FI79764B - Anordning foer att lagra och oeverfoera elektrisk energi. - Google Patents

Description

1 79764

Laite sähköenergian varastoimiseksi ja siirtämiseksi Esillä oleva keksintö kohdistuu sähköenergian varas- tointi- ja muuntolaitteisiin ja niihin liittyviin pulssin-muodostusjärjestelmiin, ja tarkemmin esitettynä sellaisiin 5 sähköenergian varastointi- ja muuntolaitteisiin, jotka voivat vastaanottaa ja varastoida sähkövarauksen ja haluttaessa luovuttaa näin varastoidun varauksen halutun anto-pulssin aikaansaamiseksi, ja vielä tarkemmin määriteltynä, järjestelmiin, kuten kipinäsytytysmoottoreiden sytytysjär-10 jestelmiin, jotka käyttävät hyväksi kyseisiä sähköenergian varastointi- ja muuntolaitteita sähköisten antopulssien aikaansaamiseksi.

Ennestään tunnetaan useita laitteita, piirejä ja järjestelmiä sähköisten energiapulssien tuottamiseksi erilai-15 siä sovellutuksia, kuten polttomoottorin sytytysjärjestel-mää varten. Järjestelmä sisältää tavallisesti muuntajan, jossa on induktiivisesti kytketyt ensiö- ja toisiokäämit. Kyseisissä järjestelmissä sähköenergia syötetään ensiökää-miin ja sitä ohjataan niin, että haluttu antopulssi muo-20 dostuu toisiokäämin yli. Tunnetuissa järjestelmissä on ollut virrankytkentäjärjestelmiä ja kondensaattorin pur-kausjärjestelmiä. Virrankytkentäjärjestelmissä virran annetaan virrata ensiökäämin kautta halutun magneettikentän muodostamiseksi ja virta katkaistaan äkisti avaamalla joko 25 mekaaninen kytkin tai puolijohdekytkin halutun antopulssin muodostamiseksi. Hienostuneemmissa kondensaattorin purkaukseen perustuvissa purkausjärjestelmissä varataan ensiökäämin kanssa sarjassa oleva kondensaattori, ja haluttaessa antopulssi, kondensaattori puretaan liipaistavan 30 kytkimen kautta kapasitiivisesti varastoituneen energian purkamiseksi muuntajan ensiökäämin kautta halutun anto-pulssin tuottamiseksi. Kondensaattorin purkaukseen perustuvilla järjestelmillä on useita etuja, kuten tietty joustavuus kondensaattoria varatessa, sekä se, että konden- ί 35 saattori pystyy säilyttämään varauksensa, kunnes antopuls-sia tarvitaan. Toisaalta kondensaattori on erillinen komponentti, joka täytyy kytkeä tavanomaisella johdotuksella 2 79764 pulssinmuodostusmuuntajän ensiöpuolelle; voidaan havaita, että erillisen kondensaattorin käyttö muuntajan ensiöpuolel-la lisää tietyllä määrällä koko järjestelmän kustannuksia ja tarpeella kytkeä nopeasti kapasitiivisesti varastoitunut 5 varaus induktoriin voi olla rajoittava vaikutus antopulssien muodostustaajuuteen.

Nyt on keksitty patenttivaatimuksen 1 mukainen laite sähköenergian varastoimiseksi ja siirtämiseksi. Patenttivaatimukset 2-6 koskevat sen edullisia suoritusmuotoja.

10 Esillä oleva keksintö aikaansaa sähköenergian vastaanot to-, varastointi- ja muuntolaitteen, joka sopii käytettäväksi pulssinmuodostusjärjestelmissä ja vastaavissa, joka on luotettava, halpa valmistaa ja yksinkertaisempi ja tehokkaampi kuin ennestään tunnetut laitteet ja järjestelmät.

15 Esillä oleva keksintö aikaansaa sähköenergian varastoin ti- ja muuntolaitteen antopulssien tuottamiseksi, jossa pulssin muodostamiseksi käytettävä sähköenergia on alun perin varastoitu sähköstaattiseen kenttään, ja jossa siten varastoitua energiaa käytetään hyväksi nopeasti voimakkuuttaan 20 muuttavan magneettikentän tuottamiseksi, joka indusoi anto-pulssin induktiivisesti kytkettyyn laitteeseen.

Esillä oleva keksintö aikaansaa virtalevyinduktoripiirin sähköenergian varastoimiseksi ja muuntamiseksi, jossa johtavat virtalevyinduktorit on induktiivisesti ja kapasitiivi-25 sesti kytketty toisiinsa sähköenergian varastoinnin aikaansaamiseksi siten kytkettyjen virtalevyjen välille ja siten varastoidun sähköenergian purkamiseksi halutun transientti-sen magneettikentän tuottamiseksi.

Esillä oleva keksintö aikaansaa virtalevyinduktoripiirin, 30 jossa on induktiivisesti ja kapasitiivisesti kytketty induktanssin omaavat johtavat virtalevyt, joiden sähköiset parametrit resistanssi, kapasitanssi ja induktanssi sekä niiden suuruuksien suhteet ovat pääosin toisistaan riippumattomasti ohjattavissa.

35 Esillä oleva keksintö aikaansaa järjestelmän sähköpuls sien muodostamiseksi, joka käyttää hyväksi virtalevyinduk-toripiiriä, jossa sähköenergia vastaanotetaan ja varastoidaan johtavien yhteenkytkettyjen virtalevyjen välille, ja joka, haluttaessa antopulssi, puretaan niin, että i i 3 79764 elektronivirtaus molemmissa virtalevyissä aikaansaa toisiaan vahvistavan magneettikentän, joka indusoi halutun antopulssin induktiivisesti kytkettyyn induktoriin.

Esillä oleva keksintö aikaansaa järjestelmän kipinäsy-5 tytyksen antamiseksi polttomoottorissa, joka järjestelmä käyttää hyväksi virtalevyinduktoripiiriä, joka pystyy vastaanottamaan ja varastoimaan energiaa kytkettyjen johta- * vien virtalevyjen välillä, ja joka, haluttaessa antopuls- j si, puretaan.niin, että elektronivirta molemmissa virtale- j 10 vyissä muodostaa toisiaan vahvistavan magneettikentän, jo- ; ka indusoi halutun antopulssin induktiivisesti kytketyssä ; induktorissa. '

Esillä oleva keksintö aikaansaa laitteen sähköener- i

gian varastoimiseksi ja muuntamiseksi virtalevyinduktori- I

15 piirin muodossa, joka on johtava ja joka on kytketty induktiivisesti ja kapasitiivisesti, joka voi vastaanottaa I

ja varastoida sähkövarauksen sähköstaattisen kentän muodossa kyseisten yhteen kytkettyjen induktanssin omaavien virtalevyjen välillä. Kun siten varastoitu energia pure-20 taan, muodostaa elektronien purkausvirta kummassakin levyssä kasvavan magneettikentän, joka voidaan induktiivisesti siirtää induktorin antokelaan ja siten aikaansaada haluttu sähköpulssi.

Virtalevyinduktoripiiri käsittää ainakin 25 ensimmäisen ja toisen johtavan induktanssin omaavan virtalevyn, jotka on erotettu ja eristetty toisistaan dielektrisellä väliaineella niin, että kyseinen virtalevyinduktoripiiri voi vastaanottaa ja säilyttää sähkö-varauksen tuloksena elektronivirtauksesta, joka muodostuu 50 levyihin, kun ne yhdistetään virtalähteeseen. Johtavat virtalevyt voivat olla järjestetyt esimerkiksi rullan muotoon niin, että piirillä on resistanssi, kapasitanssi ja induktanssi. Piiri voidaan varata aikaansaamalla elektronivirtaus johtaviin levyihin yhdistämällä nämä virtaläh-35 teeseen, ja samalla tavoin purkaa, esimerkiksi siten, että molemmat johtavat levyt oikosuljetaan toisiinsa, jolloin muodostuva elektronivirtaus molemmissa levyissä muodostaa ; j ^ 79764 transienttisen magneettikentän, joka indusoi sähköpulssin induktiivisessa laitteessa.

Edullisessa suoritusmuodossa käsittää virtalevyinduk-toripiiri pitkiä johtavia liuskoja ja dielektrisiä liusko-5 ja, jotka on asetettu lomittain ja rullattu yhteiselle rullalle, ja ainakin yksi liitäntäjohdin on kytketty kuhunkin johtavaan liuskaan. Antoinduktorikela ja sydän sijoitetaan johtavista ja dielektrisistä liuskoista siten muodostettuun kelaan niin, että energiaa voidaan siirtää 10 induktiivisesti. Sopivasta virtalähteestä, kuten paris tosta tai sytytysjärjestelmän yhteydessä olevasta induk-tiogeneraattorista saatava sähköenergia syötetään molem-paan johtavaan liuskaan sähkövarauksen varastoimiseksi elektrostaattisen kentän muodossa niiden välille, jolloin 15 varaus voidaan säilyttää, kunnes antopulssi halutaan. Haluttaessa antopulssi liipaistaan virtakytkin niin, että molemmat johtavat liuskat oikosuljetaan, jolloin muodostuu transienttinen purkausvirta, mikä aikaansaa nopeasti muuttuvan magneettikentän, joka puolestaan indusoi halutun 20 suuruisen sähköpulssin antoinduktoriin.

Keksinnön erään näkökohdan mukaisesti voidaan toinen tai molemmat johtaviin liuskoihin sijoitetut liitäntäjoh-timet sijoittaa vastaavien liuskojen päiden välille piirin magneettikentän muodostamiskyvyn muuttamiseksi ilman kapa-25 sitatiivisiin ominaisuuksiin vaikuttamista, jolloin induk- :: tiivisten ja kapasitiivisten ominaisuuksien välinen suhde muuttuu.

Kuva 1 esittää keksinnön mukaisen virtalevyinduktori-piirin piirikaaviota; 30 Kuva 2 esittää osittaiskuvana auki levitettyjä johta via ja dielektrisiä liuskoja, jotka muodostavat kyseisen kuvan 1 piirikaaviossa esitetyn virtalevyinduktoripiirin;

Kuva 3 esittää perspektiivikuvana kuvan 2 liuskoja kierrettynä esimerkiksi rullalle; 35 Kuva 4 esittää räjäytysperspektiivikuvana esillä ole van keksinnön mukaista virtalevyinduktcripiiriä käyttävää pulssinmuodostuslaitetta; 5 79764

Kuva 5 esittää poikkileikkauskuvana kuvan U virtale-vyinduktoripiirilaitetta kokoonpantuna;

Kuva 6 esittää perspektiivikuvana magneettityyppistä sytytysjärjestelmää kipinäsytytysmoottoria varten, joka 5 käyttää hyväksi kuvien 2-5 virtalevyinduktoripiirin käsittävää puissinmuodostuslaitetta;

Kuva 7 esittää piirikaaviona sähköisiä komponentteja, joita käytetään kuvan 6 sytytysjärjestelmän yhteydessä; ja

Kuva 8 on kuvan 6 sytytysjärjestelmän induktiokelan 10 antosignaalin ideaalinen graafinen esitys.

Kuva 1 on kaaviopiirros, joka esittää esillä olevan keksinnön mukaisen virtalevyinduktoripiirin tiettyjä sähköisiä ominaisuuksia. Siinä esitetään, että virtalevyin-duktoripiiri käsittää vähintään kaksi johtavaa virtalevyä, 15 joiden induktanssit ovat CSI 1 ja CSI 2, jotka on siten sijoitettu, kuten edempänä yksityiskohtaisemmin selostetaan, että niillä on kytketty kapasitiivinen ja induktiivinen suhde. Vaikkakaan kuvassa 1 ei ole esitetty, on ymmärrettävä, että kummallakin virtalevyinduktorilla on ja-20 kautunut resistanssi. Virtalevyillä on kiinteät päätylii-tännät T1-T4 niin, että muodostuu piiri, jossa on 4 liitäntää, vaikkakin, kuten katkoviivoilla on esitetty ja kuten edempänä esitetään, voidaan käyttää halutulla tavalla sijoitettuja liitäntöjä. Kuvan 1 virtalevyinduktoripiiriä 25 voidaan käyttää sähköenergian varastointi- ja muuntolait- teena, jolla on resistanssi, kapasitanssi ja induktanssi, ja joita suureita voidaan suuressa määrin muuttaa toisistaan riippumatta huomattavan joustavan rakenteen aikaansaamiseksi, mikä tekee laitteen erityisen sopivaksi sähkö-30 pulssien muodostamiseen.

Kuvat 2 ja 3 esittävät erästä tapaa valmistaa virtale-vyinduktoripiirejä, joita edempänä kutsutaan "CSI-piireik-si”, ja joilla on yllä esitetyt ominaisuudet. Kuten kuvassa 2 on esitetty, muodostuu CSI-piiri edullisesti en-35 simmäisestä ja toisesta johtavasta kalvoliuskasta SI ja S2, joiden välissä on eristävää dielektristä ainetta olevat liuskat DS1 ja DS2. Johtavat ja dielektriset liuskat ase- 6 79764 tetaan lomittain ja, kuten kuvassa 3 esitetään, rullataan rullan muodostamiseksi, jossa on valitun halkaisijan omaava sisäaukko, edullisesti suuruudeltaan 2 ja 3 cm:n välillä. Johtavilla liuskoilla SI ja S2 on leveys a, joka on 5 edullisesti pienempi kuin lomittain sijoitettujen dielek-tristen liuskojen DS1 ja DS2 leveys b, ja johtavat ja di-elektriset liuskat on sijoitettu toisiinsa nähden siten, että johtavat liuskat eivät saa sähköistä kosketusta toisiinsa niiden reunoja pitkin. Samalla tavoin on ei-johta-10 vien dielektristen liuskojen DS1 ja DS2 kokonaispituus suurempi kuin niiden välissä sijaitsevien johtavien liuskojen SI ja S2 pituus, jolloin liuskat ovat toisistaan erillään ja eris tettyjä.

Liitäntäj ohtimet T1-T4 on liitetty piste- tai jatku-15 valla hitsauksella vastaaviin johtaviin liuskoihin SI ja S2 ennen kuin lomittain asetetut liuskat rullataan rullaksi kuvan 3 mukaisesti. Kuten edempänä yksityiskohtaisemmin selostetaan, voidaan yhden tai useamman liitäntäjohti-men T1-T4 sijoitusta niiden vastaavia johtavia liuskoja SI 20 ja S2 pitkin muuttaa CSI-piirin kapasitanssin ja induktanssin suhteen muuttamiseksi.

Edempänä selostetussa sytytysjärjestelmäsovellutukses-sa voidaan johtavat liuskat SI ja S2 valmistaa johtavasta metallista, kuten alumiinista, tai valitun resistiivisyy-25 den omaavasta alumiiniseoksesta, paksuuden ollessa välillä 4-12 ym ja leveyden välillä 12-32 mm ja pituuden välillä 5_7 m* Eristävät dielektriset liuskat voidaan valmistaa ei-johtavasta aineesta kuten "Mylarista" (tavaramerkki), kalvon paksuuden ollessa 4-12 ym, dielektrisen vakion ol-30 lessa haluttu, ja leveyden ja pituuden ollessa edullisesti suuremman kuin valittujen johtavien liuskojen pituuden, kuten edellä on selostettu. Alan ammattimiehelle on ilmeistä, että muita aineita ja valmistusmenetelmiä voidaan luonnollisesti käyttää, mukaanlukien se mahdollisuus, että 35 sijoitetaan johtava metallikerros dielektriselle liuskalle, esimerkiksi tyhjiöhöyrystämällä tai sputteroimalla alumiinia siten, että muodostuu yhdistetty johtava dielek- 7 79764 trinen liuska, jota voidaan käyttää yhdessä yhden tai useamman samanlaisen liuskan kanssa CSI-iirin muodostamiseksi .

CSI-piirin resistanssin, kapasitanssin ja induktanssin 5 määräävät osittain kyseisessä rakenteessa käytettävä aine ja rakenteen mitat. Resistanssi on johtavan aineen resis-tiivisyyden, johtavien liuskojen SI ja S2 poikkileikkaus-alan ja pituuden ja jossain määrin käyttölämpötilan funktio. Kapasitanssi määräytyy johtavien liuskojen SI ja S2 10 toisiaan kohti olevasta pinta-alasta, johtavien liuskojen välisestä etäisyydestä, jonka määrää dielektristen liuskojen DS1 ja DS2 paksuus, ja dielektristen liuskojen di-elektrisyysvakiosta. Induktanssi riippuu, kuten on tunnettua käämityille virtalevyinduktoreille yleensä, virta-15 levyjen poikittaisalasta, niiden kokonaispituudesta ja johdinkierrosten lukumäärästä. Kuten voidaan havaita tarkasteltaessa esitetyn CSI-piirin fyysistä rakennetta, esiintyy johtavien levyjen SI ja S2 välillä huomattava keskinäisinduktiivinen kytkentä.

20 Materiaaliominaisuuksia ja dimensioita muuttamalla edellä selostetun mukaisesti voidaan piirin resistanssia, kapasitanssia ja induktanssia muuttaa pääasiallisesti toisistaan riippumattomasti. Induktanssia voidaan muuttaa sijoittamalla liitäntä eri paikkaan ja ohjaamalla virran 25 suuntaa varauksen ja purkauksen yhteydessä niin, että muodostuvat kentät joko kokonaan tai osittain vahvistavat tai heikentävät toisiaan. Voidaan myös huomata, että hyvyys-lukua Q voidaan säätää sekä induktanssin (Xl/rl,) ka~ pasitanssin (X /R ) kyseessä ollen.

30 Kun sähköenergia johdetaan tasavirtana kyseiseen kah teen johtavaan liuskaan, esiintyy muuttuva elektronivirta tietyn aikajakson ajan, kunnes molemmat johtavat liuskat SI ja S2 ovat samalla tavoin varautuneet vastakkaisin merkein ja sähköenergia pysyy sähköstaattisen kentän muodossa 35 johtavien levyjen välillä. Sinä aikana kun elektroneja virtaa muodostuu magneettikenttä, ja molemmat magneettikentät kummassakin liuskassa, riippuen siitä, kuinka lii- 8 79764 täntäjohtimia käytetään ja kuinka elektronivirrat suunnataan, kokonaan tai osittain joko vahvistavat tai heikentävät toisiaan. CSI-piirin kapasitanssi aiheuttaa sen, että aikaansaatu varaus pysyy sen ajan, jonka määräävät osit-5 tain dielektrisen väliaineen resistanssi ja mahdolliset hajaresistanssit. Siten varastoidun sähkökentän purkauksen aikana voidaan elektronivirtaa ohjata niin, että aikaansaadaan magneettikenttä. Oikosuljettaessa sitten kyseiset kaksi täysin varattua liuskaa SI ja S2 liitäntöjen 10 avulla siten, että molemmat magneettikentät vahvistavat toisiaan, muodostuu magneettikenttä, joka hyvin nopeasti muuttaa voimakkuuttaan, oikosuljettaessa kaksi täysin varattua johtavaa liuskaa SI ja S2 liitäntöjen avulla siten, että molemmat magneettikentät heikentävät toisiaan, estyy 15 magneettikentän muodostuminen. Valitsemalla sopiva väli-ulosotto oikosululle, voidaan aikaansaada halutut ominaisuudet omaava transienttinen magneettikenttä. Varattujen johtavien liuskojen purkauksessa muodostuva transienttinen magneettikenttä voidaan kytkeä induktiivisesti kytkettyyn 20 kelaan sähköisten antopulssien muodostamiseksi.

Edellä selostetun mukainen CSI-piiriä hyväksi käyttävä pulssinmuodostuspiirijärjestelmä on esitetty räjäytys-perspektiivikuvana kuvassa 4 ja poikkileikkauskuvana kuvassa 5 ja se on merkitty viitenumerolla 10. Pulssinmuo-25 dostuspiiri 10 käsittää CSI-piirin 12, joka on rakennettu kuvien 1-3 mukaisesti, ja induktiivisesti kytketyn kelan 14 ja sydämen 16.

Induktiivisesti kytketty kela 1*1, joka aikaansaa anto-pulssin ja joka on esitetty kuvissa 4 ja 5, on edullisesti 30 käämitty pii-muotoon, jossa on useita sarjaan kytkettyjä kelarunkoon käämittyjä alikeloja , missä n on yhtä suuri kuin 4 esillä olevassa edullisessa suoritusmuodossa. Pii-muoto on edullinen siksi, että jännitepudotus kunkin kelarunkoon käämityn alikelan L^-L^ yli on yhtä suuri kuin 35 kelan 14 kokonaisaniojännite jaettuna kelarunkoon käämittyjen alikelojen lukumäärällä. Siten on jännitepudotus yksittäisten johdinkierrosten tai johdinkierroskerrosten 9 79764 välillä kussakin kelarunkoon käämityssä alikelassa Ln suhteellisesti pienempi kuin esimerkiksi jos olisi käytetty vain yhtä ainoaa kelaa. Lisäksi pii-muodossa on mahdollista käyttää kussakin alikelassa Ln eri kierroslukumää-5 rää sähköisten ominaisuuksien ja kustannusten optimoimiseksi. Kuten kuvasta 5 käy ilmi, on alikeloissa ja johdinkierrosten lukumäärä pienempi kuin niiden välillä olevissa alikeloissa; siellä missä tarvitaan vähemmän voi-maviivoja, on siis vähemmän johdinkierroksia ja siellä 10 missä tarvitaan tiheämmässä voimaviivoja, on enemmän joh-dinkierroksia.

Sytytysjärjestelmän yhteydessä käsittää antokela neljä kelarunkoon käämittyä alikelaa, joista kukin on käämitty johdinlangalla no. 38, kummassakin keskimmäisessä alike-15 lassa ollessa 1000 johdinkierrosta ja ulommissa alikeloissa ollessa 700 johdinkierrosta, jolloin johdinkierrosten kokonaislukumäärä on 3^00. Sydän 16 valmistetaan sopivasta magneettisesta aineesta, jolla edullisesti on suuri permeabiliteetti, kuten ferriitistä, ja sijoitetaan anto-20 kelan 14 sisään vuoviivojen vahvistamiseksi. Kuvasta 5 käy ilmi, että antokelan 14 kokonaispituus on suurempi kuin CSI-piirin 12, jolloin kela ulottuu CSI-piirin sivujen yli etäisyyden d verran. Esitetty pääty-ylitys d aiheuttaa sen, että johdinkierrokset sijaitsevat vuohon näh-25 den edullisella tavalla niin, että sähköinen hyötysuhde nousee.

Pulssinmuodostusjärjestelmän 10 toiminta voidaan selostaa kuvan 4 avulla. Kyseiset kaksi johtavaa liuskaa SI ja S2 on kytketty niiden vastaavien liitäntöjen Tl ja T2 30 kautta tasavirtalähteeseen, esimerkiksi paristoon 18 vir-takytkimen 20 kautta. Kun virtalähde aktivoidaan virtaa-vat vapaat johtavuuselektronit niin, että toinen liuskoista saa ylimäärän elektroneja (negatiivisesti varautunut) ja toiseen muodostuu elektronien alimäärä (positiivisesti 35 varautunut), jolloin johtavien liuskojen välille muodostuu pysyvä sähköstaattinen kenttä varauksen ylläpitämiseksi. Varauksen muodostumisen nopeus riippuu liuskojen SI ja S2 10 79764 reaktansseista ja konduktansseista sekä virtalähteen 18 sisäisestä impedanssista Rj_. Pulssinmuodostavaan järjestelmään 10 tuotettu varaus voidaan poistaa aikaansaamalla purkaus oikosulkukytkimen 22 kautta. Oikosulun tapahtues-5 sa muodostuu aluksi suuri transienttinen virta, jolloin purkautuva elektronivirtaus aikaansaa edullisesti vahvistuvan magneettikentän. Sydän 16 keskittää vuoviivat ja ne leikkaavat myös antokelan 14 johdinkierrokset. Transient-tisesta virranvirtauksesta riippuen muuttuu magneettikent-10 tä nopeasti niin, että jännityspulssi indusoituu antokelan 14 antoon. Tätä jännitepulssia voi pulsseja hyväksikäyttävä laite käyttää esimerkiksi kipinävälissä G. '

Edellä selostetun CSI-piirin 10 käytännön suoritusmuotoa elektronisen pulssinmuodostustavan sytytysjärjestelmän 15 yhteydessä polttomoottoria varten esitetään kuvassa 6 ja merkitään viitenumerolla 100. Sytytysjärjestelmä 100 käsittää varauksen kehittävän kelan 102, joka toimii varaakin sen kehittäjänä ja liipaisukelana, jossa on monikierroksi- nen käämitys 104 laminoidun periaatteessa U-muotoisen mag-20 neettisen sydämen 108 yhdessä haarassa, sydämen 108 toisen haaran 106’ täydentäessä edempänä selostetun magneettisen piirin. Pulssinmuodotusjärjestelmä 110 on sijoitettu varaus/ Hip ai sake 1 an 104 yläpuolelle kuvan mukaisesti. Puls-r_ sinmuodostusjärjestelmä 110 käsittää CSI-piirin 112 ja an- ; 25 tokelan 114 sekä sydämen 116 kuten edellä on selostettu ;; kuviin 1-5 liittyen. Varaus- ja liipaisukelat 102 ja CSI- piiri 112 on kytketty yhteen useilla sähköisillä komponenteilla, ja ovat edullisesti asennetut painopiirilevylle i (ei esitetty), ja nämä komponentit on edullisesti koteloi- j 30 tu kotelointiväliaineeseen, kuten kuvassa on yleisesti j merkitty viitenumerolla 118.

Sytytysjärjestelmä 100 asennetaan tyypillisessä tapauksessa polttomoottorin vauhtipyörän ulkokehälle (ei esitetty), jossa on yksi tai useampi kestomagneetti, jotka ! 35 kulkevat sydämen 108 päätyjen ohi jokaisella moottorin ! ί kierroksella ja siten aikaansaavat sähköenergiaa sytytys- .

järjestelmään varaus- ja liipaisukelan kautta kuten edem- 11 79764 pänä selostetaan. Kuvan 6 mukaiset komponentit ja näiden kanssa vaikuttavat sähköiset komponentit on kytketty yhteen kuvan 7 piirikaavion mukaisesti. CSI-piiri 112 on esitetty kuvassa 7 tavanomaisin induktorisymbolein, jotka 5 on asetettu vierekkäin toistensa kanssa ilman, että ne ovat sähköisesti kytketyt. Antokela 114 esitetään neljänä sarjaan kytkettynä alikelana L-^-L^ ja magneettinen sydän 116 on sijoitettu CSI-piirin 112 ja antokelan 114 väliin. Liitännät Tl ja T2 on esitetty liukuväliottoina kummassa-10 kin johtavassa liuskassa sen osoittamiseksi, että nämä liitännät voidaan sijoittaa päiden väliin vastaavissa johtavissa liuskoissa kapasitanssin ja induktanssin välisen suhteen muuttamiseksi. Liitännät on sijoitettu siten, että elektronivirta ainakin osassa johtavaa liuskaa purkauk-15 sen yhteydessä liikkuu samaan suuntaan niin, että magneettiset kentät vahvistavat toisiaan edellä selostetun mukaisesti.

Varaus- ja liipaisukela 102 on esitetty käämityksenä, jossa on väliulosotto kaaviollisesti esitetyn kestomagnee-20 tin M vieressä, joka kuten on ennestään tunnettua, pyyhkii varaus- ja liipaisukelan ohi jokaisella moottorin kierroksella ja siten indusoi sähkövirran kelaan. Kelan osa GEN aikaansaa varauksen ja kelan pienempi osa TRIG aikaansaa liipaisusignaalin. Kelan varausosan GEN toinen pää on 25 kytketty liitäntään Tl PN-diodin Dl kautta kun taas kelan osan GEN toinen pää on kytketty CSI-piirin 112 liitäntään T2. Tyristori SCR1, jossa on liitännät MT1, MT2 ja G, ja PN-diodi D2 on kytketty liitäntöjen Tl ja T2 yli, kun taas vastus Rl on kytketty kelan 102 varausosan GEN yli. Lii-30 paisupiiri sisältää PN-diodin D3 ja vastuksen R2, joka on kytketty sarjaan SCRl:n liitännän MT2 kanssa, ja vastus R3 on kytketty ohjausliitännän G ja diodin D3 ja vastuksen R2 liitäntäkohdan välille.

Kuten on esitetty kuvassa 8 on magneetti M (tai mag-35 neetit), joka ohittaa varaus- ja liipaisukelan 102 joka kerran, kun moottorin vauhtipyörä (ei esitetty) tekee yhden kierroksen, muodostettu siten, että se tuottaa virran, i2 79764 jota voidaan luonnehtia siten, että ensin muodostuu positiivinen pulssi, jota seuraa negatiivinen pulssi, ja pulssijonon päättää positiivinen pulssi, kuten on esitetty yksityiskohtaisemmin amerikkalaisessa patenttijulkaisussa US 5 4169446, johon esillä oleva hakemus liittyy. Kun kestomag neetti M ohittaa kelan 102 kehittää ensimmäinen positiivinen pulssi positiivisen jännitteen vastuksen Rl yli, joka toimii sopivana kuormana, ja diodi Dl tasasuuntaa antosignaalin niin, että CSI-piiri 112 ottaa varauksen vastaan; tämä va-10 raus on riittävän suuri halutun antopulssin tuottamiseksi.

Varauksen varaamisen aikana syötetyn sähköenergian ajan suhteen vaihtelevaan luonteeseen vaikuttaa niiden komponenttien impedanssi, jotka ovat samassa piirissä kuin CSI-piiri 112 sillä seurauksella, että lopullinen magneettikenttä, joka 15 tuotetaan varausenergian syötön aikana, tulee olemaan mieluiten pienempi kuin magneettikenttä, joka tarvitaan pulssin indusoimiseksi antokelassa 114. Seuraava negatiivinen pulssi muuttaa virran suunnan kelassa 102 diodin Dl estäessä nyt varatun CSI-piirin 112 purkauksen. Diodi D3 tasasuuntaa ke-20 lan liipaisuosasta TRIG saatavan liipaisuantosignaalin magneetin M ohittaessa, jolloin tuotetaan liipaisuvirta tyristorin SCR1 hilaan 6, jonka liipaisupisteen määräävät jännit-teenjakaja R2 ja R3. Kun SCRl:n hilavirta saavuttaa liipai-sutason, tulee SCR johtavaksi ja oikosulkee johtavat liuskat 25 niin, että muodostuu transienttinen purkausvirta, joka aikaansaa nopeasti muuttuvan magneettikentän, jonka vuoviivat sydän 116 keskittää ja jotka leikkaavat käämityksen johdin-kierrokset antokelassa 114 ja siten aikaansaadaan haluttu jännitepulssi kipinävälissä G. Koska piirillä on LCR-luon-30 ne, voi muodostua oskillaatioita tai ominaisvärähtelyltä, jotka tasolukitaan diodilla D2. Viimeisellä muodostuvalla positiivisella jännityspulssilla varataan edellä olevan selostuksen mukaisesti jälleen CSI-piiri 112, joka pitää varauksensa, kunnes vauhtipyörän magneetti M jälleen ohittaa 35 generaattori/liipaisukelan 102 seuraavalla kierroksella. Tällöin ensimmäinen positiivinen pulssi tuo lisäenergiaa CSI-piirin 112 varaukseen, esimerkiksi jos CSI-piiri 13 79764 ei ole täysin varautunut edellä mainitun pulssijonon jälkimmäisellä positiivisella pulssilla. Tällä tavoin piiri toimii jaksollisesti pulssien aikaansaamiseksi sytytys-tulppaan.

5 Kuvissa 6 ja 7 esitetty sytytysjärjestelmä sopii erin omaisesti yksisylinterisiin moottoreihin. Kuten voidaan havaita, voidaan pulssinmuodostavaa sytytysjärjestelmää, joka käyttää hyväksi paristovirtaa, käyttää useampisylin-terisissä moottoreissa, kuten esimerkiksi moottoriajoneu-10 voissa. Pulssin muodostava sytytysjärjestelmä voidaan asentaa tai kytkeä jokaiseen sytytystulppaan ja varauksen sekä purkauksen muodostuminen voidaan liipaista keskitetyllä ohjausyksiköllä, kuten esimerkiksi elektronisen polttoaineensuihkutusjärjestelmän keskitetyllä ohjausyksi-15 köliä.

Edellä mainitun sytytysjärjestelmän lisäksi voidaan induktanssin omaavia virtalevyjä käsittäviä pulssinmuodos-tavia piirejä käyttää hyväksi esimerkiksi tutkapulssien kehittämisessä ja pyrotekniikassa.

20 Kuten alan ammattimies voi havaita, käsittää esillä oleva keksintö virtalevyinduktoripiirin ja pulssinmuodos- tusjärjestelmän, joka voi ottaa vastaan sähkövarauksen, säilyttää tämän varauksen kapasitiivisesti ja tuottaa magneettikentän purkamalla nopeasti kyseisen varastoidun 25 energian.

f

Claims (6)

1. Laite sähköenergian varastoimiseksi ja siirtämiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää: virtalevyinduktoripiirin (12), joka käsittää ainakin 5 ensimmäisen (SI) ja toisen (S2) johtavan levyn, jotka on erotettu ja eristetty toisistaan dielektrisellä väliaineella (DS1, DS2) kapasitanssin ja induktanssin aikaansaamiseksi levyjen välille? virtalevyinduktoripiirin vastaanottaessa sähkövarauksen levyissä aiheutetun elektronivirtauksen seulo rauksena, varastoidessa näin vastaanotetun sähkövarauksen, ja purkaessa sähkövarauksen elektronivirtauksen kautta levyissä, tämän elektronivirtauksen ollessa ainakin purkauksen aikana riittävän suuri magneettikentän muodostamiseksi; piirin (Tl, T2, 18), joka on kytketty virtalevyinduktori-15 piiriin ja joka aikaansaa tasavirtavarauksen virtalevyinduk-tiopiirissä aiheuttamalla elektronivirtauksen johtavissa levyissä, varastoi sähkövarauksen määrätyksi ajaksi ja joka purkaa varastoidun varauksen oleellisesti oikosulkemalla levyt elektronivirtauksen aikaansaamiseksi johtavissa levyissä 20 magneettikentän muodostamiseksi, joka indusoi sähköisen an-topulssin; induktorin (14), joka on induktiivisesti kytketty virta-levyinduktoripiiriin siten, että magneettikentän magneettiset vuoviivat leikkaavat induktorin magneettikentän muodos-25 tuessa ja siten aikaansaavat elektronivirtauksen induktoris-sa, jolloin induktori käsittää ainakin yhden halutun pituisen johdinlangan, joka on käämitty antokelaksi niin, että muodostuu halutun halkaisijan omaava sisäpuolinen aukko? joka antokela käsittää n kappaletta erillisiä sarjaan 30 kytkettyjä alikeloja (Li-Ln) ja parin liitantäjohtimia, jotka on liitetty antokelan vastakkaisiin päihin, jolloin ensimmäisessä ja n:nnessä kelassa on vähemmän johdinkierroksia kuin niissä alikeloissa, jotka sijaitsevat ensimmäisen ja n:nnen kelan välissä, siten että vähemmän kierroksia on 35 siellä, missä on vähemmän muodostuvan magneettikentän voima-viivoja, ja enemmän kierroksia on siellä, mihin on keskittynyt enemmän muodostuvan magneettikentän voimaviivoja, jolloin aikaansaadaan elektronivirtaus antokelan liitäntäjohti- li is 79764 mien läpi .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite sähköenergian varastoimiseksi ja siirtämiseksi, tunnettu siitä, että virtalevyinduktoripiiri käsittää ainakin ensimmäisen 5 (SI) ja toisen (S2) pituussuuntaisen johtavan liuskan käämittynä kelaksi (12) yhdessä ainakin ensimmäisen (DS1) ja toisen (DS2) dielektrisen liuskan kanssa, jotka erottavat ja eristävät ensimmäisen ja toisen pituussuuntaisen johtavan liuskan toisistaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite sähköenergian va rastoimiseksi ja siirtämiseksi, tunnettu siitä, että se edelleen käsittää ainakin ensimmäisen liitännän (Tl), joka on kytketty ensimmäiseen liuskaan ja ainakin toisen liitännän (T2), joka on kytketty toiseen liuskaan, lii- 15 täntöjen ollessa tarkoitettu virtalähteeseen (18) kytkemistä varten, joka aikaansaa elektronivirtauksen liuskoissa.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite sähköenergian varastoimiseksi ja siirtämiseksi, tunnettu siitä, että ainakin toinen ensimmäisestä (Tl) ja toisesta (T2) 20 liitännästä on kytketty vastaavaan liuskaan (S1/S2) paikkaan, joka sijaitsee liuskan päiden välillä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite sähköenergian varastoimiseksi ja siirtämiseksi, tunnettu siitä, että kela (12) on käämitty siten, että muodostuu halutun 25 halkaisijan omaava sisäpuolinen aukko.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite sähköenergian varastoimiseksi ja siirtämiseksi, tunnettu siitä, että se edelleen käsittää halutun permeabiliteetin omaavan sydämen (16), joka on sijoitettu antokelan (14) sisäpuolisen 30 aukon sisälle. ie 79764