DE2030789A1

DE2030789A1 - Elektrodynamisches System mit einer Reluktanzmaschine

Info

Publication number: DE2030789A1
Application number: DE19702030789
Authority: DE
Inventors: John Lacy James Dublin P Byrne
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1969-06-25
Filing date: 1970-06-23
Publication date: 1971-06-09
Also published as: SE363708B; IE33473L; DE2030789B2; DE2030789C3; FR2051323A5; IE33473B1; GB1321110A

Description

Elektrodynamisches System mit einer Reluktanzmaschine

Die Erfindung betrifft ein elektrodynamisches System mit einer Reluktanzmaschine mit einem Ständer, mehreren Ständerpolen, einem Läufer, mehreren Läuferpolen und einer von den Ständerpolen getragenen Hauptwicklung, kombiniert mit einem Geber für die Läuferlage und einer mit nur in einer Stromrichtung arbeitenden, gesteuerten Halbleiter-Stromquelle, deren Ausgang an der Wicklung und deren Eingang am genannten Geber angeschlossen ist, wobei der Strom zwischen einem Maximum- und einem Minimum-Wert variiert, zeitlich synchronisiert mit dem Wechsel zwischen zunehmender und abnehmender Überlappung zwischen den Läufer- und Ständerpoloberflächen.

Magnetische Sättigung wird gewöhnlich als ein die Leistung begrenzender Faktor betrachtet, der die Analyse von elektrischen Maschinen kompliziert. Diese negative Beurteilung hat ihre Gültigkeit in der Geometrie, wo die Kräfte direkt auf die elektrischen Leiter wirken.

' f.§t 81-4/09-9 2

BAD ORIGINAL.

Eine Analyse gemäß der Jünergiemethode führt zu dem für einseitig erregte Vorrichtungen mit nichtgesättigten Polen bekannten Resultat, daß maximal nur die Hälfte der elektrischen Energiezufuhr bei konstantem Strom in mechanische Energie umgewandelt werden kann. Im idealen gesättigten Fall führt die Eliminierung der induktiven Snergieaufspeioherung zur Verdoppelung der umgewandelten Energiemenge. Diese Herleitungen sind für eine Untersuchung der Vorgänge in der Überlappungszone der Pole, wo die Kräfte wirken, besonders gut geeignet. Der Fluß durch diese Zone wird von einer magnetomotorischen Kraft J getrieben, die im linearen Fall (Fig. 11a) über dem Luftspalt entsteht, oder im gesättigten Fall, über dem gesättigten ferromagnetischen Material (Fig. 11b). Es ergibt sich, daß die tangentiale Kraft zwischen den überlappenden Oberflächen sich idealen Werten nähert :

f (newton) = 0.5 1BL im linearen Fall (1) f (newton) = J BL im gesättigten Fall (2)

B ist die für die überlappenden Oberflächen normale Flußdichte im Gebiet, wo die Endwirkungen sich nicht geltendmachen. ■

L ist die Querlänge der überlappenden Oberflächen, d.h. die Lange der E^oIe.

Die Gleichung 2 ergibt weittragende und unerwartete Schlüsse und ein großer Teil der folgenden Ausführungen beschäftigt sich mit ihrer Bedeutung.

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— 3 —
Energiezugang zum Abzweigen für mechanische Arbeit und Energie

Der grundlegenden Energieumwandlungsgleiehung

(Elektrische Energiezufuhr) = (Mechanische Energieentnahme) + Zunahme der Feldenergie (3)

kann in zwei bekannten Weisen gefolgt werden, abhängig davon, .wie das letzte Glied identifiziert ist. Bei einer ersten und üblicheren Methode wird-die Vorrichtung durch Angabe einer Schar von Magnetisierungscharakteristiken ausreichend spezi- λ fiziert. Bei einer zweiten Methode.muß'die Geometrie der Vorrichtung ausreichend einfach ,sein, um eine Bestimmung des Sitzes eines bei relativer Polverschiebung stattfindenden Vergrößerung der Feldenergie zu ermöglichen,,

,Fig. 12 zeigt zwei Kurven einer Kurvenschar, die die Magnetisierungscharakteristiken einer Vorrichtung als Funktion einer mechanischen Verschiebung χ beschreiben. Die mechanische Energieentnahme bei konstantem Strom ist gegeben (siehe Fig. und 2) durch die Zunahme der Ko-Energie Δ Vil_fl(i, die durch ' die kurvenbegrenzte, schraffierte Fläche gezeigt wird, während die elektrische Energiezufuhr durch die rechteckige schraffierte Fläche I i^fo ~ ijiV) gegeben ist» Die Durchschnittskraft (oder das Moment) ist die kurvenförmige schraffierte Fläche dividiert mit der mechanischen Verschiebung X₂ - x^

Im allgemeinen umfaßt die Bereclinung eine graphische Inte-' gration.

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BAD

Fig. 13 illustriert eine alternative Betrachtungsweise.

Es wird vorausgesetzt, daß die Überlappung schon so groß ist, daß die Streuwirkung an den Polenden bei v/eiterer Überlappung nicht von der Polposition, sondern nur von der mmic3 abhängig ist, so daß eine Verschiebung χ bei konstantem Strom nur die mittlere Zone erweitert, in der die räumliche Verteilung des Flusses und der gespeicherten Energie gleichförmig ist. Die magnetische Charakteristik der Überlappungszone kann als a . B in Abhängigkeit von -? wie in Fig. 14 gezeigt beschrieben werden. Man setzt ferner voraus, daß die magnetische Leitfähigkeit des Eisens außerhalb der Überlappungszone unendlich groß ist.

Für die Verschiebung^ χ, die einen zusätzlichen Fluß 0 = BLAx mit sich führt, lautet die Gleichung 3 :

(BLAx) = f . ^x + L^x f JöB f f

Elektr. mechan-r zusätzlich gespei Zufuhr Entnahme cherte Energie

f /L = J B - Jf. dB

Dividiert durch L . Δχ

(5)

oder unter Bezugnahme auf Fig. 14

Kraft je Pollängeneinheit f/L -J B . d J Wewton/m (6)

In der Tat ist die Gleichung 6 eine Variante der allgemeinen Bezeichnung von Gleichung 4, daß die mechanische Energie durch

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■■'.■■"■■■■■ - 5 - ■ '■.'.■. ' ■

den iiidorungsgrad der Ko-Energle in Hinsicht" .auf' die mechanische. Verschiebung-gegeben ist. Es ist zu beachten, daß die treibende mraK -J nicht auf eine Quelle beschränkt ist, sondern die Resultante einer Anzahl von mnlC-Komponenten sein kann.

■Anwendung bei dem linearen und dam idealen gesättigten Fall

In der linearen-Ί-Iaschine wird das treibende mmK völlig über einem Luftspalt entwickelt, .wie in Fig. 11a gezeigt ist. In dem a idealen gesättigten Fall, Fig. 11b, wird die treibende mmK vollkommen über dem gesättigten Material entwickelt, das eine rechteckige Hysteresisschleife hat, deren Breite gleich ilull

Fig. 15 vergleicht die Charakteristik von zwei Fällen, bei denen angenommen wird, daß die Luftspaltflußdichte, Abmessungen usw. dieselben sind.

.Die' elektrische Energie zufuhr' ist, da die Flußverkettung von ™ .ψ", zu "UTt, bei konstantem Strom zunimmt, dieselbe für beide Fälle und entspricht den rechteckigen Flächen ABCD und A¹B¹C¹D¹ = IA γ.

Im linearen Fall entspricht die mechanische Entnahme der dreieckigen schraffierten Flache OAB = 0,5 I^y. Die Zunahme der im Feld gespeicherten jiiiorgie ist daher auch gleich 0.5 Ij\ Dies entspricht den Eigenschaften der üblichen Reluktanzmaschinen,

BAD.

bei denen es bekannt ist, daß bei konstantem Strom höchstens die Hälfte der elektrischen Energiezufuhr in mechanische Energie umgewandelt werden kann.

Im idealen gesättigten Fall entspricht die mechanische Entnahme der schraffierten Fläche A¹B¹C¹D¹ = ΙΔ ψ". Es ist keine induktiv gespeicherte Energie vorhanden. Die elektrische Zufuhr wird voll in mechanische Entnahme umgewandelt.■

In Obengenanntem ist nur eine begrenzte Verschiebung berücksichtigt worden. In Fig. 16 werden Sättigungskurven gezeigt, die den Positionen für maximalen und minimalen Fluß entsprechen. Im Idealfall sollte der minimale Fluß ein Bruchteil des maximalen Flusses sein, den man unbeachtet lassen kann. Während dies in der Praxis undurchführbar ist, ist es im Prinzip denkbar, daß die ferromagnetischen Materialien so hohe Sättigungsflußdichte haben, daß die von der Luft getragenen Flüsse unbeachtet gelassen werden können.

Die gesamte Energiezufuhr ist in beiden Fällen, da die Flußverkettung von Y" . zu ψ bei konstantem Strom zunimmt,.

IHJ. 11 * Ωχ etui.

¹ ( ι max ~

Die mechanische L'nergieentnahme entspricht den überkreuzten Flächen. Wenn der Minimumfluß als ein nicht zu beachtender Hruchte.il des Maxiraumflusses angesehen werden kann, erhält man elektrische Energiezufuhr = I Y"_max. = J 0 _max ^₇)

mechanische Energieentnahme für den ideal gesättigten Fall = I T

mechanische 33nergie entnahme für den ideal linearen Fall

I	' max	1 2	*max	(8)
1 2	I Ψ = max	nnax	(9)
	=	ma3C	ί²' ■ ■

Kommt man jetzt auf den speziellen Fall von Fig. 13 zurück, bekommen die Gleichungen 5 und 6 für die mechanische Kraft eine sehr einfache Form. Für den linearen Fall r-'-

/ J . dB = / Bd J -^. j B

ο ο

f/L = ^ J B newton/m (10)

Für don ideal gesättigten Fall / } dB = O

ο
= JB newton/m (11)

Beim Betrachten der Gleichung 11 ist es eine Hilfe,, eine direktere Ableitung zu berücksichtigen. Man läßt die Geo- " metrie der Fig» 11b mit einer Geschwindigkeit u arbeiten, so daß die mechanische Kr aft entnahme f · u "Watt beträgt. Die elektrische Zufuhr ist ei, e entspricht aus dem Grad der Flußzunahme,· gegeben durch die zunehmende überlappende Quer-, schnittsflache..

Ohne Veränderung der induktiven gespeicherten Energie ist,

wie bereits erwähnt, .

f u = e i (siehe Gleichung 3)

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Angenommen, daß es sich um einfach gewickelte Wicklung handelt, so daß i = ,5" ist,

= J . BLu
f/L = J B

Das Resultat der Gleichung 11 kann auch von dem allgemeinen Fall hergeleitet werden, wenn die Differenz zwischen den Magnetisierungskurven mit dem vergrößerten Querschnitt der überlappten Polfläche verbunden werden kann. Unter Bezugnahme auf Fig. 15b und mit einer Geometrie nach Fig. 13 wird angenommen, daß die Flußverkettungsänderung ( Ύ"_Β - Ya^ = ^ Y aus einer Verschiebung A x resultiert. Eine einfach gewickelte Wicklung wird vorausgesetzt. A~ywird BL A χ. Die mechanische Entnahme ist IAY = IBLAx (joule) und gibt die Kraft f = IBL (newton) wie zuvor_β

Bei einer Reluktanzmaschine gemäß der Erfindung wird jeder der magnetischen Kreise von ferromagnetischen festen und beweglichen Teilen hoher Permeabilität gebildet, die durch einen in mechanischer Hinsicht so klein wie möglich bemessenen Luftspalt getrennt sind und große magnetische Leitfähigkeit besitzen, mit Ausnahme von hoch gesättigten Einschnürungszonen, die von der Überlappung zwischen den Polen bestimmt werden, so daß der magnetische Fluß in erster Linie von der Position des beweglichen Teils bestimmt wird und so wenig wie möglich von der Intensität des Erregungsstroms oder -ströme. Jede oder nur eine der über-

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_; ν ■■■.-■■".■;■-■■. > 9— ■ ■■.■■;.■..;■■-■,■. . ; ■,...

läppenden. Poloberflächen, kann eine Binschnürungszone haben,und der Pülquerschnitt kann ganz oder teilweise aus ferromagnetisciiera Material bestehen. Falls ein Pol genutet ist, müssen die Nuten so tief sein, daß nur das "dazwischenliegende ferromagnetische Material einen bedeutenden Flußweg bieten kann. Durch Poloberflächen mit zwei oder mehreren effektiven Dichten von ferromagnetischem Material erreicht man eine Vergrößerung des mechanischen Verschiebungsbereichs, über dem eine gleichmäßige Flußzunahme erfolgt. I

Während der Perioden mit zunehmender Polüberlappung werden in eine Richtung gerichtete Ströme den Ständerwicklungen zugeführt, die die entsprechenden Flußbahnen verketten. Die Mittel-Werte der Ströme der Ständerwicklung können durch periodisches Umschalten der Wicklung von der elektrischen Quelle zu einer Kurzschlußbahn kontrolliert werden. Während der Perioden mit zunehmender .Polüberlappung ist der Strom, wenn die Maschine als Motor arbeitet, gedampft oder auf einen niedrigen Wert reduziert, um Zugkräften, die gegen dio gewünschte Richtung wirken, vorzubeugen. Die Dämpfung.oder .Reduzierung des Stroms auf einen niedrigen V/ert wird'erreicht, indem man die induktive gespeicherte j'Jnorgie von der Wicklung abzieht und zu der Quelle zurückleitet oder durch kapazitive Speicherung der induktiven -Wnergio.

Die Anwendung von magnetischem Hatorial mit einer engen, steilen Hysterecißschleifu mit plötzlichem. Ansatz zu Sättigung ergibt in einer Konstruktion mit kloinen Luftspalten eine

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. ■ BAD OBlQlNAL.

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niedrige induktive Energiespeicherung mit entsprechender vollständigerer Umwandlung von momentaner elektrischer Zufuhr in mechanische Entnahme.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die EnaK, die von dem genannten Strom bqi Hennmoment- und· während der Perioden mit hohem Strom und variierender Überlappung entwickelt wird, hauptsächlich über gesättigte Polregionen in der Nähe" der überlappenden Poloberflächen aufgenommen wird.

]-;ine ziemlich ruckfreie Drehung wird durch Kombinieren von zwei betriebsmäßig unabhängigen Maschinen erreicht, von denen jede positive Zugkraft über zwei 90° Sektoren liefert. In keiner Hinsicht sind die Maschinen so ausgeführt, daß sie einander in einer traditionellen ^!t2-Phasen"- Arbeitsweise beeinflussen, warum gleichgerichteter Strom verwendet werden kann« Sine Ausdehnungdes "Arbeitstaktes" jeder "Phase" über 90° kann erreicht werden, indem man die Läuferpole mit einer in Umfangsrichtung variierenden JiJisendichte ausführt.

Verkörperung ist im folgenden anhand der Figuren 1 bis 6a und L1-L6 der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigen :

Fig. 1 eine schematische Ansicht dos Läufers und Ständers eines 2-Phasen-Motors,

Fig. 2 eine schematisohe Ansicht von Läuferkomponenten einer alternativen Ausführung des Läufers, geeignet für don Gebrauch mit dem Ständer von Fig. 1,

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Fig. 3 ein Stromkreisdiagramm für eine Anordnung nach der Erfindung, die mit einem Motor nach Fig. 1

ausgeführt ist,
Fig. 4 ein Blockdiagramm des Kontrollsystems für den

Motor in Fig. 1, ;

Fig. 5a ein Kurvenbild der Amperewindungen eines Paares zusammenwirkender"Pole als eine Funktion der Zeit

bei niedriger Motorgeschwindigkeit, Fig. 5b die entsprechenden Kurven für das übrige Polpaar, | Fig. 6a und

Fig. ob in ähnlicher-'"Weise die Amperewindungen bei

hoher Motorgeschwindigkeit, Fig. L1 ein Blockdiagramm der Uhren-Logik, Fig. L2 ein Blockdiagramm der Stromüberwaehungslogik, Fig. L4 ein Blockdiagramm der Phasenüberwachungslogik, Fig. L5 ein Blockdiagramm des bei zunehmendem Strom

wirksamen Teils der Phasenwechsellogik und Fig. L6 ein Bloclrdiagramm des bei abnehmendem Strom

wirksamen Teils der Phasenwechsellogik I

Die in den Fig. L1 - L6 benutzten Symbole erklären sich wie folgt :

Fig. L1.

M/V_n Stabiler Multi-Vibrator

JK1 Υ Symmetrisch ausgelöste Flipflops

JK2 Λ funlitionierend als * 2 Rechner (im Text als

(binäre Sinheit bezeichnet) ■

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^GA~^Gh ^Zwei Zufuhr-NOR-Glieder - -

I₁-I₁^ Umkehrende Verstärker

IL-Bß Puffer-Verstärker (ohne Umkehr)

Fig. L2

FF5 und FF6 Einstell-Rückstell Flipflops durch Kreuzverbindung zweier NOR-Glieder (im Text als bistabile Einheiten bezeichnet)

Txj StromUberwachungspulstransformator

X₁ 2N7O6 Transistor ■ . -

R₁ 450 Widerstand

R₂ 2 K7 Widerstand ' . . -

R₁₅QR; 50 Potentiometer

G^ , Gp und G-v HOPl-GHeder mit zwei Eingängen 1^r₇ und I^o Umkehrende Verstärker

G₁, G₂, G₄, G₅, G₆, G₇, G_n. G₁ G_m G_n G_Q.G_p HOil-Glieder

mit zwei Eingängen -

I₁^I₂₅ Umkehrende Verstärker

BrJiL₇- Puffer-Verstärker (ohne Umkehrung) JK-Flipflop

.. L5

^GS' ^G8 ^G11 ^OR-Glieder mit zwei Eingängen

» I₂^ Umliehrende Verstärker
ODER-Glied

und C₀ 1nF Kondensator

r- und R,- 3 Kohra Widerstände

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G-] 3 NOR-Glieder mit drei Eingängen I 28 Umkehrender Verstärker

031 und OS2 Monostabiler Pulsgenerator

0.S.1 und 0.S.2 Monopulsgeräte

Zufuhr an A verhindert Pulserzeugung F.F.1 Einstell-Rückstell Flipflop

11 M

M₂ ODER-Glied mit zwei Eingängen . %

C? und C, 1 nF Kondensator
Rg₁ R_r, 3 Kohm Widerstände

Wie Fig. 1 zeigt, hat der Motor einen Ständer 1 aus Stahllamellen hoher Permeabilität, der mit ausgeprägten Polen 2 ausgeführt ist, die die Wicklungen 3 und 4 tragen. Die Wicklungen 3 gehören zu einer von zwei Phasenwicklungen und die Wicklungen 4 zu der anderen. Der Läufer 5 aus Stahllamellen hoher Permeabilität hat halb so viele Pole wie der Ständer. j| Die Winkelausdehnung der Läuferpoloberfläche ist ungefähr doppelt so sroi3 wie· die eines Ständerpoles. Ungefähr die Hälfte der Läuferpoloberfläche ist mit tiefen trapezförmigen Nuten 6 versehen, so daß die höchstmögliche effektive Flußdichte in dem Luftspalt bei dieser Hälfte wegen der Sättigung nur ungefähr 50% der entsprechenden Flußdichte der ungenuteten Poloberflache 7 ist. Wenn die Wicklungen 3 stromdurchflossen sind und der Laufer sich von der gezeigton Anfangslage entf^en dem Uhrzeiger-'

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sinn bewegt, beginnt die genutete Zone 6 den Pol 2 zu überlappen, so daß eine mit der Winkelverschiebung proportionale Flußzunähme erreicht wird. Wenn die Winkellage der genuteten Zone 6 völlig ir.lt der des Ständerpols 2 zusammenfällt, hat der Fluß seinen halben Maximalwert erreicht. Sine weitere Rotationsbewegung verursacht, daß die ungenutete Poloberfläche 7 den Ständerpol 2 überlappt und eine gesättigte Zone bildet, die schätzungsweise eine doppelt so große Sättigungsflußdichte hat wie die mit Nuten versehene Zone. Die Zunahme des Flusses setzt sich nach einer linearen Funktion fort, bis die Winkellage der ungenuteten Poloberfläche 7 mit der des Ständerpols 2 zusammenfällt. In dieser Lage hört die positive Zugkraftproduktion durch die Phasenwicklung 3 auf und die Überlappung des zweiten Polpaares, das die zweiten Phasenwicklungen 4 trägt, fängt an. Dies wird durch die Wahl eines Läuferpolbogens (hier 100°) erreicht, der etwas größer ist als die Ständerpolteilung (hier 90°).

Die Winkellage des Läufers, bei der die Reduktion des Stroms in den Phasenwicklungen 3 und das Aufwachsen des Stroms in den Phasenwicklungen 4 eingeleitet x^erden, wird durch eine nicht gezeigte, v/ellengetriebene Phasenüberwachungseinheit angezeigt.

solcher Lagengober kann elektromagnetisch oder optisch oder vorn Magnet-Dioden-Typ sein und kann mit einer automatischen Voreilung des beginnenden Umschaltens bei zunehmender Geschwindigkeit ausgeführt werden.

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alternative Lauferkonstruktion verwendet die Lamellenform gemäß'"Fig. 1. Lamellen 1 mit kurzen Polbogen, die denen des iStünderpols entsprechen,, sind mit Lamellen 2 susammengeblättert, die ungefähr einen doppelt so großen Polbogen haben wie die Lamellen 1. Die Kombination ergibt eine Polobsrfläche mit zwei Dichten von ferromagnetischem Material im Verhältnis 2:1. Vorzugsweise kann den Läufern von Fig. 1 und 2 eine zylindrische Form gegeben-werden mit reduziertem Spielraumverlust, indem man die Zwischenräume zwischen den Polen mit einem geeigneten J Material ausfüllt.

In Fig. 5 sind I-L und CL ein Paar in fester magnetischer Kupplung angeordnete "Wicklungen, die zu einer Phase des Ho tor ε in Fig. 1 gehören. I-I2 und 02 sind ein gleichartiges Wicklungspaar, das zu der zweiten Phase gehört. H1 und H2 sind die Hauptphasenwicklung en und beanspruchen den Hauptteil des Wicklungsbereichs. 01 und 02 sind Hilfswicklungen, die die Funktion haben, induktiv gespeicherte Energie zu der Batterie B zurückzuleiten. Der Hauptthyristor 'T.„ verbindet die Wicklung M.. mit der Batterie. Durch den Freilauf-Thyristor Tp., ist ein Kurzschlußkreis zur Wicklung KL einschaltbar. Während der zunehmenden Läuferüberlappung wird der Strom in KL durch folgemäßiges Schalten von T-^ und Tj^ in Grenzen gehalten, "wobei 'S„^ automatisch von T-_r]* konmiutiert wird. Der Hilfsthyristor T,,, Kondensator G, Induktor L und Hilfsthyristor Ta₇ bilden einen kommutierenden Kreis zum Abschalten von Tj.·^. D^ ist eine Diode, die, wenn sie von T^ leitend gemacht ist, während T.^ gleichzeitig

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blockiert ist, die Ampere-Windungen der Wicklung schnell zum Abklingen bringt, indem die induktive gespeicherte Energie zu der Batterie zurückgeleitet wird. Die Thyristoren T₁-,,,,,, Τ_Λο* ΐ_ηο

un die Diode Dp haben entsprechende Aufgaben in Hinsicht auf die zweite Phasenwicklung M₂ und Op. CMT ist ein Stromübex^wachungsgeber, der entsprechende Steuerpulse gibt, sobald die Hauptwicklungsströme von einem durch fest eingestellte untere und obere Grenzen bestimmten Strombereich abweichen.

In Fig. 5a entsprechen die Segmente Λ der Erhöhung des Stroms in der Hauptwicklung M,, (in Fig. 3)> wenn der Hauptthyristor Ttm leitend ist. Die Segmente 2 entsprechen dem Stromfall in der Hauptwicklung, wenn der Freilauf-Thyristor Tp^ leitend ist. Die obere Stromgrenze 3 und die untere Stromgrenze 4 wirken während der positiven Zugkraftperiode, wenn die Polüberlappung zunimmt. Die Segmente 5 entsprechen dem schnelleren Stromfall in der Überwicklung O^ (in Fig. 3), wenn die Diode D,j leitet, was mittels Schalten geschieht, das durch Signale von der wellengetriebenen Phasenüberwachungseinheit hervorgerufen wird. Fig. 5 zeigt die.entsprechenden Wellenformen für die Phasenwicklungen M₂ und O₂ (Fig. 3).

In Fig. 6a entspricht das Segment 1 dem Anwachsen des Stromes in der Wicklung Ilj (in Fig. 3). Die von der Geschwindigkeit bedingte Spannung ist so groß, daß die obere Stromgrenze 3 nicht erreicht wird. Segment 2 entspricht dem Abklingen des Stroms in der tJberwicklung 0,,. Fig. 6b zeigt entsprechende Vorgänge in

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den Wicklungen der zweiten Phase, Die Freilauf-Thyristoren T™ und Tpp sind unwirksam, jedes Schalten wird von der wellengetriebenen Phasenüberwachungseinheit eingeleitet.

Die Uhr Fig,'Im besteht aus einem Multivibrator, der eine Kombination von binären Einheiten, logischen Gliedern, Umkehrern und Puffern in. -einer, für einen Fachmann bekannten Weise speist, so daß-man auch einzelne Pulsketten erhält, wobei jede Pulskette mit einer Pulslänge von der nächsten vorzögert wird. Der Zweck der Uhr ist die Überwachung der Reihenfolge der Steuerungsoperationen,

Die Stromuberv/achungslogik Fig, Lp arbeitet in Verbindung mit dem Stromüberwachungsgeber unter Kontrolle der Uhr und produziert an der von G^ ausgehenden AB-Linie Impulse, wenn entweder der Magnet, der nach Fig. 1 das Betätigungsorgan für das gewünschte Moment bildet, in Mull-Lage ist, oder wenn ein besonderes Moment gewählt wird, wenn der Strom in der arbeitenden Phase die obere Grenze des gewählten Bereiches überschreitet. Die Logik produziert Impulse an der von G₀ ausgehenden M-Linie, wenn das Betätigungsorgan außerhalb der Hull-Lage eingestellt wird und wenn der Strom in der arbeitenden Phase unter die untere Grenze des .gewählten Bereiches fällt. Die Glieder G^ und Gp bewirken eine Sperrung dieser impulse unter Hauptkontrolle der Phasenwechsellogik.

Die Phasenüberwachungslogik Fig, L, ist eine Kombination von ' logischen Gliedern, Wechselrichtern, Puffern und bistabilen iiünheiten, ihre Funktion wird von äsr Phasenwechse!logik und auch in Abhängigkeit von der Winkellage der Welle gesteuert, wobei

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die Phasenüberwachungslogik die an den Αίϊ- und AB-Linien der Stromüberwachungslogik ausgehenden Thyristor-Steuerimpulse immer zu der korrekten Phase dirigiert.

Lie Phasenwechsellogik Fig. L₁- und Lg arbeitet in Verbindung mit der Stromüberwachungslogik unter Kontrolle der Phasenüberwachungslogik und der Uhr, Wenn ein Signal von der Phasenüberwachungseinheit das Ende der positiven Momentperiode anzeigt, werden Impulse von der Stromüberwachungseinheit abgesperrt. Wenn in diesem Augenblick der Strom in der arbeitenden Phase zunehmend war, wird der Impuls zu dem Freilauf-Thyristor in dieser Phase verhindert, und der Hauptthyristor in dieser Phase abgeschaltet. Diese Funktion wird erfüllt von dem für zunehmenden Strom vorgesehenen Teil der Phasenwechsellogik. Wenn, in zweiter Linie, der Strom in der arbeitenden Phase in diesem Augenblick abnimmt, ist die Stromüberwachungslogik außer Spiel gesetzt, und der Hauptthyristor in dieser Phase ist angeschaltet, um den Freilauf-Thyristor in dieser Phase zu kommutieren, und nach einem kurzen Intervall wird der Hauptthyristor abgeschaltet. Diese Funktion wird von dem für abnehmenden Strom vorgesehenen Teil der Phasenwechsellogik erfüllt. Wenn der Hauptthyristor abgeschaltet worden ist, beginnt der Strom in der nächsten Phase, und die Steuerung wird wieder von der Stromüberwachungseinheit übernommen.

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Claims

Patentansprüche :

J 1.) Elektrodynamisches S2/stem mit einer Reluktanzmaschine mit einem Ständer, mehreren Ständerpolen, einem Läufer, mehreren Läuferpolen und einer von den Ständerpolen getragenen Hauptwicklung, kombiniert mit einem Geber für die Läuferlage und einer mit nur in einer Stromrichtung arbeitenden, gesteuerten Halbleiterstromquelle, deren Ausgang an der Wicklung und deren ■Eingang am genannten Geber angeschlossen ist, wobei der Strom zwischen einem Maximum- und einem Minimum-Wert variiert, zeit- ™ lieh S3iichronisiert mit dem Wechsel zwischen zunehmender und abnehmender Überlappung zwischen den Läufer- und Ständerpoloberflachen, dadurch gekennzeichnet, daß die mmK, die von dem genannten Strom bei Nenmnoment und während der Perioden mit hohem Strom und variierender Überlappung entwickelt wird, hauptsächlich über gesättigte Polregioiien in der Nähe der überlappenden Poloberflächen aufgenommen wird.
2. Elektrodynamisches System nach Anspruch 1, dadurch gekenn- | zeichnet, daß die Eisenfläche je Längeneinheit des tangentialen Läuferpolumfangs in der Nähe der Polflächen in tangentialer Richtung variiert.
3, Elektrodynamisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Poloberfläche jedes Läuferpols einen größeren tangentialen Umfang hat als die eines Ständerpols.

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4. Elektrodynamisches System nach Anspruch 1, dadurch n;ei:cnn~ zeichnet, daß die Ständerpole mit einer Hilfswicklung versehen sind, die nit einem Empfänger elektrischer Energie durch Gleichrichter verbunden ist, die Strom leiten,, der in o'er Hilfswicklung während der Reduzierung des Hauptwicklungsstrons induziert wird.

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