DE1271249B

DE1271249B - Dynamo-electric machine for converting a direct current or a low-frequency alternating current into a higher-frequency alternating voltage

Info

Publication number: DE1271249B
Application number: DE19611271249
Authority: DE
Original assignee: WALTER LANGHOFF DIPL PHYS DR
Current assignee: WALTER LANGHOFF DIPL PHYS DR
Priority date: 1961-01-31
Filing date: 1961-01-31
Publication date: 1968-06-27

Description

Dynamoelektrische Maschine zum Umwandeln eines Gleichstromes oder niederfrequenten Wechselstromes in eine höherfrequente Wechselspannung Die Erfindung betrifft eine dynamoelektrische Maschine zum Umwandeln eines einem ersten Spuls.ystem zugeführten Gleichstromes oder niederfrequenten Wechselstromes in eine einem zweiten Spulensystem entnommene höherfrequente Wechselspannung, mit Luftspalte aufweisenden Kraftlinienleitstücken, die gegenüber dem einen in diesen Luftspalten angeordneten Spulensystem bewegbar sind, während das andere Spulensystem mit den Kraftlinienleitstücken magnetisch fest verkettet ist.Dynamo-electric machine for converting a direct current or low-frequency alternating current into a higher-frequency alternating voltage The invention relates to a dynamo-electric machine for converting a first pulse system supplied direct current or low-frequency alternating current into a second High-frequency alternating voltage extracted from the coil system, with air gaps Force line guide pieces, which are arranged opposite the one in these air gaps Coil system are movable, while the other coil system with the force line guide pieces is magnetically tightly linked.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dynamoelektrische Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der sich hohe Empfindlichkeiten erreichen lassen, die eine Leistungsverstärkung ermöglicht und einen linearen Zusammenhang der Ausgangswechselspannung mit dem Eingangsgleichstrom aufweist.The invention is based on the object of a dynamo-electric machine of the type mentioned above, with which high sensitivities can be achieved that enables a power gain and a linear relationship the AC output voltage with the DC input current.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei der eingangs genannten dynamoelektrischen Maschine darin, daß der Gleichstrom bzw. der niederfrequente Wechselstrom das in den Luftspalten angeordnete Spulensystem durchfließt und daß dieses Spulensystem kein mechanisch ihm gegenüber feststehendes ferromagnetisches Material aufweist.The solution to this problem consists in the dynamo-electric mentioned at the beginning Machine in that the direct current or the low-frequency alternating current is the in the air gaps arranged coil system flows through and that this coil system has no ferromagnetic material that is mechanically fixed in relation to it.

Mit einer bekannten dynamoelektrischen Maschine der eingangs genannten Art lassen sich zwar eine hohe Empfindlichkeit und eine Leistungsverstärkung erzielen. Es besteht jedoch keine linearer Zusammenhang der Ausgangswechselspannung mit dem Eingangsgleichstrom, da auch das Eingangsspulensystem ihm gegenüber feststehendes ferromagnetisches Material aufweist. Daher ist eine derartige Maschine nicht gut als Umwandler oder Verstärker geeignet.With a known dynamo-electric machine of the type mentioned at the beginning Art can achieve a high sensitivity and a power gain. However, there is no linear relationship between the output AC voltage and the DC input current, since the input coil system is also fixed opposite to it having ferromagnetic material. Hence, such a machine is not good suitable as a converter or amplifier.

Es ist zwar bereits bei einer anderen dynamoelektrischen Maschine bekannt, Dauermagneten in den Luftspalten sich drehender Kraftlinienleitstücke anzuordnen und die Wicklung für die Wechselstromausgangsspannung mit den Kraftlinienleitstücken fest verkettet anzuordnen, jedoch eignet sich diese Maschine nicht für Verstärker- und Umwandlerzwecke. Das Ersetzen der Dauermagneten durch mit einem Gleichstrom gespeiste Elektromagneten führt allein nicht zu der aufgabengemäß angestrebten Wirkung.It's already on another dynamo-electric machine known to arrange permanent magnets in the air gaps of rotating force line guide pieces and the winding for the alternating current output voltage with the force line guide pieces to be arranged tightly linked, but this machine is not suitable for amplifier and converter purposes. Replacing the permanent magnets with a direct current Solenoid fed electromagnets alone do not lead to the desired effect according to the task.

Es ist zwar auch schon bekannt, die Wicklung elekrischer Maschinen eisenlos innerhalb eines Luftspaltes anzuordnen. Jedoch ist diese Wicklung im bekannten Fall die die höherfrequente Wechselspannung führende Wicklung. Die genannte, der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist dabei weder gestellt noch gelöst.The winding of electrical machines is already known to be arranged without iron within an air gap. However, this winding is known Case the winding carrying the higher-frequency alternating voltage. The said, the The object on which the invention is based is neither posed nor achieved.

Dadurch, daß bei der dynamoelektrischen Maschine nach der Erfindung die Eingangsspule in einen bestimmten Luftspalt eine wechselnde Magnetisierung erzeugt, kann praktisch keine wesentliche Gleichstromvormagnetisierung der Kraftlinienleitstücke erzeugt werden. Jedoch auch bei einer Vormagnetisierung der Kraftlinienleitstücke wirkt sich dies nicht auf die günstigen Eigenschaften der Vorrichtung aus, da in der Ausgangswicklung nur durch die Magnetflußänderungen der Kraftlinienleitstücke eine Ausgangswechselspannung erzeugt wird. Durch eine Gleichstromvormagnetisierung würde lediglich der magnetische Widerstand der Kraftlinienleitstücke verändert werden, was jedoch praktisch keinen Einfluß hat, da der Widerstand dieser aus ferromagnetischem Material bestehenden Teile meistens klein ist im Vergleich zum magnetischen Widerstand des Luftspaltes, in dem sich die Eingangsspulen bewegen. Dadurch, daß die Eingangsspulen kein ferromagnetisches Material aufweisen, ergibt sich eine sehr gute Linearität zwischen der Ausgangswechselspannung und dem durch die Eingangsspule fließenden Gleichstrom oder niederfrequenten Wechselstrom, die im wesentlichen nach oben durch die maximale Magnetisierungsfähigkeit der Kraftlinienleitstücke und nach unten durch das sich bei geringen Eingangsleistungen bemerkbar machende thermische und Weißsche Rauschen begrenzt ist. Beim Entnehmen von Leistung aus der Ausgangsspule kommt noch der Temperatureinfluß in Form der Widerstandsänderung derselben hinzu, der jedoch in einem weiten Bereich linear ist und daher durch an sich bekannte Mittel leicht kompensiert werden kann.In that in the dynamo-electric machine according to the invention the input coil generates an alternating magnetization in a certain air gap, can practically no significant direct current bias of the power line guide pieces be generated. However, even with a premagnetization of the force line guide pieces does this not affect the favorable properties of the device, since in of the output winding only by the changes in the magnetic flux of the force line guide pieces an output AC voltage is generated. By direct current bias if only the magnetic resistance of the force line guide pieces would be changed, However, this has practically no effect, since the resistance of these from ferromagnetic Material of existing parts is mostly small compared to the magnetic resistance the air gap in which the input coils move. By having the input coils do not have any ferromagnetic material, the linearity is very good between the AC output voltage and that flowing through the input coil Direct current or low frequency alternating current, which essentially goes up through the maximum magnetization capacity of the force line guide pieces and down through the thermal and white ash, which is noticeable at low input powers Noise is limited. When drawing power from the output coil, there is still the influence of temperature in the form of the change in resistance of the same, however is linear over a wide range and is therefore easy by means known per se can be compensated.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind das Eingangs- und das Ausgangsspulensystem in den supraleitenden Zustand versetzt, wodurch die Rauchspannung verringert wird.According to a further development of the invention, the input and the Output coil system placed in the superconducting state, reducing the smoke voltage is decreased.

Zweckmäßig sind die Kraftlinienleitstücke so geformt, daß der magnetische Widerstand für die von den Eingangsspulen ausgehenden Feldlinien in jeder Stellung, die die Eingangsspulen während der Relativbewegung gegenüber den Kraftlinienleitstücken einnehmen können, gleichbleibt. Hierdurch wird erreicht, daß im Eingangsspulensystem keine Wechselspannung induziert wird, wenn dasselbe von Gleichstrom durchflossen wird.The lines of force guide pieces are expediently shaped so that the magnetic Resistance for those of field lines emanating from the input coils in any position that the input coils face during the relative movement the lines of force guide pieces can take, remains the same. This achieves that no alternating voltage is induced in the input coil system if the same is traversed by direct current.

Bei Verwendung der Maschine als Gleichspannungsverstärker mit Gleichspannungsausgang ist an die Ausgangsspule ein Gleichrichter angeschlossen. Um eine polaritätsgetreue Umwandlung zu erzielen, kann der bewegbare Teil einen Generator zum Erzeugen einer Wechselspannung tragen, die frequenz- und phasensynchron zur Spannung an der -Ausgangsspule ist- und die zum Steuern des Gleichrichters für die Ausgangswechselspannung dient.When using the machine as a DC voltage amplifier with a DC voltage output a rectifier is connected to the output coil. To a true polarity To achieve conversion, the movable part can use a generator to generate a Carry alternating voltage that is frequency and phase synchronous to the voltage at the output coil and which is used to control the rectifier for the AC output voltage.

Gemäß einer besonderen Ausführungform sind die Eingangsspulen auf mindestens. einen Kreisumfang gleichmäßig verteilt angeordnet und benachbarte, in einer Bewegungsebene liegende Eingangsspulen so gepolt, daß sie entgegengesetzt gerichtete Feldlinien erzeugen, und die Kraftlinienleitstücke sind relativ zu den Eingangsspulen rotierend bewegbar. Diese Anordnung führt zu einer besonders einfachen Konstruktion.According to a particular embodiment, the input coils are open at least. a circumference evenly distributed and adjacent, in input coils lying in a plane of motion are polarized in such a way that they are opposite produce directed field lines, and the force line guide pieces are relative to the Input coils can be moved in a rotating manner. This arrangement leads to a particularly simple one Construction.

Bei einer derartigen Konstruktion kann. eine der Anzahl der Eingangsspulen. entsprechende Zahl von aus den Kraftlinienleitstücken mit den Ausgangsspulen aufgebauten magnetischen Kreisen mit jeweils einem Luftspalt vorgesehen sein. Dadurch läßt sich eine große Empfindlichkeit der Maschine erreichen.With such a construction can. one of the number of input coils. corresponding number of built up from the force line guide pieces with the output coils magnetic circuits each with an air gap can be provided. This can be achieve a great sensitivity of the machine.

Die magnetischen Kraftlinienleitstücke können auch zu einer magnetischen Leiteranordnung mit sich verzweigenden Teilkreisen zusammengefaßt sein, wobei jeder Teilkreis mindestens einen Luftspalt für das Eingangsspulensystem aufweist und die Ausgangswicklung über dem nicht verzweigten Abschnitt der magnetischen Leiteranordnung angeordnet ist. Dadurch läßt sich die Empfindlichkeit noch weiter erhöhen.The magnetic lines of force can also become a magnetic Conductor arrangement be combined with branching pitch circles, each Part circle has at least one air gap for the input coil system and the Output winding over the unbranched portion of the magnetic conductor assembly is arranged. This allows the sensitivity to be increased even further.

Vorzugsweise liegen die Ebenen der Luftspalte normal zur Drehachse der Kraftlinienleitstücke, um eine einfache Konstruktion der Maschine zu ermöglichen.The planes of the air gaps are preferably normal to the axis of rotation of the lines of force guide pieces to allow a simple construction of the machine.

Die Luftspalte können jedoch auch in einer zur Drehachse der Kraftlinienleitstücke konzentrischen Mantelfläche liegen, um eine platzsparende Bauweise zu erreichen.The air gaps can, however, also be in one to the axis of rotation of the force line guide pieces concentric outer surface in order to achieve a space-saving design.

Gemäß einer Weiterbildung kann für die kontaktlose Übertragung der Spannung des rotierenden Ausgangsspulensystems ein Transformator vorgesehen sein, dessen Primärteil mitrotiert und dessen Sekundärteil feststeht.According to a further development, for the contactless transmission of the Voltage of the rotating output coil system a transformer can be provided, whose primary part rotates and whose secondary part is fixed.

Zum Zwecke der Leistungsverstärkung können mindestens zwei Maschinen in Kaskade geschaltet sein. Dabei kann jede der in Kaskade geschalteten Maschinen eine mehrfach höhere Frequenz der Ausgangswechselspannung aufweisen als die vorhergehende. Die in Kaskade geschalteten Maschinen können jedoch auch über Gleichrichter miteinander verbunden sein. Eine dritte Möglichkeit der Zusammenschaltung besteht darin, daß in Kaskade geschaltete Maschinen eine gleiche Frequenz der Ausgangswechselspannung aufweisen und phasengetreu angetrieben sind.For the purpose of boosting performance, at least two machines can be used be connected in cascade. Each of the machines connected in cascade can have a frequency of the output AC voltage several times higher than the previous one. The machines connected in cascade can, however, also be connected to one another via rectifiers be connected. A third possibility of interconnection is that machines connected in cascade have the same frequency as the output AC voltage have and are driven in phase.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben. Fig.1 zeigt einen Querschnitt der wesentlichen Teile einer oszillierend bewegbaren dynamoelektrisehen Maschine; F i g. 2 ist ein Axialschnitt einer rotierend bewegbaren dynamoelektrischen Maschine; F i g. 3 ist ein Querschnitt an der Stelle a-a in Fig2; F i g. 4 ist ein Querschnitt an der Stelle b-b in Fig2; Fi g. 5 ist ein Axialschnitt einer zweistufigen Anordnung; Fig.6 ist ein Querschnitt an der Stelle c-c in F i g. 5; F i g. 7 ist ein Querschnitt an der Stelle d-d in Fig.5; F i g. 8 ist ein Querschnitt einer magnetischen Leiteranordnung in der Nähe der Luftspalte.The invention is described below with reference to schematic drawings several embodiments described. Fig.1 shows a cross section of the essential Parts of an oscillating dynamo-electric machine; F i g. 2 is a Axial section of a rotating dynamo-electric machine; F i g. 3 is a cross section at the point a-a in Fig. 2; F i g. 4 is a cross-section at the point b-b in Fig. 2; Fi g. Figure 5 is an axial section of a two stage arrangement; Fig.6 is a cross-section at point c-c in FIG. 5; F i g. 7 is a cross section on FIG Location d-d in Figure 5; F i g. 8 is a cross section of a magnetic conductor assembly near the air gap.

Die Anordnung nach F i g. 1 besitzt zwei Eisenkerne 41 aus lamelliertem Blech oder aus einem Fernt, die aus je zwei Teilen zusammengesetzt sind. Auf die Kerne sind Ausgangsspulen 42 gewickelt. Die Endflächen der Schenkel jedes Kernes 41 sind in geringem Abstand voneinander angeordnet, und die Schenkelflächen verschiedener Kerne stehen sich in geringem Abstand gegenüber. In den zwei dadurch gebildeten Spalten schwingt eine Spule 43 hin und her. Die Spule wird mittels eines Magneten 44 angetrieben, der mit Wechselstrom oder pulsierendem Gleichstrom gespeist ist. Die Verbindung zwischen der Spule 43 und dem Kern 46 des Magneten besteht aus einer starren Scheibe 45 aus nichtmagnetischem Material, in der die Spule angeordnet ist. An dieser Scheibe sind die Enden der Spule 43 mit flexiblen Leitungen 47 verbunden, die zu an dem Gerät befindlichen festen Anschlußklemmen führen.The arrangement according to FIG. 1 has two iron cores 41 made of laminated sheet metal or from a remote, which are each composed of two parts. Output coils 42 are wound on the cores. The end faces of the legs of each core 41 are closely spaced from each other, and the leg surfaces of various cores are opposed to each other at a small distance. A coil 43 swings back and forth in the two gaps thus formed. The coil is driven by means of a magnet 44 which is fed with alternating current or pulsating direct current. The connection between the coil 43 and the core 46 of the magnet consists of a rigid disc 45 made of non-magnetic material in which the coil is arranged. On this disk, the ends of the coil 43 are connected to flexible lines 47 which lead to fixed terminals on the device.

Die Scheibe 45 ist ferner mit einer Feder 48 gekoppelt. Die Eigenfrequenz dieses schwingungsfähigen Systems ist vorzugsweise auf die Bewegungsfrequenz des Magnetkernes 46 eingestellt.The disk 45 is also coupled to a spring 48. The natural frequency this vibratory system is preferably based on the frequency of movement of the Magnet core 46 set.

Die Verstärkung dieser Vorrichtung ist wesentlich kleiner als eins.The gain of this device is much less than one.

Die in F i g. 2 dargestellte rotierende Vorrichtung besitzt eine Welle 1., die in Lagern. 2 und 3 drehbar gelagert und von einem nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Die Lager sind auf einer Grundplatte 4 befestigt. Auf der Welle 1 sind zwischen den Lagern 2 und 3 zwei Scheiben 5 und 6 aus ferromagnetischem Material fest aufgesetzt. Diese Scheiben können z. B. aus Dynamoblech, hochwertigen Eisensorten oder aus einem Ferrit bestehen. Die Scheiben weisen in der Nähe ihres Umfangs zylindrische, parallel zur Welle 1 sich erstreckende Kraftlinienleitstücke 7 aus ferromagnetischem Matte rial auf, wobei die Scheiben 5 und 6 symmetrisch ausgebildet und so zueinander angeordnet sind, daß sich die als zylindrische Ansätze ausgebildeten Kraft linienleitstücke der beiden Scheiben unter Freilassung eines Luftspaltes 7 a genau gegenüberstehen. Diese Ansätze können z. B. aus einem Ferrit hergestellt sein oder aus lamelliertem Blech eines ferromagnetischen Materials. Sie können an die Scheiben angesetzt sein oder mit diesen ein Teil bilden. Zwischen den Scheiben 5 und 6 ist in der Nähe der Welle und konzentrisch zu dieser ein Kernstück 8 aus ferromagnetischem Material angeordnet, das zugleich dazu dient, die gewünschte Luftspaltstärke zwischen den Kraftlinienleitstücken 7 zu fixieren. Um die Scheiben 5 und 6 ist ein Abschirmgehäuse 9 aus ,u-Metall vorgesehen. Dieses Gehäuse hat eine quaderförmige Form und trägt einen in der Ebene der Luftspalte liegenden Stab oder Träger 10, der mit einer zu den Luftspalten hinzeigenden Nut 11 versehen ist. Ein gleicher, mit einer Nut 13 versehener Stab 12 ist an der Grundplatte 4 des Gerätes in der Ebene der Luftspalte 7a angeordnet. Die Nuten 11 und 13 dienen zur Aufnahme zweier nichtmagnetischer und vorzugsweise auch nichtleitender Teile 13 a und 13 b, die mit halbkreisförmigen Ausnehmungen 15 a und 15 b sowie mit einer der Zahl der Kraftlinienleitstücke 7 einer Scheibe 5 proportionalen Zahl von Bohrungen 16, in die Eingangsspulen 17 eingesetzt sind, versehen sind. Beide Platten 14 zusammen haben eine doppelte Anzahl von Spulen wie Luftspalte zwischen den an den Scheiben 5 und 6 befestigten Kraftlinienleitstücken 7 vorgesehen sind. Diese Eingangsspulen 17 sind so im Kreis angeordnet, daß in bestimmten Stellungen jede zweite Spule genau in Flucht mit zwei einander gegenüber angeordneten Kraftlinienleitstücken ist. Die in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Eingangsspulen sind so gepolt, daß ein durch diese Spulen geschickter Strom in aufeinanderfolgenden Spulen eine umgekehrte Richtung der magnetischen Feldlinien hervorruft. Dabei können diese Spulen parallel oder in Reihe geschaltet sein.The in F i g. 2 shown rotating device has a shaft 1, which is in bearings. 2 and 3 is rotatably mounted and driven by a motor, not shown. The bearings are attached to a base plate 4. On the shaft 1, two disks 5 and 6 made of ferromagnetic material are firmly attached between the bearings 2 and 3. These discs can, for. B. consist of dynamo sheet, high quality iron or a ferrite. The discs have in the vicinity of their circumference cylindrical, parallel to the shaft 1 extending Kraftlinienleitstück 7 made of ferromagnetic mat rial, the discs 5 and 6 are symmetrical and arranged to each other that the formed as cylindrical lugs force line guide pieces of the two discs facing exactly with the release of an air gap 7 a. These approaches can e.g. B. be made of a ferrite or of laminated sheet metal of a ferromagnetic material. They can be attached to the panes or form a part with them. Between the disks 5 and 6, a core piece 8 made of ferromagnetic material is arranged in the vicinity of the shaft and concentrically therewith, which at the same time serves to fix the desired air gap strength between the force line guide pieces 7. A shielding housing 9 made of u-metal is provided around the disks 5 and 6. This housing has a cuboid shape and carries a rod or carrier 10 which lies in the plane of the air gaps and which is provided with a groove 11 pointing towards the air gaps. An identical rod 12 provided with a groove 13 is arranged on the base plate 4 of the device in the plane of the air gaps 7a. The grooves 11 and 13 are used to accommodate two non-magnetic and preferably also non-conductive parts 13 a and 13 b, with semicircular recesses 15 a and 15 b and with a number of bores 16 proportional to the number of force line guide pieces 7 of a disk 5, in the input coils 17 are inserted, are provided. Both plates 14 together have a double number of coils as air gaps are provided between the force line guide pieces 7 attached to the disks 5 and 6. These input coils 17 are arranged in a circle so that in certain positions every second coil is exactly in alignment with two oppositely arranged force line guide pieces. The input coils arranged next to one another in the circumferential direction are polarized in such a way that a current sent through these coils causes a reverse direction of the magnetic field lines in successive coils. These coils can be connected in parallel or in series.

Auf dem Kernstück 8 ist eine Ausgangsspule 18 angeordnet, die mit der Wicklung 19 eines auf einem Ende der Welle 1 sitzenden Transformators verbunden ist. Dieser Transformator umfaßt zwei Topfkernteile 20 und 21, die jeweils mit einer eigenen Wicklung 19 und 22 versehen sind. Das Topfkernteil 20 ist auf der Welle 1. befestigt, während das Kernteil 21 auf einem Lagerbock 23 an der Grundplatte 4 befestigt ist. Die Schenkelendflächen: der beiden Kernteile stehen sich mit geringem Abstand gegenüber. Die Teile 19 bis 22 bilden einen Transformator, dessen Primär- und Sekundärwicklung ohne Änderung der übertragungseigenschaften gegeneinander drehbar sind.An output coil 18, which is connected to the winding 19 of a transformer seated on one end of the shaft 1, is arranged on the core piece 8. This transformer comprises two pot core parts 20 and 21, each of which is provided with its own winding 19 and 22 . The pot core part 20 is fastened on the shaft 1, while the core part 21 is fastened on a bearing block 23 on the base plate 4. The leg end faces: the two core parts face each other with a small distance. The parts 19 to 22 form a transformer, the primary and secondary windings of which can be rotated relative to one another without changing the transmission properties.

Dreht man die Welle 1 und schickt man einen Gleichstrom durch die feststehenden Eingangsspulen 17, so wird durch die Kraftlinienleitstücke 7, die Scheiben 5 und 6 und den Kern 8 ein magnetischer Wechselfluß induziert, der in der Ausgangsspule 18 eine elektromotorische Kraft hervorruft. Diese ist -gegebenenfalls umgespannt - an der Sekundärwicklung 22 mit den Ableitungen 24 des Transformators 1.9 bis 22 verfügbar. Die in F i g. 2 gezeigte Umformungs- und Verstärkerstufe zeichnet sich durch große Einfachheit aus. Es wird jeweils der Magnetfluß der einen Hälfte der Eingangsspulen 17 verwendet.If you turn shaft 1 and send a direct current through it fixed input coils 17, it is through the force line guide pieces 7, the Disks 5 and 6 and the core 8 induces an alternating magnetic flux, which in the Output coil 18 produces an electromotive force. This is - if necessary re-tensioned - on the secondary winding 22 with the conductors 24 of the transformer 1.9 to 22 available. The in F i g. 2 shows the transformation and amplifier stage are characterized by great simplicity. It becomes the magnetic flux of one half of the input coils 17 are used.

In F i g. 5 ist eine zweistufige Vorrichtung beschrieben. Die in der Zeichnung rechts befindliche Stufe ist ähnlich aufgebaut wie die in F i g. 2 dargestellte Stufe. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß der in F i g. 2 dargestellte Kern aus ferromagetischem Material 8 durch ein Distanzrohr 25 ersetzt ist, das magnetisch nichtleitend zu sein braucht, daß insgesamt so viel Eingangsspulen 17 wie Luftspalte vorhanden sind und daß an Stelle der in F i g. 2 dargestellten Ausgangsspule 18 auf jedem Kraftlinienleitstück 7 je eine Ausgangsspule 26 angeordnet ist. Eine derartig ausgebildete Stufe nutzt die durch sämtliche Eingangsspulen erzeugten Magnetfelder aus, weist jedoch wegen des höheren Wider-Standes der Ausgangsspulen 26 eine verringerte Verstärkung auf. Der Vorteil dieser Anordnung besteht jedoch darin, daß sie verhältnismäßig unempfindlich gegen magnetische Fremdfelder ist.In Fig. 5 describes a two-stage device. The one in the The drawing on the right is constructed similarly to that in FIG. 2 shown Step. The only difference is that the one shown in FIG. 2 shown Core made of ferromagnetic material 8 is replaced by a spacer tube 25 which is magnetic Need to be non-conductive that a total of as many input coils 17 as air gaps are present and that instead of the in F i g. Output coil 18 shown in FIG an output coil 26 is arranged on each force line guide piece 7. One of those The trained stage uses the magnetic fields generated by all of the input coils but has a reduced resistance due to the higher resistance of the output coils 26 Reinforcement on. The advantage of this arrangement, however, is that it is proportionate is insensitive to external magnetic fields.

Die zweite Stufe dieser Vorrichtung, die auch allein verwendet werden kann, umfaßt eine auf der Welle 1 befestigte Scheibe 27 mit einer auf einem Kreisumfang verteilten Anzahl Eingangsspulen 28, die derart geschaltet sind, daß in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Spulen 28 bei Erregung mit Gleichstrom entgegengesetzt verlaufende Feldlinien erzeugen. Die magnetische Leiteranordnung umfaßt zwei symmetrisch zu der Scheibe 27 liegende identische Abschnitte, die jeweils aus einer Scheibe 29 und einer Scheibe 30 gebildet sind, die parallel zur Welle 1 sich erstreckende Kraftlinienleitstücke 31 und 32 aufweisen, wobei die Scheiben 29 und 30 in axialem Abstand voneinander angeordnet sind und die Kraftlinienleitstücke 31 und 32 eines jeden Abschnittes sich bis zu einer in der Nähe der Eingangsspulen 28 gelegenen Ebene erstrecken. Die Scheibe 30 ist am Umfang in den Bereichen zwischen jeweils zwei Kraftlinienleitstücken 32 mit Ausnehmungen versehen, um :einen Durchtritt der Kraftlinienleitstücke 31 bis in die besagte Ebene zu ermöglichen. Querschnitte längs der Linien d-d und c-c der F i g. 5 sind in F i g. 6 und 7 dargestellt. Zwischen den Scheiben 29 und 30 ist jeweils ein in der Nähe und konzentrisch zur Welle 1 gelegener zylinderförmiger, ferromagnetischer Kernteil 33 angeordnet, der von einer Spule 34 umgeben ist. Die Zahl der Kraftlinienleitstücke 31 auf der Scheibe 29 ist gleich der Zahl der Kraftlinienleitstücke 32 auf der Scheibe 30. Die Ausgangsspulen 34 auf den beiden Abschnitten dies magnetischen Leiterkreises sind zusammengeschaltet und bilden die Ausgangswicklung der Vorrichtung. Die Eingangsspulen 28 der zweiten Stufe sind mit den Ausgangsspulen 26 der ersten Stufe verbunden. Die Eingangsspulen 28 werden von einem Wechselstrom durchflossen. Daher ist es erforderlich, halb soviel Luftspalte vorzusehen wie Eingangsspulen 28. Man kann jedoch auch zwischen den Ausgangsspulen 26 und den. Eingangsspulen 28 eine Gleichrichteranordnung vorsehen.. In diesem Fall kann die Anzahl der Luftspalte gleich der Anzahl der Eingangsspulen 28 sein. Eine solche Stufe läßt sich dann auch als Eingangsstufe bzw. allein verwenden. Dabei können selbstverständlich wie bei der in F i g. 3 und 4 dargestellten Vorrichtung die Spulen 27 fest angeordnet sein und die Scheiben 29 und 30 sich drehen.The second stage of this device, which can also be used alone can, comprises a fixed on the shaft 1 disc 27 with a on a circumference distributed number of input coils 28, which are connected in such a way that in the circumferential direction successive coils 28 running in opposite directions when excited with direct current Generate field lines. The magnetic conductor assembly comprises two symmetrical about identical sections lying on the disk 27, each consisting of a disk 29 and a disk 30 are formed, the force line guide pieces extending parallel to the shaft 1 31 and 32, the discs 29 and 30 at an axial distance from one another are arranged and the force line guide pieces 31 and 32 of each section extend up to a plane located in the vicinity of the input coils 28. The disk 30 is on the circumference in the areas between two force line guide pieces 32 provided with recesses in order to: a passage of the force line guide pieces 31 to allow up to the said level. Cross-sections along lines d-d and c-c the F i g. 5 are shown in FIG. 6 and 7 shown. Between the discs 29 and 30 is in each case a cylindrical, concentric to shaft 1, arranged ferromagnetic core part 33, which is surrounded by a coil 34. the The number of force line guide pieces 31 on the disc 29 is equal to the number of force line guide pieces 32 on the disk 30. The output coils 34 on the two sections do this magnetic Conductor circuits are interconnected and form the output winding of the device. The input coils 28 of the second stage are with the output coils 26 of the first Level connected. An alternating current flows through the input coils 28. It is therefore necessary to provide half as many air gaps as input coils 28. However, you can also between the output coils 26 and the. Input coils 28 provide a rectifier arrangement. In this case, the number of air gaps equal to the number of input coils 28. Such a level can then also be achieved Use as an entry stage or alone. Of course, as with the in F i g. 3 and 4 device shown, the coils 27 can be fixedly arranged and the disks 29 and 30 rotate.

Man kann bei dieser Vorrichtung die Gleichrichteranordnung weglassen, wenn man die Zahl der Eingangsspulen 28 und auch die Zahl der Luftspalte um ein Mehrfaches größer macht als die entsprechende Zahl der ersten Stufe.You can omit the rectifier arrangement in this device, if you put the number of input coils 28 and also the number of air gaps around a Makes several times greater than the corresponding number of the first stage.

Eine solche zweistufige Anordnung läßt sich insbesondere für sehr kleine Eingangsspannungen verwenden.Such a two-stage arrangement can be used in particular for very use small input voltages.

Der in F i g. 8 dargestellte Querschnitt der Kraftlinienleitstücke ergibt zusammen mit entsprechend geformten Eingangsspulen eine rechteckige Ausgangswechselspannung, wenn die Eingangsspulen von Gleichstrom durchflossen sind.The in F i g. 8 shown cross section of the force line guide pieces together with appropriately shaped input coils results in a square output alternating voltage, when direct current flows through the input coils.

Eine besonders einfache Ausbildung einer zweiten Stufe ähnelt z. B. der ersten Stufe gemäß F i g. 5, mit dem einzigen Unterschied, daß eine der Zahl der Luftspalte entsprechende Zahl von Eingangsspulen vorgesehen ist, deren Feldlinien sämtlich gleichgerichtet sind.A particularly simple training of a second stage is similar to z. B. the first stage according to FIG. 5, with the only difference that one of the number the number of input coils corresponding to the air gap intended whose field lines are all aligned.

Für die Merkmale der Unteransprüche wird nur Schutz in Verbindung mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 und entsprechend den Rückbeziehungen beansprucht.For the features of the subclaims only protection is used in conjunction with the subject matter of claim 1 and according to the back-references claimed.

Claims

Claims: 1. Dynamo-electric machine for converting a Direct current or low-frequency alternating current fed to a first coil system in a higher frequency alternating voltage taken from a second coil system, with Air gaps having force line guide pieces, which opposite the one, in these Air gaps arranged coil system are movable, while the other coil system is magnetically firmly chained to the force line guide pieces, characterized in that that the direct current or the low-frequency alternating current is that in the air gaps (7a) arranged coil system (17) flows through and that this coil system no has a ferromagnetic material that is mechanically opposite to it (F i G. 2).

2. Dynamoelectric machine according to claim 1, characterized in that the input coil system (17) and the output coil system (18) in the superconducting State is shifted (Fig. 2).

3. Dynamoelectric machine according to claim 1 or 2, characterized in that the lines of force guide pieces (7) are shaped so that the magnetic resistance for the field lines emanating from the input coils (17) in any position that the input coils face during the relative movement the lines of force guide pieces can take, remains the same.

4. Dynamoelectric Machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that when used of the machine as a DC voltage amplifier with a DC voltage output to the output coil (18) a rectifier is connected.

5. Dynamoelectric machine according to claim 4, characterized in that the movable part has a generator for generating a AC voltage carries the frequency and phase synchronous to the voltage at the output coil and is used to control the rectifier for the AC output voltage.

6th Dynamoelectric machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the input coils (17) are evenly distributed over at least one circumference are arranged that adjacent, lying in a plane of motion input coils (17) are polarized so that they produce oppositely directed field lenses, and that the force line guide pieces (7) can be moved in rotation relative to the input coils (17) are (Figs. 3 and 4).

7. Dynamo-electric machine according to claim 6, characterized in that that one of the number of input coils corresponding number of from the force line guide pieces with the output coils (26) built up magnetic circuits, each with an air gap is provided (Fig. 5, right part). B. Dynamoelectric machine according to claim 6, characterized in that the magnetic lines of force guide pieces (7, 5, 8) to a magnetic conductor arrangement with branching pitch circles (5, 7) are summarized that each pitch circle has at least one air gap for the input coil system (17) and that the output coil (18) over the non-branched portion (8) the magnetic conductor arrangement is arranged (Fig. 2). 9. Dynamoelectric Machine according to claim 6, characterized in that the planes of the air gaps are normal to the axis of rotation of the force line guide pieces. 10. Dynamo-electric machine according to claim 6, characterized in that the air gaps in one to the axis of rotation of the lines of force conductive pieces lie concentric lateral surface. 11. Dynamoelectric Machine according to one of claims 6 to 10, characterized in that for the contactless transmission of the voltage of the rotating output coil system (18) a transformer (19, 20, 21, 22) is provided, the primary part (19, 20) of which rotates with it and the secondary part (21, 22) of which is fixed (FIG. 2). 12. Dynamo-electric machine according to one of claims 6 to 11, characterized in that for the purpose of power amplification at least two machines are connected in cascade (Fig. 5). 13. Dynamoelectric Machine according to Claim 12, characterized in that each of the cascaded Machine has a frequency of the output AC voltage several times higher than the previous one. 14. Dynamoelectric machine according to claim 12, characterized in that that the machines connected in cascade are connected to one another via rectifiers are. 15. Dynamoelectric machine according to claim 12, characterized in that the machines connected in cascade have the same frequency as the output AC voltage have and are driven in phase. Considered publications: German Patent Nos. 164 886, 295 047, 295 225, 756 564, 850 318; German Auslegeschrift No. 1039127, 1060 910; Swiss Patent No. 9,885; British Patent No. 437131; U.S. Patent No. 1184,805; Magazine »Der Fernmeldeingenieur«, 1958, H.

8, pages 1 to 31; Book by T. N. S o k o 1 o w, "Electric follower control", Berlin 1957, pp. 34 to 59.