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DE2620935A1 - Motor mit veraenderlichem magnetischen widerstand - Google Patents

Motor mit veraenderlichem magnetischen widerstand

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Publication number
DE2620935A1
DE2620935A1 DE19762620935 DE2620935A DE2620935A1 DE 2620935 A1 DE2620935 A1 DE 2620935A1 DE 19762620935 DE19762620935 DE 19762620935 DE 2620935 A DE2620935 A DE 2620935A DE 2620935 A1 DE2620935 A1 DE 2620935A1
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DE
Germany
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teeth
coils
power source
elements
magnetic
Prior art date
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Application number
DE19762620935
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DE2620935C3 (de
DE2620935B2 (de
Inventor
Claude Robert Maeder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pont a Mousson SA
Original Assignee
Pont a Mousson SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Pont a Mousson SA filed Critical Pont a Mousson SA
Publication of DE2620935A1 publication Critical patent/DE2620935A1/de
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/02Synchronous motors
    • H02K19/10Synchronous motors for multi-phase current
    • H02K19/103Motors having windings on the stator and a variable reluctance soft-iron rotor without windings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

poNT-A-MoussoN s.a.
91, Avenue de la Liberation
54 Nancy (Frankreich)
Motor mit veränderlichem magnetischen Widerstand
Die Erfindung bezieht sich auf Motoren mit veränderlichem magnetischen Widerstand und bezieht sich insbesondere auf Motoren mit einem festen und einem beweglichen Element, von denen das eine Element mit einer bestimmten Anzahl von auf gezahnten Stufen angebrachten Spulen versehen ist und das andere Element aus einer Masse aus gezahntem magnetischen Material besteht, wobei die Anzahl der Zähne des ersten Elementes sich von derjenigen der Zähne des zweiten Elementes unterscheidet, so daß die Zähne magnetische Kreise mit veränderlichem magnetischen Widerstand zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den beiden Elementen erzeugen können, wenn die Spulen gemäß einer gegebenen Folge erregt
werden.
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— 2 —
Zur Erzielung einer derartigen geeigneten Erregungsfolge der Spulen ist es bereits bekannt, derartige Motoren mit einer elektronischen Anordnung zu versehen, beispielsweise mit Thyristoren, die in Serie mit den Spulen geschaltet sind und die zu geeigneten Zeiten mit Hilfe eines transistorisierten SteuerSchaltkreises ausgelöst werden.
Um eine derartige elektronische Anordnung beseitigen zu können, die eine komplizierte und kostspielige Anordnung darstellt, hat man bereits versucht, Motoren mit veränderlichem magnetischen Widerstand der eingangs genannten Art an eine Dreiphasen- oder Drehstromquelle anzuschließen und die Steuerung der Spulen des Motors in Abhängigkeit von den Halbperioden des Stromes vorzunehmen. Ein Motor einer derartigen Ausführungsform ist beispielsweise in der FR-Patentanmeldung Ik 18 161 angegeben. Der dort beschriebene Motor erfordert jedoch die Anbringung von in Serie mit den Erregerspulen geschalteten Gleichrichterdioden und kann nur an eine Drehstromquelle angeschlossen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Motor mit veränderlichem magnetischen Widerstand anzugeben, der sämtliche Vorteile und insbesondere den hohen Wirkungsgrad des oben genannten Motores aufweist und der ohne die Anbringung eines elektronischen Bauteiles direkt an eine Wechselstromquelle angeschlossen werden kann. Ferner soll der Motor, ausgehend vom gleichen Basisprinzip, so ausgebildet sein, daß der bei einer Spannung mit einer Anzahl von beliebigen Phasen arbeitet.
Die Erfindung bezieht sich somit auf einen Motor mit veränderlichem magnetischen Widerstand mit einem festen und einem beweglichen Element, von denen das eine mit einer bestimmten Anzahl von auf zahnförmigen Stufen angeordneten Spulen versehen ist und das andere aus einer Masse aus magnetischem Material besteht, auf dem Zähne zur Erzeugung einer Relativ-
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bewegung gegenüber den Zähnen des ersten Elementes angeordnet sind, wobei die Anzahl der Zähne des ersten Elementes verschieden von derjenigen der Zähne des zweiten Elementes ist, so daß die Zähne den magnetischen Widerstand der jeweils aus ihnen mit den Stufen gebildeten magnetischen Schaltkreisen zur Erzeugung einer Relativbewegung der beiden Elemente verändern können, wenn die Spulen von einer mehrphasigen Stromquelle versorgt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Zähne der beiden Elemente der folgenden Gleichung genügt:
I ~ ZII I =x — ' wobei
Ζγ = Anzahl der Zähne des ersten Elementes einschließlich der fiktiven Zähne, die sich zwischen den verschiedenen
Stufen befinden können;
Zj1= Anzahl der Zähne des zweiten Elementes; _s = Anzahl der Stufen pro Phase der Vers or gungs stromquelle ;
k = ein Bruchteil der Phasenanzahl der Stromquelle, der höchstens gleich einem Drittel der Phasenanzahl ist.
Weiterbildende Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Motores sollen im folgenden anhand der Ausführungsbeispiele und anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise eines Motores mit veränderlichem magnetischen Widerstand;
Fig. 2 eine schematische Darstellung, teilweise in einem Radialschnitt eines erfindungsgemäßen Motores mit veränderlichem magnetischen Widerstand;
Fig. 3a und 3b und Fig. 4 bis 9 verschiedene Darstellungen zur Erläuterung der Erzeugung der in dem Motor nach
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Fig. ? umlaufenden Felder;
Fig. 10 bis 12 drei Ausführungsbeispiele für den Anschluß des erfindungsgemaßen Motores nach Fig. 2j und in
Fig. 13 bis 15 schematische Darstellungen zur Erläuterung verschiedener möglicher Ausführungsformen des erfindungsgemaßen Motores.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 soll zunächst einmal die Wirkungsweise eines an sich bekannten Motores mit veränderlichem magnetischen Widerstand oder veränderlicher Reluktanz erläutert werden. In Fig. 1 sind zwei aufeinanderfolgende Stufen A1 und An des einen Elementes des Motores dargestellt, der im vorliegenden Fall das Festelement oder der Stator S sein soll. Die aus magnetischem Material bestehenden Stufen sind von Spulen E umgeben, die mit einer nicht dargestellten Kommutatoreinrichtung gemäß einer gegebenen Folge erregt werden können. Jede Stufe A., und AQ weist eine gewisse Anzahl von Zähnen Dc auf, vor denen sich die Zähne DR eines anderen Elementes verschieben können, das im vorliegenden Falle das bewegliche Element oder der Rotor R sein soll; letzterer besteht aus einem magnetischen Material, dem aber nicht a priori eine bestimmte magnetische Polung zukommt. Zwischen den Zähnen des Stators und denen des Rotors ist ein Spalt E angeordnet.
Die 'Wirkungsweise eines derartigen Motores beruht bekanntlich darauf, daß zwischen den Zähnen D3 des Stators der beiden aufeinanderfolgenden Stufen einerseits und den Zähnen DR des Rotors andererseits eine gewisse Verschiebung d besteht, wobei die Schrittweite der Zähne mit ρ angegeben ist. Wenn man daher nur die Spule B der Stufe A1 erregt, so geschieht in der in Fig. 1 wiedergegebenen Stellung nichts, da ja die gegenüber-
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— 5 —
liegenden Zähne einander genau gegenüberliegen und daher die Reluktanz des entsprechenden magnetischen Kreises minimal ist.
Wenn man aber die Spulen B der beiden Stufen A,. und A0 erregt, so versucht der Rotor eine Stellung einzunehmen, in der die Reluktanz der beiden Kreise minimal ist. Daraus resultiert eine Bewegung des Rotors. Wenn anschließend die Spule der Stufe A0 allein erregt wird, so folgt daraus eine erneute Verschiebung des Rotors, damit dessen Zähne wieder mit denen der Stufe A^ ausgefluchtet sind. Diese Wirkung wird unter der doppelten Voraussetzung erreicht, daß d < p/2 ist und daß die Spulen B gemäß einer genau vorgegebenen Folge erregt v/erden.
Es ist einsichtig, daß man bei Anordnung der Vorrichtung längs eines Kreisumfanges einen umlaufenden Motor erhält.
Die Kommutierung oder Umschaltung der Spulen wurde bisher mit Hilfe elektronischer Kommutatoreinrichtungen oder auch unter Ausnutzung der Variation des Wechselstromes durchgeführt, wobei in dem Motor ein oder mehrere umlaufende Felder, beispielsweise mit Hilfe einer Dreiphasenspannung erzeugt werden. 3s ist aber bisher nicht möglich gewesen, derartige elektronische Bauelemente, vd.e z.B. Dioden, völlig wegzulassen, um das oben angegebene System für die Versorgung der Spulen zu verwenden.
Die Erfindung besteht somit darin, die Verschiebung d der Zähne des beweglichen Elementes gegenüber den Zähnen des festen Elementes durch Angabe einer vorgegebenen Relation zwischen der Anzahl der Zähne des festen Elementes und der Anzahl der Zähne des beweglichen Elementes einerseits und dem Versorgungssystem mit Wechselstrom, mit dem man den Motor versorgen will, andererseits anzuheben, wobei diese Relation es ermöglicht, einen ganze Gruppe von Motoren zu bauen, die
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sämtlich mit einer mehrphasigen Wechselspannung betrieben v/erden können, ohne daß die Verwendung irgendeines elektronischen Umschaltelementeρ erforderlich ist, wie z.B. einer Diode, eines Thyristors oder dergleichen.
Gemäß der Erfindung gilt, wenn
ZT = Anzahl der Zähne des ersten Elementes einschließlich der Anzahl der fiktiven Zähne, die sich zwischen den aufeinanderfolgenden Stufen dieses Elementes befinden könnten, wenn die Zähnung fortgesetzt wäre,
Zjj= Anzahl der Zähne des zweiten Elementes, und _s = Anzahl der Stufen des ersten Elementes pro Phase der Versorgungspannung sind, die Gleichung
= ε. χ k
v.robei k in dieser Gleichung ein Bruchteil der Phasenanzahl η ist, mit der der Motor betrieben werden soll; da es erforderlich ist, mindestens eine Phasenanzahl von 3 zu haben, um in dem Motor ein umlaufendes Feld zur Umschaltung des in den Stufen des Motors herrschenden Flusses zu haben, kann k höchstens n/3 sein. Auf diese Weise verknüpft die oben angegebene Gleichung die Phasenanzahl dar Spannung direkt mit der !Differenz der Anzahl von Zähnen des beweglichen Elementes und derjenigen des festen Elementes des Motors.
Da die Größe _s die Anzahl der umlaufenden Felder des Motors oder mit anderen Worten die Anzahl von Paaren von erzeugten Polen bestimmt, kann man die Gesamtanzahl von Stufen P des Motores bei Wahl der Anzahl von Stufen pro Phase und der Art der Versorgungsspannung gemäß der Gleichung P = _s χ η berechnen.
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Ferner lässt sich die Umlaufgeschwindigkeit eines derartigen Motors mit Hilfe der Gleichung
60
2I oder II
berechnen, wobei X2. = Umlaufgeschwindigkeit in Upm, f = Frequenz der Versorgungsspannung, und Z = Anzahl der Zähne des beweglichen Elementes sind.
Mit Hilfe dieser Gleichungen kann man beispielsweise die folgende Tabelle von verschiedenen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Motores berechnen, ohne daß die Anzahl der Ausführungsbeispiele auf die in der Tabelle wiedergegebenen beschränkt ist.
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TABELLE
ch
1 S
Ausführungsformen des Motors : A B C 2 1 2 D : E- F G 1 2 3 4
veränderliche Größen P 12 2 4 12 2 3 4
Π 4 6 60 60 12 60 60 60
Anzahl der umlaufen
den Felder oder der
Stufen pro Phase
η
3
12 2 58 56 : 4 58 57 56
Stufenanzahl Js
3 52 107 ; ι 103 158 214
i
Phasenanzahl sstJs 1 1
Phasenanzahl
gedrittelt
zs
i ,
. 1 60
Bruchteil der Phasen
anzahl, höchstens
gleich 1/3 der Phasen
anzahl
Zr 4 59
Differenz| Z - ζ | Ω 6(T 51
Anzahl der Zähne des
Stators
:
56
Anzahl der Zähne des
Rotors
107
Drehzahl des Motors bei ι
einer Frequenz von \
50 Hz j
' i
ι I
I
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- 9 - 3
Es darf darauf hingewiesen v/erden, daß die oben angegebene Gleichung sich in gleicher Weise verwenden lässt, wenn das bewegliche Element eine Anzahl von Zähnen aufweist, die größer als diejenige der Zähne des festen Elementes ist.
In Fig. 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wiedergegeben. Der dort angegebene Motor weist einen Stator 1 von kreisförmigem Querschnitt aus einem magnetischen Material auf und besteht aus einem äußeren Ring 2, von dem radial nach innen regelmässig über den Umfang verteilte Stufen 3 nach innen vorspringen, wobei es .sich bei der dort angegebenen Ausführungsform um zwölf mit I bis XII bezeichnete Stufen 3 handelt. Jede Stufe des Stators trägt eine Spule h, deren Verschaltung im folgenden noch näher angegeben werden soll. Die freie Außenfläche jeder Stufe trägt mehrere Zähne 5, im wiedergegebenen Ausführungsbeispiel sind vier Zähne erkennbar. Für die Berechnung der Differenz zwischen der Anzahl der Zähne des Rotors und derjenigen des Stators merkt man sich aber ferner für jede Stufe 3 einen fiktiven Zahn 5F, der zwar nicht körperlich vorhanden ist, aber den man fiktiv als neben den Zähnen der jeweiligen Stufe- liegend annimmt, v/ie es in Fig. 2 punktiert angedeutet ist. Selbstverständlich können diese Zähne 5F in Wirklichkeit aus Fertigungsgründen, insbesondere zur Anbringung der Spulen A um die jeweilige Stufe 3, nicht vorgesehen sein. Man erkennt ferner, daß jede Stufe sich zu einem Teil 3a verbreitert, an dem die Zähne 5 angebracht sind. Weiterhin zeigt Fig. 2, daß sämtliche Spulen 4 des Stators in der gleichen Richtung um ihre jeweiligen Stufen 3 gewickelt sind, so daß das von einer Spule auf ihrer jeweiligen Stufe erzeugte magnetische Feld sich auch um die beiden benachbarten Stufen wieder schließen kann.
- 10
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Der Motor weist ferner einen R.otor 6 in Form eines Rades aus magnetischem Material mit Zähnen 7 an seinem Umfang auf, welche sich vor den Zähnen 5 unter Beibehaltung eines Spaltes 8 zwischen ihnen verschieben, wobei der Stator einerseits und der Rotor andererseits selbstverständlich konzentrisch angeordnet sind. Der Rotor bildet von selbst keinen magnetischen Pol.
Beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist jede Stufe 3 des Stators mit fünf Zähnen 5 versehen und es sind zwölf Stufen vorhanden, so daß die Gesamtzahl Z,-, der Zähne des Stators einschließlich der fiktiven Zähne 5F 60 beträgt.
Wenn man ferner eine Dreiphasen-Versorgungsspannung wählt, so hat man eine Anzahl von Stufen pro Phase _s = P/n von vier, so daß der Motor vier Paare von Magnetpolen aufweist. Unter diesen Voraussetzungen kann somit ZR den Wert 60 - 4 = 56 annehmen, wenn k = 1 ist; Zp kann aber auch den Wert 64 annehmen, da beide Zahlen die Bedingung erfüllen, daß die Verschiebung zwisehen den Zähnen des Rotors einerseits und den Zähnen des Stators der beiden aufeinanderfolgenden Stufen andererseits kleiner als der halbe Abstand zweier Zähne ist.
Setzt man voraus, daß jede Stufe 3 an eine Sinusspannung angeschlossen ist, so wird ihr Feld einen sinusförmigen Verlauf aufweisen, der gegenüber der Spannung um einen Phasenwinkel verschoben ist, welcher insbesondere vom Ohm'sehen Widerstand der Spule abhängt. Wenn man unabhängig davon die drei sinusförmigen Kurven der Ströme in den zwölf Spulen I bis XII aufzeichnet (vgl. Fig. 3a), so kann man die in Fig. 3b wiedergegebene Tabelle aufstellen, in der das Vorzeichen und der Wert des jeweiligen magnetischen Flusses in den jeweiligen Stufen bei 30°, 90°, 150°, 210°, 270° und 330° eines Stromzyklus wiedergegeben sind. Es sei hinzugefügt, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die Spulen I bis XII gemäß der in Fig. 10
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wiedergegebenen /mordnung miteinander verschaltet sind. Aus der in Fig. 3b wiedergegebenen Tabelle ergibt sich, wenn der Fluß in einer Stufe maximal und von einem gegebenen Vorzeichen ist, daß dann die beiden benachbarten Stufen von einem Strom durchflossen sind, der das entgegengesetzte Vorzeichen und einen halb so großen Betrag aufweist.
Man erkennt somit, daß der oben beschriebene Motor sämtliche Vorteile des in der FR-Patentanmeldung Ik 18 161 angegebenen Motors aufgrund der oben angegebenen Merkmale aufweist, wobei zusätzlich der beträchtliche Vorteil hinzukommt, daß der Motor direkt an eine Versorgung angeschlossen werden kann, ohne daß irgendwelche Hilfselemente erforderlich sind.
Die Fig. h bis 9 geben für jeden der in den Fig. 3a und 3b angegebenen Zeitpunkte die Richtung und den Wert der in den zwölf Stufen des Motors herrschenden Flusses wieder. Man erkennt, daß ein umlaufendes Feld in dem Motor erzeugt wird und daß das Feld einen halben Umlauf bei doppeltem Wechsel des Stromes bewirkt. In der Zwischenzeit wird sich der Rotor 6 um zwei Zähne gedreht haben, so daß die Drehzahl des Motors in Umdrehungen p^o Minute den Wert
J^a = 107 UpM
haben wird, wobei die Frequenz der Stromquelle 50 Hz beträgt.
Der Stator 1 und der Rotor 6 können aus beliebigem geeigneten magnetischen Material bestehen, wobei selbstverständlich ein Material mit einer geringen Neigung für Foucault'sehe Ströme vorzuziehen ist. Beispielsweise kann man normalen Flußstahl, gestapelte Bleche, z.B. aus Siliziumstahl, Sinterstahl-oder aber Epoxydharze verwenden, in welche Teilchen aus magnetischem Metall, wie z.B. Eisen eingebaut sind.
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In Fig. 10 bis 12 sind einige Möglichkeiten der Verschaltung der Spulen 4 des in Fig. 2 wiedergegebenen Motors dargestellt, wobei diese Verschaltung entweder sternförmig (vgl. Fig. 10 und 11) oder dreieckförmig (vgl. Fig. 12) sein kann. Man erkennt, daß die Spulen in Reihe mit ihrerseits paarweise parallel reschalteten Spulen, oder aber sämtlich parallel oder sämtlich in Reihe geschaltet sein können, wie es der jeweils gewählten Ausführungsform entspricht.
Weiterhin ist es möglich, den Motor mit einer Sinphasen-Spannung zu betreiben, die in üblicher Weise mit Kondensatoren zur Phasenverschiebung in eine Dreiphasen-Spannung transformiert werden kann.
In Fig. 13 bis 15 sind verschiedene mögliche Ausführungsformen des in Fig. 2 wiedergegebenen Motors dargestellt. Es darf jedoch darauf hingewiesen werden, daß die in Fig. 13 bis 15 wiedergegebenen Ausführungsformen bei sämtlichen Motoren der oben beschriebenen Art verwendet werden können, die der eingangs erläuterten Beziehung genügen.
Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform, bei der zwei bewegliche Elemente 9 und 10 von im allgemeinen zylindrischer Form koaxial zueinander angeordnet sind, wobei das innere Element 9 mit Spulen 11 versehene radiale Stufen trägt, die sich nach außen erstrecken, während das größere Element als innen gezahnter Ring ausgebildet ist. In diesem Falle kann das innere Element 9 fest angeordnet sein und den Stator bilden, während das bewegliche Element vom äußeren Ring gebildet ist, jedoch können Stator und Rotor auch in umgekehrter Weise besetzt sein.
In Fig. 14 ist ein Motor wiedergegeben, bei dem zwei Elemente 12 und 13 vorgesehen sind, die von zwei auf der gleichen Achse ausgerichteten Zylinderkörpern ausgebildet sind. Die einander
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gegenüberliegenden Flächen der beider Element^ weinen j??wr?-?iF· eine Reihe von axialen Stufen 14 mit Zähnen und Spulen cowie einen Zahnring 15 auf, der den Zähnen 16 der Stufen des anderen Elementes gegenüberliegend angeordnet ist. Auch in dl-", sr-rn ?*lle kann jedes der beiden Elemente vr*hl weise als Stator oder air Rotor verwendet werden.
Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsforn, bei ior i?n Sfcatorelement aus zwei zylindrischen Bereichen 17a und 17b besteht, die koaxial zueinander und zu einem Rotorelement 18 angeordnet sind. Die beiden Bereiche i?a und 17b sind in ähnlicher Weise wie das Element nach Fig. 14 ausgebildet, wobei die Stufen der Klarheit halber nicht eingezeichnet sind. In diesem Fall? ist der Rotor 18 an eine den Bereich 17b des Stators durchsetzende Welle 19 angeschlossen und mit Zähnen 20 versehen, die v-m Umfang den beiden Bereichen 17a und 17b gegenüberliegend angeordnet sind. In diesem Falle gilt die oben angegebene Beziehung selbstverständlich für jede Anordnung, die aus einem Bereich des Stators und einer Gruppe von Zähnen des Rotors besteht, welche sich auf der dem Statorbereich gegenüberliegenden 3e?'te befinden.
Der oben beschriebene Motor stellt somit einen Motor dar. der direkt an eine mehrphasige Stromquelle angeschlossen werden kann und der eine Vielzahl von Ausführungsformen annehmen kann. Insbesondere kann man, ausgehend von einer gegebenen Statoranordnung, dem Motor verschiedene Umlaufgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen erteilen, in dem man entweder für die Rotoren verschiedene Anzahlen von Zähnen verwendet oder indem man die Spulen des Stators an verschiedene mehrphasige Stromquellen anschließt.
Man erkennt ferner, daß die Ausgangsgeschwindigkeiten der oben beschriebenen Motoren relativ gering sind, was in einigen Fällen besonders vorteilhaft sein kann, um üblicherweise ver-
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BAD ORIGINAL
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wendete Untersetzungsgetriebe zu ersetzen oder um die Motorisierung von bestimmte-η Steuerungen vorzunehmen.
Patentansprüche; - 15 -
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Claims (13)

- 15 - 4b Patentansprüche
1.1 Antriebsvorrichtung mit einer mehrphasigen Stromquelle und
t einem Motor mit veränderlicher Reluktanz, letzterer mit einem festen Element und einem beweglichen Element, von denen das eine eine bestimmte Anzahl von auf gezahnten Stufen angeordneten Spulen aufweist und von denen das andere aus einer Masse aus magnetischem Material mit darauf angeordneten Zähnen zur Erzeugung einer Relativbewegung gegenüber den Zähnen des ersten Elementes versehen ist, wobei sich die Anzahl der Zähne des ersten Elementes von derjenigen der Zähne des zweiten Elementes in der Weise unterscheidet, daß die Zähne die Reluktanz der sie jeweils mit den Stufen bildenden magnetischen Kreise zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den beiden Elementen verändern können, wenn die Spulen \ron der mehrphasigen Stromquelle versorgt sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Spulen (4, I-XII) direkt an die mehrphasige Stromquelle angeschlossen und nacheinander von der Stromquelle beaufschlagt sind, so daß jede Spule nach einer ihr unmittelbar benachbarten Spule versorgt wird, und daß die Anzahl der Zähne der beiden Elemente (1, 6; 9. 10; 12, 13; 17a, 17b, 18) der folgenden Gleichung genügen:
= S1 χ k
wobei Zj = Anzahl der Zähne (5) des ersten Elementes einschließlich der fiktiven Zähne (5F) die sich angenommenermaßen zwischen den Stufen (3) befinden;
Z-r-r= Anzahl der Zähne (7) des zweiten Elementes;
_s = Anzahl der Stufen (3) pro Phase der Stromquelle; und
k = Bruchteil der Anzahl der Phasen der Stromquelle kleiner gleich einem Drittel der Anzahl dieser Phasen.
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- 16 -
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Spulen (4, I-XII) in der gleichen Richtung auf ihren jeweiligen Stufen gewickelt sind, so daß sich das jeweilige auf eine Stufe erzeugte magnetische Feld um die beiden angrenzenden Stufen schließen kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elemente von im allgemeinen zylindrischer und koaxialer Form sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element als Stator und das zweite Element als Rotor oder umgekehrt ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element vom zweiten Element oder umgekehrt umgeben ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gek ennzeichnet , daß die jeweiligen Zähne auf dem jeweils einander gegenüberliegenden zylindrischen Flächen der beiden Elemente ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Zähne auf den jeweils gegenüberliegenden radialen Flächen der beiden Elemente angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η -
ζ e i c h η et , daß das eine der beiden Elemente aus zwei Teilen besteht, die jeweils eine gleiche Anzahl von Zähnen auf ihren einander gegenüberliegenden radialen Flächen tragen, und daß das zweite Element zwischen den beiden Teilendes ersten Elementes angeordnet ist und auf beiden seiner radialen Flächen Zähne trägt.
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9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (4, I-XII) der Stufen (3, 11, 14) einzeln oder in Gruppen in Form eines
Dreieckes oder eines Sternes angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die an die gleiche Phase der Stromquelle angeschlossenen Spulen in Serie oder parallel geschaltet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die an die gleiche Phase der Stromquelle angeschlossenen Spulen pro Gruppe in Serie geschaltet sind,
wobei die Gruppen selbst parallel geschaltet sind.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzei chnet , daß der magnetische Kreis von mindestens einem der beiden Elemente aus Weicheisen, aus geschichtetem Blech, aus gesintertem Metall oder aus einem Epoxydharz besteht, in das Teilchen aus magnetischem Metall,
wie z.B. Eisen eingearbeitet sind.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung zwölf Stufen (3, 11, 14) aufweist und die Spulen (4, I-XII) in der Weise verschaltet sind, daß sie bei Anschluß an eine dreiphasige Versorgungsstromquelle vier Paare von Magnetpolen bilden.
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