DE2065086A1

DE2065086A1 - Vielphasenwechselstromgenerator mit änderbarer Frequenz. Ausscheidung aus: 2028228

Info

Publication number: DE2065086A1
Application number: DE19702065086
Authority: DE
Inventors: Pierre Albert Marie de; La vet Marius; Paris Valroger
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: Bpifrance Financement SA
Priority date: 1969-06-10
Filing date: 1970-06-09
Publication date: 1972-10-26
Also published as: DE2028228A1; LU61090A1; DE2028228B2; NL7008466A; BE751664A; ES380564A1; CH540597A; CH560990A5; SE386026B; FR2049422A6; GB1323342A

Description

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P 2o 65 Q8G.6 :«tui«fcenhofsir. 27-W.M70/) 12. Januar 197?

ANVAR-Agence Nationale pour la Gzs/Ha.

Valorisation άβ la Recherche

Vielphasam-jecheelstromgenerator mit änderbarer Frequenz (Ausscheidung aus P 2o'28 228.4)

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vielphasemraehselntrol·:;·- generator mit änderbarer EVequenz.

Es ist bereits ein Umsetzer bekannt* der aus Gleichstrom einen Dreiphasenwechselstrom mit einstellbarer Frequenz erzeugt (Westinghouse Engir-eer, November 1963, Seiten 167 bis 171). Bei diesara Umsetzer werden sechs oder mehr identische Umsetz&rstufen von einer Gleichstromquelle versorgt. Jede Stufe ist ein einphasiger umsetzer, der einen Rechteckwellenausgang erzeugt. Der Ausgang einer ,jeden Stufe wird gegenüber dem der vorhergehender! Stufe um 3o verzögert. Die Ausgänge sind nett einem Transformator verbunden, der drei sekundäre Wicklungen besitzt, S3 ergibt sich eine abgestufte Gruppe von Drei-Phasen-Spannun&en, v/cbei eine treppenartige Annäherung an eine ideale Oinuo^ello erreicht wirdο Stärkere Oberwellen v/erden durch die Transformatorverbindungen beseitigt.

Nachteilig ist die Notwendigkeit des Transformators» \7odurch d.i.ο Anlage umfänglich, schv/er und teuer in der Herstellu.?);·; v/lrd«. V7ei·- tere Mängel ergeben sich aus der großen Anzahl von tirade L^-2 er stufen. Auch ist eine digitale Steuerung nur mit erheb!ichem Aufwand an elektrischen Geräten zu verwirklichen.

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BAD

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wechselstromgenerator zu schaffen, der die Nachteile des Standes der Technik vorraeiäo;t und in einfacher Weise Gleichstrom zu mehrphasigem ¥echsel.strora umwandelt. " .

ErfindungsgemäÖ wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Vielphasenv/echselstromgenerator mit änderbarer Frequenz einen kleinen Motor als Hilfsmotor aufweist,, und daß die die Wicklungen d.iesoa Motors speisenden elektronischen Kommutatoren gleichzeitig die Leiter eines vielphasigen Nutzkreises speisen, der an Leistuner;-φ einrichtungen liegt.

Damit wird eine Einrichtung geschaffen, die mit geringem Aufwand Gleichstrom praktisch beliebiger Größe zu VielphasenvechselKtrom umwandelt.

Als Hilfsmotor kann eine kollektorlose elektrische Gleichstrommaschine verwendet werden. Eine derartige Gleichstrommaschine besitzt z.B. einen Rotor aus einem permanenten Magneten und einem Stator mit einer Mehrphasenwicklung, deren Phasen entsprechend von gleichnamigen oder gleichgerichteten Ströraimpulsen gespeist. werdenj die in der Zeit entsprechender Phasenzahl dieses Stators freigegeben v/erden, wobei diese Impulse aus einer Quelle für W Gleichstrom oder für mit Hilfe einer Koimnutatoreinrichtung im allgemeinen elektronischer Art gleichgerichteten Strom gewonnen werden _f die von einem winkeleinstellbaren Auf-- oder Abnehmer gesteuert v/erden., der mit der Rotorwelle verbunden ist und eluktro · mechanischer Art sein kann, d.h. drehbare Kontakte haben kann, oder elektromagnetischer Art sein, d.h. mit der Rotorwelle j?ei-;t verbundene induzierende Organe sovrie feste induzierte Organe aufweisen kann» oder wobei auch statisehe, ■ elekIronische, rn;;g^fi.>~- tische sowie gegebenenfalls elektronische und rnaguebiüche Abi'iOii-raer verwendet werden können.

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BAD ORJQlNAL

_ 3 —

Diese Motore besitzen jedoch Nachteile« Die zwischen dem dauermagnetischen Feld des Rotors und den nacheinander von den Phasenwicklungen des Stators erzeugten Magnetfelder sich ausbildende Motorkraft ist nicht gleichförmig, sondern intermittierend und führt daher zu ungleichförmigem Lauf.

Hinzu kommt, daß bei den bekannten Motoren dieser Art die Reluktanz der Er-gnetifichen Magnetkörper Im Verlauf einer Umdrehung des Rotors unvermittelten Änderungen unterliegt, was im Verein _t mit der Restmagnetisierung des Stators zur ¥irkung hat, daß für ™ den Rotor bevorzugte Stellungen hervorgerufen werden, in denen er zum Anhalten neigt; hieraus folgen einerseits Schwierigkeiten beim Anlauf dieser Motore und andererseits Schwierigkeiten eine gleichförmige Drehbewegung ohne einanderfolgendes Rucken des Rotors zu verwirklichen.

Zur Verwirklichung des Wechsclstromgenerators gemäß der vorliegenden Erfindung sollen daher alle diese Mangel der bekannten Motoren vermieden werden, die einen Rotor aufweisen, v/elcher der Sitz eines konstanten magnetischen Feldes ist, gerichtet nach mindestens" einem Durchmesser des Rotors und entweder von einem permanenten Magneten oder von einer Spule erzeugt, die von einem λ konstanten Gleichstrom durchflossen wird, sowie einen Stator mit einer vielphasigen Wicklung, wobei die Weicklung jeder Phase mit der Quelle für konstanten Strom oder für Strom verbunden ist, der mindestens durch einen elektronischen Kommutator gleichgerichtfit ist, der wiederum von einem winkelstellungsbezogenen oder vlnkeleinstellbaren Abnehmer gesteuert wird, der von der Motorwelle getrieben wird. Der Motor zum Antrieb des Generators

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SAD ORlGiNAL

gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der elektronischen Kommutatoren¹ und ihrer Verbindungen mit den Wicklungen der verschiedenen Phasen des Stators derart angeordnet und eingerichtet ist, daß jede,der Stromabgaben, von denen die einen mit Bezug auf die anderen nach einem Winkel entsprechend der Anzahl der Phasen freigesetzt werden, eine Amplitude'hat, die zunimmt, dann abnimmt, um Differentiale oder Inkremente geringer Größe derart, daß sich ein ungefähr sinusförmiges Verhalten· darbietet, und daß die Wicklungen der verschiedenen Phasen des Stators untereinander im Stern verbunden und über den Stator derart verteilt sind, daß sie während ihrer Speisung mit phasenverschobenen Stromabgaben, die sich um Inkremente ändern, ein Drehfeld merklich konstanter Größe entstehen lassen.-

Auf diese Weise erhält man einen Motor mit änderbarer Geschwindigkeit, der sowohl alle Vorteile eines Gleichstrommotors als auch eines Induktionsmotors mit Drehfeld aufweist.

Die Ausführungsformen des Motors gemäß der Erfindung zeigen außerdem folgende hauptsächliche Merkmale:

Die Änderungsstufen der phasenverschobenen Ströme, die entsprechend die Wicklungen jeder Phase gemäß den positiven oder negativen Inkrementen annähernd gleicher Größe und gleicher Dauer speisen, wobei die Anzahl der Stufen für jode Strom- · abgabe mindestens 6 für eine Drehung von 36o elektrischen Graden ist (d.h. ein Winkel gleich 36o° geteilt durch die Polanzahl ρ im Falle eines vielpoligen Motors).

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•Der Rotor wird durch einen heteropolaren Induktor gebildet, der mindestens einen.bipolaren Magneten aufweist, der breite PolstUcke einer Nachbarerstreckung eines Polschritts und getrennt durch kleine Zwischenräume hat, was zur Wirkung hat, daß der Rotor daran gehindert wird, beim Fehlen von Strom in den einzelnen Richtungen durch starke magnetische Zug-

' oder Rücketoßwirkungen beeinflußt zu werden.

! Der Stator ist lamelliert und trägt eine mehrphasige Wicklung, g !die in Hüten verteilt ist, die geringfügig offen s'ind derart; ™

daß die Perneanz des ringförmigen Luftspalte sehr schwach >■ und merklich konstant ist, was auch immer die Stellung des ; Rotora ist, wobei diese Wicklung eine unpaaro Anzahl Phasen mindestens gleich drei aufweißt und mit der Gleichstromquelle durch mindestens drei elektronische Relais des Halbleitertype · verbunden ist, die nacheinander von dem winkelbezogenen Abnehmer gesteuert werden.

Diener Abnehmer und die elektronischen Relais, zwei an der Zahl für Jede Wicklungsphaoe, sind derart angeschlossen, daß sie nacheinander mindestens sechs Verbindungskombinationen zwischen den Klemmen der Gleichstromquelle und der Dreiphasen-» ' Λ wicklung den Stators verwirklichen, wobei das entstehende Feld sich bei jeder !Commutation üb 60° verlagert, oder vorzugsweise zwölf Kombinationen, die bei jeder Kommutatifcn ««ine Verlagerung dee Feldes üb 30° hervorrufen. ' .

Jtde· Paar elektronischer Relais hat einen Lelatungetranalstor PNP und einen Leietungstraneistor NPH, deren Basen alt dem etellungbezogenen Abnehmer verbunden sind, wobei die Emitter entsprechend m}t der positiven Klemme bzw. der negativen Klemmt

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OWGlNAL INSPECTHO

der Gleichstromquelle verbunden sind, und die Kollektoren an dem freien Ende der entsprechenden Phasenv/ieklung liegen.

Gemäß einer anderen Ausführungsfonn ist jede Phase des Stator; entsprechend mit zwei - Klemmen der Gleichstromquelle über zwei Leiötungsthyristoren verbunden, die in Gegenschaltung liegen, wobei die Verbranchselektroden oder -elemente ("gäohuttes) dieser Thyristoren vom ßtellungahesogenen Abnehmer gesteuert werden, während Jedem Paar von Leistung»- thyristoren sswef. Löachthyrist-oren zugeordnet sind, deren Verbrauchselektreden in gleicher Weise vom Abnehmer gesteuert v/erden, und jeder Löschthyristor parallel zum entsprechenden Leistungsthyristor liegt und--mittels eines Kondensators rait letzterem verbunden ist, während ein Testwiderstand mit dem L'dschthyristor in Reihe und parallel zur entsprechenden Phasenwicklung des Motors liegt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Darstellungen' von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung,

Es zeigt:

Fig. 1 . schematised einen Gleichstrommotor mit einem Rotor mit bipolarem Magnet, und mit einem Stator mit drei Spulen in Sternschaltung, die von einer Kombination von sechs elektronischen Relais gespeist werden, wobei diese Relais auf der Zeichnung durch sechs

. . Unterbrecher symbolisiert sind, die nacheinander in einer entsprechenden Reihenfolge und mit einer geeigneten Geschwindigkeit, Hit Hilfe eines Alvnehmerübertragers oder -Übermittlero der Winkelstellung öer

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8AD ORtGINAL

-JS—

Fig. ? denselben Hot or tiat:h der Fig. 1, nachdem 'lan vorn

Stator erzeugte i&i'ik? tischt? Triehfeld um einen Winkel von 30 :>.\ifolge der Unterbrechung cir.c:·. Π trainer, vorgovandert ist, der eine der i3pulen dor V.n-l phasen uriß durchläuft.

F iß. 3 eine anders. Winkel stellung den Feldes, die π ich, e-r~ zeugt von Stator nach der Pig- 1 ergibt, wou-;i dleni; Stellun/-; einer dor zwölf KrüiiMr.al-Ionon von iltröirien eni-spri eilt, die sich mit Hilfe der neclis. tmtorbr^clior f ■ erzielen laafsen, die ihrersalis secha-Helaio nlt Trans iij tor cn- oder Thyristort-u symbol i s '·. ereu,

Pig. A ein Schema _v v^elchea flieaiölf Kombinationen von i'olaritäten, soigt |- die au die freien Enden der Breiphfisenwieklur.ß ßGlegt sind, wie auch die Abünderunßcn der Größen und der Richtung der radialen Kngnetisehen Felder, die oich i/äjirend deu /iibeit3zxj;.-tandes den Hotor» nach der Fig. 1 ergeben,

Fiß. 5 ein praktisches Ausführungsbeispiel eines Motors noch

der Fig. 1, dcsa.en elektronische Kosirnutation mit *

Hilfe von ßcehn Transistoren erzielt wird» deren Hteuer- ^ elektroden entsprechend passende Polaritäten empfangen_v die von einem wiiilreletellungsbesogenen Abnehmer verteilt werden, der ron einera elektrischen Kombinator gebildet wird, aev Biit der Welle den Motors 1 fest verbunden ist, wobei die von diesew Kombinator verwirklichten oder unterbrochenen Ströme äußerst schwach sind,

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BAD ORIGINAL

Fir., m, 'I und de drei der zwölf Kombinationen,' die von einem Ahnc-hicer-Uliorm: ttler analog demjenigen dea M6torn nach dur Pin· 5 erzielt werden,

Fin· '■' iichomnUiich einen Motor der Art nach Fig. 5» bei welchem dip Umkehrunßen der HngnetflUoBe in den Kernen der droi .Spulen mit Hilfe von drei Transistoren und einem Ahnehmer-Ubermi ttler erhielt werden, der durch oinen elektrischen Kombinator vereinfachter B&uveise fTpbi.ldct iot, _r *

Fip. » rechs benondefe Stellungen dec beim Motor nach der Fif,. 7 angewendeten Abnehmer-Übernittlers,

" boirpiolsweine eine der AuHrichtunßen, welche der lipolnro Hotor den Motorn nach der Fig. 7 für eine der Kombinationen der UtrÖme eincunehmen sucht, welche die drt: Spulen dee Stators durchlaufen,

oin ;*chnma der Magnetfelder,' die nacheinander in den drei Körnen der Spule des Kotore nach der Fig. 7 erzeugt wurden, sobald die Welle dieses Motors und der . aitßefUhrt« Abnehmer eich in gleichförmiger Bewegung

Fig. ti echenAtisch einen Mehrphaeenmotor analog tee'T'.o tor nach der Fig. 7, aber Bit fünf Phasen (etatt drei), die von einer Konunutationeeinrichtung mit fUnf, Tran-

Bietoren versorgt wird,

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BADORJOtNAL Pig« 12a und 12b zwei typische Ausfiihrungsformen der praktisch

verwirklichten Motore (die von einer konstanten Energiequelle versorgt werden), wobei diese Motore mit den Elementen der lamellierten und mit Wicklungen versehenen Statoren ausgerüstet sein und ständig für den Aufbau . von Induktionsmotoren benutzt werden können, die mit dreiphasigen Wechselströmen gespeist werden,

Pig. 13 eine schematische Wiedergabe eines Motors in prakti- » scher Ausbildung, der mit einem multipolaren Rotor " mit Dauererregung und einem herkömmlichen lamellierten Stator ausgerüstet, dreiphasig gewickelt ist, wobei - die drei Phasen des Stators mittels Transistorenrelais

Bit einer Gleichstromquelle verbunden sind und die , . intermittierenden, die Phasen durchlaufenden Ströme dank einem Aufnehmer-Ubermittler dts elektromagnetischen Induktionstype verteilt werden, der mindestens drei induzierte Wicklungen aufweist,

Pig. 14a, 14b und 14c eine Ausführungaabwandlung des fUr Winkel-· * Stellungen eingerichteten Aufnehmer·, welche die Aufgabe hat, diejenigen Signale zu liefern, welche dl· ~ g Arbeitsweise der elektronischen Relais des Motors nach der Pig. 13 gewährleisten, ,,

fig· 15a schematiech drei Spegialtransformatoren, welche dem Aufnehmer nach der Pig. 14 zugeordnet sind, um die einanderfolgenden"Signale zu erzeugen, die mit Hilfe von Thyristorenrelais Motorströme starker Leistung „gebildet und unterbrochen werden können,

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SAD ORiGiNAL

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40

Fig. 15b ein {Scheme.; welches die Arbeitsweise: dos? einen de/· * Tramifor ma. tor en der V" ο? rlchfcuu^"nach ο·τ Pig, t-5r. ZR ißt, . .

Fig. 16 bis 20 eine Ausbildung einer praktischen /iusfüh -urififsi'orm des Motors, die eiaen rault Lpolarun lloxöi- ciuiVcio ί _s der sich um einen Stator dreht, tier ns it av/ei äru-u/?;-?}-" olgen Wicklungen (Motor und Auf nehiiKe?) ν er f. eh en lol.»- v;obei diese Wicklungon aus" Se-V-ei ban :-ipu'lan bes teh '.n ^ denen die x'ecroaiagneti sehen F-°rne eni"no;-.:.-er* OiMi₁

Fig. 21 in Wiederholung- und Zusammen ι st:m\£ "die vei «ohindviion einandei'f olgenden Stel Lungen dor saclra UnAerbrecUcr» die auf den l-'ig. 1 bin 3 vevfinncliattlichi cirid, u<;<: εν/ar nach einer eirnnaligen Volldrehinig, d.h, uiü 360 ,

Fig. 22 einen möglichen Ann chi uß von 12/f-hjristi.'i'-. 11, v/elche die si oh aus den einanderf ol^erclei: S^cIl uüjrn d<„r obigen Unterbrecher ergebende Kofiu&istierum; gewälir-

Fig. 2'j und 24 eine mögliche Ausbildung öes ssyli.-idriocliefi cl:-ch baren Kontaktkörperc, v/elcher diese KoiP^^tierunii; steuert, nachdem die Büraten gewäß einer iirEeiijeui't'i ausgerichtet oder nachdem diese traf dem Umfang des Zylinders verteilt sind,

Fig. 25 die letzte Anox*dnung in perspokiiiyische^ üicht. _s

Fig. ?(') einen induktiven Aufnehmer, ei ο r «inen Thyristor srr.Jn'O ki-ifin, wob---Ji ücborn.·; fc i fich clio f/rü.spi'.ohiu'ai' ϊν\ ν-1:·^{ :■ ' >

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BAO ORIGINAL

Pig. 27 deutlich die Inbetriebsetzung solcher Aufnehmer« wollt.·: die mit den Verbrauchseierahnten 'gachetter) dor Thyristoren verbundenen Induktoren fest sind, und dor einzige Anker von einem Dauermagnet gebildet wird,

Pig. 28 eine Anordnung von induktiven Aufnehmern mit zw»L das Selbstanlaufen gewährleistenden Wicklungen,

Pig. 29 einen Stronistärkebegrenzer für den Anlauf., der .^cilr:h ä insbesondere für Anordnungen alt*Sransistoren für die starken Leistungen eignet,

Pig,. 30 eir. Anwendungebeispiel für Hotore gemäß d*jr Erfindung mit einein Stromstärkebegrenzer, der einen Leintungs-.transistor aufweist, sowie mit eines Trans:ntor, der eines Widerstand zugeordnet ist,

Pig. 3-t und 32 zwei AuefUhrung3formen der Einrichtung nach der Erfindung für die Erzeugung von Mehrphasenströmen änderbarer oder fester Frequenz, . ·

Pig. 33 eine Anlage, welche die üautehrbarkeit, d.h. die Mbglichkeit, den Drehsinn des Motors !»zukehren_t gewährleistet, " \ .^

Fig. 34 eine Ausbildung der elektronischen Kooiutiereinrichtung, welche die Speisung der Mehrphasenwicklungen des Motors ait Hilfe von transistoren eines einzigen NPN-Typs gewährleistet.

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BAO OR]GiNAL

IJi o P:/'ur«»n <i<?r beigefügten Zeichnung sollen vereinfachte Wiedergaben, teilweiee schomatirch nein, um den folgenden Benenn?ibunßon noch größere Klarheit zu verleihen. Die Steuer-' oder Hepolkrei i-e könnten, wie ersichtlich, durch zusätzliche Schutzeinrichtungen vervollständigt sein, auch könnte man den elektronischen Relais Vorverntiirkungsstuf en beigeben, wir .'· i ρ in der Technik wohlbekannt n:nd. Bestimmte, den verschiedenen AuKführunßnbei ypielen gemelnname Teile, sir.d mit dennolten Bezupiabezeichnungen versehen.

Pig. 1 IaGt dar allgemeine Prinzip der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Motoren erkennen, wobei um die Erlhuterungen su erleichtern, die elektromagnetischen Triebjorgene in der Form einer klassischen Ausbildung dreiphasiger Synchronmaschinen wiedergegeben sind. Diese Ausführung weist einen r.weipoligen Rotor auf, der mit einem permanenten Quermagnoten Nu versehen ist, sowie einen Stator Bit drei Kernen, die radial unter 1ΓΟ⁰ zueinander angeordnet sind, wobei diese Kerne von identischen Wicklungen B₁, B^» B, umgeben sind,

. die in Stern Geschaltet sind. Die elektrische Energie wird jedoch von einer Quelle G für Gleichstrom einer Richtung

• geliefert (Akkumulatorenbatterie, Brennstoffelement, ait einen Verteilernetz verbundener Wecheeletromgleichrichter).

. Die an den Rotor HS herum angeordneten Spulen werdfn von intermittierenden Strömen I₁, i. und i- durchflöge*«,, 'die zweckoäßigerweise Bit Hilfe von sechs elektronischen Relais verteilt oder gesteuert sind, vorzugsweise statische Relais ■it Halbleitern, wie z.B. Transistoren oder Thyristoren. Uo das Schaltschema bei der in Fig. 1 vereinfacht wiedergegeber.en

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Darstellung weiterer Klarheit zuzuführen, sind die betrachteten Relais durch einfache Rechtecke dargestellt, wobei jedes das übliche Symbol eines gewöhnlichen Unterbrechers enthält. Jede Motorphase, wie B₁, wird von einem Paar Relais bedient, wie K₁ und IC₁, wobei die Verbindungen mit der Quelle G verwirklicht sind, wie es die Zeichnung erkennen läßt. Man bemerkt, daß sechs Strompfade zwischen den Klemmen der Quelle G und den äußeren Enden I, II und III der Wicklungen B₁, B₂ und B, bestehen. Jedes Wicklungsende kann entweder mit dem Pol + oder mit dem Pol - verbunden sein, und zwar m'it Hilfe j einer Steuer- oder Regeleinrichtung, die von der Welle 0 de3 ™ Motors betätigt wird. Auf den Pig. 1 und 2 ist diese Regeloder Steuervorrichtung lediglich mittels eines Kreises CT symbolisiert, sie ist auf verschiedene Weise verwirklichbar..· Pur die Wirkungsweise der Relais K₁, K^, K₂, K«₂, K₅ und K'₅ kennt man verschiedene Vorrichtungen von Aufnehmergebern für Signale, die von der Geschwindigkeit und der Winkelstellung des Rotors NS beeinflußt eind. Die zweckentsprechenden Übertrager wirken mit denjenigen zusammen, die im einzelnen im Hauptpatent beschrieben worden sind und deren vorteilhafte , konstruktive Besonderheiten weiter unten näher wiedergegeben sind, nachdem die Reihenfolge der automatischen Kommandos aufgezeigt ist, 3ie unter den besten Bedingungen die Kombi- | nationen von Strömen gestatten, die ihrerseits ein Magnetfeld zu erzeugen vermögen, das eich mit kleinen Bruchteilen einer Umdrehung dreht und in dieser Weise den Rotor IfS betätigt, wobei ein unterbrechungefreies erhöhtes Motordreh-Boaent entwickelt wird. .

Die Pig. 1, 2 und 3 zeigen in Porm von Beispielen drei Stromkoabinationen i*_t i„ und i,, ebenso wie die Stromeichtungen, welche das Portschreiten des magnetischen Betätigungsfeldes

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QAD ORIGINAL

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gemäß den einanderfolgenden Drehungen um 30°, d.h. einer
zwölftel Umdrehung gewährleisten. Auf den Zeichnungen sind die Kraftlinien der betrachteten magnetischen Felder cjureh unterbrochene Striche wie durch Pfeile wiedergegeben.

Mit U ist die Spannung an den Klemmen der Quelle E und mit R der Widerstand einer Phasenwicklung bezeichnet, man sieht, daß eine Endatellung des Rotors, wie Pig. 1 erkennen läßt, erzielt wird, sobald die Relais R₁, K'₂ und K¹^ den Durchgang der folgenden Ströme gestatten:

.Die anderen Relais sollen die Kreise unterbrechen, in die
sie eingeschaltet sind.

Das vom Stator erzeugte magnetische Arbeitsfeld dreht sich um 30° im Sinn f-, wie es Pig. 2 erkennen IaSt₈ sobald die Relais K₁ und K¹^ allein wirksam sind und den Durchgang
folgender Ströme gestatten:

Ein neuer Portgang u» 50° des Arbeitsfeldes durch die in
Fig. 5 Teranschauliohte Konbination erzielt, «füg welche folgendes besteht! . . ^f **

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Der Aufnehmer CT soll derart angeordnet sein, dafi on« Drohung um eine Undrehung der Welle O nacheinander zwölf verschieden*? Stromkomhinationen zu erzielen gestattet, welch« denjenigen analog sind, die weiter oben näher erläutert worden nind, wobei die Änderungen der Kombinationen nach Drehungen von 30° wirksam werden. Außerdem soll die !Schaltung (I¹P mit Bezug auf den Rotor derart bestimmt Dein, dall dan vom stator erzeugte Arbeitsfeld in jedem Augenblick mit Bezug auf die Linie der Pole NS des Rotors nach vorne gelenkt wird- Die Bedingungen-, die sich daraus ergeben, gestatten die Entwicklung J eines elektromagnetischen Drehmoments, daa ständig im iiinne f der Bewegung gelenkt bleibt. Man bemerkt, daß, sobald der Rotor die in Pig. 1 angezeigte Ausrichtung erreicht, die elektrischen Verbindungen genäß der Pig. "2 mit einer kle.\nen Voreilung verwirklicht sein müssen derart, daß der Anker Ni]' in der Richtung de9 Pfeiles T₁ wirksam angezogen wird.

Fig. 4 läßt durch eine T-abelle und drei Kurven einerseits die Kombinationen der Polaritäten + und - erkennen, die den Enden I₁ II und III der Statorwicklungen angelegt sind, und andererseits die Größen der entsprechenden Hagnetfelder (Erregerainperewindungen), die in den Kernen der Wicklungen B-, B₂ und Β, wirksam sind. Sobald sich die Welle 0 des Motors M mit einer geringen konstanten. Geschwindigkeit UJ = aoi/it im Sinne t. dreht, ergeben eich die Felder _+ hy, jk hi, und Jh h* in den Wicklungskernen (siehe Barstellung) in Größe und Richtung aus den Ordinaten der drei Kurven Fig. 4, wobei die Winkelstellungen c< des Rotors den Abszissen entsprechen.

Diese Kurven haben Treppenfora, deren Stufen, Zunahmen und Abnahmen eine Größe entsprechend 30° (oder 2T/12 Radianten) haben*.

iiii iiifaii»iMi.<« ii*· iiiii «i »im»<*4— .». ii. ι, fnri"iiM>tnii* "-ι —·'- '■■ i'jV-fV n, ■-''AanfalUiXiinf.i'n

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BAD

i)ol<iild nich derXotor m.t großer Geschwindigkeit dreht, runden !«ich die Winkt:·] derütufen nach Maßgabe derInduktanz der -Wicklungen ami, die" sich unvermittelten Änderungen des Fluaaen untgegrm'tellt, und die Kurven nach der Pig. 4» welche die :'ich KUi?amitt(»ni'i'tr.i»nden Felder darstellen, weichen weniß von zwei- um ? "/3 veri-ohobennn ίί-inunkurven ab. Vernachlaesigt man wenig wicht i<;(ⁱ Harmoni ache (die man übrigens .dadurch vermindern kann, daß man verschiedene bekannte Filter wirksam werden liißt), muli man zugestehen, daß die von den Strömen erKeu^ten Werhi*elfelder denjenigen benachbart sind, welche .n dem Htator eines k]a.«ain"nhen Dreiphaaeninotors rt'twirken, der von sinu;-förnugen iitrömen gespeist wird. Das sich ergebende mngnt'tiache Feld, welches den Motor in Betrieb eetzt, i-Kt. also ein Feld, das sich mit einer mittleren Geschwindigkeit dreht, din immer gleich der Geschwindigkeit der mit dem Aufnehmer TT fest verbundenen Welle O ist. Die Intensität dienes jflrehfelde:? ist ochyrach wellig; wie dem aber auch sei, ura dio licschwind .gkeitsfluktuationen dee Rotors vollständig zu verhüten, genügt es, den aktiven magnetischen FIu!.' bestmöglich zu vergleichförmigen, d.h. den Fluß, der eich aus der iiUsanmensetsung des ständigen Fluares de.- Anker» NG und der Wechselflüose ergibt, die in den Kernen der Spulen erzeugt werden.

U» den Vortrieb durch einanderfolgende Ruckbewegungen dea Rotors HS und die vorübergehenden Abachwächungen'd«rs Kotordrehaoments zu verhüten, hat man gefunden, daß es sehr nUtzlieh ist, die unvermittelten Änderungen der Reluktanz der nagneti sehen Kreise zu unterbinden, die Forin änderung en unterliegen. Nach einer der AusfUhrungsformen gemäß den früheren Patent und dem vorliegenden Zusatz gibt man den Polstücken

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QAD ORIGINAL

" airtt Stators und den Rotors solche Formen, daß beim Fühlen .von Strömen die mittlere Perraeanz der von dem Anker NB erregten , magnet lochen Kreise merklich konstant bleibt, tmd daß der nicht an die Quelle G angeschlossene Motor sich leicht drehen kann, ohne durch magnetische Anziehungokopplung in bestimmte« Winkelstellungen kräftig festgehalten zu werden. Im Falle des zweipoligen Dreiphaöenrootors witfd dieses Ergebnis erzielt, indem man den Anker HS und die Kernender Spulen mit großen ' Polschuhen versieht, deren Formen aus Pi&. 1 der Zeichnung ersichtlich¹ sind» Biß Ränder der Polst ticke können Euch schräg J geschnitten »ein derart, daß sie eraatgweioe eine .Unterteilmiß ergaben, diß zur rechtwinkligen Unterteilung dea Peldes unter äedeia Pol hinfort schreitet» Man kann außsrdera den Stator ."-Bit drei ausgeprägten Polen durch einen Stator ersetsen, der mit Hilfe eines Siliülumeißenblechpaküfco gebildet ist, welches die Foria eines gezahnten Kriaizea hat, der rait drei Wicklungen ausgerüstet ist, die in die geschlossenen oder teilweise geschlossenen Hüten verteilt sind.

Fig. 5 gibt eine erste AusführungBform der auf Pig. 1 mit K^, K¹ .j ...... K¹C, und mit GT symbolisierten Bsutandteilsri. Die dr«i Kelaispsare zur Speisung dor Spülen B-, Bp und ß-

beatehen aus sechs Transistoren. Drei dernelben (T., \ Tp \

und '?.,) haben den Typ p.n.p., ijire Emitterelektrodfen sind an dtm Anschluß + der Energiequelle G gnlegt.. Die anderen Traübintoren T' ^, T^r„ und ΐ¹« haben den ΐ;/ρ η, ρ. η., ihre Einitt&r sind an den Anschluß - gelegt» Die Kr '-torfen der sech«) Traaaiatoren sind ent η ρ rechend an uie AiiBchltif;fm I, II und JII der SUttorvncklm';-: gelegt, v/ie en ei"»» SehiUtr.ch&sj?! .-■ erkeraien läßt. "Bor Aii.ivn_f:lji^!ei'-ül)i.'::'i!:ittlei¹ m.t V/iiiLrltlnott,·!- lung und fester Verbindung mit der Welle ü defl Hotor« bentehi;

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BAD

aus zwei drehbaren Verteilern in Forst von teilweise leitenden Zylindern, auf die sich entsprechend zwei Gruppen, von Bürsten abstützen, die in jeder Gruppe 120° voneinander entfernt angeordnet sind: eines Teils b₁, bp und b, entsprechend mit den Steuerelektroden (Basen) der Transistoren T₁, T₂ und T,, andererseits b* , b' und b'^ entsprechend mit den Basen der Transistoren T¹^, T'_p und T*, verbunden.

Der eine der Verteiler weist einen leitenden Abschnitt (s -)

Ci *

einer Winkelerstreckung von ungefähr 150 , mit Hilfe eines starken, nicht induktiven Widerstandes Rp ständig mit desa Pol - der Quelle G verbunden, auf. Der andere Verteiler, weist einen leitenden Abschnitt (s -f), diametral dem Abschnitt β - entgegengesetzt aufj dieser zweite Abschnitt ist über einen starken Widerstand Hp¹ mit dem Pol + der Quells verbunden. Sobald ein negatives Potential sweckentsprechender Größe an die Basis des Transistors T. gelegt wird, wird dieses Element guter Leiter und gestattet den Durchtritt eines Stromeg + i. in der Spule B-. Zur selben 2eit wird die Polarität f an die Basen der Transistoren T^rp und T¹^ gelebt, die dementaprechend Leiter werden und den Durchtritt den Stromes." - i~ in dar Spule B_? und - i-, in der Spule B-, gestatten. Das Feld, das aich aus den in den Spulen entwickelten inagnetoaotori3chen Kräften zusammensetzt, nimmt die durch den Pfeil SS angezeigte Richtung ein. Man sieht, daß daa System, das soeben beschrieben worden ist, eich wio 4er Aufbau nach der Fig. 1 verhält. Die Verteil#r-Auf«»haar CTj die von der Voll» Ό iies ifotore betätigt *revü«n_t " g*- statten in AufaJn*nderfolg* die Koabinationffn aus feldern zu verwirklichen. I>ie Wirkungawftiaon sind oben mit B'fysug auf die Fig". ?, ' xmu 4 dargelegt.

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Aufgrund der Veratärkungiieigenschaf ten «ler Tran.T.rtoron wild die !Commutation starker Motorntröme L , i_? und :, mit Hilf« -schwacher signale bewerkstelligt, die durch kleinste r>tr'-me gebildet r.ind derart, daß der Aufnehmer CT von d« η Funkfn nicht zerstört" wird .

Fig. -6.zeigt eine Abwandlung der 'Auaführungsf onn den Mt el lun-'r;-abhängige»v-Auf nohmers CT, wie er in Fig. 5 wiedergegeben i.^c:t. Der doppelte Verteiler iat durch einen einzigen "Zylinder au:; _s isolierendem Werkstoff ersetzt, der mit zwei leitenden Af/- ™ schnitten oder Sektoren ausgerüstet iat, die synt-netrisch angeordnet sind (s + und s -). Diese Abschnitte sind mit Hilfe von Ringen und Bürsten entsprechend mit Ίοη Polen + und - der Energiequelle verbunden. Die Ansichten (a), (b) und (c) lassen dre. Stellungen dieses Konbinator:; erkennen, die in zwölf verschiedenen Arten die Pole der Energiequelle mit den Stenerelektroden der Transistoren zu verbinden gestatten.

Ea versteht sich, daß die Schaltungen und die Wahl der mitwirkenden elektronischen Bestandteile verschiedene Änderungen erfahren können, um die Durchtritte starker Wechselströme in g der Dreiphasenwicklung B.J, B_?, B-, zu gewährleisten. Die elektronischen Relais T-, T¹- ..... T¹, können, wie ersichtlich, durch verschiedene Kombinationen mit Verbindungen der Kalbleiterart ersetzt werden, wie sie an sich auf dem eineehlägigrn Gebiet wohlbekannt sind, insbesondere durch statische Relais, die mehrere Veraiärkungastufen aufweisen, wobei dea^Ziel etahingeht, «agnetische Dreiphaeenfelder zu erzeugen, die sich progressiv ändern, wie es die Diagramme nach der Pig. 4 erkennen lassen.

SAD

V.i'.. '.'.veranschaulicht uin«»n zwei poligon elektronischen Kommutatormotor, do;".'"t*Ti Aiü-l.ildunß vereinfacht int. Bei diesem ;;yatcn i'ind tnioächl: ch nur drei LeintungntrnnFirtoren T-, T~ und T., not wund, f» Pie Aursbildung der elektromagnet: nchon Organo ::·♦. d: t?j cn:go inr ."reiphaiionmarch'ine nach der Piß. 1, doch nteu»'!'t der Hot or einen Aufnehmer, der nur einen Verteiler CT aufweint, der mit drei' Bürsten b^ _Ιλ bp und b, und einem einzigen ifiitenden Abschnitt a- auspectattet ist. I)ieaer Abschnitt

Ht Über einen starken, nicht induktiven Widerstand Hp elektrisch m;t dem Anschluß - der Quelle verbunden.

Die Enden I, II und III der Wicklungen B₁t B^ und B^, die stern· eind, liegen entsprechend an den Knittern freier des Typs p.n.p.»deren Basen xwecknaßigerweiae negative Potentiale eopfengen. Die Steuere.gnale werden voa Aufnehoer CT geliefert, der nacheinander die in Pig. 0 wieder gegebenen eechf Stellungen einnehmen kenn. Han bemerkt, daß für die erste Stellung des Verteilers CT*der Stroa I₁ eich in der Wicklung B^ ausbildet, während die übrigen Notorkreise unterbrochen sind. Jedenfalls teilt eich der sagnetlache Hauptfluß, der von Stroft i^ in B₁ erzeugt wird, auf, wobei er das Statorjoch durchsetzt. Infolgedessen werden die Kerne der Spulen B₉ und B, magnetieiert; ep bilden sich tatsächlich Ewei «agnetische Kreise aus, deren Kraftlinien Bit Hilfe von unterbrochenen Strichen und Pfeilen in der Zeichnung erkenn» bar sind. Der PIuB in Kern von B₁ let die SuEuce itey Φΐύβββ, die sich in den Kernen von B*> und B- ausbilden; £ie magnetische Polarität der PolstUcke dieser letzten Kerne ist megekehrt au derjenigen des Kernes von B₁".

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«za&sflflBv

Nach einer 60 -Drehung der Motorwelle sind die Bürsten b. und b_o gleichzeitig mit dem Pol der Quelle verbunden, die Transistoren T₁ und Tp werden Leiter derart, daß sich magnetische Plünae in den drei Kernen der Wicklung ausbilden, wie es Fig. 9 erkennen läßt. Man sieht, daß der Fluß in der Wicklung B₂ sich umgekehrt hat; der Fluß in B₁ hat sich abgeschwächt und die Magnetisierung des Kernes von B, ist vorherrschend geworden.

Sobald sich der Rotor um eine Umdrehung (2^Radianten) dreht, wobei er den Verteiler CT betätigt, ändern sich die Magnetfelder h-j , hp und h~ in den Wicklungskernen, wie es die Treppenkurven der Fig. 10 erkennen lassen. Man erzeugt auf diese Weiee im Utator dreiphasige Wechselfelder, die durch ihre Zusammensetzung ein Drehfeld erzeugen, das zum Antrieb den Rotors NS befähigt ist. Das maximale Moment für einen gegebenen Geschwindigkeitsbetrieb erzielt man durch zweckentsprechende Wahl der Einstellung des Verteilers CT mit Bezug auf die Linie SN des Rotor?;. Diese Wahl wird erleichtert, indem man zwischen der Welle 0 und den Verteiler CT eine bei D der Fig. 7 schematisch wiedergegebene Regelkupplung einbaut.

Zu bemerken ist, daß die Treppenkurven nach der Fig.. 10 weniger gUnstig sind als die analogen Kurven nach der Fig. 4, die eine größere Anzahl Stufen aufweisen. Außerdem wird das Kupfer der Wicklungen weniger gut ausgenutzt. Indessen ist die Vereinfachung des Motors nach Fig. 7 der Zeichnung vorteilhaft, wenn man sich vornimmt, ein verhältnismäßig schwaches Motordrehmoment zu entwickeln und die Drehgeschwindigkeit zu erhöhen; in dieaen Falle gestattet die im Rotor angecammelte

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kinetische Energie die Geschwindigkeit zu vergleichraaßigen. Man kann übrigens die Anzahl der auf deiji Rotor während.einer Umdrehung der Welle ausgeübten motorischen Impulse vervielfachen, indem man die Anzahl der alternierenden Pole dieses Rotors vermehrt. Auch ist es möglich, einen Stator zu verwirklichen, der eine Anzahl Phasen aufweist, die größer als drei ist. Gemäß diesen erfinderischen Gedankengängen zeigt die Pig. 11 einen Motor, dessen zweipoliger Rotor sich zwischen fünf Poletücken dreht, die um 72 Winkelgrade gegenein- ^ ander versetzt angeordnet sind. Diese PolstUeke sind von fünf Spulen B₁, B₂ ..... B^ umgeben, die Wirkungsweise ist analog derjenigen des Motors nach der PIg. 7| jedenfalls gestattet die Drehung um eine Umdrehung zehn Stronkombinationen zu verwirklichen (statt sechs bei dem Dreiphasenmotor).

Mi,t Hilfe einee Aufnehmers CT der Art nach der Pig. 6 (der mit Polaritätsuakehrungen betrieben wird), kann man in die in Pig. 11 achematisch wiedergegebenen Spulen des fünfphasigen Stators intermittierende Ströme wechselnder Richtungen schicken, was die Verwirklichung von zwanzig verschiedenen Kombinationen gestattet, die auf das Leitvermögen von zehn Transistoren einwirken und das Antriebefeld des Rotors NS mittels einanderfol- Wk gender Sprünge von 18° weiterwandern lassen können. Diese Änderung gestattet die Anwendung von Transistortypen geringerer LeLstung. Natürlich könnte man auch Motore mit*zweipoligem Rotor verwirklichen, mit 7,9»1 ··· Spulen, um die Geschwindigkeit des Antriebsfeldes besser zu vergleicMförmigen.

Die Darstellungen der Pig. 12 geben zwei typische Ausführungsformen von erfindungsgemäß verbesserten Motoren wieder,, die

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Rotore mit sechs alternierenden Polen siowie verstellbar« Aufnehmer aufweisen, mit der Wirkun_f'r.we:iie des Kombi na tor?;, wie er unter Bezugnahme auf Fig. β geschildert worden Int, Nach der PLg. 12 dreht sich der magnet in;erte Rotor im Inneren eines lamellierten Stator?. f>?_f der aui; einem i':li^iuir.-eisenblechpaket besteht, wöbe.' die Bleche mit halbgeochlonse;nert Nuten durch Ausstanzung hergestellt sind. Dan (in der Zeichnung nicht wiedergegebene) Wicklungsnystem ist demjenigen d<jr Statoren von klassischen vielpoligen Induktionomotoren analog. Der Rotor wird mit Hilfe von sech3 Dauermagneten *1_f 2 ... 6 a gebildet, die aus hartem anisotropen Perriten oder anderen Materialien bestehen, welche durch eine remanente Magnetisierung und ein extrem hohes koerzitilfes Feld gekennzeichnet sind. Die Bestandteil bildenden Magnete haben die Form von Zylindersegmenten oder -teilen; sie können aus Stücken bestehen, die in großen Serien erzeugt sind, mit der Bezeichnung "tuilea", sogenannte Scheiben, wie sie beständig für die Herstellung fester Induktoren oder Feldmagnete von klassiochen Kollektordynamos und -motoren verwendet werden. Die inneren Kraftlinien der hier erörterten Magnete werden annähernd gemäß den Radien ausgerichtet; im Inneren des Rotors befindet sich ein Eisenrohr 7, welches mit schwacher Reluktanz das Schließen der inneren ferroinagnetischen Kreise gewähr- ^ leistet. Die Zwischenräume zwischen den Magneten sind mittels eines nicht magnetischen Stoffes ausgefüllt (Alufflinium, plastisches Material ...), was die Widerstandsfähigkeit des Rotors verbessert, wobei dieses Gebilde einen Zylinder mit glatter Oberfläche verkörpert.

Der Aufnehmer CT, der mittels der Welle 0 betätigt wird, ist ein Polafitätenverteiler, der sich wie derjenige- des

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BAD ÖFflGlNAi

i' riach dor Fig. V verhält. Wie der Rotor nach der Fig. her. t:rf <>r drei peripher»» Hohlpaare, auch hat der drehbare Verteiler drei leitende Abschnitte, d:e gemäß der Zeichnung angeordnet r.ind, die Bürsten I)₁, bp, b., (die entsprechend mit den Hasen der Tränt: if-torcn T-, Ί,. und T.. verbunden sind), haben ein»' Winkelanordnung mit 1^0/3 «= 40 Versetzung.

i<t»i der in Fig. ti¹ wiedergegnbonpn abgewandelten Aupführungs-.form bildet der vielpolige Hotor ein nich ura einen oitt3eren r.trttor ST¹ drohend<.·r iVehwutigrad, da.o auf» StaHzbleOhen mit Vt»riph«fr«n Muten LeiHeht. Die Koml'inationen der oteucrströnie luppen ßictt mit Hilfe eines -Verteiler« CT¹' des von den Anmeldern in ihrer früheren Anmeldung Nr. 1 1535 489 geschilderten Typs erreichen. Wie Pig. 6 dieser Patentschrift zeigt, gehören die Unterbrecher de» Typ »it Kontaktlanellen an, die in dichten Rohren eincenchlcsBen eind, die ein neutrale» Gas enthalten; die fcowegliehen Lamellen sind a:t kleinen Hagnoten versehen, die durch »Agnotieche Zugkräfte i» Abstand gehalten werden, die ihrerpeitp mit Hilfe einer vielpoligen üchoibe CT¹ aupgeiibt werden, die von der Motorwelle betätigt wird. Pie Stellungen der Unterbrecher rollen fo bestimmt sein, daß die Schließungen und die öffnungen der drei Steuerkreiee wie im Falle des bei (a) der Fig. 12 echematisch dargestellten Aufnehiaers verwirklicht sind.

Die aus Fig. 12b erkennbare Ausführungsform paßt"¹ besonders für Kreiselmotore mit sehr großer Drehgeschwindigkeit; auf der die Magnete 1', 2', .... 6' Überdeckenden Hülle 7¹-· könnte ein dünner Zylinder aus einem Werkstoff großer Dichte fest angebracht werden, um die Trägheit des Rotors zu erhöhen. Die-

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selbe elektromagnetische Ausbildung eignet sich vorteilhaft für Ventilatormotore; in diesem Falle kann man auf der·Hülle 7' Flügel üblicher Formen befestigen.

Wie bereits in dem früheren Potent dargelegt, können die zuvor

geschilderten Aufnehmer durch Kombiniervorrichtungen ersetzt sein, die bewegliche elektrische Unterbrecher des Typs mit

Gleitkontakten oder mit sich nähernden Leitetücken nicht

brauchen. Insbesondere kann man Übertrager oder Transduktoren ait elektromagnetischer Induktion verwenden, die auf· einmal durch die Winkelstellung, die Geschwindigkeit und den Dreh- J einn der sich drehenden Magnete beeinflußt werden. Die inter aittierende Leitfähigkeit von Transistoren oder Thyristoren ließe eich auch durch Organe bestinmen, die auf die Richtung dee Rotor» ansprechen, aber nicht von ά*τ Rotorgeschwindigkeit beeinflußt werden. Unter den Steuervorrichtungen, die sich für vielpolige und vielphasige Motore eignen, lassen sich nennen: .

a) die Signalsender, welche durch Hallgeneratoren gebildet werden,

0 ·

b) die Transduktoren mit "Magnetowider ständen¹¹, wie sie durch Halbleiter oder Dioden gebildet werden, deren Leitfähigkeit ,

^ durch die von Rotor entwickelten magnetischen Felder I

modifiziert wird, '*'·.»

c) die fotoelektrischen Relais, insbesondere die Fotowiderstandeaufnehmer, Fotodioden oder Fototransistoren,

d) die piezoelektrischen Transduktoren,

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BAD ÖFBG1NÄ»

e) die Aufnehmer mit wechselseitiger Induktion, wie sie durch Transformatoren gebildet werden, die im.wesentlichen eine Primärwicklung aufweisen, die von einem Hilfswechselström durchflossen werden und mindestens eine Sekundärwicklung, al» Signalgenerator, haben, wobei die induktive Kopplung der Wicklungen von der Winkelstellung des Rotors abhängt. ⁱ .

Pig· 13 gibt in Form eines Beispiels einen erfindung sgemäß verbesserten Motor des vielpoligen Typs wieder« dessen allgemeines Prinzip dasjenige des früher beschriebenen Motors nach der Fig. 12a ist, wobei aber die !Commutation mit Hilfe eines elektromagnetischen Induktionsaufnehmera durchgeführt wird, 4er dreiphasige Signale liefern kam». Der Rotor mit Dauermagnet iaierung weist zwölf peripher alternierende Pole auf, die mit Hilfe von Stahlstücken 8 und 9 gebildet sind, die gekrümmte und plattgestoßene Polzähne aufweisen (in an eich bekannter Ausbildung, wie sie insbesondere für die Herstellung von Wechseletroamasehinen für Automobile verwendet werden) Die Stücke 8 und 9 sind mittels eines Kernes vereinigt, der von der Welle 0 des Motors durchquert und entweder von einem zweipoligen Magneten in Ringform ait axialer Magnetisierung, oder von einer Spule 10 uageben ist, die ständig von einem Gleichstrom durchflossen wird- Der lamellierte Stator ST ist demjenigen, eines heteropolaren dreiphasige^. Wechselstromgenerator» ait sechs Polpaaren identisch. In äm^, elektrischen Schaltung nach der Pig. 13 sind die Wicklungen des Stators symbolisch von den Spulen B₁, B₂ und B, wiedergegeben, die außerhalb des Stators ST abgebildet sind, um den Aufbau der Statorkreise beaaer verständlich zu machen. Diese Spulen sind

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BAD

-if-

intermittierend mit Hilfe von mindestens drei Transistoren T-, Tp und T-, mit der Quelle G verbunden, wobei di<; Leitfähigkeit der Transistoren von der Stellung und der Geschwindigkeit des Aufnehmers CT abhängt. Dieses letzte Organ besteht aus einen kleinen dreiphasigen Wechselstromgenerator, der drei feste Wicklungen 11, 12 und 15 hat, die auf den Kernen angeordnet sind, deren Anordnung aus der Zeichnung er kennbar ist. Man sieht, daß sich die polaren Enden der Kerne in einem geringen Abstand eines Feldmagneten finden, der zwölf peripher 3ich abwechselnde Pole N, S, N, S .... aufweist. Λ

Der Feldmagnet-Aufnehmer CT ist vorteilhafterweise ausgebildet wie der Rotor-Motor 8 - 9 - 10; er besteht aus zwei Zahnkränzen 14 und 15 aus Eisen_t die auf den kreisförmigen Flächen eines mittleren zweipoligen ringförmigen Magneten angebracht Bind, dessen innere Kraftlinien parallel r,ur Welle laufen. Die ringförmigen Erregerpole haben 30 versetzte Zähne derart, daß auf der Peripherie des Induktors CT eine Reihe von im regelmäßigen Abstand angeordneten Polen N und S erscheint. Die Kerne der induzierten Spulen 1t, 12 und 13 sind nach den Radien angeordnet; ihr Winkelabstand gleicht demjenigen von * 2/3 dee Polschrittes des Induktors CT (unter Pol3chritt sei der Abschnitt von zwei einanderfolgenden Polen.HS verstanden). % Unter diesen Bedingungen sind die in den Spulen 11, 12 und 13 induzierten elektromotorischen Wechselkräfte dreiphasig, ihre Periode entspricht der Zeit, die von der Welle O ljeqtimmt wird, um ein sechstel Volldrehung zu durchlaufen. Die an den Basen der Tranaistoren angelegten Spannungen sind genau um 1/3 der Periode phasenverschoben, aber sind nicht sinusförmig; ihre Formen werden präzise bestimmt, indem man die Breiten der festen und beweglichen Polstücke des Aufnehmers

* " ' - ~-v~ ·«·+*& jiil·. Λ.Μ~--j"m«^- -j-» -t J. J

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wrihl t. Dur eh diese Bestimmung regelt man leicht die genauen "o: trüuine der Umkehrungen den magnetischen Flusses in den Kernen Π, 1? und H und demzufolge die Zeitdauer der Aus- <:ηη<:ί«!·.trb'me, die : η den Trieb bewirkenden Spulen B₁, Bp "und H. umlaufen. Man kann auf die:ie Art d:e Bedingungen V'i'!'t'.»r Arl>e: 1 :iwf»i p« in tlberelnr.tiraraung mit den Kurven der Fig. 4 und 10 ers:;<»lcn; fichlieOlich kann man durch methodische Vernurhü die Ver:.etr,un/r zwischen der Welle 0 und dem Aufnehmer CT wählen, wodurch nich das maximale Hotordrehmonieni "ririelen läßt (diene Wahl könnte mitteln einer regelbaren Kupp]ungrvorrichtung D erleichtert werden).

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8AO ORJGiNAL

/f

Ua die Sicherheit der Arbeitsweise zu erhöhen und das.Anlaufen des Motors mit einem erheblichen Drehmoment zu gewährleisten, krnn man zu Hilfeaufnehmern zurückkehren, welche den Durchtritt der Motorströme ausschalten, oobald der Rotor anhält oder sich mit sehr geringer Geschwindigkeit dreht. Solche Hilfaaufnehmer können sum Beispiel über die positiv· Polarisation der Basen d«r Transistoren T-, Tp und T, wirken, indem sie die Größen der Widerstände 16, 17 und 18, die auf der Schaltung Fig. 13 zu sehen sind, zweckentsprechend verringern. Man kennt insbesondere Widerstände, deren Größe automatisch mit der Stellung eines stark f magnetisierten Rotors schwankt; diese Widerstände bestehen aus ~Halbleiterplatten, aus Substanzen, deren Leitfähigkeit durch die magnetischen Felder, die eie durchsetzen, stark verändert ist. Platten dieser Art könnten zwischen dem sich drehenden Induktor oder Polrad CT und einem festen Magnetkreis angeordnet dein, der drei lameliierte Kerne aufweist, die bei 19, wie es die echematisch· Darstellung nach der Fig. 1? zeigt, angeordnet sind. Man kann den Selbstanlauf aber viel einfacher verwirkliehen, indes man sich mit einer festen Polarisation bei einer der drei Phasen zufriedengibt. Es 1st demgemäß von Bedeutung, den Rotor in die Ruhestellung zu bringen, indem aan z.B. in der Nähe den Rotors einen festen Magnet anordnet. Man trägt auf diese Weise weder Reibung noch einen Rutschkontakt hinein. ™

Diese grundlegenden Ausbildungen bringen allemal awa. Jtachteil ■it sich, daß das Selbstanlaufmoment vermindert wird. Um diesen Nachteil zu verkleinern, wird gemäß der Erfindung in entsprechender Hitwirkung eine Schaltkupplung oder eine Zentrifugalkupplung zu verwenden, welche die Verbindung des Organs zum Inbetriebsetzen" nit dem.Motor herntellt, nachdem letzterer einmal angelas oen iet.

So

Die Erfindung sieht außerdem die Möglichkeit des Selbstahlaufs nit dem maxiaalen Drehmoment mit Hilfe eines stellungbezogenen Aufnehmers vor, dessen Prinzip weiter oben dargelegt worden ist, insbesondere anhand der Pig. 5, und diesen Aufnehmer mit einer Vorrichtung zum selbsttätigen Abheben der Bürsten auszurüsten (beispielsweise des Zentrifugalkrafttype oder jeder anderen äquivalenten Anordnung); nachdem der etellungbezogene Aufnehmer außer Wirksamkeit gesetzt ist, gewährleistet der. Aufnehmer mit elektromagnetischer Induktion die Kommutierung, ohne elektrische Kontakte mitwirken zu lassen.-

Pig. 14 zeigt schematisch einen anderen Typ eines mehrphasigen Signalgenerators, der bei den oben geschilderten Motoren angewendet werden kann. An dem einen Ende der Motorwelle sind zwei Stücke 2o und 21 sehr guter magnetische Permeabilität und höheren spezifischen Widerstands angeordnet. Diese Stücke können aus einem Material bestehen, das auf der Grundlage von Eisenpulver geformt ist, das mit einem isolierenden Bindemittel vorsetzt gesintert ist. Der Zeichnungeteil (c) läßt sie perspektivisch und gesondert erkennen. Naoh den Zusammenbau verhalten sich dies· StUck· wie ein «ylindriecher Kern In der Verlängerung der Welle, deren Enden Bit awei exsentrieehen Polachuhen in For* Ton Sektoren des Radius R ausgestattet sind, die*alcn ungefähr über 15o erstrecken» Bitsβ Sektoren befinden a1«1l einer gegenüber des anderen, und der Kern ist, mit eines geringen Spiel, von einer mit der Welle 0 koaxialen Spule B umgeben. Diese aittige Spule wird mittels eines Trägers festgehalten, der in der Zeichmmg nicht wiedergegeben ist; durchlaufen wird die Spule ständig von einem schwachen Wechselstrom höherer Frequenz N (2.B. akustischer Freqiienz), der von einem elektrischer: Hilfaoazillator OSC geliefert wird, der von der Energiequelle des

■--te?-"" v'

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Motors gespeist wird. Die Stücke 2ο - 21 bilden einen aich drehenden ferromagnetischen Leiter in Form einee U, welcher der Sitz «Ines Wechselflueses der Frequenz N ist. In der folgenden Beschreibung wird dieser Leiter "Induktor" genannt.

Die kreisförmigen Umfange der Sektoren des drehbaren Induktors bleiben auf einer zylindrischen Oberfläche des RadiU3 R; rund um diese Oberfläche sind in gleichem Abstand zwei feste Spulen bc., bCp und bc, angeordnet, deren geometrische Achsen parallel zur Achse des Rotora liegen. Diese Spulen weiaen·Kerne und Backen aus sehr peraeablen ferromagnetische:» Werkstoff auf, wie der Werkstoff der Stücke 2o - 21. Die Backen der Spulen sind abgefast, die dünn gestalteten polaren Teile befinden sich in drei Bereichen zu 12o°. Die exzentrischen Sektoren dor StUcke 2o - 21 laufen vor den Spulen, wobei sie in geringem Abstand an abgefasten Rändern ihrer Backen vorbeigehen. Kan sieht dae, sobald die Sektoren des Induktors sich vor einer Spule wie de. befinden, seine Wicklung, induktiv mit der Mittelspule BI gekoppelt ist. Diese Kopplung ist sehr leistungsstark, weil sie eich einen gutgeachlosnenen ferromagnetiachen Kreis bildet, wobei die Lufträume sehr klein sind. Die magnetische Kopplung zwischen BI und den Spulen bo- und bo_ ist praktisch Null. Für gewisse Stellungen des drehbaren Induktors kann die Mittelspule BI alt zwei äußeren Spulen gekoppelt sein; in diesem Falle ist | aber der in der dritten Spule induzierte Stroa Null.«

Die oben geschilderte Einrichtung verhält eich wie ein Transformator mit änderbarer Kopplung, der zwischen den Anschlüssen der Sekundärspulen bc., bc_o und bo, drei intermittierende Wechselspannungen liefert. Diese Spannungen können mit Hilfe von VoIlwellengleichrichtern 22, 23 und 24 Buntfilter gleichgerichtet

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werden. Man erzielt schließlich drei Gleichspannungen e.j, e₂ und e^, deren Größen von der Winkelstellung des drehbaren Induktors und demzufolge von der Auerichtung oder Drehorientierung der Welle 0 des Motors abhängt.

Der betrachtete Aufnehmer verhält sich wie der Übertrager mit intermittierenden Kontakten - in Fig. 7 schematisch dargestellt -bietet aber den Vorteil, keine beweglichen Unterbrecher vorzusehen. Mit Hilfe einer Kombination von zwei Drehinduktoren, die wie die Einrichtung nach der Pig. 14 arbeiten, läßt sich auch ein Generator ait sechs Signalen verwirklichen, welche die Eigenschaften des in Fig.'5 veranschaulichten Steuersystems bietet; diese nignale gestatten die Freigabe τοη Strömen alternierender Richtung, die drei Wecheelfeider erseugen, die sich in Stufen andern, wie es die Kurven nach der Fig. 4 erkennen lassen.

Die Fig. 15a und 1*b betreffen eine Ausführungeform, die sich insbesondre für Motore eignet, deren Kommutierung mit Hilfe von Thyristoren erfolgt. Hier ist es nützlich, Steuersignale zu erzeugen, die aus einanderfolgenden Iapulszügen bestehen, welche den Durchtritt von Kotorströmen einleiten, dann aber diese ströme in passenden Augenblicken unterbrechen können.

Man weiß, daß der Thyristor ein Gleichrichter ist, deseen Leitung in der Flußrichtung durch eine sogenannte Verbrauchselektrode (Elektrode g&chette) bestimmt wird. Wenn m»n mit Gleichstrom arbeitet, muß man einen Hilfekreis vornehmen, der ergänzende Impulse liefern kann, welche die Entregung des Thyristors und demzufolge die Blockierung des von diesen Organ bedienten Kreises gewährleistet. Bei einem Motortyp in praktischer Aus-, führung gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Steuerung einer Kommutierung durch Thyristoren erzielt, indem «an drei

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- *3Jt) »

Transformatoren !Rj, TR₂ und TR, dem dreiphasigen Signalgenerator, wie er aus den Darstellungen nach der Pig. 14 hervorgeht, zufügt. Diese Transformatoren sind in Fig. 15a gesondert dargestellt; jeder τοπ ihnen weist einerseits einen Primärkreis auf, welcher die intermittierende- Gleichspannung wie e- empfängt,, und andererseits zwei Hilfskreise, welche die Impulse liefern, wie ■ ee die übereinanderangeordneten Kurven nach der Fig. 15b erkennen lassen, wobei die Zeit t der Abszissenachse zugeordnet ist.

Die erste dieser Kurven veranschaulicht den Fluß #L, die sich J im magnetischen Kreis des Transformators TR. zwischen den Zeitabschnitten t.. und t^, danach t, und t, usw. schnell ausbildet, wobei der magnetische Fluß in den Zeitintervallen wie tp, t, praktisch unterbrochen ist. Die Zunahmen und die Rückgänge des Flusses vollziehen sich unvermittelt, die Größe den maximalen Flusses, der sich in töen Zwischenräumen, wie t₁, X₀ verwirklichen, kann durch die Sättigung des ferromagnetischsn Materials des Kernes von TR- auf erheblichen V/ert und konstant erhalten werden. Während der raschen Zunahmen des Flusses j2f.., die in den Zeitabschnitten t.., t-, ..... stattfinden, wird eine elektromotorische Kraft s. bestimmter Richtung (die als Richtung + betrachtet sein möge) in einer der Sekundärwicklungen induaiert. Diese elektromotorische Kraft s- iat tatsächlich der { AbleitungΛ0|/dt proportional. In den Augenblicken t«» t....._f entregt sich der magnetische Kern des Transformators unver«itteltj diese Flu0änderung bewirkt das Indusieren einei negativen elektromotorischen Kraft. Dieselben Phänomeneinⁿder anderen Sekundärwicklung von TR₁ auf, man sieht, daß ee mdglich ist, kurze Impulse wechselnder Richtungen zu erzeugen, die sich folgen, wie es die Kurven S₁ und s^ der Fig. 15b erkennen Ias3cn.

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Mit Hilfe von elektrischen Ventilen oder Dioden läßt 3ich in jedem Steuerkreia der Durchtritt von Stromiinpulsen bestimmten Vorzeichens leicht unterbinden. Bei diesen Bedingungen kann man erzeugen:

a) Mittels einer der Sekundärwicklungen von TRj einen Zug ■ Impulse, die Ausschalten bestimmt sind, nämlich zum Schließen der Arbeitskreise (die Impulse sind mit d bezeichnet und über der Kurve 3. gestichelt),

■ ·

b) mittels der anderen Sekundären yon TR^ einen ergänzenden

Zug von Impulsen, welche den Unterbrechungen der Arbeitskreise dienen (die Impulse sind mit ο bezeichnet und oberhalb der Kurve s'j schraffiert).

Die Transformatoren TR« und TR^ (Pig. 15a) gestatten zu pas3enden Zeitabschnitten daa Zünden und Löschen der Thyristoren, weiche die zweite und die dritte Phase des Motors versorgen.

Die Vielphasenmotoren mit elektronischer !Commutation, welche den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, lassen sich mit verschiedenen Typen elektromagnetischer Organe verwirklichen. fc Insbesondere kann man Statorwicklungen verwenden, die nicht in die genuteten Eisenbleche eingelegt sind (wie die Bleche ST gemäß den Pig. 12 und 13). In diesem Falle empfangen die Kupferleiter laplacekräfte P - BLI unmittelbar, wobei JB die treibende magnetische Induktion, L die Länge des gewöhnlichen Leiters bei B und 1 den. elektrischen Strom bezeichnen. Die Pig. 16 bis 2o zeigen ein AusfÜhrunga'tJiiispiei des Motors mit einer unbeweglichen Wicklung ohne. 3iacn, die mit sehr "großer Geschwindigkeit einen Rotor mit multipolaL-cr Magnetisierung in Betrieb setzt, mit*einem höheren Wirkungsgrad dank der Verminderung der

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Hystereseverluste und Fukoatröme, die in den die elektrischen Leiter stützenden Gtücken auftreten.

Der Rotor dieses Motors wird durch ein 3chwungrad mit den Stator umgebenden glatten Oberflächen gebildet. Dieses 3chwung-

rad enthält acht Magnete A., A₂ A₈, in POrm von im Kreis

angeordneten "Zielen", wobei die inneren Poloberflächen abwechseln. Dieserheteropolare Induktor ist gemäß der oben erläuterten Pig. 12b verwirklicht. Die Magnete 3ind auf der inneren Oberfläche einer aus Eisen bestehenden Hülle 25 .;.B. durch J Kleben angeheftet, deren Form wie ein ausgebrauchtes Gehäuse iet, fest verbunden mit der Kittelwelle O. Diese Molle wird von Kugellagern geführt, die in einem entfernbaren Gehriu:;e 26 (teilweise in» Längsschnitt nach der Pig. 17 zu sehen). Die Dreiphaaenwicklungen des Stators haben eine geringe radiale Dicke» Sie überdecken einen festen Kern in Rlngform, da es z.B. durch einen Ring Pe guter magnetischer Permeabilität, aus mit einem isolierenden Bindemittel agglomerierten Pulver bestehen kann, oder aus einem Ring aus nicht ferromagnetischeni plastischen isolierenden Werkstoff. Die Befestigung; der Leiter der Kotorwicklung wird mit Hilfe von Verklebung erzielt. Vorzugsweise ist die Wicklung ganz in eine isolierende Verkleidung aus erhärtetem plastischen Werkstoff eingebettet, das am Träger | Pe fest anhaftet.

Fig. 18 ist eine schematioche Darstellung, die, in "Abwicklung, die dreiphasige Ifiotorwicklung zeigt. Man sieht, dab aiö'ie lung durch dünne Gcheibenspulen gebildet wild, die auf ier ^:ui3eren zylindrischen Oberfläche des mittleren Tril>^rerfi F=? r;ri.^*T.Tdnet sind. Die erate Phase hat die Scheiben B. unu B¹.,, 'Ii ε r.i/cite Phase die Cch'eiben E«, und B'r,, die dritte Phane die :^?>or.oi.ben

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-JK.-

B, und l·' _t. Die aktiven Leiter,- nach den Erzeugenden der äußeren zylindrischen Oberfläche ausgerichtet-,'-bilden-.Bündel, die mit Bezug auf polare Bereiche'des Rotors zweckentsprechend angeordnet »ind (die Achsen dieser polaren Bereiche sind, in der Abwicklung nach der Fig. la', durch parallele Linien N₁N'.,, S_? ?■.'_2% N^ N¹, .... »SqS'q^ dargestellt.

*^TtB die Kommutierung des Motors nach den Fig. 16 - 17 zu gewährleisten, kann nan die weiter oben geschilderten Aufnehmer-Übertrager benutzen. Vorzugsweise wird ein Aufnehmer-Bit" elektromagnetischer Induktion geringen Raumbedarfs vorgesehen, der sich in der Ausführungsfora nach der Pig, 17 leicht unterbringen läßt. Dieser oignalgeneis&or besteht aus einea eehr flachen ir.ultipolaren Magnet A_q, der sich vor einer Dreiphaeienwicklung dreht, die sich in Form eines Kranzes auf der vorn befindlichen Fläche des Trägers F befindet. Der Magnet A₉ und die induzierte Wicklung sind auf den Pig. I9 und 2o gesondert dargestellt. Die Wicklung besteht aus dünnen annähernd trapezförmigen Scneibenspulen, deren Seiten gemäß d«n Radien angeordnet sind. Die Spulen drei Phasen: *, * b^f,» b₂ + b'₂ und b^ + b' . Der Magnet Ag ist eine dünne Scheibe, die von parallel zur Motorwelle verlaufender. Kraftlinien durchsetzt wird; sie erzeugt dreiphasige Wechselströme, die eine elektronische Komiiiutiereinrichtung steuern können,' die derjenigen nach der oben anhand der Pig. 1? gegebenen Schilderung entspricht. _t

Wan bemerkt, daß man gegen den Kern Pe drei Hallgeneratoren.anordnen und ebenso einen winkelstellungbesogenen Aufnehmer vorgehen kann, der Unterbrechungssignale aussendet, wenn der Rotor ..nhält. Ein solcher Aufnehmer erleichtert die Verwirklichung ' -Ines Rotors ait Selbstanlauf, der sich in vorbestimmter Rich-

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tung dreht, wobei die Umkehr der Drehrichtung leicht durch die Vertauschung von zwei Phasenleitern erzielt wird.

Nunmehr sei gezeigt, wie nach der Erfindung die Verzweigungen sich auebilden, wenn die Weiche der die Triebspulen B versorgenden Ströme mit Hilfe von Vorrichtungen wirksam wird, welche nach dem Prinzip alles oder nichts arbeiten, wie e3 bei den klassischen Thyristoren der Fall ist.

Man weiß, daß diese Halbleitervorrichtungen aus des Sperrzustand j In den leitenden Zustand übergehen, wobei sie einen kurzen posi- ™ tiven Impuls an ihrer Verbrauchaelelctrode nutzen. Pur den umgekehrten Durchgang bedarf es eines anderen Impulses auf ein entsprechendes Organ. Beim klassischen Thyristor kann man ihn mit

Hilfe eines kleinen HiIfsthyristors auslöschen. Dieser wirkt dann, indem er den Hauptthyrostor kurz schließt, aber außerdem die Stromrichtung in die*·· Thyristor durch Entladung eines Kondensators C umkehrt·

Die Anwendung der Einrichtungen gemäß Obigea auf einen Motor nach den Fig. 1 bis 3 erfordert daher sechs Lei«tungsthyristoren und sechs Hilfslüschthyristoren. "

Ua dies zu zeigen, sei zunächst an die Tabelle der Fig. 21 und die einanderfolgenden Stellungen der sechs suvor erwähnten Unterbrecher K im Lauf einer rollen Umdrehung des Editors, nämlich um 36o° erinnert. Der Buchstabe O bedeutet, da!? der Unterbrecher offen ist, und daß der entsprechende Kreis · aufgetrennt ist. Der Buchstabe P bedeutet, daß der Unterbrecher geschlossen ist und daß der Strom fließt.

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Di· horizontal oberhalb der Tabelle vorgesehenen Zeichen entsprechen den e-inanderfolgenden Stellungen des Rotors mit winkliger Versetzung von 3o°, oder auch zunehmenden Zeiten. Das Zeichen O entspricht der ursprünglichen Zeit, d.h. wo sich der Rotor in der in Flg. 1 veranschaulichten Stellung befindet. Das Zeichen 1 entspricht einer Rotordrehung um 3o° im Uhrzeigerdrehsinn (Pig. 2), das Zeichen 3 entspricht ebenso der Pig. Der Kreis vollendet sich beim Zeichen 12, welches dem Zeichen ™ entspricht und demzufolge der Pig. 1, welche den Anfang eines neuen Zyklus darstellt»

Fig. 22 zeigt, was z.B. die Anschlüsse der 6 Leistungsthyristoren T₁, T'_1t T₂, T'₂, T, und T', sein können, die an die Stelle der 6 Leistungstraneistoren nach der Fig. 5 treten, um die gewünschten Stroaweichen oder -Verzweigungen verwirklichen. Man erkennt entsprechend die se oh a Verbraucheelektroden G/, G'.., O₂, G'₂, Gy Q'y

Diese Figur zeigt außerdem die Verzweigung der 6 Löschthyristo-: ren-if,-t'j, t₂, t'₂, t_, t'^» mit ihren Verbrauchselektroden fc S-\i ß'^i B2¹ ^e2^{f δ}3' ^V ^¹⁶⁸⁶ speisen die Las twid erstand β T₁, r¹^, r₂, r'₂, Tj und r'₅ relativ höherer Größe. Ebenso sieht man die 6 Kondensatoren Cj, Cj, C₂, 0'₂» C, und C',, die, wenn sie sioh entladen, den Strom im Löschthyristor umkehren.

Zur Anfangszeit, wo T^ ebenso wie T*₂ gezündet ist, während T', an diesen Zustand herangelangt, Bind die drei Triebspulen gespeist, wie es aus Pig. 1 näher su entnehmen ist, Das Endo A₁, der Wicklung IL }.9t mit Bezug auf das andere Ende D₁ positiv.

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Der Löschthyristor t₁ ist grade gelöscht, es besteht zwischen den Anschlüssen des Widerstandes T^ keine Spannungsdifferenz, da er nicht gespeist ist. Der Kondensator Cj wird nun geladen, wie es Fig. 22 zeigt. Ebenso wird, wenn T'₂ gezündet und t'₂ gelöscht wird, der Kondensator C'₂ geladen, wie es die Figur erkennen läßt.

Zur Zeit 1, weiche der Pig. 2 entspricht, ist die öpeisung der Verbrauchselektrode G'« von T'p grade beendet. Dies ist der _s Augenblick, wo «an t¹« zündet, indem an seine Verbrauchselek- " trode g'p ein positiver Impuls gelegt wird. Diese Zündung schließt T'₂ kurz, wobei darüber hinaus in diesen Thyristor ein Strom entgegengesetzter Richtung geschickt wird, der sich aus der Entladung von C- ergibt. Man ruft auf diese Weise verläßlich die Löschung von T'₂ hervor.

Die Versorgung «iner Verbrauchselektrode G bewirkt das.Zünden des entsprechenden Thyristors T, wobei sie den Speisestrom B zum Fließen bringt. Die Versorgung der entsprechend liegenden Verbrauchselektrode g bewirkt das Zünden des Hilfsthyristors t, wobei T gelöscht wird, d.h. die Speisung von B in der Richtung unterbrochen4ir4, wo si· hergestellt war. j

Da die Widerstände r mit Bezug auf diejenigen der Spulen B groß sind, kann man den Stromnebenachlufl in diesen Widerständen vernachlässigen und schließlich in Betracht ziehen, daß man beim ordnungsgemäßen Zünden der 12 Thyristoren T und t daaeelbe Ergebnis erzielt wie beim Öffnen oder Schließe»! der 6 Unterbrecher K.

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I'raktiech genügt es, die 12 Verbrauchselektroden bei der gewünschten positiven Spannung mit Hilfe von entsprechenden WiderstKnden zu speinen, wobei letztere gemäß Rotoratellungen erfolgen, die im Winkel um 3o° gestuft sind in der Bezeichnung nach den zwölf Zeichen.

Bei praktischer Ausführungoform wird diese Speisung bei gemäß der Erfindung beispielsweise bei einem Drehzylinder aus isolierendem Werkstoff vorgenommen, der mit dem Rotor mechanisch verbunden ist. Zwölf von diesem Zylinder getragene isolierte metallische Sektoren laufen vor zwölf Bürsten vorbei, die naoh einer Erzeugenden des Zylinders ausgerichtet sind. Die Sektoren sind mit einer positiven Spannungsquelle-verbunden, während die Büreteh mit Hilfe von entsprechenden Widerständen mit den Verbrauchselektroden verbunden sind.

Ein solcher Zylinder ist, in die Ebene abgewickelt, aus Pig.23 su entnehmen. Man hat die zwölf Sektoren mit den den zwölf Thyristoren, die sich in Wirksamkeit befinden, zugeordneten Buchstaben bezeichnet, wie es übrigens aus der linken Spalte erftiohtlich ist. Die zwölf Erzeugenden haben die Bezeichnungen 0 bis 12, das Zeichen O entspricht dem Zeichen 12, wie es weiter oben ersichtlich wurde. Der Pfeil zeigt an, wie diese Abwicklung unter den Bürsten vorb«iläuft, die hier aus Gründen größerer Klarheit der Figur nicht wiedergegeben sind. Niaprt>an diese Darstellung für den Aufbau gemäß der '¹Ig. 1, eo aüseen die zwölf Bürsten auf der Erzeugenden, welche das Zeichen 0 trägt, ausgerichtet sein.

Die. Länge von jedem einzelnen dieser zwölf Sektoren kann vereindert sein, wobei ein Teil ihrer rechten Erstreckung weggelassen ,wird. Sie kann eJbejnB^jaucji^^nheJ.tlichd^ die linke Erstrek-

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kung gebildet sein, vermindert alao an der betreffenden Angriffekante, mindestens la Pelle der klassischen Thyristoren,, deren Verbrauchaelektrode keine Speisung notwendig hat, nachdem einmal die Zündung bewirkt worden ist· In jedem Falle wird jeder Sektor an seiner rechten Erstreckung vermindert, wie es Fig.' erkennen läßt, damit es nicht zu einer gleichzeitigen Speisung g und- G eines und desselben Thyristor.paares kommt.

Anstelle von zwölf Sektoren auf einer sich mit dem Rotor drehenden Trommel Vrcrm man zwei bewegliche Sektoren allein, vorsehen, J die vor zwölf Bürsten vorbeilaufen, die nicht mehr ausgerichtet sind. Sie sind, Fläche zu Fläche, rechts der vorstehenden Zeichen angeordnet, welche die geraden Zahlen tragen. Fig. zeigt dies schematisch, sie ist nur eine übertragung der Fig. 23» was sich sonach ohne ergänzende ins einzelne gehende Erläuterungen leicht versteht.

Fig. 25 vermittelt eine Vorstellung der praktischen Verwirklichung der Einrichtungen und Anordnungen nach der Fig. Zwei kreisförmige Sektoren S1 und Ξ2, angeordnet an der Peripherie zweier bei Drehung des Rotors fester Scheiben, 'sind mit einer positiven Spannungequelle verbunden. Zwölf Bürsten» 60° iaiWinkel versetzt und alt zwölf Verbrauchs- (

elektroden verbunden, wit bereits dargelegt, 'laufen unter Reibung auf diesen beiden Sektoren. · _ψ ■

Van kann aber jeden Gleitkontakt wie mit den Transistoren vermeiden, indem man die kontaktlosen Aufnehmer, z.B. Induktive Aufnehmer benutzt. Demgemäß wird nach der Erfindung der Impuls abgeschaltet, welcher den Thyristor zündet, indem man eine

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Spannung und entsprechend einen Strom in einer felnd-räht-lgeii Wicklung 28 induziert, die Ms zu den Anschlüssen s reicht,, , die zwischen der Kathode des Thyristors und seiner Verbrauchselektrode liegenο - Beispielsweise ssigt Fig. 26 diese auf einem Mittelschenkel eines lameliierten Dreischenkeloisens 29 angeordnete Wicklung. Vor dem'so aufgebauten Induktor läuft ein Magnet HS, dessen zwei Polachenkel dieselbe Erstreckung wie diejenigen von-.29 haben»-

Fm die Arbeitsweise dieses Aufnehmers verständlich- zu machen, hat ssa in dieser selben Figur 26 die Änderung des Flusses 0 eingezeichnet, welcher" den Mitteleehenkel 29 durchflieitj in Abhängigkeit, γοη der S-tellung -des Magneten NS, üntea hat nan-mit denselben Abszissen di@ ÄJiäermig der Spannüsag M in der Wicklung 28- wiedergegeben«, Allein äer positive Teil kann auf iio" ?erb?aiiQhs@lektroi.e ües gesteuerten Thyristors ein- -wirlsea» Seins Zündung erfolgt aoaaeli® wenn sich die positive Spite®-ausbildet_t d.h."weim die swei Schenkel das Maga©t©n HS dea Mittelaehenkel des Induktors einrahmen.

Die Inbetriebsetzung-solcher Aufnehmer ist in Pig. 27 näher dargestellt« Der beweglich© Magnet.KS ireht sich s,B. ist Sinne des Pfeiles in direkter Eiawirfcang vom. Rotor<. Zwölf lnduktoreKL₉ ^i* -sieh winklig über 30° erstr®oken_f__ sind peripher In der-in'FIg*.27 veranschaulichten Ordnung vorge- .. eeheiij, die. auch die mit jedem Induktor verbundenen Yer-^ braucheelektroden genauer erkennen läßt«

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erzielen. Ein für die Erfindung genutztes herkömrnlicnecj Mittel besteht darin, auf dem Mittelschenkel des Induktorn des Aufnehmers eine zweite Wicklung 30 anzuordnen, die mit denjenigen der anderen Induktoren in Reihe liegt, wie ea in Fi*?. 28 veranschaulicht ist. Der Rotor'des Motors befindet sich in Ruhe, und zwar dank der Zugwirkungen,» die zwischen dem Eisen 29 des Induktors und dem Magneten N3 entstehen. Letzterer befindet sich, wie Pig. 28 erkennen läßt, ebenso vor dem Induktor. G',. Schickt aan zum Anlauf in die Wicklungen 50 der 12 Induktoren einen Stroa, Induziert man in den Wicklungen 28 einen :;trom. _< Man kann aber auch so vorgehen, daß lediglich der Induktor, ( dessen Magnetkreis voa Magneten geschlossen ist, zur Erzeugung eines zua Zünden des Thyristors ausreichenden 3tromes befähigt ist.·

DeageBäfi - vergleiche Pig. 28 - zündet nur der Thyristor T',. Dies ist genau derjenige* welcher leiten soll, um die Drehung des Motors hervorzurufen«

Man kann aber ganz ebenso auch den oben beschriebenen und in den Fig. 14 und 15 dargestellten, mit Induktion arbeitenden Aufnehaer in Betrieb setzen. Anstelle von 12 Aufnehmerwicklungen hat aan dann nur noch 6. Der Beginn des Vorbeilaufs · j der Sektoren 20 und 21 nach der Pig. 14 vor einem dieser sechs " Aufnehmer bewirkt die Zündung eines Thyristors T,*.w\e- es schon erläutert worden ist. Das Ende seines Vorbeilaufs¹ ruft einen zweiten Impuls hervor, der t zündet und demzufolge T löscht. Die Schaltungen der Transformatoren nach de.· Fig. 15 aollen selbstverständlich im zweckentsprechenden Sinn bewirkt sein.

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den füontaf-en mit Transistoren kann man den Delbstanlauf-Rtrora begrenzen, wenn irgendeine gegenelektromotoris'che Kraft noch nicht entstanden ist, indem die Leiatungetransietoren noch nicht ße;;^;itti/U werden. Dies läßt sie allerdings äugenblicklich warm werden. Vermeiden läßt sich dieser Nachteil durch Anordnung eines automatischen Strombegrenzers.

Fiίτ. 29 zeigt ein Beispiel, auf-der Grundlage der Verwendung eines Jhunts sh, der mit der Triebspule B in Serie liegt. Bei der veranschaulichten Ausbildung wird die Bas'is des Transistors "M, welcher die Kommutierung gewährleistet, von einem Hilfstransistor 32 gespeist. Letzterer wird von der Tpule ^ des induktiven Aufnehmers in Wirksamkeit- gesetzt, des'sen Wicklunr. zwischen seinem Emitter und seiner Beeis liegt, wie es wohlbekannten Anordnungen entspricht. Der Begrenzertransistor "M, dessen Basis-Emitter-Kreis an den Klemmen des Shunts sh liegt, wird gesättigt, sobald der Hauptstrom zu stark wird. Er schließt· mithin die lufiseh&erspule und sperrt den Betrieb, wobei der Strom geshuntet wird. Eine Tunneldiode dt, zwischen den Klemmen des Shunts, schafft eine Instabilität und ruft die unerlässliche überlagerung hervor, damit der Leistungstransistor in reiner Kommutation arbeitet.

Bei den Ausführungsformen mit Thyristoren sind zahlreiche Mittel zur Begrenzung des Stromes gegeben, di* automatisch und vollständig statisch wirken. Das einfachste fiittel dürfte darin bestehen, einen Leistungstransiator in Serie mit dem Motor M zu schalten, wie es aus Fig. 30a ersichtlich ist. Der Polarisationswiderstand 35 dieses Transistors 36 ist als Folge hiervon festgelegt. Nach der Erfindung ist es aber auch Bog-

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lieh, diesen Transistor zu entlasten, indem man an seine Klemmen einen Hilfswideratand 37 legt, wie es in Pig. 30b .gezeigt ist. Beim Selbstanlauf wirkt dieser Widerstand von Anfang an und wesentlich mit, um den Strom zu begrenzen. Der gesamte, den Motor durchfließende Strcfm ist tatsächlich größer als der vom Transistor 36 zugelassene. Bei normaler Arbeitswelse ist der Strom derjenige, welcher der Sättigung des Transistors 36 entspricht. Der Widerstand 37 ist mithin kurzgeschlossen und außer Wirksamkeit.

Anstelle eines einzigen Transistors 36 kann man drei, und zwar einen pro Phase, vorsehen. Man kann auch mehrere Transistoren in Reihe vorsehen, was unerlässlich ist, wenn die Spannung höher, ist. ·

Bei allen vorangegangenen Erläuterungen wird von Motoren mit elektronischer !Commutation gesprochen. Wie es zu Beginn dieser Anmeldungsbeschrdbung dargelegt worden ist, hat die Erfindung aber eine viel weitere Erstrecicung. Sie betrifft tatsächlich die Anwendung von Einrichtungen obiger Art zur Speisung eines Synchron- oder Asynchronmotors mit variabler Frequenz. Noch allgemeiner betrifft sie überhaupt die Erzeugung von Vielphasenetrömen geregelter odwr gesteuerter Frequenz, und zwar weder einesolche, bei welcher die Brehumwandler diese Erzeugung bewirken, noch eine solche statischer Wechselrichter.

* · ■ Die vorangegangenen Beschreibungen und Erläuterungen gestatten nunmehr auch die Möglichkeit zu verstehen, daß es'sich, insgesamt, halbstatisch, halbdynamisch, je nach den Gegebenheiten,auf den dargelegten Grundlagen verwirklichen läßt, Vielphaoenetröae der fraglichen Art su erzeugen·

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Das dynamische Organ kann ein Drehmotor kleinar Abmessungen und z.B. mit elektronischer, sonach sehr achwacher Koir-sutierung sein. Er verschiebt daa bewegliche Organ der Aufnehmer ΐΐκά steuert auf diese Weise die Kommutierung. Die Geschwindigkeit dieses Motors, der sich leicht regeln läßt, fixiert so die Frequenz der Ströme. Eine Steuereinrichtung, zwischen der Leistungsvorrichtung, z.B. ein Asynchronmotor, und dem Steuermotor oder Pilotiaotor, gestattet die Arbeitsweise einer gewünschten Belastung anzupassen, und zwar nach den auf dem einschlägigen Gebiet der Technik wohlbekannten Anordnungen und Einrichtungen.

Gemäß der Erfindung wird in gleicher Weise vorgesehen, daß die für die Kommutierung verwendeten Aufnehmer gleichzeitig anderen Zwecken dienen können. Insbesondere eignen sie sich für die Regulierung« Sie können die Sender von Fernanzeigevorrichtungen bilden, wobei sie z.B. dl© Geschwindigkeit oder die Frequenz Über Entfernung geben.

Fig. 51 zeigt bei m den kleinen Motor, welcher den mit Kontakten versehenen Aufnehmer-Übertrager CT in Betrieb setzt, der demjenigen nach der Fig. 6 entspricht. Wie bereits geschildert, weist dieser Aufnehmer die Baaisströme der 6 Traneistoren T-, Τ¹.., Τ«, Τ¹«» Ι», ^'3» *^η<*βΒ er durch ihre Kommutierung einen Dreiphasenstrom über die Leitungen L^, Lp und L, hervorruft. Der Motor K ist dann ein klassischer Asynchronmotor, der an diese Leitungen angeschaltet ist.

Durch Betätigen des Hebels 1, welcher die Geschwindigkeit des_#Motors m beeinflußt, läßt sich die Frequenz des erzeugten Dreiphaaenstromes und demzufolge die Geschwindigkeit des Motors M ändern. Baateht die Gleichetromquel!«! G.&uü ®iaer

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über das nit fester Frequenz betriebene Netz gCMptiaten Gleichrichterbrücke, wird dieser Dreiphasenstrora in einen otrommit änderbarer Frequenz umgewandelt. In gleicher Neioe wandelt man einen klassischen Asynchronmotor in einen den oben geschilderten ähnlichen autosynchronen Motor um.

Zur Erfindung gehört aber auch die Erstreckimg dieser Möglichkelten der Erzeugung solcher DreiphäfoenotrÖme auf andere Motore, etwa Asynchronmotor. Einbezogen in die JSrfiiidung ist j daher auch die Erzeugung von Breiphasenstroa feoter Frequenz aus einer Gleichstromquelle, die aus einer Batterie G besteht.

Fig» 52 zeigt, wie eine solche Erzeugung von Dreiphasenstrom sein könnte, anders ausgedrückt, ein Wechselrichter mit Pilotaotor, der 220 Volt bei 50 Hz aus Akkumulatoren erzeugt. Der kleine Motor in i3t hier ein k^llektorlooer Motor, deusen Rotor ein Ferritring mit acht .Polen ist. Seine Drehung wird durch Kommutierung des die drei 'friebspulen BHI, BM2 und BM3 speisenden Stromes aus zweckentsprechenden Signalen erzielt, die von einer Aufnehaierspule BC gegeben werden, die ei» diesem Zweck einen Vorstärker Δ steuert. Ein in den Kreis angeordneter Stioagabelschwinger synchronisiert die Drehung. . |

Der vom Motor a betriebene Aufnebj»r-Übertrag#r ßj ist nichts anderes als eine Synchronaaachin·, deren dreiphäalger Stator - ,*· um 2 7f/3 phasenverschoben« fecbseletröoe unter den Einfluß der

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Drehung eines zweipoligen Botors liefert, der Spulen haben und gewickelt sein kann wie eine klasaiche Synchromsascnine, und dann über zwei Ringe alt Gleichstrom gespeist wird. Die Transformatoren Tr1, Tr2 und Tr3 dienen der Erhöhung der Spannung des erzeugten Stromes und tragen zur Vereineterung der

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leichten Unregelmäßigkeit bei, die von den besprochenen Stufen herrührt.

Es versteht sich wohl, dtiß, bei allen den betrachteten Ausführungen, die Motoren gemäß der Erfindung sich in den zwei Drehrichtungen drehen können, wenn man zwei Phasen vertauscht, wobei sich diese Vertauschung auf die schwachen Ströme auswirkt, die ihrerseits die starken Ströme steuern.

Die Änderung der Drehrichtung kann sich ebenso auch dahin auswirken, daß der Aufnehmer CT in zweckentsprechender Weise gestuft wird. '.Vie sich ergeben hat war ee notwendig, diesen Aufnehmer vorher mit einem Winkel zu stufen, der theoretisch beträgt. Wenn man diese Stufung nach rückwärts bewirkt, dreht sich der Motor im entgegengesetzten Sinne.

Die Umkehrbarste!t des Motors laut sich erzielen, indem Dioden an Klemmen der die Komautlerung gewährleistenden Halbleiter gelegt werden. Wenn man bei« Motor ein Drehmoment anwendet, daa ihn in Ubergeechwindigkeit treibt, wird seine gegenelektromotorische Kraft großer als dl« elektromotorische Kraft der ihn speisenden Quelle. Der Motor wird ein Generator, der dann die Akkumulatorenbatterie, die als Stromquelle benutzt wird, auflädt. · * *

Ein Anordnungsbeispiel solcher Dioden ist Fig. 35 zu entnehmen, die nichts anderes als eine Abwandlung der früheren Pig. 7 ist, die eine vereinfachte Koamutierung mit drei Traneistoren veranschaulicht. Die Dioden d^, dp und d, sind zwischen den Emittern und tlen Kollektoren der drei Transistoren Τ«, T₂ und T, angeordnet.

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Bei den oben geschilderten Anordnungen hat man eine Arbeitsweise mit vollständigen Transistoren PNP und NPN vorgesehen. Diese Anordnungen lassen sich aber auch mit Transistoren, eines einzigen. Typs verwirklichen, z.B. NPN. Hierbei ist indessen die vollständige Sättigung der Transistoren, deren Kollektoren an den positiven Pol der Speisequelle angeschlossen sind, schwierig. Die Kollektoren müssen dann auf einem niedrigeren Potential als es ihre Basis hat liegen.

Mit der vorliegenden Erfindung läßt eich, in einfacher Weise auch dieses Ziel erreichen, indem eine oder mehrere Dioden zwischen den positiven Pol der Quelle und die fraglichen Kollektoren geschaltet wird. Fig. 34, die lediglich eine Abwandlung der Fig. 11 ist, zeigt die genaue Anordnung der drei Dioden Dj, D« und D», die mithin die vollständige Sättigung der drei Transistoren T₁, T₂ und T, gewährleisten. Wie ersichtlich, sind nach dieser Figur' zusätzlich die sechs Verstärkungstransietoren t vorgesehen, welche die sechs Leistungstransistoren T speisen. Auch 1st ebenso erkennbar, wie die Auegänge der Impuletransformatoren TR der Fig, 15a . angeschlossen sein aus3en, um die sechs Translatoren t zu steuern, .-.■·'

BAD DRIGINAi

Claims

Patentansprüche

1. Vielphasenwechseistromgenerator mit änderbarer Frequenz, dadurch gekennzeichnet, daß er einen kleinen Motor als Hilfsmotor aufweist, und daß die die Wicklungen dieses Motors speisenden elektronischen Kommutatoren gleichzeitig die Leiter eines vielphasigen Nutzkreises speisen, der an Leistungseinrichtungen liegt.

2. Vielphasenwechselstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Hilfsmotors nach der Last gesteuert wird, die durch die Laistungsvorrichtung gebildet wird, die an dem Nutzkreis liegt, zum Beispiel nach der Geschwindigkeit eines die Leistmigsvorrichtung bildenden Asynchronmotors.

3» Wechselstromgenerator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der den winkelstellungbezogenen Aufnehmer betätigende Pilotmotor ein unabhängiger Motor mit regelbarer Drehgeschwindigkeit oder synchronisiert ist durch eine feste Bezugsfrequenz, z.B. aus einer Stimmgabel.

k, Vielphasenwechselstromgenerator nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsmotor ein kollektor— losei* Gleichstrommotor mit einem Hotor als Sitz eines konstanten magnetischen Feldes in Richtung mindestens eines Durchmessers des Rotors ist j erzeugt durch einen permanenten Magneten oder eine von einem konstanten Gleichstrom durchflossene Spule, mit einem Stator mit einer Vielpliasenwieklung, wobei die Wicklung jeder Phase mit dei~ Quelle für gleichförmigen oder gleichgerichteten Strom verbunden wird,

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Si

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mittels mindestens eines elektronischen Kommutators, der von einem winkelstellungbezogenen Aufnehmest gesteuert wird, der von der Rotorwelle betätigt wird, wobei die Gesamtheit der elektronischen Kommutatoren und ihrer Anschlüsse mit den Wicklungen der verschiedenen Statorphasen derart bewerkstelligt ist, daß jede der Stromabgaben, deren eine mit Bezug auf andere mn einen der Anzahl der Phasen entsprechenden Winkel versetzt sind, eine Amplitude hat, die im wesentlichen derart stufenweise zunimmt Und dann abnimmt, daß ein etwa sinusförmiges Verhalten geboten wird, und daß die Wicklungen der verschiedenen Statorphasen untereinander im Stern geschaltet und über den Stator derart verteilt sind, daß sie nach ihrer Speisung durch phasenverschobene und durch differentiale sich ändernde Stroiiiabgaben ein Drehfeld merklich konstanter Größe entstehen lassen.

Generator nach Anspruch h_t dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungsstufen der phasenverschobenen, die jeweiligen Wicklungen jeder Phase speisenden Ströme positiven oder negativen Differentialen entsprechen, die annähernd gleiche Größe und gleiche Dauer haben, wobei die Anzahl der Stufen für jede Stromabgabe mindestens 6 für eine Drehung um 36O elektrische Grade beträgt (d.h. für einen Winkel gleich 36O⁰, geteilt durch die Polanzahl ρ im Falle eines vielpoligen Motors). .

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sz

6. Generator nach den Ansprüchen k bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor au« einem he-toropolaren Induktor bestellt, der mindestens einen permanenten bipolaren Magnet aufweist, der breite Polstiicke einer Erstreelnmg in der Nachbarschaft eines Polschrittes und durch geringe Zwischenräume getrennt hat, mit der Wii-kung der Hinderung den iiotors bei Abwesenheit von Strom in den besonderen Ausrichtungen durch starke magnetische Zug- oder Druckkräfte beeinflußt zu werden»

7. Generatox- nach Ansprüchen h bis 6, dadurch gekennzeichnet_$ daß der Stator lamelliert ist und eine Vielphasenvicküimg trägt, die in wenig offenen Nuten dex-art verteilt ist, daß die Permeanz des ringförmigen Luftspalts sehr gering und merklich konstant ist, unabhängig von der Stellung des Rotors, wobei diese Wicklung eine ungrade Phasenjs&hl mindestens gleich drei aufweist und mit der Gleichstromquelle verbunden ist durch mindestens drei elektronische Relais des Üalbleitertyps, die nacheinander von dem winkelstellimgbezogenen Aufnehmer gesteuert v/erden.

8. Generator nach Ansprüchen h bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der stellungbezogene Aufnehmer und die elektronischen Relais, zwei an der Zahl füi~ jode Wicklungsphase,-. derart' angeschlossen sind, daß nacheinander mindestens sechs Verbindungskombinationen zwischen den Anschlüssen der Gleichstromquelle und der Dreiphasenwicklung des Stators verwirklicht werden, wobei das sich ergebende Feld bei

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BAD

Sl

jeder Kommutierung um 60° versetzt oder vorzugsweise zwölf Kombinationen bei jeder Kommutierung eine Versetzung des Feldes um 30° hervorrufen.

9. Generator nach Anspruch S-, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar elektronischer Relais einen Leistungstransistor FNP ] und einen Leistungstransistor WPN aufweist, deren Basen mit dem stellungbezogenen Aufnehmer verbunden sind, wobei die Emitter entsprechend an den positiven Anschluß und an den negativen Anschluß der Gleichstromquelle gelegt sind, und die Kollektoren an das freie Ende der Wicklung der entspre~ chenden Phase gelegt sind.

10. Generator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Statorphase entsprechend an zwei Anschlüsse der Gleichstrom~ quelle über zwei entgegengesetzt angeordnete Leistungsthyristoren angeschlossen sind, wobei die Verbrauchselektroden diese Thyristoren von dem stellungbezogenen Aufnehmer gesteuert werden, ivährend jedem Paar Leistungsthyristoren i zwei Löschthyristoren zugeordnet sind, deren Verbrauchselektroden in gleicher Weise vom Aufnehmer gesteuert werden, und jeder iöschthyristor mit dem entsprechenden Leistungsthyristor parallel liegt und mit letzterem über einen Kondensator verbunden ist, während ein Lastwiderstand mit dem Löschthyristor in Iteihe und der entsprechenden Phasenwicklung des Ijotors parallel geschaltet ist.

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BAD ORtGINA⁵L

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11. Generator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeiuiinefc, daii die Verbrauchselektroden der Lei-Rt-ungsthyris Loren und Löschthyristoren \^ron einem Verteiler gesteuert werden, der durch einen Zylinder aus isolierendem Werkstoff■gebildet ist, der von der Welle des Motors 7>ctutigt "wird uiid eine gewisse Anzahl von leitenden Kontakte» trägt, die wit der Stromquelle zweckentsprechend verbunden sind, wie aucli eine oder mehrere Bürstenreihen, die nach einer Erzeugenden des Zylinders sowie konzentrisch zu dieseia angeordnet und mit den Verbrauchseloktroden der besagten Thyristoren verbunden sind.

12. Generator nach Ansprüchen h und 9_S dadurch gekennzeichnet, daß er zur Begrenzung dos Stromes beim Selbstanlauf einen Shunt hat, der mit dem V/ickelsystera mindestens einer Phase des Motors in Reihe liegt und zwischen die Basis und den Emitter eines Hilf»transistors eingeschaltet ist, dessen Sättigung diß Unterbrechung dsr Speisung des Leistmigs« transistors hervorruft, wobei eine Tunneldiode gegebenenfalls zum besagten Shunt parallel liegt.

13. Generator nach Ansprüchen 4 und 9» dadurch gekennzeichnet, daß er zur Begrenzung des Stromes beim Selbstanlauf einen Leistungstransistor in Reihe mit mindestens einer Phase des Motors hat, wobei der Polarisafcionswiderstanü dieses Transistors, der zwischen seiner Basis und dem -gegenüberliegenden-Ende der entsprechenden Phasenwieklung angeordnet ist_r entsprechend berechnet ist, und außerdem ein Widerstand zwischen dem Kollektor und dein Emitter des Transistor^:: liegt.

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8AD ORIGIKAL

SS

14, Genera toi" nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der stellungbezogene Aufnehmer-Überträger mit der Welle dos Motors über eine lieg el kupp lung verbunden ist, die zuw. Beispiel zwei gezahnte Kränze aufweist, die initeinaiidci* zusammenwirken derart, daß die Einstellung des Übertragers mit Bezug auf die roistücke des Rotors abgewandelt werden kann.

15. Generator nach Anspruch h_t dadurch gekennzeichnet·, daß der Aufnehmer aus einem kleinen heteropolaren Induktor besteht, der dem Rotor des Hotors ähnelt oder gleich ist und vor. der lie] le des letzteren in Wirkung gesetzt vird, sowie daß ein Stator vorgesehen ist, der ferromagnetische Kerne hat, die induzierte Spulen tragen, die derart angeordnet sind, daß sie vielphasige Spannungen erzeugen., die an die Steuerelektroden der elektronischen Relais gelegt werden.

li>. Genera to j." nach Ansprucli 4_t dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle einen Aufnehmer—Übertrager für mindestens drei verschiedene Winkelr.tellungen des Rotors steuert, wobei dieser Aufnehmer aus einem Transformator mit regelbarer Kopplung gebildet ist, der folgendes aufweist:

a) eii'e mittige feste Spule, die einen ferromagnetische» Kern umgibt, der von der Welle des Motors betätigt wild, wobei diese Spule ständig von einem elektrischen iiilfsoszillator akustischer Frequenz gespeist wird,

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b) mindestens drei induzierte Spulen, die mit feri'onaf.-netischen Kernen, und "schmalen Polstücken ausgerüstet sind, die um den zentralen Kern herum angeordnet sind,

c) einen magnetischen Drehkreis, der mit dem mittigen Kern in fester Verbindung steht, mit breiten exzentrischen Pölsclmhen, unter IJovirltung einander -folgender induktiver Kopplungen zwischen dem mittigen Kern und den Kernen der äußeren induzierten .Spulen.

17. Generator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die induzierten Spulen des Aufnehmers mit Hilfe von Gleichrichtern Primärwicklungen von drei Transformatoren speisen, von denen ,iedc.r mit zwei Sekundärwicklungen ausgerüstet ist, die entsprechend an die Steuern der Verbrauchselcktrode eines Leistuuß.sthyristors sowie an die VerbrauoUselektrodo eines Loschthyristors gelegt sind mit Hilfe von Dioden, die nur Impulse tastender Richtung in jedem der Steuerkrei^e der Verbrauehselektroden durchlassen,

18. Generator nach Ansprüchen 10-1,1, dadurch gekennzeichnet,-daii die Leistungsthyristoren und Löschthyristpren mittels Aufnehmer gesteuert werden, die von festen Kernen mit.drei Schenkeln gebildet sind, die auf dein Mitielschtinko'J eine induzierte Wicklung tragen, wobei diese Anzahl den Thyristoren gleichenden Kerne um die Volle dos footors heruu angeordnet sind, der einen huf eisenf öTiaigon Ei.senniagneten tragt ^

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und die vor den besagten Kerne vorbcilaufen, wobei die Sehenkel dieselbe Erstreckung wie diejenige der festen Kerne haben.

19, Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Ileiais des Motors gleichzeitig von zwei Typen von Aufnehmern-Übertragern gesteuert werden, wobei J der eine Aufnehmer mit elektromagnetischer Induktion auf die Geschwindigkeit des Motors anspricht, der andere Auf~ nehmer einzig durch die Winkelstellung des Itotors beeinflußt wird,- wobei der letztgenannte Aufnehmer außer Wirksamkeit gesetzt wird, sobald die Geschwindigkeit des Motors eine gewisse Größe überschreitet.

20, Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor, sobald die Gleichstromspeisequelle abgeschaltet ist, mittels einer Hilfsvorrichtung in eine Ausgangswinkelstelluiig geführt wird, welche den automati-schon Selbsteinlauf des Motors vermittels einer einzigen Statorphase erleichtert, und daß diese !'hase von einem elektronischen ^ Kelais des Typs mit zum Leiter gewordenen Transistor, in Abwesenheit eines Eintrittssignales von elnew schwachen Strom gespeist \?ird, welcher die Steuerelektrode (Basis des Transistors) des besagten Itelais polarisiert.

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21. Generator nach Anspruch :h, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator mit zwei Breiphasenwicklungen ausgerüstet ist, die entsprechend durch Leiterbündel gebildet verden, die in geringem Abstand von den PoIf lachen des JIo fcors liegen und für gewöhnlich nach den Kraftlinien ausgerjchtet sind\ die aus diesem Hot or austreten, v;obei die eine der l/ie als dreiphasiger Aufnehmer-Übertrager dient, und dxi; Wicklung den ltotor in Wirkung versetzende motorische KvUtte erzeugt.

22. Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor, in Form einei* den Stator umgebenden Ulockc, eiiicrseitö eine kreisföriaige Keihe ^enig dicker Magneten dersogenannten "tiegel"-Art trägt, die von einem Schiviingrad großei* Trägheit unageben ist, andererseits einen flachen multipolaren Magnetiridukf:or trägt, der für gev/öhnlich an der Welle angcördnot ist, und daß die dreiphasige liaupfcv/icklung des Stators üboi' den Umfang eines laittxgen" sylindri· sehen Kernes verteilt ist, während ilie Wicklung des Aul'— nehmers fest über eine der kreisförmigen Flächen dieses Kernes mit Bezug auf den vielpoligen I'lagnetinduktor angeordnet ist,

23· Generator nach Ansprüchen h und 8, dadurch gckennzeicbnet, daß die elektronischen KonuautiereinricUtung für. jede Phasenwicklung zi\rei Transistoren desselben Leitfähigkeitstyps

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aufweist, insbesondere zwei Transistoren NPN, die entgegengesetzt an Klemmen der Gleichstromquelle liegen, "wobei eino Diode in Ileihe zwischen der positiven Klemme eier Quelle und dem Kollektor des einen der zwei Transistoren liegt, während der Kollektor des anderen Transistors au die negative KleEüüe der Quelle angeschlossen ist.

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