DE2953032A1 - Elektrische maschine mit veraenderlicher reluktanz - Google Patents
Elektrische maschine mit veraenderlicher reluktanzInfo
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Description
DB/DL/hd B.11.845
FABRIQUE NATIONALE HERSTAL, en abrege FN, societe anonyme,
4400 Herstal (Belgien).
"Elektrische Maschine mit veränderlicher Reluktanz".
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine mit veränderlicher Reluktanz.
Obscftion das Prinzip der elektrischen Maschinen mit veränderlicher
Reluktanz schon längst, wenigstens seit einem Jahrhundert bekannt ist, wurde nur ganz wenig über derartige Maschinen in der
technischen und wissenschaftlichen Literatur veröffentlicht. Der
Grund davon ist die sehr geringe praktische Bedeutung derselben im Vergleich zu den andersartigen elektrischen Maschinen. Die bekannten
elektrischen Maschinen mit veränderlicher Reluktanz haben ja eine sehr ungünstige Leistung pro Masseneinheit und dazu einen
sehr niedrigen Nutzeffekt hauptsächlich wegen der grossen Hystereseverluste in den ferromagnetischen Materialien und der grossen
Wirbelstromverluste in den elektrisch leitenden Materialien der Maschine. Die einzigen in der Praxis begegneten Maschinen der betreffenden
Art sind Motoren deren Leistung viel kleiner ist als 1 kW und deren Anlaufkräftepaar äusserst schwach und praktisch sogar
Null ist.
Der vorliegenden Erfindung ist nun die Aufgabe gestellt die vorgenannten Nachteile der elektrischen Maschinen mit veränderlicher
Reluktanz möglichst zu beheben.
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Eine erfindungsgemässe elektrische Maschine mit veränderlicher
Reluktanz besteht im wesentlichen aus den folgenden Teilen : ein fester, unbeweglicher Teil, ein beweglicher Teil, Induktoren
auf einem dieser beiden Teile und wenigstens ein Polschuh auf dem anderen Teil, sowie ein Speisestromkreis für die Speisung dieser
Induktoren in der richtigen Reihenfolge, wobei diese Induktoren gegenseitig dauernd magnetisch isoliert sind ungeachtet der jeweiligen
Lage der vorgenannten Pohlschuhe und der Situation des vorgenannten Speisestromkreises. Die erfindungsgemässen Maschinen
mit veränderlicher Reluktanz sind im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung des betreffenden beweglichen
Teiles mit der der Vektoren des Induktionsfeldes zusammenfällt, welche ihrerseits senkrecht zur Maschinenachse stehen.
Der in der vorliegenden Patentschrift gebrauchte Ausdruck
"Induktor" bezieht sich entweder auf einen Einzelmagnetfelderzeuger oder auf mehrere gegenseitig fluchtende (koachsiale, diametral
entgegengesetzte, ...) und gleichzeitig gespeiste Induktoren, während der Ausdruck "gegenseitig magnetisch isoliert" bedeutet, dass
das zwischen zwei beliebigen Induktoren der Maschine befindliche Medium einen magnetischen Widerstand aufweist, der viel grosser
und zwar 20 bis 30 mal grosser als der der in der Elektrotechnik üblichen Luftspalte in den Magnetkreisen elektrischer Maschinen
ist.
Jeder Induktor der erfindungsgemässen elektrischen Maschinen hat vorzugsweise seinen eignen, von den Speisestromkreisen der
übrigen Induktoren unabhängigen Speisestromkreis.
Die Erfindung wird in den nachstehenden Zeilen durch die Beschreibung
einiger Durchführungsbeispiele erläutert. Diese ohne
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- Ir -
irgendeine einschränkende Absicht gegebene Beschreibung findet an
Hand der beiliegenden Zeichnungen statt, wo
die Abbildung 1 eine Ansicht einer erfindungsgemässen Maschine schematischerweise wiedergibt;
die Abbildung 2 eine der vielen Ausführungsmöglichkeiten des veränderlichen Luftspaltes gemäss dem erfindungsgemässen System
wiedergibt;
die Abbildung 3 eine praktische Ausführungsweise der Erfindung schematischerweise wiedergibt;
die Abbildung 4 einen gemäss der Linie IV-IV der Abbildung 3 gemachten Schnitt der betreffenden erfindungsgemässen Maschine
wiedergibt;
die Abbildung 5 einen Speisestromkreis für die Maschine gemäss der Abbildung 3 wiedergibt;
die Abbildung 6 eine andere Ausführungsweise der erfindungsgemässen
Maschine wiedergibt;
die Abbildung 7 ein Viertel des festen Teiles, d.h. des sogenannten
Spulenträgers, der erfindungsgemässen Maschine gemäss der vorhergehenden Abbildung 6 in Stirnansicht wiedergibt;
die Abbildung 8 eine Induktionsspule der erfindungsgemässen
Maschine in Achsialschnitt wiedergibt;
die Abbildung 9 ein Viertel des beweglichen, die Polschuhe tragenden Teiles der Maschine gemäss der Abbildung 6 in Stirnansicht
wiedergibt;
die Abbildung 10 eine andere Ausführungsweise des Speisestromkreises
der erfindungsgemässen Maschine schematischerweise wiedergibt ; und
die Abbildung 11 eine Ausführungsabart des Speisestromkreises
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gemäss der Abbildung 10 schematischerweise wiedergibt.
Die in den untenstehenden Zeilen gegebene Beschreibung beschränkt sich auf eine als Motor gedachte Ausführungsweise der erfindungsgemässen
elektrischen Maschine mit veränderlicher Reluktanz. Es erübrigt sich ja auch eine als Generator wirkende erfindungsgemässe
Maschine zu beschreiben, da eine derartige Ausführungsweise des erfindungsgemässen Prinzips sich leicht vom Fachmann
aus der nachstehenden Beschreibung der als Motor wirkenden Maschine gemäss der vorliegenden Ausführungsweise ableiten lässt.
In einem elektrischen Motor mit veränderlicher Reluktanz findet die Krafterzeugung auf Grund einer Reluktanzänderung statt,
welche ihrerseits die Folge einer geometrischen Änderung eines magnetischen Kreises und zwar einer Luftspaltverengung in demselben
ist.
Das vorliegende erfindungsgemässe System beruht im wesentlichen
auf den beiden folgenden Prinzipien.
1.- Bei einer bestimmten Luftspaltänderung muss die betreffende Gesamteisenmasse sich auf ein vom erwünschten magnetischen
Durchschnitt und von der für das Umhüllen der unentbehrlichen Kupfermenge erforderlichen Mindestlänge abhängiges Mindestmass beschränken.
Daher die Notwendigkeit getrennter Stromkreise für sämtliche krafterzeugende Teile und sämtliche veränderliche Luftspalte
der Maschine.
2.- Sämtliche Teile, die ausschliesslich dazu dienen um der Maschine die erforderliche mechanische Festigkeit zu erteilen,
sind aus nichtmagnetischen und nichtleitenden Materialien herzustellen zwecks Vermeidung der Hysterese- und Wirbelstromverluste.
Diese zwei Prinzipien werden durch die Abbildung 1 erläutert,
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welche sich auf einen erfindungsyeiuässon Elektromotor bezieht,
dessen aus einem geeigneten Kunststoff hergestellter Stator 1 drei Induktoren (Induktionsspulen) 2,3 und 4 trägt, wovon jeder seinen
eignen Speise- und Umschaltkreis, respektive 5,6 und 7, hat.
Im vorgenannten Stator 1 ist ein aus einer auf der Motorwelle 11 montierten und mit zwei Polschuhen 9 und 10 versehenen Kunststoff
scheibe bestehender Rotor 8 angeordnet.
Wie ersichtlich, sind die durch die mittels der Stromkreise 5-7 gespeisten Induktoren 2-4 erzeugten magnetischen Kreise zweckmässig
voneinander isoliert indem sie durch bedeutend grössere Luftspalte als die in der Elektrotechnik üblichen Luftspalte voneinander*
getrennt sind. Es ist zu bemerken, dass hier, im Gegensatz zur üblichen elektrotechnischen Praxis, die äusseren magnetischen
Flusslinien der Induktionsspulen 2-4 nicht benutzt werden (äussere magnetische Flusslinien = ausserhalb einer die betreffende
Induktionsspule umschliessenden Fiktivfläche verlaufende Flusslinien)
.
Überdies fällt die Bewegungsrichtung des Rotors mit der der Vektoren der durch die Induktoren 2-4 erzeugten Induktionsfelder
zusammen, wobei diese Vektoren senkrecht zur Maschinenachse stehen
Die Länge der Polschuhe 9 und 10 entspricht mindestens der der Induktoren 2-4 und ist vorzugsweise etwas grosser zwecks Sicherung
einer tadellosen Umschaltung bei Mindestluftspaltweite
durch die Längendifferenz.
Um das Kräftepaar möglichst konstant zu halten entspricht das Verhältnis zwischen der Induktorenzahl und der Polschuhzahl vorzugsweise
dem Verhältnis zwischen zwei von Fall zu Fall zu wählenden Primzahlen, da in diesem Fall die Motorschrittzahl dem Produkt
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dieser beiden Primzahlen entspricht.
Eine interessante Eigenschaft der erfindungsgemässen Motoren
bildet die außerordentliche Höhe ihres statischen Kraftmomentes,
dessen Wert sogar 550% und mehr des dynamischen Momentes betragen kann. Diese Eigenschaft ist besonders wertvoll bei zahlreichen
Anwendungen, wie beispielsweise beim Antrieb von Werkzeugmaschinentischen u.dgl.
Die das dynamische Kraftmoment des erfindungsgemässen Motors
in Abhängigkeit der Drehzahl darstellende Kurve zeigt einen steilen
Verlauf im Bereich der niedrigen Drehzahlen. Dies bedeutet, dass die Drehzahl sich nur ganz wenig ändert bei starker Änderung
des Gegenkraftmomentes·
Bei konstantem Kraftmoment ist die Drehzahl weitgehend der Spannung proportional, woraus sich eine leichte Geschwindigkeitsreglung
ergibt.
Der erfindungsgemässe Elektromotor eignet sich natürlich für die verschiedenartigsten Ausführungsweisen in bezug auf Form und
Grosse. So ist der Stator ein Aussenstator (Abb. 1 und 2) oder ein Innenstator (Abb. 3 und 4 : S. weitere Beschreibung). Beim
Ausführungsbeispiel gemäss der Abbildung 2 sind die Induktionsspulen
Ringspulen 12 und bestehen die Polschuhe aus rohrförmigen Elementen 13, welche nacheinander über die Spulen laufen.
Die Anwendungen von Kunststoffen beim Bau des erfindungsgemässen
Elektromotors bietet manche Vorteile :
- eine starke Herabsetzung der Hystereseverluste;
- restlose Ausschaltung der Wirbelstromverluste in der Tragstruktur
der Maschine;
- eine bedeutende Herabsetzung des Gewichtes;
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- ein gutes Aussehen ohne spezielle Fertigungsraassnahmen;
- eine zweckmässige elektrische Isolation;
- eine bedeutende Einschränkung der Anzahl der Konstruktionsteile;
- Ausschaltung der Schwingungserscheinungen zwischen Metallteilen;
- eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit;
- eine bedeutende Konstruktionserleichterung; und
- eine beträchtliche Erniedrigung der Gestehungskosten.
Für die Herstellung des Elektromotors gemäss der vorliegenden Ausführungsweise der Erfindung kommen zahlreiche verschiedenartige
Materialien in Frage. Daher ist die untenstehende Zusammensetzung nur ein aus vielen Möglichkeiten gewähltes Beispiel :
wärmehärtendes Epoxyharz (GY 250) : 100 Gewichtsteile Härtungsmittel (HY 830) : 30 Gewichtsteile
Härtungsmittel (HY 850) : 30 Gewichtsteile
Zuschlag (Kalksteingrus von 0,3-0,7mm : 400 Gewichtsteile
(Bruchfestigkeit: 1 kg/mm^; Elastizitätsmodul: 713 kg/mm^).
Die obenerwähnten Möglichkeiten und Vorteile des erfindungsgemässen
Systems werden durch die an Hand der beiliegenden Abbildungen 3 und 4 gegebene Beschreibung eines praktischen Durchführungsbeispiels
erläutert. Es handelt sich um einen beispielsweise für die Ausstattung eines Schlägerträgers für das Golfspiel bestimmten
elektrischen Laufradmotor.
Der durch Spritzguss hergestellte Stator 1 hat die Form einer Ringscheibe, in der drei Induktoren 2-4, sowie drei Aufnehmer 14,
deren nur einer gezeichnet ist, montiert sind. Dieser Stator 1 ist mit Schraubenbolzen an einem einen Wellenzapfen 16 tragenden
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Wellenzapfenträger 15 befestigt.
Der Rotor 8, der im vorliegenden Fall ein ringförmiger Aussen-
rotor ist, ist mit zehn Innenpolschuhen 17 und mit einer als Reifenfelge
für einen nicht gezeichneten Reifen dienenden Umfangsril-Ie 18 versehen.
Der Rotor 8 ist an den Enden der Radialarme 19 einer mittels
der zwei Lager 21 und einer Blockiermutter 22 auf dem Wellenzapfen
16 montierten Nabe 20 befestigt.
Der derart erhaltene Mechanismus lässt sich beispielsweise
auf einem Schlägerträger für das Golfspiel anordnen. Es ist zu bemerken,
dass dank den Kennzeichen des erfindungsgemässen Systems diese Anwendung ohne Zwischenschaltung eines Getriebes für die
Drehzahlreglung stattfindet.
Der Speise- und Umschaltkreis des betreffenden Elektromotors
ist beispielsweise ein Stromkreis gemäss dem Schaltbild der Abbildung
5. Eine Batterie 23 liefert den erforderlichen Speisestrom, während die von jedem Aufnehmer 14, der z.B. ein optischer Aufnehmer,
ein Näherungsaufnehmer o.dgl. ist, herrührenden Zeichen durch einen mittels eines Strombegrenzers 25 geschützten Verstärkers 24
verstärkt werden.
Ein erfindungsgemässer Motor kann natürlich nicht mit einem
üblichen Kreis für das Vermeiden von Überspannung an den Klemmen der Induktoren ausgestattet werden, da die Anwendung eines derartigen
Kreises eine übermässige, unzulässige Vergrösserung der Zeitkonstanten zur Folge haben würde. Die im vorliegenden Fall
gewählte Schaltung für das Vermeiden von Überspannung an den Induktorklemmen besteht daher im wesentlichen aus einem spannungsabhängigen
Widerstand 26 der in den Fernsehgeräten angewendeten Art.
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Die beiden Induktoren 3 und 4 sind ebenfalls mit einem Stromkreis
der obenbeschriebenen Art versehen.
Ein Regelwiderstand 27 dient für die Speisestromreglung.
Die Maschine gemäss der Abbildung u hat einen aus Leichtmetall
hergestellten nabenförmigen, mit Radialarmen 30 versehenen, auf
einer unbeweglichen Achse 31 festgekeilten Stator 29 (Abb.7).
Das freie Ende einesjeden Armes 30 ist mit zwei gleichlaufenden Flanschen 32 und 33 versehen, zwischen denen eine Spule 34 angeordnet
wird. Diese Spule 34 besteht aus einem Kern quadratischen Querschnittes 35, der beiderseits eine rechteckige Platte, respektive
36 und 37, aufweist und zwischen diesen Platten 36 und 37 eine Wicklung 38 trägt (Abb.8).
Der bewegliche Teil (Rotor) des Motors besteht aus einer Scheibe 39, die mittels eines Lagers drehbar auf der vorgenannten
unbeweglichen Achse 31 montiert ist und eine U-förmig profilierte Umfangsrille 41 aufweist, deren beide Arme 4 2 und 43 mit der Achse
31 gleichlaufend sind, wie aus der Abbildung 6 ersichtlich ist. Wie es die Abbildung 9 zeigt, sind diese beiden Arme 42 und 43 mit
regelmässig um den Rotorumfang verteilten, als Polschuhe wirkenden
paarweise angeordneten verdickten Stellen (Wulstpaaren) 44 und 45 versehen. Im Boden der vorgenannten Umfangsrille 41 sind Öffnungen
46 zwischen den aufeinanderfolgenden Polschuhen vorgesehen (Abb. 9) .
Das in den vorhergehenden Zeilen beschriebene System ist derart gedacht und gebaut, dass die Spulen 35 in die vorgenannte Umfangsrille
41 hineingreifen, während die Zwischenräume zwischen den gegenseitig korrekt radial angeordneten Wulsten oder Polschuhen
44 und 45 als übliche Luftspalte mit einer Breite, die nicht grosser ist als ein Millimeterbruchteil, wirken.
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Eine zweite, an der erstgenannten Scheibe 39 befestigte Leichtmetallscheibe 47 ist ebenfalls auf der vorgenannten unbeweglichen
Achse 31 mittels eines Lagers 48 montiert und schliesst die Maschine an der Rückseite ab.
Die elektrische Maschine gemäss der in den vorhergehenden Zeilen
beschriebenen Ausführungsweise des erfindungsgemässen Systems
dient ebenfalls zur Ausstattung eines Schlägerträgers für das Golfspiel. Die zwei Scheiben 39 und 47 sind zu diesem Zweck mit einem
Vollreifen 49 versehen, der nur schematisch in der Abbildung 6 gezeichnet ist.
Die Speisung jeder Spule 8-11 wird durch einen Aufnehmer 50 (Abb. 10) gesteuert, der das Herannähern eines Polschuhes 42,43
detektiert. Es sind also ebensoviel Aufnehmer wie Spulen vorzusehen. Das durch den Aufnehmer ausgesandte Zeichen erreicht die
Spule über einen Leistungsverstärker 51 .
Zwecks Reglung der Drehzahl und zwecks Ermöglichung der Wirkung der betreffenden Maschine als Freilaufrad ist ein Modul 52
für das Messen der Zeit (T) zwischen zwei nacheinander durch den Aufnehmer 50 ausgesandten Impulsen, sowie ein Modul 5 3 für das
Bestimmen der Bezugszeit (Tc) vorgesehen. Die von den Moduln 52 und 53 herrührenden Zeichen werden in einem Modul 54 miteinander
verglichen und das resultierende Zeichen wird nach einem Modul 55 gesandt, dessen Aufgabe es ist die Leitungsdauer zu ändern bzw.
ungeändert zu lassen gemäss dem jeweils eintreffenden Zeichen.
Die zwei Schaltungen 27 und 28 sind für die folgenden Funktionen berechnet (Y^T : Leitungs- bzw. Speisedauer der Spule, wobei
der Faktor τ\ von der Form und Grosse der Maschine abhängig ist) :
- wenn T ->^T ^ Tc (beim Einschalten), entspricht die Lei-
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tungsdauer dem vom betreffenden Aufnehmer mitgeteilten V.'ert, also
dem Wert T\t;
- wenn T - Ύ\Ί <^ Tc <^ T, wird die Leitungsdauer gemäss der
Differenz T-Tc moduliert und befindet man sich in dem Drehzahlregelbereich zwischen den Werten
T = Tc und T -
ι -
- wenn T ^ Tc infolge eines Ausseneinflusses ist die Leitungsdauer Null und wirkt die Maschine als Freilaufrad.
Bei der Anwendung von Spulen 35-38 niedrigen ohmschen Widerstandes
könnten diese zuviel Strom beim Einschalten oder Blockieren der Maschine verbrauchen. Um dies zu vermeiden wird die
mittlere Stromstärke des durch die Spulen fliessenden Stroms auf die in Dauerbetrieb zulässige Höchststromstärke (Ic) beschränkt.
Zu diesem Zweck werden die Momentanwerte der Stromstärke des durch eine Spule fliessenden Stroms im Vergleich mit dem an einem unmittelbar
vorangehenden Augenblick erhaltenen Integrationswert integriert (mittlere Stromstärke : I.).
Durch gegenseitige Vergleichung der Stromstärken I und I. ist es möglich das Eingangssignal im Eingang des Verstärkers 24 zu
annullieren wenn I. >· I .
Die Abbildung 11 gibt das Gesamtschaltbild der elektrischen Maschine gemäss der vorliegenden Ausführungsweise der Erfinding
wieder. Die vom Aufnehmer 50 und vom Regelkreis 52-55 herrührenden Signale werden nach einem Tor ET mit drei Eingängen 56 gesandt.
Dies gilt ebenfalls für die von einem Begrenzungs- oder Schutzmodul 57 herrührenden Signale, der mit einem Zeitrelais für die zeitweilige
Zulassung von Uberstromspeisung während einer Zeit, die
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unmittelbar abhängig ist von der Differenz zwischen der mittleren Stromstärke einerseits und der zulässigen Höchststromstärke in
Dauerbetrieb anderseits, versehen ist.
Die hier als Beispiel beschriebene Schaltung eignet sich natürlich
für die verschiedenartigsten Abänderungen, Ergänzungen und Anpassungen innerhalb des Erfindungsrahmens. Überdies eignet die
Erfindung sich ganz besonders für ihre gewerbliche Durchführung gemäss dem Modularprinzip, gemäss dem aus einem Stator und einem
Rotor bestehende Einheiten mit Nominaleinheitsleistung reihenmässig
gefertigt werden und sodann ein Motor bestimmter Leistung durch Vereinigung mehrerer derartiger Einheiten auf einer gemeinschaftlichen
Welle gebaut werden kann. Dies kann mit einer und derselben integrierten Schaltung für sämtliche aus einer beliebigen
Einheitsmenge bestehende Motoren stattfinden. So besteht jede Einheit beispielsweise aus zwei einander diametral gegenüberliegenden,
auf einem Aussenstator montierten, gleichzeitig gespeisten Induktionsspulen und einem diametral angeordneten Innenrotor
(Kreisrotor), wobei natürlich für eine zweckmässige magnetische
Isolierung zwischen den beiden Einheiten zo sorgen ist.
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Claims (11)
1.- Elektrische Maschine mit veränderlicher Reluktanz der im wesentlichen aus den folgenden Teilen bestehenden Art : ein fester,
unbeweglicher Teil oder Stator, ein beweglicher Teil oder Rotor, Induktoren auf einem dieser Teile und wenigstens ein Polschuh auf
dem anderen Teil, und ein Speisestromkreis für das Speisen dieser Induktoren in der richtigen Reihenfolge, wobei diese Induktoren
gegenseitig dauernd magnetisch isoliert sind ungeachtet der jeweiligen Lage der vorgenannten Polschuhe und der Situation des vorgenannten
Speisestromkreises, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung des vorgenannten beweglichen Teiles (9,10,13,17) mit
der Richtifng der senkrecht zur Maschinenachse stehenden Vektoren
des Induktionsfeldes zusammenfällt.
2,- Elektrische Maschine gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der vorgenannte feste Teil oder Stator (1) zylinder förmig ist, die vorgenannten Induktoren (2,3,4) trägt und
durch den beweglichen Teil oder Rotor (8) umgeben ist.
3.- Elektrische Maschine gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass sie eine auf ein Mindestmass beschränkte Eisenmenge enthält, welche einerseits vom erwünschten magnetischen
Durchschnitt und anderseits von der für das Umhüllen der unentbehrlichen Kupfermenge erforderlichen Eisenmenge anhängig ist.
4.- Elektrische Maschine gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der vorgenannte Speisestromkreis aus mindestens einem Detektor (14) für das Detektieren der jeweiligen Lage der
Induktoren in bezug auf den Polschuh bzw. die Polschuhe oder umgekehrt, einem Stromverstärker (24) für das Verstärken des vom Detektor
(14) herrührenden Stroms, einem Strombegrenzer (25) für das
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INSPECTED
Begrenzen der Stromstärke des Speisestromkreises (5,6,7), und einem
Spannungsbegrenzer (26) für das Begrenzen der Spannung an den Klemmen der Induktorwicklungen besteht.
5.- Elektrische Maschine gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der feste Teil (1) und der bewegliche Teil (8) mit den auf ihnen angeordneten Teilen eine Einheit bilden, derart
dass ein Motor erwünschter Leistung durch Vereinigung einer Anzahl derartiger Einheiten auf einer gemeinschaftlichen Welle gebildet
werden kann.
6.- Elektrische Maschine gemäss dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass ihr fester Teil (28) eine auf einer festen Achse (31) festgekeilte Nabe (29) mit einer Anzahl regelmässig
über ihren Umfang verteilter Radialarme (30) ist, wobei das freie Ende einesjeden Armes (30) einen Induktor (34) trägt, während der
bewegliche Teil der Maschine eine auf derselben Achse (31) montierte freidrehende Scheibe (39) ist, in der die Polschuhe (44,45) angeordnet
sind und die über die vorgenannten Induktoren läuft.
7.- Elektrische Maschine gemäss dem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die vorgenannten Umfangsrille (41) im wesentlichen U-förmig profiliert ist, wobei die beiden Arme (42-43) des
U-Profils mit der vorgenannten festen Achse (31) gleichlaufend sind.
8.- Elektrische Maschine gemäss dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Polschuh durch ein Paar Wülste (44-45) der Arme (42-43) der vorgenannten U-förmigen Umfangsrille (41) gebildet
wird.
9,- Elektrische Maschine gemäss dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass der Boden der vorgenannten Umfangsrille (41)
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mehrere Öffnungen (46) aufweist, wobei jede dieser Öffnungen zwischen zwei benachbarten Wulstpaaren (44-45) angeordnet ist.
10.- Elektrische Maschine gemäss dem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der vorgenannte Speisestromkreis für das Speisen der Induktoren in der richtigen Reihenfolge je Induktor aus
einem Aufnehmer (50) für das Detektieren der jeweiligen Lage der Polschuhe (42), einem Modul (52) für die Messung der Zeitdauer
zwischen zwei aufeinanderfolgenden, durch diesen Aufnehmer (50) ausgesandten Impulsen, einem regelbaren Modul (53) für die Bestimmung
einer Bezugszeit, einem Modul (54) für das Vergleichen der von dem Messmodul (52) und dem Referenzmodul (3) herrührenden Impulse,
einem Modul (55) für das Regeln der Leitungsdauer gemäss dem Ausgangssignal des Vergleichungsmoduls (53) und einem Verstärker
(51) für das Verstärken des Speisestroms des betreffenden Induktors besteht.
11.- Elektrische Maschine gemäss dem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
dass, falls der Induktor ein Induktor niedrigen ohmschen Widerstandes ist, der Speisestromkreis (52-55) ausserdem
einen Schutzmodul (57) enthält, der fortwährend die Momentanstromstärke des durch den Induktor fliessenden Stroms integriert im
Vergleich mit dem an einem unmittelbar vorhergehenden Augenblick erhaltenen Integrationswert und das im Eingang des vorgenannten
Verstärkers (51) eintreffende Signal annulliert, wenn die mittlere
Stromstärke grosser ist als die zulässige Höchststromstärke in Dauerbetrieb.
12,- Elektrische Maschine gemäss dem Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass der vorgenannte Schutzmodul (57) mit einem Zeitrelais für die zeitweilige Zulassung von Überstromspeisung
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während einer Zeit, die unmittelbar abhängig ist von der Differenz
zwischen der mittleren Stromstärke einerseits und der zulässigen Höchststromstärke in Dauerbetrieb anderseits, versehen ist.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT385614B (de) * | 1983-12-21 | 1988-04-25 | Ems Electronic Motor Systems | Mit gleichstromimpulsen gespeister reluktanz-motor |
| DE19704576A1 (de) * | 1997-02-07 | 1998-08-13 | Warth Marco | Reluktanz-Motor |
| DE102005009339A1 (de) * | 2005-03-01 | 2006-09-07 | Thöne, Hermann | Impuls - Magnetmotor |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0180815B2 (de) * | 1984-10-19 | 1994-12-28 | Kollmorgen Corporation | Variable Reluktanzmaschine mit variabler Geschwindigkeit |
| DE3620337A1 (de) * | 1986-06-18 | 1987-12-23 | Magnet Motor Gmbh | Kraftfahrzeug-elektroantrieb |
| US4883999A (en) * | 1988-08-15 | 1989-11-28 | Pacific Scientific Company | Polyphase electronically commutated reluctance motor |
| US5015903A (en) * | 1988-08-15 | 1991-05-14 | Pacific Scientific Company | Electronically commutated reluctance motor |
| US4998052A (en) * | 1989-07-28 | 1991-03-05 | General Electric Company | Gearless direct drive switched reluctance motor for laundry application |
| AU6057690A (en) * | 1989-08-17 | 1991-04-03 | Universidad De Oviedo | Motor-wheel with variable reluctance step-by-step motor for low speed drive |
| JPH03103091A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-04-30 | Secoh Giken Inc | 3相リラクタンス型電動機 |
| DE4111627C2 (de) * | 1991-04-10 | 1994-06-09 | Wolfgang Hill | Elektromotor für ein Elektromobil zum Einbau in eine Radfelge |
| US6787951B2 (en) | 2001-10-01 | 2004-09-07 | Wavecrest Laboratories, Llc | Rotary electric motor having controller and power supply integrated therein |
| US6927524B2 (en) | 2001-11-27 | 2005-08-09 | Wavecrest Laboratories, Llc | Rotary electric motor having separate control modules for respective stator electromagnets |
| US6794839B1 (en) | 2002-11-08 | 2004-09-21 | Wavecrest Laboratories, Llc | Precision motor control with selective current waveform profiles in separate stator core segments |
| US6919700B2 (en) | 2003-01-29 | 2005-07-19 | Wavecrest Laboratories, Llc | Adaptive control of motor stator current waveform profiles |
| US6727668B1 (en) | 2002-06-19 | 2004-04-27 | Wavecrest Laboratories, Llc | Precision brushless motor control utilizing independent phase parameters |
| BR0311943A (pt) * | 2002-06-19 | 2005-03-29 | Wavecrest Lab Llc | Arquitetura de controle adaptativo para máquinas elétricas |
| US6940242B1 (en) | 2003-01-29 | 2005-09-06 | Wavecrest Laboratories, Llc | Motor control system for dynamically changing motor energization current waveform profiles |
| US20040021437A1 (en) * | 2002-07-31 | 2004-02-05 | Maslov Boris A. | Adaptive electric motors and generators providing improved performance and efficiency |
| US20100033033A1 (en) * | 2005-05-13 | 2010-02-11 | Johnson Weston C | Rotating electric machine having replaceable and interchangeable chuck assemblies |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR637414A (fr) * | 1927-07-11 | 1928-04-30 | Brev Et Procedes Bessiere Soc | Essuie-glace électrique pour automobiles |
| FR701041A (fr) * | 1930-01-17 | 1931-03-10 | Moteur synchrone | |
| US2103356A (en) * | 1935-12-05 | 1937-12-28 | Whiting Holding Company | Electric motor |
| US2281081A (en) * | 1940-11-06 | 1942-04-28 | Garnett G Sheldon | Electromagnet motor |
| US2736853A (en) * | 1953-11-25 | 1956-02-28 | Paul J Selgin | Induced quadrature field motor |
| NL288024A (de) * | 1962-01-23 | |||
| GB1085799A (en) * | 1963-08-24 | 1967-10-04 | Golay Buchel & Cie Sa | Rotary electric motor or generator |
| FR1592065A (de) * | 1967-01-25 | 1970-05-11 | ||
| BE759482A (fr) * | 1969-11-26 | 1971-04-30 | Asea Ab | Systeme d'entrainement comportant un moteur a reluctance |
| DE2059884A1 (de) * | 1970-12-05 | 1972-06-15 | Siemens Ag | Kollektorloser Gleichstrommotor mit einem Dauermagnetlaeufer und einer aus mehreren Teilwicklungen bestehenden Staenderwicklung |
| GB1368788A (en) * | 1970-12-28 | 1974-10-02 | Gujitsu Ltd | Electric stepping motor |
| US3745388A (en) * | 1971-08-11 | 1973-07-10 | D Frederick | Axial air gap motor |
-
1979
- 1979-06-25 NL NL7915047A patent/NL7915047A/nl not_active Application Discontinuation
- 1979-06-25 EP EP79200333A patent/EP0006669A1/de not_active Withdrawn
- 1979-06-25 DE DE19792953032 patent/DE2953032A1/de not_active Ceased
- 1979-06-25 GB GB8018025A patent/GB2047479A/en not_active Withdrawn
- 1979-06-25 BE BEBTR71A patent/BE71T1/xx active
- 1979-06-28 BR BR7904124A patent/BR7904124A/pt unknown
-
1980
- 1980-07-22 IT IT86260/80A patent/IT1148300B/it active
- 1980-09-08 SE SE8006233A patent/SE8006233L/ not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT385614B (de) * | 1983-12-21 | 1988-04-25 | Ems Electronic Motor Systems | Mit gleichstromimpulsen gespeister reluktanz-motor |
| DE19704576A1 (de) * | 1997-02-07 | 1998-08-13 | Warth Marco | Reluktanz-Motor |
| DE102005009339A1 (de) * | 2005-03-01 | 2006-09-07 | Thöne, Hermann | Impuls - Magnetmotor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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