Polarisiertes Magnetsystem. In einem polarisierten Magnetsystem, bei spielsweise einem Vierpolmagnetsystem, ist das auf den Anker ausgeübte Drehmoment, sofern seine Auslenkung aus der magnetisch neutralen Achse klein ist gegenüber der Luft spaltbreite, proportional dem Produkt aus dem.
in den Arbeitsluftspalten vorhandenen Permanenz- und Arbeitsfluss. Als Permanenz fluss op wird dabei der von einem permanen ten Magneten oder einem Elektromagneten erzeugte magnetische Gleichfluss bezeichnet,
als Arbeitsfluss OA der vom Arbeitsstrom in der Erregerwicklung herrührende magne tische Gleich- oder Wechselfluss. Die absolute Grösse dieser Flüsse ist bei gegebener 1VIMK bestimmt durch den magnetischen Wider stand -ihrer greise. Solange der magnetische Widerstand überwiegend durch den Luft spalt bestimmt ist, kann das Drehmoment eines solchen Magnetsystems durch Erhöhung der NHKP des Permanenzflusses gesteigert werden.
Dieser Steigerung ist praktisch jedoch eine Grenze dadurch gesetzt, dass in folge zunehmender Induktion in -den Fluss- zuleitern (Polschuh, Joch) die Permeabilität sinkt und damit der magnetische Widerstand steigt.
Da einzelne Teile des Magnetsystems dem Permanenz- und dem Arbeitsfluss- kreis gemeinsam sind, nimmt bei konstanter Dh3IKA des Arbeitsflusses der Arbeitsfluss infolge des grösseren magnetischen Wider standes im Eisen ab und das Produkt OP - OA kann trotz Erhöhung des Permanenzflusses kleiner werden.
Das Problem OP zu erhöhen, ohne den magnetischen Widerstand für OA zu ver grössere, ist bei den bisher bekannten Sy stemen noch nicht zufriedenstellend gelöst. Durch Verwendung von magnetisierbarem Material mit relativ hoher Permeabilität bei hoher Induktion, beispielsweise Permalloy, für die stark vormagnetisierten Teile der ma gnetischen greise ist wohl eine gewisse Ver besserung erzielt worden.
Das erfindungsgemässe polarisierte Ma gnetsystem zeigt einen Weg, wie eine wei tere Verbesserung erzielt werden kann. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass die den Verlauf der magnetischen Kreise von Op und OA be stimmenden Teile derart ausgebildet und in bezug zueinander angeordnet sind, dass min- destens der grösste Teil. der beiden Flüsse auf getrennten Wegen verläuft.
Dadurch wird verhindert, dass der magnetische Widerstand von Op durch die Grösse von $A massgebend beeinflusst wird.
In der beiliegenden Zeichnung stellen dar: Fig. 1, eine Anordnung für ein Vierpol magnetsystem nach bekannter Bauart, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des Er findungsgegenstandes, Fig. 3 eine graphische Darstellung des Verlaufes von Op, OA und Op . OA in Ab hängigkeit der 1VIjllKP. <I>.</I>
Es ist in FiG. 1 angenommen, dass das Vierpolmagnetsystem durch einen Dauer magnet 1 polarisiert wird und dass sich der Anker 4 in der magnetisch neutralen Lage befindet. Damit erzeugt beispielsweise der
EMI0002.0025
Anker <SEP> 4Luft<U>spalt <SEP> $', <SEP> P.olschuhschenkel <SEP> 6', <SEP> Polsehuh <SEP> 3',</U>
<tb> , <SEP> Luftspalt <SEP> 8", <SEP> Pole,chuhschenkel <SEP> 6", <SEP> Polschuh <SEP> 3",
<tb> <U>Polschuhschenkel <SEP> 7'</U>, <SEP> <U>Luftspalt <SEP> <B>9'</B></U> <SEP> Anker <SEP> 4.
<tb> Polschuhschenkel <SEP> 7", <SEP> Luftspalt <SEP> 9" In den Polschuhschenkeln 7' und 6" unterstützen sich fp und<B>!D</B>A,
während in den Polschuhschenkeln 6' und 7" OÄ dem Permanenzfluss entgegenwirkt. Es entsteht ein resultierendes Drehmoment, das den Anker 4 im ,Gegenuhrzeigersinne gegen die Polschuhschenkel 6" und 7' dreht. Die Pol schuhe 3' und 3" liegen sowohl im Perma nenz- als auch im Arbeitsflusskreis. Wird nun die 3l1@@Kp erhöht, so nimmt Op zu.
Von einem bestimmten Wert der Induktion an sinkt die Permeabilität in den Polschuhen, das heisst der magnetische Widerstand im Ar beitsflusskreis ,steigt. Bei konstanter MNKA und gegebenen Dimensionen, wird $A kleiner. Es gibt also ein bestimmtes OP; bei dem das Produkt OP . T)A ein- Maximum wird.
Bei einer weiteren Erhöhung von Op sinkt das Drehmoment bei konstanter -IVIMKA wieder.
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Dauermagnet <SEP> einen <SEP> Permanenzfluss <SEP> Op <SEP> in- <SEP> der
<tb> eingezeichneten <SEP> Richtung <SEP> (ausgezogene <SEP> Li nien) <SEP> über <SEP> die <SEP> Polplatte <SEP> 2', <SEP> die <SEP> Polschuh sehenkel <SEP> 6', <SEP> 7', <SEP> die <SEP> Luftspalte <SEP> 8', <SEP> 9', <SEP> die <SEP> An kerenden <SEP> 10, <SEP> 11, <SEP> die <SEP> Luftspalte <SEP> 8", <SEP> 9", <SEP> die
<tb> Polsehuhschenkel <SEP> 6", <SEP> 7" <SEP> und <SEP> die <SEP> Polplatte <SEP> 2"
<tb> zurück <SEP> zum <SEP> Dauermagnet <SEP> 1.
<SEP> Bei <SEP> vollkommen
<tb> symmetrischer <SEP> Anordnung, <SEP> insbesondere <SEP> glei chen <SEP> Luftspalten <SEP> 8', <SEP> 8" <SEP> und <SEP> 9', <SEP> 9" <SEP> ist <SEP> das auf den Anker ausgeübte resultierende Dreh moment Null. Die Gleichgewichtslage ist allerdings labil, da bei der kleinsten Drehung bezw. Unsymmetrie in den Luftspalten der Anker gegen die Polschuhschenkel 6', 7" oder 6", 7' kippt. Durch besondere Mittel kann, wenigstens in -ummittelbarer Umgebung der neutralen Lage, eine stabile Gleichgewichts, lage erzielt werden.
Ein in der Wicklung 5 fliessender Gleich- oder Wechselstrom erzeugt beispielsweise in einem bestimmten Zeitpunkt den durch die gestrichelten Linien angedeu teten Arbeitsfluss OA: Bei Systemen mit kleinem Luftspalt tritt das maximale Drehmoment schon bei relativ kleiner JTIMKp und entsprechend kleineren Op auf.
In Fig. 3 sind diese Verhältnisse graphisch dargestellt. Kurve 1 zeigt die Ab hängigkeit von Op in Funktion der -3l3lKP für ein bestimmtes System. Kurve 2 stellt den Verlauf von OA dar, Kurve 3 stellt den Verlauf des Produktes Op . OA dar. Für MMKp <I>=</I> l@lUKp ' wird dieses Produkt und damit das Drehmoment bei konstanter MMKA ein Maximum.
Bei konstantem Arbeitsfluss OA (Linie 5), also gleichbleibendem magne tischem Widerstand im Arbeitsflusskreis, würde sich jedoch ein Verlauf von OP . O'A gemäss Kurve 4 ergeben. 142h einem System gemäss Fig. 1 lässt sich dies jedoch nicht er reichen. Mit einem System nach Fig. 2 kann jedoch _eine weitgehende Annäherung an den. in Kurve 4 von Fig. 3 gezeichneten Verlauf erzielt werden.
In dieser Figur sind die gleichen Teile wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Von den beiden Stab magneten -1' und 1" (Fig. 2) werden bei spielsweise Permanenzflüsse in folgenden Richtungen erzeugt: Dauermagnet 1', Fluss- zuleiter 10', Luftspalt 8' und 8", Fluss-- zuleiter 11', Dauermagnet 1' bezw. Dauer magnet 1", Flusszuleiter 10", Luftspalte 9' und 9", Flusszuleiter 11", Dauermagnet 1".
Die Polschuhe 3' und 3" werden durch den Permanenzfluss nicht vormagnetisiert, sofern sich der Anker annähernd in der magnetisch neutralen Lage befindet, das heisst für OA ist also praktisch nur der magnetische Wi derstand im Luftspalt massgebend, unabhän gig von der Grösse der MMKP.