NO853223L

NO853223L - HOWEFREQUENCY RECOVERY AND OPERATING SYSTEM.

Info

Publication number: NO853223L
Application number: NO853223A
Authority: NO
Inventors: Edwin Vincent Gray
Original assignee: Zetex Ltd
Priority date: 1983-12-16
Filing date: 1985-08-15
Publication date: 1985-10-09
Also published as: IL70582A0; FI853160L; EP0166773A1; GR72864B; BR8407226A; RO93198A; FI853160A0; RO93198B; AU3784585A; WO1985002728A1; HUT38476A; EP0166773A4

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et elektrisk drivsystem og The present invention relates to an electric drive system and

et omformerelement og mer bestemt et system for drift av en induktiv last på en sterkt forbedret og mer effektiv måte. a converter element and more specifically a system for operating an inductive load in a greatly improved and more efficient manner.

Etter oppfinnerens mening, er det ikke kjent noen anordning som muliggjør omformning av energi fra en elektrisk Mke-strømkilde eller en elektrisk vekselstrømkilde til en mekanisk kraft, basert på prinsippene for oppfinnelsen. EKSEMPEL: En bærbar energikilde, (1) som et batteri, (2) som veksel-strøm, (3) som kombinasjon av batteri- og vekselstrøm, kan utnyttes med sterkt forbedret virkningsgrad for drift av en mekanisk anordning hvis utgang er en lineær eller roterende kraft, med dermed følgende økning i den nyttige produktive periode mellom tilførsel av energi utenfra for gjennoppbyg-ning av energikilden. In the inventor's opinion, no device is known which enables the transformation of energy from an electric Mke current source or an electric alternating current source into a mechanical force, based on the principles of the invention. EXAMPLE: A portable energy source, (1) as a battery, (2) as alternating current, (3) as a combination of battery and alternating current, can be utilized with greatly improved efficiency for operating a mechanical device whose output is a linear or rotating power, with the consequent increase in the useful productive period between the supply of energy from the outside for rebuilding the energy source.

Foreliggende oppfinnelse byr på et mer effektivt drivsystem og omfatter en elektrisk spenningskilde, en vibrator som er tilsluttet lavspenningskilden for frembringelse av et pulserende signal, en transformator koblet til vibratoren for å motta det pulserende signal, en høyspenningskilde, der den er tilgjengelig, forbundet med en likeretter av brotypen, The present invention offers a more efficient drive system and comprises an electrical voltage source, a vibrator which is connected to the low voltage source for producing a pulsating signal, a transformer connected to the vibrator to receive the pulsating signal, a high voltage source, where it is available, connected to a bridge-type rectifiers,

en likeretter av brotypen koblet til transformatoren som har en høyspendt pulsutgang, en kondensator for mottagelse av spenningspulsutgangen, et omformerelement med første og andre anoder, elektrisk ledende anordninger for mottagning av en ladning, anbragt rundt den annen anode og en utgangsklemme tilsluttet den ladningsmottagende anordning, idet den annen anode er forbundet med kondensatoren mens en kommutator er forbundet med den elektriske spenningskilde og med den første anode, samt en induktiv last forbundet med utgangsklemmen hvorved en utladning med høy energi mellom den første og andre anode overføres til den ladningsmottagende anordning og derfra til den induktive last. a bridge-type rectifier connected to the transformer having a high-voltage pulse output, a capacitor for receiving the voltage pulse output, a converter element with first and second anodes, electrically conductive means for receiving a charge, arranged around the second anode and an output terminal connected to the charge-receiving means, the second anode being connected to the capacitor while a commutator is connected to the electrical voltage source and to the first anode, as well as an inductive load connected to the output terminal whereby a high energy discharge between the first and second anode is transferred to the charge receiving device and from there to the inductive load.

En underkombinasjon av foreliggende oppfinnelse innbefatter også et omformerelement som har et hus, en første lavspendt anode anbragt i huset, hvilken anode er innrettet til å A subcombination of the present invention also includes a converter element having a housing, a first low voltage anode disposed in the housing, which anode is adapted to

bli koblet til en spenningskilde, en andre høyspendtanode montert i huset, beregnet på å bli koblet til en spenningskilde, elektrisk ledende anordninger anbragt rundt den annen anode og i avstand fra denne for å motta en ladning, hvilken ladningsmottagende anordning er montert i huset, og en utgangsklemme som har forbindelse til den ladningsmottagende anordning og er innrettet til å bli tilkoblet en induktiv last. be connected to a voltage source, a second high voltage anode mounted in the housing, intended to be connected to a voltage source, electrically conductive devices arranged around the second anode and spaced therefrom to receive a charge, which charge receiving device is mounted in the housing, and an output terminal which is connected to the charge receiving device and is arranged to be connected to an inductive load.

Oppfinnelsen innbefatter også en fremgangsmåte til tilførsel av energi til en induktiv last, omfattende trinnene med å tilveienbringe en spenningskilde, pulsering av et signal fra kilden, økning av spenningen på signalet, likeretning av signalet, lagring ogøkning av signalet, ledning av signalet til en høyspenningsanode, tilførsel av en lav spenning til en andre anode for å danne en utladning med høy energi, elektrostatisk kobling av utladningen til et ladningsmottagende element, føring av utladningen til en induktiv last, kobling av en andre kondensator til lasten og kobling av denne kondensator til strømkilden. The invention also includes a method for supplying energy to an inductive load, comprising the steps of providing a voltage source, pulsing a signal from the source, increasing the voltage of the signal, rectifying the signal, storing and increasing the signal, conducting the signal to a high voltage anode , applying a low voltage to a second anode to form a high energy discharge, electrostatically coupling the discharge to a charge receiving element, conducting the discharge to an inductive load, coupling a second capacitor to the load and coupling this capacitor to the current source .

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til et system for drift av en induktiv last der systemet har en betydelig høyere virkningsgrad enn noe som helst eksisterende system. One purpose of the present invention is to arrive at a system for operating an inductive load where the system has a significantly higher degree of efficiency than any existing system.

En annen hensikt med foreliggende oppfinnelse er å komme Another purpose of the present invention is to

frem til et system for drift av en induktiv last, der systemet er pålitelig, kostbart og enkelt bygget opp. up to a system for operating an inductive load, where the system is reliable, expensive and simply constructed.

De nevnte formål med oppfinnelsen sammen med forskjellige andre formål, fordeler, trekk og resultater som vil være klare for fagfolk på området i lys av denne beskrivelse, vil oppnås med de utførelsesformer for oppfinnelsen som beskrives The aforementioned objects of the invention together with various other objects, advantages, features and results which will be apparent to those skilled in the art in light of this description, will be achieved by the embodiments of the invention described

som eksempel i detalj. as an example in detail.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli beskrevet under henvisning til tegningene der: Fig. 1 viser et koblingsskjerna for et elektrisk drivsystem, The invention is characterized by the features reproduced in the claims and will be described in the following with reference to the drawings in which: Fig. 1 shows a connecting core for an electric drive system,

fig. 2 viser det elektriske omformerelement, sett fra siden og i snitt, fig. 2 shows the electrical converter element, seen from the side and in section,

fig. 3 viser, sett ovenfra, et snitt tatt etter linjen 3-3 fig. 3 shows, seen from above, a section taken along the line 3-3

på fig. 2, on fig. 2,

fig. 4 viser et snitt, sett ovenfra, tatt etter linjen 4-4 fig. 4 shows a section, seen from above, taken along the line 4-4

på fig. 2 og on fig. 2 and

fig. 5 er et koblingsskjerna for vekselstrøminngangen. fig. 5 is a connecting core for the alternating current input.

Selv om foreliggende oppfinnelse byr på muligheter til forskjellige modifikasjoner og alternative konstruksjoner, er en utførelsesform vist på tegningene og vil i det følgende bli beskrevet i detalj. Det skal imidlertid påpekes at det er ikke hensikten å begrense oppfinnelsen til den spe-sielle form som er vist, men i stedet er hensikten å la oppfinnelsen dekke alle modifikasjoner, ekvivalenter og alternative konstruksjoner som faller innenfor oppfinnelsens ånd og ramme slik den er kommettil uttrykk i kravene. Although the present invention offers possibilities for various modifications and alternative constructions, one embodiment is shown in the drawings and will be described in detail below. However, it should be pointed out that it is not the intention to limit the invention to the particular form shown, but instead the intention is to allow the invention to cover all modifications, equivalents and alternative constructions that fall within the spirit and scope of the invention as expressed in the requirements.

Det er her beskrevet et elektrisk drivsystem som i teorien vil omforme lavspendt elektrisk energi fra en kilde f.eks. An electric drive system is described here which, in theory, will transform low-voltage electrical energy from a source, e.g.

et elektrisk akkumulatorbatteri til en høyspendt energipuls med høy strøm som er istand til å utvikle en arbeidende kraft ved den induktive utgang for en anordning, der kraftoverførin-gen har bedre virkningsgrad enn det som det er mulig å utvikle direkte fra energikilden. Forbedringen i virkningsgrad blir videre understøttet ved anordningens mulighet til an electric accumulator battery for a high-voltage energy pulse with a high current which is able to develop a working force at the inductive output for a device, where the power transfer has a better efficiency than that which is possible to develop directly from the energy source. The improvement in efficiency is further supported by the device's ability to

tilbakeføring av den del av den opprinnelige energi som ble utviklet og som ikke brukes av den induktive last til frembringelse av mekanisk energi, til den samme eller et andre energireservoir eller energikilde for bruk andre steder eller for lagring. return of the part of the original energy that was developed and that is not used by the inductive load to produce mechanical energy, to the same or another energy reservoir or energy source for use elsewhere or for storage.

Systemet oppnår de ovennevnte resultater ved å temme den "elektrostatiske" eller "puls" energi som skapes av en gnist med høy styrke, frembragt i et spesielt bygget elektrisk omformende elementrør. Dette element benytter en lavspendt anode, en høyspendt anode og et eller flere "elektrostatiske" eller ladningsmottagende gittere. Disse gittere er av en fysisk størrelse og riktig plassert, slik at de passer til størrelsen av røret og derfor er direkte knyttet til den energimengde man kan vente når anordningen er i drift. The system achieves the above results by taming the "electrostatic" or "pulse" energy created by a high strength spark produced in a specially constructed electrical transducing element tube. This element uses a low voltage anode, a high voltage anode and one or more "electrostatic" or charge receiving grids. These grids are of a physical size and correctly positioned, so that they fit the size of the pipe and are therefore directly linked to the amount of energy that can be expected when the device is in operation.

Den lavspendte anode kan innbefatte en motstandsanordnihg The low voltage anode may include a resistance device

for regulering av den strømmengde som trekkes fra energikilden. Denne lavspendte anode er koblet til energikilden gjennom for regulating the amount of current drawn from the energy source. This low voltage anode is connected to the energy source through

en mekanisk kommutator eller en faststoff pulsanordning som bestemmer tidsstyringen og varigheten av energignisten i elementet. Denne høyspendte anode er forbundet med et høyspenningspotensial som er dannet i tilknyttede kretser. a mechanical commutator or a solid-state pulse device that determines the timing and duration of the energy spark in the element. This high voltage anode is connected to a high voltage potential which is formed in associated circuits.

En energiutladning finner sted i elementet når de utenfor-liggende styrekretser tillater det. Denne kortvarige, høy-spendte energipuls med høy strøm, blir fanget opp av de "elektrostatiske" gittere i røret, momentant lagret og deretter overført til den induktive utgangslast. An energy discharge takes place in the element when the external control circuits allow it. This short-lived, high-voltage, high-current energy pulse is captured by the "electrostatic" grids in the tube, momentarily stored and then transferred to the inductive output load.

Den økning i virkningsgrad som ventes ved omformning av elektrisk energi til mekanisk energi i den induktive last, skyldes utnyttelse av den mest optimale tidsstyring ved innføring av elektrisk energi til lastanordningen i den optimale tidsperiode. The increase in efficiency that is expected when electrical energy is transformed into mechanical energy in the inductive load is due to the utilization of the most optimal time management when introducing electrical energy to the load device in the optimal time period.

Ytterligere understøttelse av energikonservering oppnås ved å fange opp en betydelig del av den energi som frem- Further support for energy conservation is achieved by capturing a significant part of the energy produced

bringes av den induktive last når det utnyttbare energi- brought by the inductive load when the usable energy

felt faller sammen. Den energi blir normalt forbrukt i lasttap som er i strid med den ønskede energiutnyttelse og har tidligere blitt godtatt fordi det ikke er utviklet noen egnet anordning for å temme denne energi og for å fields coincide. The energy is normally consumed in load losses which is contrary to the desired energy utilization and has previously been accepted because no suitable device has been developed to tame this energy and to

lagre denne på nytt i en egnet anordning til lagring av energi. store this again in a suitable device for storing energy.

Foreliggende oppfinnelse angår to grunntrekk eller egenskaper. Den første av disse egenskaper sees ved innføring av en energiserende strøm gjennom induktoren. Induktoren setter opp en motsatt rettet kraft (mot-elektromotorisk kraft eller CEMF) som er rettet mot den energi som føres inn i induktoren. Denne CEMF øker i løpet av den tid den kraft som innføres øker. The present invention relates to two basic features or properties. The first of these properties is seen when an energizing current is introduced through the inductor. The inductor sets up an oppositely directed force (counter-electromotive force or CEMF) which is directed against the energy fed into the inductor. This CEMF increases during the time the power introduced increases.

Ved' normale anvendelser der en vekselstrøm påtrykkes en induktiv last for mekaniske formål, får man det nyttige arbeid fra. induktoren før påtrykningen av energi opphører. In normal applications where an alternating current is applied to an inductive load for mechanical purposes, useful work is obtained from it. the inductor before the application of energy ceases.

Den overskytende energi som påtrykkes, går dermed-tapt. The excess energy that is applied is thus lost.

Tidligere forsøk på å få til energiinnføring i en induktor Previous attempts to introduce energy into an inductor

med en tidsvarighet som er begrenset til den periode da den optimale omdannelse av induktiv energi til mekanisk energi finner sted, har vært begrenset av den evne enhver slik anordning har til å føre den høye strøm som er nødvendig for å optimalisere energioverføringen. with a duration limited to the period when the optimal conversion of inductive energy to mechanical energy takes place, has been limited by the ability of any such device to carry the high current necessary to optimize energy transfer.

Den annen egenskap kan sees når den energiserende strøm kobles fra induktoren. Idet strømmen faller, utvikler induktoren en elektromotorisk kraft EMF som motvirker fallet i strømmen eller med andre ord danner en energikilde ved induktorens utgang som tilsvarer den opprinnelige energikilde redusert med den virkelige energi som er tatt fra kretsen med den mekaniske last. Denne "regenererte" eller overskytende energi har tidligere gått tapt, fordi man ikke hadde muligheter til å lagre denne energi. The second property can be seen when the energizing current is disconnected from the inductor. As the current falls, the inductor develops an electromotive force EMF which counteracts the fall in the current or in other words forms an energy source at the inductor's output that corresponds to the original energy source reduced by the real energy taken from the circuit with the mechanical load. This "regenerated" or excess energy has previously been lost, because there were no opportunities to store this energy.

Ved foreliggende oppfinnelse blir en høyspendt, kortvarig energipuls med høy strøm påtrykket den induktive last med omformerelementet. Dette element gjør det mulig å bruke visse deler av den energi som påtrykkes i en lysbue over et gnistgap uten den resulterende forringelse av kretsens elementer som normalt er knyttet til elektriske lysbuer med høy energi. In the present invention, a high-voltage, short-term energy pulse with a high current is applied to the inductive load with the converter element. This element makes it possible to use certain portions of the energy impressed in an arc across a spark gap without the resulting degradation of circuit elements normally associated with high energy electric arcs.

Oppfinnelsen gjør det også mulig å fange opp en viss del The invention also makes it possible to capture a certain part

av den energi som er innført av det høye induktive støt som oppstår ved plutselig avbrytning av den innførte strøm. Denne plutselige avbrytning av strømmen er knyttet til av-slutningen av lysbuen som fører strømmen inn. Spennings-toppen som fremkommer på denne måte, blir påtrykket en kondensator som kobler den dermed følgende strøm til en sekundær energilagrende anordning. of the energy introduced by the high inductive shock that occurs when the introduced current is suddenly interrupted. This sudden interruption of the current is linked to the termination of the arc that brings the current in. The voltage peak that arises in this way is applied to a capacitor which connects the resulting current to a secondary energy storage device.

En ny, men ikke nødvendig, kretsanordning sørger for inn- A new, but not necessary, circuit arrangement provides for in-

og utkobling av energikilden og den energilagrende anordning. Denne kobling kan innrettes slik at den trer i virksomhet automatisk på på forhånd bestemte tidspunkter. Koblingen kan foregå ved nærmere angitte tidspunkter som er bestemt ved forsøk med en bestemt anordning eller kan styres av en styreanordning som måler de rellative energi-innhold i de to energireservoirer. and disconnection of the energy source and the energy storage device. This link can be set up so that it becomes active automatically at predetermined times. The connection can take place at specified times which have been determined by testing a specific device or can be controlled by a control device which measures the relative energy content in the two energy reservoirs.

Under henvisning til fig. 1, vil systemet 10 nu bli beskrevet ytterligere i detalj. Potensialet for høyspenningsanoden 12 i omformerelementet 14, fremkommer over kondensatoren 16. Denne spenning fremkommer ved å trekke en lav strøm fra With reference to fig. 1, the system 10 will now be described in further detail. The potential for the high-voltage anode 12 in the converter element 14 appears across the capacitor 16. This voltage appears by drawing a low current from

en batterikilde 18 gjennom vibratoren 20. Virkningen av vibratoren er å skape en pulserende inngang til transformatoren 22. Viklingsforholdet for transformatoren er valgt for å optimalisere den spenning som påtrykkes en likeretter 2 4 av brotypen. Utgangen fra likeretteren er da en serie høyspendte pulser med beskjeden strøm. Når kilden er en høyspenningskilde, kobles den direkte til likeretteren som a battery source 18 through the vibrator 20. The effect of the vibrator is to create a pulsating input to the transformer 22. The winding ratio for the transformer is chosen to optimize the voltage applied to a bridge-type rectifier 2 4 . The output from the rectifier is then a series of high-voltage pulses with modest current. When the source is a high voltage source, it is connected directly to the rectifier which

er av brotypen. Ved gjentatt påtrykning av disse utgangs-pulser fra likeretteren av brotypen på kondensatoren 16, is of the bridge type. By repeated application of these output pulses from the bridge-type rectifier to the capacitor 16,

vil en høyspendt ladning på høyt nivå bli bygget opp i kondensatoren . a high-voltage charge at a high level will build up in the capacitor.

Styring med elementrøret for kobling av omformingen fåes Control with the element pipe for connecting the transformation is obtained

med en kommutator 26. En serie med kontakter som er montert radielt på en aksel eller en faststoffs koblingsanordning som styres av tiden eller en annen variabel, kan benyttes i dette styreelement. Et koblende element av rørtypen med enveis energibane 28 er innført mellom kommutatoranordningen og det omformende koblende elementrør for å hindre at lysbuer med høy energi dannes i kommutatorstrømmens baner på tross av at elementrøret er sluttet, slik at strøm fra spenningskilden 18 ledes gjennom et motstandselement 30 with a commutator 26. A series of contacts mounted radially on a shaft or a solid state switching device controlled by time or another variable may be used in this control element. A tube-type connecting element with one-way energy path 28 is inserted between the commutator arrangement and the transforming connecting element tube to prevent high-energy arcs from forming in the commutator current paths despite the element tube being closed, so that current from the voltage source 18 is led through a resistance element 30

og en lavspendt anode 32. Dette fører til en høy energiutladning mellom anodene inne i det omformende og omkoblende elementrør 14. Energi innholdet i høyenergipulsen blir elektrostatisk koblet til omformergitrene 34 i omformerelementet. Denne elektrostatiske ladning påtrykkes gjennom en utgangsklemme 60 (fig. 2) over lastinduktansen 26, slik at det induseres et sterkt elektromagnetisk felt rundt den induktive last. Styrken på dette elektromagnetiske felt bestemmes av det høye elektromotoriske potensial som utvikles på de elektrostatiske gittere og på den meget korte tid som kreves for å sette opp energipulsen. and a low-voltage anode 32. This leads to a high energy discharge between the anodes inside the converting and switching element tube 14. The energy content of the high-energy pulse is electrostatically coupled to the converter grids 34 in the converter element. This electrostatic charge is applied through an output clamp 60 (fig. 2) over the load inductance 26, so that a strong electromagnetic field is induced around the inductive load. The strength of this electromagnetic field is determined by the high electromotive potential that develops on the electrostatic grids and by the very short time required to set up the energy pulse.

Hvis den induktive last er koblet magnetisk til en mekanisk last, utvikles det et kraftig begynnende dreiemoment som på en effektiv måte kan utnyttes til utførelse av fysisk arbeid. If the inductive load is connected magnetically to a mechanical load, a strong starting torque is developed which can be efficiently utilized for performing physical work.

Ved opphør av energipulsen (lysbuen) i det omformende og omkoblende elementrør, blir den induktive last koblet fra, slik at det elektromagnetiske felt rundt den induktive last faller sammen. Når dette energifelt faller sammen, induseres det i den induktive lasten motsatt rettet elektromotorisk kraft EMF. Denne motsatt rettede elektromotoriske kraft setter opp et høyt positivt potensial over en andre kondensator 38, som på sin side blir innført i den andre energilagrende anordning eller batteri 4 0 som en ladestrøm. Stør-relsen av ladestrømmen som står til rådighet for batteriet 4 0 er avhengig av de opprinnelige forhold i kretsen på tidspunktet for utladning i det omformende og omkoblende element-rør og størrelsen på den mekaniske energi som er forbrukt av arbeidslasten. When the energy pulse (arc) in the transforming and switching element tube ceases, the inductive load is disconnected, so that the electromagnetic field around the inductive load collapses. When this energy field collapses, an oppositely directed electromotive force EMF is induced in the inductive load. This oppositely directed electromotive force sets up a high positive potential across a second capacitor 38, which in turn is introduced into the second energy storage device or battery 40 as a charging current. The magnitude of the charging current available for the battery 40 is dependent on the original conditions in the circuit at the time of discharge in the transforming and switching element tube and the magnitude of the mechanical energy consumed by the workload.

En beskyttelsesanor.dning 42 med gnistgap er innbefattet i kretsen for å beskytte den induktive last og likeretter-élementene fra urimelig store utladningsstrømmer. Skulle potensialene i kretsen overstige på forhånd bestemte verdier, som er fastlagt ved den mekaniske størrelse og avstand mellom elementene i den beskyttende anordning, blir den overskytende energi ført vekk (videreledet) av den beskyttende anordning A spark gap protection device 42 is included in the circuit to protect the inductive load and rectifier elements from unreasonably large discharge currents. Should the potentials in the circuit exceed predetermined values, which are determined by the mechanical size and distance between the elements of the protective device, the excess energy is led away (redirected) by the protective device

til et felles potensial for kretsen (elektrisk jord). to a common potential for the circuit (electric ground).

Diodene 44 og 46 omleder overskytende energi som frembringes når det "energiomformende og omkoblende elementrør" utløses. Et koblingselement 48 tillater enten den ene eller den annen energilagringskilde å bli'.benyttet som primær energikilde, mens det annet batteri benyttes som energigjenvinningsenhet. Omkoblingen muliggjør veksling mellom kilde og gjenvinnings-enhet ved optimale intervaller som bestemmes ved bruken av det omformende og omkoblende elementrør. Omkoblingen kan foregå manuelt eller automatisk, alt etter valg av koblingselement fra en lang rekke tilgjengelige elementer for dette formål. Diodes 44 and 46 divert excess energy produced when the "energy converting and switching element tube" is triggered. A connecting element 48 allows either one or the other energy storage source to be used as a primary energy source, while the other battery is used as an energy recovery unit. The switching enables switching between source and recovery unit at optimal intervals determined by the use of the transforming and switching element tube. The switching can take place manually or automatically, depending on the selection of a switching element from a wide range of elements available for this purpose.

Figurene 2, 3 og 4 viser den mekaniske oppbygning av det omformende og omkoblende elementrør 14. Et ytre hus 50 kan være av et hvilket som helst isolerende materiale som f.eks. glass. Anodene 12 og 22 og gitrene 34a og 34b er fast sikret med ikke ledende avstandsmaterialer 52, 54 og 56. Et motstandselement 30 kan være innført i lavspennings anodebanen for å styre toppstrømmene igjennom det omformende og omkob lende elementrør. Motstandelementet kan være i ett stykke eller det kan være bygget opp av et eller flere motstands-elementer for oppnåelse av det ønskede resultat. Figures 2, 3 and 4 show the mechanical structure of the transforming and switching element tube 14. An outer housing 50 can be made of any insulating material such as e.g. glass. The anodes 12 and 22 and the grids 34a and 34b are firmly secured with non-conductive spacer materials 52, 54 and 56. A resistance element 30 can be introduced in the low voltage anode path to control the peak currents through the transforming and switching element tube. The resistance element can be in one piece or it can be made up of one or more resistance elements to achieve the desired result.

Anodematerialet kan være det samme i hver anode eller de The anode material can be the same in each anode or they

kan være a.v forskjellige materialer, bestemt av den mest effektive bruk av anordningen slik man finner det ved passende forsøk på tidspunktet for produksjonen av anordningen til den bestemte bruk. may be of different materials, determined by the most effective use of the device as found by appropriate testing at the time of manufacture of the device for the particular use.

Formen på og avstanden mellom de elektrostatiske gittere The shape of and the distance between the electrostatic gratings

kan også varieres, alt etter anvendelsen (spenning, strøm og kravene til energi). can also be varied, depending on the application (voltage, current and energy requirements).

Det er oppfinnerens mening at ved nøyaktig sammenpasning av elementene i det omformende og koblende elementrør og det riktige valg av komponenter i systemets kretselementer, kan man oppnå de ønskede teoretiske resultater. Det er videre oppfinnerens mening at denne sammenpasning og dette valg ligger godt innenfor mulighetene for intens forsking og utviklingsteknikk. It is the inventor's opinion that by precisely matching the elements in the transforming and connecting element tube and the correct choice of components in the circuit elements of the system, the desired theoretical results can be achieved. Furthermore, it is the inventor's opinion that this combination and choice is well within the scope of intensive research and development techniques.

Det skal her fremheves at det å bytte ut en elektrisk veksel-strømkilde på grunn av den ønskede strøm og/eller spennings-form og/eller tidsstyring, enten før den betraktes som primær energikilde eller senere, ikke skal oppfattes som forandring av den beskrevne utnyttelse eller anvendelse eller primær energi på noen måte. En slik energiomformning oppnås på en hensiktsmessig måte ved en hvilken som helst av mange vel-etablerte prinsipper. Den foretrukne utførelsesform for oppfinnelsen forutsetter bare optimal utnyttelse og optimal fordel fra oppfinnelsen når den anvendes sammen med bærbare energianordninger som i prinsippet svarer til våtcelle-eller tørcelle batteriet. It must be emphasized here that replacing an electrical alternating current source due to the desired current and/or voltage form and/or time control, either before it is considered as a primary energy source or later, should not be perceived as a change of the described utilization or application or primary energy in any way. Such energy conversion is conveniently achieved by any of many well-established principles. The preferred embodiment of the invention only assumes optimal utilization and optimal benefit from the invention when it is used together with portable energy devices which in principle correspond to the wet-cell or dry-cell battery.

Oppfinnelsen foreslår å utnytte den energi som finnes i en innvendig frembragt høyspendt elektrisk toppverdi (energipuls) til elektrisk energitilførsel til en induktiv last. Denne induktive last er så istand til å omdanne energien som til-føres til en nyttig elektrisk eller mekanisk utgang. The invention proposes to utilize the energy contained in an internally generated high-voltage electrical peak value (energy pulse) for supplying electrical energy to an inductive load. This inductive load is then able to convert the energy supplied into a useful electrical or mechanical output.

I bruk blir den høyspendte kortvarige elektriske toppverdi frembragt ved utladning av kondensatoren 16 over gnistgapet i det omformende og koblende elementrør. Det nødvendige høyspendte potensial blir lagret på kondensatoren i inkremen-tale, additive trinn fra likeretteren 2 4 som er brotypen. In use, the high-voltage short-term electrical peak value is produced by discharging the capacitor 16 across the spark gap in the transforming and connecting element tube. The necessary high-voltage potential is stored on the capacitor in incremental, additive steps from the bridge-type rectifier 2 4 .

Når energikilden er en elektrisk likestrøms akkumulator-anordning, så som batteriet 12, skaffes inngangen til brolikeretteren ved opptransformering av spenningen i transformatoren 22 som på sin side mates fra vibratoren 20 eller en faststopp pulsgiver eller lignende anordning for riktig drift av transformatoren og likeretterkretsene. When the energy source is an electric direct current accumulator device, such as the battery 12, the input to the bridge rectifier is provided by up-transforming the voltage in the transformer 22 which is in turn fed from the vibrator 20 or a fixed-stop pulse generator or similar device for correct operation of the transformer and rectifier circuits.

Når energikilden er en vekselstrømkilde, vil brytere 64 fra-koble likestrømtransformatoren 22 og inngangen til brolikeretteren 2 4 fåes ved opptransformering av spenningen i transformatoren 66, som på sin side mates fra vibratoren 20 eller en faststoff pulsgiver eller lignende anordning som driver transformatoren og likeretterkretsene på en riktig måte. When the energy source is an alternating current source, switches 64 will disconnect the direct current transformer 22 and the input to the bridge rectifier 24 is obtained by up-transforming the voltage in the transformer 66, which in turn is fed from the vibrator 20 or a solid-state pulse generator or similar device that drives the transformer and the rectifier circuits on a proper way.

Den repeterende utgang fra brolikeretteren vil inkrementalt øke kondensatorladningen mot dens maksimum. Denne ladning blir elektrisk koblet direkte til høyspenningsanoden 12 i det omformende og koblende elementrør. The repetitive output from the bridge rectifier will incrementally increase the capacitor charge towards its maximum. This charge is electrically connected directly to the high-voltage anode 12 in the transforming and connecting element tube.

Når den lavspendte anode 32 blir koblet til en strømkilde, dannes en lysbue i gnistgapet som er betegnet med 62 i det omformende og koblede elementrør, svarende til det potensial som er lagret på høyspenningsanorden og den strøm som er tilgjengelig fra lavspenningsanoden. På grunn av at varigheten av strømmen som er tilgjengelig ifra den lavspendte anode (d.v.s. varigheten av lysbuen) er meget kort, kan både den øyeblikkelige spenning og den øyeblikkelige strøm være meget høye. Den øyeblikkelige toppverdi for tilsynelatende effekt, er derfor også meget høy. I det omformende og omkoblende elementrør, blir denne energi absorbert av gitrene 3 4a og 34b som er montert rundt det indre av røret. When the low-voltage anode 32 is connected to a current source, an arc is formed in the spark gap denoted by 62 in the transforming and coupled element tube, corresponding to the potential stored on the high-voltage device and the current available from the low-voltage anode. Because the duration of the current available from the low voltage anode (i.e. the duration of the arc) is very short, both the instantaneous voltage and the instantaneous current can be very high. The instantaneous peak value for apparent effect is therefore also very high. In the transforming and switching element tube, this energy is absorbed by the grids 3 4a and 34b which are mounted around the interior of the tube.

Styring av energiens toppverdi i det omformende og koblende elementrør, foregår med en mekanisk eller en faststoff kommutator som slutter kretsbanen fra den lavspendte anode til strømkilden i det øyeblikk da levering av energi til utgangslasten er mest gunstig. Et stort antall standard nøyaktige variable innstillingsanordninger står til rådighet for dette formål. Når det er behov for styring av repeti-sjonshastigheten for systemets utgang, kan dette gjøres ved å regulere innkoblingstiden ved lavspenningsanoden. Control of the energy's peak value in the transforming and connecting element tube takes place with a mechanical or a solid-state commutator which closes the circuit from the low-voltage anode to the current source at the moment when the delivery of energy to the output load is most favorable. A large number of standard precision variable setting devices are available for this purpose. When there is a need to control the repetition rate for the system's output, this can be done by regulating the switch-on time at the low-voltage anode.

Man kan således få et elektrisk drivsystem med en lav-spenningskilde koblet til en vibrator, en transformator og en likeretter av brotypen, som vil gi et høyspendt, pulserende signal til en første kondensator. Der en høyspenningskilde er tilgjengelig, er denne koblet direkte til en likeretter av brotypen slik at et pulserende signal føres til en første kondensator. Kondensatoren er på sin side koblet til en høyspenningsanode for et elektrisk omformende og koblede elementrør. Elementet innbefatter også en lavspendt anode som, på sin side, blir koblet til en spenningskilde med en kommutator, et koblende elementrør og en variabel motstand. Rundt høyspenningsanoden er det montert en ladningsmottagende plate som på sin side er koblet til en induktiv last for å overføre en høyspendt utladning fra elementet til lasten. Dessuten er det til lasten koblet en andre kondensator for lagring av den motsatt rettede elektromotoriske kraftEMF One can thus obtain an electric drive system with a low-voltage source connected to a vibrator, a transformer and a bridge-type rectifier, which will provide a high-voltage, pulsating signal to a first capacitor. Where a high-voltage source is available, this is connected directly to a bridge-type rectifier so that a pulsating signal is fed to a first capacitor. The capacitor, in turn, is connected to a high-voltage anode for an electrically transforming and coupled element tube. The element also includes a low-voltage anode which, in turn, is connected to a voltage source by a commutator, a connecting element tube and a variable resistor. A charge-receiving plate is mounted around the high-voltage anode, which in turn is connected to an inductive load to transfer a high-voltage discharge from the element to the load. In addition, a second capacitor is connected to the load for storing the oppositely directed electromotive force EMF

som oppstår når det elektriske felt for lasten faller sammen, idet strømmen til lasten blokkeres. Den annen kondensator er, på side,'koblet til spenningskilden. which occurs when the electric field for the load collapses, as the current to the load is blocked. The other capacitor is, on the other hand, connected to the voltage source.

Claims

1. Electric drive system, characterized in that it comprises: an electric voltage source, a vibrator connected to the source for generating a pulsating signal, a transformer connected to the vibrator for receiving the pulsating signal, a rectifier connected to the transformer with a high-voltage pulse output, a capacitor for receiving said voltage-pulse output, a transforming and connecting element tube with a first and a second anode, electrically conductive means for receiving a charge, arranged around the second anode and a output terminal connected to the charge receiving device, which second anode is connected to the capacitor, a commutator connected to the electric voltage source and to said first anode and an inductive load connected to the output terminal so that a high energy discharge between the first and second anode is transferred to the charge receiving device and then to the aforementioned inductive load.

2. System as stated in claim 1, characterized in that it includes a second capacitor which must receive a charge from the load.

3. System as stated in claim 2, characterized in that it comprises a connecting element tube which is arranged in series between the commutator and the first anode.

4. System as stated in claim 3, characterized in that it includes a second voltage source and a switch for receiving a signal from the second capacitor.

5. System as stated in claim 4, characterized in that a transforming and connecting element tube includes a resistance element in series with the first anode and in that the charge receiving device is tubular.

6. Electrically transforming and connecting element tube, characterized in that it comprises: a housing, a first low-voltage anode mounted on the housing, which anode is arranged to be connected to a voltage source, a second high-voltage anode mounted on the housing and intended to be connected to a voltage source, electrically conductive means arranged around and spaced from the second anode for receiving a charge, which charge receiving means is mounted on the housing and an output terminal in communication with the charge receiving means, which terminal is intended to be connected to a inductive load.

7. Element as stated in claim 6, characterized in that it includes a resistance element in series with the first anode.

8. Element as stated in claim 6, characterized in that the charge receiving device is tubular. ,.

9. Element as stated in claim 8, characterized in that it includes a second tubular charge-receiving device arranged around the first-mentioned charge-receiving device.

10. Method for supplying energy to an inductive load, characterized by the following steps: providing a voltage source, pulsing a signal from the source, in increasing the voltage of the signal, rectifying the signal, storing and increasing the signal, conducting the signal to a high voltage anode, providing a low voltage to a second anode to form a high energy discharge, electrostatically coupling the discharge to a charge receiving element, conducting the discharge of an inductive load, connecting a second capacitor to the load and connecting the capacitor to the source.1

11. A multiple switch which is a method for selecting: Direct current or alternating current high voltage energy supply.

12. Alternating current source for supplying energy as specified in claim 11, characterized in that it enables the system to function as in claims 1 to 11.

13. High voltage to the bridge rectifier and to the first capacitor to allow the system to function as in claims 1 to 12.