DE1290242B

DE1290242B - Electric machine with variable magnetic resistance

Info

Publication number: DE1290242B
Application number: DE1963J0023112
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-02-05
Filing date: 1963-02-05
Publication date: 1969-03-06
Also published as: GB990699A; CH413084A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Maschinen mit veränderlichem magnetischem Widerstand mit einem aus zwei koaxial angeordneten Halbrotoren mit mindestens je einem Zahnpaar bestehenden Rotor und einem in zwei Halbstatoren unterteilten Stator, deren jeder zu einem Halbrotor gehört und ebenso viele Polpaare hat wie jeder Halbrotor Zahnpaare, wobei die Zähne aus dünnen, durch dielektrische Schichten getrennten Eisenblechen gebildet und bei ihrem Vorbeilauf an den Polen im Gegensatz zu den übrigen Teilen des magnetischen Kreises gesättigt sind. Wird eine solche Maschine mit zwei Polpaaren als Wechselstrommaschine verwendet, so wird jeder Pol von mindestens einer Wicklung magnetisiert, deren eines Ende von dem Erregergleichstrom gespeist wird, während das andere Ende an eine Leitung angeschlossen ist, die von dem erzeugten Wechselstrom durchflossen wird, und die Enden zweier aneinandergrenzender Wicklungen sind untereinander in einer Brückenschaltung derart verbunden, daß der Erregergleichstrom in die eine Diagonale eingespeist wird, während der Wechselstrom in der anderen Diagonalen fließt.The invention relates to electrical machines with variable magnetic resistance with one of two coaxially arranged half rotors with at least one pair of teeth each existing rotor and one divided into two half stators Stator, each of which belongs to a half-rotor and has as many pairs of poles as each half-rotor pairs of teeth, the teeth being made of thin, dielectric layers separate iron sheets formed and in contrast as they passed the poles are saturated with the remaining parts of the magnetic circuit. Will be such Machine with two pairs of poles is used as an alternating current machine, so each pole magnetized by at least one winding, one end of which by the direct excitation current while the other end is connected to a line fed by the generated alternating current flows through, and the ends of two adjacent Windings are connected to one another in a bridge circuit in such a way that the Excitation direct current into which a diagonal is fed, while the alternating current flows in the other diagonal.

Aus dieser Anordnung ergibt sich, daß die in zwei aufeinanderfolgenden Polen durch die Verschiebung eines Zahnes des Rotors gegenüber diesen Polen bewirkten Flußänderungen in jedem Augenblick dem Betrage nach gleich und dem Sinne nach entgegengesetzt sind und als Folge dessen einerseits die in dem vom Erregerstrom der Wechselstrommaschine durchflossenen Brückenzweig induzierte Spannung ständig dieselbe ist - denn es fließt in diesem Zweig nur ein schwacher parasitärer Wechselstrom - und andererseits die in dem anderen Zweig induzierten Wechselspannungen ständig im entgegengesetzten Sinne schwanken. Theoretisch wird also die gesamte in den Rotor gesteckte mechanische Arbeit in elektrischen Nutzstrom umgesetzt, abgesehen von den normalen Eisen- und Kupferverlusten.From this arrangement it follows that the two consecutive Poles caused by the displacement of a tooth of the rotor in relation to these poles Flux changes at every moment are equal in magnitude and opposite in sense are and as a result, on the one hand, in the field of the excitation current of the alternator The voltage induced by the bridge branch through which it flows is always the same - because it flows in this branch only a weak parasitic alternating current - and on the other hand the alternating voltages induced in the other branch constantly in the opposite one Senses sway. Theoretically, then, the whole thing inserted into the rotor is mechanical Work converted into useful electricity, apart from the normal iron and electricity Copper losses.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei diesem Aufbau die magnetischen Kreise der beiden Polpaare nur unvollkommen voneinander getrennt sind und als Folge dessen die soeben erläuterten theoretischen Bedingungen nicht hinreichend genau verwirklicht werden können, um eine optimale Maschine zu erhalten.It has been shown, however, that the magnetic Circles of the two pole pairs are only imperfectly separated from each other and as a result the theoretical conditions just explained are not sufficiently precise can be realized in order to obtain an optimal machine.

Die Erfindung geht von der überlegung aus, daß sich durch eine Trennung der magnetischen Kreise aufeinanderfolgender Pole des Stators und eine verbesserte Zahnteilung ein besserer Wirkungsgrad und ein erweiterter Anwendungsbereich erreichen lassen.The invention is based on the idea that through a separation of the magnetic circuits of successive poles of the stator and an improved one Tooth pitch achieve better efficiency and a wider range of applications permit.

Bei einer elektrischen Maschine der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß jeder Pol jedes Halbst_ators der Maschine eine Wicklung trägt, deren eines Ende mit der Wicklung auf dem anderen Pol desselben Polpaares und deren anderes Ende mit der Wicklung auf einem Pol des anderen Halbstators verbunden ist, wobei diese Wicklungen gleichzeitig von einem Erregergleichstrom und von einem Wechselstrom durchflossen sind. Die Pole und Zähne schließen gleiche Zentriwinkel ein, und die Summe aus dem überdeckungswinkel eines Statorpols mit einem mit diesem in Wechselwirkung stehenden Rotorzahn der einen Maschinenhälfte und dem überdeckungswinkel eines dem ersten Statorpol benachbarten Statorpols mit einem mit diesem zweiten Pol in Wechselwirkung stehenden Rotorzahn der anderen Maschinenhälfte ist in jedem Augenblick gleich dem Zentriwinkel jedes Pols.In the case of an electrical machine of the type mentioned at the outset, this The object is achieved in that, according to the invention, each pole of each Halbst_ator of the machine carries a winding, one end of which is connected to the winding on the other pole of the same Pole pair and their other end with the winding on one pole of the other half stator is connected, these windings simultaneously from a direct excitation current and an alternating current flows through them. The poles and teeth close alike Central angle, and the sum of the overlap angle of a stator pole with a rotor tooth of one machine half that interacts with this and the overlap angle of a stator pole adjacent to the first stator pole a rotor tooth of the other machine half that interacts with this second pole is equal to the central angle of each pole at every moment.

Bei einer Maschine mit einem Pol- bzw. Zahnpaar an jedem Halbstator bzw. -rotor sind vorteilhaft die Zähne jedes Halbrotors gegenüber den Zähnen des anderen Halbrotors um z/2 versetzt, so daß die Polpaare des Stators zueinander parallel stehen und man für die Herstellung des Stators kornorientierte Bleche verwenden und so die spezifische Leistung der Maschine vergrößern kann.For a machine with a pair of poles or teeth on each half stator or rotor are advantageous the teeth of each half rotor compared to the teeth of the other half rotor offset by z / 2, so that the pole pairs of the stator are parallel to each other and you use grain-oriented sheets for the manufacture of the stator and so can increase the specific performance of the machine.

Der Vorteil einer erfindungsgemäßen, in der beschriebenen Brückenschaltung betriebenen Wechselstrommaschine liegt in der Vereinigung dreier Eigenschaften: a) Der Fluß in den Zähnen der Halbrotoren (beim Vorbeilauf vor den Polen der Halbstatoren) wird in die Sättigung getrieben, während die übrigen Teile des magnetischen Kreises ungesättigt sind; b) die Summe der Winkelbeträge der unter zwei elektrisch in Reihe liegenden Polen liegenden Zahnteile ist in jedem Augenblick gleich dem Zentriwinkel jedes Pols, so daß die Flußänderungen in den Polen gleich groß und entgegengesetzt sind; c) die magnetischen Kreise der in b) definierten Pole sind getrennt.The advantage of a bridge circuit according to the invention in the bridge circuit described operated alternating current machine is the combination of three properties: a) The flux in the teeth of the half rotors (when passing the poles of the half stator) is driven into saturation, while the remaining parts of the magnetic circuit are unsaturated; b) the sum of the angular amounts of the under two electrically in series lying poles is equal to the central angle at every moment each pole so that the flux changes in the poles are equal and opposite are; c) the magnetic circuits of the poles defined in b) are separated.

Ohne die Merkmale a) und b) wären die Flußänderungen den Flächenänderungen der zugehörigen Pole und Zähne nicht proportional und die in den Wicklungen der beiden Statorpole induzierten Ströme nicht wirklich gleich und in der Phase entgegengesetzt. Denn nur, wenn dies der Fall ist, ist das Merkmal c) erfüllt, sind die magnetischen Kreise entkoppelt.Without the features a) and b) the flow changes would be the area changes of the associated poles and teeth not proportional and those in the windings of the both stator poles induced currents are not really the same and opposite in phase. Because only if this is the case, the characteristic c) is fulfilled, are the magnetic Circles decoupled.

Gerade diese Bedingungen lassen sich an einer ähnlichen, aus der deutschen Patentschrift 74439 bekannten Maschine nicht erreichen. Diese Maschine hat einen einzigen Rotor, der eine Anzahl Zahnpaare hat, und zwei Halbstatoren, deren jeder die gleiche Polpaarzahl hat, wie der Rotor Zahnpaare besitzt. Die Halbstatoren tragen jeder eine Erregerwicklung und eine Wechselstromwicklung. Die Erregerwicklungen sind gleichsinnig, die Wechselstromwicklungen gegensinnig gewickelt, und die beiden Halbstatoren sind gegeneinander im Winkel um einen halben Teilungsschritt des Rotors versetzt. Dieser Aufbau und diese Schaltungsanordnung haben zur Folge, daß die durch die Flußänderungen in den Polen (beim Vorbeilaufen der Rotorzähne) erzeugten Wechselströme in ihrer Phase einerseits in den Erregerwicklungen entgegengesetzt und andererseits in den Wechselstromwicklungen gleichgerichtet sind, so daß sie auch nicht als Wechselstrommaschine in einer Brückenschaltung betrieben werden kann, in deren eine Diagonale der Erregerstrom eingespeist wird und deren andere Diagonale den Wechselstrom liefert.Precisely these conditions can be derived from a similar one from the German Patent 74439 known machine does not reach. This machine has one single rotor, which has a number of pairs of teeth, and two half-stators, each of which has the same number of pole pairs as the rotor has tooth pairs. Carry the semi-stators each an excitation winding and an alternating current winding. The excitation windings are in the same direction, the alternating current windings are wound in opposite directions, and the two Half stators are at an angle to each other by half a pitch of the rotor offset. This structure and this circuit arrangement have the consequence that the by the changes in flux in the poles (when the rotor teeth passed) generated alternating currents opposite in their phase on the one hand in the excitation windings and on the other hand are rectified in the alternating current windings, so that they also do not act as an alternating current machine can be operated in a bridge circuit, in one diagonal of which the excitation current is fed in and the other diagonal supplies the alternating current.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Wechselstrommaschine ist ihre einfache Regelbarkeit: Mit einer geringen Änderung des Erregerstromes kann man große Leistungsänderungen erzielen. Insbesondere wenn ein Teil des Erregerstromes dem Ausgangsstrom proportional ist, reicht es aus, einen geringen Stromanteil zu beeinflussen, um eine wirksame Regelung zu erhalten.A particular advantage of the alternating current machine according to the invention is its easy controllability: with a small change in the excitation current, one can achieve big changes in performance. Especially when part of the excitation current is proportional to the output current, it is sufficient to add a small current component influence in order to obtain effective regulation.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man, um sie als Universalmotor laufen zu lassen, ihre in Reihe geschalteten Erregerwicklungen nur abwechselnd und synchron mit der Drehung des Motors kurzschließen muß, da Überspannungen durch die Induktanz der mit der kurzgeschlossenen Wicklung in Reihe geschalteten Wicklung wirksam gedämpft werden.Another advantage is that you can use it as a universal motor to run their series-connected excitation windings only alternately and synchronous short-circuit with the rotation of the motor, because of overvoltages due to the inductance effectively damped the winding connected in series with the short-circuited winding will.

Bei der in der französischen Patentschrift 1258 306 beschriebenen Wechselstrommaschine haben die Rotorzähne ebenso wie die Statorpole, unter denen sie sich vorbeibewegen, praktisch rechteckige Gestalt, und das Anwachsen des magnetischen Flusses während des Eintauchens eines Zahnes unter einem Pol und die Flußabnahme, während sich dieser Zahn unter diesem Pol hervorbewegt, sind konstant und dem Drehwinkel des Rotors proportional. Infolgedessen nehmen die elektromotorischen Kräfte, die das Vorbeibewegen eines Zahnes unter einem Pol in den Statorwicklungen erzeugt, nacheinander zwei einander entgegengesetzte und zumindest im Leerlauf und bei kleinen Belastungen konstante Werte an. Das von einer solchen Wechselstrommaschine gelieferte Signal ist also näherungsweise rechteckig, was für die Versorgung gewisser Verbrauchernetze wie auch dann, wenn solche Maschinen als von einem Netz mit sinusförmigem Strom gespeiste Synchronmotoren verwendet werden, von Nachteil sein kann.In the case of the one described in French patent specification 1258306 AC machines have the rotor teeth as well as the stator poles, among which they move past, practically rectangular shape, and the growth of the magnetic Flow during the immersion of a tooth under a pole and the decrease in flow, while this tooth moves out from under this pole, are constant and the angle of rotation of the rotor proportionally. As a result, the electromotive forces that causes a tooth to move under a pole in the stator windings, one after the other two opposite and at least idle and at small Loads constant values. The one supplied by such an alternator The signal is therefore approximately rectangular, which is important for the supply of certain consumer networks as well as when such machines are considered to be from a network with sinusoidal current fed synchronous motors are used, can be a disadvantage.

Dieser Nachteil wird durch eine besondere Ausbildung der Rotorzähne vermieden, deren Merkmal darin besteht, daß der axiale Querschnitt ihres magnetischen Metalls von der Mittellinie des Zahnes nach beiden Seiten hin etwa nach einer Sinusfunktion abnimmt.This disadvantage is caused by the special design of the rotor teeth avoided, the feature of which is that the axial cross-section of their magnetic Metal from the center line of the tooth to both sides according to a sinus function decreases.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Lösung ist jeder Rotorzahn aus Blechen von praktisch rechteckigem Profil gebildet, deren Zentriwinkel kleiner ist als der ganze und größer als der halbe Zentriwinkel der Statorpole und die fächerförmig derart zueinander versetzt sind, daß der Zentriwinkel, gemessen über den ganzen Fächer, gleich dem der Statorpole oder nur wenig kleiner ist. Mithin ist die mittlere Dichte des magnetischen Werkstoffes in der Umgebung der Mittellinie eines Zahnes am größten, wo sie der Summe der Blechstärken der den Zahn bildenden Bleche bei einer gegebenen Dicke des Dielektrikums, das aus Luft bestehen kann, entspricht, und nimmt absatzweise zum Rand des Zahnes hin ab, wo sie am kleinsten ist.According to a preferred embodiment of this solution, each is a rotor tooth formed from sheets of practically rectangular profile, the central angle of which is smaller is than the whole and greater than half the central angle of the stator poles and the fan-shaped are offset from one another in such a way that the central angle, measured over the whole Fan, the same as that of the stator poles or only slightly smaller. So is the middle one Density of the magnetic material in the vicinity of the center line of a tooth greatest where they add up to the sum of the sheet thicknesses of the sheets forming the tooth corresponds to a given thickness of the dielectric, which can consist of air, and decreases gradually towards the edge of the tooth, where it is smallest.

Diese Anordnung, die die in den Statorwicklungen induzierte elektromotorische Kraft nach einem vorgegebenen Gesetz und insbesondere sinusförmig zu ändern gestattet, ist nicht nur für die Konstruktion von Wechselstrommaschinen und Synchronmotoren von Wert, sondern gleichermaßen auch für den Bau von Gleichstrommotoren, bei denen die Statorwicklungen synchron mit der Rotordrehung kommutiert werden. Die Verwendung von Zähnen in der zuletzt beschriebenen Anordnung an zwei Rotoren, die gegeneinander im Winkel um eine halbe Zahnbreite versetzt sind, erlaubt für diesen Anwendungsfall, das Paar zu regulieren und die Bedingungen, unter denen die synchrone Kommutierung vor sich geht, zu verbessern.This arrangement, the electromotive induced in the stator windings Force is allowed to change according to a given law and in particular sinusoidally, is not only for the construction of AC machines and synchronous motors of value, but also for the construction of DC motors where the stator windings are commutated synchronously with the rotor rotation. The usage of teeth in the arrangement last described on two rotors that oppose each other are offset by half a face width at an angle, allows for this application, the pair to regulate and the conditions under which the synchronous commutation going to improve.

Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand einer Zeichnung beschrieben. In dieser bedeutet F i g. 1 einen schematischen Axialschnitt durch eine vierpolige elektrische Maschine, die als Wechselstrommaschine geschaltet ist, F i g. 2 eine perspektivische Ansicht dieser Maschine, die längs der Linie 1-I in F i g. 1 aufgeschnitten ist und aus der ein Quadrant des Stators entfernt wurde, um den Rotor zu zeigen, F i g. 3 den Aufbau eines Rotorzahnes in schematischer Darstellung und F i g. 4 eine perspektivische Ansicht wie in F i g. 2 mit einer Anordnung der Zähne nach F i g. 3.Details of the invention are given below with reference to a drawing described. In this F i g. 1 shows a schematic axial section through a four-pole electrical machine that is connected as an alternating current machine, F i g. 2 is a perspective view of this machine taken along line 1-I in FIG F i g. 1 is cut open and from which a quadrant of the stator has been removed, to show the rotor, FIG. 3 the structure of a rotor tooth in a schematic representation and F i g. 4 is a perspective view as in FIG. 2 with an arrangement of Teeth according to fig. 3.

In F i g. 1 und 2 ist der Stator einer Wechselstrommaschine mit veränderlichem magnetischem Widerstand mit 31 bezeichnet. Er ist aus magnetisierbaren Blechen 32 aufgebaut, die kornorientiert sein können, und besitzt vier gleiche Pole 33a, 331, 33,., 33,1, deren Zentriwinkel.-r/2 ist. Die Pole 33a, 33,1 und die ihnen diametral gegenüberliegenden und zugewendeten Pole 33,, und 33, sind koaxial angeordnet. Jeder Pol trägt eine Wicklung 34, 341" 34, 341. Die vier Wicklungen sind gleich und so bemessen, daß sie zugleich von dem Erregerstrom der Maschine und dem erzeugten Wechselstrom durchflossen werden können.In Fig. 1 and 2 is the stator of an alternator with variable magnetic resistance designated by 31. It is made from magnetizable metal sheets 32 constructed, which can be grain-oriented, and has four identical poles 33a, 331, 33,., 33.1, the central angle of which is.-r / 2. The poles 33a, 33.1 and those diametrically opposite them opposite and facing poles 33, 33, and 33 are arranged coaxially. Everyone Pole carries a winding 34, 341 "34, 341. The four windings are the same and so dimensioned so that they are at the same time from the excitation current of the machine and the generated alternating current can be flowed through.

Der Rotor als der bewegliche Teil besteht aus zwei Teilen oder Halbrotoren 381, 38" die koaxial auf derselben Welle 39 sitzen. Jeder der beiden besteht aus einem Satz magnetisierbarer Bleche 28" und 30, und die Bleche 28" stehen mit zwei sich etwa diametral gegenüberliegenden Sektoren über den Durchmesser der Bleche 30" über, derart, daß Luftzwischenräume 29" die über die Bleche 30" hinausstehenden Teile der Bleche 28" voneinander trennen. Diese überstehenden Teile sind an jedem Halbrotor achsparallel ausgerichtet und bilden so die Zähne 40", und 401" des Halbrotors 381 und die Zähne 40a., und 40b., des Halbrotors 38,. Die Zähne 40a 1, 40l,1 des Halbrotors 381 sind gegenüber den Zähnen 40a 40b, des Halbrotors 38, um .r/2 versetzt.The rotor as the moving part consists of two parts or half-rotors 381, 38 "which sit coaxially on the same shaft 39. Each of the two consists of a set of magnetizable sheets 28" and 30, and the sheets 28 "stand with two approximately diametrically opposite one another Sectors over the diameter of the sheets 30 ″ in such a way that air gaps 29 ″ separate the parts of the sheets 28 ″ protruding beyond the sheets 30 ″ from one another "of the half rotor 381 and the teeth 40a., and 40b., of the half rotor 38,. The teeth 40a 1, 40l, 1 of the half rotor 381 are offset by .r / 2 with respect to the teeth 40a 40b of the half rotor 38.

Aus dieser Anordnung folgt, daß die Summe der jeweils unter einem Pol befindlichen Winkelteile der Zähne 40"1 und 40"" einerseits bzw. 401,1 und 401, , andererseits konstant und gleich -z/2 ist. Die infolge der Rotordrehung in den Polen 331 und 33" hervorgerufenen Änderungen des magnetischen Flusses sind sich daher in jedem Augenblick dem Betrage nach gleich und dem Sinne nach entgegengesetzt ebenso wie die gleichzeitig in den Polen 33, und 33v hervorgerufenen Flußänderungen. Als Folge dessen sind die durch diese Flußänderungen in den Wicklungen 34a, 34b einerseits und 34, 34,l andererseits induzierten elektromotorischen Kräfte in jedem Augenblick gleich und von entgegengesetzter Richtung.From this arrangement it follows that the sum of each under one Pole located angular parts of the teeth 40 "1 and 40" "on the one hand or 401,1 and 401, , on the other hand is constant and equal to -z / 2. As a result of the rotor rotation in the Poles 331 and 33 "caused changes in the magnetic flux are themselves therefore in every moment equal in amount and opposite in sense just like the changes in the flux produced at the same time in poles 33 and 33v. As a result, there are flux changes in the windings 34a, 34b on the one hand and 34, 34, l on the other hand induced electromotive forces in each The same moment and from the opposite direction.

Wenn man eine Brückenschaltung IJKL nach F i g. 1 anwendet, bei der die Wicklungen 34, 34b parallel an einer Klemme einer Erregerstromquelle 37 liegen und jeweils in Reihe mit den Wicklungen 341, 34, die ihrerseits wieder parallel an der anderen Klemme der Stromquelle 37 liegen, so liegt der Ausgang der Wechselstrommaschine zwischen den Verbindungspunkten L und J der Wicklungen 34, 341 einerseits und 341, 34, andererseits. Man erkennt, daß die in der Diagonalen 1K induzierten Spannungen immer gleich groß und gleichen Vorzeichens sind, in dem Erregerstromkreis also kein Wechselstrom fließt, während die in der Diagonalen JL induzierten Spannungen auch gleich groß, aber in der Phase entgegengesetzt sind, so daß, abgesehen von den normalen Eisen- und Kupferverlusten, die gesamte dem Rotor 38 zugeführte mechanische Energie an den Ausgangsklemmen als Wechselstrom erscheint.If you have a bridge circuit IJKL according to F i g. 1 applies to the the windings 34, 34b are parallel to a terminal of an excitation current source 37 and in each case in series with the windings 341, 34, which in turn are again parallel are at the other terminal of the power source 37, then the output of the alternator is between the connection points L and J of the windings 34, 341 on the one hand and 341, 34, on the other hand. It can be seen that the voltages induced in the diagonal 1K are always the same size and sign, i.e. none in the excitation circuit Alternating current flows, while the voltages induced in the diagonal JL also flow equal in size, but opposite in phase, so that apart from the normal Iron and copper losses, all of the mechanical energy added to rotor 38 appears as alternating current at the output terminals.

Dieses Ergebnis setzt voraus, daß die Rotorzähne gesättigt sind, während es die anderen Teile des magnetischen Kreises nicht sind, und wird durch die Trennung zwischen den magnetischen Kreisen der Pole begünstigt, die den entgegengesetzt gerichteten Flußänderungen ausgesetzt sind.This result assumes that the rotor teeth are saturated while it is not the other parts of the magnetic circuit, and is made by that separation between the magnetic circles of the poles favored the opposing ones River changes are exposed.

F i g. 3 zeigt als Beispiel in der Seitenansicht und in der Draufsicht einen aus vier Gruppen a, b, c, d aufgebauten Zahn eines Rotors 40. Die vier Gruppen sind untereinander gleich und bestehen aus je vier Reineisenblechen 41d, 42Q, 43a, 44a, die gegeneinander um 1/s ihrer Breite versetzt sind, so daß die Breite jeder Gruppe und damit des Zahnes a/5 der Breite jedes Bleches ist. Die Blechabschnitte, z. B. 42Q, sind praktisch rechteckige Verlängerungen von der Höhe h von Reineisenblechen, die zusammen mit den runden Blechen 45, welche die Gruppen a, b, c, d voneinander trennen und sie einfassen, den Rotor 40 bilden, von dem nur ein Teil dargestellt ist.F i g. 3 shows as an example in the side view and in plan view a four groups a, b, c, d constructed tooth of a rotor 40. The four groups are identical and are composed of four pure iron sheets 41d, 42Q, 43a, 44a against each other are offset by 1 / s of their width, so that the width of each group and thus of the tooth is a / 5 of the width of each sheet. The sheet metal sections, e.g. B. 42Q, are practically rectangular extensions of the height h of pure iron sheets, which together with the round sheets 45, which separate the groups a, b, c, d from each other and enclose them, form the rotor 40, of which only a part is shown is.

Man erkennt aus F i g. 3, daß in der Mittellinie des Zahnes, d. h. an einer Stelle, deren Vorbeigang unter einem Pol die größte Änderung des magnetischen Widerstandes und Flusses ergeben muß, die mittlere Metalldichte praktisch gleich vier Blechstärken auf eine Luftschicht von Blechstärke, die die Gruppen voneinander trennt, also gleich 4/s ist. In einem seitlichen Abstand zwischen 1/s und 2/s einer Zahnbreite von der Mittellinie entspricht die mittlere Metalldichte drei Blechstärken bei einem Luftspalt von zwei Blechstärken, also 3/s, bzw. zwischen 2/a und 3/a noch 2/s und zwischen 3/a und 4/a noch 1/5. Diese Änderung der mittleren Metalldichte entlang der Zahnbreite und damit der Sättigungsinduktion folgt also im wesentlichen einer Sinusfunktion.It can be seen from FIG. 3 that in the midline of the tooth, i.e. H. at a point, the passage of which under a pole causes the greatest change in the magnetic Resistance and flux must result, the mean metal density is practically the same four sheet metal thicknesses on an air layer of sheet metal thickness that separates the groups from each other separates, i.e. is equal to 4 / s. At a lateral distance between 1 / s and 2 / s one The face width from the center line corresponds to the mean metal density of three sheet thicknesses with an air gap of two sheet metal thicknesses, i.e. 3 / s, or between 2 / a and 3 / a 2 / s and between 3 / a and 4 / a still 1/5. This change in mean metal density along the tooth width and thus the saturation induction essentially follows a sine function.

F i g. 4 unterscheidet sich von F i g. 2 nur durch den Aufbau des Rotors 40, der dem nach F i g. 3 entspricht. Man erkennt, wie ein Zahn des Rotors durch die Verlängerungen 41a, 42a, 43" 44a gebildet wird, die fächerförmig versetzt und in Gruppen a, b, c, d zu vier Blechen zusammengefaßt und durch Bleche 45 eingefaßt und voneinander getrennt sind.F i g. 4 differs from FIG. 2 only by the structure of the rotor 40, which is the one according to FIG. 3 corresponds. It can be seen how a tooth of the rotor is formed by the extensions 41a, 42a, 43 "44a, which are offset in the shape of a fan and combined in groups a, b, c, d to form four metal sheets and enclosed by metal sheets 45 and separated from one another.

Claims

Claims: 1. Electrical machine with variable magnetic resistance with a rotor consisting of two coaxially arranged half-rotors with at least one pair of teeth each and a stator divided into two half-stators, each of which belongs to a half-rotor and has as many pairs of poles as each half-rotor tooth pairs, whereby the Teeth formed from thin iron sheets separated by dielectric layers and saturated as they pass the poles in contrast to the other parts of the magnetic circuit, characterized in that each pole of each half stator carries a winding (34a to 34d), one end of which with the winding on the other pole of the same pole pair and its other end is connected to the winding on one pole of the other half stator, that furthermore these windings are flowed through at the same time by an excitation direct current and an alternating current, that the poles (33a to 33d) and teeth ( 40 "l, 40Q @, 40b1, 40b2) same central angle and that the sum of the overlap angle of a stator pole (33d) with a rotor tooth (40 "1) of one machine half that interacts with it and the overlap angle of a stator pole (33Q) adjacent to the first stator pole with one that interacts with this second pole Rotor tooth (40 ",) of the other machine half is equal to the central angle of each pole at any moment.

2. Electrical machine according to claim 1, characterized characterized in that each half stator or rotor is provided with a pair of poles or teeth is and the teeth of each half rotor with respect to the teeth of the other half rotor n / 2 are offset so that the pole pairs of the stator are parallel to each other, and that the stator consists of grain-oriented sheets.

3. Electric machine after Claim 1, characterized by such a design of the rotor teeth that the axial cross-section of their magnetic metal from the center line of the tooth towards decreases on both sides according to a sinus function.

4. Electric machine according to claim 3, characterized in that each rotor tooth consists of sheets of practically rectangular profile is formed whose central angle is smaller than the whole and greater than half the central angle of the stator poles and the fan-shaped in relation to one another are offset so that the central angle, measured over the entire fan, is equal to that the stator poles or just a little smaller.