NL8801697A - Battery charger exploiting energy stored in magnetic coil - uses back EMF pulses to charge battery via parallel capacitor - Google Patents

Abstract

The magnetic coil (2) is wound around a ferrite core (1) and produces mechanical movement of a hinged armature (6) when energised. The positive d.c. supply is fed to the coil via blocking diode, while the return to the supply is via a switching transistor (4). The transistor is switched on by a mechanical feedback contact (7) between the transistor base and the supply. When the coil is not energised, current flows via a diode (8) and capacitor (9) 'pump' circuit to a re-chargeable battery (11). A switch (10) can disable the charging mode.

Description

Electro-motor.Electric motor.

De uitvinding heeft betrekking op een electro-motor, welke voorzien is van een magneetwikkeling, die is opgenomen in een bekrachtigingsstroomketen, die voorzien is van een onderbreker of een commutator, en verder samenwerkt met een anker, welke met het periodiek uit- of omschakelen van de bekrachtiging van de wikkeling in een heen- en weergaande of een roterende beweging wordt gebracht.The invention relates to an electric motor, which is provided with a magnetic winding, which is included in an excitation current circuit, which is provided with a breaker or a commutator, and which further cooperates with an armature, which periodically switches off or the excitation of the winding is brought in a reciprocating or rotating movement.

Een dergelijke electro-motor is zeer algemeen bekend.Such an electric motor is very well known.

Bij het bekrachtigen van de magneetwikkeling bouwt zich daarin een magnetisch veld op, waardoor bij het wegvallen van de bekrachtiging de magneetwikkeling als energiebron gaat werken.When the magnetic winding is energized, a magnetic field builds up therein, as a result of which the magnet winding acts as an energy source when the energization is lost.

De daarbij vrijkomende energie wordt daarbij in warmte omgezet en gaat aldus voor verder gebruik verloren.The energy released thereby is converted into heat and is thus lost for further use.

De uitvinding beoogt de bij het uitschakelen van de bekrachtiging van de magneetwikkeling vrijkomende energie te benutten.The object of the invention is to use the energy released when the magnet winding is turned off.

De electro-motor volgens de uitvinding vertoont daartoe het kenmerk, dat de magneetwikkeling is over een diode is aangesloten op een condensator, zodanig, dat bij bedrijf, de condensator door de bij het uit- of omschakelen van de bekrachtiging van de magneetwikkeling optredende spanningspulsen of -pieken wordt opgeladen.To this end, the electric motor according to the invention is characterized in that the magnetic winding is connected via a diode to a capacitor, such that, during operation, the capacitor by the voltage pulses occurring when the magnetic winding is energized or switched off. peaks are charged.

De opgeladen condensator kan dan weer als stroombron dienen voor verschillende doeleinden, zoals bij voorbeeld voor het opladen van een accumulator e.d..The charged capacitor can then serve as a power source for various purposes, such as charging an accumulator, etc.

Bij een doelmatige uitvoeringsvorm van de electro-motor volgens de uitvinding is de condensator op de voeding van de motor aangesloten.In an efficient embodiment of the electric motor according to the invention, the capacitor is connected to the power supply of the motor.

Met het aansluiten van de condensator op de voeding van de motor wordt het rendement van de motor in hoge mate vergroot.Connecting the capacitor to the motor power supply greatly increases the efficiency of the motor.

Bij een verdere uitwerking van de electro-motor volgens deze uitvoeringsvorm is de condensator over een diode op de voeding van de motor aangesloten.In a further elaboration of the electric motor according to this embodiment, the capacitor is connected to the power supply of the motor via a diode.

Daarbij zal dan alleen de energie van de condensator naar de stroombron van de motor kunnen worden gevoerd, wanneer de spanning op de condensator hoger is dan die van de stroombron zelf.Thereby, only the energy from the capacitor can be fed to the current source of the motor when the voltage on the capacitor is higher than that of the current source itself.

De diode, met behulp waarvan de spanningspulsen of -pieken van de magneetwikkeling naar de buffercondensator worden toegevoerd kan op verschillende wijze op de magneetwikkeling zijn aangesloten.The diode, by means of which the voltage pulses or peaks are supplied from the magnetic winding to the buffer capacitor, can be connected to the magnetic winding in various ways.

Bij de uitvoeringsvorm van de uitgevonden electro-motor is deze over een inductieve koppeling aangesloten op de diode, en waarmede dus een galvanische scheiding wordt verkregen tussen de diode en de magneetwikkeling.In the embodiment of the invented electric motor, it is connected to the diode via an inductive coupling, thus obtaining a galvanic separation between the diode and the magnet winding.

De motor volgens de uitvinding kan verschillend van uitvoering zijn.The motor according to the invention can be of different design.

Bij een uitvoeringsvorm van de electro-motor is het met de magneetwikkeling samenwerkende anker heen- en weerbeweegbaar en over een kruk-drijfstangmechanisme met de roteerbare motoras gekoppeld.In one embodiment of the electric motor, the armature cooperating with the magnet winding is movable to and fro and coupled to the rotatable motor shaft via a crank-connecting rod mechanism.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekening van een uitvoeringsvoorbeeld.The invention will now be further elucidated with reference to the drawing of an exemplary embodiment.

Zoals in de tekening schematisch is weergegeven, is de op een ferrietkern 1 aangebrachte magneetwikkeling 2 van een gelijkstroommotor opgenomen in een bekrachtigingsstroomketen, verlopend vanaf de positieve pool 3 van een stroombron over de wikkeling 2 en over de schakeltransistor 4 (vermogenstransistor) naar de negatieve pool 5 van de stroombron.As schematically shown in the drawing, the magnet winding 2 of a DC motor mounted on a ferrite core 1 is included in an excitation current circuit, extending from the positive pole 3 of a current source over the winding 2 and over the switching transistor 4 (power transistor) to the negative pole 5 of the power source.

Bij bedrijf wordt het anker 6 met het periodiek in- en uitschakelen van de bekrachtiging van de wikkeling 2 in een heen- en weergaande beweging gebracht, en welke door tussenkomst van een niet in de tekening weergegeven kruk-drukstangmechanisme in een roterende beweging van de motoras wordt omgezet.In operation, the armature 6 is moved in a reciprocating motion by periodically switching on and off the excitation of the winding 2, and which, through a crank-push rod mechanism (not shown in the drawing), rotates the motor shaft. is converted.

De schakeltransistor 4 is op zich bekende wijze bestuurbaar door tussenkomst van de onderbreker 7, welke gevormd wordt door een op de motoras aangebracht sleepcontact, dat samenwerkt met een op een stilstaande, coaxial met de motoras verlopende sleepring aangebracht tegencontactorgaan.The switching transistor 4 is controllable in known manner by means of the interrupter 7, which is formed by a sliding contact arranged on the motor shaft, which co-acts with a counter contact element arranged on a stationary slip ring running coaxially with the motor shaft.

Terwijl in de tekening slechts een enkele magneetwikkeling met bijbehorende componenten staat weergegeven, is de motor in werkelijkheid voorzien van meerdere, zoals 8 of 16 magneetwikkelingen met bijbehorende componenten om de motoras in een draaiende beweging te brengen.While only a single magnetic winding with associated components is shown in the drawing, the motor is actually provided with multiple, such as 8 or 16, magnetic windings with associated components to rotate the motor shaft.

Zoals verder in de tekening is weergegeven, is de wikkeling 2 over de diode 8 aangesloten op de electrolytische buffercondensator 9.As further shown in the drawing, the winding 2 over the diode 8 is connected to the electrolytic buffer capacitor 9.

Wanneer de magneetwikkeling 2 met het sluiten van de onderbreker 7 over de schakeltransistor 4 wordt bekrachtigd, bouwt zich in de wikkeling 2 een magnetisch veld op, en gaat de wikkeling 2 bij het openen van de onderbreker 7 en het daarmede blokkeren van de schakeltransistor 4 als energiebron werken.When the magnetic winding 2 is energized by closing the interrupter 7 across the switching transistor 4, a magnetic field builds up in the winding 2, and the winding 2 opens when the interrupter 7 opens and thereby blocks the switching transistor 4 as energy source.

De spanning van de wikkeling 2 poolt zich daarbij om, en over de dan in geleiding gekomen diode 8 staat de wikkeling 2 de magnetische energie ervan af aan de buffercondensator 9.The voltage of the winding 2 then reverses, and the winding 2 transfers its magnetic energy to the buffer capacitor 9 over the diode 8 which has then become conductive.

Op de positieve zijde van de buffercondensator 9 is de oraschakelaar 10 aangebracht, in welks ene stand de door de condensator ontvangen energie wordt teruggevoerd naar de voeding van de motor, en in welks andere stand de condensator als stroombron kan gaan functioneren voor bij voorbeeld het opladen van een accumulator 11.On the positive side of the buffer capacitor 9 is mounted the ora switch 10, in which one position the energy received by the capacitor is fed back to the motor supply, and in which other position the capacitor can function as a power source for, for example, charging of an accumulator 11.

Behalve dat de diode 8 dient voor het opladen van de condensator 9, functioneert de diode 8 ook als vrijloopdiode, welke het doorslaan van de schakeltransistor 4 voorkomt.In addition to the diode 8 being used to charge the capacitor 9, the diode 8 also functions as a free-wheeling diode, which prevents the switching of the switching transistor 4.

Claims (5)

1. Electro-motor, welke voorzien is van een magneetwikkeling die is opgenomen in een bekrachtigingsketen, die voorzien is van een onderbreker of commutator, en verder samenwerkt met een anker, welke met het periodiek uit- of omschakelen van de bekrachtiging van de wikkeling in een heen- en weergaande of een roterende beweging wordt gebracht, met het kenmerk, dat de wikkeling over een diode is aangesloten op een condensator, zodanig dat, bij bedrijf, de condensator door de bij het uit- of omschakelen van de bekrachtiging van de wikkeling optredende spanningspulsen of -pieken wordt opgeladen.An electric motor, which includes a magnetic winding incorporated in an excitation circuit, which includes a breaker or commutator, and further co-operates with an armature, which periodically turns the excitation of the winding excitation into reciprocating or rotating movement, characterized in that the winding is connected across a diode to a capacitor, such that, in operation, the capacitor is connected by the winding energization when the winding is switched off or on voltage pulses or peaks that occur are charged. 2. Electro-motor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de condensator op de voeding van de motor is aangesloten.Electric motor according to claim 1, characterized in that the capacitor is connected to the power supply of the motor. 3. Electro-motor volgens conclusie 2. met het kenmerk, dat de condensator over een diode op de voeding van de motor is aangesloten.Electric motor according to Claim 2, characterized in that the capacitor is connected to the motor supply via a diode. 4. Electro-motor volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze over een inductieve koppeling is aangesloten op de diode.Electric motor according to any one of the preceding claims, characterized in that it is connected to the diode via an inductive coupling. 5. Electro-motor volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het samenwerkende anker heen- en weerbeweegbaar is en over een kruk-drijfstangmechanisme met de motoras is gekoppeld.Electric motor according to any one of the preceding claims, characterized in that the cooperating armature is reciprocable and coupled to the motor shaft via a crank-connecting rod mechanism.