<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur Einstellung der Induktanz mindestens einer auf einem Kern aus ferromagnetischem Material angebrachten
Spule
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Einstellung der Induktanz mindestens einer auf einem Kern aus weichem, ferromagnetischem Material angebrachten Spule. Unter Induktanz kann hier die Selbstinduktion einer Spule oder die gegenseitige Induktion zwischen zwei Spulen verstanden werden.
Das Adjektiv"welch"bedeutet, dass die Koerzitivkraft gering ist.
Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche ohne Anwendung mechanischer Glieder wie z. B. Motoren oder Relais mit Schrittschaltern eine Induktanz insbesondere bei Fernbetätigung innerhalb verhältnismässig weiter Grenzen eingestellt wird und der eingestellte Wert beibehalten wird, solange keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden.
Es ist an sich bekannt, dass die Induktanz einer auf einem Kern aus ferromagnetischem Material angebrachten Spule von der Permeabilität und somj. t auch von der magnetischen Sättigung des Kernes abhängig ist. Es ist weiter bekannt, eine bestimmte Magnetisierung eines Kernes hervorzurufen, indem der Kern magnetisch mit einem Dauermagnet gekoppelt wird.
Es ist auch bereits ein Magnetverstärker bekannt, bei dem Treibimpulse bewirken, dass der Arbeitspunkt des Kernes längs eines gesättigten Teiles oder eines ungesättigten Teiles seiner Hysteresisschleife verschoben wird, je nachdem ob Signale an die Eingangswicklung angelegt sind oder nicht. Ferner sind auch Magnetverstärker bekannt, bei denen eine Arbeitsstromquelle Impulse liefert und eine weitere Quelle elektromotorischer Kraft vorgesehen ist, die derart gepolt ist, dass sie dem normalen Stromverlust entgegenwirkt und der Kern während der Impulse jeweils entsättigt wird.
Gemäss der Erfindung wird die Induktanz einer auf einem solchen Kern aus ferromagnetischem Material angebrachten Spule dadurch geändert, dass der Kern magnetisch mit einem mit mindestens einer Wicklung versehenen Kern aus dauermagnetischem Material gekoppelt wird und Mittel vorgesehen sind, durch welche den Wicklungen eine regelbare Anzahl nach Wahl magnetisierender oder entmagnetisierender Impulse zugeführt wird, wobei die Amplitude und die Dauer jedes Impulses derart gewählt sind, dass der Impuls eine verhältnismässig geringe Änderung der Remanenz hervorruft.
Bei einer bestimmten Anzahl von Windungen der Wicklung auf dem dauermagnetischen Kern wird dazu die Amplitude des Stromimpulses einen bestimmten Minimalwert überschreiten müssen. Dieser Wert kann etwa 1 A betragen, aber ist selbstverständlich von der Grösse des Kernes und von der Anzahl von Windungen abhängig. Wenn die Impulsdauer nicht zu lang gewählt wird, z. B. in der Grössenordnung von 1 m/sec, kann erreicht werden, dass der Magnetisierungszustand des Kernes etwas geändert wird, wodurch auch die Induktanz der auf dem erstgenannten Kern angebrachten Spule um einen geringen Wert geändert wird. Eine grössere Induktanzänderung wird dadurch erzielt, dass der Wicklung des dauermagnetischen Kernes nacheinander eine Anzahl von Impulsen zugeführt wird.
Die Impulse können durch eine lange Leitung der in einiger Entfernung vom Impulsgeber angeordneten Wicklung zugeführt werden, so dass man eine Vorrichtung schaffen kann, durch welche die Abstimmung oder Regelung eines Empfangsgeräte für Rundfunk oder Fernsehen fernbedient werden kann.
Die Impulse können je für sich über einen von Hand betätigbaren Schalter zugeführt werden. Um
<Desc/Clms Page number 2>
schnellere Induktanzänderungen zu erzielen, ist es oft vorteilhafter, einen Impulsgenerator derart anzuwenden, dass nach der Betätigung eines Schalters eine Anzahl von Impulsen zugeführt wird, wobei jedoch diese Anzahl durch ein längeres oder kürzeres Schliessen des Schalters grösser bzw. kleiner gewählt werden kann.
Die Selbstinduktion erreicht ihren Maximalwert, wenn die Vormagnetisierung gering ist. Wenn eine zu grosse Anzahl von Impulsen der gleichen Polarität der Wicklung des dauermagnetischen Kernes zugeführt werden würde, könnte sich schliesslich die Richtung der Magnetisierung umkehren, worauf weitere Impulse die Selbstinduktion der erstgenannten Spule wieder verringern würden. Es ist daher gewünscht, eine selbsttätig wirksame Vorrichtung anzuwenden, wodurch bei einem bestimmten Wert der Selbstinduktion, die nahe dem Maximalwert liegt, eine weitere Zufuhr von Impulsen gleicher Polarität unmöglich gemacht wird. Statt dessen kann man auf dem dauermagnetischen Kern eine zusätzliche Wicklung anbringen, die gegenüber der Magnetisierung der ersten Wicklung eine Quermagnetisierung hervorruft, und durch zugeführte Impulse die Magnetisierung verringern.
Da es sich hier um eine Quermagnetisierung handelt, kann keine Umkehr der Magnetisierungsrichtung stattfinden. Die zusätzliche Wicklung braucht sich nicht an der Stelle der ersten Wicklung zu befinden, sondern kann auf einen andern Teil des Magnetkreises einwirken.
Die Impulse haben vorzugsweise gleiche Amplitude und der Einfluss auf die Induktanzänderung hängt von der Zeitdauer des Impulses ab. Um diesen Einfluss bei allen Impulsen gleich zu machen, werden die Impulse vorzugsweise durch die Entladung eines Kondensators erzeugt, der nach der Entladung stets auf denselben Wert aufgeladen wird. Als Impulsgenerator kann eine an sich bekannte Vorrichtung benutzt werden, wobei Kippschwingungen erzeugt werden und wobei ein Kondensator über eine gas-oder nichtgasgefüllte Entladungsröhre oder über einen Transistor entladen wird.
Es sei bemerkt, dass es an sich bekannt ist, einer Wicklung auf einem dauernd magnetisierbaren Kern Impulse zuzuführen. Der Magnetisierungszustand des Kernes ist dabei auch einstellbar und einer zweiten Wicklung werden Impulse entnommen, deren Stärke von dem Magnetisierungszustand abhängig ist. Jedoch von einer eigentlichen Induktanzänderung ist hiébei nicht die Rede.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen ringförmigen Kern, welcher magnetisch mit dem dauernd magnetisierten Kern 3 derart gekoppelt ist, dass der magnetische Kreis über einen Teil des Kernes 3 geschlossen ist.
Dabei wird im Kern 1 eine bestimmte Sättigung hervorgerufen. Die Induktanz der Spule 2 ist von dem Sättigungszustand des Kernes 1 abhängig. Der Magnet 3 trägt eine Wicklung 4, die an einen Impulsgenerator 5 angeschlossen ist.
Jeder Impuls-wird, wenn die Amplitude hinreichend hoch und die Dauer hinreichend lang ist, eine Änderung der Magnetisierung des Kernes 3 und somit auch der Sättigung des Kernes 1 herbeiführen.. Eine Anzahl aufeinanderfolgender Impulse ruft eine stufenweise Zu- oder Abnahme der Induktanz der Spule 2 hervor, je nachdem der remanente Magnetismus des Kernes 3 verringert oder vergrössert wird. Die Induktanz kann mit einem unveränderlichen Kondensator 24 einen Kreis bilden, dessen Resonanzfrequenz auf diese Weise stufenweise einstellbar gemacht ist.
Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Impulsen mit verschiedener Polarität. Die Vorrichtung wird durch eine an die Klemme 7 angeschlossene Gleichstromquelle gespeist. Mittels des Kommutators 8 kann die Polarität geändert werden. Der Kondensator 10 wird über einen Widerstand 9 aufgeladen. Beim Schliessen des Schalters 11 entlädt sich der Kondensator über die Wicklung 4. Zum Erzielen einer Dämpfung kann der Kreis noch einen Widerstand 12 enthalten. Wenn die Induktanz der zugehörigen Spule einen bestimmten Maximalwert erreicht hat, ist es erwünscht, die Zufuhr von Impulsen, welche diesen Wert weiter erhöhen würden, aufzuhalten. Im allgemeinen ist es zweckdienlich, die Vorrichtung, von der die Spule einen Teil bildet, mit einer sichtbaren Anzeige zu versehen, welche dies angibt.
Fig. 3 zeigt in einem Blockschaltbild eine Vorrichtung zur Fernbetätigung von z. B. einem Rundfunkoder Fernsehempfänger. Dabei bezeichnet 13 einen Generator, der eine regelmässige Reihe von gleichen Impulsen erzeugen kann. Es wird angenommen, dass 14 und 15 photoelektrische Zellen sind, bei deren
EMI2.1
lichten der Zelle 15 Impulse mit negativer Polarität erzeugt. Die Impulse werden durch die Leitungen 16 auf die Empfangsvorrichtung 18 übertragen, deren Teil 17 die veränderliche Induktivität enthält, mittels der die Steuerung erfolgt. Wenn ein bestimmter Maximalwert der Induktivität erreicht wird, wird über eine Leitung 22 ein Signal zurückgeführt, wodurch die Zufuhr von Impulsen gleicher Polarität aufhört.
<Desc/Clms Page number 3>
Fig. 4 zeigt in vereinfachter Form eine Regelvorrichtung, bei der die Erfindung angewandt wird. Die Vorrichtung 20 ist dabei der zu regelnde Gegenstand, dessen Zustand durch ein Messwerk 21 angedeutet wird. Dieses Messwerk führt, in Abhängigkeit von der Abweichung des Istwertes vom Sollwert ein positives oder negatives Regelsignal dem Impulsgeber 19 zu, der positive oder negative Signale aussendet. Das Messwerk misst periodisch oder kontinuierlich die sich verändernde Grösse, die in eine sich ändernde, elektrische Spannung umgewandelt wird. Solange die Abweichung der Grösse von dem gewünschten Wert innerhalb bestimmter Grenzen bleibt, werden keine Impulse erzeugt. Ist die Abweichung zu gross, so wird dies über die Leitung 23 dem Impulsgeber 19 mitgeteilt, wodurch dem Dauermagnet 3 Impulse zugeführt werden und die Induktanz der Spule 2 sich ändert.
Diese Spule ist derart mit der Vorrichtung 20 verbunden, dass die Abweichung der Zustandsgrösse verringert wird bis der Wert wieder innerhalb der gewünschen Grenzen liegt.
Es ist ersichtlich, dass, wenn auf dem Kern zwei Spulen angebracht sind, die gegenseitige Induktanz zwischen diesen zwei Spulen auch durch Änderung der Magnetisierung des Kernes geändert werden kann.
Die geschilderte Vorrichtung eignet sich zum Zählen von Impulsen. Ist z. B. eine Dezimalzählung erwünscht, so wird dafür gesorgt, dass von einem bestimmten Anfangszustand ausgehend, nach der Zufuhr von zehn Impulsen an die Wicklung 4, ein Rückschlagimpuls in der Vorrichtung 6 (s. Fig. l) erzeugt wird, wodurch die Magnetisierung wieder auf den Anfangswert zurückkehrt und ausserdem ein Impuls einer zweiten Zählvorrichtung zugeführt wird, die nach dem Empfang von zehn Impulsen in den Anfangszustand zurückkehrt und einen Impuls einer dritten Vorrichtung zuführt, usw. Die Zwischenwerte können mittels eines geeigneten Messwerkes für die Induktanz angezeigt werden.
Es ist selbstverständlich möglich, zwei gleiche Wicklungen auf dem dauermagnetischen Kern anzubringen, welche in entgegengesetztem Sinne magnetisierend wirken. In diesem Falle kann die Polarität der Impulse stets dieselbe sein, aber es muss von einer Wicklung auf die andere umgeschaltet werden.
Es kann auch ein mit dem Dauermagnet gekoppeltes Stück Ferrit in eine Wellenleitung eingefügt werden, um die magnetischen Eigenschaften des Ferrits mittels Impulsen stufenweise zu ändern, wodurch auch die Übertragungseigenschaften der Leitung geändert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Einstellung der Induktanz mindestens einer auf einem Kern aus weichem, ferromagnetischem Material angebrachten Spule, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern magnetisch mit einem mit mindestens einer Wicklung versehenen Kern aus dauermagnetischem Material gekoppelt ist und dass Mittel vorgesehen sind, durch welche den Wicklungen eine regelbare Anzahl nach Wahl magnetisierender oder entmagnetisierender Impulse zugeführt wird, wobei die Amplitude und die Dauer jedes Impulses derart gewählt sind, dass jeder Impuls eine verhältnismässig geringe Änderung der Remanenz hervorruft.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for adjusting the inductance of at least one mounted on a core made of ferromagnetic material
Kitchen sink
The invention relates to a device for adjusting the inductance of at least one coil attached to a core made of soft, ferromagnetic material. Inductance can be understood here as the self-induction of a coil or the mutual induction between two coils.
The adjective "which" means that the coercive force is low.
The aim of the invention is to provide a device through which without the use of mechanical members such. B. motors or relays with step switches an inductance is set within relatively wide limits, especially with remote control, and the set value is retained as long as no special precautions are taken.
It is known per se that the inductance of a coil attached to a core made of ferromagnetic material depends on the permeability and so on. t also depends on the magnetic saturation of the core. It is also known to produce a specific magnetization of a core by magnetically coupling the core to a permanent magnet.
A magnetic amplifier is also known in which drive pulses cause the working point of the core to be shifted along a saturated part or an unsaturated part of its hysteresis loop, depending on whether signals are applied to the input winding or not. Magnetic amplifiers are also known in which an operating current source supplies pulses and a further source of electromotive force is provided, which is polarized in such a way that it counteracts the normal loss of current and the core is desaturated during the pulses.
According to the invention, the inductance of a coil attached to such a core made of ferromagnetic material is changed in that the core is magnetically coupled to a core made of permanent magnetic material provided with at least one winding and means are provided by which the windings a controllable number of your choice magnetizing or demagnetizing pulses is supplied, wherein the amplitude and the duration of each pulse are selected such that the pulse causes a relatively small change in remanence.
With a certain number of turns of the winding on the permanent magnetic core, the amplitude of the current pulse will have to exceed a certain minimum value. This value can be around 1 A, but of course it depends on the size of the core and the number of turns. If the pulse duration is not chosen too long, e.g. B. in the order of magnitude of 1 m / sec, it can be achieved that the magnetization state of the core is changed somewhat, whereby the inductance of the coil attached to the first-mentioned core is also changed by a small value. A greater change in inductance is achieved by successively applying a number of pulses to the winding of the permanent magnetic core.
The pulses can be fed through a long line to the winding arranged some distance from the pulse generator, so that a device can be created by which the tuning or regulation of a radio or television receiver can be remotely controlled.
The impulses can be supplied individually via a manually operated switch. Around
<Desc / Clms Page number 2>
To achieve faster inductance changes, it is often more advantageous to use a pulse generator in such a way that a number of pulses are supplied after a switch has been operated, but this number can be selected larger or smaller by closing the switch for a longer or shorter period.
The self-induction reaches its maximum value when the bias is low. If too large a number of pulses of the same polarity were fed to the winding of the permanent magnetic core, the direction of magnetization could ultimately be reversed, whereupon further pulses would again reduce the self-induction of the first-mentioned coil. It is therefore desirable to use an automatically operating device, whereby a further supply of pulses of the same polarity is made impossible at a certain value of the self-induction which is close to the maximum value. Instead, an additional winding can be attached to the permanent magnetic core, which creates a transverse magnetization compared to the magnetization of the first winding, and reduces the magnetization by supplied pulses.
Since this is a transverse magnetization, the direction of magnetization cannot be reversed. The additional winding does not need to be at the point of the first winding, but can act on another part of the magnetic circuit.
The pulses preferably have the same amplitude and the influence on the change in inductance depends on the duration of the pulse. To make this influence the same for all pulses, the pulses are preferably generated by discharging a capacitor, which is always charged to the same value after discharge. A device known per se can be used as the pulse generator, wherein tilting vibrations are generated and a capacitor is discharged via a gas-filled or non-gas-filled discharge tube or via a transistor.
It should be noted that it is known per se to apply pulses to a winding on a permanently magnetizable core. The magnetization state of the core can also be adjusted and pulses are taken from a second winding, the strength of which depends on the magnetization state. However, there is no question of an actual change in inductance.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.
In FIG. 1, 1 denotes an annular core which is magnetically coupled to the permanently magnetized core 3 in such a way that the magnetic circuit is closed over part of the core 3.
A certain saturation is caused in the core 1. The inductance of the coil 2 depends on the saturation state of the core 1. The magnet 3 carries a winding 4 which is connected to a pulse generator 5.
If the amplitude is sufficiently high and the duration is sufficiently long, each pulse will bring about a change in the magnetization of the core 3 and thus also the saturation of the core 1. A number of successive pulses cause a gradual increase or decrease in the inductance of the coil 2, depending on whether the remanent magnetism of the core 3 is reduced or increased. The inductance can form a circuit with an invariable capacitor 24, the resonance frequency of which is made adjustable in stages in this way.
Fig. 2 shows a circuit arrangement for generating pulses with different polarity. The device is fed by a direct current source connected to terminal 7. The polarity can be changed by means of the commutator 8. The capacitor 10 is charged via a resistor 9. When the switch 11 is closed, the capacitor is discharged via the winding 4. The circuit can also contain a resistor 12 to achieve damping. When the inductance of the associated coil has reached a certain maximum value, it is desirable to stop the supply of pulses which would further increase this value. In general, it will be convenient to provide the device of which the spool forms a part with a visual indicator to indicate this.
Fig. 3 shows in a block diagram a device for remote control of z. B. a radio or television receiver. 13 denotes a generator which can generate a regular series of identical pulses. It is assumed that 14 and 15 are photoelectric cells in which
EMI2.1
clear the cell 15 generated pulses with negative polarity. The pulses are transmitted through the lines 16 to the receiving device 18, the part 17 of which contains the variable inductance by means of which the control takes place. When a certain maximum value of the inductance is reached, a signal is fed back via a line 22, whereby the supply of pulses of the same polarity ceases.
<Desc / Clms Page number 3>
Fig. 4 shows in simplified form a control device to which the invention is applied. The device 20 is the object to be regulated, the state of which is indicated by a measuring mechanism 21. Depending on the deviation of the actual value from the setpoint, this measuring mechanism feeds a positive or negative control signal to the pulse generator 19, which sends out positive or negative signals. The measuring mechanism periodically or continuously measures the changing variable, which is converted into a changing electrical voltage. As long as the deviation of the size from the desired value remains within certain limits, no pulses are generated. If the deviation is too great, this is communicated to the pulse generator 19 via the line 23, whereby the permanent magnet 3 pulses are fed and the inductance of the coil 2 changes.
This coil is connected to the device 20 in such a way that the deviation of the state variable is reduced until the value is again within the desired limits.
It can be seen that when two coils are mounted on the core, the mutual inductance between these two coils can also be changed by changing the magnetization of the core.
The device described is suitable for counting pulses. Is z. If, for example, a decimal count is desired, it is ensured that, starting from a certain initial state, after the supply of ten pulses to the winding 4, a kickback pulse is generated in the device 6 (see FIG. 1), whereby the magnetization is restored the initial value returns and a pulse is also fed to a second counting device which, after receiving ten pulses, returns to the initial state and feeds a pulse to a third device, etc. The intermediate values can be displayed by means of a suitable measuring mechanism for the inductance.
It is of course possible to apply two identical windings to the permanent magnetic core, which have a magnetizing effect in opposite directions. In this case, the polarity of the pulses can always be the same, but you have to switch from one winding to the other.
A piece of ferrite coupled to the permanent magnet can also be inserted into a waveguide in order to change the magnetic properties of the ferrite step by step by means of pulses, which also changes the transmission properties of the line.
PATENT CLAIMS:
1. Device for adjusting the inductance of at least one coil attached to a core made of soft, ferromagnetic material, characterized in that the core is magnetically coupled to a core made of permanent magnetic material provided with at least one winding and that means are provided through which the windings an adjustable number of magnetizing or demagnetizing pulses is supplied, the amplitude and duration of each pulse being selected so that each pulse causes a relatively small change in remanence.