DE202018001139U1

DE202018001139U1 - Electric universal engine

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Publication number: DE202018001139U1
Application number: DE202018001139.8U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2018-03-05
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2028-03-06
Also published as: DE202018004992U1

Abstract

Elektrischer Universal Kraftmaschine (1), der als Elektromotor und/oder Elektrogenerator zur Erzeugung einer Rotationsbewegung und eines elektrischen Stroms einsetzbar und durch jeden elektrische Strom Art (Gleichstrom, Wechselstrom, Drehstrom) mit einem sichere Laufrichtung betreibbar ist,durch eine Welle (3) in einem Gehäuse gelagerten Rotor mit Rotorkern (2), einen Ständerkern (4), eine zylindrische Form aufweist die in einem Gehäuse angeordnet und mit Polschuhen versehen ist, mit einer Spuleneinrichtung (7; 8) zur Erzeugung mindestens eines magnetischen Kraftfeldes (m1; m2; m3), dadurch gekennzeichnet,dass, die Spuleneinrichtung (7; 8) mindestens eine Ständerspule (8) und mindestens eine Ankerspule (7) aufweist,wobei dem Ständerkern (4) mindestens eine Ständerspule (8) zugeordnet ist und dem Rotorkern (2) mindestens eine Ankerspule (7) zugeordnet ist,so dass mindestens eine Ankerspule (7) und mindestens eine Ständerspule (8) ein erstes magnetisches Kraftfeld m1 versorgtund mindestens eine Ständerspule (8) und mindestens eine Ankerspule (7) ein zweites magnetisches Kraftfeld m2 versorgt sind,und mindestens eine Ständerspule (8) und mindestens eine Ankerspule (7) ein drittes magnetisches Kraftfeld m3 versorgt sind,wobei das Feldmuster (n, s) der Ständerspulen (8) in einem Verhältnis Nordpol zu Südpol (2:1) zwei zu eins ist,wobei das Feldmuster Ankerspulen (7) und in einem Verhältnis Nordpol zu Südpol (2:1) zwei zu eins ist,wobei das Feldmuster (n, s) der Ankerspulen (7) gegenüber das Feldmuster der Ständerspulen (8) einschritt Phasen versetz ist undbei jedem Periodenende/Periodenwechsel das Feldmuster (n, s) der Steuerspulen (7) oder (8) über einen Elektronische oder mechanische Steuerung (6) oder (9) ein Schritt verschoben sind,wobei die Polschuhanzahl der Ständerkern (4) und der Rotorkern (2) in einem Verhältnis (1:1) eins zu eins ist,sodass ein stabiles Magnetfeld maximaler Flussdichte aus Ständerspulen (8) oder Ankerspulen (7) die durch verschieben das Magnetfeldmuster der Ständerspulen (8) oder Ankerspulen (7) steuerbar sind.A universal electric power machine (1) usable as an electric motor and / or an electric generator for generating a rotational movement and an electric current and operable by any electric current (DC, AC, three-phase current) with a safe running direction through a shaft (3) in FIG rotor with rotor core (2) mounted on a housing, a stator core (4), a cylindrical shape arranged in a housing and provided with pole shoes, with coil means (7; 8) for generating at least one magnetic force field (m1; m2; m3), characterized in that the coil device (7; 8) has at least one stator coil (8) and at least one armature coil (7), wherein the stator core (4) is assigned at least one stator coil (8) and the rotor core (2) at least one armature coil (7) is assigned, so that at least one armature coil (7) and at least one stator coil (8) provides a first magnetic force field m1 and m at least one stator coil (8) and at least one armature coil (7) are supplied with a second magnetic force field m2, and at least one stator coil (8) and at least one armature coil (7) are supplied with a third magnetic force field m3, the field pattern (n, s ) of the stator coils (8) in a North Pole to South Pole ratio (2: 1) is two to one, the field pattern being armature coils (7) and in a North Pole to South Pole ratio (2: 1) two to one, the field pattern ( n, s) of the armature coils (7) are phase shifted with respect to the field pattern of the stator coils (8) and at each period end / period change the field pattern (n, s) of the control coils (7) or (8) via an electronic or mechanical control (6 ) or (9) are shifted one step, wherein the pole piece number of the stator core (4) and the rotor core (2) in a ratio (1: 1) is one to one, so that a stable maximum flux density magnetic field of stator coils (8) or armature coils (7) which by ver push the magnetic field pattern of the stator coils (8) or armature coils (7) are controllable.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrischer Universalmaschine, welcher als Elektromotor und Elektrogenerator zur Erzeugung einer Rotationsbewegung und/oder eines elektrischen Stroms einsetzbar und durch jeden elektrischen Strom betreibbar ist, mit einer Rotorwelle und mit einem in einem zylindrischen Ständerkern gelagerten Rotor mit Rotorkern, die in einem Gehäuse angeordnet sind, mit einem auf der Rotorwelle angeordneten Dauermagneten und mit einer Spuleneinrichtung zur Erzeugung wenigstens eines magnetischen Kraftfeldes.The invention relates to a universal electric machine, which can be used as an electric motor and electric generator for generating a rotational movement and / or an electric current and operated by any electric current, with a rotor shaft and with a rotor mounted in a cylindrical stator core with rotor core, in a housing are arranged with a arranged on the rotor shaft permanent magnet and with a coil means for generating at least one magnetic force field.

Derartige Rotoren für elektrische Maschinen mit kontinuierlichem und stabilem Magnetfeld mit hoher magnetischer Flussdichte sind bekannt ( DE 20 2016 006 158.6 DE 10 2007 000 429 A1 , EP 1037 365 A1 und WO 1997 001 882 A1 ).Such rotors for electrical machines with continuous and stable magnetic field with high magnetic flux density are known ( DE 20 2016 006 158.6 DE 10 2007 000 429 A1 . EP 1037 365 A1 and WO 1997 001 882 A1 ).

Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine elektrische Universalmaschine, die als Motor und/oder Generator arbeitet, derart weiterzuentwickeln, dass maximale Leistung, Flussdichte und Effektivität erreicht werden und dass diese einen besseren Wirkungsgrad aufweist.The object of the invention is therefore to further develop a universal electric machine, which operates as a motor and / or generator, in such a way that maximum power, flux density and effectiveness are achieved and that this has a better efficiency.

Dabei wird der elektrische Universal Kraftmaschine durch jeden elektrischen Strom Art (Gleichstrom, Wechselstrom, Drehstrom) mit einer sicheren Laufrichtung betreibbar.In this case, the electric universal engine by each electric current type (DC, AC, three-phase) with a safe direction of operation can be operated.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der durch eine Welle in einem Gehäuse gelagerte Rotor mit Rotorkern, einen Ständerkern, eine zylindrische Form aufweist und mit Polschuhen versehen ist, wobei die Polschuhanzahl der Ständerkern und der Rotorkern in einem Verhältnis eins zu eins sind, Die Spuleneinrichtung der elektrischen Maschine, mindestens eine Ankerspule und mindestens eine Ständerspule mit Eisenkern aufweist, dem Ständerkern mindestens eine Ständerspule zugeordnet und dem Rotorkern mindestens eine Ankerspule zugeordnet ist.The object is achieved in that the rotor with rotor core, which is mounted by a shaft in a housing, has a stator core, a cylindrical shape and is provided with pole shoes, the number of poles of the stator core and the rotor core being in a ratio of one to one the electric machine, at least one armature coil and at least one stator coil with iron core, the stator core associated with at least one stator coil and the rotor core is associated with at least one armature coil.

Wobei dem Ankerspulen einem Kommutator zugeordnet oder dem Ständerspulen einem Gegentaktsteuerung zugeordnet.Wherein the armature coils assigned to a commutator or assigned to the stator coils a push-pull control.

Wobei die Ankerspulen und/oder Ständerspulen durch Gleichstrom oder Wechselstrom oder Drehstromphasen versorgt und/oder angesteuert,
sodass mindestens eine Ständerspule und mindestens eine Ankerspule ein erstes magnetisches Kraftfeld m1 versorgt,
wobei mindestens eine Ständerspule und mindestens eine Ankerspulen ein zweites magnetisches Kraftfeld m2 versorgt,
wobei mindestens eine Ständerspule und Ankerspulen ein drittes magnetisches Kraftfeld m3 versorgt sind.Wherein the armature coils and / or stator coils are supplied and / or driven by direct current or alternating current or three-phase phases,
so that at least one stator coil and at least one armature coil supplies a first magnetic force field m1,
wherein at least one stator coil and at least one armature coil supplies a second magnetic force field m2,
wherein at least one stator coil and armature coils, a third magnetic force field m3 are supplied.

Wobei das Feldmuster der Ständerspulen in einem Verhältnis Nordpol zu Südpol zwei zu eins ist und das Feldmuster der Ankerspulen in einem Verhältnis Südpol zu Nordpol zwei zu eins ist.Where the field pattern of the stator coils in a North Pole to South Pole ratio is two to one and the field pattern of the armature coils is two to one in a South Pole to North Pole ratio.

Wobei Feldmuster (n, s) der Ankerfeldspulen 7 gegenüber Feldmuster der Ständerspulen 8 einschritt Phasen versetz.Wherein field pattern (n, s) of the armature field coils 7 one-step phases offset field patterns of the stator coils 8.

Wobei mit jedem Taktwechsel Feldmuster der Ständerspulen um einen Schritt in der Laufrichtung verschoben oder Feldmuster der Ankerspulen um einen Schritt in der Endgegenlaufrichtung verschoben.With each clock change field pattern of the stator coils shifted by one step in the direction or field pattern of the armature coils shifted by one step in the final counter-direction.

Wobei die äußere Seiten der Ständerspulenkern 4 mit der Innenseite der Ankerspulenkern über eine Verbindung Magnetisch gekoppelt ist. so dass ein stabiles Magnetfeld maximaler Flussdichte aus Ständerfeldspulen oder Ankerfeldspulen durch verschieben das Magnetfeldmuster der Ständersteuerspulen oder Ankersteuerspulen steuerbar sind.Wherein the outer sides of the stator coil core 4 is magnetically coupled to the inside of the armature coil core via a connection. such that a stable magnetic field of maximum flux density from stator field coils or armature field coils can be controlled by shifting the magnetic field pattern of the stator control coils or armature control coils.

Mit der vorliegenden Erfindung, elektrische Maschine, ist es möglich, eine sichere Laufrichtung und während jedem Taktphase durch Einschalten aller Ständerspulen/Ankerspulen rundum des Rotors und durch ideale Positionierung der Polschuhen Ständerkern zu Rotorkern, maximale/r Kraftfluss, Felddichte und Effektivität gewährleistet und dass sich der Wirkungsgrad gegenüber bekannten elektrischen Maschinen mit gleichem Zweck erhöht.With the present invention, electric machine, it is possible to ensure a safe running direction and during each clock phase by turning on all the stator coils / armature coils around the rotor and by ideally positioning the pole pieces stator core to rotor core, maximum force flux, field density and effectiveness increases the efficiency over known electrical machines with the same purpose.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

1: eine schematischen Ansicht einen Universalmotor 1.1 mit Ständerspulen, rechts schematischen Querschnitt
2: eine schematischen Ansicht einen Universalmmotor 1.2 mit Ankerspulen, rechts schematischen Querschnitt
3: Arbeitsperioden der Universal Gleichstrommotor 1
4: Stromgenerator

Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Show it:

1 : a schematic view of a universal motor 1.1 with stator coils, right schematic cross-section
2 : a schematic view of a universal motor 1.2 with armature coils, right schematic cross-section
3 : Working periods of universal DC motor 1
4 : Electricity generator

1 zeigt den Aufbau und Querschnitt einer Universal Gleichstrommotor 1.1, die als ein Elektromotor und Elektrogenerator zur Erzeugung einer Rotationsbewegung und eines elektrischen Stroms einsetzbar ist, umfasst einen durch eine Welle 3 in einem Gehäuse gelagerten Rotor mit Rotorkern 2, einen Ständerkern 4, eine zylindrische Form aufweist und mit Polschuhen versehen ist,
wobei die Polschuhanzahl der Ständerkern (4) und der Rotorkern (2) in einem Verhältnis (1:1) eins zu eins ist. 1 shows the structure and cross section of a universal DC motor 1.1, which can be used as an electric motor and electric generator for generating a rotational movement and an electric current, comprises one through a shaft 3 in a rotor mounted rotor with rotor core 2 , a stator core 4 , has a cylindrical shape and is provided with pole shoes,
where the number of poles of the stator core ( 4 ) and the rotor core ( 2 ) in a ratio (1: 1) is one to one.

Die Spuleneinrichtung 7, 8 der Gleichstrommotor 1.1, wenigstens eine Ankerfeldspule 7 und wenigstens eine Ständerspule 8 mit Eisenkern aufweist, und dem Ständerkern 4 wenigstens eine Ständerspule 8 zugeordnet ist und dem Rotorkern 2 wenigstens eine Ankerfeldspule 7 zugeordnet.The coil device 7 . 8th the DC motor 1.1 , at least one anchor field coil 7 and at least one stator coil 8th having iron core, and the stator core 4 at least one stator coil 8th is assigned and the rotor core 2 at least one anchor field coil 7 assigned.

Wobei dem Ankerfeldspulen 7 eine Schleifkontakt 5 zugeordnet und durch Gleichstrom versorgt, wobei dem Ständerspulen 8 jeweils eine Gegentaktsteuerung 6 zugeordnet und durch drei Gleichstromphasen angesteuert,
sodass mindestens eine Ständerspule 8-1 und mindestens eine Ankerfeldspule 7-n1 ein erstes magnetisches Kraftfeld m1 versorgt, mindestens eine Ständerspule 8-2 und mindestens eine Ankerfeldspule 7-n2 ein zweites magnetisches Kraftfeld m2 versorgt und mindestens eine Ständerspule 8-3 und mindestens eine Ankerfeldspule 7-s1 ein drittes magnetisches Kraftfeld m3 versorgt.Where the anchor field coils 7 a sliding contact 5 assigned and supplied by direct current, the stator coils 8th each a push-pull control 6 assigned and controlled by three DC phases,
so that at least one stator coil 8th -1 and at least one anchor field coil 7 -n1 supplies a first magnetic force field m1, at least one stator coil 8th - 2 and at least one anchor field coil 7 -n2 supplies a second magnetic force field m2 and at least one stator coil 8th - 3 and at least one anchor field coil 7 -s1 supplies a third magnetic force field m3.

Wobei das Feldmuster n, s der Ständerspulen 8 einem Verhältnis Nordpol zu Südpol zwei zu eins ist und das Feldmuster s, n der Ankerfeldspulen 7 einem Verhältnis Südpol zu Nordpol zwei zu eins ist.Whereby the field pattern n, s of the stator coils 8th a ratio of north pole to south pole is two to one and the field pattern s, n of the armature field coils 7 a ratio of South Pole to North Pole is two to one.

Wobei Feldmuster (n, s) der Ankerfeldspulen 7 gegenüber Feldmuster der Ständerspulen 8 einschritt Phasen versetz und bei jedem Periodenende das Feldmuster n, s der Ständerspulen 8, über einen Gegentaktsteuerung 6 ein Schritt in Laufrichtung verschoben, wobei der Gegentaktsteuerung 6, bestehet aus zwei Endstufen jeweils an beiden Spulenenden der Ständerspulen 8 zugeordnet und jeweils durch drei Gleichstromtaktphasen angesteuert, wobei Taktanzahl/Taktdauer der der Gegentaktsteuerung 6 einem Verhältnis Stromrichtung (+) zu Stromrichtung (-) zwei zu eins ist.Where field pattern (n, s) of the anchor field coils 7 compared to field patterns of the stator coils 8th phase offset and at each period end the field pattern n, s of the stator coils 8th , via a push-pull control 6 a step shifted in the direction of rotation, wherein the push-pull control 6 , consists of two output stages each at both coil ends of the stator coils 8th assigned and controlled in each case by three DC clock phases, wherein clock number / clock duration of the push-pull control 6 a ratio of current direction (+) to current direction (-) is two to one.

Wobei die Ankerfeldspulen 7 der Rotorkern 4 über eine Schleifkontakte 5 Kontinuierlich mit elektrische Strom versorgt werden.Where the anchor field coils 7 the rotor core 4 via a sliding contact 5 Continuously supplied with electrical power.

Wobei die äußere Seiten der Ständerspulenkern 4 mit der Innenseite der Ankerspulenkern 2 über eine Verbindung 10 Magnetisch gekoppelt ist.Where the outer sides of the stator coil core 4 with the inside of the armature bobbin core 2 over a connection 10 Magnetically coupled.

Wobei in einer Vorteilhafte Ausführung wird, mindesten eine Ankerfeldspule 7 der Rotor 2 mit den Kern zusammen durch eine Dauermagneten ersetz.In an advantageous embodiment, at least one armature field coil 7 is the rotor 2 with the core together replaced by a permanent magnet.

So dass ein stabiles Magnetfeld maximaler Flussdichte aus Ankerfeldspulen 7 und/oder Dauermagneten durch verschieben das Magnetfeldmuster der Ständerspulen 8 steuerbar ist.So that a stable magnetic field of maximum flux density from armature field coils 7 and / or permanent magnets by shifting the magnetic field pattern of the stator coils 8th is controllable.

2 zeigt den Aufbau und Querschnitt einer elektrischen Universal Gleichstrommotor 1.2, durch eine Welle 3 in einem Gehäuse gelagerten Rotor mit Rotorkern 2, einen Ständerkern 4, eine zylindrische Form aufweist und mit Polschuhen versehen,
wobei die Polschuhanzahl der Ständerkern 4 und der Rotorkern 2 in einem Verhältnis (1:1) eins zu eins ist. 2 shows the construction and cross section of a universal electric DC motor 1.2 , by a wave 3 Rotor mounted in a housing with rotor core 2 , a stator core 4 , has a cylindrical shape and provided with pole shoes,
where the number of poles of the stator core 4 and the rotor core 2 in a ratio (1: 1) is one to one.

Die Spuleneinrichtung 7, 8 der Gleichstrommotor 1.2, welche mindestens eine Ständerfeldspule 8 und mindestens eine Ankerspule 7 mit Eisenkern aufweist, wobei dem Ständerkern 4 mindestens eine Ständerfeldspule 8 zugeordnet und dem Rotorkern 2 mindestens eine Ankerspule 7 zugeordnet.The coil device 7 . 8th the DC motor 1.2 which at least one stator field coil 8th and at least one armature coil 7 having iron core, wherein the stator core 4 at least one stator field coil 8th assigned and the rotor core 2 at least one armature coil 7 assigned.

Wobei dem Ankerspulen 7 ein Kommutator 9 zugeordnet und mit Gleichstrom derart angesteuert werden, so dass mindestens eine Ankerspule 7-1 und mindestens eine Ständerfeldspule 8-n1 ein erstes magnetisches Kraftfeld m1 versorgt, mindestens eine Ankerspule 7-2 und mindestens eine Ständerfeldspule 8-n2 ein zweites magnetisches Kraftfeld m2 versorgt und mindestens eine Ankerspule 7-3 und mindestens eine Ständerfeldspule 8-s1 ein drittes magnetisches Kraftfeld m3 versorgt.Wherein the armature coils 7 a commutator 9 be assigned and controlled with DC such that at least one armature coil 7 -1 and at least one stator field coil 8th -n1 supplies a first magnetic force field m1, at least one armature coil 7 - 2 and at least one stator field coil 8th -n2 supplies a second magnetic force field m2 and at least one armature coil 7 - 3 and at least one stator field coil 8th -s1 supplies a third magnetic force field m3.

Wobei Feldmuster n, s der Ankerspulen 7 einem Verhältnis Nordpol zu Südpol zwei zu eins ist und Feldmuster s, n der Ständerfeldspulen 8 einem Verhältnis Südpol zu Nordpol zwei zu eins ist.With field patterns n, s of the armature coils 7 a ratio of north pole to south pole is two to one and field pattern s, n of the stator field coils 8th a ratio of South Pole to North Pole is two to one.

Wobei das Feldmuster (n, s) der Ankerspulen 7 gegenüber Feldmuster der Ständerfeldspulen 8 einschritt Phasen versetz und
bei jedem Periodenende wird das Feldmuster n, s der Ankerspulen 7 über einen Kommutator 9 ein Schritt in Endgegenlaufrichtung verschoben,
wobei der Kommutator 9 mit Gleichstrom versorgt werden und Taktdauer der Kommutator 9 einem Verhältnis Stromrichtung (+) zu Stromrichtung (-) zwei zu eins ist.Where the field pattern (n, s) of the armature coils 7 versus field patterns of the stator field coils 8th one step phases and
at each period end, the field pattern becomes n, s of the armature coils 7 via a commutator 9 a step shifted in the final counter-direction,
being the commutator 9 be supplied with direct current and cycle time of the commutator 9 a ratio of current direction (+) to current direction (-) is two to one.

So dass ein stabiles Magnetfeld maximaler Flussdichte aus Ständerfeldspulen 8 und/oder Dauermagneten durch verschieben das Magnetfeldmuster der Ankerspulen 7 steuerbar sind.So that a stable magnetic field of maximum flux density from stator field coils 8th and / or permanent magnets by shifting the magnetic field pattern of the armature coils 7 are controllable.

2 zeigt den Aufbau und Querschnitt einer ein Universal Wechselstrommotor 1.2 mit einem sichere Laufrichtung, durch eine Welle 3 in eine Gehäuse gelagerten Rotor mit Rotorkern 2, einen Ständerkern 4, eine zylindrische Form aufweist und mit Polschuhen versehen ist. 2 shows the construction and cross section of a universal AC motor 1.2 with a safe direction, through a shaft 3 in a housing mounted rotor with rotor core 2 , a stator core 4 , has a cylindrical shape and is provided with pole shoes.

Die Spuleneinrichtung 8, 7 der Wechselstrommotor 1.2 welche mindestens eine Ständerspule 8 und mindestens eine Ankerspule 7 mit Eisenkern aufweist, wobei dem Ständerkern 4 mindestens eine Ständerspule 8 und dem Rotorkern 2 mindestens eine Ankerspule 7 zugeordnet und dem Ankerspulen 7 ein Kommutator 9 zugeordnet. The coil device 8th . 7 the AC motor 1.2 which at least one stator coil 8th and at least one armature coil 7 having iron core, wherein the stator core 4 at least one stator coil 8th and the rotor core 2 at least one armature coil 7 assigned and the armature coils 7 a commutator 9 assigned.

Wobei Ankerspulen 7 jeweils über eine Kommutator 9 durch Wechselstrom derart angesteuert, so dass mindestens eine Ankerspule 7-1 und mindestens eine Ständerspule 8-n1 ein erstes magnetisches Kraftfeld m1 versorgt, und mindestens eine Ankerspule 7-2 und mindestens eine Ständerspule 8-n2 ein zweites magnetisches Kraftfeld m2 versorgt und mindestens eine Ankerspule 7-3 und mindestens eine Ständerspule 8-s1 ein drittes magnetisches Kraftfeld m3 versorgt.Wherein armature coils 7 each via a commutator 9 controlled by alternating current, so that at least one armature coil 7 -1 and at least one stator coil 8th -n1 supplies a first magnetic force field m1, and at least one armature coil 7 - 2 and at least one stator coil 8th -n2 supplies a second magnetic force field m2 and at least one armature coil 7 - 3 and at least one stator coil 8th -s1 supplies a third magnetic force field m3.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, der Ankerspulen 7 mit den Ständerspulen 7 in Reihenschluss oder in Nebenschluss geschaltet.Another advantage of the present invention is the armature coils 7 with the stator coils 7 connected in series or in shunt.

Wobei der Ständerspulen 8 durch Wechselstrom N versorgt werden, wobei das Feldmuster n, s der Ständerspulen 8 einem Verhältnis Nordpol zu Südpol Abwechselnd zwei zu eins ist.Where the stator coils 8th be supplied by alternating current N, wherein the field pattern n, s of the stator coils 8th A ratio of North Pole to South Pole is alternately two to one.

Und der Ankerspulen 7 über einem Kommutator 9 durch Wechselstrom N angesteuert, wobei Feldmuster s, n der Ankerspulen 7 einem Verhältnis Südpol zu Nordpol Abwechselnd zwei zu eins zu ist.And the armature coils 7 over a commutator 9 controlled by alternating current N, where field pattern s, n of the armature coils 7 A ratio of South Pole to North Pole is alternately two to one.

Wobei das Feldmuster n, s der Ankerspulen 7 gegenüber Feldmuster n, s der Ständerspulen 8 einschritt Phasen versetz und bei jedem Periodenende das Feldmuster n, s der Ankerspulen 7 über einen Kommutator 9 ein Schritt in Endgegenlaufrichtung verschoben,Whereby the field pattern n, s of the armature coils 7 to field patterns n, s of the stator coils 8th phase offset and at each period end the field pattern n, s of the armature coils 7 via a commutator 9 a step shifted in the final counter-direction,

So dass ein maximaler Flussdichte aus Wechselfelder der Ständerspulen 8 durch verschieben das Wechselfeldmuster der Ankerspulen 7 steuerbar sind.So that a maximum flux density from alternating fields of the stator coils 8th by shifting the alternating field pattern of the armature coils 7 are controllable.

2 zeigt den Aufbau und Querschnitt eine Universal Drehstrommotor 1.2 mit einem sichere Laufrichtung, durch eine Welle 3 in einem Gehäuse gelagerten Rotor mit Rotorkern 2, einen Ständerkern 4, eine zylindrische Form aufweist und mit Polschuhen versehen ist. 2 shows the construction and cross-section of a universal three-phase motor 1.2 with a safe direction, through a shaft 3 Rotor mounted in a housing with rotor core 2 , a stator core 4 , has a cylindrical shape and is provided with pole shoes.

Die Spuleneinrichtung 7, 8 der Drehstrommotor 1.2, welche mindestens eine Ständerspule 8 und mindestens eine Ankerspule 7 mit Eisenkern aufweist, wobei dem Ständerkern 4 mindestens eine Ständerspule 8 und dem Rotorkern 2 mindestens eine Ankerspule 7 zugeordnet, wobei dem Ankerspulen 7 einem Kommutator 9 zugeordnet.The coil device 7 . 8th the three-phase motor 1.2 which at least one stator coil 8th and at least one armature coil 7 having iron core, wherein the stator core 4 at least one stator coil 8th and the rotor core 2 at least one armature coil 7 associated with the armature coils 7 a commutator 9 assigned.

Wobei Ankerspulen 7 über Kommutator 9 durch Drehstrom derart angesteuert werden,
sodass mindestens eine Ankerspule 7-1 und mindestens eine Ständerspule 8-n1 ein erstes magnetisches Kraftfeld m1 versorgt und mindestens eine Ankerspule 7-2 und mindestens eine Ständerspule 8-n2 ein zweites magnetisches Kraftfeld m2 versorgt und mindestens eine Ankerspule 7-3 und mindestens eine Ständerspule 8-s1 ein drittes magnetisches Kraftfeld m3 versorgt.Wherein armature coils 7 via commutator 9 be controlled by three-phase current such
so that at least one armature coil 7 -1 and at least one stator coil 8-n1 supplies a first magnetic force field m1 and at least one armature coil 7 - 2 and at least one stator coil 8th -n2 supplies a second magnetic force field m2 and at least one armature coil 7 - 3 and at least one stator coil 8th -s1 supplies a third magnetic force field m3.

Wobei Ständerspulen 8 jeweils durch Drehstromphasen w, v, u versorgt werden, wobei Feldmuster n, s der Ständerspulen 8 einem Verhältnis Nordpol zu Südpol Abwechselnd zwei zu eins ist.Where are stator coils 8th are each supplied by three-phase phases w, v, u, wherein field pattern n, s of the stator coils 8th A ratio of North Pole to South Pole is alternately two to one.

Wobei Ankerspulen 7 über einem Kommutator 9 durch Drehstromphasen w, v, u angesteuert werden, wobei Feldmuster s, n der Ankerspulen 7 einem Verhältnis Südpol zu Nordpol Abwechselnd zwei zu eins ist.Wherein armature coils 7 over a commutator 9 are controlled by three-phase phases w, v, u, wherein field patterns s, n of the armature coils 7 A ratio of South Pole to North Pole is alternately two to one.

Wobei das Feldmuster n, s der Ankerspulen 7 gegenüber Feldmuster n, s der Ständerspulen 8 einschritt Phasen versetz und bei jedem Periodenende das Feldmuster n, s der Ankerspulen 7 über einen Kommutator 9 ein Schritt in Endgegenlaufrichtung verschoben.Whereby the field pattern n, s of the armature coils 7 to field patterns n, s of the stator coils 8th phase offset and at each period end the field pattern n, s of the armature coils 7 via a commutator 9 a step shifted in the final counter-direction.

So dass maximaler Flussdichte aus Drehfelder der Ständerspulen 8 durch verschieben das Drehfeldmuster der Ankerspulen 7 steuerbar sind.So that maximum flux density from rotating fields of the stator coils 8th by moving the rotating field pattern of the armature coils 7 are controllable.

3: zeigt die Arbeitsperioden der Universal Gleichstrommotor 1.1/1.2 3 : shows the working periods of the universal DC motor 1.1 /1.2

4: zeigt den Ständer 4 und Rotor 2 der Elektrogenerator 1.1, (Darstellung in eine linearen Form) zur Erzeugung eines elektrischen Stroms einsetzbar ist, umfasst einen durch eine Welle 3 in einem Gehäuse gelagerten Rotor mit Rotorkern 2, einen Ständerkern 4, eine zylindrische Form aufweist und mit Polschuhen versehen ist, wobei die Polschuhanzahl der Ständerkern 4 und der Rotorkern 2 in einem Verhältnis (1:1) eins zu eins ist. 4 : shows the stand 4 and rotor 2 the electric generator 1.1 , (Representation in a linear form) can be used to generate an electric current includes one through a shaft 3 Rotor mounted in a housing with rotor core 2 , a stator core 4 , has a cylindrical shape and is provided with pole shoes, wherein the number of pole pieces of the stator core 4 and the rotor core 2 in a ratio (1: 1) is one to one.

Die Spuleneinrichtung 7, 8 der Drehstromgenerator 1.1, wenigstens eine Ankerfeldspule 7 und wenigstens eine Ständerinduktionsspule 8 mit Eisenkern aufweist, und dem Ständerkern 4 wenigstens eine Induktionsspule 8 zugeordnet ist und dem Rotorkern 2 wenigstens eine Ankerfeldspule 7 zugeordnet.The coil device 7 . 8th the alternator 1.1 , at least one anchor field coil 7 and at least one stator inductor 8th having iron core, and the stator core 4 at least one induction coil 8th is assigned and the rotor core 2 at least one anchor field coil 7 assigned.

Wobei der Ankerfeldspulen 7 über Schleifkontakte 5 Kontinuierlich mit elektrische Strom versorgt,
so dass Feldmuster s, n der Ankerfeldspulen 7 einem Verhältnis Südpol zu Nordpol zwei zu eins ist, (4.1). Where the anchor field coils 7 via sliding contacts 5 Continuously supplied with electricity,
so that field pattern s, n of the anchor field coils 7 a ratio of South Pole to North Pole is two to one, 4 .1).

Wobei die Benachbarte zwei gleichartige Magnetpolen n1, n2 der Rotorkern 2 in drei Feldbereichen n1, n2, n3 geteilt ausgeführt ist, (4.2)
wobei der mittlere Feldbereich n2 Vergleich zu äußere zwei Feldbereichen n1, n3 in der Länge nach Umlaufrichtung (2:1) zwei zu eins ist,
wobei das Feldstärke der mittlere Feldbereiche n2 Vergleich zu äußere zwei Feldbereichen n1, n3 durch eine zusätzliche Ankerfeldspule 7 angehoben, sodass während gesamten Ablauf, dass die gleichartige Magnetpolen n1, n2, n3 an dem Induktionsspulen 8 durchgehend eine Symmetrische Feldanbau und Feldabbau sorgt.Wherein the adjacent two identical magnetic poles n1, n2 of the rotor core 2 is divided into three field regions n1, n2, n3 executed, ( 4 .2)
the mean field area n2 being compared to outer two field areas n1, n3 in the length after the direction of rotation ( 2 : 1) two to one,
wherein the field strength of the middle field regions n2 compared to outer two field regions n1, n3 by an additional armature field coil 7 raised so that during the entire process that the same magnetic poles n1, n2, n3 on the induction coil 8th consistently ensures symmetrical field cultivation and field degradation.

Wobei die äußeren Seiten der Ständerspulenkern 4 mit der Innenseite der Ankerspulenkern 2 über eine Verbindung 10 Magnetisch gekoppelt ist.Where the outer sides of the stator coil core 4 with the inside of the armature bobbin core 2 over a connection 10 Magnetically coupled.

Wobei durch Drehen der Rotorwelle 3, wird Induktionsströme U1, U2, und U3 an dem Induktionsspulen 8 erzeugt,
wobei Periodendauer der Induktionsströme U1, U2, U3 mit einem Verhältnis positive Periode (+) zu negative Periode (-) zwei zu eins ist und die Ströme U1, U2, U3 zueinander 120° Phasenverschoben sind.By turning the rotor shaft 3 , induction currents U1, U2, and U3 are applied to the induction coil 8th generated,
wherein period duration of the induction currents U1, U2, U3 having a ratio positive period (+) to negative period (-) is two to one and the currents U1, U2, U3 are phase shifted from each other by 120 °.

Wobei durch die Induktionsströme der Generator, wird Universalmotoren 1 ohne Elektronische/Mechanische Steuerung 6, 9 und ohne einen Gleichrichter angetrieben, zwar nur über eine Schleifkontakte 5 an dem Ankerspulen zugeordnet ist.Wherein, by the induction currents of the generator, will universal motors 1 without electronic / mechanical control 6 . 9 and driven without a rectifier, but only via a sliding contacts 5 is assigned to the armature coils.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.11.1: Gleichstrommotor mit Ständerspulen und AnkerfeldspulenDC motor with stator coils and armature field coils
1.21.2: Gleichstrommotor mit Ankerspulen und Ständerfeldspulen und/oder Ein Phase-Wechselstrommotor und/oder Drehstrommotor DC motor with armature coils and stator field coils and / or A phase AC motor and / or three-phase motor
22: Rotorkernrotor core
33: Rotorwellerotor shaft
44: Ständerkernstator core
55: Schleifkontaktsliding contact
66: GegentaktsteuerungPush-pull control
77: Ankerspulearmature coil
88th: Ständerspulestator coil
99: Kommutatorcommutator
1010: Feldverbindungconnection box

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202016006158 [0002]
DE 102007000429 A1 [0002]
EP 1037365 A1 [0002]
WO 1997001882 A1 [0002]

Claims

A universal electric power machine (1) usable as an electric motor and / or an electric generator for generating a rotational movement and an electric current and operable by any electric current (DC, AC, three-phase current) with a safe running direction through a shaft (3) in FIG rotor with rotor core (2) mounted on a housing, a stator core (4), a cylindrical shape arranged in a housing and provided with pole shoes, with coil means (7; 8) for generating at least one magnetic force field (m1; m2; m3), characterized in that the coil device (7; 8) has at least one stator coil (8) and at least one armature coil (7), wherein the stator core (4) is assigned at least one stator coil (8) and the rotor core (2) at least one armature coil (7) is assigned, so that at least one armature coil (7) and at least one stator coil (8) supplies a first magnetic force field m1 and at least one stator coil (8) and at least one armature coil (7) are supplied with a second magnetic force field m2, and at least one stator coil (8) and at least one armature coil (7) are supplied with a third magnetic force field m3, the field pattern (n, s) of the stator coils (8) in a North Pole to South Pole ratio (2: 1) is two to one, the field pattern being armature coils (7) and in a North Pole to South Pole ratio (2: 1) two to one, the field pattern (n, s) of the armature coils (7) are phase offset with respect to the field pattern of the stator coils (8) and at each period end / period change the field pattern (n, s) of the control coils (7) or (8) via an electronic or mechanical control (6) or (9) are shifted one step, wherein the number of pole pieces of the stator core (4) and the rotor core (2) in a ratio (1: 1) is one to one, so that a stable magnetic field of maximum flux density from stator coils (8) or armature coils (7) which are controllable by moving the magnetic field pattern of the stator coils (8) or armature coils (7).

Electric machine after Claim 1 Characterized in that the stator coils (8) a push-pull control (6) is assigned or the armature coils (7), a commutator (9) is assigned or the armature field coil (7) is associated with a sliding contact (5).

Electric machine after Claim 2 , characterized in that, at each clock change the field pattern (s, n) of the stator coils (8) via a push-pull control (6) shifted by one step in the direction or the field pattern (s, n) of the armature coils (7) via a commutator (9) are shifted by one step in the final counter-direction,

Electric machine after Claim 3 , characterized in that the armature coils (7) and / or stator coils (8) are supplied and / or driven by alternating current phases (N, -N) or by direct current phases (+, -) or by three-phase currents (W, V, U) .

Electric machine after Claim 4 , characterized in that the outer side of the stator coil core (4) is magnetically coupled to the inside of the armature coil core (2) via a connection (10).

Electric machine after Claim 5 , characterized in that, at least one armature coil (7) of the rotor (2) is replaced with the core together by a permanent magnet or at least one stator coil (8) of the stator (4) is replaced with the core together by a permanent magnet.

Electric machine after Claim 6 , characterized in that the armature coils (7) and the stator coils (8) are connected in series or shunt.

Electric machine after Claim 7 , characterized in that the neighboring two identical magnetic poles (n1, n2) of the rotor core (2) is divided into three regions (n1, n2, n3), the middle region (n2) being compared to outer two regions (n1, n3) in the length after the direction of rotation (2: 1) is two to one, wherein the field strength of the central regions (n2) compared to outer two regions (n1, n3) is raised by an additional armature field coil (7).