά-βη. Sie betrifft einen magnetischen Kreis mit steuerbarem magnetischem Widerstand, dessen Kennzeichen darin besteht, dass ein Zusatz- ;krei:S dß,£aac-t -an ß::en &v ^*ψΛνΒΧΏύ:β<ιι Kreis angesetzt ist, dass der _:maghe.tis:Che E¹Iueä des Zusat^kreises d;en des: ge.S!teuea?ten Kreises in eine;:r, quex zu seinem urSip^itingliichen i^eld ve.r:l,auf-ende-n ,Ei.ch-tung durchsetzt,.

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Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.

Bei dem in Fig, 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist A der steuernde, B der gesteuerte magnetische Kreis. An dem Potentiometer P wird die -steuernde Spannung Ug_T (G-I θ ich- oder Wechselspannung), die die Yficklung w^ speist, abgegriffen» An der Wicklung w-n liegt die zu steuernde Wechselspannung Ug, J^ bezw. J-g sind in beiden Stromkreisen liegende Strommesser. Die in ^£lg, 3 gezeichnete Kurve', die den Wert des in J-g gemessenen Wechselstromes in Abhängigkeit von dem im Steuerkreis eingestellten Strom J^ darstellt, ist ein qualitatives Beispiel für die mit einer solchen Anordnung erzielbare Charakteristik.

Fig. 4 zeigt die vektorielle Zusammensetzung der magnetischen Induktionen und der Permeabilitäten der beiden magnetischen-Kreise, die erfindungsgemäss so aneinandergesetzt sind, daas eine Quermagnetisierung erfj-lgt»

Die durch die vorgeschlagene Quermagnetisierung erzieliiaren Effekte, sind folgende;

Der gemeinsame magnetische Fluss der. beiden magnetischen Kreise lässt sich ändern., -ⁿie Induktivität eines elektrischen Stromkreises lässt sich ändern.,-.Der Magnetisierungsstrom eines gesteuerten.Kreises. lässt sich ändern» Werden auf dem gesteuerten Kreis zwei Spulen angebracht., so.lässt sich das Sansformationsverhältnis bezw, der Verstärkungsgrad zwischen.den beiden Spulen durch die Quermagnetisierung ändern*

Die Wicklung des gesteuerten. Kreises kann ,auch von ■&! eichet rein durchflossen, sein, da die Änderung der Indu&.ivi.tät mittels der Quermegrc H?i .^xung zumindest beispielsweise bei Schaltvorgängen auch in Gleinhatromkreisen von Bedeutung' sein kann.

Bei Verwendung von. lameliiertem Eisenblech für die magnetischen Kreise werden deren Blechpakete vorzugsweise so, aneinan—

, dass jJare. Stirnseiten sich berühren,, sodass d.sr Ei.seu.weg mt5.gLicVj.st nicht durch Luftapalte unterbrochen wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach ^'igi 5 ist der magnetische Kreis B der Droasej. _? ah der die Weohs el spannung U-n liegt, an der Stelle X, an der die Quermagnetisierung erfolgt, aufgeschnitten und an dieser Stelle ein besonderer Kreis aus magnetischem Material besonders hoher Permeabilität, z.B. Permalloy oder Mü-Metall, eingesetzt» Dieses Material wird nun durch eine getrennte Wicklung mit dein Gleichstrom J» erregt, Wegen der hohen Permeabilität sind dabei nur wenige Amperewindungen erforderlich, um bereits eine Beeinflussung des gesteuerten Kreises zu erzielen= Ein weiterer Vorteil ist, dass die Beeinflussung des gesteuerten Kreises nicht erst in der Nähe der Sättigung einsetat j sondern dass die Beeinflussung bereits wirksam ist, sobald nur überhaupt der Steuerkreis erregt wird. Der magnetische Widerstand des gesteuerten Kreises wächst bei steigender Erregung des Steuerkreises kontinuierlich solange, bis schliesslich die Sättigung des Steuerkreises eintritt.

Werden auf einein magnetischen Kreis; zwei Wicklungen .aufgebracht _t ;so entspricht d;er; resultierende magnetische Fluss, der Summe dor Amperewindung^x lieser. Wicklungen« In vielen Fällen ist .eine multiplikative Mischung der Teil amperewindungen erwünscht. Diese tritt, infolge der Krümmung der Hysterese normalerweise erst, ein,, wenn die Ampere.v? inking..·?zahl einer der Wicklungen so ,gross gemacht wird, dass_: die Sättigung erreicht wird.. Bei Anwendung der durch, die Erfindung vorgeschlagenen Quermagnetisierung ist es nicht, notwendig, bis zur. Sättigung zu erregen, da bereits bei schwachem: Erregung der Stsu.ers.pule- der magnetische Widerstand des. gesteuerten Kreises geändert wird. i)„emgemäs.s lässt sich., nach der Erfindung eine einwandfreie multi- !Plikative Mischung sir?"¹ ^nen-, sofern, nur dafür gesorgt w.ird, dass., der magnetische .Widern οώΐτ¹. -πτο.ρoptional .mit, dem. Steuerstrom zunimmt.« Dies lässt sich, mit guter .,Annäherung ..ohne Schwierigkeiten erreichen..! Me multiplik.ati.ve Mischung, bei einer An-

<§ydnung nach der Erfindung tritt nicht nur bei Gleichstrom, sondern in derselben Weise bei Anwendung von Wechselstrom

Anwendungsmöglichkeiten der mit der Erfindung tror geschlagenen Quermagnetisierung sind beispielsweise elektrische Maschinen, wie Verstärkergeneratoren, «na& RegeltrafeW. Weitere Anwendungsmöglichkeiten für die mit der Erfindung vorgeschlagenen Quermagnetisierung bestehen bei elektrischen Messinstrumenten. Als Ausführungsbeispiel zeigt Fig, 6 ein Wattmeter mit der Spannungsspule U und der Stromapule J. Die magnetischen Kreise sind analog den übrigen Ausführungsbeispielen mit A und B bezeichnet* 10 ist der Anker.

Fig. 7 zeigt noch eine andere Art der Anwendung, nämlich Überlagerung zweier verschiedener Frequenzen. Eine derartige Anwendung k^rnrnt beispielsweise in Hochfrequenzkreisen in Betracht, ZeB. bei Superhetschaltungen. Links ist eine Antennenspule dargestellt, die vom Hochfrequenzstrom der Frequenz f. durchflössen wird, während der Oscillatorkreis rechts, der die ^uermagrietisierung bewirkt, vtin einem Strom der Frequenz f₂ durchflossen wird. Die Spule im oberen Teil der Figur wird dann bereits von der überlagerten Frequenz f₇ durchflossen,,

Fig*. 8 zeigt als weiteres Beispiel die Anwendung der Erfindung für die Modulation eines Hochfrequenasenders. Hier wird ,die Sj.<ule W-, mit der Induktivität L vom Hochfrequenzstrc-my die Spule W₂ vom Strom der Modulation durchflossen. Die. an der Spule w* auftretende Spannung ist dann im Takte der Modulati'msfrequenz moduliert, sofern die Freg.uen.3des Kreises durch andere Mittel ,konstant gehalten wird,- Andernfalls ändert ;Sich, da durch den Modulationskreis auch die Induktivität der. Spule geändert wird.,; die Frequenz, dieses Kreises ebenfalls,- So ist also auch die Möglichkeit gegeben, eine Frequenzmodulation auf diese Weise durchzuführen»

Bei Anwendung gfJizsi-r.^i „>n¹--■■■>! spar;,nnngen im gesteuerten Kreis werden u.U. die magnetischen Elementardipole wieder in Richtung

des gesteuerten Feldes zurückgezogen, falls d&B Steuerfeld nicht grosa genug ist» Dies kann verhindert werden, wenn im Steuerkreis eine Kompensationswicklung aufgebracht wird, die in geeigneter Weise vom Wechselstrom der Haupts'pule durchflossen ist., was einer Art Rückkopplung entspricht.

Claims (15)

15 Patentansprüche 8 Figuren.

1. Magnetischer Kreis mit steuerbarem magnetischem Widerstand, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusatzkreis.derart an den gesteuerten Kreis-angesetzt ist, dass■aeSnfPlussYden dee gesteuerten Kreises in einer quer zu seinem ursprünglichen Feld verlaufenden Richtung durchsetzt*

2. Magnetischer Kreis nach Anspruch 1 mit lameliierten Blechpaketen, dadurch gekennzeichnet., :dass die Lamellenpakete mit ihren Stirnseiten aneinander stoss en,,'

3'-. Magnetischer Kreis nach Anspruch! und 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kreuzüngsatelle des steuernden mit dem gesteuerten Kreis eine QuörschniiI"*³-⁷T^r I η führung mindestens des einen Kreises vorgesehen ist,

4» Magnetischer Kreis nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere .Zusatzkreise vorgesehen sind.

5. Magnetischer Kreis nach Anspruch 1 bis 4> gekennzeichnet du'^oh eine derartige Anordnung und Bemessung des steuernden Feldes bezw* der üGcu^jasn Felder, dass im magnetischen Flus.j des ursprünglichen Feldes eine an.^nähert,multiplikative Überlagerung der Amperewindungen der beiden. Felder eintritt.

6. Magnetisoher Kreis nach'Anspruch. 1 "bis 5> dadurch- gekennzeichnet,, dass für den. steuernden. Kreis, insbesondere an der -Kreuzungsstelle mit dem gesteuerten Kreis, ein Material mit anderen magnetischen Eigenschaften verwendet ist als für den ge st euer ten Er eis«

7... Magnetischer Kreis nach Anspruch 1 Ms 6, dadurch gekennzeichnet, dass für den Steuerkreis ein Stoff mit a»A3 ..ing* &&&&ιααΑ»β hSher©*» Permeabilität vorwendet ist, während der· ge-* steuerte Kreis Eisen normaler Permeabilität enthält*

8» Magnetischer Kreis nach Anspruch 1 bis 7> gekennzeichnet durch die Anwendung bei elektrischen Maschinen., insbesondere ■Generatoren rder ,Transformatoren oder Drosseln»

9. Magnetischer Kreis nach Anspruch 1 bis 7* gekennzeichnet durch die Anwendung bei Messinstrumenten»

10» Magnetischer Kreis nach Anspruch 1 bis 7> gekennzeichnet dur-ch die Anwendung zur Änderung einer Induktivität, insbesc-n*- dere Abstimmung einer Spule in einem lO-Kreis,

Jl. Magnetischer Kreis nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Anwendung in einem Hochfre-qu-enzkreis,

Ig,« Magnetischer Kreis nach Anspr.u-ch JIj. gekennzeichnet .dur-ch die Anwendung bei einer ub^^iageEungssobaIniUng.

•i'3,«- Magnetischer Kreis nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Anwendung zur -Amplituden Modulation-

.14,, Magnetischer Kreis nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Anwendung zur Frequenzmodulation*

15* Magnetischer Kreis nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch gekenn ^-.-^u^t^ dass ein Teil der Leistung des gesteuerten Kreises auf den eiev.^^^c^„Kreis rückgekoppelt ist,

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