DE102022001536A1 - ELECTRICAL MACHINE WITH A MATRIX CIRCUIT - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (1) mit einem Erregersystem (A), die als Rotationsmotor (2) oder als Linearmotor (3) oder als Kugelschichtmotor (4) ausbildbar ist und ein Gehäuse (10) für einen Stator (11) mit einer Motorachse (x) und für einen Läufer (12) sowie für eine Regelelektronik (RE) für mehrphasigen Wechsel- oder für Gleichstrom (AC,DC) hat. Das Erregersystem (A) weist einen stabilen, gegenüber Gasen und Flüssigkeiten dichten Schichtkörper (142) auf, der aus einer Mehrzahl untereinander verbundener Lagen (L1-Ln) von Tragschichten (b) für mindestens eine Leiterbahn (e1-en) auf mindestens einer Oberfläche (a, a') der Tragschicht (b) aufgebaut und als eine Wabe (14) mit einer Mehrzahl von Zellen (c1-cn) für die Aufnahme einer Mehrzahl einzelner Radialsegmente (s1-sn) eines Weicheisenpakets (13) ausgebildet ist. Die Lagen (L1-Ln) des Schichtkörpers (142) sind auf eine Fläche projizierbar, wobei mindestens eine Lage (L1-Ln) eine Matrix (Q) mit Zeilen (m) und/oder Spalten (n) für Elemente bildet, die durch die in einem gemeinsamen Verbindungselement (133) aus Weicheisen verankerbaren einzelnen Radialsegmente (s1-sn) des Weicheisenpakets (13) in den Zellen (c1-cn) der Wabe (14) verkörpert sind und mindestens einen magnetischen Kreis (110) bilden, sodass im Fall des Rotationsmotors (2) ein rotierendes Magnetfeld und im Fall des Linearmotors (3) ein Wanderfeld und im Fall des Kugelschichtmotors (4) ein multidirektional steuerbares Magnetfeld erzeugbar ist.The invention relates to an electrical machine (1) with an excitation system (A), which can be designed as a rotary motor (2) or as a linear motor (3) or as a spherical layer motor (4) and a housing (10) for a stator (11). Motor axis (x) and for a rotor (12) as well as for control electronics (RE) for multi-phase alternating or direct current (AC, DC). The excitation system (A) has a stable laminated body (142) that is tight to gases and liquids and consists of a plurality of interconnected layers (L1-Ln) of support layers (b) for at least one conductor track (e1-en) on at least one surface (a, a') of the support layer (b) and is designed as a honeycomb (14) with a plurality of cells (c1-cn) for accommodating a plurality of individual radial segments (s1-sn) of a soft iron core (13). The layers (L1-Ln) of the layered body (142) can be projected onto a surface, with at least one layer (L1-Ln) forming a matrix (Q) with rows (m) and/or columns (n) for elements which are through the individual radial segments (s1-sn) of the soft iron package (13) which can be anchored in a common connecting element (133) made of soft iron are embodied in the cells (c1-cn) of the honeycomb (14) and form at least one magnetic circuit (110), so that in In the case of the rotary motor (2), a rotating magnetic field and in the case of the linear motor (3) a traveling field and in the case of the spherical layer motor (4) a multidirectionally controllable magnetic field can be generated.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Erregersystem, die als Rotationsmotor oder als Linearmotor oder als Kugelschichtmotor ausbildbar ist und ein Gehäuse für einen Stator mit einer Motorachse und für einen Läufer sowie für eine Regelelektronik für mehrphasigen Gleich- oder für Wechselstrom hat. Das Erregersystem weist einen stabilen, gegenüber Gasen und Flüssigkeiten dichten Schichtkörper auf, der aus einer Mehrzahl durch ein Bindemittel untereinander verbundener Lagen von Tragschichten für mindestens eine Leiterbahn auf mindestens einer Oberfläche der Tragschicht aufgebaut, und als eine Wabe mit einer Mehrzahl von Zellen für die Aufnahme einer Mehrzahl einzelner Radialsegmente eines Weicheisenpakets ausgebildet ist. Jede Lage des Schichtkörpers ist auf eine Fläche projizierbar, wobei mindestens eine Lage des Erregersystems eine Matrix mit Zeilen und/oder Spalten für Elemente bildet, die von Blechlamellen oder Weicheisenstiften oder Weicheisenschrauben gebildeten Radialsegmenten in den Zellen der Wabe verkörpert werden und in einem gemeinsamen Verbindungselement aus Weicheisen verankerbar sind, sodass mindestens ein magnetischer Kreis gebildet wird. Dabei ist die Wabe als eine Folienrolle oder als ein Folienstapel oder als ein hohlkugelförmiger Schichtkörper ausbildbar und an ersten Enden der Leiterbahnen an einem Eingang des Gehäuses mit Mehrphasenwechselstrom bestrombar. Die zweiten Enden der Leiterbahnen sind mit einer Matrixschaltung mit Phasenbrücken derart untereinander verbunden, dass mittels der Matrix und der Regelelektronik im Fall des Rotationsmotors ein rotierendes Magnetfeld und im Fall des Linearmotors ein Wanderfeld und im Fall des Kugelschichtmotors ein multidirektional steuerbares Magnetfeld erzeugbar ist. Der Oberbegriff „Elektrische Maschine“ umfasst im Rahmen der Erfindung sowohl Generatoren, die eine mechanische Leistung in Strom wandeln, als auch Elektromotoren, die eine elektrische Leistung in eine mechanische Leistung in Form einer Dreh- oder Translationsbewegung oder in Form einer freien Bewegung wandeln. Bei einer erfindungsgemäßen Drehstrommaschine ist die Anzahl der Zellen der Wabe des Erregersystems durch drei teilbar, sodass die Frequenz einer periodisch wechselnden Spannung des Wechselstroms in den um 120 Grad gegeneinander versetzten Erregerfeldern die Drehzahl der elektrische Maschine definiert. Elektrische Maschinen werden nach der Bauart des Läufers unterschieden in Asynchronmaschinen und in Synchronmaschinen, die entweder als Vollpol- oder als Schenkelpolläufer ausbildbar sind oder eine permanentmagnetische Maschine oder einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit Kommutator aufweisen, während Asynchronmaschinen als Schleifring- oder als Käfigläufer ausgebildet werden können. Bei einem Linearmotor, der auch als Wanderfeldmaschine bezeichnet werden kann, bildet jede Lage einer Folienrolle ein in sich vollständiges Erregersystem für einen Läufer, der von dem Magnetfeld über eine Strecke gezogen und geschoben wird. Die mehrschichtig aufgebaute Wabe bildet einen in sich tragenden Verbund aus Tragschichten, Leiterbahnen und einem Klebstoff, wobei die selbsttragend ausgebildete Wabenstruktur die Implementierung von Dünnschichttechnologien für die Beschichtung der Trägerfolien und/oder für die Leiterbahnen ermöglicht. Die Erfindung betrifft auch eine Leichtbauweise für das Erregersystem mit einem von seiner Tragfunktion befreiten Weicheisenpaket, das als ein Stecksystem ausgebildet ist, bei dem die einzelnen Radialsegmente in die Zellen der Wabe gesteckt und in einem gemeinsamen Verbindungselement verankert werden. Erfindungsgemäße elektrische Maschinen sind in einem Leistungsspektrum vom Bruchteil eines Watts bis zu mehreren hundert Kilowatt herstellbar. Der aus der Mathematik entlehnte Begriff Matrix beschreibt ein System für eine Mehrzahl von Elementen, die in horizontalen Zeilen und vertikalen Spalten eingeordnet sind, sodass unterschiedliche Rechenoperationen sowohl vertikal als auch horizontal sowie diagonal über die Haupt- und Gegendiagonalen der Matrix durchgeführt werden können. Eine Matrix ist insbesondere dafür geeignet, den jeweiligen Anteil bzw. die jeweilige Funktion eines einzelnen Elements innerhalb eines Systems aus einer Mehrzahl von Elementen exakt zu erfassen. Da jede einzelne Lage einer mehrschichtig aufgebauten Wabe durch eine Matrix erfassbar und angesteuert werden kann, betrifft die Erfindung auch eine programmierbare Regelelektronik, mit der die Bestromung des Erregersystems besser an die jeweiligen Anforderungen und Betriebsbedingen einer elektrischen Maschine angepasst werden können. Dabei sind die Elemente der Matrix durch die Zellen und die einzelnen Radialsegmente des Weicheisenpakets einer mehrlagigen Wabe verkörpert. Bei einem Rotationsmotor und bei einem Linearmotor ist die Wabe als eine Folienrolle oder als ein Folienstapel ausgebildet, während die Wabe für einen Kugelschichtmotor einen mehrlagigen, hohlkugelförmigen Schichtkörper aufweist. Erfindungsgemäß ist nur eine Lage einer von drei Mäanderbändern mit jeweils nur einer Leiterbahn gebildeten Tragschicht erforderlich, um mittels der Matrixschaltung mit Phasenbrücken für Wechselstrom ein in sich vollständiges Erregersystem zu bilden. Das Erregersystem kann aber auch mit mehreren hundert Lagen von Tragschichten für Leiterbahnen ausgebildet werden, wobei jede einzelne Lage auf eine Ebene projizierbar ist. Mit der Matrix sind die elektromagnetischen Kräfte innerhalb des dreidimensionalen Magnetfelds einer elektrischen Maschine vektoriell Schicht für Schicht sehr exakt erfassbar und damit auch steuerbar. Bei dem Rotationsmotor z.B. ist die Summe aller Einzelvektoren aus der Anzahl der Elemente einer vertikalen Zeile oder einer horizontalen Spalte in einem resultierenden Zeilenvektor oder in einem Spaltenvektor für jede einzelne Lage einer Folienrolle darstellbar. Bei einer mit Dreiphasenwechselstrom betrieben elektrischen Maschine als Rotations- oder Linearmotor ist die Matrixschaltung als eine Sternschaltung und/oder Dreiecksschaltung ausgebildet. Im Fall des Kugelschichtmotors können magnetische Kreise mittels der Matrixschaltung sowohl über die Zeilen und Spalten als auch über die Haupt- und Gegendiagonalen einer Matrix aktiviert werden, sodass der Läufer unterschiedliche Bewegungen ausführen kann. Die Erfindung betrifft deshalb auch neuartige Anwendungen im Bereich der Robotik, wo die Steuerbarkeit des Magnetfels sowohl für programmierbare als auch für sensorgesteuerte Bewegungsabläufe für Werkzeuge und Greifvorrichtungen genutzt werden kann. Insbesondere sind auch Anwendungsbeispiele des Kugelschichtmotors für ein autonomes Kugelfahrzeug mit einem integrierten Batteriespeicher und die paarweise Anordnung von zwei Kugelschichtmotoren für Drohnen und Hubschrauber sowie auch für Flugzeuge, bei denen mindestens ein Paar der Kugelschichtmotoren mit einer Tragfläche verbunden ist, Bestandteil der Erfindung.The invention relates to an electrical machine with an excitation system, which can be designed as a rotary motor or as a linear motor or as a spherical layer motor and has a housing for a stator with a motor axis and for a rotor as well as for control electronics for multi-phase direct or alternating current. The excitation system has a stable laminated body that is tight to gases and liquids, which is made up of a plurality of layers of support layers for at least one conductor track on at least one surface of the support layer, which are interconnected by a binder, and as a honeycomb with a plurality of cells for the recording a plurality of individual radial segments of a soft iron package is formed. Each layer of the laminated body can be projected onto a surface, with at least one layer of the excitation system forming a matrix with rows and / or columns for elements that are embodied in the cells of the honeycomb by sheet metal lamellas or soft iron pins or soft iron screws formed by radial segments and in a common connecting element Soft iron can be anchored so that at least one magnetic circuit is formed. The honeycomb can be formed as a film roll or as a film stack or as a hollow spherical laminated body and can be supplied with multi-phase alternating current at the first ends of the conductor tracks at an entrance of the housing. The second ends of the conductor tracks are connected to one another with a matrix circuit with phase bridges in such a way that a rotating magnetic field can be generated by means of the matrix and the control electronics in the case of the rotary motor and a traveling field in the case of the linear motor and a multidirectionally controllable magnetic field in the case of the spherical layer motor. Within the scope of the invention, the generic term “electric machine” includes both generators that convert mechanical power into electricity and electric motors that convert electrical power into mechanical power in the form of a rotary or translational movement or in the form of a free movement. In a three-phase machine according to the invention, the number of cells in the honeycomb of the excitation system is divisible by three, so that the frequency of a periodically changing voltage of the alternating current in the excitation fields offset by 120 degrees from one another defines the speed of the electrical machine. Depending on the design of the rotor, electrical machines are differentiated into asynchronous machines and synchronous machines, which can be designed as either full-pole or salient-pole rotors or have a permanent magnet machine or a brushless DC motor with a commutator, while asynchronous machines can be designed as slip ring or squirrel cage rotors. In a linear motor, which can also be referred to as a traveling field machine, each layer of a film roll forms a complete excitation system for a rotor, which is pulled and pushed over a distance by the magnetic field. The multi-layered honeycomb forms a self-supporting composite of support layers, conductor tracks and an adhesive, with the self-supporting honeycomb structure enabling the implementation of thin-film technologies for the coating of the carrier films and/or for the conductor tracks. The invention also relates to a lightweight construction for the excitation system with a soft iron package freed from its supporting function, which is designed as a plug-in system in which the individual radial segments are inserted into the cells of the honeycomb and anchored in a common connecting element. Electric machines according to the invention can be produced in a power range from a fraction of a watt to several hundred kilowatts. The term matrix, borrowed from mathematics, describes a system for a plurality of elements that are arranged in horizontal rows and vertical columns so that different arithmetic operations can be carried out both vertically and horizontally as well as diagonally across the main and counter diagonals of the matrix. A matrix is particularly suitable for precisely recording the respective proportion or function of an individual element within a system made up of a plurality of elements. Since each individual layer of a multi-layered honeycomb can be detected and controlled by a matrix, the invention also relates to programmable control electronics with which the current supply to the excitation system can be better adapted to the respective requirements and operating conditions of an electrical machine. The elements of the matrix are embodied by the cells and the individual radial segments of the soft iron package of a multi-layer honeycomb. In a rotary motor and a linear motor, the honeycomb is designed as a film roll or as a film stack, while the honeycomb for a spherical layer motor has a multi-layer, hollow spherical laminated body. According to the invention, only one layer of a support layer formed by three meandering bands, each with only one conductor track, is required in order to form a complete excitation system using the matrix circuit with phase bridges for alternating current. The excitation system can also be designed with several hundred layers of support layers for conductor tracks, with each individual layer being projectable onto a plane. With the matrix, the electromagnetic forces within the three-dimensional magnetic field of an electrical machine can be recorded very precisely, vectorially, layer by layer, and can therefore also be controlled. In the case of a rotary engine, for example, the sum of all the individual vectors from the number of elements is a vertical one Row or a horizontal column can be displayed in a resulting row vector or in a column vector for each individual layer of a film roll. In the case of an electrical machine operated with three-phase alternating current as a rotary or linear motor, the matrix connection is designed as a star connection and/or delta connection. In the case of the spherical layer motor, magnetic circuits can be activated using the matrix circuit across both the rows and columns as well as the main and counter diagonals of a matrix, so that the rotor can carry out different movements. The invention therefore also relates to novel applications in the field of robotics, where the controllability of the magnetic field can be used for both programmable and sensor-controlled movement sequences for tools and gripping devices. In particular, application examples of the spherical layer motor for an autonomous spherical vehicle with an integrated battery storage and the paired arrangement of two spherical layer motors for drones and helicopters as well as for aircraft, in which at least one pair of the spherical layer motors is connected to a wing, are also part of the invention.
Stand der TechnikState of the art
Elektrische Maschinen mit einer Motorachse haben einen Stator und einen Läufer, die innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind. Im Fall eines Rotationsmotors bewirkt das Erregersystem des Stators ein um die Motorachse rotierendes Magnetfeld, sodass der Läufer als ein Rotor um die Motorachse dreht. Im Fall eines Linearmotors bewirkt das Erregersystem des Stators entlang der Motorachse ein Wanderfeld, sodass sich der Läufer in einer Translationsbewegung entlang der Motorachse bewegt. Analog dazu wandelt ein Generator eine Dreh- oder Translationsbewegung in elektrische Leistung. Elektrische Maschinen zeichnen sich durch sehr hohe Wirkungsgrade von bis zu 98% aus und werden deshalb in Zukunft die bevorzugte Lösung für eine wachsende Nachfrage in den Bereichen Antreiben, Steuern und Bewegen zu Land, zu Wasser und in der Luft sein. Bei Drehstrommotoren wird der Wechselstrom in drei getrennten Leitern mit einer periodisch wechselnden Phase geführt. Der Strom in einem ersten Leiter ist gegenüber dem Strom in den beiden anderen Leitern um jeweils 120° vor- bzw. nachlaufend versetzt. Die Drehgeschwindigkeit wird dabei durch die Frequenz vorgegeben. Ein periodischer Wechselstrom mit 50 Herz bewirkt z.B. ein rotierendes Magnetfeld mit 3000 Umdrehungen pro Minute. Je nach Bauart werden elektrische Maschinen in Synchron- und Asynchronmaschinen unterschieden. Bei Synchronmaschinen, die z.B. auch durch Permanentmagnete erregt werden können, rotiert der Läufer synchron mit dem Drehfeld. Ein Sonderfall ist hier der bürstenlose Gleichstrommotor mit einer motorintegrierten Regelelektronik, die Gleichstrom in Wechselstrom wandelt. Im Generatorbetrieb rotiert der Läufer schneller als das Magnetfeld, sodass Energie in das Netz eingespeist werden kann. Asynchrone Drehstromgeneratoren können als Kurzschlussläufer mit Schleifring oder als doppelt gespeiste Asynchronmaschinen oder als Kaskadenmaschinen mit zwei Statoren ausgebildet werden. Bei sogenannten Käfigläufern, bei denen die Stromleiter in einem sogenannten Läuferkäfig kurzgeschlossen sind, kann es zu unerwünschten Kriechströmen kommen. In dieser Hinsicht haben Schleifringläufer den Vorteil, dass Schleifringe die Stromleiter mit einer äußeren Regelelektronik verbinden, sodass zusätzliche Widerstände im Läuferkreis eine Beeinflussung des Betriebsverhaltens ermöglichen. Bei beiden Bauarten wird durch das Drehfeld des Stators in den Leiterschleifen des Rotors ein Stromfluss und ein daraus resultierendes Magnetfeld induziert, das reziprok zu dem Erregersystem wirksam ist. Der radiale Abstand des Läufers zur Motorachse ist mitentscheidend für das Drehmoment des Rotors. Das rotierende Erregerfeld des Stators zieht das induzierte Magnetfeld des Rotors nach sich, sodass der Rotor dem rotierenden Magnetfeld des Stators nachläuft. Dieser als „Schlupf“ bezeichnete Effekt bewirkt das Drehmoment einer elektrischen Maschine. Wird die Drehrichtung des Erregerfelds am Stator geändert, ändert sich auch die Drehrichtung des Rotors. Das Erregersystem eines Elektromotors ist dem Stator zugeordnet und besteht aus Weicheisen bzw. aus Blechpaketen mit einer stromdurchflossenen Wicklung, die in der Regel aus Kupferdraht mit einem isolierenden im Tauchverfahren aufgebrachten Lack besteht. Liegt der Stator außen und ist mit dem Gehäuse verbunden, wird die elektrische Maschine als Innenläufer bezeichnet, liegt der Stator mit dem Erregersystem dagegen innen, nennt man die elektrische Maschine einen Außenläufer. Während der Stator an eine äußere Stromquelle angeschlossen ist, wird der Läufer entweder von zweipoligen Permanentmagneten oder einem Induktionssystem gebildet, das ebenfalls aus Weicheisen bzw. aus Blechpaketen und aus Kupferdraht besteht. Nachteilig an diesem Aufbau sind die aufwendige Wicklung des Kupferdrahts mit Bewegungsabläufen, die bis heute teilweise nur von Hand ausgeführt werden können, die Neigung des Drahts zum Krangeln, das aufwendige Tauchverfahren zum Aufbringen des Schutzlacks sowie eine nur geringe Temperaturbeständigkeit, die die Gefahr eines Durchbrennens der elektrischen Maschine in sich birgt. Verglichen mit einer Bauweise aus Vollmaterial, dem sogenannten Weicheisen, haben Blechpakete den Vorteil, dass sie Wirbelströme verhindern und so den Wirkungsgrad verbessern. Die aus Weicheisen hergestellten einzelnen Bleche sind mit einem Isolator beschichtet und werden aus Bandmaterial hergestellt. Die Fertigung der Blechpakete erfordert mehrere Arbeitsschritte, angefangen mit dem Zuschneiden der Bleche, dem Ordnen in Stapeln, ihrem Fügen durch Schweißen, Kleben oder Schrauben und einem allseits erforderlichen Nachrichten. Geeignete Verfahren für die Herstellung sind das Laser- oder Wasserstrahlschneiden und das Stanzen für die Serienproduktion. Nach dem Stanzen werden die einzelnen Bleche mit einem Lack beschichtet, gestapelt und in einem Ofen aufgeheizt, um die Schichten untereinander zu verkleben und gleichzeitig gegeneinander zu isolieren. Aufwendig sind dabei das Isolieren der Komponenten unter- und gegeneinander sowie das Wickeln der Erregerspulen und das nachträgliche Imprägnieren und Bearbeiten der Wicklung. Aufwendig sind auch der Einbau von Isolatorpapier zwischen dem Blechpaket und den Wicklungen, um Spannungsüberschläge zu vermeiden sowie die Herstellung des für die Spulen verwendeten Drahts in einem Ziehverfahren und dessen anschließende Beschichtung mit einer isolierenden Lackschicht, die zusätzlich noch eine Gleitschicht erhält, um das Wickeln zu erleichtern. Für die vollautomatische Herstellung der Wicklungen in einer Serienfertigung sind teure Maschinen erforderlich, die sich nur im Fall einer Großserienproduktion lohnen, sodass bis heute der Einbau der Wicklung in ein Blechpaket von Hand erfolgt und hohes handwerkliches Können erfordert, da die Drähte zum Krangeln neigen. Im Bereich der Klebstoffe bewirken Zweiphasen-Polymere eine Reibbindung, während der Härter des Klebstoffs als Katalysator die Polymerisation des jeweiligen Kunststoffs bewirkt. Kunststofffolien, die mit einem Acrylatkleber beschichtet werden, können aus Polypropylen, Polyvenylchlorid oder aus Polyethylen mit einer Temperaturbeständigkeit von -40 bis 150 Grad Celsius bestehen und können als sehr dünne flexible und dehnbare Folien mit Schichtdicken ab 0,05 mm hergestellt und mit einem Klebstoff beschichtet werden, ebenso Polyimid-Folien mit einer Temperaturbeständigkeit von -50 bis 160 Grad Celsius und Folien aus Polytetrafluorethylen, sogenannte PTFE-Folien mit einer außergewöhnlichen Temperaturbeständigkeit von -200 bis 300 Grad Celsius. Bekannte Klebebänder haben bis zu zweihundert Schichten, wobei die Tragschicht auf der Außenseite eine Trennschicht hat, an der der Klebstoff nicht haftet. Mit der durch einen Haftvermittler aufgerauten Innenseite geht der Klebstoff eine untrennbare Verbindung ein. Abhängig von dem jeweiligen Material der Tragschichten kommen die folgenden, jeweils nach ihrem chemischen oder physikalischen Wirkprinzip geordneten Klebstoffe in Betracht. Besonders vorteilhaft ist die Aushärtung des Klebstoffs durch Polymerisation von Sofortklebstoffen wie Cyanacrylate, Methylmethacrylate und ungesättigte Polyester. Für die Verbindung von Trägerfolien aus Kunststoff, Papier oder Karbonfaserfolien kommen anaerob härtende Klebstoffe, strahlenhärtende Klebstoffe oder Klebstoffe, die durch Trocknung aushärten, lösungsmittelbasierte Nassklebstoffe, Diffusionsklebstoffe, Kontaktklebstoffe sowie Dispersionsklebstoffe auf Wasserbasis einschließlich kolloidaler Systeme in Frage. Gläser mit einer Dicke zwischen 0,4 mm und 1,1 mm werden als Dünnglas bezeichnet. Gläser, die weniger als 0,2 mm dick sind, werden als ultradünne Gläser bezeichnet. Anwendungsgebiete für Dünn- und Ultradünngläser sind je nach chemischer Zusammensetzung die Optik, Biotechnologie, Optoelektronik und Sensorik sowie die Displaytechnik und die Halbleiterindustrie. Unter der Produktbezeichnung D 263 T stellt das Mainzer Unternehmen Schott ein ultradünnes Borosilikatglas mit Standarddicken von 30 um her. Die Produktbezeichnung AF 32-eco betrifft ein walzbares, ultradünnes und alkalifreies Aluminium-Borosilikat-Dünnglas mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizient, geringer Mikrorauigkeit < 1 nm, einer Anwendungstemperatur von bis zu 650°C und hervorragenden Beschichtungseigenschaften. Kalk-Natron-Dünnglas ist eine kostengünstige Alternative zu den oben genannten High-End-Produkten und kann als ultradünnes Glas mit einer Dicke von 0,2 mm hergestellt werden. Bei der Sputterbeschichtung von Glas wird ein Punkttarget, z.B. aus einem Metall, mit Ionen beschossen, sodass die aus dem Metall herausgeschlagenen Atome eine hochreine Schicht auf einem daneben liegenden Dünnglas bilden. Es ist bekannt, dass sogenannte Hochtemperatursupraleiter (HTSL), deren Übergangstemperatur über 23 Grad Kelvin liegt, für Stromleitungen genutzt werden können. Keramische HTSLs erreichen eine Übergangstemperatur von 77 K, was der Siedetemperatur von Stickstoff entspricht. Yttrium-Barium-Kupferoxid ist ein bekanntes Beispiel dafür und wurde trotz der Sprödigkeit des keramischen Materials bereits als HTSL eingesetzt. In der Literatur (siehe A. Pawlak) wird ein Verfahren für die Herstellung eines flexibles Leitermaterials beschrieben, bei dem das keramische Material in Röhren aus Silber gefüllt und dann zu flexiblen Bändern ausgewalzt wird. Am Massachusetts Institute of Technology hat 2017 ein Forscherteam unter der Leitung von Pablo Jarillo-Herrero die Fähigkeit von Graphen Strom verlustfrei zu leiten nachgewiesen, indem zwei wabenförmige Monoschichten aus Kohlenstoffatomen in einem Winkel von 1,1 Grad übereinanderlegt wurden und an einer stark abkühlten Probe eine elektrische Spannung anlegt wurde. Ferner hat sich gezeigt, dass unter Querdruck die Sprungtemperatur erhöht werden kann. Als ein Kagome-Muster wird in Anlehnung an eine japanische Flechttechnik für Bambusstreifen ein Gitter bezeichnet, bei dem fünfeckige Sterne mit dreieckigen Spitzen ein regelmäßiges Raster bilden. Aktuelle Veröffentlichungen aus dem Bereich der Quantenphysik beschreiben Kagome-Metalle, deren Atomgitter Kagome-Muster aufweisen und neuartige elektromagnetische Eigenschaften haben. Ein derartiges Kagome-Metall ist z.B. eine Eisen-Zinn-Verbindung mit einer Kagome-Struktur, die nach dem theoretischen Physiker Ronny Thomale eine neue Art der Supraleitung ermöglichen kann.Electric machines with a motor axis have a stator and a rotor arranged within a housing. In the case of a rotary motor, the stator's excitation system causes a magnetic field rotating around the motor axis, so that the rotor rotates as a rotor around the motor axis. In the case of a linear motor, the stator's excitation system creates a traveling field along the motor axis, so that the rotor moves in a translational movement along the motor axis. Analogously, a generator converts a rotary or translational movement into electrical power. Electric machines are characterized by very high efficiencies of up to 98% and will therefore be the preferred solution in the future for growing demand in the areas of driving, controlling and moving on land, at sea and in the air. In three-phase motors, the alternating current is carried in three separate conductors with a periodically changing phase. The current in a first conductor is offset by 120° ahead or behind the current in the other two conductors. The rotation speed is determined by the frequency. For example, a periodic alternating current with 50 Hertz causes a rotating magnetic field with 3000 revolutions per minute. Depending on the design, electrical machines are divided into synchronous and asynchronous machines. In synchronous machines, which can also be excited by permanent magnets, for example, the rotor rotates synchronously with the rotating field. A special case here is the brushless direct current motor with motor-integrated control electronics that converts direct current into alternating current. In generator operation, the rotor rotates faster than the magnetic field so that energy can be fed into the grid. Asynchronous three-phase generators can be designed as squirrel-cage rotors with a slip ring or as double-fed asynchronous machines or as cascade machines with two stators. With so-called squirrel cage rotors, in which the current conductors are short-circuited in a so-called rotor cage, undesirable leakage currents can occur. In this respect, slip ring rotors have the advantage that slip rings connect the power conductors to external control electronics, so that additional resistances in the rotor circuit enable the operating behavior to be influenced. In both designs, the rotating field of the stator induces a current flow in the conductor loops of the rotor and a resulting magnetic field that is reciprocal to the excitation system. The radial distance between the rotor and the motor axis is a decisive factor for the torque of the rotor. The rotating excitation field of the stator pulls the induced magnetic field of the rotor, so that the rotor follows the rotating magnetic field of the stator. This effect, known as “slip,” causes the torque of an electric machine. If the direction of rotation of the excitation field on the stator is changed, the direction of rotation of the rotor also changes. The excitation system of an electric motor is assigned to the stator and consists of soft iron or laminated cores with a current-carrying winding, which usually consists of copper wire with an insulating varnish applied using a dipping process. If the stator is on the outside and is connected to the housing, the electrical machine is called an internal rotor. If the stator with the excitation system is on the inside, the electrical machine is called an external rotor. While the stator is connected to an external power source, the rotor is formed either by two-pole permanent magnets or an induction system, which also consists of soft iron or laminated cores and copper wire. The disadvantages of this structure are the complex winding of the copper wire with movements that can currently only be carried out by hand, the tendency of the wire to tangle, the complex dipping process for applying the protective varnish and only a low temperature resistance, which increases the risk of the wire burning through electrical machine contains. Compared to a construction made of solid material, the so-called soft iron, laminated cores have the advantage that they prevent eddy currents and thus improve efficiency. The individual sheets made of soft iron are coated with an insulator and are made from strip material. The production of the sheet metal packages requires several work steps, starting with the snowing that of the sheets, arranging them in stacks, joining them by welding, gluing or screwing and all the necessary information. Suitable processes for manufacturing include laser or water jet cutting and punching for series production. After punching, the individual sheets are coated with a varnish, stacked and heated in an oven in order to glue the layers together and at the same time insulate them from each other. Insulating the components from and against each other as well as winding the excitation coils and subsequent impregnation and processing of the winding are complex. The installation of insulating paper between the laminated core and the windings in order to avoid voltage flashovers as well as the production of the wire used for the coils in a drawing process and its subsequent coating with an insulating lacquer layer, which also receives a sliding layer to facilitate winding, are also complex facilitate. For the fully automatic production of the windings in series production, expensive machines are required, which are only worthwhile in the case of large-scale production, so that to this day the installation of the winding in a sheet metal package is done by hand and requires a high level of craftsmanship because the wires tend to tangle. In the area of adhesives, two-phase polymers cause a frictional bond, while the hardener of the adhesive acts as a catalyst to cause the polymerization of the respective plastic. Plastic films that are coated with an acrylate adhesive can be made of polypropylene, polyvinyl chloride or polyethylene with a temperature resistance of -40 to 150 degrees Celsius and can be produced as very thin, flexible and stretchable films with layer thicknesses from 0.05 mm and coated with an adhesive as well as polyimide films with a temperature resistance of -50 to 160 degrees Celsius and films made of polytetrafluoroethylene, so-called PTFE films with an exceptional temperature resistance of -200 to 300 degrees Celsius. Known adhesive tapes have up to two hundred layers, with the base layer having a separating layer on the outside to which the adhesive does not stick. The adhesive forms an inseparable bond with the inside, which is roughened by an adhesion promoter. Depending on the respective material of the base layers, the following adhesives, each classified according to their chemical or physical principle of action, can be considered. Curing the adhesive by polymerizing instant adhesives such as cyanoacrylates, methyl methacrylates and unsaturated polyesters is particularly advantageous. For the connection of carrier films made of plastic, paper or carbon fiber films, anaerobic-curing adhesives, radiation-curing adhesives or adhesives that harden by drying, solvent-based wet adhesives, diffusion adhesives, contact adhesives and water-based dispersion adhesives including colloidal systems can be used. Glasses with a thickness between 0.4 mm and 1.1 mm are called thin glass. Glasses that are less than 0.2mm thick are called ultra-thin glasses. Depending on their chemical composition, areas of application for thin and ultra-thin glasses include optics, biotechnology, optoelectronics and sensors as well as display technology and the semiconductor industry. Under the product name D 263 T, the Mainz company Schott produces an ultra-thin borosilicate glass with standard thicknesses of 30 μm. The product name AF 32-eco refers to a rollable, ultra-thin and alkali-free aluminum borosilicate thin glass with a low coefficient of thermal expansion, low micro-roughness < 1 nm, an application temperature of up to 650°C and excellent coating properties. Soda lime thin glass is a cost-effective alternative to the above high-end products and can be manufactured as ultra-thin glass with a thickness of 0.2mm. When sputter coating glass, a point target, for example made of a metal, is bombarded with ions so that the atoms knocked out of the metal form a highly pure layer on an adjacent thin glass. It is known that so-called high-temperature superconductors (HTSL), whose transition temperature is above 23 degrees Kelvin, can be used for power lines. Ceramic HTSLs reach a transition temperature of 77 K, which corresponds to the boiling point of nitrogen. Yttrium barium copper oxide is a well-known example of this and has already been used as HTSC despite the brittleness of the ceramic material. The literature (see A. Pawlak) describes a process for producing a flexible conductor material in which the ceramic material is filled into tubes made of silver and then rolled out into flexible strips. In 2017, at the Massachusetts Institute of Technology, a team of researchers led by Pablo Jarillo-Herrero demonstrated the ability of graphene to conduct electricity without loss by superimposing two honeycomb monolayers of carbon atoms at an angle of 1.1 degrees on a strongly cooled sample electrical voltage was applied. It has also been shown that the transition temperature can be increased under lateral pressure. Based on a Japanese weaving technique for bamboo strips, a kagome pattern is a grid in which pentagonal stars with triangular tips form a regular grid. Current publications in the field of quantum physics describe Kagome metals, whose atomic lattices display Kagome patterns and have novel electromagnetic properties. Such a Kagome metal is, for example, an iron-tin compound with a Kagome structure, which, according to the theoretical physicist Ronny Tho can enable a new type of superconductivity.
An dem schweizerischen Paul Scherrer Institut konnten mit dem Kagome-Metall Kalium-Vanadium-Antimon (KV3Sb5) erstmals mehrere außergewöhnliche Quantenphänomene bereits bei relativ hohen Temperaturen um -190 Grad Celsius nachgewiesen werden, die im Idealfall auch bei Raumtemperatur als sogenannte Hochtemperatursupraleitung funktionieren könnten. Im Bereich der Kunststoffe können organische Moleküle in Form von Monomeren, Oligomeren und insbesondere Polymeren auf dünne Schichten aufgebracht werden und leitfähige Bahnen bilden. Es besteht die Möglichkeit des Ladungstransfers durch sogenanntes Hopping. Durch Wanderung chemischer Bindungen über die gesamte Länge einer Polymerkette ist es möglich, ein elektronisches System zu bilden, wobei Übertragungslücken durch entsprechende Dotierung geschlossen werden, sodass eine mit Metallen vergleichbare Leitfähigkeit entsteht. Die Übertragung von Erkenntnissen und Entwicklungen der Drucktechnologie sowie aus der organischen und der Polymerchemie auf die Elektronik ist grundlegend für zukünftige Herstellungsprozesse in der Elektronik und Elektrotechnik. Bereits heute stehen Dispersionen und Suspensionen elektrisch leitender Materialien für eine gedruckte Elektronik zur Verfügung. Dazu gehören auch anorganische Materialien, die in flüssiger Form herstell- und prozessierbar sind. Sogenannte Massendruckverfahren, wie Tief-, Offset- und Flexodruck sind hinsichtlich dem Flächendurchsatz von vielen 10.000 m2/h anderen Druckverfahren, wie dem Tintenstrahldruck und dem Siebdruck weit überlegen und in besonderer Weise für das Drucken elektrischer Leiterbahnen in dünnen Schichten geeignet. Offset- und der Flexodruckvefahren kommen für anorganische und organische Leiter in Frage. Der Tintenstrahldruck ist mit geringem Aufwand auch im Labormaßstab anwendbar. Der Siebdruck eignet sich für pastöse Materialien, die in dicken Schichten vor allem für Leiterbahnen aus anorganischen Metallen auf eine Tragschicht aufgebracht werden können. Weitere mögliche, dem Drucken verwandte Verfahren sind das sogenannte Microcontact-Printing und die Nanoprägelithografie. Auch Transferverfahren, bei denen feste strukturierte Schichten von einem Träger auf das Substrat übertragen, zählen zu den Druckverfahren für die Elektronik. Elektrisch leitfähige Klebstoffe sind ebenfalls bereits erhältlich. Aus dem Bereich der Beschichtungstechnologien ist hier auch die Pulverbeschichtung oder Pulverlackierung zu nennen, mit der ein elektrisch leitfähiges Material mit Pulverlack beschichtet wird. Die hergestellten Pulverlacke haben in der Regel Schichtdicken zwischen 60 und 120 µm. Substrate aus Stahl oder Aluminium sind für die Pulverbeschichtung geeignet. Ein Beschichtungsverfahren, das sich für unterschiedliche Substrate eignet, stellt die sogenannte Partikel-Atomschichtabscheidung (PALD) dar. Dabei wird eine Dampfphasentechnik verwendet, um dünne Schichten auf einem Substrat abzuscheiden. Beim PALD-Verfahren und beim ALD-Verfahren wird die Oberfläche eines Substrats abwechselnd mit sogenannten Vorläufern (Precurser) bestrahlt, die sich nicht überlappen, sondern nacheinander zugeführt werden. Mit dem PALD-Verfahren kann eine breite Palette von Materialien abgeschieden werden, darunter Oxide, Metalle, Sulfide und Fluoride und diese Beschichtungen können je nach Anwendung eine große Bandbreite an Eigenschaften aufweisen.At the Swiss Paul Scherrer Institute, several extraordinary quantum phenomena were demonstrated for the first time at relatively high temperatures of around -190 degrees Celsius using the kagome metal potassium vanadium antimony (KV3Sb5), which ideally could also function at room temperature as so-called high-temperature superconductivity. In the field of plastics, organic molecules in the form of monomers, oligomers and especially polymers can be applied to thin layers and form conductive tracks. It is possible to transfer charge through so-called hopping. By migrating chemical bonds along the entire length of a polymer chain, it is possible to form an electronic system, with transmission gaps closed by appropriate doping, resulting in conductivity comparable to metals. The transfer of knowledge and developments from printing technology as well as from organic and polymer chemistry to electronics is fundamental for future manufacturing processes in electronics and electrical engineering. Dispersions and suspensions of electrically conductive materials are already available for printed electronics. This also includes inorganic materials that can be produced and processed in liquid form. So-called mass printing processes such as gravure, offset and flexographic printing are far superior to other printing processes such as inkjet printing and screen printing in terms of the area throughput of many 10,000 m 2 /h and are particularly suitable for printing electrical conductor tracks in thin layers. Offset and flexographic printing processes can be used for inorganic and organic conductors. Inkjet printing can also be used on a laboratory scale with little effort. Screen printing is suitable for pasty materials that can be applied to a base layer in thick layers, especially for conductor tracks made of inorganic metals. Other possible processes related to printing are so-called microcontact printing and nanoimprint lithography. Transfer processes in which solid structured layers are transferred from a carrier to the substrate are also printing processes for electronics. Electrically conductive adhesives are also already available. From the area of coating technologies, powder coating or powder painting should also be mentioned here, with which an electrically conductive material is coated with powder paint. The powder coatings produced usually have layer thicknesses between 60 and 120 µm. Steel or aluminum substrates are suitable for powder coating. A coating process that is suitable for different substrates is so-called particle atomic layer deposition (PALD). This uses a vapor phase technique to deposit thin layers on a substrate. In the PALD process and the ALD process, the surface of a substrate is alternately irradiated with so-called precursors, which do not overlap but are supplied one after the other. The PALD process can deposit a wide range of materials including oxides, metals, sulfides and fluorides and these coatings can exhibit a wide range of properties depending on the application.
Aus der
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A.Pawlak: Supraleitung bis ins Stadtzentrum. Physik Journal, Band 13, 2014, Ausgabe 6, S.6.A.Pawlak: Superconductivity right into the city center. Physics Journal,
AufgabenstellungTask
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die tragende Struktur einer elektrischen Maschine neu zu ordnen und für das Erregersystem einer elektrischen Maschine einen von Tragschichten, Leiterbahnen und von einem Bindemittel gebildeten Werkstoffverbund für eine selbsttragende, gegenüber Gasen und Flüssigkeiten dichte, mehrschichtig aufgebaute und hohlraumfreie Wabenstruktur des Erregersystems der elektrischen Maschine zu finden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Konstruktionsgewicht des Weicheisenpakets zu reduzieren und dafür radiale Einzelsegmente zu identifizieren, um ein Stecksystem für das Weicheisenpaket zu formulieren und die Einzelsegmente in einer form- und kraftschlüssigen Verbindung mit der Wabenstruktur und mit einem gemeinsamen Verbindungselement aus Weicheisen in mindestens einem magnetischen Kreis zusammenzuführen. Insbesondere besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer bestrombaren Matrix für eine Vielzahl von erregbaren Elementen, die in den Zeilen und/oder Spalten der Matrix so angeordnet sind, dass der Strom für jede einzelne Lage des Schichtkörpers exakt berechnet, gesteuert und gemessen werden kann um eine mit kommutiertem Gleichstrom oder mehrphasigem Wechselstrom gespeiste elektrische Maschine an unterschiedliche Betriebsbedingungen besser anpassen zu können. Die Bauart der jeweiligen elektrischen Maschine bestimmt die Auslegung der Matrix als Zeilen- oder Spaltenvektor für mehrere von den Radialsegmenten gebildete Elemente im Fall eines Rotations- oder Linearmotors oder als eine Matrix mit Zeilen und Spalten im Fall eines Kugelschichtmotors, bei dem die möglichen Bewegungen des Läufers in drei Dimensionen theoretisch unbegrenzt sind. Darüber hinaus dient die Angabe einer aus mehreren Lagen von Tragschichten mit flachen Leiterbahnen aufgebauten Wabe mit einem von Zellen durchbrochenen Schalenkörper der Aufgabe, mit vergleichsweise geringen Stromstärken ein starkes Magnetfeld für die Erregung der einzelnen Radialsegmente des Weicheisenpakets zu erzeugen. Die Angabe eines gegenüber Gasen und Flüssigkeiten dichten Schichtkörpers für das Erregersystem des Stators dient auch der gegenseitigen Isolierung der Leiterbahnen und ihrem Schutz vor Verschmutzung und Korrosion und bildet ein Positionierungssystem für die Leiterbahnen in Relation zu den Radialsegmenten des Weicheisenpakets. Mit der Angabe eines für die Serienfertigung geeigneten modularen und elementierten Bausystems für die elektrische Maschinen können die Herstellungskosten reduziert werden. Diese Aufgaben werden mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen der Erfindung gelöst.Based on the state of the art presented, the invention is based on the object of rearranging the supporting structure of an electrical machine and for the excitation system of an electrical machine a material composite formed by supporting layers, conductor tracks and a binder for a self-supporting, gas- and liquid-tight system , multi-layered and void-free honeycomb structure of the excitation system of the electrical machine. Another object of the invention is to reduce the design weight of the soft iron package reduce and identify radial individual segments in order to formulate a plug-in system for the soft iron package and to bring the individual segments together in a positive and non-positive connection with the honeycomb structure and with a common connecting element made of soft iron in at least one magnetic circuit. In particular, the object of the invention is to provide an energized matrix for a large number of excitable elements which are arranged in the rows and/or columns of the matrix in such a way that the current can be precisely calculated, controlled and measured for each individual layer of the laminated body in order to be able to better adapt an electrical machine fed with commutated direct current or multi-phase alternating current to different operating conditions. The design of the respective electrical machine determines the design of the matrix as a row or column vector for several elements formed by the radial segments in the case of a rotary or linear motor or as a matrix with rows and columns in the case of a spherical layer motor, in which the possible movements of the rotor are theoretically unlimited in three dimensions. In addition, the specification of a honeycomb made up of several layers of support layers with flat conductor tracks with a shell body perforated by cells serves the task of generating a strong magnetic field with comparatively low current intensities for the excitation of the individual radial segments of the soft iron core. The specification of a layered body that is tight to gases and liquids for the excitation system of the stator also serves to mutually insulate the conductor tracks and protect them from contamination and corrosion and forms a positioning system for the conductor tracks in relation to the radial segments of the soft iron package. By specifying a modular and elemental construction system for the electrical machines that is suitable for series production, the manufacturing costs can be reduced. These tasks are achieved with the features of the invention mentioned in
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit einem Erregersystem ist als Rotationsmotor oder als Linearmotor oder als Kugelschichtmotor ausbildbar und hat ein Gehäuse für einen Stator mit einer Motorachse für einen Läufer und für eine Regelelektronik für mehrphasigen Wechsel- oder für Gleichstrom. Das Erregersystem wird von einem stabilen, gegenüber Gasen und Flüssigkeiten dichten Schichtkörper gebildet, der aus einer Mehrzahl durch Klebstoff untereinander verbundenen Lagen gegeneinander isolierter Tragschichten für mindestens eine Leiterbahn auf mindestens einer Oberfläche der Tragschicht aufgebaut und als eine Wabe mit einer Mehrzahl von Zellen für die Aufnahme einer Mehrzahl einzelner Radialsegmente eines Weicheisenpakets ausgebildet ist. Dabei ist jede Lage des Schichtkörpers auf eine Fläche projizierbar, wobei mindestens eine Lage des Erregersystems eine Matrix mit Zeilen und/oder Spalten für Elemente bildet, die von Blechlamellen oder Weicheisenstiften oder Weicheisenschrauben gebildeten Radialsegmenten in den Zellen der Wabe verkörpert werden und in einem gemeinsamen Verbindungselement aus Weicheisen verankerbar sind, sodass mindestens ein magnetischer Kreis gebildet wird. Die Wabe kann als eine Folienrolle oder als ein Folienstapel oder als ein hohlkugelförmiger Schichtkörper ausgebildet werden und ist an erste Enden der Leiterbahnen an einem Eingang des Gehäuses mit Mehrphasenwechselstrom bestrombar. Die zweiten Enden der Leiterbahnen sind in einer Matrixschaltung mit Phasenbrücken derart untereinander verbunden, dass mittels der Matrix und der Regelelektronik im Fall des Rotationsmotors ein rotierendes Magnetfeld und im Fall des Linearmotors ein Wanderfeld und im Fall des Kugelschichtmotors ein multidirektional steuerbares Magnetfeld erzeugbar ist. Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausführungsvarianten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Im Einzelnen hat die Erfindung folgende vorteilhafte Eigenschaften für die folgenden Aufgaben:
- - Angabe einer synchron oder asynchron erregten elektrischen Maschine als Innenläufer oder als Außenläufer, die als ein Rotations-, Linear- oder Kugelschichtmotor ausbildbar ist,
- - Angabe einer elektrischen Maschine mit einem Eingang für Wechselstrom oder Gleichstrom,
- - Angabe von elektrischen Maschinen mit einem bevorzugten Phasenwinkel der
Wechselspannung von 120 Grad, - - Angabe eines gedruckten Erregersystems für den Stator eines Elektromotors,
- - Angabe eines gedruckten Induktionssystems für den Läufer eines Elektromotors,
- - Angabe einer Matrixschaltung als eine Sternschaltung und/oder als eine Dreiecksschaltung für einen Rotationsmotor mit einem von einer Zeile oder einer Spalte gebildeten Vektor der Matrix,
- - Angabe einer Regelelektronik für die Steuerung des magnetischen Felds mittels einer Matrixschaltung der bestrombaren Zeilen und Spalten und Haupt- und Gegendiagonalen der Matrix mit einer von einer Mehrzahl von Transistoren (MOSFET, metal-oxide semiconductor field-effect transistor) und Sensoren,
- - Angabe eines elementierten Weicheisenpakets mit Blechlamellen für den Rotations- und Linearmotor und mit Weicheisenstiften oder Weicheisenschrauben für den Kugelschichtmotor,
- - Angabe eines Verbindungselements für die einzelnen Radialsegmente des Weicheisenpakets als Längsabschnitt eines Hohlzylinders oder als Schicht einer Hohlkugel, jeweils aus Weicheisen,
- - Angabe eines Fluidlagers zwischen dem Stator und dem Läufer,
- - Angabe eines Kugelschichtmotors mit einer kardanischen Aufhängung des Läufers an dem Stator,
- - Angabe einer elektrischen Maschine als ein Innenläufer, bei dem die Tragschichten als Mäanderbänder vorgefertigt und in mehreren Lagen von jeweils drei einzelnen Mäanderbändern auf einem Haspel zu einer Folienrolle aufgerollt werden,
- - Angabe einer elektrischen Maschine als ein Axialflussmotor mit einer scheibenförmigen Wabe mit radialen Zellen,
- - Angabe eines Rotationsmotors mit einem Induktionssystem für einen Läufer mit einem Weicheisenpaket und Mäanderbändern mit den Leiterbahnen, die untereinander in Endlosschleifen kurzgeschlossen und gegenüber der Motorachse einen Neigungswinkel von fünf bis fünfzehn Grad aufweisen,
- - Angabe ausgestanzter, flacher Leiterbahnen aus Metall,
- - Angabe von Mäanderbändern aus Aluminium als Ersatz für Kupfer,
- - Angabe einer Tragschicht mit zwei haftenden Oberflächen als Substrat für Leiterbahnen und/oder für ein Bindemittel,
- - Angabe einer Klebefolie mit Klebestreifen an den Rändern und zwischen den Leiterbahnen für die Versiegelung der Leiterbahnen innerhalb der Wabe,
- - Angabe einer biegeweichen und dehnsteifen Tragschicht aus einem Kunststoff oder aus ultradünnem Glas,
- - Angabe einer temperaturbeständigen und beschichtbaren Trägerschicht aus Polyethylen, Polyimid, Plyamid oder PTFE,
- - Angabe eines Massendruckverfahrens für den Aufdruck der Leiterbahnen von der Rolle auf die Rolle,
- - Angabe eines Tintenstrahldrucks oder eines Siebdruckverfahrens für die Bedruckung einer ebenen Tragschicht oder einer von der Rolle abrollbaren Tragschicht,
- - Angabe eines Karbonfasergewebebands als Tragschicht mit einer streifenförmigen Klettverbindung als Bindemittel an den Rändern des Bands und mit dazwischenliegenden Leiterbahnen aus Metallblech und mit einem Zweiphasenpolymer als Klebstoff für den Schichtkörper,
- - Angabe einer elektrischen Maschine, bei der die Tragschichten elektrisch leitfähige Leiterbahnen mit mehreren voneinander unabhängigen parallelen Bahnen tragen,
- - Angabe eines abtragenden Verfahrens, bei dem die Leiterbahnen aus einer mindestens einseitig mit stromleitendem Material beschichteten Tragschicht z.B. in einem Ätzverfahren herausgelöst werden,
- - Angabe einer Tragschicht, die mit stromleitenden organischen Polymerketten beschichtbar ist,
- - Angabe einer Leiterbahn aus einem supraleitenden keramischen Material, insbesondere aus Yttrium-Barium-Kupferoxid, das in Silberröhrchen eingefüllt und zu einer bandförmigen Leiterbahn ausgewalzt wird, die mit einer Tragschicht verbindbar ist,
- - Angabe von flexiblen Bändern aus Aluminium oder Stahl für eine elektrostatische Pulverbeschichtung mit einem keramischen Hochtemperatursupraleiter,
- - Angabe eines PALD-Verfahrens (Particel Atomic Layer Deposition) für die Beschichtung der Klebefolien mit einer supraleitenden, atomaren Schicht eines Kagome-Metalls,
- - Angabe einer Klebefolie mit einer Schicht aus Grafen für die Ummantelung der Leiterbahnen,
- - Angabe eines 3D-Druckverfahrens mit drei Materialien für die Leiterbanen, die Tragschichten und die Radialsegmente,
- - Angabe eines Rollverfahrens für die Herstellung einer versiegelten Folienrolle aus Klebefolie auf einem Haspel,
- - Angabe beheizbarer Kalander für die Herstellung eines monolithischen Verbunds der Tragschichten der Folienrolle.
- - Specification of a synchronously or asynchronously excited electrical machine as an internal rotor or an external rotor, which can be designed as a rotary, linear or spherical layer motor,
- - specification of an electrical machine with an input for alternating current or direct current,
- - Specification of electrical machines with a preferred phase angle of the alternating voltage of 120 degrees,
- - Specification of a printed excitation system for the stator of an electric motor,
- - Specification of a printed induction system for the rotor of an electric motor,
- - Specifying a matrix connection as a star connection and/or as a delta connection for a rotary motor with a vector of the matrix formed by a row or a column,
- - Specification of control electronics for controlling the magnetic field by means of a matrix circuit of the energized rows and columns and main and counter diagonals of the matrix with one of a plurality of transistors (MOSFET, metal-oxide semiconductor field-effect transistor) and sensors,
- - Specification of an elemental soft iron package with sheet metal lamellas for the rotary and linear motor and with soft iron pins or soft iron screws for the spherical layer motor,
- - Specification of a connecting element for the individual radial segments of the soft iron package as a longitudinal section of a hollow cylinder or as a layer of a hollow sphere, each made of soft iron,
- - Specifying a fluid bearing between the stator and the rotor,
- - Specification of a spherical layer motor with a gimbal suspension of the rotor on the stator,
- - Specification of an electrical machine as an internal rotor, in which the base layers are prefabricated as meandering strips and rolled up in several layers of three individual meandering strips on a reel to form a roll of film,
- - Specification of an electrical machine as an axial flux motor with a disk-shaped honeycomb with radial cells,
- - Specification of a rotary motor with an induction system for a rotor with a soft iron package and meandering bands with the conductor tracks, which are short-circuited among themselves in endless loops and have an angle of inclination of five to fifteen degrees relative to the motor axis,
- - Specification of punched-out, flat metal conductor tracks,
- - Specification of meandering bands made of aluminum as a replacement for copper,
- - Specification of a base layer with two adhesive surfaces as a substrate for conductor tracks and/or for a binder,
- - Specification of an adhesive film with adhesive strips on the edges and between the conductor tracks for sealing the conductor tracks within the honeycomb,
- - Specification of a flexible and stretch-resistant base layer made of plastic or ultra-thin glass,
- - Specification of a temperature-resistant and coatable carrier layer made of polyethylene, polyimide, nylon or PTFE,
- - Specification of a mass printing process for printing the conductor tracks from roll to roll,
- - specification of an inkjet printing or a screen printing process for printing on a flat base layer or a base layer that can be rolled off the roll,
- - Specification of a carbon fiber fabric tape as a base layer with a strip-shaped Velcro connection as a binding agent on the edges of the tape and with intervening conductor tracks made of sheet metal and with a two-phase polymer as an adhesive for the layered body,
- - Specification of an electrical machine in which the base layers carry electrically conductive conductor tracks with several independent parallel tracks,
- - Specification of an abrasive process in which the conductor tracks are removed from a base layer coated on at least one side with current-conducting material, for example in an etching process,
- - Specification of a base layer that can be coated with electrically conductive organic polymer chains,
- - Specification of a conductor track made of a superconducting ceramic material, in particular made of yttrium-barium-copper oxide, which is filled into silver tubes and rolled out into a band-shaped conductor track which can be connected to a supporting layer,
- - Specification of flexible strips made of aluminum or steel for electrostatic powder coating with a ceramic high-temperature superconductor,
- - Specification of a PALD process (Particle Atomic Layer Deposition) for coating the adhesive films with a superconducting, atomic layer of a Kagome metal,
- - Specification of an adhesive film with a layer of graphite for covering the conductor tracks,
- - Specification of a 3D printing process with three materials for the conductor rails, the support layers and the radial segments,
- - specification of a rolling process for producing a sealed film roll from adhesive film on a reel,
- - Specification of heatable calenders for the production of a monolithic composite of the supporting layers of the film roll.
Herstellungsverfahren für eine mehrlagige WabeManufacturing process for a multi-layer honeycomb
Ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren für den Schichtkörper der Wabe betrifft ein 3D-Druckverfahren für drei unterschiedliche Materialien, bei dem der Schichtkörper kontinuierlich und schichtweise aus mehreren Lagen eines Kunststoffs als Bindemittel für die Tragschichten und Leiterbahnen aus Metall, einschließlich der Matrixschaltung zwischen den ersten und zweiten Enden der Leiterbahnen und einschließlich der einzelnen Zellen der Wabe mit den Radialsegmenten des Weicheisenpakets und des Verbindungselements aufgebaut wird. Im Fall des Rotationsmotors und des Linearmotors kann der Schichtkörper der Wabe als eine Folienrolle mit mindestens einer Lage oder bis zu mehreren hundert Lagen von Tragschichten für Leiterbahnen ausgebildet werden. Dabei wird die Folienrolle auf einem Haspel mit nachführbaren Lehren als Platz- und Maßhalter für den anschließenden Einbau der einzelnen Radialsegmente des Weicheisenpakets in die Zellen der Wabe hergestellt. Die Tragschichten sind als ein- oder zweiseitig beschichtete, dehnsteife und biegeweiche Folienbänder oder als flexible Karbonfaserbänder ausgebildet, die jeweils an mindestens einer Oberfläche ein Beschichtungssubstrat für die Leiterbahnen und für einen Klebstoff aufweisen, sodass die einzelnen Lagen der Tragschichten den selbsttragenden und gegenüber Gasen und Flüssigkeiten dichten Schichtkörper bilden. Für Tragschichten, die bereits mit Leiterbahnen beschichtet oder bedruckt sind, eignen sich sowohl chemisch aushärtende oder physikalisch abbindende Klebstoffe als auch Klebstoffe mit kombinierter Wirkung als Bindemittel für die Herstellung eines ein- oder beidseitig beschichteten stromleitenden Klebebands. Besonders vorteilhaft ist die Aushärtung des Klebstoffs durch Polymerisation bei Sofortklebstoffen wie Cyanacrylaten, Methylmeth-Acrylaten und ungesättigten Polyestern. Für die gegenseitige Verbindung von Trägerfolien, die aus Kunststoff, Dünnglas, Papier oder Karbonfaserfolien bestehen können, eignen sich anaerob härtende Klebstoffe, strahlenhärtende Klebstoffe oder Klebstoffe, die durch Trocknung aushärten als Bindemittel. Lösungsmittelbasierte Nassklebstoffe, Diffusionsklebstoffe, Kontaktklebstoffe, sind auch für Trägerfolien aus Papier geeignet, ebenso wie Dispersionsklebstoffe auf Wasserbasis einschließlich von kolloidalen Systemen. Für Tragschichten aus ultradünnem Glas sind unter UV-Licht und Wärme aushärtende Klebstoffe besonders geeignet, während für die Befestigung von Leiterbahnen aus Metall auf Karbonfaserbändern Haftklebstoffe, die als Klett- oder Steck-Rastverbindungen ausbildbar sind, in Frage kommen, wobei für die Verbindung der Karbonfaserbänder untereinander Epoxid-Klebstoffe, Polyurethan-Klebstoffe und Silikone vorgesehen sind. Mit einem kombinierten physikalisch-chemischen Wirkprinzip des Bindemittels ist eine hohe Temperaturbeständigkeit der Klebstoffverbindung für die Trägerfolien durch Polykondensation von Phenolharzen oder Polyimiden oder Polysulfiden oder von Silan-modifizierten Polymeren erreichbar. Besteht die Tragschicht aus einem Karbonfaserband, wird ein Zweiphasen-Polymer als Bindemittel während des Aufrollens auf den Haspel augetragen. Dabei werden die einzelnen Lagen der Tragschicht des Karbonfaserbands mittels des Zweiphasen-Polymers untereinander zu einem selbsttragenden und gegenüber Gasen und Flüssigkeiten dichten Schichtkörper verbunden, der in einem Autoklav ausgehärtet werden kann. Von besonderem Vorteil ist eine beidseitig mit Leiterbahnen bedruckte Tragschicht, deren erste Oberfläche mit der ersten Komponente und deren zweite Oberfläche mit der zweiten Komponente eines Zwei-Komponenten-Klebstoffs beschichtet ist, sodass bereits während des Aufrollens auf der Haspel ein monolithischer Verbund der einzelnen Lagen des Schichtkörpers hergestellt wird. Wird die Tragschicht mit den Leiterbahnen unmittelbar vor dem Aufrollen auf dem Haspel über beheizbare Kalander geführt, kann der Folienverbund in einem Schmelz- Klebverfahren hergestellt werden. Bei einem Rotationsmotor und bei einem Linearmotor ist die mehrlagig aufgebaute Wabe als eine Folienrolle mit einer Vielzahl von Zellen ausgebildet, welche Zellen eine entsprechende Anzahl von einzelnen, in einem magnetischen Kreis des Weicheisenpakets untereinander verbundene Radialsegmente aufnehmen, wobei in jeder einzelnen Lage der Folienrolle die Radialsegmente als Elemente einer Matrix in einem Zeilen- oder Spaltenvektor darstellbar sind, während bei dem Kugelschichtmotor die mehrlagig aufgebaute Wabe einen hohlkugelförmigen Schalenkörper und bei einem kombinierten Linear- und Rotationsmotor eine mehrlagige Folienrolle, jeweils mit einer Vielzahl von Zellen für die Aufnahme einer entsprechenden Anzahl von Radialsegmenten des Weicheisenpakets aufweist und jede einzelne auf eine Fläche projizierbare Lage der Wabe eine Matrix mit Zeilen und mit Spalten bildet, bei der magnetische Kreise in jeder einzelnen Lage über die Zeilen oder über die Spalten oder über die Haupt und Gegendiagonalen der Matrix schaltbar sind, sodass die elektromagnetischen Feldkräfte mittels einer programmierbaren oder sensorgesteuerten Regelelektronik für die Matrixschaltung in unterschiedliche Richtungen gelenkt werden können. Dabei bildet der Klebstoff ein Bindemittel für die einzelnen Lagen eines gas- und flüssigkeitsdicht ausbildbaren Schichtkörpers mit einer der Anzahl der Lagen entsprechenden Vielzahl von Matrizen. Mindestens eine der beiden Oberflächen der Tragschicht der Folienrolle oder des holkugelförmigen Schichtkörpers weist eine der Anzahl der Zellen des Schichtkörpers entsprechende Mehrzahl spiralförmiger, untereinander verbundener Leiterbahnen auf, wobei die Leiterbahnen in den einzelnen Lagen des Schichtkörpers mit mehrphasigem Wechselstrom derart bestrombar sind, dass das von den einzelnen Radialsegmenten des Weicheisenpakets bewirkte Magnetfeld mittels einer von einer Mehrzahl von Transistoren gebildeten Regelelektronik der Matrixschaltung multidirektional steuerbar ist. Der Läufer des kombinierten Linear- und Rotationsmotors kann eine kombinierte Hub- und Drehbewegung ausführen, während der Läufer eines Kugelschichtmotors innerhalb eines durch einen Neigungswinkel vorgegebenen radialen Sektors um den Mittelpunkt des Motors eine kombinierte Rotations- und Schwenkbewegung ausführen kann.An advantageous manufacturing process for the laminated body of the honeycomb relates to a 3D printing process for three different materials, in which the laminated body is made continuously and in layers from several layers of a plastic as a binding agent for the supporting layers and conductor tracks made of metal, including the matrix circuit between the first and second ends of the Conductor tracks and including the individual cells of the honeycomb are constructed with the radial segments of the soft iron package and the connecting element. In the case of rotary motor and linear motor The laminated body of the honeycomb can be designed as a film roll with at least one layer or up to several hundred layers of support layers for conductor tracks. The film roll is produced on a reel with adjustable gauges as space and dimension holders for the subsequent installation of the individual radial segments of the soft iron package into the cells of the honeycomb. The support layers are designed as one- or two-sided coated, stretch-resistant and flexible film strips or as flexible carbon fiber strips, each of which has a coating substrate for the conductor tracks and an adhesive on at least one surface, so that the individual layers of the support layers are self-supporting and resistant to gases and liquids form a dense layered body. For base layers that are already coated or printed with conductor tracks, both chemically curing or physically setting adhesives as well as adhesives with a combined effect are suitable as binders for the production of a single- or double-sided coated electrically conductive adhesive tape. Curing the adhesive by polymerization is particularly advantageous for instant adhesives such as cyanoacrylates, methyl methacrylates and unsaturated polyesters. For the mutual connection of carrier films, which can consist of plastic, thin glass, paper or carbon fiber films, anaerobic-curing adhesives, radiation-curing adhesives or adhesives that harden by drying are suitable as binders. Solvent-based wet adhesives, diffusion adhesives, contact adhesives are also suitable for paper carrier films, as are water-based dispersion adhesives including colloidal systems. Adhesives that harden under UV light and heat are particularly suitable for base layers made of ultra-thin glass, while pressure-sensitive adhesives that can be designed as Velcro or plug-in snap connections are suitable for attaching metal conductor tracks to carbon fiber tapes, with the carbon fiber tapes being connected Epoxy adhesives, polyurethane adhesives and silicones are provided among each other. With a combined physical-chemical principle of action of the binder, a high temperature resistance of the adhesive compound for the carrier films can be achieved through polycondensation of phenolic resins or polyimides or polysulfides or of silane-modified polymers. If the base layer consists of a carbon fiber tape, a two-phase polymer is applied as a binder to the reel during winding. The individual layers of the base layer of the carbon fiber strip are connected to one another using the two-phase polymer to form a self-supporting layered body that is tight to gases and liquids and can be hardened in an autoclave. Of particular advantage is a base layer printed on both sides with conductor tracks, the first surface of which is coated with the first component and the second surface of which is coated with the second component of a two-component adhesive, so that a monolithic composite of the individual layers of the material is formed while it is being rolled up on the reel Layered body is produced. If the base layer with the conductor tracks is passed over heatable calenders immediately before being rolled up on the reel, the film composite can be produced using a melt-adhesive process. In a rotary motor and a linear motor, the multi-layered honeycomb is designed as a film roll with a large number of cells, which cells accommodate a corresponding number of individual radial segments connected to one another in a magnetic circuit of the soft iron package, with the radial segments in each individual layer of the film roll can be represented as elements of a matrix in a row or column vector, while in the spherical layer motor the multi-layered honeycomb has a hollow spherical shell body and in a combined linear and rotary motor a multi-layer film roll, each with a large number of cells for holding a corresponding number of radial segments of the soft iron package and each individual layer of the honeycomb that can be projected onto a surface forms a matrix with rows and columns, in which magnetic circuits in each individual layer can be switched over the rows or over the columns or over the main and counter diagonals of the matrix, so that the electromagnetic field forces can be directed in different directions by means of programmable or sensor-controlled control electronics for the matrix circuit. The adhesive forms a binder for the individual layers of a gas- and liquid-tight laminated body with a large number of matrices corresponding to the number of layers. At least one of the two surfaces of the base layer of the film roll or of the hollow spherical laminated body has a plurality of spiral-shaped, interconnected conductor tracks corresponding to the number of cells of the laminated body, the conductor tracks in the individual layers of the laminated body being able to be energized with multi-phase alternating current in such a way that the The magnetic field caused by individual radial segments of the soft iron core can be controlled multidirectionally by means of control electronics of the matrix circuit formed by a plurality of transistors. The rotor of the combined linear and rotary motor can carry out a combined lifting and rotational movement, while the rotor of a spherical layer motor can carry out a combined rotational and pivoting movement within a radial sector predetermined by an inclination angle around the center of the motor.
Tragschichten für LeiterbahnenSupport layers for conductor tracks
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante bilden die Tragschichten eine Hülle für Leiterbahnen aus Metall, wobei die Leiterbahnen im Querschnitt flach, rechteckig, polygonal oder oval ausgebildet sind und die elektrischen Kontakte an den ersten Enden und an den zweiten Enden der Leiterbahnen durch Löten, Laserschweißen, Schrauben oder mittels von einem elektrisch leitfähigem Klebstoff hergestellt werden. Bevorzugt besteht die Tragschicht aus einer dehnsteifen und biegeweichen Kunststofffolie oder aus ultradünnem Glas mit einer Schichtdicke von 0,05-0,2 mm und bildet an mindestens einer der beiden Oberflächen ein Beschichtungssubstrat für die Leiterbahnen und für ein Bindemittel als Füllung zwischen den Leiterbahnen und den Tragschichten, wobei eine Mehrzahl von Lagen der Tragschichten den gegenüber Gasen und Flüssigkeiten dichten Schichtkörper bilden. Die Tragschicht ist mindestens an einer der beiden Oberflächen bevorzugt in einem Massendruckverfahren mit Leiterbahnen bedruckbar. Alternativ können die Leiterbahnen auf die Tragschicht gesputtert, gesintert oder geklebt werden, wobei Leiterbahnen, die an den beiden Oberflächen der Tragschicht angeordnet sind, durch eine doppelseitig beschichtete Klebefolie voneinander getrennt sind. Klebestreifen zwischen den Leiterbahnen und an den Rändern einer Klebefolie stellen eine kraftschlüssige Verbindung der einzelnen Lagen einer Wabe her. Aus einer beidseitig mit Metall beschichteten Tragschicht können die Leiterbahnen in einem abtragenden Verfahren aus den beiden Oberflächen herausgeätzt oder geschnitten werden. Leiterbahnen, die an den beiden Oberflächen der Tragschicht angeordnet sind, können zu einer zweiadrigen Leiterbahn zusammengefasst werden, wobei beide Adern ein gemeinsames magnetisches Feld erzeugen und eine Mehrzahl von Transistoren und Sensoren der Regelelektronik dazu ausgebildet ist, den Stromfluss des Erregersystems zu steuern. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante werden die Leiterbahnen mit einem elektrisch aufladbaren, keramischen Hochtemperatursupraleiter in Pulverform beschichtet, der als ausgehärtete Schicht dazu ausgebildet ist, die Konduktivität der von dünnen und flexible Stahlbändern gebildeten Leiterbahnen zu erhöhen. Alternativ wird der keramische Hochtemperatursupraleiter als Pulver in Hohlprofile gefüllt, die anschließend flach ausgewalzt werden und als flache Bänder mit der Trägerschicht verbindbar sind. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante bilden atomare Schichten eines Kagome-Metalls mit einer supraleitenden Kagome-Struktur, die in einem PALD-Verfahren (Particel Atomic Layer Deposition) auf Leiterbahnen aus Metall aufgebracht werden, an der Oberfläche der Leiterbahnen eine supraleitende Schicht, sodass die Konduktivität der Leiterbahnen bereits bei Umgebungstemperatur erhöht wird. Vielversprechend erscheinen auch Tragschichten, die von Klebefolien gebildet werden, die an ihren den Leiterbahnen aus Metall zugewandten Oberflächen eine Schicht aus Grafen tragen und eine Hülle für flache Leiterbahnen z.B. aus Aluminium oder Kupfer bilden, wobei bereits bei Umgebungstemperatur die Konduktivität der Leiterbahnen erhöht wird. Bevorzugt bildet die Tragschicht an mindestens einer Oberfläche ein Beschichtungssubstrat für ein Massendruckverfahren. Weiterhin ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass die Leiterbahnen entweder auf mindestens eine der Oberflächen der Tragschicht gesputtert, gesintert oder geklebt werden, wobei Leiterbahnen an den beiden Oberflächen der Tragschicht durch eine Zwischenschicht voneinander getrennt sind, oder dass Klebestreifen zwischen den Leiterbahnen und an den Rändern einer Klebefolie für die Verbindung der einzelnen Schichten der Wabe vorgesehen sind. Mittels von Polschuhen der Radialsegmente des Weicheisenpakets können die einzelnen Schichten der Wabe fixiert werden. Die zu einer Folienrolle aufgerollten oder zu einem Folienstapel aufgeschichteten Tragschichten bilden mit den Zellen ein Positionierungssystem für die einzelnen Radialsegmente des Weicheisenpakets und für die Leiterbahnen selbst. Für die Herstellung elektrischer Verbindungen zwischen den Leiterbahnen untereinander eignet sich ein elektrisch leitfähiger Klebstoff. Im Rahmen der Erfindung werden organische Leiterbahnen aus dotierten Polymerketten für Tragschichten aus Cellulose-Triacetat vorgeschlagen, deren Leifähigkeit den Metallen in nichts nachsteht. Die damit verbundene Gewichts- und Kosteneinsparung kann für zukünftige Antriebs und Steuersysteme genutzt werden. Der Einbau von Supraleitern in elektrischen Maschinen kann sich als eine neue Leichtbautechnik insbesondere für Fahrzeug und Flugzeugmotoren etablieren, da bereits mit einer supraleitenden Schicht eine herkömmliche Wicklung ersetzbar ist. Im Rahmen der Erfindung wird deshalb ein Temperiersystem mit flüssigem Stickstoff für ein Fahrzeug vorgeschlagen, um keramische Hochtemperatursupraleiter bis auf Sprungtemperatur abzukühlen.In an advantageous embodiment variant, the support layers form a shell for conductor tracks made of metal, the conductor tracks having a flat, rectangular, polygonal or oval cross-section and the electrical contacts at the first ends and at the second ends of the conductor tracks by soldering, laser welding, screwing or can be produced using an electrically conductive adhesive. The base layer preferably consists of a stretch-resistant and flexible plastic film or of ultra-thin glass with a layer thickness of 0.05-0.2 mm and forms a coating substrate for the conductor tracks and for a binder as a filling between the conductor tracks and the conductor tracks on at least one of the two surfaces Support layers, with a plurality of layers of the support layers forming the layered body that is tight to gases and liquids. The base layer can be printed with conductor tracks on at least one of the two surfaces, preferably in a mass printing process. Alternatively, the conductor tracks can be sputtered, sintered or glued onto the base layer, with conductor tracks that are arranged on the two surfaces of the base layer being separated from one another by a double-sided coated adhesive film. Adhesive strips between the conductor tracks and on the edges of an adhesive film create a non-positive connection between the individual layers of a honeycomb. From a base layer coated with metal on both sides, the conductor tracks can be etched or cut from the two surfaces using an abrasive process. Conductor tracks that are arranged on the two surfaces of the support layer can be combined to form a two-wire conductor track, with both cores generating a common magnetic field and a plurality of transistors and sensors of the control electronics being designed to control the current flow of the excitation system. In a particularly advantageous embodiment variant, the conductor tracks are coated with an electrically chargeable, ceramic high-temperature superconductor in powder form, which is designed as a hardened layer to increase the conductivity of the conductor tracks formed by thin and flexible steel strips. Alternatively, the ceramic high-temperature superconductor is filled as a powder into hollow profiles, which are then rolled flat and can be connected to the carrier layer as flat strips. In a further advantageous embodiment variant, atomic layers of a Kagome metal with a superconducting Kagome structure, which are applied to metal conductor tracks in a PALD process (Particle Atomic Layer Deposition), form a superconducting layer on the surface of the conductor tracks, so that the conductivity of the conductor tracks is already increased at ambient temperature. Supporting layers formed by adhesive foils, which carry a layer of graphene on their surfaces facing the metal conductor tracks and form a shell for flat conductor tracks, for example made of aluminum or copper, also appear promising, with the conductivity of the conductor tracks being increased even at ambient temperature. The base layer preferably forms a coating substrate for a mass printing process on at least one surface. Furthermore, it is provided within the scope of the invention that the conductor tracks are either sputtered, sintered or glued onto at least one of the surfaces of the base layer, with conductor tracks on the two surfaces of the base layer being separated from one another by an intermediate layer, or that adhesive strips between the conductor tracks and on the Edges of an adhesive film are provided for connecting the individual layers of the honeycomb. The individual layers of the honeycomb can be fixed using pole pieces of the radial segments of the soft iron core. The support layers, rolled up into a roll of foil or stacked into a stack of foil, form a positioning system with the cells for the individual radial segments of the soft iron package and for the conductor tracks themselves. An electrically conductive adhesive is suitable for establishing electrical connections between the conductor tracks. Within the scope of the invention, organic conductor tracks made of doped polymer chains for base layers made of cellulose triacetate are proposed, the conductivity of which is in no way inferior to that of metals. The associated weight and cost savings can be used for future drive and control systems. The installation of superconductors in electrical machines can establish itself as a new lightweight construction technology, especially for vehicles and aircraft engines, since a conventional winding can be replaced with a superconducting layer. As part of the invention, a temperature control system with liquid nitrogen for a vehicle is therefore proposed in order to cool ceramic high-temperature superconductors down to the transition temperature.
Die elektrische Maschine als ein InnenläuferThe electric machine as an internal rotor
Eine erste vorteilhafte Ausführungsvariante der elektrischen Maschine betrifft einen Innenläufer, bei dem die Wabe als eine zylindrische Folienrolle mit einer Mehrzahl von Zellen für die Aufnahme einer entsprechenden Anzahl von einzelnen Radialsegmenten des Weicheisenpakets ausgebildet ist, die von innen nach außen in die Zellen eingeführt und in Nuten eines äußeren, von einem Rohr gebildeten Führungselements verankert werden. Die Leiterbahnen sind auf drei Mäanderbändern angeordnet und werden jeweils an ihren ersten Enden an drei Eingängen des Gehäuses mit drei Phasen von Wechselstrom bestromt, während die zweiten Enden mit Phasenbrücken für eine Sternschaltung verbunden sind, um ein rotierendes magnetisches Feld für den Läufer zu erzeugen. Die Längsabschnitte der drei Mäanderbänder sind in radialen Ebenen mit einem Radius von der Motorachse beabstandet und weisen quer zu der Motorachse ausgerichtete Querabschnitte auf, wobei die drei mindestens einseitig mit mindestens einer Leiterbahn beschichteten Mäanderbänder mit jeweils einer Phase des Wechselstroms bestromt werden. Bei der Herstellung der zylindrischen Folienrolle werden die drei Mäanderbänder in einer Ebene übereinander gelegt und auf einem Haspel aufgerollt, um zusammen mit dem Weicheisenpaket das Erregersystem des Stators zu bilden. Der innenliegende Läufer ist entweder als ein Käfigläufer ausgebildet oder ist mittels von einer Mehrzahl von alternierend gepolten Permanentmagneten, deren Anzahl größer oder kleiner ist als die Anzahl der Zellen der Wabe, permanent erregt. Der Läufer einer asynchron erregten Drehstrommaschine kann als ein Käfigläufer ausgebildet werden. In der vorteilhaften Ausbildung einer als Innenläufer ausgebildeten asynchronen elektrischen Maschine weist der Läufer ein Induktionssystem auf, bei dem eine Zeile oder Spalte der Matrix mit einem Neigungswinkel von 5 bis 15 Grad gegenüber der Motorachse geneigt ist, sodass die Wabe mit einer Mehrzahl geneigter Zellen für die Aufnahme geneigter Radialsegmente des Weicheisenpakets ausgebildet ist, die mittels einer Mehrzahl von untereinander kurzgeschlossenen Leiterbahnen in mehreren Lagen der Tragschicht eine Induktivität bilden. Der Läufer ist durch einen Spalt von dem Stator getrennt. Während die Leiterbahnen bei einem Käfigläufer kurzgeschlossen sind und bei einem Schleifringläufer das Betriebsverhalten im Motorbetrieb der elektrischen Maschine durch zusätzliche Widerstände, die über Schleifringe in den Läufer eingetragen werden, steuerbar ist, wird im Generatorbetrieb der elektrischen Maschine mittels der Schleifringe des Läufers Wechselstrom von der elektrischen Maschine nach außen abgeleitet. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante sind drei Mäanderbänder mit einer Mehrzahl von Leiterbahnen bedruckt und bilden zusammen mit dem Weicheisenpaket das Induktionssystem des Läufers. Alternativ kann der Innenläufer als permanentmagnetische Maschine ausgebildet werden, bei der der Läufer eine Mehrzahl von alternierend gepolten Permanentmagneten besitzt, deren Anzahl größer oder kleiner ist als die Anzahl der Zellen der Wabe, um Blockaden der Maschine zu vermeiden.A first advantageous embodiment variant of the electrical machine relates to an internal rotor, in which the honeycomb is designed as a cylindrical film roll with a plurality of cells for receiving a corresponding number of individual radial segments of the soft iron package, which are inserted into the cells from the inside out and in grooves an outer guide element formed by a tube. The conductor tracks are arranged on three meandering bands and are each energized with three phases of alternating current at their first ends at three inputs of the housing, while the second Ends are connected with phase bridges for a star connection to create a rotating magnetic field for the rotor. The longitudinal sections of the three meandering bands are spaced in radial planes with a radius from the motor axis and have transverse sections aligned transversely to the motor axis, the three meandering bands coated at least on one side with at least one conductor track each being energized with one phase of the alternating current. When producing the cylindrical film roll, the three meandering strips are placed one above the other in one plane and rolled up on a reel to form the stator's excitation system together with the soft iron package. The internal rotor is either designed as a squirrel cage rotor or is permanently excited by means of a plurality of alternately polarized permanent magnets, the number of which is larger or smaller than the number of cells in the honeycomb. The rotor of an asynchronously excited three-phase machine can be designed as a squirrel cage rotor. In the advantageous embodiment of an asynchronous electrical machine designed as an internal rotor, the rotor has an induction system in which a row or column of the matrix is inclined at an angle of inclination of 5 to 15 degrees relative to the motor axis, so that the honeycomb has a plurality of inclined cells for the Receiving inclined radial segments of the soft iron package is formed, which form an inductance in several layers of the support layer by means of a plurality of interconnected conductor tracks. The rotor is separated from the stator by a gap. While the conductor tracks in a squirrel cage rotor are short-circuited and in a slip ring rotor the operating behavior in motor operation of the electrical machine can be controlled by additional resistors that are inserted into the rotor via slip rings, in generator operation of the electrical machine, alternating current is supplied from the electrical machine by means of the slip rings of the rotor Machine diverted to the outside. In an advantageous embodiment variant, three meandering bands are printed with a plurality of conductor tracks and, together with the soft iron core, form the rotor's induction system. Alternatively, the internal rotor can be designed as a permanent magnetic machine, in which the rotor has a plurality of alternately polarized permanent magnets, the number of which is larger or smaller than the number of cells in the honeycomb in order to avoid blockages in the machine.
Die elektrische Maschine als ein AußenläuferThe electric machine as an external rotor
Eine zweite vorteilhafte Ausführungsvariante einer elektrischen Maschine betrifft einen Außenläufer, bei dem die Wabe drei Mäanderbänder mit parallel zu der Motorachse ausgerichteten Längsabschnitten und mit quer zu der Motorachse ausgerichteten Querabschnitten aufweist, wobei für jede Phase des Wechselstroms mindestens ein einseitig mit Leiterbahnen beschichtetes Mäanderband vorgesehen ist und drei in einer Ebene übereinander gelegte Mäanderbänder das Erregersystem des Stators derart bilden, dass die Längsabschnitte der drei Mäanderbänder in einer Ebene übereinander gelegt und auf einem Haspel zu einer Folienrolle aufgerollt werden. Dabei liegen die Längsabschnitte der drei Mäanderbänder in radialen Ebenen und sind mit Radien für die einzelnen Lagen der Folienrolle von der Motorachse beabstandet. Die Folienrolle ist als eine zylindrische Wabe mit einer Mehrzahl von Zellen für die Aufnahme einer entsprechenden Mehrzahl einzelner Radialsegmente mit Polschuhen ausgebildet, die von außen nach innen in die Zellen der Wabe gesteckt und anschließend in Nuten eines von einem Rohr aus Weicheisen gebildeten Führungselements verankert werden. Die Leiterbahnen der drei Mäanderbänder werden jeweils an ihren ersten Enden an drei Anschlüssen des Gehäuses mit drei Phasen von Wechselstrom bestromt, während die zweiten Enden mit Phasenbrücken für eine Sternschaltung verbunden sind, um ein rotierendes magnetisches Feld für einen äußeren Läufer zu erzeugen. Die elektrische Maschine als Außenläufer kann als permanentmagnetische Maschine ausgebildet werden, bei der der Läufer eine Mehrzahl von alternierend gepolten Permanentmagneten besitzt, deren Anzahl größer oder kleiner ist als die Anzahl der Zellen der Wabe, um Blockaden der Maschine zu verhindern. Alternativ kann eine asynchron erregte elektrische Maschine ausgebildet werden, bei der der Läufer entweder als ein Käfigläufer oder als eine Wabe mit einem analog zu dem Erregersystem aufgebauten Induktionssystem ausgebildet ist, wobei die einzelnen Radialsegmente des Weicheisenpakets gegenüber der Motorachse mit einem Neigungswinkel von 5 bis 15 Grad geneigt sind. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante der elektrischen Maschine betrifft einen Rotationsmotor, der als Außenläufer als ein Axialflussmotor ausgebildet ist. Die Wabe weist in diesem Fall eine Folienrolle mit einer Mehrzahl von tangential zu der Motorachse ausgerichteten Lagen einer Tragschicht auf, die mit einer Mehrzahl von spiralförmigen Leiterbahnen bedruckt ist. Von der Motorachse radial beabstandete Zellen der Wabe sind für die formschlüssige Verbindung mit einer Mehrzahl von parallel zu der Motorachse angeordneten Radialsegmenten des Weicheisenpakets vorgesehen. Die ersten Enden der spiralförmigen Leiterbahnen sind mit den Anschlüssen des Gehäuses für Wechselstrom verbunden, während die zweiten Enden auf der der Motorachse zugewandten Seite der Leiterbahnen eine Sternschaltung mit ringsegmentförmigen Phasenbrücken aufweisen, um ein rotierendes magnetisches Feld für einen äußeren Läufer zu generieren. Die Axialflussmaschine ist entweder permanenterregt, wobei der Läufer mit alternierend gepolten Permanentmagneten ausgestattet ist, oder die Axialflussmaschine ist als ein Vollpolläufer ausgebildet, wobei der Läufer mit einem Induktionssystem ausgestattet ist. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung betrifft einen Radnabenmotor, bei dem mehrere Lagen von ringförmigen Tragschichten zu einem Folienstapel verbunden sind und eine scheibenförmige, biege-, schub- und torsionssteife Wabe mit einer Mehrzahl von Zellen für die Aufnahme einer entsprechenden Anzahl von einzelnen Radialsegmenten des Weicheisenpakets bilden. Die Wabe weist ein Erregersystem für einen permanent erregten Axialflussmotor auf, bei dem die Anzahl von spiralförmigen Leiterbahnen auf mindestens einer Oberfläche der Tragschicht des Folienstapels der Anzahl von Zellen der scheibenförmigen Wabe entspricht, die durch eine starre und hohle Radachse mit Anschlüssen für dreiphasigen Wechselstrom derart bestromt wird, dass die drei Phasen des Wechselstroms an der der Motorachse zugewandten Seite über innere erste Enden der spiralförmigen Leiterbahnen erfolgt, während die zweiten Enden mittels von drei in getrennten Ebenen geführten ringsegmentförmigen Phasenbrücken in einer Sternschaltung untereinander verbunden sind. Die Nabe bildet den Läufer des Radnabenmotors, wobei beidseitig des Stators eine Mehrzahl von Permanentmagneten des Läufers sternförmig angeordnet sind, deren Anzahl größer ist als die Anzahl der Zellen des Erregersystems, sodass Blockaden des Drehstrommotors vermieden werden und das rotierende Magnetfeld des Stators eine Drehbewegung der Nabe bewirkt.A second advantageous embodiment variant of an electrical machine relates to an external rotor, in which the honeycomb has three meandering bands with longitudinal sections aligned parallel to the motor axis and with transverse sections aligned transversely to the motor axis, with at least one meandering band coated on one side with conductor tracks being provided for each phase of the alternating current and three meandering bands placed one above the other in one plane form the excitation system of the stator in such a way that the longitudinal sections of the three meandering bands are placed one above the other in one plane and rolled up on a reel to form a roll of film. The longitudinal sections of the three meandering bands lie in radial planes and are spaced from the motor axis with radii for the individual layers of the film roll. The film roll is designed as a cylindrical honeycomb with a plurality of cells for receiving a corresponding plurality of individual radial segments with pole pieces, which are inserted into the cells of the honeycomb from the outside to the inside and then anchored in grooves of a guide element formed by a tube made of soft iron. The conductor tracks of the three meandering bands are each energized with three phases of alternating current at their first ends at three connections of the housing, while the second ends are connected to phase bridges for a star connection in order to generate a rotating magnetic field for an outer rotor. The electrical machine as an external rotor can be designed as a permanent magnetic machine, in which the rotor has a plurality of alternately polarized permanent magnets, the number of which is larger or smaller than the number of cells in the honeycomb in order to prevent blockages in the machine. Alternatively, an asynchronously excited electrical machine can be designed, in which the rotor is designed either as a squirrel cage rotor or as a honeycomb with an induction system constructed analogously to the excitation system, with the individual radial segments of the soft iron package relative to the motor axis with an angle of inclination of 5 to 15 degrees are inclined. A further advantageous embodiment variant of the electrical machine relates to a rotary motor which is designed as an external rotor as an axial flux motor. In this case, the honeycomb has a film roll with a plurality of layers of a support layer aligned tangentially to the motor axis, which is printed with a plurality of spiral-shaped conductor tracks. Cells of the honeycomb that are radially spaced from the motor axis are provided for the positive connection with a plurality of radial segments of the soft iron core arranged parallel to the motor axis. The first ends of the spiral-shaped conductor tracks are connected to the connections of the housing for alternating current, while the second ends on the side of the conductor tracks facing the motor axis have a star connection with ring segment-shaped phase bridges in order to generate a rotating magnetic field for an outer rotor. The axial flux machine is either permanently excited, with the rotor having alternating polarity magnetic magnets, or the axial flux machine is designed as a full-pole rotor, the rotor being equipped with an induction system. A particularly advantageous embodiment variant of the invention relates to a wheel hub motor in which several layers of annular support layers are connected to form a foil stack and a disk-shaped, bending, shear and torsion-resistant honeycomb with a plurality of cells for accommodating a corresponding number of individual radial segments of the soft iron package form. The honeycomb has an excitation system for a permanently excited axial flux motor, in which the number of spiral-shaped conductor tracks on at least one surface of the supporting layer of the foil stack corresponds to the number of cells of the disc-shaped honeycomb, which is energized in this way by a rigid and hollow wheel axle with connections for three-phase alternating current is that the three phases of the alternating current on the side facing the motor axis take place via inner first ends of the spiral-shaped conductor tracks, while the second ends are connected to one another in a star connection by means of three ring segment-shaped phase bridges guided in separate planes. The hub forms the rotor of the wheel hub motor, with a plurality of permanent magnets of the rotor arranged in a star shape on both sides of the stator, the number of which is greater than the number of cells in the excitation system, so that blockages of the three-phase motor are avoided and the rotating magnetic field of the stator causes a rotary movement of the hub effects.
Die elektrische Maschine als ein LinearmotorThe electric machine as a linear motor
Eine dritte vorteilhafte Ausführungsvariante betrifft einen Linearmotor, bei dem der Stator eine von einer Folienrolle gebildete Wabe mit einer Mehrzahl bezüglich der Motorachse einander in radialen Ebenen diametral gegenüberliegenden Zellen für die Aufnahme der Radialsegmente des Weicheisenpakets aufweist, die in einer Reihe parallel und mit einem radialen Abstand zu der Motorachse angeordnet sind und beide Oberflächen der Tragschicht eine der Anzahl der Zellen entsprechende Mehrzahl spiralförmiger Leiterbahnen für die Aufnahme der Radialsegmente des Weicheisenpakets aufweisen, sodass jeweils zwei einander in einer radialen Ebene gegenüberliegende Radialsegmente des Weicheisenpakets zusammen mit der Folienrolle eine Mehrzahl von Bipolen bilden und eine Mehrzahl von Trägerschichten, die mittels von Trennschichten gegeneinander isoliert sind und auf einem Haspel zu der Folienrolle aufgerollt werden. Danach werden die ersten Enden der Leiterbahnen einer Mehrzahl von Tragschichten mit einer Parallelschaltung untereinander verbunden und an den Anschlüssen des Gehäuses an die drei Phasen des Wechselstroms angeschlossen. Die zweiten Enden der Leiterbahnen werden mit einer Phasenbrücke in einer Sternschaltung derart untereinander verbunden, dass eine der Anzahl der Lagen entsprechende Mehrzahl von Erregermodulen gebildet wird. Der Läufer der permanentmagnetischen Maschine in Form eines synchron erregten Linearmotors wird durch ein elektromagnetisches Wanderfeld derart erregt, dass er eine Translationsbewegung parallel zu der Motorachse ausführt. Der Läufer oder Aktor weist deshalb eine Anzahl von Bipolen auf, die größer oder kleiner ist als die Anzahl der Bipole des Erregersystems.A third advantageous embodiment variant relates to a linear motor in which the stator has a honeycomb formed by a film roll with a plurality of cells diametrically opposite one another in radial planes with respect to the motor axis for receiving the radial segments of the soft iron core, which are in a row parallel and at a radial distance are arranged to the motor axis and both surfaces of the support layer have a plurality of spiral conductor tracks corresponding to the number of cells for receiving the radial segments of the soft iron package, so that two radial segments of the soft iron package opposite each other in a radial plane together with the film roll form a plurality of bipoles and a plurality of carrier layers which are insulated from one another by means of separating layers and are rolled up on a reel to form the film roll. The first ends of the conductor tracks of a plurality of support layers are then connected to one another using a parallel connection and connected to the three phases of the alternating current at the connections of the housing. The second ends of the conductor tracks are connected to one another using a phase bridge in a star connection in such a way that a plurality of exciter modules corresponding to the number of layers is formed. The rotor of the permanent magnet machine in the form of a synchronously excited linear motor is excited by a traveling electromagnetic field in such a way that it carries out a translational movement parallel to the motor axis. The rotor or actuator therefore has a number of bipoles that is larger or smaller than the number of bipoles of the excitation system.
Elektrische Maschinen für kombinierte Bewegungsabläufe des LäufersElectric machines for combined movement sequences of the runner
Eine vierte besonders vorteilhafte Ausführungsvariante betrifft elektrische Maschinen, bei denen der Läufer kombinierte Bewegungsabläufe ausführen kann, indem das elektromagnetische Feld mittels einer bestrombaren Matrix mit Zeilen und Spalten sowie mit Haupt- und Gegendiagonalen lenkbar ist. Dabei sind die Elemente der Matrix durch eine Mehrzahl von Zellen in einem mehrlagig aufgebauten Schichtkörper für die Aufnahme der einzelnen Radialsegmente des Weicheisenpakets verkörpert. In der Projektion auf eine Fläche entsteht ein Raster in Tabellenform, das eine Matrix aufweist und auf die einzelnen Schichten eines zylindrischen oder kugelförmig ausgebildeten Schichtkörpers übertragbar ist. Mindestens eine der beiden Oberflächen der Tragschicht hat eine der Anzahl der Zellen des Schichtkörpers entsprechende Mehrzahl spiralförmiger, untereinander verbundener Leiterbahnen, die in den einzelnen Lagen des Schichtkörpers mit mehrphasigem Wechselstrom entweder über die Zeilen oder über die Spalten sowie über die Haupt- und Gegendiagonalen derart bestrombar sind, dass das von den Radialsegmenten des Weicheisenpakets bewirkte Magnetfeld mittels einer von einer Mehrzahl von Transistoren gebildeten Regelelektronik der Matrixschaltung steuerbar ist. Der Läufer eines Rotations- und Linearmotors kann deshalb wahlweise eine Translations- oder Drehbewegung und auch eine kombinierte Translations- und Drehbewegung ausführen, während der kugelschichtförmig ausgebildete Läufer eines Kugelschichtmotors innerhalb eines durch den Neigungswinkel vorgegebenen radialen Sektors um den Mittelpunkt des Kugelschichtmotors eine Rotations- oder Schwenkbewegung sowie eine kombinierte Rotations- und Schwenkbewegung ausführen kann. Bei einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante für den Kugelschichtmotor weist das Erregersystem des Stators ein treppenförmig ausgebildetes Verbindungselement für eine Mehrzahl von Folienrollen mit unterschiedlichen Radien und einer gleichbleibenden Anzahl von Zellen für die Aufnahme der Radialsegmente des Weicheisenpakets auf, wobei der Läufer als ein hohlkugelförmiger Schichtkörper ausgebildet ist, dessen konkave Innenseite dem Stator zugewandt ist und alternierend gepolte Permanentmagnete trägt, die durch Fugen entlang von Längen- und Breitenkreisen voneinander getrennt sind und deren Anzahl größer ist als die Anzahl der Zellen der Wabe. Der Läufer ist an dem Stator mittels eines ersten äquatorialen Kugellagers und eines zweiten meridionalen Kugellagers kardanisch so aufgehängt, dass die Motorachse des Außenläufers mit einem Neigungswinkel von 20 bis 30 Grad innerhalb eines radialen Schwenkbereichs in jede beliebige Richtung schwenkbar ist. Dabei ist vorgesehen, den Läufer entweder mit einem Werkzeug oder mit einem Propeller oder mit einem in sich starr ausgebildeten Hubschrauberrotor zu verbinden. Bei einer zweiten vorteilhaften Ausführungsvariante für das Erregersystem des Stators eines Kugelschichtmotors nehmen die Zellen einer kugelschichtförmigen Wabe jeweils ein von einer Weicheisenschraube gebildetes Radialsegment des Weicheisenpakets auf, wobei der Kopf der Weicheisenschraube einen Polschuh bildet und der Schaft der Weicheisenschraube auf den Mittelpunkt des Kugelschichtmotors ausgerichtet ist und mit einem Gewinde in dem von einem kugelförmigen Weicheisenkörper gebildeten Verbindungselement verankert ist. Alternativ können Bündel hexagonaler Weicheisenstifte als Radialsegmente des Weicheisenpakets ausgebildet und radial auf den Mittelpunkt des kugelförmigen Stators ausgerichtet werden, sodass die einzelnen Lagen den Schichtkörper in den Zellen einer kugelschichtförmigen Wabe radial durchqueren. Die hexagonalen Weicheisenstifte sind in einem von einer Weicheisenkugel gebildeten Verbindungselement derart verankert, dass in jede Lage des Schichtkörpers magnetische Kreise sowohl über die Zeilen und die Spalten als auch über die Haupt- und Gegendiagonalen der Matrix ausbildbar sind. Mindestens eine Oberfläche einer Lage der Trägerschicht trägt eine der Anzahl der Zellen entsprechende Mehrzahl spiralförmiger Leiterbahnen, die ein Radialsegment des Weicheisenpakets mehrfach umrunden, sodass mittels der Matrixschaltung ein innen- oder außenliegender, permanenterregter und hohlkugelschichtförmiger Läufer um den Mittelpunkt des Kugelschichtmotors rotiert und dabei innerhalb eines durch den Neigungswinkel limitierten Schwenkbereichs beliebig geneigte Stellungen einnehmen kann. Bei einer dritten besonders vorteilhaften Ausführungsvariante weist der Kugelschichtmotor ein mit Überdruck beaufschlagbares Temperiersystem mit einem Vorlauf und mit einem Rücklauf für ein Wärmeträgerfluid auf. Dabei bildet das mit Überdruck beaufschlagbare Wärmeträgerfluid ein Fluidlager zwischen dem Stator und dem Läufer des Kugelschichtmotors, wobei entweder eine Pumpe für ein flüssiges Wärmeträgerfluid, z.B. ein Thermoöl, oder ein Kompressor für Luft mittels von mehreren radial auf den Mittelpunkt des Kugelschichtmotors ausgerichteten Kanälen den kugelförmigen Schichtkörper der Wabe durchqueren und das Wärmeträgerfluid mit einem Überdruck in den Spalt zwischen dem Stator und dem Läufer einleiten, wobei der Stator die Wärmequelle und der Läufer die Wärmesenke des Temperiersystems bildet. Die Außenhülle des Läufers weist eine von Ein- und Ausbuchtungen oder von Kühlrippen gebildete Oberflächenvergrößerung auf, sodass Wärme kontinuierlich vom Inneren des Kugelschichtmotors auf die umgebende Luft übertragen werden kann. Der Läufer kann entweder mit unterschiedlichen Werkzeugen für das Greifen oder für das Bearbeiten eines Werkstücks oder mit Propellerblättern verbunden werden.A fourth particularly advantageous embodiment variant relates to electrical machines in which the rotor can carry out combined movement sequences in that the electromagnetic field can be steered by means of an energized matrix with rows and columns as well as main and counter diagonals. The elements of the matrix are embodied by a plurality of cells in a multi-layered laminated body for accommodating the individual radial segments of the soft iron package. When projected onto a surface, a grid is created in the form of a table, which has a matrix and can be transferred to the individual layers of a cylindrical or spherical layered body. At least one of the two surfaces of the base layer has a plurality of spiral-shaped, interconnected conductor tracks corresponding to the number of cells in the laminate, which can be supplied with multi-phase alternating current in the individual layers of the laminate either via the rows or via the columns as well as via the main and counter diagonals are that the magnetic field caused by the radial segments of the soft iron core can be controlled by means of control electronics of the matrix circuit formed by a plurality of transistors. The rotor of a rotary and linear motor can therefore either carry out a translational or rotary movement and also a combined translational and rotary movement, while the spherical layer-shaped rotor of a spherical layer motor performs a rotational or pivoting movement within a radial sector predetermined by the angle of inclination around the center of the spherical layer motor as well as a combined rotation and pivoting movement. In a first advantageous embodiment variant for the spherical layer motor, the excitation system of the stator has a step-shaped connecting element for a plurality of film rolls with different radii and a constant number of cells for receiving the radial segments of the soft iron core, the rotor being designed as a hollow spherical laminated body, whose concave inside faces the stator is walled and carries alternatingly polarized permanent magnets, which are separated from each other by joints along circles of longitude and latitude and whose number is greater than the number of cells in the honeycomb. The rotor is gimballed on the stator by means of a first equatorial ball bearing and a second meridional ball bearing in such a way that the motor axis of the outer rotor can be pivoted in any direction with an inclination angle of 20 to 30 degrees within a radial pivoting range. It is intended to connect the rotor either to a tool or to a propeller or to a rigid helicopter rotor. In a second advantageous embodiment variant for the excitation system of the stator of a spherical layer motor, the cells of a spherical layer-shaped honeycomb each accommodate a radial segment of the soft iron core formed by a soft iron screw, the head of the soft iron screw forming a pole piece and the shaft of the soft iron screw being aligned with the center of the spherical layer motor and is anchored with a thread in the connecting element formed by a spherical soft iron body. Alternatively, bundles of hexagonal soft iron pins can be designed as radial segments of the soft iron package and aligned radially to the center of the spherical stator, so that the individual layers radially traverse the layered body in the cells of a spherical layer-shaped honeycomb. The hexagonal soft iron pins are anchored in a connecting element formed by a soft iron ball in such a way that magnetic circles can be formed in every layer of the layered body across the rows and columns as well as over the main and counter diagonals of the matrix. At least one surface of a layer of the carrier layer carries a plurality of spiral conductor tracks corresponding to the number of cells, which circle a radial segment of the soft iron core several times, so that by means of the matrix circuit, an internal or external, permanently excited and hollow spherical layer rotor rotates around the center of the spherical layer motor and thereby within a The swivel range is limited by the angle of inclination and can assume any inclined position. In a third particularly advantageous embodiment variant, the spherical layer motor has a temperature control system that can be pressurized and has a flow and a return for a heat transfer fluid. The heat transfer fluid that can be pressurized forms a fluid bearing between the stator and the rotor of the spherical layer motor, with either a pump for a liquid heat transfer fluid, for example a thermal oil, or a compressor for air forming the spherical layered body by means of several channels aligned radially with the center of the spherical layer motor the honeycomb and introduce the heat transfer fluid with excess pressure into the gap between the stator and the rotor, whereby the stator forms the heat source and the rotor forms the heat sink of the temperature control system. The outer shell of the rotor has a surface area formed by indentations and bulges or cooling fins, so that heat can be continuously transferred from the interior of the spherical layer motor to the surrounding air. The rotor can be connected either to different tools for gripping or machining a workpiece or to propeller blades.
Zwei Kugelschichtmotoren als HubschraubertriebwerkTwo spherical layer engines as a helicopter engine
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante betrifft ein elektrisches Hubschraubertriebwerk, das einen oberen und einen unteren Kugelschichtmotor aufweist. Die beiden Kugelschichtmotoren sind auf einer gemeinsamen Motorachse der hohlkugelschichtförmigen Statoren mit einem vertikalen Abstand zueinander derart angeordnet, dass zwei gegensinnig rotierende hohlkugelschichtförmige Läufer jeweils in einer äquatorialen Ebene starr mit vier Rotorblättern verbunden und mittels einer von zwei Kugellagern gebildeten kardanischen Aufhängung an die beiden Statoren angelenkt sind. Die Rotationsebenen der Hubschrauberrotoren sind innerhalb eines durch den Neigungswinkel vorgegebenen Schwenkbereichs unabhängig voneinander in jede beliebige Stellung schwenkbar, sodass die von den beiden Hubschrauberrotoren bewirkten aerodynamischen Kräfte sich wechselseitig so ausgleichen, dass im Schwebeflug des Hubschraubers die resultierende Auftriebskraft vertikal nach oben zeigt und im Geradeausflug schräg in Flugrichtung gerichtet ist. Der Rumpf des Hubschraubers behält in jeder Flugsituation eine horizontale Stellung bei.A particularly advantageous embodiment variant relates to an electric helicopter engine that has an upper and a lower spherical layer motor. The two spherical layer motors are arranged on a common motor axis of the hollow spherical layer-shaped stators at a vertical distance from one another in such a way that two hollow spherical layer-shaped rotors rotating in opposite directions are each rigidly connected in an equatorial plane to four rotor blades and are articulated to the two stators by means of a gimbal suspension formed by two ball bearings . The planes of rotation of the helicopter rotors can be pivoted independently of one another into any position within a pivoting range specified by the angle of inclination, so that the aerodynamic forces caused by the two helicopter rotors balance each other out so that when the helicopter is hovering, the resulting lifting force points vertically upwards and diagonally when flying straight ahead is directed in the direction of flight. The helicopter fuselage maintains a horizontal position in every flight situation.
Kugelschichtmotor für ein autonomes KugelfahrzeugSpherical layer motor for an autonomous spherical vehicle
Eine weitere mögliche Anwendung der Erfindung betrifft ein autonomes Kugelfahrzeug, das von einem Kugelschichtmotor angetrieben wird. Der Stator des Kugelschichtmotors weist eine Wabe mit einer Vielzahl von Zellen auf, wobei der mehrlagig aufgebaute hohlkugelförmige Schichtkörper in jeder Zelle von einer hohlen Weicheisenschraube mit einem Innensechskant durchquert wird. Die den Permanentmagneten des Läufers zugewandten Enden der Weicheisenschrauben haben Fortsätze aus Kunststoff, die an der konkav gekrümmten Innenseite des Läufers anliegen und Druckkammern für Druckluft bilden, sodass zwischen dem Stator und dem Läufer des Kugelfahrzeugs ein Fluidlager hergestellt wird, das in einem Kreislaufsystem mit Vorlauf und Rücklauf aus einem in der oberen Hälfte des Stators angeordneten Kompressor kontinuierlich mit Druckluft versorgt wird. Der untere Teil des Stators nimmt einen von einer Vielzahl von Akkumulatorzellen gebildeten Energiespeicher auf. Das Gewicht des Energiespeichers pendelt im Zusammenwirken mit einem bordeigenen Rechner die Motorachse des Stators stets orthogonal zu einem befahrbaren Untergrund aus. Das autonome All-Terrain-Fahrzeug kann sich auf jedem Untergrund und auch auf einer Wasseroberfläche mittels eines hohlkugelförmig ausgebildeten Läufers fortbewegen. Abhängig von der Größe des Fahrzeugs hat die Matrix beliebig viele Elemente für Zeilen und Spalten, die durch die Zellen für die Aufnahme der Radialsegmente des Weicheisenpakets verkörpert sind. Während die Matrix auf eine Fläche projizierbar ist, folgt die Profilierung des äußeren Gummireifens einem triangulierten Raster an der äußeren Oberfläche des Läufers. Das Kugelfahrzeug ist in unterschiedlichen Größen mit einem Durchmesser von z.B. 10 cm bis zu mehreren Metern herstellbar und kann z.B. als ein autonomes Kurierfahrzeug ausgebildet werden. Ein Frachtraum in der oberen Hälfte des hohlkugelförmigen Stators ist über Öffnungen an den äquatorialen Scheiteln des Stators zugänglich. Einrichtungen für das autonome Fahren und eine mit der Straßenverkehrsordnung kompatible Abmessung des Kugelfahrzeugs ermöglichen eine Teilnahme am Straßenverkehr. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten und Eigenschaften der Erfindung gehen aus den Figuren hervor.Another possible application of the invention relates to an autonomous spherical vehicle driven by a spherical layer motor. The stator of the spherical layer motor has a honeycomb with a large number of cells, with the multi-layer hollow spherical laminated body being traversed in each cell by a hollow soft iron screw with a hexagon socket. The ends of the soft iron screws facing the permanent magnets of the rotor have extensions made of plastic, which rest on the concavely curved inside of the rotor and form pressure chambers for compressed air, so that a fluid bearing is created between the stator and the rotor of the spherical vehicle, which is in a circulatory system with flow and Return flow from a compressor arranged in the upper half of the stator continuously Compressed air is supplied. The lower part of the stator accommodates an energy storage device formed by a large number of accumulator cells. The weight of the energy storage system, in conjunction with an on-board computer, always balances the motor axis of the stator orthogonally to a passable surface. The autonomous all-terrain vehicle can move on any surface and also on a water surface using a hollow spherical runner. Depending on the size of the vehicle, the matrix has any number of elements for rows and columns, which are embodied by the cells for receiving the radial segments of the soft iron package. While the matrix can be projected onto a surface, the profiling of the outer rubber tire follows a triangulated grid on the outer surface of the rotor. The ball vehicle can be produced in different sizes with a diameter of, for example, 10 cm up to several meters and can be designed, for example, as an autonomous courier vehicle. A cargo hold in the upper half of the hollow spherical stator is accessible via openings at the equatorial vertices of the stator. Facilities for autonomous driving and a dimension of the ball vehicle that is compatible with road traffic regulations enable participation in road traffic. Further advantageous embodiment variants and properties of the invention can be seen from the figures.
Kugelschichtmotoren für FlugzeugeSpherical layer engines for aircraft
Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsvariante betrifft ein elektrisches Propellertriebwerk für Flugzeuge, das mit der Tragfläche des Flugzeugs verbindbar ist. Dabei können z.B. zwei gegenläufig rotierende, links und rechts von dem Cockpit des Flugzeugs angeordnete Kugelschichtmotoren mit einer Tragfläche des Flugzeugs verbunden werden. Die Läufer der beiden Kugelschichtmotoren sind mit einer Mehrzahl von Propellerblättern eines Fest- oder Verstellpropellers verbunden und kardanisch an den kugelförmig ausgebildeten Statoren derart aufgehängt, dass die Rotorebenen der beiden Propeller jeweils unabhängig voneinander innerhalb eines durch einen Neigungswinkel gegenüber den Motorachsen der beiden Statoren definierten Schwenkbereichs um die Mittelpunkte der beiden Kugelschichtmotoren in unterschiedliche Stellungen schwenkbar sind. Damit ist es möglich, mit nur zwei elektrischen Triebwerken ein senkrecht startendes und landendes Flugzeug zu bauen, das im Schwebeflug seine jeweilige Position exakt einhalten kann, wobei die Steuerung sowohl über die Drehzahl der Propeller als auch über den einstellbaren Neigungswinkel der beiden gegensinnig rotierenden Propeller erfolgt.A further, particularly advantageous embodiment variant relates to an electric propeller engine for aircraft, which can be connected to the wing of the aircraft. For example, two counter-rotating spherical layer motors arranged to the left and right of the cockpit of the aircraft can be connected to a wing of the aircraft. The rotors of the two spherical layer motors are connected to a plurality of propeller blades of a fixed or variable pitch propeller and are gimballed on the spherical stators in such a way that the rotor planes of the two propellers each move independently of one another within a pivoting range defined by an angle of inclination relative to the motor axes of the two stators the centers of the two spherical layer motors can be pivoted into different positions. This makes it possible to build a vertical take-off and landing aircraft with just two electric engines, which can precisely maintain its respective position while hovering, with control taking place both via the speed of the propellers and via the adjustable inclination angle of the two counter-rotating propellers .
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und Ausführungsvarianten der Erfindung gehen aus den Figuren hervor.Further advantageous embodiments and embodiment variants of the invention can be seen from the figures.
Es zeigen:
-
1 die elektrische Maschine als Innenläufer, oben links mit einem Schaltschema für Gleichstrom und oben rechts im schematischen Querschnitt, in der Mitte als eine von drei Mäanderbändern gebildete Lage des Erregersystems des Stators in der isometrischen Ausschnittdarstellung und unten die drei Mäanderbänder in der Abwicklung, -
2 fünf Lagen von Mäanderbändern des Erregersystems einer elektrischen Maschine als Innenläufer, die eine Wabe mit zwölf Zellen binden, in der isometrischen Übersicht und oben mit einem Detailschnitt der Tragschicht und einem Schaltschema für Wechselstrom, -
3 den Einbau von zwölf Radialsegmenten des Weicheisenpakets indie Wabe nach 2 , oben in einem Querschnitt und unten in einer Abwicklung der drei Mäanderbänder, -
4 oben die Herstellung der Wabe nach1-3 auf einem Haspel mit nachführbaren Lehren im schematischen Querschnitt und unten in der isometrischen Übersicht, -
5 einen Läufer der elektrischen Maschine nach1-4 , oben als Abwicklung der drei Mäanderbänder mit Phasenbrücken für eine Sternschaltung und unten in Funktionseinheit mit den Radialsegmenten des Weicheisenpakets in der isometrischen Übersicht, -
6 die elektrische Maschine als Außenläufer, oben mit einem Schaltschema für Gleichstrom und unten mit Darstellung eines permanent erregten Läufers im Querschnitt, -
7 die elektrische Maschine nach6 , oben mit der Abwicklung der Tragschicht und unten mit dem Erregersystem des Stators in der isometrischen Übersicht, -
8 die elektrische Maschine als Außenläufer und als Radnabenmotor in der isometrischen Ausschnittdarstellung, -
9 den Radnabenmotor nach8 in der isometrischen Explosionsdarstellung, -
10 die elektrische Maschine als Linearmotor mit einem Wanderfeld, bei der die Wabe als eine Folienrolle mit 36 Zellen ausgebildet ist, in der Exlosionsisometrie, -
11 das Schaltschema des Linearmotors nach10 mit dem Anfang der Folienrolle in einer Abwicklung, -
12 die elektrische Maschine als kombinierter Rotations- und Linearmotor in der Explosionsisometrie, -
13 das Schaltschema der elektrischen Maschine nach12 mit einer Abwicklung der ersten Lage der Folienrolle mit Zeilen und Spalten, -
14 die elektrische Maschine nach12-13 mit einem permanenterregten Läufer in einem schematischen Querschnitt, -
15 die elektrische Maschine als ein Kugelschichtmotor, bei der die Wabe als eine zylindrische Folienrolle mit 36 Zellen für eine Matrixschaltung ausgebildet ist, in der Isometrie, -
16 den Kugelschichtmotor nach 15 , oben in einem schematischen Querschnitt und unten mit einem Schaltschema der Matrix im schematischen Querschnitt, -
17 das Schaltschema des Kugelschichtmotors nach15-16 mit dem Schaltschema der Matrixschaltung am Anfang der Folienrolle in einer Abwicklung, -
18 die elektrische Maschine als Kugelschichtmotor und als Außenläufer mit einem Temperiersystem in einem schematischen Querschnitt, -
19 die elektrische Maschine mit einem stufenförmigen Stator in einem schematischen Querschnitt, -
20 die elektrische Maschine als Kugelschichtmotor und als Außenläufer mit einer kardanischen Aufhängung des Läufers am Stator in einer isometrischen Ausschnittdarstellung, -
21 den Kugelschichtmotor nach20 in einem Detailschnitt oben und in einem Übersichtsschnitt unten, -
22 paarweise angeordnete Kugelschichtmotoren an einem Hubschrauber, oben und in der Mitte im Schwebeflug und unten im Geradeausflug, in einer perspektivischen Darstellung in der Mitte und in der Ansicht unten und oben, -
23 einen Kugelschichtmotor für ein autonomes Kugelfahrzeug in einem äquatorialen Querschnitt, -
24 das Kugelfahrzeug nach23 , oben in einer isometrischen Ansicht und unten in einer Ausschnittisometrie. -
25 ein senkrechtstartendes Kleinflugzeug, dessen Tragfläche mit zwei Kugelschichtmotoren verbunden ist, oben in der Frontansicht, in der Mitte in der Isometrie des Geradeausflugs und unten in einer Startaufstellung in der Ansicht.
-
1 the electrical machine as an internal rotor, top left with a circuit diagram for direct current and top right in a schematic cross section, in the middle as a layer of the stator excitation system formed by three meandering bands in the isometric detail view and below the three meandering bands in the development, -
2 five layers of meandering bands of the excitation system of an electrical machine as internal rotors, which bind a honeycomb with twelve cells, in the isometric overview and above with a detailed section of the supporting layer and a circuit diagram for alternating current, -
3 the installation of twelve radial segments of the soft iron core into thehoneycomb 2 , above in a cross section and below in a development of the three meander bands, -
4 above the production of the honeycomb1-3 on a reel with trackable gauges in the schematic cross section and below in the isometric overview, -
5 a rotor of the electrical machine1-4 , above as a development of the three meandering bands with phase bridges for a star connection and below in a functional unit with the radial segments of the soft iron package in the isometric overview, -
6 the electrical machine as an external rotor, above with a circuit diagram for direct current and below with a representation of a permanently excited rotor in cross section, -
7 theelectric machine 6 , above with the development of the base layer and below with the stator excitation system in the isometric overview, -
8th the electric machine as an external rotor and as a wheel hub motor in the isometric detail view, -
9 the wheel hub motor8th in the isometric exploded view, -
10 the electric machine as a linear motor with a traveling field, in which the honeycomb is designed as a film roll with 36 cells, in explosion isometry, -
11 the circuit diagram of thelinear motor 10 with the beginning of the film roll in one unwinding, -
12 the electric machine as a combined rotary and linear motor in explosion isometry, -
13 the circuit diagram of theelectrical machine 12 with an unwinding of the first layer of the film roll with rows and columns, -
14 the electric machine12-13 with a permanently excited rotor in a schematic cross section, -
15 the electrical machine as a spherical layer motor, in which the honeycomb is designed as a cylindrical film roll with 36 cells for a matrix circuit, in isometry, -
16 thespherical layer motor 15 , above in a schematic cross section and below with a circuit diagram of the matrix in a schematic cross section, -
17 the circuit diagram of the spherical layer motor15-16 with the circuit diagram of the matrix circuit at the beginning of the film roll in one unwind, -
18 the electrical machine as a spherical layer motor and as an external rotor with a temperature control system in a schematic cross section, -
19 the electrical machine with a step-shaped stator in a schematic cross section, -
20 the electrical machine as a spherical layer motor and as an external rotor with a gimbal suspension of the rotor on the stator in an isometric detail view, -
21 the spherical layer motor20 in a detailed section above and in an overview section below, -
22 spherical layer motors arranged in pairs on a helicopter, above and in the middle in hovering flight and below in straight flight, in a perspective view in the middle and in the view below and above, -
23 a spherical layer motor for an autonomous spherical vehicle in an equatorial cross section, -
24 the ball vehicle23 , above in an isometric view and below in a cut-out isometry. -
25 a vertical take-off small aircraft, the wing of which is connected to two spherical layer engines, at the top in the front view, in the middle in the isometric view of straight flight and at the bottom in a take-off position in the view.
BezugszeichenübersichtReference symbol overview
- 11
- Elektrische MaschineElectric machine
- 22
- RotationsmotorRotary engine
- 33
- LinearmotorLinear motor
- 44
- KugelschichtmotorSpherical layer motor
- 1010
- GehäuseHousing
- 100100
- EingangEntrance
- 101101
- Radachsewheel axle
- 102102
- Nabehub
- 103103
- Kugellagerball-bearing
- 104104
- FluidlagerFluid bearing
- 1111
- Statorstator
- 110110
- Magnetischer KreisMagnetic circle
- 111111
- NutNut
- 1212
- Läuferrunner
- 120120
- PermanentmagnetPermanent magnet
- 1313
- WeicheisenpaketSoft iron package
- 130130
- Blechlamellesheet metal lamella
- 131131
- WeicheisenstiftSoft iron pin
- 132132
- PolschuhPole shoe
- 133133
- Verbindungselementconnecting element
- 134134
- WeicheisenschraubeSoft iron screw
- 1414
- Wabehoneycomb
- 140140
- FolienrolleFoil roll
- 141141
- FolienstapelStack of foil
- 142142
- SchichtkörperLayered body
- 143143
- KlebefolieAdhesive film
- 1515
- Haspelreel
- 150150
- LehreTeach
- RERE
- RegelelektronikControl electronics
- AA
- Erregersystempathogen system
- ACAC
- WechselstromAlternating current
- DCDC
- GleichstromDirect current
- α, α'α, α'
- NeigungswinkelAngle of inclination
- a, a'a, a'
- Oberflächesurface
- bb
- TragschichtBase layer
- c1-cnc1-cn
- Zellecell
- dd
- AbstandDistance
- e1-ene1-en
- LeiterbahnConductor track
- f, f'f, f'
- EndeEnd
- hH
- Längelength
- II
- InduktionssystemInduction system
- j1-jnj1-jn
- Ebenelevel
- k1-knk1-kn
- MäanderbandMeander band
- L1-LnL1-Ln
- Schichtlayer
- MM
- MittelpunktFocus
- mm
- Zeilenlines
- nn
- Spaltencolumns
- pp
- Phasenbrückephase bridge
- Matrix, MatrizenMatrix, matrices
- MatrixschaltungMatrix circuit
- r1-rnr1-rn
- Radiusradius
- s1-sns1-sn
- RadialsegmentRadial segment
- t1-tnt1-tn
- Transistor (MOSFET)Transistor (MOSFET)
- TT
- TemperiersystemTemperature control system
- u,v,wand many more
- Phasephase
- xx
- MotorachseMotor axis
- yy
- Spaltgap
- z, z'z, z'
- Vorlauf, RücklaufFast forward, rewind
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 4105999 A1 [0004]DE 4105999 A1 [0004]
- EP 2228890 A1 [0005]EP 2228890 A1 [0005]
- WO 2017215786 A1 [0006]WO 2017215786 A1 [0006]
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- Mielke, C., Das, D., Yin, JX. et al.; „Time-reversal symmetrybreaking charge order in a kagome superconductor“; Nature; 602, Seite 245-250 [0008]Mielke, C., Das, D., Yin, JX. et al.; “Time-reversal symmetry breaking charge order in a kagome superconductor”; Nature; 602, pages 245-250 [0008]
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-
2022
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