DE2226289A1

DE2226289A1 - PRE-MAGNETIZED MAGNETIC CORE

Info

Publication number: DE2226289A1
Application number: DE19722226289
Authority: DE
Inventors: Takashi Fujiwara; Teruhiko Ojima
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1971-05-11
Filing date: 1972-05-30
Publication date: 1973-01-04

Description

Vormagnetisierter Magnetkern Prioritäten: 31. Mai 1971 Japan 37591/1971 12. Juni 1971 Japan 50024/1971 Kurzfassung der Beschreibung Beachrieben wird ein vormagnetisierter Magnetkern für ein Induktivitätselement, das einen Permanentmagneten enthält1 der in der Nähe eines Luftspalts des Magnetkerns angeordnet ist. Ein Magnetfluß mit einem Wert, der das Produkt der Differenz zwischen der Restflußdichte des Permanentmagneten und dessen Magnetflußdichte an dem magnetischen Knickpunkt und der Kontaktfläche des Permanentmagneten mit dem Magnetkern ist, wird in dem Magnetkern erzeugt, um einen ausgewählten Wert zu haben, der größer als ein maximaler Magnetfluß ist, um in eine Richtung zu wirken, die der des Permanentmagneten entgegengesetzt ist, wodurch das Induktivitätselement nicht entmagnetisierbar gemacht wird. Durch Vergrößern der Querschnittsfläche des Permanentmagneten und dessen Kontaktfläche mit dem Magnetkern kann der entmagnetisierbare Magnetkern in einen nichtentinagnetisierbaren Kern umgewandelt werden Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einen vormagnetisierten Magnetkern, wobei ein Permanentmagnet in der Jähe des Luitspaltteils des Magnetkerns vorgesehen ist, um dem Magnetkern eine Vormagnetisierung zuzufubren. Pre-magnetized magnetic core Priorities: May 31, 1971 Japan 37591/1971 June 12, 1971 Japan 50024/1971 Abstract of the description Beachreib is a pre-magnetized magnetic core for an inductance element, which is a permanent magnet contains1 which is arranged in the vicinity of an air gap of the magnetic core. A magnetic flux with a value which is the product of the difference between the residual flux density of the permanent magnet and its magnetic flux density at the magnetic break point and the contact surface of the permanent magnet with the magnetic core is generated in the magnetic core to to have a selected value greater than a maximum magnetic flux in order to to act in a direction opposite that of the permanent magnet, whereby the inductance element is not made demagnetizable. By enlarging the cross-sectional area of the permanent magnet and its contact area with the magnetic core the demagnetizable magnetic core can be converted into a non-demagnetizable core will Field of the Invention The invention relates to a pre-magnetized magnetic core, with a permanent magnet in the vicinity of the Luitspaltteils of the magnetic core is provided in order to supply a premagnetization to the magnetic core.

Stand der Technik Wenn Gleich- und Wechselströme in Induktivitätselementen, wie einem Transformator, einer Drosseispule od.dgl., einander überlagert werden, ist es beim Stand der Technik notwendig, einen Luftspalt in dem Magnetkern vorzusehen, um eine magnetische Sättigung aufgrund des magnetischen Gleichfeldes zu verhindern. Die Schaffung des Luftspaltes in dem Magnetkern verursacht jedoch einen Abfall des Induktivitätswertes des Elementes, und um dies zu kompensieren, wird das Induktivitätselement unvermeidlich umfangreich, was zu einer Vergrößerung der darin verwendeten Kupfermenge führt.State of the art If direct and alternating currents in inductance elements, such as a transformer, a choke coil or the like, are superimposed on one another, it is necessary in the prior art to provide an air gap in the magnetic core, to prevent magnetic saturation due to the constant magnetic field. However, the creation of the air gap in the magnetic core causes the Inductance value of the element, and to compensate for this, the inductance element becomes inevitably large, resulting in an increase in the amount of copper used therein leads.

Um dieses Problem zu lösen, ist ein Verfahren vorgeschlagen und ausgeführt worden, bei dem ein vormagnetisierter Permanentmagnet in den Luftspalt eines weichmagnetischen Kerns eingesetzt wird, um dadurch das magnetische Gleichfeld zu entfernen. Bei diesem Verfahren ist es jedoch notwendig, die Stärke des Permanentmagneten zu erhöhen, um ein ausreichendes Magnetfeld zu erzeugen. Die Vergrößerung der Stärke des Permanentmagneten bewirkt eine Erhöhung der Reluktanz des magnetischen Kreises, was zu demselben Problen wie in dem Falle der Erzeugung eines großen Luftspalts in dem Magnetkern führt. Eine Verringerung der Dicke des Permanentmagneten kann jedoch nicht ein ausreichendes Magnetfeld wegen der Selbstentmagnetisierung des Permanentmagneten ergeben.To solve this problem, a method is proposed and implemented been, in which a premagnetized permanent magnet in the air gap of a soft magnetic Kerns is used to thereby remove the DC magnetic field. With this one Procedure, however, it is necessary to increase the strength of the permanent magnet, to generate a sufficient magnetic field. The increase in the strength of the permanent magnet causes an increase in the reluctance of the magnetic circuit, which leads to the same problem as in the case of creating a large air gap in the magnetic core. A decrease however, the thickness of the permanent magnet cannot a sufficient magnetic field because of the self-demagnetization of the permanent magnet result.

Um die Dicke des Permanentmagneten in einem solchen Umfange zu verringern, daß eine Entmagnetisierung des Permanentmagneten nicht ermöglicht wird, ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem die toersitivkraft BHC des Permanentmagneten über 750@0e gehalten wird, der Permanentmagnet mit einem Verhältnis der Restflußdichte Br zur Koerzitivkraft BHC kleiner als 4:1 gebildet ist und des weiteren der Permanentmagnet in einem bestimmten Winkel zum Querschnitt des Magnetkerns angeordnet ist, um den Vormagnetisierungsbetrag zu erhöhen.In order to reduce the thickness of the permanent magnet to such an extent, that a demagnetization of the permanent magnet is not allowed, is a Method has been proposed in which the toersitivkraft BHC of the permanent magnet above 750 @ 0e, the permanent magnet with a ratio of the residual flux density Br for the coercive force BHC is formed smaller than 4: 1 and furthermore the permanent magnet is arranged at a certain angle to the cross section of the magnetic core to the Increase the bias amount.

Im Zusammenhang mit dem Einsatz eines dünnen Permanentmagneten beschreibt die japanische Patentanmeldung 24355/1971 die Verwendung eines Verfahrens zum Magnet tisieren von Magnetkernen durch Einsetzen eines Permanentmagnetmaterials in den Luftspalt. Als Ergebnis ist es möglich, den Permanentmagneten sehr dünn zu m@chen und den Einfluß der Selbstentmagnetisierung des Permanentmagneten auszuschalten. Demgemäß werden die Kerneigenschaften verbessert und ein hoher Induktivitätswert relativ zu einem großen Gleichstromwert kann im Vergleich en dem Fall erhalten werden, bei dem der magnetisierte Permanentmagnet in den Luftspalt des Magnetkerns eingesetzt wird. Beim Erzeugen eines Stromes mit Gleich- und Wechselstromanteilen in der Wicklung eines solchen Induktivitätselementes wird das magnetische Gleichfeld, das in einer Richtung umgekehrt zu der Richtung der Magnetisierung des Permanentmagneten aufgebaut worden ist, durch das von dem Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld unwirksam gemacht.In connection with the use of a thin permanent magnet describes Japanese Patent Application 24355/1971 disclose the use of a magnet method tizing magnetic cores by inserting a permanent magnet material into the Air gap. As a result, it is possible to make the permanent magnet very thin and to eliminate the influence of self-demagnetization of the permanent magnet. Accordingly, the core properties are improved and the inductance value is high relative to a large DC value can be obtained in comparison in the case in which the magnetized permanent magnet is inserted into the air gap of the magnet core will. When generating a current with direct and alternating current components in the winding Such an inductance element is the magnetic constant field, which in a Direction opposite to the direction of magnetization of the permanent magnet built up has been made ineffective by the magnetic field generated by the permanent magnet.

Jedoch besteht die Möglichkeit der Entmagnetisierung des Permanentmagneten aufgrund eines Bruches von Teilen oder einer Erzeugung eines abnormen Gleichstromes beim Baden und Entladen. In diesem Falle verschiebt sich die Induktivitätseigenschaft in einer Richtung auf einen kleineren Gleichstromwert.However, there is the possibility of demagnetizing the permanent magnet due to breakage of parts or generation of abnormal direct current when bathing and unloading. In this case, the inductance property shifts in one direction to a smaller DC value.

Fig. 4 zeigt bei (a) z.B. die Kennlinie der AnSgngeinduktivität im Verhältnis zum Gleichstrom. Diese Kennlinie ändert sich des weiteren mit der Entmagner tisierung des Permanentmagneten, wie bei (b) und (c) gezeigt ist. Als Ergebnis können manchmal vorbestimmte Kennlinien nicht erhalten werden.Fig. 4 shows at (a) e.g. the characteristic of the starting inductance im Relation to direct current. This characteristic also changes with the demagner tization of the permanent magnet, as shown at (b) and (c). As a result, you can sometimes predetermined characteristics are not obtained.

Unter der Annahme der Verwendung eines Magnetkerns, der aus einem Magnetmaterial mit geringer Sättigungsflußdichte Bs gebildet worden ist, wird gezeigt, daß die Bedingung für die Entmagnetisierung des sormagneb tisierten Magnetkerns derart ist, daß das Verhältnis der Eigen-Koerzitivkraft IHC zur Koerzitivkraft BHC größer als 1,2 innerhalb des Bereiches von Bs<Br ist, wobei Br die Restflußdichte des Permanentmagneten ist.Assuming the use of a magnetic core composed of a Magnetic material having been formed with low saturation flux density Bs is shown that the condition for the demagnetization of the magnetized magnetic core is such that the ratio of the self-coercive force IHC to the coercive force BHC greater than 1.2 within the range of Bs <Br, where Br is the residual flux density of the permanent magnet.

Dieser Bereich erklärt, daß der magnetische Knickpunkt der Entmagnetisierungskurve in dem dritten Quadranten innerhalb eines bestimmten Bereiches vorhanden ist.This area explains that the magnetic break point of the demagnetization curve is present in the third quadrant within a certain range.

Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß dig Magnetflußdichte des Magnetkerns und des Permanentmagneten als ein Element verwendet wird, um die Bedingung zur Verhinderung einer Entmagnetisierung des vormagnetisierten Magnetkerns zu bestimmen,und daß das Verhältnis der Eigen-Koerzitivkraft IHC zur Koerzitivkraft BHC zur Definition des oben angebenen Bereich@ eingefuhrt wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch auagehend von einer neuen Erkenntnis ein magnetischer Fluß einschließlich-der Fläche anstelle der vorher erwähnten Flußdichte berücksichtigt und ein magnetischer Knickpunkt der Entmagnetisierungskurve, die für das Material des Permanentmagneten eigen ist, auf der Grundlage einer neuen Definition als Grenzpunkt des Bereiches berucksichtigt, wodurch der Aufbau eines breiteren und rationaleren Bereiches als der beim Stand der Technik möglich wird.This method is characterized in that dig magnetic flux density of the magnetic core and the permanent magnet is used as one element to the Condition for preventing demagnetization of the bias magnetic core to determine, and that the ratio of the self-coercive force IHC to the coercive force BHC to define the area specified above @ is introduced. In the present invention, however, a new finding is made a magnetic flux including the area instead of the aforementioned flux density taken into account and a magnetic break point of the demagnetization curve, the for the material of the permanent magnet is peculiar to, on the basis of a new one Definition considered as the boundary point of the area, thus creating a wider and more rational range than that in the prior art becomes possible.

Zusammenfassung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten vormagnetisierten Magnetkern zu schaffen, der leicht entmagnetisiert wird.Summary of the Invention The invention is based on the object to provide an improved pre-magnetized magnetic core that demagnetizes easily will.

Bei der Erfindung werden die Sättigungsflußdichte des Magnetkernes aus weicbmagnetischem Material, die Restflußdichte des Permanentmagneten und die magnetische Flußdichte des Luftspallteiles des magnetischen Hauptweges jeweils mit Bms, Br und Bg bezeichnet und der Schnittpunkt der Entmagnetisierungskurve BH (v, p, q, h) des Permanentmagneten mit einer geraden Linie B = µr H + α Br (q, v') in dem zweiten oder dritten Quadranten wird als magnetischer knickpunkt q definiert, wi dies in Fig. 1 gezeigt ist. Die magnetische Flußdicbte an diesem Punkt wird mit Bd bezeichnet, während r r die reversible Permeabilitåt des Permanentmagneten und α ein Koeffizient sind, der sich auch mit der Größe de3 magnetischen Gegenflusses ändert, der an dem Permanentmagneten angelegt werden soll. Der vormagnetisierte Magnetkern nach der Erfindung it derart auf gebaut, daß die Querschnittsfläche Am des Permanentmagneten die Querschnittsfläche As des Magnetkerns, der den magnetischen.Hauptweg bildet, die Kontaktfläche Ag' des Magnetpole des Permanentmagneten mit dem Magnetkern und die fläche Ag des in dem magnetischen Hauptweg gebildeten Luftspalts der folgenden Gleichung genügen: BmsAs - KBgAg < Ag'(Br - Bd) (1), worin K ein Magnetflußstreufäktor ist, der durch die Form, die Abmessungen und die magnetische Kennlinie des Magnetkerns bestimmt wird und einen Wert größer als 1 hat. Es wird angenommen, daß die Magnetflußdichte des Magnetkerns und des Permanentmagneten einen Wert bei der niedrigaten Betriebstemperatur hat.In the invention, the saturation flux density of the magnetic core made of soft magnetic material, the residual flux density of the permanent magnet and the magnetic flux density of the air gap part of the main magnetic path in each case with Bms, Br and Bg and the intersection of the demagnetization curve BH (v, p, q, h) of the permanent magnet with a straight line B = µr H + α Br (q, v ') in the second or third quadrant is defined as the magnetic break point q, as shown in FIG. The magnetic flux density at this point becomes with Bd denotes, while r r denotes the reversible permeability of the permanent magnet and α are a coefficient that also increases with the size of the magnetic counter-flux changes that is to be applied to the permanent magnet. The premagnetized Magnetic core according to the invention it built in such a way that the cross-sectional area Am of the permanent magnet the cross-sectional area As of the magnetic core, which forms the main magnetic path, the contact surface Ag 'of the magnetic pole of the permanent magnet with the magnetic core and the area Ag of the one formed in the main magnetic path The following equation: BmsAs - KBgAg <Ag '(Br - Bd) (1), where K is a magnetic flux leakage factor determined by the shape, the dimensions and the magnetic characteristic of the magnetic core is determined and a value greater than 1 Has. It is assumed that the magnetic flux density of the magnetic core and the permanent magnet has a value at the low operating temperature.

Die Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf die Tatsache, daß die Induktivitätskennlinie direkt von dem Magnetfluß des magnetischen Kreises und nicht von der Magnetflußdichte (Bms, Br) des Magnetkerns und des Permanentmagneten abhängt. Die Querschnittsfläche des magnetischen Kreises wird eingeführt und der Magnetfluß, d.h. das Produkt der Magnetilußdichte und der Querschnittsfläche des magnetischen Kreises, wird berücksichtigt. Als zweites wird der voranstehend definierte magnetische Knickpunkt als Grenzpunkt der Entmagneti.The invention mainly relates to the fact that the Inductance characteristic directly from the magnetic flux of the magnetic circuit and not depends on the magnetic flux density (Bms, Br) of the magnetic core and the permanent magnet. The cross-sectional area of the magnetic circuit is introduced and the magnetic flux, i.e., the product of the magnetic flux density and the cross-sectional area of the magnetic Circle, is taken into account. Second, it becomes the magnetic one defined above Inflection point as the limit point of the demagneti.

sierung des Permanentmagneten berücksichtigt. Der linke Ausdruck der Gleichung (1) stellt einen sich ändernden Magnet fluß bis zu einem maximalen Sättigungsmagnetfluß in dem Magnetkern dar. In diesem Falle ist der Magnetkern bereits gesattigt, so daß jedoch der in der Wicklung fließende Gleichstrom mehr ansteigt und der Magnetfluß des Magnetkernes im wesentlichen im Prinzip konstant ist.sization of the permanent magnet taken into account. The left expression of the Equation (1) represents a changing magnetic flux up to a maximum saturation magnetic flux in the magnetic core. In this case, the magnetic core is already saturated, so however, that the direct current flowing in the winding increases more and the magnetic flux of the magnetic core is essentially constant in principle.

Der rechte Ausdruck der Gleichung (1) stellt den Rest magnetfluß des Permanentmagneten dar, der nach lunten ;u dem magnetischen Knickpunkt aufgrund der entgegengesetzten magnetomotorischen kraft der. Wicklung wechselt.The right expression of equation (1) represents the remainder of the magnetic flux Permanent magnets, the down; u the magnetic break point due to the opposing magnetomotive force of the. Winding changes.

Die Gleichung (1) beinhaltet, daß der sich ändernde Magnetfluß des Permanentmagneten größer als der den Magnetkerns ist. Durch Einführen der Querschnittsfläche des magnetischen Kreises kann nämlich die Erfindung auch in dem Falle von Bms>Br und nicht Bms < Br ausgeführt werden und es ist zu ersehen, daß die übliche Bedingung, die nur die Magnetflußdichte ausnutzt, nicht geeignet ist.Equation (1) implies that the changing magnetic flux of the The permanent magnet is larger than the magnet core. By introducing the cross-sectional area of the magnetic circuit, namely, the invention can also be used in the case of Bms> Br and not bms <br and it can be seen that the usual condition which only uses the magnetic flux density is not suitable.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Einzelheiten von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung im Zusammen hang mit der Zeichnung, in der sind Pig. 1 ein Diagramm zum Erläutern des magnetischen Knickpunkts nach der Erfindung, Fig. 2A bis E Ansichten zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung, die verschiedene Arten zeigen bei denen ein Permanentmagnet in der Nähe eines Luftspaltteils eines Hauptmagnetweges vorgesehen ist, Fig. 3A bis D Ansichten von Beispielen eines entmagnetisierbaren, vormagnetisierten Magnetkerns und eines aus diesem umgewandelten nichtentmagnetisierbaren Magnetkerns zum Erläutern von praktischen Anwendungen d.er Prinzipien der Erfindung, Fig 4 eine graphische Darstellung, welche di Kennlinien der Induktivität der vormagnetisierten Magnetkerne der Fig. 3 und deren Vergleich zeigt, Fig. 5 eine echematische Darstellung eines Beispieles der Erfindung, bei dem ein Vormagnetisierungsmagnet an einer Seite des Luftspaltes eines rechteckigen Magnetkerns vorgesehen ist, Fig 6A bis C perspektivische Ansichten von drei Abänderungsformen des Magnetkerns der Fig. 5, Fig. 7 die Kennlinien der Induktivität der vormagnetisierten Magnetkerne der Fig. 6A bis e, Fig. 8A bis C und 9A und B die Kennlinien der Induktivität des vormagnetisierten Magnetkerns der Fig. 6C, die erhalten werden, wenn der Abstand zwischen der neutralen magnetischen Linie der kombinierten Magnete, der Luftspalt und der Abstand zwischen dem Magnetkern und dem Permanentmagneten jeweils geändert werden, Fig.10A und B Vorder- und Seitenansichten einer abgeänderten Form des vormagnetisierten Magnetkerns der Fig. 5, Fig.11A und 3 Ansichten eines weiteren Aus.fiibrungsbeispiels der Erfindung, bei dem ein Vormagnetisierungamagnet an einer Seite des Luft spalts des Magnetkerns mit kreisförmigem Querschni-Lt angeordnet ist, Fig.12A und B und 13A und B Ansichten von abgeänderten Formen des Beispiels der Fig. 11, Fig.14A bis I Ansichten von verschiedenen Abänderungen des nach Fig. 11 verwendeten Permanentmagneten, Fige 15 bis 17 Ansichten von Ausführungsbeispielen der Erfindung, bei denen zwei U-förmige Magnetkerne mit geneigten Endflächen mit vormagnetisierten Permanentwagneten an der Seite eines Luftspalts kombiniert sind, Fig. 18 und 19 Ansichten von weiteren Ausführungsbeispielen der vormagnetisierten Magnetkerne der in den Fig. 15 bis 17 erläuterten Art, Fig. 20 bis 25 graphischeIarstellungen der Kennlinien der Induktivität, wenn der Luftspalt des Magnetkerns nach Fig. 19 geändert wird, Fig. 26 eine Ansicht eines Ausfübrungsbeispieles der Kombination von Induktivitäten, bei denen die Erfindung angewendet ist, Fig. 27A bis C Diagramme zum Erläutern der Anwendung des bei dem Beispiel der Fig. 26 verwendeten Prinzips, Fig. 28 eine graphische Darstellung der Kennlinie der Induktivität des Beispiels in Fig.'26, Fig. 29A und B Darstellungen zur Erläuterung einer abgewandelten Ausführungsform des Beispiels der Fig. 26, Fig. 30A und B graphische Darstellungen der Kennlinien der Induktivität des Beispiels der Fig. 29, Fig. 31 bis 33 Darstellungen zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des Induktivitätselementes der Fig, 26, das bei einem Ablenkjoch einer Braunschen Röhre oder einer Kathodenstrahlröhre angewendet ist, Fig. 34 ein Schaltbild einer Abänderung des Induktivitätselementes der Fig. 26, Pig. 35 ein Schaltbild zum Erläutern des Kreises einer Zündspule und Fig. 36A und B Aneichten eines Ausführungsbeispieles eines Transformators nach der Erfindung in der Anwendung bei einer Zündspule.Brief Description of the Drawing Details of preferred embodiments of the invention emerge from the description in connection with the drawing, in the are Pig. 1 is a diagram for explaining the magnetic break point according to FIG of the invention, Figs. 2A to E are views for explaining the principles of the invention, showing different types in which a permanent magnet is in the vicinity of an air gap part of a main magnetic path is provided, Figs. 3A to D are views of examples of a demagnetizable, pre-magnetized magnetic core and one converted from this non-demagnetizable magnetic core to explain practical applications of the Principles of the Invention, Fig. 4 is a graph showing the characteristics the inductance of the premagnetized magnetic cores of FIG. 3 and their comparison shows, FIG. 5 is a schematic illustration of an example of FIG Invention, in which a bias magnet on one side of the air gap of a rectangular magnetic core is provided, Fig. 6A to C perspective views of three modification forms of the magnetic core of FIG. 5, FIG. 7 shows the characteristics of Inductance of the premagnetized magnetic cores of FIGS. 6A to e, 8A to C and FIGS. 9A and B show the characteristics of the inductance of the premagnetized magnetic core of FIG Fig. 6C obtained when the distance between the neutral magnetic Line of combined magnets, the air gap and the distance between the magnetic core and the permanent magnet can be changed, respectively, Fig.10A and B front and side views a modified form of the pre-magnetized magnetic core of FIGS. 5, 11A and 11A 3 views of a further Aus.fiibrungsbeispiels the invention, in which a bias magnet arranged on one side of the air gap of the magnetic core with a circular cross-section 12A and B and 13A and B are views of modified forms of the example 11, 14A to I are views of various modifications of the according to FIG. 11 permanent magnets used, FIGS. 15 to 17 are views of exemplary embodiments of the invention, in which two U-shaped magnetic cores with inclined end faces with pre-magnetized permanent magnets are combined on the side of an air gap, Fig. 18 and 19 are views of further exemplary embodiments of the premagnetized magnetic cores of the type illustrated in Figures 15-17; Figures 20-25 are graphical representations of the characteristics of the inductance when the air gap of the magnetic core according to FIG. 19 is changed, Fig. 26 is a view of an embodiment of the combination of inductors to which the invention is applied, Figs. 27A to C are diagrams to explain the application of the principle used in the example of FIG. 26, Fig. 28 is a graph showing the characteristics of the inductance of the example 26, 29A and B representations to explain a modified embodiment 26, 30A and B are graphs showing the characteristics the inductance of the example of FIG. 29, FIGS. 31 to 33 representations for explanation an embodiment of the inductance element of FIG The deflection yoke of a Braun tube or a cathode ray tube is used, FIG. 34 is a circuit diagram of a modification of the inductance element of FIG. 26; Pig. 35 is a circuit diagram for explaining the circuit of an ignition coil and FIG Fig. 36A and B calibration of an embodiment of a transformer according to the invention in use with an ignition coil.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Zuerst wird das Prinzip der Erfindung und dann die Anwendung der Erfindung bei ihren Ausführungsformen beschrieben.Description of the Preferred Embodiments First, the principle of the invention and then the application of the invention to embodiments thereof.

Fig. 2 zeigt Ansichten zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsbeispielen, bei denen ein Permanentmagnet in der Nähe des Buftspaltteils des Hauptmagnetweges des Magnetkernes vorgesehen ist. Fig. 2A ist eine vergrößerte Ansicht des Luftspaltteils eines vormagnetisierten Magnetkerns in dem Falle, bei dem ein Permanentmagnet 3 in den Luftspaltteil g eines Magnetkerns 2 eingesetzt ist. Dieser vormagnetisierte Magnetkern ist so aufgebaut, daß er die Beziehungen As<Ag + Ag' und Ag' = Am erfüllt, wobei Ag' die Kontaktfläche der Magnetpolfläche des Permanentmagneten mit dem Magnetkern, Am die Querschnittsfläche des Permanentmagneten, Ag die Fläche des Luftspaltteils und As die Querschnittsfläche des Magnetkerns in seinem Hauptmagnetweg sind. Wenn ein Strom einer Wicklung 1, die auf den vormagnetisierten Magnetkern aufgewickelt ist, zugeführt wird, ist der maximale Magnetfluß, der dadurch in dem Hauptmagnetweg erzeugt wird, SmsAs. In diesem Falle ist die Summe der Magnetflüsse, die durch den Luftspaltteil Ag und die Kontaktfläche Ag' des Permanentmagneten mit dem Magnetkern fließen, in der Praxis im wesentlichen gleich BmsAs trotz eines geringen Streuflusses. Wenn der Magnetfluß BmsAs, der in dem Hauptmagnetweg erzeugt wird, mit Bg bezeichnet wird, ist ein auf den Permanentmagneten wirkender Magnetfluß BmsAs - KBgAg, worin K> 1 und ein Msgnetflußstreufaktor ist, der durch die Form und die Beschaffenheit des Materials des Magnetkerns bestimmt ist.Fig. 2 shows views for explaining the principles of the invention in connection with various embodiments in which a permanent magnet provided in the vicinity of the gap part of the main magnetic path of the magnetic core is. 2A is an enlarged view of the air gap portion of a premagnetized one Magnetic core in the case where a permanent magnet 3 in the air gap part g of a Magnetic core 2 is used. This pre-magnetized magnetic core is constructed in such a way that that it satisfies the relations As <Ag + Ag 'and Ag' = Am, where Ag 'is the contact area the magnetic pole area of the permanent magnet with the magnetic core, Am is the cross-sectional area of the permanent magnet, Ag is the area of the air gap part, and As is the cross-sectional area of the magnetic core are in its main magnetic path. If a current of a winding 1, which is wound on the premagnetized magnetic core, is supplied maximum magnetic flux generated thereby in the main magnetic path, SmsAs. In this Trap is the sum of the magnetic fluxes flowing through the air gap part Ag and the contact area Ag 'of the permanent magnet with the magnetic core flow, in practice essentially same BmsAs despite a low leakage flux. When the magnetic flux BmsAs generated in the main magnetic path denoted by Bg is an on the permanent magnet acting magnetic flux BmsAs - KBgAg, where K> 1 and ein Magnetic flux spreading factor is caused by the shape and nature of the material of the magnetic core is determined.

Um eine Entmagnetisierung des Permanentmagneten 3 zu verhindern, ist der vormagnetisierte Magnetkern so aufgebaut, daß das Produkt (Br - Bd)Ag' der Differenz zwischen der Restmagnetflußdichte Br und der Nagnetflußdichte Bd des magnetischen Knickpunktes des Permanentmagneten 3 in dem Falle, daß der Permanentmagne.t in den Luft spalt des Hauptmagnetweges eingesetzt ist, und der Kontaktfläche Ag des Perma nentmagneten mit dem Magnetkern größer als BmsAs -EBgAg sein kann. DemgemEB werden die Bedingungen der Gleichung (1) durch diesen Aufbau erfüllt.In order to prevent demagnetization of the permanent magnet 3, is the pre-magnetized magnetic core constructed so that the product (Br - Bd) Ag 'of the difference between the residual magnetic flux density Br and the magnetic flux density Bd of the magnetic Break point of the permanent magnet 3 in the event that the Permanentmagne.t in the Air gap of the main magnetic path is used, and the contact area Ag of the Perma nentmagneten with the magnetic core can be larger than BmsAs -EBgAg. Be accordingly satisfies the conditions of equation (1) by this structure.

Gemäß Fig. 2B ist nur ein Teil der Magnetpolfläche Am des Permanentmagneten in Berührung mit dem Magnetkern. Gemäß dieser Figur wird der Magnetfluß, der von dem Teil Am - Ag' ausgeht, der aus dem Luftspalt vorragt, in dem Magnetweg des Magnetkerns über die Luft eingeführt. Da Luft eine geringe magnetische Permeabilität aufweist und einen Magnetweg mit hoher Reluktanz bildet, wird der in den Magnetweg eingebrachte Magnetfluß hauptsächlich aus dem Fluß, der von der Magnetpolfläche des Permanentmagneten 3 ausgeht, die in Berührung mit dem Magnetkern gehalten wird, gebildet und die wirksame Fläche des Magnets ist in der Praxis im wesentlichen gleich Ag'. Demgemäß wird bei dem vorliegenden Beispiel der vormagnetisierte Magnetkern so aufgebaut, daß die oben erwähnte Gleichung (1) mit Ag' erfüllt wird.According to FIG. 2B, only part of the magnetic pole face Am of the permanent magnet is in contact with the magnetic core. According to this figure, the magnetic flux flowing from the part Am - Ag 'protruding from the air gap in the magnetic path of the magnetic core introduced through the air. Because air has a low magnetic permeability and forms a high reluctance magnetic path, the one introduced into the magnetic path becomes Magnetic flux mainly consists of the flux coming from the magnetic pole face of the permanent magnet 3 starts out, which is kept in contact with the magnetic core, is formed and the effective In practice, the area of the magnet is essentially equal to Ag '. Accordingly, at to the present example the pre-magnetized magnetic core constructed so that the above mentioned equation (1) is satisfied with Ag '.

Die vormagnetisierten Magnetkerne, die in den Fig. 2A und 23 erläutert sind, basieren auf der Beziehung As<Ag + Ag', können aber gleichermaßen nach der Beziehung As # Ag + Ag' aufgebaut sein, so lange wie die Gleichung (1) gilt.The pre-magnetized magnetic cores illustrated in FIGS. 2A and 23 are, are based on the relationship As <Ag + Ag ', but can also be after the relationship As # Ag + Ag 'must be established as long as equation (1) holds.

Fig. 2C zeigt eine andere abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Permanentmagnet 3 mit einem durchschnittlichen Abstand zwischen seinen Magnetpolen größer als die Länge g des in dem Magnetweg gebildeten Luft spaltes eine Seite des Magnetluftspaltes des Magnetkerns 2 überbrückt und bei welcher der Permanentmagnet 3 mit seinem neutralen Punkt so angeordnet ist, daß er in der Mitte zwischen dem Lui'tspalt liegt.Fig. 2C shows another modified embodiment of the invention, in which a permanent magnet 3 with an average distance between its Magnetic poles greater than the length g of the air gap formed in the magnetic path bridged one side of the magnetic air gap of the magnetic core 2 and at which the Permanent magnet 3 is arranged with its neutral point so that it is in the center lies between the air gap.

In diesem Falle ist die Fläche Ag des Luftspaltteils gleich As und der Kontaktfläche Ag' des Permanentmagneten mit dem Magnetkern entsprechend den Kontaktflächen der beiden Schenkel mit der Seite des Magnet kerns an beiden Seiten des Luftepaltes, wie in der Figur gezeigt ist, so daß es möglich ist, den vormagnetisierten Magnetkern in einer Weise aufzubauen, welche die Gleichung (1) erfüllt, indem diese Werte ausgewählt werden.In this case, the area Ag of the air gap part is As and the contact area Ag 'of the permanent magnet with the magnetic core corresponding to the Contact surfaces of the two legs with the side of the magnet core on both sides of the air gap, as shown in the figure, so that it is possible to use the premagnetized Build magnetic core in a manner which satisfies equation (1) by this Values are selected.

Fig. 2D zeigt eine Abänderung des vormagnetisierten Magnetkerns der Fig. 2Q, bei welcher der Magnet in Fig. 20 in einer Richtung eines Pfeils 4 verschoben ist, um die effektive Fläche Ag' des Permanentmagne'ten 3 mit dem Magnetkern 2 zu verringern und in den Haupt magnetweg einzubringen, wodurch ein verringerter Betrag der Vormagnetisierungskraft vorgesehen wird.FIG. 2D shows a modification of the pre-magnetized magnetic core of FIG FIG. 2Q, in which the magnet in FIG. 20 is displaced in a direction of an arrow 4 is to the effective area Ag 'of the permanent magnet 3 with the magnetic core 2 to decrease and bring it into the main magnetic path, thereby reducing the amount the bias force is provided.

Fig. 2E zeigt eine weitere Abänderung des vormagnetisierten Magnetkerns der Fig. 2C, bei welcher der Permanentmagnet in Fig. 2C im Abstand von dem Magnetkern in einer Richtung eines Pfeiles 5 angeordnet ist, um dazwischen einen Luftspalt mit hoher Reluktanz zu bilden, über den der von dem Permanentmagneten 3 auagehende Magnetfluß in den Magnetkern, der den Hauptmagnetweg bildet, eingeleitet wird. Mit der Schaffung des Luft spalts zwischen dem Permanentmagneten 3 und dem Magnetkern 2 wird die Magnetflußdichte an dem Betriebspunkt des Permanentmagneten derart, daß der Punkt v, d.h. die Restmagnetflußdichte Br, wenn der Permanentmagnet in enger Berührung mit dem Magnetkern steht, auf einen Punkt p, d.h. Br', wie in Fig. 1 gezeigt, heruntergeht. Es ist jedoch mögliche den vormagnetisierten Magnetkern nach der Erfindung auszufü@ren, solange die Gleichung (1) durch Ersetzen von Br7 anstelle von Br erfüllt ist.Fig. 2E shows a further modification of the pre-magnetized magnetic core of Fig. 2C, in which the permanent magnet in Fig. 2C at a distance from the magnetic core is arranged in a direction of an arrow 5 to form an air gap therebetween to form with high reluctance, over which the permanent magnet 3 outgoing Magnetic flux is introduced into the magnetic core, which forms the main magnetic path. With creating the air gap between the permanent magnet 3 and the magnetic core 2, the magnetic flux density at the operating point of the permanent magnet is such that the point v, i.e. the residual magnetic flux density Br when the permanent magnet is in closer Contact with the magnetic core is at a point p, i.e. Br ', as shown in Fig. 1, goes down. However, it is possible to use the pre-magnetized magnetic core according to the invention as long as equation (1) is satisfied by replacing Br7 in place of Br is.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit ihren Ausführungsformen beschrieben.The invention is described below in connection with its embodiments described.

@ie in den Fig. 3A und B gezeigt ist, werden E-förmige @agnetkerne 12 und 12' aus einem H3S-Naterial (Markendame für ein Mn-Zn-Reihenmaterial, das von der Firma TDK Electronics Company Limited hergestellt wird) zusammengebaut und anisotrope Ferritmagnete 15 und 16 mit einer Dicke von 1 mm werden jeweils zwischen den Seitenschenkeln 17 und 17' der Magnetkerne 12 und 12' ind zwischen 18 und 181 gehalten. Eine Magnetpolstückplatte 13 des H3S-Materials mit derselben Dicke wie die Magneten 55 und 16 wird zwischen den inneren Schenkeln 19 und 190 der Kerne 12 und 12' gehalten und ein Kupferdra@t 11 mit 0,7 wird 200 mal um die inneren Schenkel 19 und 19', welche die Magnetpolstückplatte 13 einachließen, gewickelt, um somit eine Drosselapule zu bilden.As shown in Figs. 3A and B, E-shaped magnetic cores become 12 and 12 'made of an H3S material (brand name for a Mn-Zn series material, the manufactured by TDK Electronics Company Limited) and anisotropic ferrite magnets 15 and 16 with a thickness of 1 mm are each between the side legs 17 and 17 'of the magnetic cores 12 and 12' ind between 18 and 181 held. A magnetic pole piece plate 13 of the H3S material of the same thickness as the magnets 55 and 16 will be between the inner legs 19 and 190 of the cores 12 and 12 'held and a copper wire 11 with 0.7 is 200 times around the inner leg 19th and 19 ', which include the magnetic pole piece plate 13, are wound around thus a To form throttle apule.

Unter normalen Bedingungen fließt in diesem Kreis ein Gleichstrom von 0,5 bis 1,2 A, und wenn ein oder mehrere Teile außerhalb der Reihenfolge sind oder wenn ein Lade- oder Entladestrom fließt, fließt ein anormaler Strom von 5,4 bis 7,1 A. Dieser Kreis ist erforderlich, um eine Induktivität von mehr als 15 mH in dem Bereich von 0,5 bis 1,2 A zu erhalten.Under normal conditions, a direct current flows in this circuit from 0.5 to 1.2 A, and when one or more parts are out of order or when a charge or discharge current flows, an abnormal current of 5.4 flows to 7.1 A. This circuit is required to have an inductance of more than 15 mH in the range of 0.5 to 1.2 A.

Die Kennlinie der Induktivität der Drosselspule, die erhalten wird, wenn ein Gleichstrom bis zu 1,5 A darin fließt, ist durch die Kurve (a) in Fig. 4 gezeigt, die flacher als ein geschätzter Wert ist, wie sich aus der Figur ergibt In Fig. 4 bezeichnen (b) und (c) Kennt linien der Induktivität in Abhängigkeit von dem Gl@ichstrom der Drosselspule jeweils nach einem momentanen Fluß von Gleichströmen mit 5 und 7 AD In dist Fällen wird der Permanentmagnet offensichtlich entmagnetis@ert und die Kennlinie verschiebt sich zu einem kleinere@ Wert des Gleichstroms. In dem Falle der K@rve (b) genügt die Kennlinie dem geschätzten Wert in gewissem Umfange und hat das Bestreben, sich nach einen geri-ngeren Stromwert zu neigen, während in dem Falle der Kurve (c) die Kennlinie offensichtlich außerhalb des geschätzten Wertea liegt.The characteristic of the inductance of the choke coil, which is obtained when a direct current of up to 1.5 A flows therein, curve (a) in Fig. 4, which is shallower than an estimated value as can be seen from the figure In Fig. 4, (b) and (c) denote lines of inductance depending on the constant current of the choke coil after an instantaneous flow of direct currents with 5 and 7 AD In dist cases the permanent magnet is obviously demagnetized and the characteristic curve shifts to a smaller @ value of the direct current. By doing In the case of the curve (b), the characteristic curve satisfies the estimated value to a certain extent and tends to lean towards a lower current value while in the case of curve (c), the characteristic curve obviously outside the estimated one Values a lies.

Fig. 3C und D erläutern ein weiteres Beispiel der Erfindung, das dieselhen E-Magnetkerne 12 und 12' wie die in Fig. 3A und B verwendet und bei dem Anordnungen von anisotropen Ferritmagneten 15 und 16 mit einer Dicke von 1,7 mm und einer Pläche von 15 x 15 mm2 mit zwei Magnetpolstückplatten 14 aus H3S-Material mit derselben Fläche und Dicke wie die Magnete 15 und 16 und der Befestigung an dessen beiden Magnetpolflächen jeweils zwischen den Seitenschenkeln 17 und 17' der Magnetkerne 12 und 12' und zwischen 18 und 18' gehalten werden und ein Kupferdraht 11 mit 0,7 200 mal um die Innenschenkel 19 und 19' der Magnetkerne gewickelt ist, die eine Magnetpolstückplatte 13 aus H3S-Material mit derselben Dicke wie die vorher erwähnten Magnetanordnungen einschließen, wodurch eine Drosselspule erhalten-wird. Die Magnetpolstückplatten 14 müssen nicht nur getrennt von den Magnetkernen vorgesehen werden, in welchemFalle die Seitenschenkel 17, 17' und 18, 18' mit diesen einstückig geformt sein können.Figures 3C and D illustrate another example of the invention, the same E magnetic cores 12 and 12 'like those in Figs. 3A and B used and in the arrangements from anisotropic ferrite magnets 15 and 16 with a thickness of 1.7 mm and a plane of 15 x 15 mm2 with two magnetic pole piece plates 14 made of H3S material with the same Area and thickness as the magnets 15 and 16 and the attachment to both of them Magnetic pole surfaces in each case between the side legs 17 and 17 'of the magnetic cores 12 and 12 'and between 18 and 18' and a copper wire 11 with 0.7 The one is wound 200 times around the inner legs 19 and 19 'of the magnetic cores Magnetic pole piece plate 13 made of H3S material with the same thickness as the aforementioned Include magnet assemblies, whereby a choke coil is obtained. The magnetic pole piece plates 14 need not only be provided separately from the magnetic cores, in which case the side legs 17, 17 'and 18, 18' can be formed in one piece with these.

Die Drosselspule dieses Beispiels ist in der Abmessung und im Aufbau identisch mit der Spule der Fig. 3A und B und hat denselben maximalen Induktivitätswert wie diese.The reactor of this example is size and construction identical to the coil of FIGS. 3A and B and has the same maximum inductance value like these.

Die ennlinie der Induktivität in Abhängigkeit vom Gleichstrom dieser Spule bis 1,8 A ist durch (d) in Fig. 4 gezeigt. Die Kennlinie der Induktivität in Abhängigkeit vom Gleichstrom dieses Kreises nach einem @urzzeitigen Fließen es Gleichstroms von 10 A ist im wesentlichen die gleiche, wie diese durch die Kurve (d) in Fig. 4 gezeigt ist, und verschiebt sich nicht Daraus ergibt sich, daß die Drosselspule bei dem vorltegenden Beispiel nicht entmagnetisiert wird0 Die Kennlinien der Magnetmaterialien der entsprechenden Teile der in den Fig. 3A bis D gezeigten Drosselspulen, welche die Erfindung betreffen, sind wie folgt. Die E-Magnetkerne 12 und 12'und die Magnetpolstückplatten 13 und werden aus demselben Weichmagnetmaterial gebildet und haben eine Sättigungsflußdichte Bms von etwa 4480 G.The characteristic of the inductance as a function of the direct current of this Coil up to 1.8 A is shown by (d) in FIG. 4. The characteristic of the inductance depending on the direct current of this circuit after a short flow of it DC current of 10 A is essentially the same as that shown by the curve (d) is shown in Fig. 4 and does not shift. It follows that the The choke coil is not demagnetized in the example given 0 The characteristics the magnetic materials of the corresponding parts of those shown in Figs. 3A to D. Reactors to which the invention relates are as follows. the E-magnetic cores 12 and 12 'and the magnetic pole piece plates 13 and 13 are made of the same soft magnetic material and have a saturation flux density Bms of about 4480 G.

Die Magnete 15 und 16 werden aus demselben Material gebildet und haben einen magnetischen Knickpunkt in dem dritten Quadranten und eine Restflußdichte Br von etwa 3400 G und eine Flußdichte 3d von -120 G an dem magnetischen Knickpunkt.The magnets 15 and 16 are formed from the same material and have a magnetic break point in the third quadrant and a residual flux density Br of about 3400 G and a flux density 3d of -120 G at the magnetic break point.

Wenn die Querschnittsfläche jedes Magnetkerns, die Fläche jeder Magnetpolstückplatte, die in enger Berührung mit dem Magnetkern gehalten ist, jeweils mit As, Ag' und Am bezeichnet werden, ist As 1,125 cm2 und in dem Falle der Drosselspule der Fig. DA Am - AgB 1,125 cm2 und in dem Falle der Drosselspule der Fig 3B Am = Ag' = 2,25 cm2 und Ag = 0.When the cross-sectional area of each magnetic core, the area of each magnetic pole piece plate, which is kept in close contact with the magnetic core, respectively with As, Ag 'and Am, As is 1.125 cm2 and in the case of the choke coil of Fig. DA Am - AgB 1.125 cm2 and in the case of the choke coil of Figure 3B Am = Ag '= 2.25 cm2 and Ag = 0.

Beim Berechnen der folgenden Ausdrücke durch Einsetzen der obigen numerischen Werte in die Gleichung (1) im Zusammenhang mit den lrosselspulen der Fig. 3A bis D sind die Ergebnisse wie folgt: Ausdruck Drosselspule Drosselspule der Fig. 3A und B der Fig. 30 und D BmsAs 5040 5040 (Br - Bd) Ag' 3960 7920 Wie ben beschrieben worden ist, ergtbt sich, daß beim Fließen von höheren Strömen als ein bestimmter Wert, z.B. 5 und 7 A in der Drosselspule der Fig. @A und B, deren Kennlinie in der Richtung des geringeren Gleichstromwertes verschoben wird, wie durch die Kurven (b) und (c) in Fig. 4 angegeben ist, und daß die Magnete *) und die Fläche des Magnetkerns zum Anlegen der Vormagnetisierung an die Drosselspule dadurch entmagnetisiert werden. Falls die Magnete entmagnetisiert bleiben, kann eine vorbestimmte Kennlinie nicht erhalten werden. In diesem Falle nämlich BmsAs > (Br - Bd)Ag', wird, wie sich aus der obigen Tabelle ergibt, die Gleichung (1) nicht Obwohl die Drosselspulen der Fig. 3C und D dieselben Nagnetkerne und Wicklungen wie die der Fig. 3A und B verwenden, verhindert eine geringe Änderung der Magneteinsetzteile eine Entmagnetisierung der Magnete und halt eine vorbestimmte Kennlinie aufrecht, wie dies aus der Kurve (d) in Fig. 4 ersichtlich ist, auch wenn ein Gleichstrom von 10 A der Drosselspule zugeführt wird. In diesem Falle zeigen die Werte, die in der obigen Tabelle angegeben sind, daß die Bedingungen der Gleichung (1) erfüllt sind.When calculating the following expressions by substituting the above numerical values in equation (1) related to the inductors of the 3A to D, the results are as follows: expression choke coil choke coil of Figures 3A and B of Figures 30 and D BmsAs 5040 5040 (Br - Bd) Ag '3960 7920 Like ben has been described, it turns out that when flowing currents higher than a certain value, e.g. 5 and 7 A in the choke coil of Figs. @A and B, their Characteristic is shifted in the direction of the lower direct current value, such as is indicated by curves (b) and (c) in Fig. 4, and that the magnets *) and the area of the magnetic core to apply the premagnetization this will demagnetize the inductor. In case the magnets are demagnetized remain, a predetermined characteristic cannot be maintained. In this case namely BmsAs> (Br - Bd) Ag ', as can be seen from the table above, the Equation (1) not Although the reactors of Figs. 3C and D have the same magnetic cores and using windings like those of Figs. 3A and B prevents little change of the magnet insert parts demagnetize the magnets and hold a predetermined one Characteristic line upright, as can be seen from curve (d) in FIG. 4, even if a direct current of 10 A is supplied to the choke coil. In this case show the values given in the above table that the conditions of the equation (1) are met.

Wie voranstehend beschrieben worden ist, werden bei Stand der Technik die Flußdichte des Magnetkerns und des Permanentmagneten, der in dem magnetischen Kreis enthalten ist, als Elemente zum Verhindern der Entmagmetisierung des vormagnetisierten Magnetkerns des @nduktivitätselementes betrachtet, während bei der erfindung der Magnetfluß des magnetischen Kreises9 @.h. das @rodukt der Flußdichte und der Querschnitts--;lävbe de Magnetkerns, berücksichtigt werden. Bei der r-finaung kann der entinagnetisierbare, vormagnetisierte Mag@etkern von der Entmagnetisierung befreit werden, indem die Ko@taktfläche Agl des Magnetkerns mit dem magnet vergrößert wird. Des weiteren kann betu Stand der Technik der Magnet nicht aus irgendeinem anderen Material als das hergestellt werden, das der Bedingung genügt, daß das Verhältnis (IHC/BHC) der Eigen-Koerzitivkraft IHa zu der Koerzitivkraft BHC in der Entmagnetisierungskurve des Magnets größer oder gleich 1,2 ist, während bei der Erfindung der Begriff der Querschnittsfläche des Magnets eingeführt wird, wodurch es möglich wird, einen atabilen Bereich in der Entmagnetisierungskurve zu erhalten, innerhalb dessen keine Entmagnetisierung mit der Ausnahme des Teiles auftritt, in dem sich die Entmagnetisierungskurve unter den magnetischen Knickpunkt schnell erniedrigt, auch wenn der Magnet aus irgendeinem magnetischen Material gebildet ist. Der magnetische Knickpunkt kann im zweiten oder dritten Quadranten entsprechend der Form der Entmagnetisierungskurve, die dem Material des Magnets eigen ist, vorhanden sein. Beim Stand der Technik kann das Vorhandensein des magnetischen Knickpunkt es in dem zweiten Quadranten nicht bestätigt werden, jedoch schafft die Erfindung einen ausreichend vormagnetisierten Magnetkern, auch wean der magnetische Knickpunkt im zweiten Quadranten vorhanden ist. Auch wenn der magnetische Knickpunkt im dritten Quadranten vorhanden ist, führt des weiteren der vormagnetisierte Magnetkern nach der Erfindung einen stabilen Betrieb nicht nur in dem Bereich aus, in dem das Verhältnis der Eigen-Koerzitivkraft IHC zur Koerzitivkraft 13110 größer als 1,2 ist, sondern auch in dem Bereich des Verhältnisses, das kleiner als 1,2 ist, so lange die Gleichung (1) erfüllt ist. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß der vormagnetisierte Magnetkern in den stabilen Arbeitsbereich durch Einführung der Fläche gebracht werden kann.As described above, in the prior art the flux density of the magnetic core and the permanent magnet contained in the magnetic Circle is included as elements to prevent demagnetization of the premagnetized Magnetic core of the @ inductivity element considered, while in the invention of the Magnetic circuit magnetic flux9 @ .h. the @product of the flux density and the cross-section -; lävbe de magnetic core. In the r-fining, the de-magnetizable, premagnetized magnet cores can be freed from demagnetization by the Contact area Agl of the magnetic core with the magnet is enlarged. Furthermore can betu state of the art the magnet does not come from any other material be established as that which satisfies the condition that the ratio (IHC / BHC) the self-coercive force IHa to the coercive force BHC in the demagnetization curve of the magnet is greater than or equal to 1.2, while in the invention the term of Cross-sectional area of the magnet is introduced, making it possible to have an atable Area in the demagnetization curve within which there is no demagnetization with the exception of the part where the demagnetization curve is below the magnetic break point quickly lowered, even if the magnet for any magnetic material is formed. The magnetic break point can be in the second or third quadrant corresponding to the shape of the demagnetization curve that the material is inherent in the magnet. In the prior art, the presence of the magnetic break point it cannot be confirmed in the second quadrant, however, the invention provides a sufficiently pre-magnetized magnetic core, too where the magnetic break point is in the second quadrant. Even if the magnetic inflection point is present in the third quadrant, furthermore leads to the premagnetized magnetic core according to the invention not only stable operation in the range in which the ratio of the self-coercive force IHC to the coercive force 13110 is greater than 1.2, but also in the range of the ratio that is smaller than 1.2 as long as equation (1) is satisfied. This is due to the fact that the pre-magnetized magnetic core is introduced into the stable working area the area can be brought.

Es wird nachfolgend der konkrete Aufbau des vormagnetisierten Magnetkerns beschrieben, bei dem ein Permanentmagnet die Seite eines Luftspalts überbrückt, der in dem Hauptmagnetweg des in Fig. 2C gezeigten Magnetkerns in einer Weise gebildet ist, welche die Gleichung (1) erfüllt, Nach Fig. 5 wird ein Luftspalt g in einem Magnetkern 22 gebildet, auf den eine Wicklung 21 gewickelt ist, und ein Permanentmagnet 23 für die Anlegung eines Vormagnetisierungsfeldes ist an der Fläche des Magnetkerns 22 angebracht, um den Luftspalt g zu überbrücken. Da der Luftspalt g des Magnetkerns 22 nahe dem Permanentmagneten 23 angeordnet ist, fließt der magnetische Fluß des Permanentmagneten 23 in den Magnetkern 22, wie durch eine gestrichelte Linie angegeben. Der durch die Wicklung 21 erzeugte Magnetfluß wird zu dem Luftspalt nebengeschlossen, wie durch die ausgezogene Linie gezeigt, so daß der Einfluß des Magnetflusses der Wicklung 21 auf den Permanentmagneten 23 verringert wird und die Länge im. des Permanentmagneten 23 auch nicht einen direkten Einfluß auf die Reluktanz des magnetischen Kreises ausübt. In diesem Falle wird berücksichtigt, daß eine Magnetflußstreuung in der Praxis auftritt, so daß es genauer ist, Ag und Ag' in der Gleichung (1) mit ihren äquivalenten Werten einzusetzen.The following is the specific structure of the premagnetized magnetic core described in which a permanent magnet bridges the side of an air gap, which is formed in the main magnetic path of the magnetic core shown in Fig. 2C in a manner which satisfies the equation (1), Referring to FIG. 5, an air gap g becomes in a Magnetic core 22 is formed on which a winding 21 is wound, and a permanent magnet 23 for the application of a bias field is on the face of the magnetic core 22 attached to bridge the air gap g. Since the air gap g of the magnetic core 22 is arranged near the permanent magnet 23, the magnetic flux of the flows Permanent magnets 23 in the magnetic core 22 as indicated by a dashed line. The magnetic flux generated by the winding 21 is shunted to the air gap, as shown by the solid line, so that the influence of the magnetic flux of the Winding 21 on the permanent magnet 23 is reduced and the length im. of the permanent magnet 23 also does not have a direct influence on the reluctance of the magnetic circuit exercises. In this case, it is considered that a magnetic flux leakage in the Practice occurs so it is more accurate to use Ag and Ag 'in equation (1) with their to use equivalent values.

Fig. 6A bis C zeigen verschiedene Abänderungen des Induktivitätselementes der Fig. 5, bei denen wegen der besseren Darstellung die Wicklungen weggelassen sind. Fig. 6A zeigt ein Beispiel, bei dem ein Permanentmagnet 23 aus einem Magnetpaar 23a und 23b gebildet und in enger Berührung mit einer Fläche eines Magnetkerns 22 angeordnet ist, um ,einen.Luftspalt g zu überbrücken. Fig. 6B zeigtXein weiteren Beispiel, bei dem Permanentmagnete 23 und 23', von denen Jeder gleichermaßen Magnete a und b enthält, in enger Berührung jeweils mit zwei Flächen des Magnetkerns 22 angeordnet sind. Fig. 6C zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem gleichartige Permanentmagnete 23. 23' und 23'' in enger Berührung jeweils mit drei Flächen des Magnetkerns 22 angeordnet sind. Die Verwendung eines Gummipermanentmagneten als Permanentmagnet ergibt eine weiter verbesserte enge Kontaktwirkung. Fig. 7 zeigt die Kennlinie der Induktivität in Abhängigkeit vom Gleichstrom der Beispiele der Fig. 6, wobei die Abszisse einen in der Wicklung 21 (Fig. 5) fließenden Strom und die Ordinate einen Induktivitätswert angeben und bei der die Kurven a, b und c jeweils den Ausführungsformen der Fig. 6A, 6B und 6C entsprechen.Figures 6A to C show various modifications of the inductance element 5, in which the windings are omitted for the sake of better representation are. Fig. 6A shows an example in which a Permanent magnet 23 formed of a pair of magnets 23a and 23b and in close contact with a surface a magnetic core 22 is arranged to bridge an.Luftspalt g. Fig. 6B shows X another example in which permanent magnets 23 and 23 'each of which likewise contains magnets a and b, each in close contact with two faces of the magnetic core 22 are arranged. Fig. 6C shows another example in which similar permanent magnets 23, 23 'and 23' 'in close contact with three each Areas of the magnetic core 22 are arranged. The use of a rubber permanent magnet as a permanent magnet results in a further improved close contact effect. Fig. 7 shows the characteristic curve of the inductance as a function of the direct current of the examples of 6, the abscissa representing a current flowing in the winding 21 (FIG. 5) and the ordinate indicates an inductance value and at which the curves a, b and c respectively correspond to the embodiments of Figures 6A, 6B and 6C.

Fig. 8A zeigt in gleicher Weise die Kennlinie der Induktivität in Abhängigkeit vom Gleichstrom der Beispiele der: Fig. 6C, 8B und 8C, wobei der Abstand d der Mittellinie des Luftspaltes g zu der magnetisch neutralen Linie zwischen den Magneten a und b, die jeweils die Permanentmagnete 23, 23' und 23" bilden, geändert wird. In Fig. 8A atellt d = 0 dar, daß der Abstand d Null ist, und dl, d2 und d3 stellen vorbestimmte Abstände dar und erfüllen die Beziehung dl <d24d3.8A shows the characteristic of the inductance in the same way Dependence on the direct current of the examples of: Figs. 6C, 8B and 8C, where the distance d the center line of the air gap g to the magnetically neutral line between the Magnets a and b, which form the permanent magnets 23, 23 'and 23 ", respectively, changed will. In Fig. 8A, d = 0 represents that the distance d is zero and d1, d2 and d3 represent predetermined distances and satisfy the relationship dl <d24d3.

Fig. 9A zeigt gleichermaßen die Kennlinie der Induktisitzt in Abhängigkeit vom Gleichstrom der Beispiele der Fig. 6a und 9B, wobei der Abstand e zwischen dem Magnetkern 22 und jedem Permanentmagnetet 23, 23' und 23" geändert ist. In Fig. 9A stellt e = 0 dar, daß der Abstand e Null ist, und e1, e2 und e3 erfüllen die Beziehung e1 < e2 < e3.Fig. 9A likewise shows the characteristic of the inductance seat versus from the direct current of the examples of FIGS. 6a and 9B, the distance e between the Magnetic core 22 and each permanent magnet 23, 23 'and 23 "is changed. In Fig. 9A, e = 0 represents that the distance e is zero, and e1, e2 and e3 satisfy the relationship e1 <e2 <e3.

Aus den Induktivitäts-Gleichstrom-Kennlinien der Fig.From the inductance-direct current characteristics of Fig.

7 bis 9 ist ersichtlich, daß durch Einstellen der Zahl der Permanentmagnete, die den Luftspaltteil des Magnetkerns umgeben, durch Bilden des Permanentmagneten mit einem Magnetpaar und Einstellen des Abstandes der Mittellinie des Luftspalts zu der magnetisch neutralen Linie zwischen den Magneten und durch Einstellen des Abstandes zwischen dem Magnetkern und dem Permanentmagneten der vormagnetisierte Magnetkern für ein Induktivitätselement gemäß der Erfindung leicht derart geachaffen werden kann, daß das Vormagnetisierungsfeld eine vorbestimmte Kennlinie haben kann und daß der vormagnetisierte Magnetkern bis zu einem vorbestimmten Stromwert nicht entmagnetisiert wird, Fig. 10A und B zeigen eine abgewandelte Ausführungsform des vormagnetisierten Magnetkerns der Fig. 5, bei der ein scheibenförmiger Permanentmagnet 23 an dem von einer Wicklung 21 umgebenen Magnetkern 22 angeordnet ist, wird dessen Luftspalt g zu überbrücken. Bei dem vorliegenden Beispiel wird das von dem Permanentmagneten 23 dem Magnetkern 22 zugeführte Vormagnetisierungsfeld eingestellty indem der Permanentmagnet 23 gedreht wird, wie dies durch einen Pfeil angezeigt ist.7 to 9 it can be seen that by adjusting the number of permanent magnets, surrounding the air gap part of the magnetic core by forming the permanent magnet with a pair of magnets and adjusting the distance of the center line of the air gap to the magnetically neutral line between the magnets and by adjusting the Distance between the magnetic core and the permanent magnet of the pre-magnetized Magnetic core for an inductance element according to the invention easily geachaffen so can be that the bias field can have a predetermined characteristic and that the bias magnetic core does not up to a predetermined current value is demagnetized, FIGS. 10A and B show a modified embodiment of the pre-magnetized magnetic core of FIG. 5, in which a disk-shaped permanent magnet 23 is arranged on the magnetic core 22 surrounded by a winding 21, its To bridge air gap g. In the present example, this is done by the permanent magnet 23 the magnetic core 22 supplied bias magnetic field adjusted by the permanent magnet 23 is rotated as indicated by an arrow.

Wie oben beschrieben worden ist, können die vormagnetisierten Magnetkerne der Fig: 5, 6 und 10 leicht hergestellt werden, indem nur ein Permanentmagnet oder Permanentmagnete der entsprechenden Länge in der Nähe des Luftspaltteils des Magnetkerns angeordnet werden, und die vormagnetisierten Magnetkerne vermeiden die Möglichkeit, daß die Reluktanz des magnetischen Kreises durch den Permanentmagneten oder die Permanentmagnete geändert wird und daß der Permanentmagnet oder die Permanentmagnete entmagnetisiert werden.As described above, the pre-magnetized magnetic cores of Figs: 5, 6 and 10 can easily be made by using only a permanent magnet or Permanent magnets of the appropriate length near the air gap part of the magnet core be arranged, and the pre-magnetized magnetic cores avoid the possibility of that the reluctance of the magnetic circuit by the permanent magnet or the Permanent magnets is changed and that the permanent magnet or permanent magnets be demagnetized.

Bei den vorangehenden Beispielen ist der Magnetkern des Transformators oder der Drosselspule mit einem rechteckigen Querschnitt beschrieben worden, jedoch kann auch ein Magnetkern mit ringförmigem Querschnitt unter dem Gesichtspunkt einer hohen Wirksamkeit bei dem Wickelvorgang und der Notwendigkeit der Verringerung der Größe der Wicklung verwendet werden.In the previous examples, the magnetic core is the transformer or the reactor having a rectangular cross section has been described, however can also be a magnetic core with an annular cross-section from the point of view of a high efficiency in the winding process and the need to reduce the Size of the winding can be used.

Für die Verwendung mit dem Magnetkern mit einem solchen ringförmigen Querschnitt ist ein zylindrischer Permanentmagnet zum Vormagnetisieren in den Fig. 11A und B gezeigt. In Fig. 11A und B bezeichnen 32 einen Magnetkern, 31 eine Wicklung und 33 einen Permanentmagneten zum Vormagnetisieren und mit g g ist ein in dem Magnetkern 32 gebildeter Luftspalt bezeichnetO Der zylindrische Permanentmagnet 33 hat jedoch die folgenden Nachteile: 1. Die Fläche der Öffnung des Magnetkerns 32 ist mit einem Teil 34 des Permanentmagneten 33 verringert.For use with the magnetic core with such an annular Cross-section is a cylindrical permanent magnet for biasing in Figs. 11A and B shown. In Figs. 11A and B, 32 denotes a magnetic core, 31 a winding and 33 a permanent magnet for biasing and with g g there is a in the magnetic core 32, the air gap formed denotes O. However, the cylindrical permanent magnet 33 has have the following disadvantages: 1. The area of the opening of the magnetic core 32 is with a Part 34 of the permanent magnet 33 is reduced.

2. In dem Falle der Herstellung des zylindrischen Permanentmagneten aus einem anisotropen magnetischen Material ist es schwierig, diesen in der Richtung seines Durchmessers anisotrop zu machen, und damit ißt es schwierig, eine sehr gute magnetische Kennlinie zu erhalten.2. In the case of manufacturing the cylindrical permanent magnet from an anisotropic magnetic material it is difficult to get this in the direction its diameter to make it anisotropic, and thus it is difficult to eat a very good one to obtain magnetic characteristic.

Gemäß der Lehre der Erfindung wird die Form des Persanentmagneten zum Yormagnetisieren geändert, um diese Nachteile zu vermeiden, was nachfolgend beschrieben wird.According to the teaching of the invention, the shape of the permanent magnet changed to Yormagnetize in order to avoid these disadvantages, which follows is described.

Fig. 12A und B zeigen ein Beispiel eines solchen Permanentmagneten. In dem vorliegenden Beispiel wird ein Permanentmagnet 35 so geformt, daß er teilweise abgeschnitten ist, so daß die Fläche der Öffnung des Magnetkerne 32 nicht verringert wird, wenn der Permanentmagnet 35 an dem Magnetkern 32 befestigt wird.Figs. 12A and B show an example of such a permanent magnet. In the present example, a permanent magnet 35 is formed so that it is partially is cut off so that the opening area of the magnetic core 32 does not decrease when the permanent magnet 35 is attached to the magnetic core 32.

Fig. 13A und B zeigen eine abgeänderte AusfUhrungsform, bei der ein Permanentmagnet 36 einen U-förmigen Querschnitt hat. Verschiedene Abänderungen des Permanentmagneten dieser Art können berücksichtigt werden, wie in den Fig. 14A bis I gezeigt ist, und die Form des Permanentmagneten der Fig. 13A und B entspricht dem der Fig. 14A. Ein hier beschriebener Bermanentmagnet bewirkt eine Verringerung der Fläche der Öffnung des Magnetkerns 32, wie dies aus dessen Ausbildungen ersichtlich ist. Unter Verwendung solcher Permanentmagneten ist es möglich, einen vormagnetisierten Magnetkern mit sehr guter magnetiecher Kennlinie zu erhalten, ohne die Pläche der Öffnung des Kerns zu verringern.13A and B show a modified embodiment in which a Permanent magnet 36 has a U-shaped cross section. Various amendments to the Permanent magnets of this type can be considered, as in FIGS. 14A to 14 I, and the shape of the permanent magnet corresponds to FIGS. 13A and B that of Fig. 14A. A permanent magnet described here causes a reduction the area of the opening of the magnetic core 32, as can be seen from its designs is. Using such permanent magnets, it is possible to create a premagnetized Magnetic core with a very good magnetic characteristic curve without the flat surface of the Decrease opening of the core.

Die vorangehenden Beispiele sind in Verbindung mit dem Falle beschrieben worden, bei dem ein bestimmter Luftspalt in dem Magnetkern gebildet ist, der den Hauptmagnetweg bildet, und bei dem ein Permanentmagnet in den Luft spalt eingesetzt oder an der Seite des Luftspaltes angeordnet ist, um diesen zu überbrücken. Ein solcher Magnetkern mit einem Luftspalt ergibt jedoch ein Problem bei seiner Herstellung.. Ein Magnetkern identisch zu dem in Fig. 5 verwendeten Kern wird nämlich üblicherweise mit einer Anordnung von zwei Ferritkernen 41 gebildet, wie in Fig. 15 gezeigt ist, wobei jeder Kern Schenkel 42 und 43 verschiedener Länge aufweist und wobei die Endflächen A und B der Schenkel 42 und 43 nicht ebenengleich, aber parallel zueinander sind. Bin solcher Aufbau des Ferritkerns, , bei dem die Längen der Schenkel verschieden und ihre Endflächen nicht ebenengleich zueinander sind, ist jedoch für eine Massenproduktion nicht geeignet. Dies ergibt nämlich ein Problem bei der Fabrikation eines solchen Ferritkernes, wie die Ausführung von zwei Schleifvorgängen für den einen Schenkel und dann den anderen Schenkel0 Nachfolgend @ erden Beispiele eines Magnetkerns für ein Induktivitätselement nach der Erfindung beschrieben, de@ den vorstehend beschriebenen Nachteil nicht aufwe@st.The preceding examples are described in connection with the trap been, in which a certain air gap is formed in the magnetic core that the Main magnetic path forms, and in which a permanent magnet is used in the air gap or is arranged on the side of the air gap in order to bridge it. A however, such a magnetic core with an air gap presents a problem in its manufacture .. Namely, a magnetic core identical to the core used in Fig. 5 becomes common formed with an arrangement of two ferrite cores 41 as shown in Fig. 15, each core having legs 42 and 43 of different lengths and the end faces A and B of the legs 42 and 43 are not planar, but parallel to one another. Am such a structure of the ferrite core, in which the lengths of the legs are different and their end faces are not planar with each other, but is for mass production not suitable. Namely, this poses a problem in manufacturing one Ferrite core, like performing two grinding operations for one leg and then the other leg 0 Below @ earth examples of a magnetic core for an inductance element according to the invention described, de @ those described above Disadvantage does not increase.

Fig. 16 zeigt ein Beispiel eines Magnetkerns 46, bei. dem die Längen der Schenkel 44 und 45 voneinander verschieden sind und die Endflächen 47 und 48 fluchtgerecht zueinander sind, wie durch x angegeben ist. Ein weiterer gleichartiger Magnetkern 46' mit Schenkeln 44' und 45' verschiedener Längen mit ihren Endflächen 47' und 48', die fluchtgerecht zueinander sind, ist mit dem vorstehend erwähnten Magnetkern 46 zusammengebaut, wobei deren Endflächen 48 und 48' teilweise, wie in Fig. 17 gezeigt, aneinander angeordnet sind, um einen Luftspalt g zwischen den Endflächen 47 und 47' zu bilden.16 shows an example of a magnetic core 46 at. which the lengths the legs 44 and 45 are different from one another and the end surfaces 47 and 48 are in alignment with one another, as indicated by x. Another of the same kind Magnetic core 46 'with legs 44' and 45 'of different lengths with their end faces 47 'and 48', that are in alignment with each other, is with the above mentioned magnetic core 46 assembled, with their end faces 48 and 48 'partially, as shown in Fig. 17 are arranged next to each other to provide an air gap g between to form the end faces 47 and 47 '.

Dann werden die Permanentmagneten 49 und 49' an den Außenseitenflächen der Schenkel 44 und 44' angeordnet.Then the permanent magnets 49 and 49 'are attached to the outer side surfaces the legs 44 and 44 'arranged.

Fig. 18 zeigt ein Beispiel eines Magnetkerns 46, bei dem die Schenkel 44 und 45 dieselbe Länge aufweisen. Ein Magnetkernpaar 46 und 46' mit genau demselben Aufbau ist zusammengebaut, wobei die Schenkel 45 und 45' teilweise in Berührung miteinander sind, um einen Luftspalt g zwischen den Schenkeln 44 und 44' zu bilden, und die Permanentmagnete 49 und 49' sind an den äußeren Seitenflächen der Schenkel 44 und 44' angeordnet, um den Luftspalt g zu übrbrücken, wie in wig. 18 gezeigt. Da der Luftepalt g nur als magnet scher Luftspalt ausreichend ist, kann erforderlichenfalls ein nichtmagnetisches Material, wie Mylar od.Fig. 18 shows an example of a magnetic core 46 in which the legs 44 and 45 have the same length. A magnetic core pair 46 and 46 'with exactly the same Structure is assembled with legs 45 and 45 'partially in contact are with each other to form an air gap g between the legs 44 and 44 ', and the permanent magnets 49 and 49 'are on the outer side surfaces of the legs 44 and 44 'arranged to bridge the air gap g, as in wig. 18 shown. Since the air gap g is only sufficient as a magnetic shear air gap, if necessary a non-magnetic material such as Mylar od.

dgl., in den Luftspalt eingesetzt werden. Bei dem vorliegenden Beispiel werden dieselben Magnetkerne mit Schenkeln derselben Länge verwendet, eo daß die Längender Schenkel nicht unterschieden werden müssen und der Herstellungsvorgang weiter vereinfacht werden kann.Like., are used in the air gap. In the present example the same magnetic cores are used with legs of the same length, eo that the Longer legs do not have to be distinguished from the manufacturing process can be further simplified.

Konkrete Beispiele der vormagnetisierten Magnete unter Verwendung solcher Magnetkerne werden nun @eschrieben.Concrete examples of the premagnetized magnets using such magnetic cores are now @written.

Wie in Fig. 19 erläutert ist, werden zwei U-Magnetkerne 46 und 46' aus Mn-Zn-Reihen-Ferrit, von denen jeder einen Durchmesser von 11,2 cm aufweist und die anderen Abmessungen aus der Zeichnung ersichtlich aind, zusammengesetzt und eine Wicklung ist darauf mit 120 Windungen gewickelt und zwei balbzylindrische Permanentmagnete 49' mit einer Länge von 17 mm, einem Außendurchmesser von 13,6 mm und einem Innendurchmesser von 11,5 mm sind verwendet. Die Induktivitäts-Strom-Kennlinien der so aufgebauten vormagnetisierten Magnetkerne, die erhalten werden, wenn die Abmessung, die durch * bezeichnet iet, verschieden geändert wird, sind in den Fig. 20 bis 25 gezeigt.As explained in Fig. 19, two U magnet cores 46 and 46 ' made of Mn-Zn series ferrite, each of which is 11.2 cm in diameter and the other dimensions can be seen from the drawing and one winding is wound on it with 120 turns and two are bellows-cylindrical Permanent magnets 49 'with a length of 17 mm, an outer diameter of 13.6 mm and an inner diameter of 11.5 mm are used. The inductance-current characteristics of the pre-magnetized magnetic cores thus constructed which are obtained when the Dimensions, denoted by *, are changed differently in Figs. 20-25 shown.

Die Kurven A und B zeigen die @ linien des vormagnetisierten Magnetkernß, die erhalten werden1 wenn die Permanentmagnete an den rennen angebracht und nicht angebracht sind.The curves A and B show the lines of the premagnetized magnetic core, which are obtained1 when the permanent magnets are attached to the races and not are appropriate.

Abmessung von * (ul) Figurennummer 0,050 P.. 20 0,075 Fig. 21 0,100 Fig. 22 0,125 Fig. 25 0,150 Fig. 24 0,175 Fig. 25 Auf diese Weise kann der vormagnetisierte Magnetkern für ein Induktivitätselesent nach der Erfindung, des ein Vormagnetisierungsfeld zugeführt wird, sehr leicht hergestellt werden. Dimension from * (ul) Figure number 0.050 P .. 20 0.075 Fig. 21 0.100 Fig. 22 0.125 Fig. 25 0.150 Fig. 24 0.175 Fig. 25 In this way, the premagnetized Magnetic core for an inductance element according to the invention, of a bias field is supplied, can be produced very easily.

Durch Auswahl der Materialien und der Abmessungen des Magnetkerns für das Induktivitätselement und des Permanentmagneten auf der Basis des erfindungsgemäßen Prinzips kann die Induktivitätskennlinie des vormagnetisierten Magnetkerns in eine gewünschte Stellung relativ zu einem Gleichstromwert verschoben werden wie dies vorstehend beschrieben worden ist, Nachfolgend wird ein konkretes Beispiel der Erfindung beschrieben, bei dem eine Mehrzahl von Induktivitätslementen verschiedener Kennlinien in Reihe zueinander geschaltet ist.By choosing the materials and dimensions of the magnetic core for the inductance element and the permanent magnet based on the invention Principle can convert the inductance characteristic of the premagnetized magnetic core into a desired Position can be shifted relative to a DC value as above has been described, a concrete example of the invention is described below, in which a plurality of inductance elements of different characteristics in series is connected to each other.

Nach Fig. 26 sind zwei Spulen 50 und 50' mit unter schiedlichen Induktivitätskennlinien in Reihe zueinander geschaltet. Permanentmagnete 53 und 53' sind an den Magnetkernen 51 und 51' angebrächt, die so ausgebildet sind, daß sie die erfindungsgemäße eo dingung erfüllen, und Wicklungen 54 und 54' sind jeweils um diese gewickelt und in Reihe zueinander geschaltet. Die Permanentmagnete 53 un 53' haben unterschiedliche Magnetfeldstärken, um unterschiedlivhe Betrage der Vormagnetisierung zu erzeugen. Die Magnetkerne können nach einem der vorangehenden Beispiele aufgebaut sein. Fig. 27A und B sind graphische Darstellungen der Induktivitätskennlinien der Spulen 50 und 50' der Fig. 26, wobei die Ordinate die Induktivität L und die Abszisse den überlagerten Gleichstrom Is, nachfolgend mit Vormagnetisierungsstrom bezeichnet, angeben und die entsprechenden Stromwerte die Beziehung Ia ( Ib < Ic < Id haben. In dem Fall der in Fig. 27 gezeigten Kennlinie sind die Spulen 50 und 50' der Fig. 26 im Betrag der Vormagnetisierung unterschiedlich. Fig. 27C ist eine graphische Darstellung der Induktivitätskennlinie, wenn die Spulen 50 und 50' zueinander in Reihe geschaltet sind0 Fig. 28 ist eine graphische Darstellung der Kennlinie eines Beispieles der Reihenschaltung der beiden Spulen, wobei die Ordinate L die Induktivität (mH) und die Abszisse Is den Vormagnetisierungsstrom (A) angeben.According to Fig. 26, there are two coils 50 and 50 'with different inductance characteristics connected in series to each other. Permanent magnets 53 and 53 'are on the magnet cores 51 and 51 ', which are designed so that they eo according to the invention condition, and windings 54 and 54 'are wound around them, respectively connected in series to each other. The permanent magnets 53 and 53 'have different Magnetic field strengths to produce different amounts of bias. The magnetic cores can be constructed according to one of the preceding examples. Fig. 27A and B are graphs showing the inductance characteristics of the coils 50 and 50 'of FIG. 26, the ordinate being the inductance L and the abscissa being the superimposed direct current Is, hereinafter referred to as bias current, and the corresponding current values have the relationship Ia (Ib <Ic <Id to have. In the case of the characteristic shown in Fig. 27, the coils 50 and 50 'are 26 different in the amount of bias. Fig. 27C is a graphic Representation of the inductance characteristic when the coils 50 and 50 'are in relation to one another Are connected in series 0 Fig. 28 is a graphical representation the characteristic of an example of the series connection of the two coils, where the The ordinate L is the inductance (mH) and the abscissa Is the bias current Specify (A).

Die bei diesem Beispiel verwendeten Magnetkerne sind trommelförinige Magnetkerne 61 und 61' des Reihen-Ferrits und ihre Abmessungen sind so gewählt, wie dies in Fig. 29A angegeben ist. Wie sich aus Fig. 29B ergibt, ist ein Kupferdraht von 0,4 a 200 mal auf die Nagnetkerne gewickelt, um die Wicklungen 64 und 64' herzustellen. Wenn die in Pig. 29A gezeigten Induktfvitätselemente miteinander verbunden werden, wie dies in Fig. 29B gezeigt ist, ergibt sich eine zusammengesetzte Kennlinie, wie dies in Fig. 28 angegeben ist. Nach Fig. 29B sind die Permanentmagnete 63 scheibenförmig.The magnetic cores used in this example are drum-shaped Magnetic cores 61 and 61 'of the series ferrite and their dimensions are chosen so as indicated in Fig. 29A. As is apparent from Fig. 29B, there is a copper wire from 0.4 to 200 times wound on the magnet cores to produce the windings 64 and 64 '. When those in Pig. 29A are connected to one another, as shown in Fig. 29B, there is a composite characteristic such as this is indicated in FIG. According to Fig. 29B, the permanent magnets 63 are disk-shaped.

Um die in Fig. 28 dargestellte tennlinie mit einem Spulenelement zu erhalten, ist es notwendig, einen großen Magnetkern zü-verwenden. Mit der Erfindung kann jedoch ein Kreis, dessen Induktivität weit über dem zweifach größeren Bereich des Gleichstroms Is liegt, in einfacher Weiae erhalten werden. Nach Fig. 26 sind zwei Elemente miteinander verbunden, jedoch kann, wenn mehr Spulen mit verschiedenen Stromkennlinien in Reihe geschaltet werden, eine hohe Induktivität über einen breiteren Bereich erhalten werden, als dieser in Fig. 28-gezeigt ist.To the separation line shown in Fig. 28 with a coil element it is necessary to use a large magnetic core. With the invention However, it can be a circuit whose inductance is well over twice the range of the direct current Is can be obtained in a simple manner. According to Fig. 26 are two elements connected together, however, can if more coils with different Current characteristics are connected in series, a high inductance over a wider one Area can be obtained as shown in Fig. 28-.

Die vorangehende Beschreibung bezog sich auf den Fall, bei dem eine hohe Induktivität kontinuierlich über einen bestimmten Vormagnetisierungsstrombereich erhalten wird. In dem Falle, bei dem die verwendeten Permanentmagnete in ihrer Feldstärke wesentlich unterschiedlich sind, wird aber eine zusammengesetzte Induktivitätskennlinie erhalten, wie sie in Fig. 30A gezeigt ist.The above description related to the case where a high inductance continuously over a certain bias current range obtain will. In the case where the permanent magnets used in their field strength are significantly different, but a composite inductance characteristic becomes as shown in Fig. 30A.

Fig. 30B zeigt die Induktivitätskennlinie zwischen Ib und Ic des in Fig. 30A dargestellten Vormagnetisierungsstroms. Der .Differentialkoeffizient # L/ # Is ist wie folgt: Is < Io # L/ # Is < 0 Is = Io # L/ # Is = 0 Is > Io # L/ # Is > 0 und die Induktivitätskennlinie ist in diesem Falle sehr unterschiedlich von der Kennlinie, die in Fig. 27 gezeigt ist.30B shows the inductance characteristic between Ib and Ic of the in 30A. The .differential coefficient # L / # Is is as follows: Is <Io # L / # Is <0 Is = Io # L / # Is = 0 Is> Io # L / # Is> 0 and the inductance characteristic is very different in this case from the characteristic shown in FIG.

Eine Schaltung mit einer solchen Kennlinie, wie sie in Fig. 30 gezeigt ist, kann nicht mit bekannten Induktivitätselementen erhalten werden. Nachfolgend wird der Fall beschrieben, bei dem eine Induktivitätsschaltungmit einer in Fig. 30 dargestellten Kennlinie in einer Ablenkschaltung zur Verwendung in Fernsehkathodenstrahlröhren od.dgl. eingesetzt ist.A circuit having such a characteristic as shown in FIG cannot be obtained with known inductance elements. Below the case will be described where an inductance circuit having a circuit shown in Fig. 30 in a deflection circuit for use in television cathode ray tubes or the like. is used.

zeigt 31 ist eine schematische Darstellung einer Braunschon Röhre oder einer Kathodenstrahlröhre zum Erläutern der Ablenkung eines Elektronenstrahls 72 mit einem Ablenkjoch 71. Fig. 32A ist eine graphische Darstellung eins s Sägezahn-Abtaststroms Id, der auf eine Spule des Ablenkjochs gegeben wird, wobei die Abszisse die Zeit T darstellt. Im Falle der Verwendung einer solchen Ablenkjochspule wird der Ablenkwinkel #1 des in Fig. 31 gezeigten Elektronenstrahls mit dem Abtaststrom z.B.Figure 31 is a schematic representation of a Braunschon tube or a cathode ray tube for explaining the deflection of an electron beam 72 with a deflection yoke 71. Figure 32A is a graphical representation of a sawtooth scan current Id applied to a coil of the deflection yoke, the abscissa being time T represents. In the case of using such Deflection yoke coil becomes the deflection angle # 1 of the electron beam shown in Fig. 31 with the scanning current e.g.

Id1 in Fig.32A erhalten und der Ablenkwinkel Q2 wird mit dem Abtaststrom Id2 erhalten. In diesem Fall ist 291 = Q20 Die Abtastlinien auf der Braunschen Röhre werden jedoch nicht derart, daß 211 = 12 im Verhältnis zu dem in Fig. 32A gezeigten Abtastatrom ist.Id1 is obtained in Fig.32A and the deflection angle Q2 is matched with the sampling current Id2 received. In this case 291 = Q20 The scan lines on the Braun tube however, it does not become such that 211 = 12 relative to that shown in Fig. 32A Is the sampling rate.

Demgemäß wird das Bild auf der Braunschen Röhre verzerrt, wie in Pig. 33A dargestellt ist.Accordingly, the image on the Braun tube is distorted as in Pig. 33A is shown.

Um dies zu vermeiden, wird eine Scaltung mit einer in Fig. 30B gezeigten Kennlinie an die Ablenkjochspule angeschaltet. Da die Induktivität L swei Spitzen bei höheren und niedrigeren Werten des Vormagnetisierungsstroms hat, wird in diesem Falle die in Fis. 32A dargestellte Sägezahnwelle so, wie dies in Fig. 32B gezeigt ist.In order to avoid this, a circuit with one shown in Fig. 30B is used Characteristic curve connected to the deflection yoke coil. Since the inductance L has two peaks at higher and lower values of the bias current will be in this Fall in F sharp. The sawtooth wave shown in Fig. 32A is as shown in Fig. 32B is.

In diesem Falle werden die Vormagnetisierungsstrdme Ib und Ie, die in Fig. 30 dargestellt sind, so ausgewählt, daß sie maximale und minimale Werte Id2 und -Id1 haben, wie in Fig. 32A gezeigt ist. Dies ergibt 211 = 12. Als Ergebnis wird die in Fig. 33A gezeigte Verzerrung ausgeschaltet, wodurch sich ein normales Bild ergibt, wie in Fig. 33B dargestellt ist.In this case, the bias currents Ib and Ie, the shown in Fig. 30 are selected to have maximum and minimum values Id2 and -Id1 as shown in Fig. 32A. This gives 211 = 12. As a result the distortion shown in Fig. 33A is eliminated, resulting in a normal Image as shown in Fig. 33B.

Fig. 34 ist ein Schaltbild eines weiteren Beispiel, bei dem Sekundärwicklungen in einer Induktivitätsschaltung vorgesehen sind, die eine Kennlinie aufweist, wie sie in Fig. 30A gezeigt ist, wodurch eich Transforutoren 84 und 84' ergeben.Fig. 34 is a circuit diagram of another example in which secondary windings are provided in an inductance circuit which has a characteristic, such as it is shown in Fig. 30A, which results in transformers 84 and 84 '.

In Fig. 34 bezeichnet 85 eine Energiequelle mit einem Wechselstrom, der einem Gleichstrom überlagert ist, wobei It den überlagerten Gleichstrom bezeichnet, Während sich die Induktivität des Transformators 84 mit einem allmählichen Anstieg des Stromes It von Null erhöht, steigt auch ein sich mit dem Wechaelstrom ändernder Magnet fluß mit der Erhöhung der Induktivität an und wird als Spannung in den Sekundärwicklungen induziert. Wenn der Gleichstrom It erhöht wird, fällt des weiteren die Induktivität des Transformators 84 ab und dann steigt die Induktivität des Transformators 84' an, wodurch eine SpannungdessenSekundärwicklung erzeugt wird, wie dies bei einem Transformator der Fall ist. Mit einer solchen kontinuierlichen Änderung des Gleichstroms It wird eine Spannung an den Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators erzeugt, so daß ein Digital-Analog-Umsetzer durch Bestimmen der Spannung erhalten werden kann.In Fig. 34, 85 denotes a power source with an alternating current, which is superimposed on a direct current, where It denotes the superimposed direct current, While the inductance of the transformer 84 increases with a gradual increase in current It increases from zero, a magnetic flux that changes with the alternating current also increases with the increase in inductance and is expressed as a voltage in the secondary windings induced. Further, when the direct current It is increased, the inductance drops of transformer 84 decreases and then the inductance of transformer 84 'increases which creates a voltage in its secondary winding, as in a Transformer is the case. With such a continuous change in direct current It creates a voltage across the terminals of the secondary winding of the transformer, so that a digital-to-analog converter can be obtained by determining the voltage can.

Nachfolgend wird ein Beispiel einer Zündspule beschrieben, die einen Hochspannungstransformator nach der Erfindung verwendet. Eine Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor ist in Fig. 35 gezeigt. Ein Gleichstrom von einer Energiequelle 95 wird internittierend über einen Schalter 97 einer Primärwicklung 94a mit einer Wicklungszahl Ni einer Zündspule zugeführt und eine Funkenentladung wird in dem Spalt einer Zündkerze 98 durch eine Hochspannung erzeugt, die in einer Sekundärwicklung 94b mit einer Wicklungszahl N2 der Zündspule induziert wird, wodurch die Zündung bewirkt Wirdo Um eine starke Funkenentladung zu erzeugen, ist ES notwendig, die sekundärinduzierte Spannung zu er hohen und dies kann durch Vergroßern der Wicklungszahl N2 der Sekundärwicklung 94b oder durch Vergrößern des durch den Magnetkern fließenden Magnetflusses erreicht werden. Dies führt zu einer Vergrößerung der verwendeten Kupfermenge oder der Querschnittsfläche des Eisenkerns, d.h. zu einer Vergrößerung der Menge des verwendeten Eisens. Gemäß Fig. 36 wird der vormagnetisierte Magnetkern nach der Erfindung als Magnetkern der Zündspule verwendet, um eine hohe sekundär'induzierte Spannung zu erzeugen, ohne die Menge des verwendeten Kupfers oder die Querschnittsfläche des Eisenkerns zu vergrößern.The following describes an example of an ignition coil that has a High voltage transformer used according to the invention. An ignition device for an internal combustion engine is shown in FIG. 35. A direct current from an energy source 95 is intermitting via a switch 97 of a primary winding 94a with a Number of turns Ni supplied to an ignition coil and a spark discharge is generated in the Gap of a spark plug 98 generated by a high voltage running in a secondary winding 94b with a number of turns N2 of the ignition coil is induced, whereby the ignition causes Wirdo To generate a strong spark discharge, it is necessary that secondary induced voltage too high and this can be done by increasing the number of turns N2 of the secondary winding 94b or by increasing the amount flowing through the magnetic core Magnetic flux can be achieved. This leads to an increase in the used Amount of copper or the cross-sectional area of the iron core, i.e., an increase in the amount of the iron used. According to FIG. 36, the bias magnetic core is after of the invention used as the magnetic core of the ignition coil, to a high secondary'induzierte Create tension without changing the amount of copper used or the cross-sectional area of the iron core.

Wie in Fig. 36A dargestellt ist, sind nämlich Primar-und Sekundärwicklungen 104a (N1) und 104b (N2) auf den Innenschenkel eines Magnetkerns 101 mit drei Schenkeln gewickelt und Permanentmagnete 103 sind jeweils in Luftspalte der beiden Seitenschenkel eingesetzt. Des weiteren ist es möglich, die Primär- und Sekundärwicklungen 104'a (N1) und 104'b (N2) an beiden Seitenschenkeln getrennt vorzusehen und den Permanentmagnelen 103' in den Hauptmagnetweg einzusetzen, wie dies in Fig. 36B dargestellt ist. Die Magnetisierungsrichung des Permanentmagneten ist entgegengesetzt der Richtung, in welcher der Magnetkern 101 magnetisiert wird, wenn der Schalter 97 nach Fig. 35 eingeschaltet wird. Solang den vorstehend erwähnten Bedingungen der Erfindung genügt wird, ist somit der vormagnetisierte Magnetkern nicht entmagnetisiert und erzeugt Änderungen des Magnetflusses über einen weiten Bereich, so daß es möglich ist, die induzierte Spannung um etwa das Doppelte zu erhöhen, ohne die Querschnittsfläche des Magnetkerns zu vergrößern.Namely, as shown in Fig. 36A, there are primary and secondary windings 104a (N1) and 104b (N2) on the inner leg of a magnetic core 101 with three legs wound and permanent magnets 103 are each in the air gaps of the two side legs used. It is also possible to use the primary and secondary windings 104'a (N1) and 104'b (N2) to be provided separately on both side legs and the permanent magnets 103 'in the main magnetic path as shown in Fig. 36B. the The direction of magnetization of the permanent magnet is opposite to the direction in which the magnetic core 101 is magnetized when the switch 97 according to FIG. 35 is switched on. As long as the above-mentioned conditions of the invention are satisfied is, the premagnetized magnetic core is therefore not demagnetized and generated Changes in the magnetic flux over a wide range so that it is possible to control the induced voltage to increase by about double without reducing the cross-sectional area to enlarge the magnetic core.

Wie oben beschrieten worden ist, kann eine Zündspule, die eine hohe induzierte Spannung erzeugt, mit einem sehr kleinen und einfachen Aufbau erhalten werden.As discussed above, an ignition coil that has a high induced voltage is obtained with a very small and simple structure will.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Magnet arrangement for an inductance element, characterized by a magnetic core, which limits its own air gap provided therein, by a Permanent magnet, which is arranged relative to the air gap in order to have a VormagnetisieruFg in the magnetic core in a first direction and a contact surface (Ag) to form with the magnetic core, the permanent magnet having a residual flux density (Br) and has a blood density (Bd) at its magnetic break point, and by means for generating a magnetic flux in the magnetic core up to a maximum value in a second direction opposite to the first direction, wherein the magnetic core has such proportions that the product of the difference between the above Flux densities and the contact area - (Br-Bd) Ag '- not less than the maximum value of the magnetic flux is in the magnetic core.

2. Magnet arrangement according to claim 1, characterized in that the Permanent magnet a contact surface.

has substantially equal to the cross-sectional area of the magnetic core and is arranged in the air gap.

3. Magnet arrangement according to claim 1, characterized in that the Permanent magnet a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the magnet having core and that further MagnetpolstUckplatten with a larger cross-sectional area are provided as the cross-sectional area of the magnetic core, the magnetic pole pieces on opposite sides of the permanent magnet and with it in the air gap are arranged.

4. Magnet arrangement according to claim 1, characterized by at least a permanent magnet, which is arranged on the side of the air gap, around a to form a closed magnetic path across the air gap.

5. Magnet arrangement according to claim 4, characterized in that the Magnetic core has an annular cross-section and that the permanent magnet has a recess and on the outer peripheral surface of the magnetic core on the side of the air gap is arranged to cover at least a part thereof.

6 magnet arrangement according to claim 4, characterized in that a first and a second U magnetic core are provided, each of which has a first Leg and a second leg which is shorter than the first leg, that each of the first and second leg end surfaces has that the first and second U magnetic cores are arranged to each other that their end faces are close overlap that the end surfaces of the first and second legs at least are partially arranged in contact with each other that a magnetic air gap is formed between the end faces of the other leg and that first and.

second permanent magnets are arranged on the side of the air gap, to form a magnetic circuit over it 7. Magnet arrangement according to claim 6, characterized in that the eraten and second U magnetic cores in cross section are ring-shaped and that the permanent magnets each have a recess and are arranged on the outer circumferential surface of the magnetic cores to at least one Cover part of the air gap.

8. Magnet arrangement according to claim 1, characterized in that the first and second inductance elements are connected in series with one another, these first and second inductance elements each include: a magnetic core that a gap provided therein delimits a permanent magnet that is relatively is arranged to the air gap in order to pre-magnetize in the magnetic core a first direction and a contact surface (Ag ') with the magnetic core to form, the permanent magnet having a residual flux density (Br) and a flux density (Bd) at its magnetic break point and means for generating a Magnetic flux in the magnetic core up to a maximum value in a second direction opposite to the first direction, the premagnetized magnetic core such The proportions are that the product of the difference between the mentioned flux densities and the contact area - (Br-Bd) Ag '- not less than the maximum value of the magnetic flux is in the premagnetized magnetic core, and that the premagnetized magnetic cores of the first and the second inductance element one opposite to the other magnetic core generate different amount of bias.

9 agnet arrangement according to claim 8, characterized in that the first and second inductance elements each form a transformer.

10. magnet arrangement according to claim 1, characterized by a magnetic core, which delimits an air gap provided therein, by means of a permanent magnet, which is arranged relative to the air gap to a bias in the magnetic core in a first direction and a Contact area (Ag ') to form with the magnetic core, the permanent magnet having a residual flux density (Br) and has a flux density (Bd) at its magnetic break point, by means for generating a magnetic flux in the magnetic core. up to a maximum value in a second direction opposite to the first direction, these facilities contain a primary winding wound around the magnetic core through a second Winding that is wound around the premagnetized magnetic core, and by means of devices to define a spark gap that is interconnected with the secondary winding is to feed a signal for the spark gap, the premagnetized Magnetic core has proportions such that the product of the difference between the mentioned Flux densities and the contact area - (Br-Bd) Ag '- not less than the maximum Is the value of the magnetic flux in the premagnetized magnetic core.