DEP0044768DA

DEP0044768DA - Magnetic circuit with controllable magnetic resistance

Info

Publication number: DEP0044768DA
Authority: DE
Inventors: Georg Dr.-Ing. Sichling
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1950-10-26

Description

Ma^ne tische r_KreJ.§_mit_§t euer bar em_^gne_tischemMa ^ ne tables r_KreJ.§_mit_§t your 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«It is known to change the induction of a magnetic circuit with the aid of a second circuit, for example the alternating current resistance of chokes can be reduced by magnetizing the magnetic circuit by means of a direct current winding. Pig »1 shows an example of this, W ₁ and W ₂ are the direct current windings which are connected in series, w, ist ^; THE LEFT TROLLEY WINDING »Due to the direct current waves, the b'ed & eii & u ^: asenschenkel are in front of the magnet ^! tl ^? This changes the magnetic resistance of the entire circuit, including the inductive resistance of the coil υ of the alternating current circuit. This type of control has the disadvantage, however, that a considerable magnetic current must flow ...> until the permeability of the common path is changed at all, and that "the development of the magnet must be particularly compensated for, so that no alternating current is induced in this circuit «

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,.Through the invention, these W & G & free ν ^ Μΐβά-βη. It concerns a magnetic circuit with controllable magnetic resistance, the characteristic of which is that an additional; circle: S dß, £ aac-t -an ß :: en & v ^ * ψΛνΒΧΏύ: β <ιι circle is added that the _: maghe.tis: Che e ¹ Iueä of Additives food ^ circle d; s of: ge.S teuea th circle in a;: r, Quex his urSip ^ i ^ itingliichen eld ve.r: l to-end n, Ei.ch-tung interspersed ,.

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Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing.

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.In the embodiment shown in FIG. 2, A is the controlling magnetic circuit, B the controlled magnetic circuit. At the potentiometer P the controlling voltage Ug _T (GI θ I- or alternating voltage), which feeds the Yficklung w ^, is tapped. Jg are ammeters in both circuits. The ^{curve drawn in £} 1g, 3 , which represents the value of the alternating current measured in Jg as a function of the current J ^ set in the control circuit, is a qualitative example of the characteristics that can be achieved with such an arrangement.

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»Fig. 4 shows the vector composition of the magnetic inductions and the permeabilities of the two magnetic circuits, which according to the invention are attached to one another in such a way that transverse magnetization occurs »

Die durch die vorgeschlagene Quermagnetisierung erzieliiaren Effekte, sind folgende;The effects that can be achieved by the proposed transverse magnetization are as follows;

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*The common magnetic flux of the. two magnetic circuits can be changed., - ⁿ he inductance of an electrical circuit can be changed., -. the magnetizing current of a controlled.circuit. can be changed »If two coils are attached to the controlled circuit, the transformation ratio or the degree of amplification between the two coils can be changed by the transverse magnetization *

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.The winding of the controlled. Circle can, also from ■ &! calibrated purely flowed through, since the change in indu & .ivi.tät by means of the transverse value of H? i. ^ xung at least for example in switching operations also in Gleinhatromkreise of importance ' can be.

Bei Verwendung von. lameliiertem Eisenblech für die magnetischen Kreise werden deren Blechpakete vorzugsweise so, aneinan—When using. laminated iron sheet for the magnetic circuits, their laminated stacks are preferably in such a way that they

, 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.that jJare. Front sides touch, so that the other way round mt5.gLicVj.st is not interrupted by air gaps. In the embodiment according to ^ 'igi 5, the magnetic circuit B is the Droasej. _? where the Weohs el tension Un lies, cut open at the point X, where the transverse magnetization takes place, and at this point a special circle made of magnetic material of particularly high permeability, e.g. Permalloy or Mu-metal, is used separate winding with direct current J »excited, Because of the high permeability, only a few ampere turns are required to already influence the controlled circuit = Another advantage is that the controlled circuit does not only start to be influenced when it is near saturation j but that the influence is already effective as soon as the control circuit is even excited. The magnetic resistance of the controlled circuit increases continuously with increasing excitation of the control circuit until the control circuit is finally saturated.

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-Be on a magnetic circuit; two windings .applied _t ; then d; corresponds to; he; resulting magnetic flux, the sum of the ampere turn ^ x read. Windings “In many cases, a multiplicative mixture of the partial ampere-windings is desirable. Due to the curvature of the hysteresis, this normally only occurs when the ampere.v? inking .. ·? number of one of the windings is made so large that _: the saturation is reached .. When using the transverse magnetization proposed by the invention, it is not necessary to. To excite saturation, because even with weak: excitation of the Stsu.ers.pule- the magnetic resistance of the controlled circuit is changed. i) "emgemäs.s can be., according to the invention proper multi-! sir Plikative mix?" ¹ ^ denominator, provided, w.ird only ensured that., the magnetic .Widern οώΐτ ^1. -πτο. ρoptional .with, the. control current increases. «This can be achieved, with a good., approximation ..without difficulties ..! Me multiplik.ati.ve mixture, with an approach

<§ydnung nach der Erfindung tritt nicht nur bei Gleichstrom, sondern in derselben Weise bei Anwendung von WechselstromConsolidation according to the invention occurs not only with direct current, but in the same way when using alternating current

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.Possible applications of the transverse magnetization struck with the invention are, for example, electrical machines, like amplifier generators, «na & RegeltrafeW. Further possible uses for the transverse magnetization proposed by the invention exist with electrical measuring instruments. As an exemplary embodiment, FIG. 6 shows a wattmeter with the voltage coil U and the Stromapule J. The magnetic circuits are labeled A and B in the same way as the other exemplary embodiments * 10 is the anchor.

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. 7 shows yet another type of application, namely superposition of two different frequencies. Such an application can be considered, for example, in high-frequency circuits, ZeB. in superhet circuits. On the left, an antenna coil is shown through which the high-frequency current of the frequency f. Flows, while the oscillator circuit on the right, which causes the overexploitation, is traversed by a current of the frequency f ₂ . The coil in the upper part of the figure is then already traversed _{by the superimposed frequency f 7 ,,}

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» Fig *. 8 shows, as a further example, the application of the invention for the modulation of a high-frequency transmitter. Here, the Sj. <Ule W-, with the inductance L of the high-frequency _{current flows through the coil W 2} of the modulation current. The. The voltage occurring at the coil w * is then modulated in the cycle of the modulation frequency, provided that the Freg.uen.3 of the circuit is kept constant by other means, - otherwise changes; because the modulation circuit also changes the inductance of the. Coil is changed.,; the frequency, of this circle as well, - so there is also the possibility to carry out a frequency modulation in this way »

Bei Anwendung gfJizsi-r.^i „>n¹--■■■>! spar;,nnngen im gesteuerten Kreis werden u.U. die magnetischen Elementardipole wieder in RichtungWhen using gfJizsi-r. ^ I „ > n ¹ - - ■■■>! spar;, nnngen in the controlled circuit under certain circumstances the magnetic elementary dipoles are again in the direction

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.of the controlled field withdrawn if the d & B control field is not large enough »This can be prevented if im Control circuit a compensation winding is applied, through which the alternating current of the main coil flows in a suitable manner is., which corresponds to a kind of feedback.

Claims

15 claims 8 figures.

1. Magnetic circuit with controllable magnetic resistance, characterized in that a Zusatzkreis.derart to the controlled Circle-attached is that ■ aeSnfPlussYden dee controlled circle in a transverse to its original field running direction interspersed *

2. Magnetic circuit according to claim 1 with laminated laminated cores, characterized.,: That the laminated cores with their front sides butt against each other

3'-. Magnetic circle according to claim! and 2, characterized in that a QuörschniiI "* ³ - ⁷ T ^ r I η guidance of at least one circle is provided at the intersection of the steering and the controlled circle,

4 »Magnetic circuit according to claim 1 and 2, characterized in that several .Additional circuits are provided.

5. Magnetic circuit according to claim 1 to 4> characterized you '^ oh such an arrangement and dimensioning of the controlling Field or the Gcu ^ jasn fields, that in the magnetic flux.j of the original field one approaches. ^, Multiplicative Superposition of the ampere-turns of the two. Fields occurs.

6. Magnetic circuit according to claim. 1 "to 5> characterized, that for the. Controlling. Circle, in particular at the -Junction with the controlled circuit, a material with different magnetic properties is used than for the steer your th er ice «

7 ... Magnetic circuit according to claim 1 Ms 6, characterized in that a substance with a »A3 ..ing * &&&& ιααΑ» β hSher © * »permeability is used for the control circuit, while the controlled circuit iron is more normal Permeability contains *

8 »Magnetic circuit according to claims 1 to 7> characterized by use in electrical machines., In particular ■ Generators, transformers or chokes »

9. Magnetic circuit according to claim 1 to 7 * characterized by the application in measuring instruments »

10 »Magnetic circuit according to claims 1 to 7> characterized by the application for changing an inductance, in particular n * - their coordination of a coil in a 10-circle,

Jl. Magnetic circuit according to Claims 1 to 7, characterized by its use in a high-frequency circuit,

Ig, «Magnetic circuit according to claim u-ch JIj. marked .dur-ch the application in a ub ^^ iageEungssobaIniung.

• i'3, «- Magnetic circuit according to claim 11, characterized by the application for -amplitude modulation-

.14 ,, Magnetic circuit according to claim 11, characterized by the application for frequency modulation *

15 * Magnetic circuit according to claim 1 and / or one of the following, characterized ^ -.- ^ u ^ t ^ that part of the power of the controlled circuit is fed back to the eiev. ^^^ c ^ "circuit,

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