DE911755C - Steuerbarer Magnetkreis mit Vormagnetisierung - Google Patents

Description

• Steuerbarer Magnetkreis mit Vormagnetisierung Es ist bekannt, daß die ferromagnetischen Materialien bei der Zunahme des Kraftflusses Sättigungserscheinungen zeigen, durch die die Zunahme der Kraftliniendichte begrenzt ist.
• Es ist weiter bereits bekannt, d.aß durch sogenannte Vormagnetisierung die. Möglichkeit gegeben ist, die Kraftliniendichte in solchen Kreisen zusätzlich zu beeinflussen, d. h. näher an den Sättigungsknick heranzubringen und dadurch den magnetischen Widerstand zu steigern, wobei auch die Anordnung so erfolgen kann, daß praktisch keine Verkettung zwischen Vormagnetisierungs- und Arbeitswicklung gegeben ist.
• Nach der Erfindung kann auf dieser Grundlage ein steuerbarer Magnetkreis erhalten werden, indem nicht dem ganzen, sondern nur einem Teil des Kraftlinienweges durch Vormagnetisierung eine erhöhte Kraftliniendichte aufgedrückt wird, wobei dieser Teil mit anderen Teilen, in denen die erhöhte Kraftliniendichte nicht besteht, in Reibe liegend den. magnetischen Kreis bildet. Hierzu kann beispielsweise dem Teil des Kraftlinienweges, dem durch die Sättigung ein bis zu dem Grenzwert steigerbarer erhöhter magnetischer Widerstand aufgedrückt werden soll, der Kraftlinienfluß durch die Vormagnetisierung im Sinne eines in sich geschlossenen Kraftlinienkreises, dier nicht (oder praktisch vernachlässigbar) auf die übrigen Kreise zurückwirkt, aufgedrückt werden. Mit besonderem Vorteil werden hierzu in dem Kraftlinienkreis wenigstens zwei derartige Stellen erhöhten Widerstands vorgesehen, die durch die Vormagnetisierung in umgekehrtem Sinne beeinflu.ßt werden, so daß sich die Rückwirkung auf den Arbeitskreis kompensiert. In der praktischen Ausführung kann hierzu beispielsweise das Joch des Magnetkörpers an wenigstens zwei Stellen in je zwei parallele Schenkel zerlegt werden, wobei wenigstens je einem Schenkel beider Schenkelpaare eine zusätzliche Erregung als Vormagnetisierung mit an den beiden. Stellen verschiedenerKraftflußrichtung aufgedrückt wird.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindungist in. der Zeichnung (Fig. i) dargestellt. Mit i ist der Eisenkörper eines Transformators bezeichnet, dessen Schenkel z durch Ausn:ehmungen 3 in je ein Schenkelpaar d. unterteilt sind. Die, beiden inneren Schenkel sind hierbei mit Erregerwicklungen 5 versehen, die, in bezug auf den G.esamtfluß entgegengerichtet, in Reihe geschaltet an einer Steuerstromquelle 6 liegen, so daß die Vormagnetisierung beispielsweise über einen Regelwiderstand 7 veränderlich aufgedrückt werden kann. Mit 8 und g sind die beiden Arbeitsspulen des Transformators bezeichnet.
• Durch Erregung der Wicklungen 5 wird in den beiden Schenkelpaaren je ein geschlossener Kraftlinienfluß aufgedrückt, der durch entsprechende Änderung der Erregung mehr oder weniger nahe an den Sättigungspunkt gebracht werden kann. Auf diese Weise ist die Möglichkeit gegeben, den magnetischen Widerstand des Kreises zu regeln, Insbesondere kann durch Steigerung der V ormagnetisierung bis zur Sättigung erreicht werden, daß der Widerstand auf den. Wert gebracht wird, der einem Luftspalt gleicher Länge entspricht.
• Auf diese Weise können. z. B. sämtliche Regelaufgaben, die bisher durch Veränderung des Luftspalts gelöst wurden-, in einfacher Weise beherrscht werden, ohne daß irgendwelche kraftl.inienführenden Teile bmvegt werden müßten, was also einen wesentlichen Vorteil bedeutet. Insbesondere, ist es auch möglich, die magnetische Leitfähigkeit des Kreises sehr kurzzeitig zu beeinflussen, wie dies für manche Regelprobleme, wichtig ist: So kann beispielsweise durch Entladung eines Kondensators die Wirkung erreicht werden, daß über sehr kurze Zeit, deren Dauer durch geeignete Wahl der Kapazität des Kondensators.festgelegt werden kann, plötzlich ein sehr großer Luftspalt in den Magnetkreis eingeschaltet wird. Durch die neue Beeinflussung der magnetischen Leitfähigkeit eines Eisenkreises ist es möglich, im Bereich des Stromnulldurchganges eine verlängerte stromschwache Pause zu schaffen, wodurch z. B. die Unterbrechung eines Stromkreises erleichtert werden kann. Dies bringt eine wesentliche Vereinfachung des Schaltvorganges mit sich, wie dies insbesondere bei Schaltrichtungen, die häufig wiederholt betätigt werden, sowie bei solchen, die in mechanischen Stromumformern zur Gleich-, Um- oder Wechselrichtung verwendet werden, von Vorteil ist.
• Die Anwendung es Erfindungsgedankens ist nicht auf die angegebenen Möglichkeiten beschränkt. So ist es beispielsweise auch möglich. Teile des Eisenkreises, insbesondere diejenigen, auf die die Vormagnetisierung nicht zurückwirkt, als permanente Magnete (Kobalt-, Aluminiumstähle). z. B. nach Honda (Mishima), auszuführen, auch ist es unter Umständen zweckmäßig, die Vormagnetisierung in Abhängigkeit von dem Hauptstrom selbst vorzunehmen, entweder indem ein dem Hauptstrom entsprechender Strom selbst über diese Wicklung geführt wird, oder der elektrische Widerstand bz-%v. Strom des Erregerkreises in Abhängigkeit vom Hauptstrom verändert wird. Bei der Regelung in Abhängigkeit vom Wechselstrom kann es zweckmäßig sein, den Erregerstrom über ein .elektrisches Ventil (Gleichrichter) zu führen.
• Unter Umständen kann es auch von Vorteil sein, mehr als zwei solche einer Vormagnetisierung ausgesetzten Teile (in gerader Anzahl) in einem Magnetkreis anzuordnen.
• Eine Anordnung, dile es ermöglicht, durch Änderung des magnetischen Widerstandes in Abhängigkeit von, dem Verlauf eines Wechselstromes zu einem bestimmten Zeitpunkt vor dem Nulldurchgang einen Steuerimpuls zu geben (Vorauslöser), ist in Fit-, . z dargestellt. Mit io ist der Magnetkörper bezeichnet, der nach Art eines Manteltransformators ausgeführt ist, wobei um den mittleren Schenkel die Hauptstromwicklung i r beispielsweise in einer Windung geführt ist. 12 stellt eine um denselben Schenkel gelegte Sekundärwicklung dar, mit der die beiden. Wicklungen. 5, die für die Vormagnetisierung bestimmt sind, in Reihe geschaltet sind. Mit 13 ist ein. Luftspalt innerhalb des Kraftlinienkreises bezeichnet, dem ein Anker 14 parallel geschaltet ist, der unter der Einwirkung einer Feder abgerissen wird, sobald der Fluß einen bestimmten Wert unterschreitet.
• Bei dieser Anordnung wird der magnetische Widerstand mit zunehmendem Strom größer, da die Vormagnetisierung stromabhängig erfolgt, wodurch erreicht wird, daß in dem Bereich vor einem Nulldurchgang der Strom unabhängig von den Effeletivwerten immer annähernd denselben Verlauf nimmt, so daß der Anker stets eine genaue vorbestimmte Zeit vor dem Stromnulldurchgang abfällt, wie, dies beispielsweise für Synchronauslöser für Schalteinrichtungen u. dgl. erforderlich ist.
• Der angegebene steuerbare Magnetkreis stellt in gewissem Sinne ein magnetisches Ventil dar, wobei die, Vorma.gnetisierung mit der Gittersteuerung verglichen werden kann. Es ist auf die angegebene Weise dementsprechend auch möglich, einen derartigen steuerbaren. Magnetkreis für viele, Verwendungszwecke einzusetzen, für die bisher Elektronenröhren mit Gittersteuerung angewendet sind.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Steuerbarer Magnetkreis, insbesondere für Transformatoren, mit Vormagnetisierung, dadurch gekennzeichnet. daß nicht dem ganzen. sondern nur einem Teil des Kraftl.inienwegcs durch Vormagnetisierung eine erhöhte Kraftliniendichte aufgedrückt wird, wobei dieser Teil mit anderen Teilen, in denen die erhöhte Kraftliniendichte nicht besteht, in Reihe liegend den Magnetkreis bildet.
2. 2. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kraftlinienkreis wenigstens an zwei Stellen eine Vormagnetisierung in entgegengesetztem Sinne aufgedrückt wird.
3. 3. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch i bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkörper des Magneten an wenigstens zwei Stellen in je zwei parallele Schenkel zerlegt wird, wobei wenigstens je einem Schenkel beider Schenkelpaare eine zusätzliche Erregung mit in bezug aufeinander entgegengesetzter Kraftflußrichtung zugeordnet ist. q..
4. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch i in der Verwendung als Vorauslöser, insbesondere für Synchronschalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkörper nach Art eines Manteltransformators ausgeführt ist, wobei in der einen Hälfte in bezug auf die durch den mittleren Schenkel gelegte Symmetrieachse die Vormagnetisierung sowie ein zusätzlicher Luftspalt angeordnet sind, der durch einen etwa unter dem Einfluß einer Feder stehenden Steueranker teilweise überbrückt wird.
5. 5. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch i oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch die Verwendung an Stelle von gittergesteuerten Elektronenröhren.
6. 6. Steuerbarer Magnetkreis nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Magnetisierung mit Hilfe der Entladung eines Kondensators herbeigeführt wird.