DE102009022423A1

DE102009022423A1 - Wechselfelderregung durch Gleichströme zur Energiewandlung

Info

Publication number: DE102009022423A1
Application number: DE102009022423A
Authority: DE
Inventors: Herbert Weh
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2010-12-30
Anticipated expiration: 2029-05-23
Also published as: DE102009022423B4

Abstract

Die Erregung magnetischer Felder durch verlustarme Supraleiter beschränkt sich bislang auf Gleichfelder. Die an größeren Luftspalten erwünschten hohen Felddichten, die zur Erzeugung hoher Kraftdichten bei Energiewandlern notwendig sind, sind jedoch Wechselfelder. Es wird beschrieben, wie deren Erzeugung mit konstantem Gleichstrom und konstantem Spulenfluss mit Hilfe rotierender Feldinverter zustande kommt und zur Ernergiewandlung eingesetzt werden kann (Fig. 1).

Description

Stand der Technik
Die Bereitstellung der Erregung für starke magnetische Felder wird gern auf die Anwendung von supraleitenden Spulen zurückgeführt. Material- und systembedingt ist die Supraleitung auf Gleichstrom beschränkt. Die Überlagerung selbst nur kleiner Stromschwankungen induziert in den Spulen Wirbelstromverluste, die bei tiefen Temperaturen durch die hochbeanspruchte Kühlung nur schwer abgeführt werden können. Bei Einsatz im Bereich der Energietechnik und der Magnetschwebetechnik für Bahnen werden besondere Maßnahmen getroffen, um durch eine Art Schirmung der Spulen von außen verursachte Feldschwankungen vom Supraleiter abzuhalten.
Die durch die Supraleiter ermöglichten hohen Stromdichten führen für die Anwendung zu den erwünschten Querschnittsbeschränkungen und ermöglichen grundsätzlich auch bei großen Arbeitsspalten hohe Felddichten. Dort, wo kein Eisen für den Magnetkreis verwendet wird, lässt sich die bekannte Sättigungsgrenze für die Felddichte überschreiten. Im Falle von Eisen besteht der Vorzug, Felddichten nahe der Sättigungsgrenze zu verwirklichen. Der zur Felderzeugung zu bedenkende Leistungsbedarf beschränkt sich dabei auf die Bereitstellung der Kühlleistung, um die dem supraleitenden Zustand des Leitermaterials adäquaten tiefen Temperaturen zu ermöglichen. Letztere liegen für sogenannte Tieftemperatur-Supraleiter TSL nur wenige Kelvin höher als der absolute Nullpunkt. Sie sind für die sogenannten Hochtemperatur-Supraleiter HTSL je nach Kühlverfahren und Leitermaterial um 20–30 K höher.
Es gilt als ziemlich ausgeschlossen, diese tiefen Temperaturen ohne den Einsatz eines sehr hochgradigen Vakuums als Hilfsmittel für eine perfekte thermische Isolation verwirklichen zu können. Aufgrund des kühltechnischen Aufwands sind Anwendungen bei kleiner Wandlerleistung unwirtschaftlich. Zahlreiche neue Anwendungen mit HTSL-Technik betreffen Synchronmaschinen mittlerer Leistung. Sie machen Gebrauch von der Erzeugung des magnetischen Gleichfeldes durch SL-Spulen im Maschinenrotor. Das Kühlmittel muss dabei über die Hohlwelle den Rotorspulen zugeführt werden. Diese anspruchsvolle Technik stellt ein Hindernis gegen die Einführung von Supraleitern für elektromagnetische Wandler dar.
Es besteht demnach die erfindungsgemäße Aufgabe darin, die mittels gleichstromführender Supraleiter erzeugbaren Felder mit Hilfe eines nachgeschalteten Feldinverters so umzugestalten, dass diese zur Anwendung in der Wandlertechnik bei verlustarmer Leistungsumsetzung geeignet sind, ohne dass der Charakter der gleichstromführenden Supraleiter der Spulen gestört wird. Hierbei ist anzustreben, dass die Erregerspulen sich im stationären Teil eines Wandlers befinden, das Wechselfeld durch außerhalb der Spulen ablaufende Maßnahmen erzeugt und in einem Arbeitsraum zur wechselwirkenden Krafterzeugung angeboten wird.
Durch die mit der Supraleitung verbundene hohe Stromdichte im Spulenquerschnitt begrenzter Abmessung gelingt es, hohe Felddichten bereitzustellen, die insgesamt zu einer hohen Kompaktheit des Wandlers führen. Die aus betrieblichen Gründen geforderte Feld-Stellbarkeit wird ebenfalls möglich.
Beschreibung
Für die Arbeitsweise von magnetischen Kreisen, zwischen deren Teilelementen zur Leistungsumsetzung nützliche Kraftwirkungen erzeugt werden sollen, spielt in fast allen Fällen eine hohe magnetische Leitfähigkeit, die durch Eisen darstellbar ist, eine wichtige Rolle. Es lassen sich damit scharfe Abgrenzungen für Feldbereiche unterschiedlicher Dichte und auch unterschiedlicher Polarität erzeugen. Die Anwendung des Eisen ermöglicht auch den Übergang auf Felder mit kleiner Polteilung; was zusammen mit dem Einsatz von Frequenzwandlern, die Ströme hoher Frequenz zulassen, auch bei modernen elektrischen Maschinen mit Erregung durch Permanentmagnete eine große Rollte spielt.
Der heute gebräuchliche Einsatz von supraleitenden Spulen in der Wandlertechnik beschränkt sich auf den topologisch konventionellen Gebrauch der Gleichfelderzeugung durch Gleichstrom. Die für die Kombination mit einer Wechsel- oder Drehstrom führenden Wicklung notwendige Umwandlung zum Wechselfeld wird durch die Rotation der dem Rotor zugeordneten Spulen erreicht. Die bestehenden geometrischen Zwangsbedingungen in Anwendung auf größere Leistungen und Gerätedimensionen lassen dabei größere Vorteile für die angestrebte Kompaktheit sowie eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit nicht zu. Auch das Mittel der Frequenzsteigerung lässt sich hier nicht gewinnbringend einsetzen.
Um das Feld eines gleichstromführenden Supraleiters in ein Wechselfeld zu verwandeln, wird hier mit 1 von einer stationären Erregeranordnung ET ausgegangen, in deren Zentrum der runde Querschnitt des Supraleiters El steht. Er ist von einem Rohr Gi umgeben, das neben der Halterung gegenüber den ET-Teilen auch die Isolation nach außen abschließt, und dabei auch das Vakuum in seinem Innern zulässt. An die Röhre anschließend, übernimmt drehbar ein Halbzylinder Re, bestehend aus hochpermeablem Material, die feldverändernde Funktion. Das ebenfalls gut leitfähige Rahmenelement Lp mit kreisförmigem Innenrand schließt an Re an und ermöglicht dem Magnetfeld den Zugang zum Arbeitsbereich in S1 und S2. Hierbei hat das magnetische Feld jeweils eine größere Spaltlänge zu überbrücken. Je nach Stellung von Re entsteht in den beiden Spalten ein Feld unterschiedlicher Größe und eine unterschiedlich große Felddichte. 1 entspricht der Rotorstellung A, die aufgrund der hohen magnetischen Leitfähigkeit von Re in S1 einen großen Fluss ϕ₁ und hohe Felddichte ermöglicht. Zur gleichen Zeit wird im rechten Spalt S2, wegen des größeren magnetischen Widerstandes, sich nur ein kleiner Fluss ausbilden. Um diesen Befund sicherzustellen, sind die im Mittelbereich liegenden Arbeitsspalten nahe an den Innenkreis von Lp herangezogen und stellen Einschnürungen T dar.
Aus 2 ist ersichtlich, dass bei Weiterdrehung von Re um π/2 eine symmetrische Feldbeschickung der Spalte S1 und S2 erzielt wird, wobei aufgrund des Feldverlaufs nun durch erhöhten Widerstand etwa der halbe Maximalfluss entsteht.
Die Weiterdrehung von Re um π/2 bedeutet wieder eine Leitwertsteigerung für die linke Re-Seite, bei gleichzeitiger Leitwertsperre im rechten Bereich. Die Feldbahn des linken Kreisabschnitts ist auf den rechten Spalt S2 geschaltet und führt zu einer Flussteigerung für ϕ₂. Über dem Drehwinkel α aufgetragen, entsteht so eine Flusskurve für ϕ(α), die zwischen den Grenzwerten der Spaltflüsse ϕ₁ und ϕ₂ wechselt. Im Übergangspunkt haben die Flüsse gleiche Werte. Da sich im jeweils gegenüber liegenden Spalt ein kleiner Restfluss ϕ' bildet, der einen ähnlichen Verlauf wie der Hauptanteil aufweist, muss auch der Gesamtfluss einen starken pulsierenden Anteil zeigen.
Die Verminderung der Flusspulsation gelingt durch eine definierte Wahl der Berandung von Re. Wird nach 2 anstelle des 180°-Kreisabschnitts a für dessen Rand ein größerer Winkel, wie z. B. bei b gewählt, so zeigt sich in der Stellung B, dass sich zusätzlich zum Streufluss ϕ_σ im freien Kreisteil von Re über die nun vergrößerten Überdeckungszonen ein zusätzlicher Feldanteil ausbildet. Dank des kleinen Luftspaltes δ_m bildet sich in Abhängigkeit von der Größe des Überdeckungsbereiches ein verhältnismäßig großer Flussanteil aus. Sein Verlauf ist in 4 trapezartig eingetragen. Er nimmt als ϕ_σb dabei gerade jene Größe an, die erforderlich ist, um die für den Verlauf a bestehende Lücke zu füllen. Es kann für die Variante b somit die Forderung nach konstantem Spulenfluss bei konstantem Strom erfüllt werden.
Die hier schematisch gezeichneten Verläufe der Flussanteile und die Begründung ihrer Abhängigkeit zeigen das Problem und die Lösungsmöglichkeit. Es ist dabei erkennbar, dass der konfiguratorische Eingriff zur Modellierung der Flussverläufe mit Hilfe des Kreisabschnittswinkels an Re eine wichtige Möglichkeit eröffnet. Sie wird ergänzt durch Art und Abmessung des Einschnürbereichs T. Für eine präzise Festlegung der Konturenparameter eignet sich das Mittel der numerischen Feldberechnung.
5 soll darauf hindeuten, dass in den Arbeitsspalten S1 und S2 zur Kraftumsetzung Reaktionsteile RT positioniert sind. Der Feldeingriff findet dabei im Spaltraum δ' statt. Das mit dem Konstruktionsteil Kr verbundene Teil Tr2 ermöglicht im Spaltraum S2 grundsätzlich einen Felddurchtritt zwischen den Rändern der Polansätze Lmz von Lp, wobei vorausgesetzt ist, dass das Bauteil Tr2 eine deutlich höhere magnetische Leitfähigkeit als Luft besitzt.
Das Prinzip eines praktisch verlustfreien Kraftaustausches zeigen die 6a und 6b. In der ersten Zeichnung ist dabei angenommen, dass es sich um die Kraftbildung im Spalt S1 von 1 handelt. Das Bauteil Tr1 des Reaktionsteils RT steht in der Position der höchsten auftretenden Kraft. Das von ET erzeugte magnetische Feld entwickelt im Bereich von Lmz, genauer im Bereich der Permanentmagneten Mr, die Felddichte B₁. Da der obere und untere Polansatz Lmz einen Versatz von einer Polteilung aufweisen, kommt jeweils oben und unten ein Magnet mit der passenden Feldrichtung zur Kraftentfaltung, d. h. zur Bildung der Polkraft F₁.
Im Bild 6b wird vorausgesetzt, dass es sich um die Kraftbildung im Spalt S2 zur gleichen Zeit, wie in 6a, handelt. Dort ist die deutlich kleinere Flussdichte B'₂ in Wechselwirkung mit den Magneten Mr des Bauteils Tr2 und erzeugt einen kleineren Kraftbeitrag F₂ in rücktreibender Richtung. Beide Reaktionsteile erzeugen im betrachtenden Augenblick die Gesamtkraft F₁ – F₂.
Nach einer halben Drehung von Re tritt der Zustand auf, dass die Gesamtkraft gleiche Größe erreicht und sich aus der Differenz F₂ – F₁ ergibt. In der der Stellung B entsprechenden Winkellage von Re wird keine Kraft erzeugt.
Der Kraftverlauf, der von einer Erregereinheit ET nach 1 erwartet werden kann, ist ein pulsierender Kraftverlauf. Die Magnet-Rückwirkung von Tr auf den Spulenstrom erweist sich als sehr gering; sie behält dank der Rotation von Re die Richtung bei. Auf das Bauteil Re bezogen, tritt als Reaktion eine Reluktanzwirkung auf, die als Gegenkraft zur Kraft F anzusehen ist. Am Rotor Re wird somit die Leistung umgesetzt, die der Kraftwirkung in den Spalten S1 und S2 entspricht.
Für die Kraftumsetzung stellt die nach 1 bis 3 beschriebene Anordnung nicht die Ideallösung dar, da jeweils nur ein Teil der entwickelten Kräfte resultierend wirksam wird. Es kann auch argumentiert werden, dass die Bereitstellung eines nur pulsierenden magnetischen Feldes im Arbeitsspalt nicht zur größten Kraftwirkung führt. Das pulsierende Feld wird mathematisch aus der Summe eines Gleichfeldes und einer Wechselfeldkomponente erfasst. Für die Kraftbildung an RT ist jedoch nur die Wechselfeldkomponente umsetzbar.
In 1 besteht die primäre Erregerkomponente aus einem einzigen Leiter. Der Rückleiter ist nicht sichtbar. Entspricht die Anordnung z. B. dem Querschnitt einer elektrischen Maschine, so wäre der Supraleiter El als Ringleiter aufzufassen, bei dem das Leiterende zum Anfang führt.
In den 7–9 ist eine Zweileiteranordnung beschrieben, bei der jeweils zwei Spulenteile Sp1 und Sp2 mit entgegengesetzter Stromrichtung die Erregerquerschnitte darstellen.
Außerhalb der den Leiterbereich abschließenden Röhren Gi finden sich ähnlich wie in 1 die rotierenden Feldinvertoren Re1 und Re2 mit einem 180° Winkelversatz. Sie rotieren in gleicher Richtung. Es ist erkennbar, dass die Hauptfeldkomponente in 7 von Sp2 generiert, dabei den Strom von Sp1 umgehend, in den Arbeitsspalt gedrückt wird. Das leitfähige Rahmenelement von ET besteht aus dem Mittelabschnitt Lm und den Polansätzen Lz. Das Reaktionsteil RT ist in Übereinstimmung mit 5 ein überwiegend magnetisch gut leitfähiges Bauteil, das an den Polgrenzen von Lz den Spalt δ berandet. Da die gezeichnete Stellung eine hohe magnetische Leitfähigkeit zulässt, entspricht ihr der Flusshöchstwert, verbunden mit einer hohen Felddichte.
Die in 8 angesetzte Stellung der Rotoren Re stellt offensichtlich für den von den Spulen zu erzeugenden Fluss ein großes Hindernis dar. Im Arbeitsbereich entsteht somit kein nennenswerter magnetischer Fluss.
Umgekehrt gilt für die Stellung der beweglichen Elemente Re nach 9, dass ähnlich wie in 7 die Schleuse zur Erzeugung eines Nutzflusses ϕ_h weit geöffnet ist. Dank der nun zu 7 inversen Wegvorgabe verläuft das magnetische Feld im Nutzspalt in umgekehrter Richtung, obgleich der die Spule durchsetzende Fluss seine bisherige Richtung ungestört beibehält. Eine Re-Drehung von 180° vermittelt eine komplette Flussumkehr im Nutzspalt, ohne dass der Spulenfluss in seinem Maximalwert beeinträchtigt wird.
10 zeigt, in Ergänzung zu der mit 7 gezeichneten einseitigen Magnetkreisvariante, die Funktion der doppelseitigen Anordnung mit zwei Nutzspalten S1 und S2. Es ist ersichtlich, dass die erzielbare Flussdichte im Arbeitsbereich der Breite b von der Felddurchtrittsbreite im Bauteil Re unmittelbar abhängt und das Verhältnis dieser beiden Abmessungen für den Felddichtewert bestimmend ist. Zum Unterschied gegenüber 7 zeigt sich in 10 für die gleiche Re-Position eine gleichberechtigte Flussaufteilung auf die beiden Spalten S1 und S2. Es gilt hier offensichtlich ϕ₁ = ϕ₂.
In 11 ist der Verlauf des Flusses ϕ₁ über zwei Halbdrehungen aufgetragen. Mit Inverterelementen Re, die eine 180°-Kreisabschnittskontur besitzen, entspricht dem trapezähnlichen Verlauf von ϕ₁ ein zur linken Magnetkreisseite zugeordneter Gesamtfluss, der eine deutliche Lücke aufweist, also einen pulsierenden Anteil bildet. Die Schließung der Lücke gelingt, ähnlich wie bei der Anordnung nach 1, durch den Übergang auf die mit b bezeichnete Kontur von Re. Sie ist in 8 skizziert, wo auch die entsprechende Streufeldkomponente ϕ_σb gestrichelt eingetragen ist. Ihr zeitlicher Verlauf ist in 11 genau in der Größe eingezeichnet, die der ursprünglichen Nutzflusslücke gleichkommt. Hierdurch wird ein pulsationsfreier Flussverlauf für die Gleichstromerregung möglich, der als Voraussetzung für einen verlustarmen Betrieb der Supraleiter gilt. Der Einsatz eines Feldinverters mit supraleitender Erregung und in Wechselwirkung mit Permanentmagneten des Reaktionsteils kommt ohne strombedingte Verluste aus und führt auf eine hocheffiziente Leistungsumsetzung. Hinzu tritt die integrierte Transformationsstufe für die Geschwindigkeit. Bei einem, z. B. ringförmigen Reaktionsteil mit implantierten Permanentmagneten, kann die Leistung über die Magnetfeldkopplung an einem großen Luftspalt auf schneller rotierende Einheiten hoher Leistungsdichte übertragen werden. Die Vorteile liegen in der hohen Kompaktheit der Anlage und in ihrer verlustarmen Ausführung.
Die rotierende Invertereinheit Re
Die der hohen Drehzahl entsprechende Umfangsgeschwindigkeit am Außenrand von Re ist Kennzeichen einer hohen Leistungsdichte. Die auf das Element wirkende Umfangskraft wird durch das Rückwirkungsfeld der im Reaktionsteil eingesetzten Permanentmagneten als Reluktanzkraft wirksam. Eine aus magnetischer Forderung entstandene Kreisabschnittsform ist in mechanischer Sicht nicht als günstig zu bezeichnen. Zunächst muss zur Minimierung von mechanischen Spannungen und einer Lösung des Befestigungsproblems der unsymmetrische Re-Körper zu einer mechanisch möglichst homogenen zylindrischen Anordnung ergänzt werden. Dies leistet z. B. die Anwendung zweier Kreisabschnittsflächen unterschiedlicher magnetischer Eigenschaften, aber gleichen spezifischen Gewichts, die schweißtechnisch miteinander verbunden sind. Wird der Inverterkörper Re aus entsprechenden Kombilamellen in Kreisringform geschichtet, so besteht die Voraussetzung zur Erzielung von Umfangsgeschwindigkeiten bis nahe an 100 m/s. Hierbei ist auf der einen Hälfte hochpermeables und auf der anderen Hälfte sogenanntes nichtmagnetisches Material im Einsatz. Bekannt ist auch, dass bei Verwendung von hochfestem Fasermaterial als Bandage die Möglichkeit zur Reduktion von Spannungen im inneren Teil des Rotors besteht.
Longitudinale Magnetkreisanordnung mit Wechselfelderregung und Supraleiter
Zur Erregung eines blockförmigen Wanderfeldes eignet sich auch eine Magnetkreisanordnung in longitudinaler Flussführung. Sie wird schematisch in den 12–14 mit verschiedenen Stellungen der Inverterelemente Re und dem grundsätzlichen Flussverlauf dargestellt. Im Arbeitsspalt δ_a zwischen dem Erregerteil ET und dem Reaktionsteil RT soll in einer Folge alternierender Pole Lz ein magnetisches Feld, das durch seinen Fluss ϕ sowie die Felddichte B zu charakterisieren ist, entstehen und gemäß der Drehgeschwindigkeit von Re seine Polarität ändern. 12 zeigt den stromführenden Querschnitt El mit abwechselnder Stromrichtung, entsprechend der Polfolge. Die Querverbindungen der Spulen ermöglichen die Optionen, die Spulenquerschnitte jeweils nur hälftig oder vollständig einer bestimmten Spule zuzuschreiben. In letzterem Falle ergibt sich die halbe Zahl der erforderlichen Spulen. Die Inverterzylinder Re umkreisen das den Leiter schützende Rohr Gi in gleicher Richtung. Im Anschluss an die Einschnürungsstelle T beginnt die Polausprägung Lz, wobei ein ausreichender Streufeldabstand berücksichtigt wird. Der Außendurchmesser von Re entspricht dabei etwa der Polbreite b_p. In 12 ist ersichtlich, dass der Polfluss ϕ₁ in Lz einen Südpol und beim rechten Nachbarpol einen Nordpol bildet. Zur Kennzeichnung in einem Diagramm des Flussverlaufs nach 15 ist diese Feldverteilung mit A beschriftet.
13 zeigt das Flussbild für eine um π/2 weitergedrehte Winkelstellung von Re. Sie ist im Flussdiagramm mit B bezeichnet. Für eine den Arbeitsspalt durchsetzende Flusskomponente ist in dieser symmetrischen Stellung keine Anregung gegeben.
Aus Gründen der Flussglättung wird durch die gegenüber 180° überstehenden Re-Flügel ein verhältnismäßig großer Streufluss ϕ_σ zugelassen. Seine Größe ist durch die Wahl der Re-Geometrie und die Größe der Einschnürstellen T, also über Entwurfsparameter modellierbar.
Die Stellung C, nach 14 ist mit einer Weiterdrehung von Re um den Winkel π/2 gewissermaßen das Gegenstück zur Feldlausbildung von 12 nach Stellung A. Das gezeichnete Polpaar hat die Polarität gewechselt, wobei aber der Spulenfluss wieder von oben nach unten die Spulenebene durchsetzt, also seine Größe und Richtung beibehält. Dies kommt auch im Diagramm von 15 zum Ausdruck, in dem der gestrichelt gezeichnete Fluss-ϕ₁ auf den Erhalt des Spulenflusses hinweist. Die im Bereich der Stellung B auftretende Flusslücke wird durch passende Dimensionierung von Re und der Einschnürungsstelle T und durch die Zulassung eines Streuflusses ϕ_σ geschlossen.
Ein wichtiger Punkt ist die Stellbarkeit des Feldes
Sie wird bei elektromagnetischen Wandlern mit Blick auf Leistungsanpassung und die Verhinderung von Schadensfällen gefordert. Eine Rücknahme der Feldintensität wird bei Anwendung in Bahn- und Fahrzeugtechnik erwartet, um die Leistungsaufnahme der Wicklung im oberen Geschwindigkeitsbereich zweckmäßig begrenzen zu können.
Es liegt nahe, dass bei Störfällen im Stromführungssystem kritische Situationen entstehen können, wenn die Erregung des magnetischen Feldes nicht auf kleine Werte reduziert werden kann. Aus diesem Grunde werden Notfallentregungsverfahren oft zur Bedingung gemacht.
Die erfindungsgemäße Anwendung des Gleichfeld/Wechselfeldinverters ermöglicht in einfacher Weise die Entregung. Durch Verdrehen der Inverterzylinder zweier benachbarter Pole gegeneinander lässt sich der Felddurchgang vermindern und auf sehr niedrige Werte begrenzen.

Claims

Magnetischer Kreis zur Wechselfelderzeugung bei linearen oder rotierenden Wandlern in transversaler oder longitudinaler Flussführung aus mindestens zwei Teilen bestehend, wobei in mindestens einer Geräteeinheit durch gleichstromführende Spulen ein magnetisches Feld erzeugt wird, die stromführenden und magnetisierenden Spulenteile von einem segmentartigen, magnetisch leitfähigen Rotor umgeben sind, das über einen kleinen Luftspalt angrenzende Magnetkreisteil gegenüber dem Rotor zwei etwa diametrale Einschnürstellen aufweist, die mit dem Bereich des Arbeitsspalts in Verbindung stehen, und bei konstantem Spulenfluss in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit der Inverterteile im Arbeitsspalt ein magnetisches Wechselfeld erzeugt wird.
Gleichstromerregter magnetischer Kreis mit rotierenden Invertereinheiten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines symmetrisch erregten Wechselfeldes bei transversaler Magnetkreisanordnung zwei spiegelversetzte Invertereinheiten im Feldverlauf hintereinander wirken.
Gleichstromerregter magnetischer Kreis mit rotierenden Invertereinheiten nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Anpassung der Segmentform der Inverterteile und der Einschnürungsstellen des Magnetkreises eine drehwinkelabhängige Bemessung des Erregerstreuflusses zur Vervollständigung des drehwinkelunabhängigen Spulenflusses entsteht.
Gleichstromerregter magnetischer Kreis mit rotierenden Invertereinheiten nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei longitudinalem Magnetkreis jedem Erregerpol eine Spulenseite mit Inverterrotor zugeordnet wird, und die Invertersegmente sich bei Feld-Vollaussteuerung in seitengleicher Stellung zur Drehachse bewegen.
Gleichstromerregter magnetischer Kreis mit rotierenden Invertereinheiten nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Winkelverdrehung benachbarter Invertereinheiten gegeneinander eine Beeinflussung des Polflusses im Arbeitsspalt erfolgt.
Gleichstromerregter magnetischer Kreis mit rotierenden Invertereinheiten nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Arbeitsspalt magnetische Wechselwirkungen mit Permanentmagneten durch das erregerseitig erzeugte Wechselfeld hervorgerufen werden.
Gleichstromerregter magnetischer Kreis mit rotierenden Invertereinheiten nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Arbeitsspalt magnetisch-elektrische Wechselwirkungen durch das erregerseitig erzeugte Wechselfeld hervorgerufen werden.