CH668499A5

CH668499A5 - Steuerbare, spannung wandelnde, elektrische maschine.

Info

Publication number: CH668499A5
Application number: CH3400/84A
Authority: CH
Inventors: Eugen Dr Nolle
Original assignee: Blum Gmbh & Co E
Priority date: 1983-07-14
Filing date: 1984-07-12
Publication date: 1988-12-30
Also published as: IT8421891A0; GB2146492B; GB8418055D0; SE8403689L; GB2146492A; DE3423160A1; DE3423160C2; IT1175578B; NL8402230A; IT8421891A1; FR2549312A1; SE8403689D0; FR2549312B1

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine steuerbare, Spannung wandelnde, elektrische Maschine mit jeweils mindestens einer um jeweils einen Kernabschnitt gelegten Primär-, Sekundär- und Steuerspule, wobei über die gleichstromerregbare Steuerspule die Ausgangswechselspannung der Sekundärspule steuerbar ist, weiterhin der Kern mindestens einen Hauptkreis bildet, auf dem die Primär- und Sekundärspule bzw. -spulen angeordnet sind, sowie mindestens einen Steuerkreis, auf dem die Steuerspule bzw. -spulen angeordnet sind.

Derartige elektrische Maschinen finden unter anderem Anwendung in der Schweisstechnik, um z.B. die Stromstärke von Lichtbogen-Schweissanlagen zu regeln. Hierfür werden die elektrischen Maschinen der eingangs genannten Art als Transformator mit einstellbarer bzw. regelbarer Ausgangswechselspannung eingesetzt. Die Primär-, die Sekundär- und die Steuerspule bzw. -spulen sind dabei über einen aus ferromagnetischem Stoff bzw. ferromagnetischen Stoffen, wie z.B. Eisen, aufgebauten Kern magnetisch miteinander gekoppelt. Der Kern ist dabei derart ausgebildet, dass er mindestens einen nicht durch eine Sekundärspule führenden Primärkreis für den von wenigstens einer Primärspule in den Kern induzierten magnetischen Fluss sowie mindestens einen durch eine Primär- und eine Sekundärspule führenden Hauptkreis und mindestens einen durch eine Steuerspul'e führenden Steuerkreis bildet, wobei zumindest Primär- und Steuerkreis gemeinsame Kernabschnitte aufweisen, welche durch die mit einstellbarem Gleichstrom beaufschlagbaren Steuerspulen vormagnetisiert werden können, so dass in diesen vormagnetisierbaren Bereichen die Permeabilität für den durch die Primärspule erzeugten magnetischen Fluss veränderbar ist. Dadurch kann mit zunehmender Vormagnetisierung ein immer grösser werdender Flussanteil des von der Primärspule aufgebauten und bei nicht beaufschlagter Steuerspule zum grössten Teil über den Primärkreis fliessenden magnetischen Flusses in den die Sekundärspule aufnehmenden Hauptkreis gedrängt werden, so dass an der Sekundärspule ein ebenfalls zunehmender Ausgangsstrom entnommen werden kann.

Es sind bereits elektrische Maschinen der eingangs genannten Art vorgeschlagen worden, bei denen die Wickelachse der Steuerspule senkrecht zur Wickelachse der Primär- und Sekundärspule bzw. -spulen verläuft. Der Kern weist dabei ein den Hauptkreis bildendes rahmenförmiges Kernteil auf, welches zwei, die Primärwicklung und die Sekundärwicklung aufnehmende Schenkelbereiche, sowie zwei die Schenkelbereiche verbindende Jochbereiche bildet, wobei quer bzw. senkrecht zu diesem rahmenförmigen Kernteil zwei den Steuerkreis und Teilbereiche des Primärkreises bildende und jeweils zwei Aussen-schenkelbereiche, einen Mittelschenkelbereich und zwei Jochbereiche aufweisende Steuerkerne vorgesehen sind. Die zwei Aus-senschenkelbereiche der Steuerkerne liegen dabei beidseits der Sekundärspule an den Schenkelbereichen des den Hauptkern bildenden rahmenförmigen Kernteiles an, und die Mittelschenkel der beiden Steuerkerne erstrecken sich durch eine gemeinsame Steuerspule.

Eine derart ausgestaltete elektrische Maschine ist jedoch aufwendig und teuer, da sie aufgrund der Spulenanordnung einen relativ komplizierten und aufwendigen Kernaufbau erfordert und einen hohen Einsatz an Kernmaterial und Kupfer für die Spulen benötigt. Sie ist ausserdem nur in sogenannter Legetechnik herstellbar.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, elek5

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trische Maschinen der eingangs genannten Axt zu schaffen, die sich in besonders einfacher, rationeller und preiswerter Weise herstellen bzw. zusammenbauen lassen, weiterhin einen geringen Materialeinsatz erfordern sowie einen besseren Wirkungsgrad besitzen.

Gemäss der Erfindung wird dies bei einer elektrischer Maschine der eingangs genannten Art dadurch erzielt, dass a) die Wickelachsen zumindest der Sekundär- und der Steu-erspule(n) wenigstens annähernd parallel sind,

b) die Steuerspule zwischen Sekundärspulen bzw. die Sekundärspule zwischen Steuerspulen vorgesehen ist und die Wickelachsen zumindest dieser Spulen wenigstens annähernd in einer Ebene und die Spulen wenigstens annähernd auf gleicher Höhe nebeneinander angeordnet sind,

c) die Kernabschnitte innerhalb der Sekundärspule bzw. -spulen von dem durch die Steuerspule(n) erzeugten Steuerfluss und von dem durch die Primärspule(n) erzeugten Hauptfluss durchsetzbar sind,

d) die Wickelachsen wenigstens einer Primär- und wenigstens einer Sekundärspule zumindest annähernd fluchten, und e) wenigstens eine Primärspule in axialem Abstand von wenigstens einer Sekundärspule vorgesehen ist.

Dabei kann es gemäss einem zusätzlichen erfinderischen Merkmal vorteilhaft sein, wenn der die verschiedenen Spulen aufnehmende Kern derart ausgebildet ist, dass dieser mindestens einen Hauptkreis bildet, auf dem lediglich die Primär-und Sekundärspule bzw. -spulen angeordnet sind, sowie mindestens einen Steuerkreis, auf dem lediglich die Primärspule bzw. -spulen vorgesehen sind, und weiterhin mindestens einen Steuerkreis, auf dem lediglich die Steuerspule(n) und die Sekundär-spule(n) sich befinden.

Bei Verwendung mehrerer Primärspulen und/oder Sekundärspulen kann es je nach Anwendungsfall zweckmässig sein, wenn die Primär- und/oder die Sekundärspulen in Reihe geschaltet bzw. schaltbar sind.

Dabei kann es für manche Anwendungsfälle angebracht sein, wenn der Hauptkreis in seinem Wesen als U-I- bzw. als M- oder E-I-Kreis ausgebildet ist und der bzw. die Steuerkreise als M-Kreise ausgebildet sind. Für andere Anwendungsfälle kann es jedoch auch vorteilhaft sein, wenn der Hauptkreis als N-Schenkelkern, wobei N zumindest 2 betragen soll, vorzugsweise als U-I-Kern, wie sie beispielsweise durch die DIN 41300 oder 41302 bekannt sind, ausgebildet ist und die Steuerkreise in ihrem Wesen als M-Steuerkreise ausgebildet sind.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn der Kern mindestens einen weiteren Steuer kreis bildet, auf dem lediglich eine Steuerspule angeordnet ist und dass zumindest der Kernteilabschnitt, auf dem diese Steuerspule aufgenommen ist, Teil eines Steuerkreises ist, auf dem lediglich eine Sekundärspule zusätzlich aufgenommen ist.

Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung kann es ausserdem vorteilhaft sein, wenn zumindest die Wickelachsen der Steuer- und der Primärspule(n) wenigstens annähernd parallel sind.

Eine besonders einfache und raumsparende Bauart einer elektrischen Maschine der eingangs genannten Art kann sich ergeben, wenn die Wickelachsen der Steuer-, der Primär- und der Sekundärspule(n) wenigstens annähernd parallel sind.

Die Kernteilabschnitte oder zumindest einzelne hiervon können wenigstens teilweise aus Ferritkernen, z.B. gesinterten Ferritkernen bestehen. Wenigstens einzelne der Kernteile oder Kernteilabschnitte können aber auch aus untereinander zusammengehaltenen, z.B. untereinander verklebten Blechlagen bestehen. In einem solchen Falle kann es von Vorteil sein, wenn die Blechlagen der Kernteile oder Kernteilabschnitte sowohl für die Primär-, die Sekundär-, als auch die Steuerspule zueinander zumindest annähernd parallel angeordnet sind.

Um eine besonders schmale Bauweise zu erhalten, kann es angebracht sein, den Kern derart auszugestalten, dass die Wickelachsen der Primär-, der Sekundär- und der Steuerspule zumindest annähernd in einer gleichen Ebene liegen. Dabei kann es ausserdem zweckmässig sein, wenn der Aufbau des Kernes derart erfolgt, dass die zu den magnetischen Kraftlinien parallelen Ebenen des Steuer- und des Primärkreises zumindest annähernd parallel zueinander verlaufen.

Eine vom Wirkungsgrad-und vom Aufbau vorteilhafte Ausgestaltung der elektrischen Maschine kann gegeben sein, wenn die Steuerspule um einen Kernabschnitt gelegt ist, der magnetischen Schluss hat mit zwei benachbarten Kernabschnitten, die mit mindestens einem Kernabschnitt, den mindestens eine Sekundärspule umschliesst, magnetisch gekoppelt sind und wenn das von der Steuerspule erzeugbare Kraftlinienfeld durch den Kernabschnitt, um den die Sekundärspule gelegt ist, leitbar ist.

Eine besonders einfache und vom Materialeinsatz günstige Ausgestaltung der elektrischen Maschine kann sich ergeben sein, wenn jede der Spulen um einen Kernabschnitt gelegt ist, der aus untereinander zusammengehaltenen Blechlagen besteht, die über den Eisenkernenden angeformte Stossstellen mit quer dazu liegenden Eisenkernen, die ebenfalls aus untereinander zusammengehaltenen Blechlagen bestehen, magnetisch gekoppelt sind, wobei es zweckmässig sein kann, wenn die von den Spulen umgriffenen Eisenkernabschnitte Schenkelkerne darstellen und die diese magnetisch koppelnden Eisenkernabschnitte Joche sind. Solche Schenkel und Joche können in besonders vorteilhafter Weise als quaderförmige Blechpakete hergestellt werden, die z.B. aus Einzelblechen, die miteinander verklebt sein können, bestehen. Die Verwendung von Joch- und Schenkelblechpaketen gewährleistet eine einfache und preiswerte Herstellung sowie eine geringere Lagerhaltung, da derartige Bausteine rationell hergestellt und montiert werden können und weiterhin solche Einzelpakete für verschiedene elektrische Maschinen verwendet werden können.

Vorteilhaft kann es weiterhin sein, wenn der Kern der elektrischen Maschine zwei äussere Jochkerne besitzt, zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne, wobei zwischen letzteren ein sie magnetisch koppelnder Schenkelkern für eine Steuerspule vorgesehen ist und weiterhin jeweils zwischen den äusseren und den Zwischenjochkernen sowie zwischen den Zwischenjochkernen die Schenkelkerne für die Primär- und die Sekundärspulen vorgesehen sind. Dabei kann es zweckmässig sein, wenn jeweils zwischen den äusseren und den Zwischenjochkernen sowie zwischen den Zwischenjochkernen zwei Schenkelkerne vorgesehen sind, wobei die um die zwischen den Zwischenjochkernen vorgesehenen Schenkelkerne gelegten Spulen Sekundärspulen sind und die zwischen den beiden äusseren Jochkernen und den Zwischenjochkernen vorgesehenen Schenkelkerne je eine Primärspule aufweisen und weiterhin zwischen den zwei, die Sekundärspule tragenden Eisenkernen und zwischen den Zwischenjochen der die Steuerspule tragende Schenkelkern vorgesehen ist.

Bei einer derart aufgebauten elektrischen Maschine sind für die magnetischen Flüsse, welche durch die Primärspulen bzw. durch Teil Wicklungen einer Primärspule in den Kern induziert werden, zwei Primärkreise vorhanden, die jeweils durch einen äusseren Jochkern, einen Zwischenjochkern und zwei diese magnetisch miteinander koppelnden und die Primärspulen bzw. Teilwicklungen einer Primärspule aufnehmenden Primärschenkelkernen gebildet sind. Es bilden sodann die beiden äusseren Jochkerne auch einen Teilbereich des Hauptkreises. Zwischen diesen äusseren Jochkernen ist der Hauptkreis gebildet durch die die Primärspulen bzw. Teilwicklungen einer Primärspule aufnehmenden Primärschenkelkerne, weiterhin durch die die Sekundärspulen bzw. Teilwicklungen einer Sekundärspule aufnehmenden Sekundärschenkelkerne, sowie durch die Abschnitte der Zwischenjochkerne, welche von den aufeinander zu weisenden Stossstellen der Primärschenkelkerne und der Sekundär5

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schenkelkerne flankiert werden. Die beiden Zwischenjochkerne der Primärkreise bilden dabei gleichzeitig Teilbereiche des Steuerkreises, welcher aufgrund des beschriebenen Aufbaues in zwei Teilsteuerkreise unterteilt ist, welche jeweils ausgehend von dem die Steuerspule aufnehmenden Steuerschenkelkern über einen Zwischenjochkern, einen Sekundärschenkelkern und von diesem über den zweiten Zwischenjochkern zurück zum Steuerschenkelkern führen.

Wie aus der vorangegangenen Beschreibung hervorgeht, können sich in den die Sekundärspulen aufnehmenden Schenkelkernen Kraftlinien sowohl eines Haupt- als auch eines Steuerkreises aufbauen. Um eine optimale Funktionsweise einer er-findungsgemässen elektrischen Maschine zu gewährleisten, ist es deshalb besonders vorteilhaft, wenn der Querschnitt der Zwischenjochkerne geringer ist als der Querschnitt der eine Sekundärspule aufnehmenden Kerne. Durch diese Massnahme kann sichergestellt werden, dass bei voller Aussteuerung der elektrischen Maschine d.h. bei voller Beaufschlagung der Steuerspule mit Gleichstrom, die Zwischenjochkerne im Bereich zwischen den eine Sekundärspule aufnehmenden Schenkelkernen und dem die Steuerspule aufnehmenden Schenkelkern voll gesättigt sind, so dass diese Bereiche für den durch eine Primärspule induzierten magnetischen Fluss praktisch unpassierbar sind, wohingegen in den eine Sekundärspule aufnehmenden Schenkelkernen aufgrund der grösseren Querschnittsdimensionierung die Kraftliniendichte, d.h. also die magnetische Induktion und damit auch die Feldstärke viel geringer ist, so dass diese Schenkelkerne sich nicht im Sättigungszustand befinden und daher keine wesentliche nachteilige Auswirkung auf den durch eine Sekundärspule geleiteten magnetischen Fluss, welcher von einer Primärspule in den Kern induziert wird, vorhanden ist. Als besonders zweckmässig hat es sich erwiesen, wenn der Querschnitt der Zwischenjochkerne zwischen 10 und 70%, vorzugsweise zwischen 30 und 60% des Querschnittes der eine Sekundärspule aufnehmenden Kerne beträgt.

Weiterhin kann es zweckmässig sein, wenn die eine Primärspule aufnehmenden Kerne und/oder die äusseren Jochkerne zumindest annähernd gleiche Querschnitte aufweisen als die Primär- und/oder Sekundärspulenkerne, wobei es zusätzlich vorteilhaft sein kann, wenn der eine Steuerspule tragende Kern zumindest annähernd den doppelten Querschnitt aufweist als ein Zwischenjochkern.

Weiterhin kann es angebracht sein, dass zumindest Gruppen der einzelnen Kernteile aus Material unterschiedlicher Permeabilität bestehen, wobei es für manche Anwendungsfälle vorteilhaft sein kann, wenn die Aussenjochkerne und/oder die Kerne für die Sekundär- bzw. Steuerspulen aus Material höherer Permeabilität als die Zwischenjochkerne bestehen.

Die Erfindung eignet sich auch in besonders vorteilhafter Weise für den Aufbau von elektrischen Maschinen der eingangs genannten Art in Mehrphasenausführung. So kann es z.B. für eine elektrische Maschine mit drei Phasen besonders zweckmässig sein, wenn deren Kern wenigstens zwei äussere Jochkerne besitzt, mindestens zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne, wobei zur magnetischen Koppelung jeweils zwischen den äusseren und den Zwischenjochkernen sowie zwischen den Zwischenjochkernen zwei äussere Schenkelkerne und ein zwischen letzteren angeordneter Mittelschenkelkern vorgesehen ist und weiterhin zwischen den Zwischenjochkernen zwei sie magnetisch koppelnde Schenkelkerne zur Aufnahme von Steuerspulen angeordnet sind, die jeweils zwischen dem entsprechenden Mittelschenkelkern und einem äusseren Schenkelkern vorgesehen sind. Dabei kann es zweckmässig sein, wenn um die zwischen den äusseren Jochkernen und den Zwischenjochkernen vorgesehenen äusseren und mittleren Schenkelkerne die Primärspulen gelegt sind und die zwischen den Zwischenjochkernen vorgesehenen äusseren Schenkelkerne sowie der zwischen letzteren vorgesehene mittlere Schenkelkern die Sekundärspulen aufweist.

Um eine optimale Funktionsweise einer solchen elektrischen Maschine zu gewährleisten, ist es angebracht, deren Kern derart auszugestalten, dass der Querschnitt der mittleren Schenkelkerne zumindest annähernd doppelt so gross ist wie der Querschnitt der äusseren Schenkelkerne und/oder der Querschnitt der äusseren Jochkerne und/oder der Querschnitt der die Erregerspule aufnehmenden Kerne. Als zweckmässig hat es sich erwiesen, wenn der Querschnitt der Zwischenjochkerne zwischen 10 bis 80%, vorzugsweise 30 bis 60% des Querschnittes der mittleren Schenkelkerne beträgt, so dass bei voller Aussteuerung der elektrischen Maschine in den Zwischenjochkernen eine Sättigung auftritt, wohingegen in den mittleren Schenkelkernen die volle Aussteuerung der elektrischen Maschine sich nur geringfügig bemerkbar macht.

Wie bereits erwähnt, können die Jochkerne bzw. die Schenkelkerne sowohl aus gesintertem Ferrit oder aus in sich zusammengehaltenen Blechpaketen bestehen oder aber auch aus einem anderen ferro-magnetischen Stoff. Vorteilhaft kann es sein, wenn wenigstens einzelne Jochkerne oder Jochkernabschnitte mit wenigstens einzelnen Schenkelkernen oder Schenkelkernabschnitten einstückig ausgebildet sind. Dabei können wenigstens einzelne Jochkerne angeformte Schenkelkerne besitzen oder wenigstens einzelne Schenkelkerne angeformte Jochkerne. Sowohl die Schenkel als auch die angeformten Jochker-,ne (oder die Joche mit angeformten Schenkelkernen) können quaderförmig ausgebildet sein.

Vorteilhaft kann es jedoch auch sein, wenn die Schenkel-und/oder die Jochkerne im Querschnitt rund ausgebildet sind.

Eine vorteilhafte Ausführungsform, insbesondere für einen einphasigen Kern, kann dann gegeben sein, wenn wenigstens einem der äusseren Joche Schenkelkerne für die Primärspulen angeformt sind. Das äussere Kernteil kann sodann U-förmig ausgebildet sein, wobei die Aussenstege des «U» die Schenkelkerne und der Verbindungssteg des «U» das Joch darstellen. Desweiteren kann wenigstens einer der Zwischenjochkerne zu-minest teilweise angeformte Schenkelkerne tragen. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn wenigstens einer der verwendeten Zwischenjochkerne an seinen Endbereichen jeweils einen Aus-sensteg besitzt, wobei diese Aussenstege die äusseren Schenkelkerne bilden und wobei ein dazwischen vorgesehener Mittelsteg angeformt ist, so dass dieser Kern somit eine E-Form darstellt. Eine in elektrischer Hinsicht und herstellungsgemäss besonders einfache Ausbildung ergibt sich, wenn zwei E-förmig ausgebildete Kerne spiegelbildlich zueinander vorgesehen werden, wobei die jeweils aufeinanderstossenden Aussen- und die Mittelstege die Schenkelkerne bilden und weiterhin zwei U-förmig ausgebildete Kerne, deren Verbindungsstege die äusseren Jochkerne und deren Aussenstege die Schenkelkerne bilden, ebenfalls spiegelbildlich zueinander angeordnet werden, so dass sie mit ihren angeformten Schenkelkernen an den Zwischenjochen auflagern.

Unabhängig von der Herstellungsart, nämlich ob als Blechpaket, aus gesintertem Ferrit oder anders hergestellte Kernteile verwendet werden, ist es vorteilhaft, wenn die aufeinander zu gerichteten Bereiche der Stege bzw. Zwischenstege bzw. der Schenkel- und der Jochkernteile ebnend bearbeitet, vorzugsweise geschliffen oder gefräst sind.

Ein Kern in dreiphasiger Ausbildung kann derart ausgebildet sein, dass wenigstens einer der Jochkerne zwei Aussen- und einen Mittelsteg angeformt hat, die wenigstens teilweise die Schenkelkerne bilden und somit ein E-förmiges Kernteil darstellen. Wenigstens eines der Kernteile, welches das Zwischenjoch enthält, kann E-förmig ausgebildet sein zwischen den Aussen-und den Mittelstegen des «E» weitere Zwischenstege angeformt haben, die zumindest Teile weiterer Schenkelkerne bilden. Eine optimierte Ausführungsform einer derartigen elektrischen Maschine besitzt zwei mit zusätzlichen Zwischenstegen versehene E-Kernteile, die jeweils das Zwischenjoch enthalten, wobei diese Kernteile spiegelbildlich zueinander angeordnet werden, und

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wobei auf den die Zwischenjoche darstellenden Verbindungsstegen die äusseren, E-förmig ausgebildeten Kernteile, ebenfalls spiegelbildlich zueinander angeordnet, mit ihren die Schenkelkerne darstellenden Aussen- und Zwischenstegen auf den Zwischenjochkernen auflagern.

Als besonders günstig hat sich dabei ein symmetrischer Aufbau erwiesen, wobei die Aussen- und/oder die Mittel und/oder die Zwischenstege zumindest annähernd die halbe Höhe der Schenkelkerne aufweisen.

Anhand der Figuren 1 bis 6 sei die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Kern in Ansicht mit den darauf angeordneten verschiedenen Spulen im Schnitt für eine erfindungsgemässe elektrische Maschine in ein-phasiger Ausführungsform, Fig. 2 eine Draufsicht der Fig. 1,

Fig. 3 einen Kern in Ansicht mit den darauf vorgesehenen Spulen im Schnitt für eine erfindungsgemässe elektrische Maschine in drei-phasiger Ausführungsform,

Fig. 4 eine Draufsicht der Fig. 3,

Fig. 5 eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 1,

Fig. 6 eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 3,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines Kernes für eine erfindungsgemässe elektrische Maschine in ein-phasiger Ausführungsform.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Kern 1 besitzt zwei äussere Jochkerne 2 und 2a sowie zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne 3 und 3a, die jeweils mit dem ihnen unmittelbar benachbarten äusseren Jochkern 2 bzw. 2a über jeweils zwei Schenkelkerne 4, 4a bzw. 4b, 4c magnetisch gekoppelt sind. Zwischen den Zwischenjochkernen 3 und 3a sind weitere Schenkelkerne 5 und 5a sowie ein zwischen diesen angeordneter Schenkelkern 6 vorgesehen.

Die äusseren Jochkerne 2, 2a, die Zwischenjochkerne 3, 3a sowie die einzelnen Schenkelkerne 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a und 6 bestehen hier jeweils aus einer Mehrzahl von Einzelblechen, die untereinander verklebt sind.

Die verschiedenen Kernteile 2, 2a, 3, 3a, 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 6, welche den Eisenkern 1 bilden, sind dabei derart angeordnet, dass deren Einzelbleche parallel zueinander verlaufen.

Zumindest einzelne Kernteile können aber auch zumindest teilweise aus anderem Material bestehen, z.B. aus gesintertem Ferrit.

Um optimale elektromagnetische Werte zu erhalten, sind die Stossstellen, über die die einzelnen Kernteile 2, 2a, 3, 3a, 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 5, 6 einander gegenüberliegen und sich berühren, bearbeitet, zum Beispiel geschliffen.

Um die Schenkelkerne 4, 4a, 4b, 4c sind jeweils in Reihe geschaltete Teilwicklungen bzw. Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c einer Primärspule vorgesehen. Um die Schenkelkerne 5 und 5a ist die in zwei Teilwicklungen bzw. Teilspulen 8 und 8a unterteilte Sekundärwicklung vorgesehen. Der Schenkelkern 6 nimmt die Steuerspule 9 auf.

Wie ersichtlich ist, sind die Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c der Primärspule sowie die Teilspulen 8, 8a der Sekundärspule und die Steuerspule 9 derart angeordnet, dass deren Wickelachsen 10, 11 und 12 zueinander parallel sind und, wie insbesondere aus Figur 2 hervorgeht, in einer gleichen Ebene 13, welche ebenfalls parallel zu den Einzelblechen der verschiedenen Kernteile 2, 2a, 3, 3a, 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 5, 6 verläuft, angeordnet. Wie aus Figur 1 weiterhin ersichtlich ist, ist die Steuerspule 9 zwischen den beiden Sekundärspulen 8, 8a und auf gleicher Höhe wie diese angeordnet. Ausserdem sind die Primärteilspulen 7, 7b bzw. 7a, 7c gegenüber den Sekundärspulen 8 bzw. 8a mit einem Abstand koaxial angeordnet.

Der Kern 1 bildet für die durch die Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c der Primärspule, welche mit Wechselstrom beaufschlagt werden, induzierten magentischen Flüsse zwei Primärkreise 14, 14a, die in Figur 1 strichpunktiert angedeutet sind und die jeweils gebildet sind durch einen äusseren Jochkern 2 bzw. 2a, einen Zwischenjochkern 3 bzw. 3a und zwei diese magnetisch miteinander koppelnden und die Teilspulen 7, 7a bzw. 7b, 7c aufnehmenden Schenkelkerne 4, 4a bzw. 4b, 4c.

Die beiden äusseren Jochkerne 2 und 2a des Eisenkerns 1 bilden weiterhin Teilbereiche eines in seinem Wesen U-I-artigen Hauptkreises 15 für die magnetischen Flüsse, welche durch die Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c der Primärspule induziert werden. Dieser Hauptkreis 15 ist in Figur 1 strichliert angedeutet. Zwischen den äusseren Jochkernen 2 und 2a wird der Hauptkreis 15 gebildet durch die Schenkelkerne 4, 4a, 4b, 4c, welche die Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c der Primärspule aufnehmen, sowie durch die Schenkelkerne 5 und 5a, welche die Teilspulen 8, 8a der Sekundärspule aufnehmen, und weiterhin durch die Abschnitte der Zwischenjochkerne 3 und 3a, welche von den aufeinander zu weisenden Stossstellen der die Primärteilspulen aufnehmenden Schenkelkerne 4, 4a, 4b, 4c und der die Sekundärteilspulen aufnehmenden Schenkelkerne 5, 5a flankiert werden.

Die beiden Zwischenjochkerne 3 und 3a bilden ausserdem Teilbereiche eines in seinem Wesen M-artigen Steuerkreises, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in zwei Teilsteuerkreise 16, 16a, welche in Figur 1 strich-doppelt-punktiert angedeutet sind, unterteilt ist. Die Teilsteuerkreise 16, 16a verlaufen dabei, jeweils ausgehend von dem die Steuerspule 9 aufnehmenden Schenkelkern 6, über den einen Zwischenjochkern 3, einen die Teilspulen 8 bzw. 8a aufnehmenden Schenkelkern 5 bzw. 5a und von diesem Schenkelkern 5, 5a über den anderen Zwischenjochkern 3a zurück zum Schenkelkern 6 der Steuerspule 9.

Aufgrund des Eisenkernaufbaues verlaufen die magnetischen Kraftlinien des Steuer-, des Primär- und des Hauptkreises in parallel zueinander ausgerichteten Ebenen.

Die Zwischenjochkerne 3 und 3a weisen einen gegenüber den anderen Kernteilen 2, 2a, 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 5, 6 geringeren Querschnitt auf, welcher bei der dargestellten Ausführungsform 50% des Querschnittes der Kernteile 2, 2a, 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 5, 6 beträgt.

Je nach Einsatzfall kann der Kern 1 aus Kernteilen gleicher Permeabilität oder aber auch aus Kernteilen verschiedener Permeabilität bestehen, wobei die Zwischenjochkerne 3, 3a aus einem Material mit geringerer Permeabilität als das Material für die anderen Kernteile 2, 2a, 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 5, 6 hergestellt sein können.

Im folgenden sei die Funktionsweise einer elektrischen Maschine gemäss Figur 1 und 2 näher erläutert.

Bei nicht erregter Steuerspule 9 verlaufen die durch die Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c der Primärwicklung in den Kern 1 induzierten magnetischen Flüsse entsprechend der beiden Primärkreise 14 und 14a, d.h. dass die magnetischen Flüsse nicht durch die Teilspulen 8 und 8a der Sekundärspule hindurchgehen, sondern den Weg des geringeren Widerstandes gehen, nämlich durch die Zwischenjochkerne 3 und 3a.

Wird nun die Steuerspule 9 mit Gleichstrom beaufschlagt, so bauen sich magnetische Teilflüsse entsprechend den beiden Teilsteuerkreisen 16 und 16a auf, welche die von ihnen durch-flossenen Bereiche des Kernes 1 vormagnetisieren, wobei diese Vormagnetisierung von der an die Steuerspule 9 angelegten Gleichspannung abhängig ist, d.h. je grösser die angelegte Spannung ist, desto grösser ist die Vormagnetisierung.

Eine solche Vormagnetisierung bewirkt, dass aufgrund des geringeren Querschnittes der Zwischenjochkerne 3 und 3a in den in Figur 1 durch Schraffuren kenntlich gemachten Bereichen der Zwischenjochkerne 3 und 3a eine ausreichend grosse magnetische Inktion bzw. Flussdichte vorhanden ist, um diese Bereiche teilweise zu sättigen, so dass ein Teil der durch die Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c der Primärwicklung in den Kern 1 induzierten magnetischen Flüsse durch die Teilspulen 8, 8a der Sekundärspule gedrängt werden kann. Es ist also möglich, durch Veränderung des Sättigungsstandes in den durch Schraffuren s

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kenntlich gemachten Bereichen einen mehr oder weniger grossen Anteil der durch die Primärwicklung induzierten magnetischen Flüsse durch die Sekundärwicklung zu leiten. Sobald die durch Schraffuren kenntlich gemachten Bereiche der Zwischenjochkerne 3 und 3a voll gesättigt sind, sind sie für die durch die Teil Wicklungen der Primärwicklung induzierten magnetischen Flüsse praktisch unpassierbar, so dass diese magnetichen Flüsse voll durch die Teilspulen der Sekundärspule geleitet werden.

Der in den Figuren 3 und 4 gezeigte Kern 100 für eine elektrische Maschine in drei-phasiger Ausführungsform besitzt zwei äussere Jochkerne 102 und 102a sowie zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne 103 und 103a, wobei die Zwischenjochkerne 103 und 103a untereinander durch zwei äussere Schenkelkerne 105 und 105a sowie einen zwischen diesen vorgesehenen mittleren Schenkelkern 105b und weiterhin durch zwischen den mittleren Schenkelkern 105b und den äusseren Schenkelkernen 105 und 105a vorgesehene Schenkelkerne 106, 106a zur Aufnahme einer Steuerspule 109, 109a magnetisch gekoppelt sind. Die äusseren Schenkelkerne 105 und 105a sowie der zwischen diesen vorgesehene mittlere Schenkelkern 105b nehmen die Sekundärwicklungen 108, 108a, 108b, welche jeweils für eine Phase vorgesehen sind, auf. Jeder der Zwischenjochkerne 103 und 103a ist ausserdem mit dem ihm jeweils benachbarten äusseren Jochkern 102 bzw. 102a über zwei äussere Schenkelkerne 104, 104a bzw. 104b, 104c sowie durch einen mittleren Schenkelkern 104e bzw. 104f magnetisch gekoppelt. Die Schenkelkerne 104, 104a, 104b, 104c, 104e und 104f nehmen jeweils Teilspulen 107, 107a, 107ab, 107c, 107e und 107f von Primärspulen auf, wobei die Teilspulen 107, 107b bzw. 107a, 107c bzw. 107e, 107f jeweils die Spule für eine Primärphase bilden.

Infolge des Kernaufbaues ist die Steuerspule 109 zwischen den beiden Sekundärspulen 108, 108b und die Steuerspule 109a zwischen den beiden Sekundärspulen 108a, 108b angeordnet, wobei weiterhin die Sekundärspulen 108, 108b, 108a und die dazwischen vorgesehenen Steuerspulen 109, 109a nebeneinander auf gleicher Höhe angeordnet sind. Weiterhin sind die Primärteilspulen 107, 107b gegenüber der zwischen ihnen angeordneten Sekundärspule 108, die Primärteilspulen 107e, 107f gegenüber der zwischen ihnen angeordneten Sekundärspule 108b und die Primärteilspulen 107a, 107c gegenüber der zwischen ihnen vorgesehenen Sekundärspule 108a mit einem Abstand koaxial angeordnet.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die den Kern 100 bildenden Kernteile aus einer Mehrzahl von Einzelblechen, die untereinander jeweils verklebt sind, gebildet, wobei diese Kernteile derart angeordnet sind, dass deren Einzelbleche parallel zueinander verlaufen.

Durch den speziellen Aufbau des Kernes 100 verlaufen auch die Wickelachsen 117, 118, 119, 120 und 121 der einzelnen Teilspulen bzw. Spulen parallel zueinander und sind, wie dies insbesondere aus Figur 4 ersichtlich ist, in einer gleichen Ebene 113 angeordnet.

Wie aus Figur 3 zu entnehmen ist, weisen die mittleren Schenkelkerne 104e, 105b, 104f einen grösseren Querschnitt auf als der Querschnitt der äusseren Schenkelkerne 104, 104a, 105, 105a, 104b, 104c, als der Querschnitt der äusseren Jochkerne 102, 102a und als der Querschnitt der die Steuerspulen 109, 109a aufnehmenden Schenkelkerne 106, 106a. Weiterhin ist aus Figur 3 zu entnehmen, dass die Zwischenjochkerne 103, 103a gegenüber den anderen Kernteilen einen geringeren Querschnitt aufweisen, wobei bei der dargestellten Ausführungsform der Querschnitt der Zwischenjoche 103 und 103a ca 40% des Querschnittes der mittleren Schenkelkerne 104e, 105b, 104f beträgt.

Der Eisenkern 100 bildet für die durch die Teilspulen 107, 107a, 107b, 107c, 107e, 107f der Primärspulen, welche mit Wechselstrom beaufschlagt werden, induzierten magnetischen Flüsse vier Primärkreise 114, 114a, 114b, 114c, wie dies in Figur 3 strichpunktiert angedeutet ist, sowie zwei Hauptkreise 115 und 115a, welche in Figur 3 strichliert angedeutet sind, und weiterhin Steuer kreise bzw. Teilsteuerkreise 116, 116a, 116b, 116c für die von den Steuerspulen 109, 109a induzierten magnetischen Flüsse. Die Steuer- bzw. Teilsteuerkreise 116, 116a, 116b und 116c sind in Figur 3 strich-doppelt-punktiert gekennzeichnet. Wie aus Figur 3 weiterhin ersichtlich ist, bilden die verschiedenen Kernteile bzw. Kernabschnitte, welche die beiden Hauptkreise 115, 115a bilden, einen 3U-I-förmigen Gesamthauptkreis, das heisst einen Gesamthauptkreis, der gebildet ist durch drei, über Joche miteinander verbundene Schenkel. Die die Teilsteuerkreise 116, 116a, 116b, 116c bildenden verschiedenen Kernteile bzw. Kernabschnitte sind derart angeordnet, dass sie jeweils zwischen zwei benachbarten Schenkeln des SU-I-förmigen Gesamthauptkreises einen M-artigen Steuerkreis bilden, nämlich einerseits den M-artigen Steuerkreis, der gebildet ist durch die beiden Teilsteuer kreise 116, 116a und andererseits den M-artigen Steuer kreis, der gebildet ist durch die beiden Teilsteuerkreise 116b, 116c.

Die Funktionsweise einer elektrischen Maschine gemäss den Figuren 3 und 4 entspricht im Prinzip derjenigen, der in den Figuren 1 und 2 dargestellten elektrischen Maschine. Es kann also auch bei einer elektrischen Maschine gemäss den Figuren 3 und 4, ein mehr oder weniger grosser Anteil der durch die Primärspulen in den Kern 100 induzierten magnetischen Flüsse durch die Sekundärwicklungen 108, 108a, 108b gedrängt werden, indem mittels der mit Gleichstrom beaufschlagten Steuerspulen 109, 109a die in Figur 3 durch Schraffuren kenntlich gemachten Bereiche der Zwischenjochkerne 103, 103a, mehr oder weniger vormagnetisiert werden.

Die Kernteile der elektrischen Maschine gemäss den Figuren 1 bis 4 können auch aus anderen Materialien, als zusammengeklebten Blechteilen hergestellt werden, z.B. aus quaderförmigen Ferritkörpern oder Würfeln. Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn zumindest einzelne Körper einen runden Querschnitt aufweisen.

Die in den Figuren 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen zeigen Eisenkerne mit anderer als quaderförmiger Ausgestaltung, nämlich mit den Jochkernen angeformten Schenkelkernen. Diese Kernteile können in besonders einfacher Weise in Ferrit-Technik hergestellt werden oder aber auch durch entsprechend ausgestanzte und untereinander zusammengehaltene Blechlamellen gebildet sein.

Figur 5 zeigt eine einphasige und Figur 6 eine dreiphasige elektrische Maschine.

Wie in Figur 1 besitzt der Kern 201 der Figur 5 zwei äussere Jochkerne 202 und 202a und zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne 203 und 203a. Diese Zwischenjochkerne sind mit den ihnen jeweils benachbarten, äusseren Jochkernen 202 bzw. 202a über je zwei, den äusseren Jochkernen angeformte Schenkelkerne 204, 204a bzw. 204b, 204c magnetisch gekoppelt. Die mit den Schenkelkernen 204, 204a bzw. 204b, 204c einstückig ausgebildeten Jochkerne 202, 202a bilden also U-förmige Kernteile 201a, 201b, wobei die Schenkel 204, 204a bzw. 204b, 204c jeweils die Aussenstege und die äusseren Jochkerne 202 und 202a die Verbindungsstege des «U» darstellen. Die U-förmigen Kernteile 201a, 201b sind spiegelbildlich zueinander angeordnet und lagern über entsprechenden Stossstellen auf den Zwischenjochkernen auf.

Die zwischen den Zwischenjochkernen 203, 203a vorgesehenen Schenkelkerne 205, 206 und 205a sind je zur Hälfte jeweils einem der Zwischenjoche 203, 203a angeformt, so dass E-för-mige Kernteile 201c und 201d gebildet sind. Dabei stellen die Schenkelkerne 205', 205a1 bzw. 2052, 205a2 jeweils die Aussenstege, die Schenkelkerne 206' bzw. 2062 die Mittelstege und die Joche 203, 203a die Verbindungsstege des «E» dar. Die beiden E-Teile 201c und 201d sind spiegelbildlich zueinander vorgesehen und lagern über den Aussen- und den Mittelstegen ange5

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formte Stossstellen aneinander auf. Diese Stossstellen sind zweckmässigerweise ebnend bearbeitet, z.B. gefräst und/oder geschliffen.

Nachdem die sonstigen Einzelheitein, wie die Spulen, die Anordnung derselben usw. der in Figur 5 dargestellten elektrischen Maschine praktisch identisch sind mit derjenigen gemäss Figur 1, sind für diese Einzelheiten die gleichen Bezugszeichen verwendet, und es ist praktisch die gleiche Wirkungsweise gegeben, wie dies im Zusammenhang mit Figur 1 und 2 beschrieben ist.

Der in Figur 6 gezeigte Kern 300 für die dort dargestellte elektrische Maschine in dreiphasiger Ausführungsform besitzt zwei äussere Jochkerne 302, 302a sowie zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne 303 und 303a.

Den Jochkernen 302, 302a sind Schenkelkerne 304, 304e und 304a sowie 304b, 304f und 304c angeformt, so dass die Jochkerne 302 und 302a den Verbindungssteg, die Aussenschenkel 304, 304a bzw. 304b, 304c die Aussenstege und die Schenkel 304e, 304f die Mittelstege von E-förmig ausgebildeten Kernteilen 300a und 300b darstellen. Diese beiden E-Kernteile sind spiegelbildlich zueinander angeordnet und lagern mit ihren Schenkeln auf den zwischen ihnen vorgesehenen Jochkernen 303, 303a über Stossstellen auf.

Zwischen den Zwischenjochkernen 303 und 303a sind Schenkelkerne 305, 306, 305b, 306a und 305a vorgesehen, wobei jeweils die Hälfte dieser Schenkel einem der Jochkerne 303, 303a angeformt ist. Dabei bilden die Schenkelkerne 3051, 3052 sowie 305a1, 305a2 die Aussenstege, die Mittelschenkel 305b1, 305b2 die Mittelstege und die einstückig mit ihnen verbundenen Joche 302 und 302a den Verbindungssteg von E-förmigen Eisenkernen 300c und 300e. Zwischen den Aussen- und den Mittelstegen der E-förmigen Körper sind weitere Zwischenstege 3061, 3062 sowie 306a1, 306a2 vorgesehen und jeweils einstückig den ihnen zugeordneten Zwischenjochen 303 und 303a angeformt. Die so gebildeten Kerne 303c und 303d sind ebenfalls einander spiegelbildlich zugekehrt und lagern über den Schenkeln 305', 3052, 306', 3062, 305b1, 305b2, 306a1, 306a2, 305a1, 305a2 angeformte Stossstellen aneinander auf. Nachdem auch hier die übrigen Einzelteile die Funktion die Wirkungsweise derjenigen elektrischen Maschine der Figuren 3 und 4 praktisch gleich sind, sind die übrigen Bezugszeichen mit denen der Figuren 3 und 4 identisch.

Der in Figur 7 gezeigte Kern 400 für eine elektrische Maschine in einphasiger Ausführungsform besitzt zwei äussere Joch668 499

kerne 402 und 402a sowie zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne 403 und 403a. Jeder der Zwischenjochkerne 403, 403a ist mit dem ihm jeweils benachbarten äusseren Jochkern 402 bzw. 402a über zwei äussere Schenkelkerne 404, 404a bzw. 404b, 404c sowie durch einen mittleren Schenkelkern 404e bzw. 404f magnetisch gekoppelt. Ausserdem sind die Zwischenjochkerne 403 und 403a untereinander durch zwei äussere Schenkelkerne 405 und 405a sowie einen zwischen diesen vorgesehenen mittleren Schenkelkern 405b und weiterhin durch zwischen dem mittleren Schenkelkern 405b und den äusseren Schenkelkernen 405 und 405a vorgesehene Schenkelkerne 406, 406a magnetisch gekoppelt. Die mittleren Schenkelkerne 404e, 404f nehmen jeweils Teilspulen 407, 407a einer Primärwicklung auf und der zwischen den Zwischenjochkernen 403 und 403a vorgesehene mittlere Schenkelkern 405b eine Sekundärspule bzw. -Wicklung 408. Die Schenkelkerne 406 und 406a nehmen jeweils eine Steuerspule 409 bzw. 409a auf.

Der Eisenkern 400 bildet für die durch die Teilspulen 407, 407a, welche mit Wechselstrom beaufschlagt werden, induzierten magnetischen Flüsse vier Primär- bzw. Streukreise 414, 414a, 414b, 414c, die in Figur 7 strich-punktiert angedeutet sind, sowie zwei Hauptkreise 415, 415a, welche strichliert angedeutet sind und weiterhin Steuerkreise bzw. Teilsteuerkreise 416, 416a, 416b, 416c für die von den Steuerspulen 409, 409a induzierten magnetischen Flüsse. Die Steuer- bzw. Teilsteuerkreise 416, 416a, 416b und 416c sind in Figur 7 strich-dop-pelt-punktier gekennzeichnet.

Wie aus Figur 7 zu entnehmen ist, kann der durch eine Steuerspule 409 bzw. 409a aufgebaute magnetische Fluss sich über zwei Pfade schliessen, nämlich über die durch die Teilsteuerkreise 416, 416a gebildeten Pfade für die durch die Steuerspule 409 induzierten Teilflüsse und über die durch die Teilsteuer kreise 416b, 416c gebildeten Pfade für die durch die Steuerspule 409a induzierten Teilflüsse. Weiterhin ist ersichtlich, dass auf den Teilsteuerkreisen 416, 416c jeweils lediglich eine Steuerspule 409, 409a vorgesehen ist, wohingegen auf den Teilsteuerkreisen 416a, 416b, sowohl eine Steuerspule 409 bzw. 409a, als auch die Sekundärspule 408 angeordnet ist.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungs-beispiele begrenzt. Sie umfasst auch anders aufgeteilte und ausgebildete Joch- und Schenkelkerne bzw. Joch- und Schenkel-kernteile sowie die Verwendung anderer als der beschriebenen Materialien innerhalb des durch die Erfindung abgedeckten Rahmens.

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3 Blätter Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Steuerbare, Spannung wandelnde, elektrische Maschine mit jeweils mindestens einer um jeweils einen Kernabschnitt gelegten Primär-, Sekundär- und Steuerspule, wobei über die gleichstromerregbare Steuerspule die Ausgangswechselspannung der Sekundärspule steuerbar ist, weiterhin der Kern mindestens einen Hauptkreis bildet, auf dem die Primär- und Sekundärspule bzw. -spulen angeordnet sind, sowie mindestens einen Steuerkreis, auf dem die Steuerspule bzw. -spulen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Wickelachsen (10, 11, 12; 117, 118, 119, 120, 121) zumindest der Sekundär- (8, 8a; 108, 108a, 108b; 408) und der Steuerspule(n) (9; 109, 109a; 409, 409a) wenigstens annähernd parallel sind,

b) die Steuerspule (9; 109, 109a) zwischen Sekundärspulen (8, 8a; 108, 108a, 108b; 408) bzw. die Sekundärspule (108b, 408) zwischen Steuerspulen (109, 109a; 409, 409a) vorgesehen ist und die Wickelachsen (10, 11, 12; 117, 118, 119, 120, 121) zumindest dieser Spulen wenigstens annähernd in einer Ebene (13, 113) und die Spulen wenigstens annähernd auf gleicher Höhe nebeneinander angeordnet sind,

c) die Kernabschnitte (5, 5a; 105, 105a, 105b; 405b) innerhalb der Sekundärspule bzw. -spulen (8, 8a; 108, 108a, 108b; 408) von dem durch die Steuerspule(n) (1, 109, 109a; 409, 409a) erzeugter Steuerfluss (16, 16a; 116, 116a, 116b, 116c; 416a, 416b) und von dem durch die Primärspule(n) (7, 7a, 7b, 7c; 107, 107b, 107e, 107f, 107a, 107c; 407, 407a) erzeugten Haupt-fluss (15; 115, 115a; 415, 415a) durchsetzbar sind,

d) die Wickelachsen (10,11; 117, 118, 119) wenigstens einer Primär- und wenigstens einer Sekundärspule zumindest annähernd fluchten und e) wenigstens eine Primärspule (7, 7a, 7b, 7c; 107, 107b, 107e, 107f, 107a, 107c; 407, 407a) in axialem Abstand von wenigstens einer Sekundärspule (8, 8a; 108, 108a, 108b; 408) vorgesehen ist.
2. Steuerbare, Spannung wandelnde, elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1, 100, 400) mindestens einen Hauptkreis (15; 115, 115a; 415, 415a) bildet, auf dem lediglich die Primär- (7, 7a, 7b, 7c; 107, 107b, 107e, 107f, 107a, 107c; 407, 407a) und Sekundärspule bzw. -spulen (8, 8a; 108, 108a, 108b; 408) angeordnet sind, sowie mindestens einen Streukreis (14, 14a; 114, 114a, 114b, 114c; 414, 414a, 414b, 414c), auf dem lediglich die Primärspule bzw. -spulen (7, 7a, 7b, 7c; 107, 107b, 107e, 107f, 107a, 107c; 407, 407a) vorgesehen sind, und weiterhin mindestens einen Steuerkreis (16,16a; 116, 116a, 116b, 116c; 416a, 416b), auf dem sich lediglich die Steuerspule(n) (109, 109a; 409, 409a) und die Sekundärspule(n) (8, 8a; 108, 108a, 108b; 408) befinden.
3. Steuerbare, Spannung wandelnde, elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Primärspulen (7, 7a, 7b, 7c; 107, 107b 107e, 107f, 107a, 107c; 407, 407a) in Reihe geschaltet sind.
4. Steuerbare, Spannung wandelnde, elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest einige Sekundärspulen in Reihe geschaltet sind.
5. Steuerbare, Spannung wandelnde, elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

dass der Hauptkreis (15; 115, 115a; 415, 415a) in seinem Wesen als U-I bzw. als M- oder E-I-Kreis ausgebildet ist und der bzw. die Steuerkreise (16+16a; 116+116a, 116b+116c; 416 + 416a, 416b + 416c) als M-Kreise ausgebildet sind.
6. Steuerbare, Spannung wandelnde, elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkreis (15, 115 + 115a; 415 + 415a) als mehrschen-keliger Kern, vorzugsweise als 3U-I-Kern (Fig. 3, 4, 6 und 7) ausgebildet ist und die Steuerkreise in ihrem Wesen als M-Steu-erkreise (16+16a; 116+116a, 116b + 116c; 416 + 416a, 416b + 416c) ausgebildet sind.
7. Steuerbare, Spannung wandelnde, elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (400) mindestens einen weiteren Steuerkreis (416, 416c) bildet, auf dem lediglich eine Steuerspule (409, 409a) angeordnet ist und dass zumindest der Kernteilabschnitt (406, 406a), auf dem diese Steuerspule aufgenommen ist, Teil eines Steuerkreises (416a, 416b) ist, auf dem lediglich eine Sekundärspule (408) zusätzlich aufgenommen ist (Fig. 7).
8. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Wickelachsen (10, 11, 12; 117 118, 119, 120, 121) der Steuer- (9, 109, 109a; 409, 4Q9a) und der Primärspule(n) (7, 7a, 7b, 7c; 107d, 107b, 107e, 107f; 107a, 107c; 407, 407a) wenigstens annähernd parallel sind.
9. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelachsen (10, 11, 12; 117, 118, 119, 120, 121) der Steuer- (9, 109, 109a; 409, 409a), der Primär- (7, 7a, 7b, 7c; 107, 107b, 107f; 107a, 107c; 407, 407a) und der Sekundärspule(n) (8, 8a; 108, 108a, 108b; 408) wenigstens annähernd parallel sind.
10. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einzelne der Kernteile oder Kernteilabschnitte aus Ferritkernen, z.B. gesinterten Ferritkernen bestehen (Fig. 5,6).
11. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einzelne der Kernteile oder Kernteilabschnitte (4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 6; 104, 104a, 104b, 104c, 104e, 104f; 105, 105a, 105b, 106, 106a; 404, 404a, 404b, 404c, 404e, 404f; 405, 405a, 405b; 406, 406a) aus vorzugsweise untereinander zusammengehaltenen Blechlagen bestehen.
12. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einzelne der Kernteilabschnitte (4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 6; 104, 104a, 104b, 104c, 104e, 104f; 105, 105a, 105b, 106, 106a; 404, 404a, 404b, 404c, 404e, 404f; 405, 405a, 405b; 406, 406a) aus Blechlagen und mindestens einem Ferrit-Bestandteil bestehen.
13. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, dass Kernteilabschnitte (4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 6; 104, 104a, 104b, 104c, 104e, 104f; 105, 105a, 105b, 106, 106a; 404, 404a, 404b, 404c, 404e, 404f; 405, 405a, 405b; 406, 406a) aus Blechlagen vorhanden sind, welche zueinander für die Primär- und/oder die Sekundär- und/oder die Steuerspule zumindest annähernd parallel angeordnet sind.
14. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelachsen (10, 11, 12; 117 bis 121) der Primär-, der Sekundär- und der Steuerspule(n) zumindest annähernd in einer gleichen Ebene (13; 113) liegen.
15. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

14, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den magnetischen Kraftlinien parallelen Ebenen des Steuer- (16, 16a; 116, 116a, 116b, 116c; 416, 416a, 416b, 416c) und des Primärkreises (14, 14a; 114, 114a, 114b, 114c; 414, 414a, 414b, 414c) zumindest annähernd parallel zueinander verlaufen.
16. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspule (9, 109; 109a; 409, 409a) um einen Kernabschnitt (6; 106, 106a; 206, 306, 306a; 406, 406a) gelegt ist, der magnetischen Schluss hat mit zwei benachbarten Kernabschnitten (3, 3a; 103, 103a; 203, 203a; 303, 303a; 403, 403a), die mit mindestens einem weiteren Kernabschnitt (5, 5a; 105, 105a, 105b, 205, 205a; 305, 305a, 305b; 405b), den mindestens eine Sekundärspule (8, 8a; 108, 108a, 108b; 408) umschliesst, magnetisch gekoppelt sind, und dass das von der Steuerspule (9; 109, 109a; 409, 409a) erzeugbare Kraftlinienfeld (16, 16a; 116, 116a, 116b, 116c; 416a, 416b) durch denjenigen Kernabschnitt 5, 5a; 105, 105a, 105b, 205, 205a; 305, 305a, 305b; 405b), um den die Sekundärspule (8, 8a; 108, 108a, 108b; 408) gelegt ist, leitbar ist.

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17. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

16, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Spulen (7, 7a, 7b, 7c, 8, 8a, 9; 107, 107a, 107b, 107c, 107e, 107f, 108, 108a, 108b, 109, 109a; 407, 407a, 408, 409, 409a) um einen Kernabschnitt (4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 6; 104, 104a, 104b, 104c, 104e, 104f; 105, 105a, 105b, 106, 106a; 404e, 404f; 405b; 406, 406a) gelegt ist, der aus untereinander zusammengehaltenen Blechlagen besteht, die über den Eisenkernabschnitten angeformte Stossstellen mit quer dazu liegenden Eisenkernabschnitten (2, 2a, 3, 3a, 102, 102a, 103, 103a; 402, 402a, 403, 403a), die ebenfalls aus untereinander zusammengehaltenen Blechlagen bestehen, magnetisch gekoppelt sind.
18. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

17, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Spulen umgriffenen Kernabschnitte Schenkelkernteile darstellen und die diese magnetisch koppelnden Kernabschnitte Joche sind.
19. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

18, dadurch gekennzeichnet, dass deren Kern (1, 201) zwei äussere Jochkerne (2, 2a, 202, 202a) besitzt, zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne (3, 3a, 303, 303a), wobei zwischen letzteren ein sie magnetisch koppelnder Schenkelkern (6, 206) für eine Steuerspule (9) vorgesehen ist, und weiterhin jeweils zwischen den äusseren (2, 2a; 202, 202a) und den Zwischenjochkernen (3, 3a; 203, 203a) sowie zwischen den Zwischenjochkernen (3, 3a; 203, 203a) die Schenkelkerne (4, 4a, 4b, 4c; 5, 5a; 204, 204a, 204b, 204c; 205, 205a) für die Primär-(7, 7a, 7b, 7c) und die Sekundärspulen (8, 8a) vorgesehen sind.
20. Elektrische Maschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen den äusseren (2, 2a; 202, 202a) und den Zwischenjochkernen (3, 3a, 203, 203a) sowie zwischen den Zwischenjochkernen (3, 3a; 203, 203a) zwei Schenkelkerne (4, 4a; 4b, 4c; 5, 5a; 204, 204a, 204b, 204c; 205, 205a) vorgesehen sind, wobei die um die zwischen den Zwischenjochkernen (3, 3a; 203, 203a) vorgesehenen Schenkelkerne (5, 5a; 205, 205a) gelegten Spulen (8, 8a) Sekundärspulen sind und die zwischen den beiden äusseren Jochkernen (2, 2a; 202, 202a) und den Zwischenjochkernen (3, 3a; 303, 303a) vorgesehenen Schenkelkerne (4, 4a; 4b, 4c; 204, 204a, 204b, 204c) je eine Primärspule (7, 7a, 7b, 7c) aufweisen und dass zwischen den zwei, die Sekundärspulen (8, 8a) tragenden Eisenkernen (5, 5a; 205, 205a) und zwischen den Zwischenjochen (3, 3a; 203, 203a) der die Steuerspule (9) tragende Schenkelkern (6; 206) vorgesehen ist.
21. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

20, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Zwischenjochkerne (3, 3a; 103, 103a; 203, 203a; 303, 303a; 403, 403a) geringer ist als der Querschnitt der die Sekundärspule aufnehmenden Kerne (5, 5a; 105, 105a, 105b; 205, 205a; 305, 305a, 305b; 405b).
22. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

21, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Zwischenjochkerne (3, 3a; 103, 103a; 203, 203a; 303, 303a; 403, 403a) zwischen 10 und 70%, vorzugsweise zwischen 30 und 60% des Querschnittes der die Sekundärspulen aufnehmenden Kerne (5, 5a; 105, 105a, 105b; 205, 205a; 305, 305a, 305b; 405b) beträgt.
23. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

22, dadurch gekennzeichnet, dass die die Primärspulen aufnehmenden Kerne (4, 4a, 4b, 4c; 104, 104a, 104b, 104c, 104e, 104f; 204, 204a, 204b, 204c; 304, 304a, 304b, 304c, 304e, 304f; 404e, 404f) zumindest annähernd gleichen Querschnitt aufweisen als die Sekundärspulen-Kerne (5, 5a; 105, 105a, 105b; 205, 205a; 305, 305a, 305, 305b; 405b).
24. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

23, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Jochkerne (2, 2a; 102, 102a; 202, 202a; 302, 302a) zumindest annähernd gleichen Querschnitt aufweisen als die Sekundärspulen-Kerne (5, 5a; 105, 105a; 205, 205a; 305, 305a).

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25. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

24, dadurch gekennzeichnet, dass der die Steuerspule tragende Kern zumindest annähernd den doppelten Querschnitt aufweist als ein Zwischenjochkern.
26. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

25, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Gruppen der einzelnen Kerne aus Material unterschiedlicher Permeabilität bestehen.
27. Elektrische Maschine nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenjochkerne (2, 2a; 102, 102a; 402, 402a) und/oder die Kerne (5, 5a, 6; 105, 105a, 105b, 106, 106a; 405b, 406, 406a) für die Sekundär- bzw. Steuerspulen aus Material höherer Permeabilität als die Zwischenjochkerne (3, 3a; 103, 103a; 403, 403a) bestehen.
28. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (100; 300; 400) der elektrischen Maschine wenigstens zwei äussere Jochkerne (102, 102a; 302, 302a; 402, 402a) besitzt, mindestens zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne (103, 103a; 303, 303a; 403, 403a), wobei zur magnetischen Koppelung jeweils zwischen den äusseren (102, 102a; 302, 302a; 402, 402a) und den Zwischenjochkernen (103, 103a; 303, 303a; 403, 403a) sowie zwischen diesen zwei äussere Schenkelkerne (104, 104a; 104b, 104c; 105, 105a; 304, 304a, 304b, 304c; 305, 305a; 404, 404a, 404b, 404c, 405, 405a) und ein zwischen letzteren angeordneter Mittelschenkelkern (104e, 104f, 105b; 304e; 304f; 305b; 404e, 404f, 405b) vorgesehen ist und weiterhin zwischen den Zwischenjochkernen (103, 103a, 303, 303a; 403 , 403a) zwei sie magnetisch koppelnde Schenkelkerne (106, 106a; 306, 306a; 406, 406a) zur Aufnahme von Steuerspulen (109, 109a; 409, 409a) angeordnet sind, die jeweils zwischen dem entsprechenden Mittelschenkelkern (105b, 305b; 405b) und einem äusseren Schenkelkern (105, 105a, 305; 305a; 405, 405a) vorgesehen sind.
29. Elektrische Maschine nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass um die zwischen den äusseren (102, 102a; 302, 302a) und den Zwischenjochkernen (103, 103a; 303, 303a) vorgesehenen äusseren und mittleren Schenkelkerne (104, 104a, 104b, 104c, 104e, 104f; 304, 304a, 304b, 304c, 304e, 304f) Primärspulen (107, 107a, 107b, 107c, 107e, 107f) gelegt sind und die zwischen den Zwischenjochkernen (103, 103a; 303, 303a) vorgesehenen äusseren Schenkelkerne (105, 105a; 305, 305a) sowie der zwischen letzteren vorgesehene mittlere Schenkelkern (105b, 305b) Sekundärspulen (108, 108a, 108b) aufweisen.
30. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der mittleren Schenkelkerne (104e, 104f, 105b, 304e, 304f, 305b; 404e, 404f, 405b) zumindest annähernd doppelt so gross ist als der Querschnitt der äusseren Schenkelkerne (104, 104a, 104b, 104c; 105, 105a; 304, 304a, 304b, 304c; 305, 305a; 404, 404a, 404b, 404c) und/oder der Querschnitt der äusseren Jochkerne (102, 102a; 302, 302a; 402, 402a) und/oder der Querschnitt der die Erregerspulen aufnehmenden Kerne (106, 106a; 306, 306a; 406, 406a).
31. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 28 bis

30, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Zwischenjochkerne (103, 103a; 303, 303a; 403, 403a) zwischen 10 bis 80%, vorzugsweise 30 bis 60% des Querschnittes der mittleren Schenkelkerne (104e, 104f, 105b; 304e, 304f, 305b; 404e, 404f, 405b) beträgt.
32. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis

31, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einzelne Jochkerne oder Jochkernabschnitte mit wenigstens einzelnen Schenkelkernen oder Schenkelkernabschnitten einstückig ausgebildet sind (Fig. 5, 6).
33. Elektrische Maschine nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einzelne Jochkerne angeformte Schenkelkerne besitzen (Fig. 5, 6).
34. Elektrische Maschine nach Anspruch 32 oder 33, da3

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durch gekennzeichnet, dass wenigstens einzelne Schenkelkerne angeformte Jochkerne besitzen.
35. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 32 bis

34, dadurch gekennzeichnet, dass quaderförmig geformten oder zylinderartigen Jochkernen ebensolche Schenkelkerne angeformt sind (Fig. 5, 6).
36. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 32 bis

35, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem der äusseren Joche Schenkelkerne für die Primärspulen angeformt sind (Fig. 5, 6).
37. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 32 bis

36, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kernteil U-för-mig ausgebildet ist, wobei die Aussenstege des U die Schenkelkerne und der Verbindungssteg das Joch darstellen (Fig. 5).
38. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 32 bis

37, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Zwischenjochkerne wenigstens teilweise angeformte Schenkelkerne trägt (Fig. 5, 6).
39. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 32 bis

38, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Zwischenjochkerne an seinen Endbereichen jeweils einen Aussen-steg, die die äusseren Schenkelkerne bilden, besitzt und einen dazwischen vorgesehenen Mittelsteg und dieser Kern somit eine E-Form darstellt (Fig. 5).
40. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 32 bis

39, dadurch gekennzeichnet, dass zwei E-förmig ausgebildete Kerne (201c, 201d) spiegelbildlich zueinander vorgesehen sind, wobei jeweils die aufeinanderstossenden Aussen- (2051, 2052, 205a1, 205a2) und die Mittelstege (2061, 206a1) die Schenkelkerne (205, 206) bilden.
41. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 32 bis

40, dadurch gekennzeichnet, dass zwei U-förmig ausgebildete Kerne (201a, 201b), deren Verbindungsstege die äusseren Joch-keme (202, 202a) und deren Aussenstege die Schenkelkerne (204, 204a) bilden, spiegelbildlich zueinander angeordnet sind und mit ihren angeformten Schenkelkernen an den Zwischenjochkernen (203, 203a) auflagern.
42. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 32 bis

41, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Jochkerne (302, 302a) zwei Aussen- (304, 304a; 304b, 304c) und einen Mittelsteg (304e, 304f) angeformt hat und somit ein E-förmiges Kernteil (300a, 300b) bildet.
43. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 32 bis

42, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Kernteile (300c, 300d), welches das Zwischenjoch (303, 303a) enthält, E-förmig ausgebildet ist und zwischen den Aussen- (3051, 3052; 305a1, 305a2) und den Mittelstegen (305b1, 305b2) weitere Zwischenstege (3061, 3062) angeformt sind, die zumindest Teile weiterer Schenkelkerne bilden.
44. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 32 bis

43, dadurch gekennzeichnet, dass zwei mit zusätzlichen Zwischenstegen (3061, 3062; 306a1, 306a2) versehene E-Kernteile, die jeweils ein Zwischenjoch (303, 303a) enthalten, spiegelbildlich zueinander angeordnet sind und auf den die Zwischenjoche (303, 303a) darstellenden Verbindungsstegen die äusseren, E-förmig ausgebildeten Kernteile (300a, 300b), ebenfalls spiegelbildlich zueinander angeordnet, mit ihren die Schenkelkerne darstellenden Aussen- (304, 304a; 304b, 304c) und Zwischenstegen (304e, 304f) auf den Zwischenjochkernen (303, 303a) auflagern.
45. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 32 bis

44, dadurch gekennzeichnet, dass die den Zwischenjochen (303, 303a) angeformten Aussen- (3051, 3052; 305a1, 305a2) und/oder die Mittel (305b1, 305b2) und/oder die Zwischenstege (3061, 3062; 306a1, 306a2) zumindest annähernd die Hälfte der Schenkelhöhen (305, 305a; 305b; 306, 306a) ausmachen.
46. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinander zu gerichteten Bereiche der Stege bzw. Zwischenstege bzw. der Schenkel- und der Jochkerne ebnend bearbeitet, vorzugsweise geschliffen oder gefräst sind (Fig. 5, 6).