DE2347153A1 - ASYNCHRONOUS MOTOR WITH SQUARE RUNNER WITH ADJUSTABLE TORQUE - Google Patents

ASYNCHRONOUS MOTOR WITH SQUARE RUNNER WITH ADJUSTABLE TORQUE

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DE2347153A1 DE19732347153 DE2347153A DE2347153A1 DE 2347153 A1 DE2347153 A1 DE 2347153A1 DE 19732347153 DE19732347153 DE 19732347153 DE 2347153 A DE2347153 A DE 2347153A DE 2347153 A1 DE2347153 A1 DE 2347153A1
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Sergio Occhetto
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02Asynchronous induction motors
    • H02K17/34Cascade arrangement of an asynchronous motor with another dynamo-electric motor or converter
    • H02K17/36Cascade arrangement of an asynchronous motor with another dynamo-electric motor or converter with another asynchronous induction motor

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Description

PatentanwältePatent attorneys

Dip!. Ing. H. ftcickniar.n, Dlpi. Pfrys. Dr.K. Finckö Dipl. Ing. F. A. Weickmann, Dipl. Ghern. ß. HuberDip !. Ing.H. ftcickniar.n, Dlpi. Pfrys. Dr.K. Finckö Dipl. Ing. F. A. Weickmann, Dipl. Ghern. ß. Huber

B München 27, BSShIsIr. 22B Munich 27, BSShIsIr. 22nd

Sergio OCGHETTO, Turin/Italien, 1o/4,Via PiossascoSergio OCGHETTO, Turin / Italy, 1o / 4, Via Piossasco

Die Erfindung betrifft einen Einphasen- oder Mehrphasen-Asynchronmotor mit Käfigläufer.The invention relates to a single-phase or multi-phase asynchronous motor with squirrel cage.

Es ist bekannt, das .Antriebsmoment und damit die Geschwindigkeit von Asynchronmotoren bewickeltem Rotor durch Änderung einer Lastimpedanz für die Rotorwicklungen zu steuern» die über geeignete Schleifringe mit dem Rotor verbunden ist. Diese Art der Motorsteuerung verursacht unvermeidlich eine beträchtliche' Energievergeudung. Sie ist deshalb in der Praxis auf die Drehmomentvergrößerung bei Anlaufbedingungen beschränkt. Dabei werden die Rotorwicklungen beim normalen Lauf kurzgeschlossen.It is known that the drive torque and thus the speed to control the rotor wound by asynchronous motors by changing a load impedance for the rotor windings » which is connected to the rotor via suitable slip rings. This kind of motor control causes inevitable a considerable 'waste of energy. In practice, it is therefore aimed at increasing the torque under start-up conditions limited. The rotor windings are short-circuited during normal operation.

Bei Asynchronmotoren mit Käfigläufern, die infolge ihrer geringen Kosten die interessanteste und wichtigste Ausführungsform von Asynchronmotoren bilden, kann diese Art der Drehmoment- oder Geschwindigkeitssteuerung nicht angewendet werden. Infolgedessen können die vorteilhaften Eigenschaften dieser Motoren - nämlich ihre Einfachheit, ihre Robustheit, ihre Langlebigkeit, ihre niedrigen Kosten und dergleichen - in vielen Fällen, in denen diese Steuermöglichkeit bestehen muß, nicht nutzbar gemacht werden.For asynchronous motors with squirrel cage rotors, which are the most interesting and important embodiment due to their low cost of asynchronous motors, this type of torque or speed control cannot be used will. As a result, the advantageous properties of these engines - namely their simplicity, their Robustness, their longevity, their low cost and the like - in many cases where this control option must exist, not be made usable.

Die einzige bisher bekannte Möglichkeit zur verlustarmen kontinuierlichen Steuerung der Geschwindigkeit eines Asynchronmotors besteht in der Verwendung eines stationärenThe only previously known possibility for low-loss, continuous control of the speed of an asynchronous motor consists in the use of a stationary

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oder rotierenden Frequenzwandlers oder in der Änderung der Speisespannung durch Sättigungsdrosseln oder steuerbare Gleichrichter.or rotating frequency converter or in changing the Supply voltage through saturation chokes or controllable rectifiers.

Die Frequenzumwandlung ist mit hohen Kosten verbunden. Sie eignet sich auch nur für niedrige Motorausgangsleistungen und infolge der Notwendigkeit, den Induktionswert bei niedrigen Frequenzen und die Hystereseverluste bei hohen Frequenzen zu begrenzen, nur für einen beschränkten Regelungsbereich. Die Reduktion der Speisespannung hat hingegen den Nachteil, daß - außer bei der Verwendung von Käfigläufern mit hohem Widerstand - bei niedrigen Drehzahlen keine grossen Drehmomente möglich sind. Die Verwendung eines Käfigläufers mit hohem Widerstand hat wiederum den Nachteil, daß die Motorausgangsleistung notwendigerweise geringer wird. Es sind auch mechanische, hydraulische, elektromechanische oder elektromagnetische Drehmomentwandler, die durch einen Asynchronmotor angetrieben werden, verwendet worden. Diese Art der Steuerung ist jedoch mit hohen Kosten und der Notwendigkeit häufiger Wartung verbunden. Außerdem ist-diese Steuermöglichkeit zur Erzielung einer befriedigenden Steuerempfindlichkeit häufig ungeeignet.The frequency conversion is associated with high costs. It is also only suitable for low motor output powers and due to the need to control the induction value at low frequencies and the hysteresis losses at high frequencies to limit, only for a limited regulatory area. The reduction of the supply voltage, however, has the Disadvantage that - except when using squirrel cage rotors with high resistance - no large at low speeds Torques are possible. The use of a squirrel cage rotor with high resistance again has the disadvantage that the motor output becomes necessarily lower. There are also mechanical, hydraulic, electromechanical or electromagnetic torque converters driven by an induction motor have been used. These However, the type of control is high in cost and necessity frequent maintenance. In addition, this control possibility is to achieve a satisfactory control sensitivity often unsuitable.

Es ist Aufgabe der Erfindung einen Asynchronmotor mit Käfigläufer zu schaffen, dessen Drehmoment regelbar ist,ohne daß Frequenzwandler, Mittel zur Spannungssteuerung oder Schleifkontakte erforderlich sind.The object of the invention is to create an asynchronous motor with a squirrel cage rotor, the torque of which can be regulated without that frequency converters, means for voltage control or sliding contacts are required.

Ausgehend von einem elektrischen Asynchronmotor, dessen Stator eine Mehrphasenwicklung trägt, mit einem als Käfigläufer ausgebildeten Rotor mit geschichteten Blechen aus ferromagnetischem Material und auf dem Umfang verteilten axialen Leiterstäben, die durch an den Stirnseiten angeordnete Kurzschlußringe miteinander verbunden sind, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Stator einen ersten und einen zweiten Wicklungsabschnitt umfaßt, die koaxial angeordnet und einander benachbart sind und die unterschied-Based on an electric asynchronous motor, the stator of which has a multi-phase winding, with a squirrel cage rotor formed rotor with laminated sheets of ferromagnetic material and distributed on the circumference axial conductor bars, which are connected to one another by short-circuit rings arranged on the end faces This object is achieved in that the stator comprises a first and a second winding section which are coaxial are arranged and adjacent to one another and the different

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lichen Bereichen des Rotors gegenüberliegen, daß die Wicklungsabschnitte rait Wechselstrom gleicher Frequenz gespeist sind und daß Mittel zur Änderung der von dem zweiten Wicklungsabschnitt des Stators in die Leiterstäbe des Rotors induzierten elektromotorischen KrafVvorgesehen sind.Union areas of the rotor are opposite that the winding sections rait alternating current of the same frequency are fed and that means for changing the of the second winding section of the stator in the conductor bars of the rotor induced electromotive KrafV are provided.

Gemäß einem anderen Aspekt umfaßt die Erfindung einen linearen Induktionsmotor mit einem ersten und einem in bezug auf diesen bewegbaren und induktiv mit ihm verbundenen .zweiten Teil mit mehrphasigen Wicklungen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der erste Teil eine Aufeinanderfolge paralleler Leiterstäbe umfaßt, die seitlich durch Longitudinalleiter kurzgeschlossen sind, daß ein sich längs der Leiterstäbe erstreckendes Trägerteil aus ferromagnetischem Material vorgesehen ist, daß der zweite Teil einen ersten und einen zweiten Wicklungsabschnitt umfaßt, daß diese lfficklungsabschnitte längs der Richtung'der Leiterstäbe seitlich einander benachbart sind und mit Wechselströmen gleicher Frequenz gespeist werden und daß Mittel zur Änderung der von dem zweiten Wicklungsabschnitt des zweiten Teils des Motors in den Leiterstäben des ersten Teils induzierten elektromotorischen Kraft vorgesehen sind.In another aspect, the invention includes a linear one Induction motor with a first and a second movable with respect to it and inductively connected to it Part with polyphase windings, characterized in that the first part is a sequence comprises parallel conductor bars which are short-circuited laterally by longitudinal conductors that one extends along the Conductor rods extending support part made of ferromagnetic material is provided that the second part has a first and a second winding section comprising said winding sections are laterally adjacent to one another along the direction of the conductor bars and with alternating currents of the same frequency are fed and that means for changing that of the second winding section of the second part of the motor electromotive force induced in the conductor bars of the first part are provided.

Im folgenden seien anhand der Zeichnungen einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert:Some preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings:

Fig. 1 stellt eine Skizze zur Erläuterung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Motors dar,Fig. 1 is a sketch to explain the operation of the engine according to the invention,

Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,Fig. 2 is a partially sectioned illustration of a first embodiment of the invention,

Fig. 3 zeigt Arbeitskennlinien des in Fig. 2 dargestellten Motors,Fig. 3 shows operating characteristics of the engine shown in Fig. 2,

Fig. 4 stellt die Schaltung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung dar,Fig. 4 shows the circuit of a second embodiment of the invention,

Fig. 5 stellt die Schaltung eines dritten erfindungsgemäß gestalteten Motors dar,Fig. 5 shows the circuit of a third according to the invention designed engine,

Fig. 6 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einesFig. 6 shows schematically a first embodiment of a

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Antriebssystems rait einem erfindungsgemäßen Motor,Drive system rait an engine according to the invention,

Fig. 7 stellt eine zweite Ausführungsform eines solchen Antriebs sy st ems dar,Fig. 7 shows a second embodiment of such a drive sy st ems,

Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Motors,Fig. 8 shows a fourth embodiment of the invention Motors,

Fig. 9 stellt eine dritte Ausführungsform eines Antriebssystems dar, das von dem der Erfindung zugrunde liegenden Prinzip Gebrauch macht, dieFig. 9 illustrates a third embodiment of a drive system different from that on which the invention is based Principle makes use of that

Fig.10 bis 16 sind Schaltungsdiagramme für andere Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Motors. Figures 10 to 16 are circuit diagrams for other uses of the motor of the present invention.

Zunächst sei anhand von Fig. 1 das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip beschri=ben. Fig. 1 zeigt eine rechteckige Leiterschleife 10, die von Lagern 12 und 14 so gehalten ist, daß sie um eine Achse 16 rotieren kann. Es sei angenommen, daß die Bereiche 13 und 15 von zwei magnetischen Induktionsfeldern Β., und Bp durchsetzt seien, die längs der Achse 16 und senkrecht zu dieser Achse kontinuierlich sind, einen konstanten Absolutwert aufweisen und sich um die Achse 16 selbst drehen. Jedes der Felder B,. und Bp wirkt auf einen abgegrenzten Teil der Leiterschleife, wobei beide Teile den gleichen Flächeninhalt S haben.First, the principle on which the invention is based is described with reference to FIG. 1. Fig. 1 shows a rectangular one Conductor loop 10, which is held by bearings 12 and 14 so that it can rotate about an axis 16. It is assumed that the areas 13 and 15 are penetrated by two magnetic induction fields Β., And Bp, which along the axis 16 and are continuous perpendicular to this axis, have a constant absolute value and are about the axis 16 itself turn. Each of the fields B ,. and Bp acts on a demarcated Part of the conductor loop, where both parts have the same area S.

Es sei ferner angenommen, daß beide magnetische Induktionsfelder den Wert B besitzen und synchron mit einer Winkelgeschwindigkeit von umlaufen, wobei sie um einen Winkel von<oe, der je nach Bedarf zwischen 0° und 180° geändert werden kann, gegeneinander phasenverschoben sind. Außerdem sei angenommen, daß die Leiterschleife mit einer Winkelgeschwindigkeit von co^ koaxial mit den beiden magnetischen Induktionsfeldern rotiere.It is further believed that both magnetic induction fields have and in synchronization with an angular speed of revolving the value B, where they are mutually phase-shifted by an angle of <o e, which can be changed as needed between 0 ° and 180 °. It is also assumed that the conductor loop rotates at an angular velocity of co ^ coaxial with the two magnetic induction fields.

Die Relativgeschwindigkeit (Schlupf) ist dannThe relative speed (slip) is then

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Wenn 0 = BS ist, wird der Teil der Leiterschleife, der dem Feld B^ ausgesetzt ist, von einem Fluß mit dem Augenblickswert If 0 = BS, the part of the conductor loop that corresponds to the Field B ^ is exposed by a river with the instantaneous value

ψΛ = 0 cos co^ t = BS 0 ψ Λ = 0 cos co ^ t = BS 0

durchsetzt. Der Teil der Leiterschleife, der dem Feld B2 ausgesetzt ist, wird von einem Fluß mit dem Augenblickswertinterspersed. The part of the conductor loop which is exposed to field B 2 is controlled by a flow with the instantaneous value

o = 0 cos ( (o t +6) = BS cos ( ίοΛ + tf ) durchsetzt. o = 0 cos ( (o t +6) = BS cos ( ίοΛ + tf) interspersed.

Auf die gesamte Leiterschleife wirkt daher eine induzierte elektromotorische Kraft £ , die den WertTherefore an induced electromotive force acts on the entire conductor loop, which has the value

~ dt~ dt

aufweist. Hieraus ergibt sich nach Einsetzen und einiger Umrechnunghaving. This results after insertion and some conversion

djTcosCid.'t + 5) c°s 5J ß* 6djTcosCid.'t + 5) c ° s 5J ß * 6

8=20 — —- = 2AJo 0 sin (Ä) t + %) cos8 = 20 - - = 2AJ o 0 sin ( λ) t +%) cos

Es ist sofort erkennbar, daßIt is immediately apparent that

für ^= +0* e*2&>s 0 sin<ügt
für 6T= + 180° £= ο
for ^ = + 0 * e * 2 &> s 0 sin <ü g t
for 6T = + 180 ° £ = ο

Wenn fZ| der Absolutwert der Schleifenimpedanz und ψ der Phasenwinkel der Schleifenimpedanz ist, wird der Strom i = £/Z in der SchleifeIf fZ | is the absolute value of the loop impedance and ψ is the phase angle of the loop impedance, the current becomes i = £ / Z in the loop

2 cousin ( £0ot + -κ* - ψ ) cos -5-2 cousin (£ 0 o t + -κ * - ψ) cos -5-

Es ist bekannt, daß der Augenblickswert des auf die wirk-It is known that the instantaneous value of the

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wirkenden Drehmomentsacting torque

samen Abschnitte der Leiterschleife ΙΟ/gegeben ist durch das Produkt aus dem Wert der magnetischen Induktion multipliziert mit der in Richtung des Feldes projezierten Fläche der Schleife und multipliziert mit dem Wert des im betrachteten Zeitpunkt durch die Leiterschleife fließenden Stromes. Der Augenblickswert des gesamten auf die Leiterschleife ausgeübten Drehmoments ist daher durch die Summe derAugenblickswerte der beiden Drehmomente gegeben:seed sections of the conductor loop ΙΟ / given is multiplied by the product of the value of the magnetic induction with the area of the loop projected in the direction of the field and multiplied by the value of the im considered time of current flowing through the conductor loop. The instantaneous value of the whole on the conductor loop The torque exerted is therefore given by the sum of the instantaneous values of the two torques:

C.n+ = O1 + C0 = BS i sincü t + BS i sin ( Co Λ sin (£>t + 6") C. n + = O 1 + C 0 = BS i sincü t + BS i sin ( Co Λ sin (£> t + 6 ")

Λ*Ο C ι c. S S S —Λ * Ο C ι c. SSS -

Hieraus ergibt sich durch einfache UmrechnungThis results from a simple conversion

CO 02
C. . = —I (1 + cos 6* ) [ cos f - cos (2 ^t + & - "VOJ
CO 0 2
C. = - I (1 + cos 6 *) [ cos f - cos (2 ^ t + & - "VOJ

Der Mittelwert C auf die Leiterschleife ausgeübten Drehmoments istThe mean value C of the torque exerted on the conductor loop is

Aus dieser Gleichung erhält man nach Durchführung der Integration :From this equation one obtains after carrying out the integration:

Dieser Ausdruck zeigt, daß das mittlere Drehmoment, das in jeder der den Käfigläufer bildenden Schleif en hervorgerufen wird eine kontinuierliche Funktion des Verschiebungswinkels & ist und daß es im Bereich von ^=O0 bis 180° vom Vorzeichen des Winkels & unabhängig ist.This expression shows that the average torque, which is caused s in each of the squirrel cage forming abrasive is a continuous function of the displacement angle, and that 0 to 180 ° is independent of the sign of the angle in the range of ^ = O.

Wenn diese Berechnung unter der Annahme wiederholt wird, daß nur das Feld B^ vorhanden ist und daß die Leiterschleife entsprechend kurzgeschlossen ist, um die leitenden Teile, die der Wirkung des Feldes Bp im vorangehenden Fall ausgesetzt sind, zu eliminieren, läßt sich leicht nachweisen, daß der Mittelwert des Antriebsmoments, das der Leiter-If this calculation is repeated assuming that there is only field B ^ and that the conductor loop is accordingly short-circuited to the conductive parts exposed to the action of the field Bp in the previous case are to be eliminated, it can easily be demonstrated that the mean value of the drive torque that the conductor

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schleife in diesem Fall mitgeteilt wird, etwa halb go groß ist wie der Mittelwert im vorliegenden Fall bei &= 0°.loop is communicated in this case, about half go is as large as the mean value in the present case at & = 0 °.

Die Situation, die dem Fall entspricht, in dem nur ein einziges magnetisches Feld vorhanden ist, entspricht genau der Lage bei einem Induktions- oder Asynchronmotor, beispielsweise einem Dreiphasenmotor, wenn die resultierende des in einem Mehrphasenmotor erzeugten Statorfeldes wie bekannt genau einem magnetischen Feld äquivalent ist, dessen Amplitude konstant ist und dessen Richtung zeitlich gleichförmig um die Motorachse dreht.The situation corresponding to the case where there is only a single magnetic field is exactly the same the situation with an induction or asynchronous motor, for example a three-phase motor, if the resulting of the stator field generated in a multiphase motor is, as is known, exactly equivalent to a magnetic field whose amplitude is constant and whose direction rotates uniformly around the motor axis over time.

Die vorstehend angestellten theoretischen Betrachtungen bezüglich der Anwesenheit von zwei magnetischen Induktionsfeldern B^ und Bp werden erfindungsgemäß zur Konstruktion eines Motors verwendet, wie er schematisch in perspektivischer geschnittener Darstellung in Fig. 2 gezeigt ist. In diesem ist ein als Käfigläufer ausgebildeter Rotor drehbar innerhalb eines Stators gelagert, der zwei Abschnitte 22 und 24 besitzt. Jede Nut jedes Abschnitts beherbergt eine Wicklung, die mit einer Viicklung der entsprechenden Nut in dem anderen Abschnitt kongruent ist: Die Wicklungen sind beispielsweise Dreiphasenwicklungen und in Dreieckschaltung miteinander verbunden.The theoretical considerations made above with regard to the presence of two magnetic induction fields B ^ and Bp are used for construction according to the invention of a motor is used, as shown schematically in a perspective sectional illustration in FIG. In This a rotor designed as a squirrel cage is rotatably mounted within a stator, the two sections 22 and 24 owns. Each slot of each section houses a winding, which is connected to a winding of the corresponding one Groove in the other section is congruent: the windings are, for example, three-phase windings and in delta connection connected with each other.

Der Käfigläufer 20 ist mit Leiterstäben 26 ausgerüstet, die den Stäben konventioneller Käfigläufer ähnlich sind. Er weist jedoch nur in den Bereichen Blechpakete 28, 30 auf, in denen die von den beiden Statorab schnitt en erzeugten magnetischen Felder wirksam ist. Der mittlere Teil des Käfigläufers besteht daher nur aus den Leiterstäben 26, da die Anwesenheit von Dynamoblech in diesem Bereich nicht nur unnötig sondern sogar schädlich ist, wie jedem Fachmann ohne weiteres einleuchtet.The squirrel cage 20 is equipped with conductor bars 26 which are similar to the bars of conventional squirrel cage. However, it only has laminated cores 28, 30 in the areas in which the two Statorab cut s generated magnetic fields is effective. The middle part of the squirrel cage therefore consists only of the conductor bars 26, there the presence of dynamo sheet in this area is not only unnecessary but even harmful, like every professional makes sense without further ado.

Die Abschnitte der Leiterstäbe in dem so entstehenden Zwi-The sections of the ladder bars in the resulting intermediate

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schenraum können beispielsweise -dazu dienen, den ohmschen Y/iderstand der Leiterstäbe zu variieren. Dies kann beispielsweise durch Vergrößerung oder Reduzierung ihrer Querschnittsflächen in diesem Bereich geschehen. Es ist auch möglich, die Leiterstäbe in diesem Bereich so zu gestalten, daß die Wärmeabstrahlung verbessert wird.interchangeable space can, for example, serve to store the ohmic Y / resistance of the ladder bars to vary. This can be, for example done by increasing or reducing their cross-sectional areas in this area. It is also possible to design the conductor bars in this area so that the heat radiation is improved.

Durch geeignete (nicht dargestellte) mechanische Mittel kann der Statorabschnitt 24 relativ zu dem Statorabschnitt 22 verdreht v/erden und zwar zwischen einer Position, in der sie gleichphasig wirken ( ö' - 0°) und einer Position, in der sie entgegengesetzt wirken ( 0 - 180 ).By suitable mechanical means (not shown), the stator section 24 can be rotated relative to the stator section 22 between a position in which they act in phase (δ ' - 0 °) and a position in which they act in opposite directions ( 0 - 180).

Die Einstellung der beiden Statorabschnitte kann entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck des Motors und entsprechend seiner Leistung in unterschiedlicher Weise realisiert v/erden. Bei kleinen Motoren, bei denen das Reaktionsmoraent zwisehen Stator und Rotor klein ist, kann der Statorabschnitt 24 in dem (nicht dargestellten) Haltekörper mit Reibungskupplung befestigt sein, da die Reibungskräfte ein hinreichend großes Drehmoment liefern, um den zweiten Statorabschnitt in der erforderlichen Position zu halten. In diesem Fall genügt ein Gelenk oder ein kleiner Hebel, (die nicht dargestellt sind), um die erforderliche Verschiebung von Hand zu bewirken. Bei Motoren mit beträchtlicher Leistung kann andererseits der Statorabschnitt 24 mit einem Zahnradsystem verbunden sein, das mit einer (nicht dargestellten) Zahnschnecke oder Zahnstange zusammenwirkt, die ihrerseits entweder von Hand oder durch einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Servomotor betätigt werden.The setting of the two stator sections can be according to the particular application of the motor and accordingly realized in different ways. With small engines where the reaction torque between stator and rotor is small, the Stator portion 24 be fastened in the (not shown) holding body with a friction clutch, since the frictional forces supply a sufficiently large torque to the second stator section in the required position keep. In this case, a joint or a small lever (not shown) is sufficient to achieve the required To effect shifting by hand. On the other hand, for motors with considerable power, the stator portion 24 be connected to a gear system that interacts with a (not shown) toothed worm or rack, which in turn are operated either by hand or by an electric, pneumatic or hydraulic servomotor will.

Fig. 3 zeigt die Arbeitskennlinien eines Experimental-Mo- ■ tors, der nach Fig. 2 konstruiert wurde. In Richtung der Ordinatenachse ist das Antriebsmoment C in kg. cm und in Richtung der Abszissenachse die Rotationsgeschwindigkeit η des Motors in Umdrehungen/Min, aufgetragen. Die durch-Fig. 3 shows the operating characteristics of an experimental mo- ■ tors, which was constructed according to FIG. In the direction of the ordinate axis, the drive torque C is in kg. cm and in The rotational speed η of the motor in revolutions / min is plotted in the direction of the abscissa axis. By-

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gezogenen Linien beziehen sich auf eine Speisespannung von 380 V, die unterbrochenen Linien auf eine Speisespannung von 220 V. Es ist klar erkennbar, daß durch ständige Vergrößerung des Verschiebungswinkels <o zwischen den beiden Statorabschnitten, beginnend bei &* - 0°, eine Verschiebung der Kennlinien des Motors in der ¥eise möglich ist, daß das Drehmoment soweit abnimmt, bis es eine Größenordnung unter dem maximalen Drehmoment liegt. Es stellt sich bei konstanter Last eine Geschwindigkeitsänderung ein, die der Änderung des Antriebsmoments entspricht. Aus Fig. 3 ist jedoch erkennbar, daß eine Tendenz zur Abdrosselung bei niedrigen Motorgeschwindigkeiten besteht, wenn der Verschiebungswinkel G* Werte in der Nähe von 180° erreicht. Durch Änderung des Rotor-Widerstandes kann der Winkel S" gesteuert werden, bei dem diese Erscheinungen aufzutreten beginnen. Der nach Fig. 2 konstruierte Motor kann für verschiedene Anwendungsfälle, beispielsweise als Zugmotor oder als Hebe motor verwendet werden.Solid lines relate to a supply voltage of 380 V, the broken lines to a supply voltage of 220 V. It can be clearly seen that by constantly increasing the displacement angle <o between the two stator sections, starting at & * - 0 °, a displacement of the Characteristic curves of the motor in such a way that the torque decreases until it is an order of magnitude below the maximum torque. With a constant load, a change in speed occurs which corresponds to the change in the drive torque. From Fig. 3, however, it can be seen that there is a tendency to throttle at low engine speeds when the displacement angle G * reaches values in the vicinity of 180 °. By changing the rotor resistance, the angle S ″ at which these phenomena begin to occur can be controlled. The motor constructed according to FIG. 2 can be used for various applications, for example as a traction motor or as a lifting motor.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Motors ist in Fig. 4 dargestellt. Wie das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt auch dieser Motor einen Käfigläufer 20 mit Blechpaketen 28 und 30, die durch eine Zwischenzone voneinander getrennt sind, sowie zwei Statorabschnitte 22 und 24, die mit Wicklungen in Dreieckschaltung dargestellt sind, obwohl auch eine Sternverbindung der Wicklungen möglich ist. Dieser Motor unterscheidet sich von dem in Fig. 2 dargestellten Motor dadurch, daß die beiden Statorabschnitte fest, d.h. unverschwenkbar sind und daß die Phasendifferenz zwischen einem Abschnitt und dem anderen Abschnitt durch elektrische Mittel erzeugt wird. Der Abschnitt 22 wird unmittelbar aus dem Dreiphasennetz gespeist, während der Abschnitt 24 über einen zwischengeschalteten Phasenschieber 34 gespeist wird, der eine kontinuierliche Phasenregelung erlaubt. Es ist klar, daß hierdurch eine Phasendifferenz zwischen den von den beiden Wicklungsabschnitten 22 und 24 erzeugten magnetischen In-Another embodiment of the engine according to the invention is shown in FIG. Like that shown in FIG Embodiment also has this motor a squirrel cage 20 with laminated cores 28 and 30, which by a Intermediate zone are separated from each other, as well as two stator sections 22 and 24, which have windings in a delta connection are shown, although a star connection of the windings is also possible. This engine is different of the motor shown in Fig. 2 in that the two stator sections are fixed, i.e. non-pivotable, and that the phase difference between one section and the other section is generated by electrical means. The section 22 is fed directly from the three-phase network, while the section 24 via an intermediate Phase shifter 34 is fed, which is a continuous Phase control allowed. It is clear that this creates a phase difference between the two Winding sections 22 and 24 generated magnetic in-

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duktionsfeidern entsteht, die Phasenverschiebung äquivalent ist, die bei dem in Fig. 2 dargestellten Motor erhalten
wird.
duktionsfeidern arises, the phase shift is equivalent to that obtained in the engine shown in FIG
will.

Diese Ausführungsart ist in einigen Fällen günstiger, beispielsweise dann, wenn mehrere Motoren parallel gespeist
werden, wie dies bei elektrischen Eisenbahnlokomotiven der Fall ist.
This embodiment is more advantageous in some cases, for example when several motors are fed in parallel
as is the case with electric railroad locomotives.

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Es ist dann nämlich möglich, einen einzigen Phasenschieber zur Speisung mehrerer parallel angeordneter Stator-Rotor-Gruppen zu verwenden, wodurch die Einrichtungskosten offensichtlich reduziert v/erden können.It is then possible to use a single phase shifter to be used to feed several stator-rotor groups arranged in parallel, which makes the installation costs obvious reduced v / earth.

Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführtmgsbeispiel eines erfindungsgemäßen Motors. Auch hier wird die Phasendifferenz zwischen den magnetischen Feldern durch elektrische Mittel erzeugt. Der Motor besitzt einen Rotor 20, der mit den bereits beschriebenen identisch ist, sowie zwei Statorabschnitte 22 und 24, die in einer festen relativen Position zueinander angeordnet sind. Der Statorabschnitt 22 wird direkt aus dem Dreiphasennetz 32 gespeist, während der Abschnitt 24 über Schalter 36, 38 und 40 gespeist wird, die gemeinsam betätigbar sind, und die die Speisespannung wahlweise an eine von einer Vielzahl von Gruppen von je drei Anschlußklemmen, beispielsweise 36a, 36b..., 38a, 38b... und 40a, 40b... anliegen, die an den Enden von aufeinanderfolgenden Wicklungsabgriffen der Phasenwicklungen des Statorabschnitts 24 angeordnet sind. Auf diese Weise kann die erforderliche Phasendifferenz zwischen den von den beiden Statorabschnitten erzeugten magnetischen Feldern auf überaus einfache, raumsparende und wirksame Weise erzeugt werden.Fig. 5 shows a third exemplary embodiment of an inventive Engine. Again, the phase difference between the magnetic fields is determined by electrical means generated. The motor has a rotor 20, which is identical to those already described, and two stator sections 22 and 24, which are arranged in a fixed relative position to one another. The stator section 22 is made directly from the Three-phase network 32 fed, while the section 24 is fed via switches 36, 38 and 40, which can be operated together are, and the supply voltage optionally to one of a plurality of groups of three terminals, for example 36a, 36b ..., 38a, 38b ... and 40a, 40b ... lie at the ends of successive winding taps of the phase windings of the stator section 24 are arranged. In this way the required phase difference between the magnetic fields generated by the two stator sections in a very simple, space-saving and effective way be generated.

Zur Vereinfachung der Darstellung zeigt die Fig. 5 vier Wicklungsabgriffe, es ist jedoch selbstverständlich, daß ihre Anzahl variieren kann, wenn dies durch dem ins Auge gefaßten Verwendungszweck entsprechende Steuerbedürfnisse erforderlich ist. Auch die Ausführung der Wicklungsabgriffe kann auf unterschiedlichen Kriterien basieren. Für einige Änwendungszwecke können die Ausführungen gleichförmig längs jeder Wicklung vorgesehen sein, in anderen Fällen mag es günstiger sein nicht gleichförmige Ausführungen zu verwenden. Wenn Schalter nach Art von Kommutatoren verwendet werden, erhält man wie bei Gleichstrommotoren, eine Anordnung, die praktisch eine kontinuierliche Steuerung des Drehmoments oder der Geschwindigkeit erlaubt. In diesem Fall liegt jedoch dieTo simplify the illustration, FIG. 5 shows four Winding taps, but it goes without saying that their number may vary if so by the envisaged Use appropriate tax needs is required. The design of the winding taps can also be different Based on criteria. For some uses, the designs may be uniform along each winding be provided, in other cases it may be more advantageous to use non-uniform designs. If switch after Kind of commutators are used, like with DC motors, an arrangement is obtained which is practically a continuous control of torque or speed is allowed. In this case, however, the

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Position der Bürsten in Bezug auf,den Kommutator für jede Steuerstellung fest, so daß die beispielsweise in großer Abnutzung und in Kontaktfeuer bestehenden Nachteile vermieden sind, die die Verwendung von mit dem Rotor verbundenen Kommutatoren so beeinträchtigen.Position the brushes in relation to, the commutator for each Control position fixed, so that the disadvantages existing, for example, in great wear and tear and in contact fire avoided that interfere with the use of commutators connected to the rotor.

In der Zeichnung sind die Wicklungen des Abschnitts 22 in Dreieckschaltung miteinander verbunden. Anstelle dessen kann jedoch auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine Sternverbindung verwendet werden. Dies trifft jedoch nicht für den Statorabschnitt 24 zu. Für diesen ist vielmehr eine Polygonverbindung erforderlich, um die Phasenverschiebung der Speiseabgriffe realisieren zu können.In the drawing, the windings of section 22 are connected to one another in a delta connection. Instead, you can however, a star connection can also be used in this exemplary embodiment. However, this does not apply to the Stator section 24 to. Rather, a polygon connection is required for this in order to offset the phase shift of the feed taps to be able to realize.

Man erkennt, daß diese Realisierungsform des erfindungsgemäßen Motors die allgemeinste Anwendung erlaubt und zwar in jedem Bereich von Motorleistungen und -größen.It can be seen that this embodiment of the motor according to the invention allows the most general application, namely in every range of engine powers and sizes.

Fig. 6 zeigt in schematischer Form ein diesel-elektrisches Antriebssystem mit einem erfindungsgemäßen Motor.Fig. 6 shows in schematic form a diesel-electric drive system with an engine according to the invention.

Die speisende elektromotorische Kraft wird hier von einer Generatoreinheit erzeugt, die einen Dieselmotor und einen kleinen Feldgenerator 48 umfaßt. Der Dieselmotor 42 treibt zwei Wechselspannungsgeneratoren 44 und 46 an, die Drei Phasenspannungen von gleicher Frequenz erzeugen. Diese speisen die Stat'orabschnitte 22 und 24 eines Motors, dessen Rotor denselben Aufbau besitzt wie die der oben beschriebenen Aus-, führungsbeispiele. Die Speisespannung kann auch weiteren (nicht dargestellten) Motoren zugeführt werden, die parallel angeordnet sind.The feeding electromotive force is generated here by a generator unit which comprises a diesel engine and a small field generator 48. The diesel engine 42 drives two alternating voltage generators 44 and 46 which produce three phase voltages of the same frequency. These feed the stator sections 22 and 24 of a motor whose rotor has the same structure as that of the exemplary embodiments described above. The supply voltage can also be fed to other motors (not shown) which are arranged in parallel.

Die beiden Statorabschnitte 22 und 24 sind fest, d.h. nicht gegeneinander verdrehbar.The two stator sections 22 and 24 are fixed, i.e. cannot be rotated relative to one another.

Die (nicht dargestellten) Läufer der Wechselstromgeneratoren 44 und 46 sind durch eine Differentialvorrichtung 50 gegen-The rotors (not shown) of the alternators 44 and 46 are opposed by a differential device 50

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einander verdrehbar. Die Differentialvorrichtung 50 kann entweder manuell oder mittels eines Servomotors über eine Steuervorrichtung 52 so betätigt werden, daß der Verschiebungswinkel zwischen den Läufern der beiden Wechselstromgeneratoren sich ändert, wodurch auch die Phasendifferenz zwischen den von ihnen erzeugten Spannungen sich ändert. Auf diese Weise ist eine regulierbare Phasendifferenz zwischen den den Statorabschnitten 22 und 24 zugeführten Strömen erzielbar. Diese Art, den relativen Phasenwinkel zu beeinflussen gleicht dem anhand der vorangehenden Figuren beschriebenen Steuerungsart.rotatable with each other. The differential device 50 can either manually or by means of a servo motor via a Control device 52 can be operated so that the displacement angle between the rotors of the two alternators changes, which also changes the phase difference between the voltages they generate. In this way an adjustable phase difference between the currents fed to the stator sections 22 and 24 can be achieved. This way of influencing the relative phase angle is similar to that described with reference to the preceding figures Control type.

In Fig. 7 ist ein weiteres diesel-elektrisches Antriebssystem dargestellt, das die mechanischen Komplikationen vermeidet, die mit der Verwendung der Differentialvorrichtung 50 verbunden sein können. Das in Fig. 7 dargestellte Antriebssystem besitzt ebenfalls einen Diesel-Motor 42, einen Feldgenerator 48, einen Motor mit zwei Statorabschnitten sowie einen als Käfigläufer ausgebildeten Rotor 20 der vorstehend beschriebenen Bauart.In Fig. 7, a further diesel-electric drive system is shown, which the mechanical complications that may be associated with the use of the differential device 50 is avoided. The drive system shown in FIG also has a diesel engine 42, a field generator 48, a motor with two stator sections and a rotor 20 designed as a squirrel cage and of the type described above.

Die beiden Wechselstromgeneratoren zur Speisung der Statorabschnitte 22 und 24 (sowie der Statorabschnitte von gegebenenfalls vorhandenen weiteren parallel geschalteten Motoren) sind bei dieser Ausführungsform durch einen einteiligen Läufer 54 ersetzt, der mit zwei Ständern 56 und zusammenwirkt, deren Wicklungen jeweils in Dreieckschaltung verbunden sind und von denen die erste direkt mit dem Statorabschnitt 22 des Motors verbunden ist während die zweite mit dem Statorabschnitt 24 über Wicklungsabgriffe verbindbar ist. Die Struktur dieser Anordnung gleicht derjenigen, die bei der Beschreibung des Statorabschnitts 24 in Fig. 5 erläutert wurde.The two alternators to power the stator sections 22 and 24 (as well as the stator sections of any further parallel-connected Motors) are replaced in this embodiment by a one-piece rotor 54, which is equipped with two columns 56 and cooperates, the windings of which are each connected in a delta connection and of which the first directly to the The stator section 22 of the motor is connected while the second is connected to the stator section 24 via winding taps is connectable. The structure of this arrangement is the same as that used in the description of the stator portion 24 was explained in FIG. 5.

Es ist auf diese Weise möglich eine Phasendifferenz zwischen den Speiseströmen für die beiden Statorabschnitte des Motors zu erzeugen. Die Mittel- zur Phasenverschiebung, die bei denIn this way, a phase difference between the supply currents for the two stator sections of the motor is possible to create. The mean to phase shift that occurs in the

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vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen Bestandteile des Motors waren, sind bei dieser Anordnung auf den Generator zur Erzeugung der Versorgungsenergie übertragen. Es ist offensichtlich, daß diese Übertragung der Mittel zur Phasenverschiebung besonders dann günstig ist, wenn ein einziger Generator mehrere parallel geschalteter Motoren speisen soll.previously described embodiments components of the engine were, in this arrangement, transferred to the generator to generate the supply energy. It is obvious, that this transfer of the means for phase shifting is particularly favorable when a single Generator is to feed several motors connected in parallel.

Anstelle der in Fig. 7 dargestellten Anordnung können selbstverständlich auch andere Mittel zur Phasenverschiebung bei dem Generator verwendet v/erden, beispielsweise Mittel zur relativen Verschwenkung der beiden Statorteile 56 und 58 in einer Art, die der anhand von Fig. 2 beschriebenen gleicht.Instead of the arrangement shown in FIG. 7, of course other means for phase shifting in the generator are also used, for example means for relative pivoting of the two stator parts 56 and 58 in a manner which is similar to that described with reference to FIG.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Motors, das einen Steuerbereich von nicht mehr als 50% des maximalen von dem erfindungsgemäßen Motor mit Doppelstator erzielbaren Drehmoments erlaubt.Fig. 8 shows a further embodiment of the invention Motor having a control range of not more than 50% of the maximum of the motor with double stator according to the invention achievable torque allowed.

In diesem Falle ist der Käfigläufer 16 dem Rotor 20 ähnlich, der bei den vorangehend beschriebenen Anordnungen Verwendung findet. Er umfaßt eine Mehrzahl von Leiterstäben 26 und zwei Pakete von Dynamoblechen 28 und 30, die längs der Rotorachse voneinander getrennt sind. In diesem Fall erstreckt sich das Paket 30 im Bereich 62 jedoch über den Käfigläufer hinaus, wobei die zusätzliche Länge im wesentlichen etwa gleich der Länge eines einzigen Pakets in der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ist.In this case, the squirrel cage 16 is similar to the rotor 20 used in the arrangements described above finds. It comprises a plurality of conductor bars 26 and two packages of dynamo sheets 28 and 30, which run along the rotor axis are separated from each other. In this case, however, the packet 30 extends over the squirrel cage in the area 62 addition, the additional length being substantially equal to the length of a single package in that illustrated in FIG Arrangement is.

Der Statorabschnitt 22, dessen Wicklungen in der Zeichnung in Sternschaltung miteinander verbunden sind, obwohl selbstverständlich auch eine Dreieckschaltung möglich ist, ent- spricht den Statorabschnitten 22 der vorangehend beschriebenen Anordnungen. Der Statorabschnitt 66, der ebenfalls direkt von der Versorgungsquelle gespeist wird, ist kontinuierlich in axialer Richtung verschiebbar und zwar von einer Position,The stator section 22, the windings of which are connected to one another in a star connection in the drawing , although a delta connection is of course also possible, corresponds to the stator sections 22 of the arrangements described above. The stator section 66, which is also fed directly from the supply source, is continuously displaceable in the axial direction from a position

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in der er den Leiterkäfig des Rotors ganz umgibt, bis in eine Position, in der er den Teil 62 des Blechpakets umgibt, der nicht mit dem Leiterkäfig verbunden ist.in which it completely surrounds the conductor cage of the rotor, up to a position in which it surrounds the part 62 of the laminated core, the is not connected to the ladder cage.

Diese Anordnung des Statorabschnitts 24 macht es möglich, die Amplitude anstelle der Phase des von dem zweiten Statorabschnitt in dem Leiterkäfig erzeugten magnetischen Feld zu variieren. Dabei stellt sich das "gleiche Endresultat ein, da die Größe der in dem zweiten Abschnitt der Leiterstelle des Rotors induzierten elektromotorischen Kraft sich durch die Änderung des den Leiterkäfig durchsetzenden Flusses ändert.This arrangement of the stator section 24 makes it possible to increase the amplitude instead of the phase of the magnetic field generated by the second stator section in the conductor cage vary. The end result is the same, as the size of the in the second section of the conductor point The electromotive force induced by the rotor is caused by the change in the flux passing through the conductor cage changes.

Wenn die Winkelstellung des Abschnitts 66 und die des Abschnitts 22 übereinstimmen, kann das Drehmoment zwischen etwa 50 und 100$ des Maximums variiert werden, wenn die Stellung gegenphasig ist, kann das Drehmoment zwischen Null und etwa 50° des Maximalwertes variiert werden.When the angular position of section 66 and that of section 22 match, the torque can be varied between about $ 50 and $ 100 of the maximum if the Position is out of phase, the torque can be varied between zero and about 50 ° of the maximum value.

Es ist selbstverständlich auch möglich, den in Fig. 8 dargestellten Motor mit einem Schalter zu versehen, der betätigbar ist, wenn sich der Statorabschnitt 66 in der zweiten Endlage befindet. Damit kann dann der ganze Bereich von 0% bis IOO96 überstrichen werden, indem von gleichphasiger auf gegenphasige Speisung der beiden Abschnitte umgeschaltet wird.It is of course also possible to provide the motor shown in FIG. 8 with a switch which can be actuated when the stator section 66 is in the second end position. This means that the entire range from 0% to 10096 can be covered by switching from in-phase to antiphase feed for the two sections.

In Fig. 9 ist ein Ausführungsbeispiel eines Linearmotors gemäß der Erfindung dargestellt, der sich insbesondere für den Antrieb von Einschienenfahrzeugen eignet. Er sei im folgenden näher beschrieben:In Fig. 9, an embodiment of a linear motor according to the invention is shown, which is particularly suitable for Drive of monorail vehicles is suitable. It is described in more detail below:

In diesem Fall besitzt der Rotor gewissermaßen einen unendlich großen Radius bzw. er wird durch ein Band von leiterförmig angeordneten Leiterstäben 70 ersetzt, die seitlich von longitudinalen Leiterstäben 72 kurzgeschlossen sind. DasIn this case the rotor has an infinitely large radius or it becomes ladder-shaped by a band of arranged conductor bars 70 replaced, which are laterally short-circuited by longitudinal conductor bars 72. That

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Band von Leiterstäben 70 ist mit einem Band 74 aus ferromagnetischem Material verbunden, das hier die Aufgabe der Blechpakete des Rotors der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen übernimmt. Das Band von Leiterstäben, das bei der Verwendung der Anordnung zum Antrieb von Einschienenfahrzeugen beispielsweise seitlich der Schiene selbst getragen wird, stellt den ortsfesten Teil des Motors dar, das Arbeitsprinzip ist jedoch das gleiche.Band of conductor bars 70 is made with a band 74 of ferromagnetic Material connected, which here the task of the laminated cores of the rotor of the embodiments described above takes over. The band of ladder bars that is used when the arrangement is used to drive monorail vehicles For example, it is carried on the side of the rail itself, represents the stationary part of the motor that However, the working principle is the same.

Die Statorabschnitte, (die bei der Verwendung als Antriebsmotor auf einem bewegbaren Fahrzeug montiert sind), sind seitlich nebeneinander und im rechten Winkel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet, und während einer von ihnen, der Abschnitt 76, direkt aus einer geeigneten Dreiphasenstromquelle gespeist wird, wird der andere Abschnitt 78 über Kommutatoren 80, 82, 84 gespeist, die eine Regelung der Phasenverschiebung der eingeprägten elektromotorischen Kraft erlauben. Die Arbeitsweise dieses Linearmotors ist ohne nähere Erläuterung aus den obigen Beschreibungen der übrigen Ausführungsbeispiele der Erfindung erkennbar.The stator sections (which are mounted on a movable vehicle when used as a drive motor) are arranged side by side and at right angles to the direction of travel of the vehicle, and during one of to them, section 76, is fed directly from a suitable three-phase power source, the other section becomes 78 fed via commutators 80, 82, 84, which regulate the phase shift of the impressed electromotive Allow strength. The operation of this linear motor is without further explanation from the above descriptions other embodiments of the invention can be seen.

Es ist selbstverständlich, daß bei dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel auch die Einrichtungen verwendbar sind, die anhand der in den Figuren 6 und 7 dargestellten Antriebssysteme beschrieben wurden, falls diesel elektrischer Antrieb für das Fahrzeug verwendet wird, d.h. die Mittel zur Phasenverschiebung können vom Motor auf den Generator übertragen werden.It goes without saying that in the embodiment shown in FIG. 9, the devices can also be used are, which were described with reference to the drive systems shown in Figures 6 and 7, if diesel electric drive is used for the vehicle, i.e. the means for phase shifting can be from the engine to the Generator.

Die Fig. 10, 11 und 12 zeigen weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Motors für spezielle Verwendungszwecke.FIGS. 10, 11 and 12 show further embodiments of the motor according to the invention for special purposes.

In Fig. 10 ist ein Rotor, der dem in Fig. 2 dargestellten Rotor ähnlich ist, in zwei Statorabschnitten 22 und 24, die den in Fig. 2 dargestellten gleichen, drehbar gelagert. DerIn Fig. 10, a rotor similar to the rotor shown in Fig. 2 is in two stator sections 22 and 24, the the same shown in Fig. 2, rotatably mounted. Of the

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erste Abschnitt 22 ist direkt mit 'dem Dreiphasennetz verbunden. Der zweite Abschnitt 24 ist ohne Winkeldifferenz zu dem ersten Abschnitt angeordnet. Er speist über geeignete Stromregler 86 elektrische Energie ins Netz zurück, da die Anordnung, so getroffen ist, daß im zweiten Wicklungsabschnitt eine Spannung erzeugt wird, die größer ist als die Versorgungsspannung. Die Schaltung nach Fig. 10 kann so als Spannungs- oder Frequenzwandler verwendet werden, da die von dem ersten Wicklungsabschnitt aufgenommene Energie (abzüglich der Rotorverluste) von dem zweiten Abschnitt zurückgespeist wird.first section 22 is directly connected to the three-phase network. The second section 24 has no angular difference arranged to the first section. It feeds electrical energy back into the network via suitable current regulators 86, since the Arrangement is made so that in the second winding section a voltage is generated which is greater than the supply voltage. The circuit of FIG. 10 can be used as a voltage or frequency converter, since the Energy absorbed by the first winding section (minus the rotor losses) by the second section is fed back.

Das in Fig. 11 dargestellte Ausführungsbeispiel ist dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ähnlich, der zweite Statorabschnitt 24 ist jedoch in Gegenphase zu dem ersten Abschnitt 22 angeordnet. In diesem Falle wirkt der Stromregler 86 nicht als Übertragungsmittel zur Übertragung von Energie von dem Statorabschnitt 24 in das Versorgungsnetz 32, er verhindert vielmehr, daß der Statorabschnitt 22 auf den Rotor mehr Energie überträgt als für die Erzeugung des gewünschten Drehmoments und der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit erforderlich ist. Das Gerät arbeitet auf diese Weise als elektromagnetischer Drehmomentregler.The exemplary embodiment shown in FIG. 11 is similar to the exemplary embodiment according to FIG. 10, the second stator section However, 24 is arranged in phase opposition to the first section 22. In this case, the current regulator 86 acts not as a transmission medium for the transmission of energy from the stator section 24 into the supply network 32, he rather, it prevents the stator section 22 from transferring more energy to the rotor than for the generation of the desired one Torque and the desired speed of rotation is required. The device works on this Way as an electromagnetic torque regulator.

Die Fig. 12 und 13 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele .des erfindungsgemäßen Motors. Bei ihnen werden Amplitude und Phase der Speisung für den zweiten Abschnitt 24 durch Drei_phasen-Auto_transformatoren 88 bzw. 89 geregelt.FIGS. 12 and 13 show two further exemplary embodiments of the motor according to the invention. They will be amplitude and phase of the supply for the second section 24 controlled by three_phase auto_transformators 88 and 89, respectively.

In den Fig. 14 und 15 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen die Wicklungen der beiden Statorabschnitte in Sternreihenschaltung bzw. in Dreieckreihenschaltung verbunden sind. Sie beziehen sich auf einen Motor, bei dem die Phasendifferenz zwischen den Statorfeldern durch mechanische Mittel erzeugt wird. Durch diese Speisungsart erhält man Arbeitskennlinien, die für Antriebszwecke besser geeignet sind. Sie gleichen den Arbeitskennlinien von Gleichstrommotoren mit14 and 15 show two further exemplary embodiments in which the windings of the two stator sections are connected in star series or in delta series. They refer to an engine in which the phase difference between the stator fields is created by mechanical means. With this type of supply one obtains Working characteristics that are more suitable for drive purposes. They resemble the working characteristics of DC motors

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Serienerregung.Series excitation.

Um die Verwendung mechanischer Mittel zur Phasenverschiebung zu vermeiden, ist es möglich die in den Fig. 15 und 16 dargestellten Schaltungen durch die Anordnung nach Fig. 16 zu ersetzen, bei der der zweite Abschnitt 24 in Dreieckschaltung ausgeführt ist und in Reihe mit den in Sternschaltung verbundenen Wicklungen des ersten Abschnitts 22 gespeist wird. Dies macht es möglich, als Mittel zur Phasenverschiebung z.B. Koramutatorschalter 36, 38, 40 zu verwenden.In order to avoid the use of mechanical means for phase shifting, those shown in FIGS. 15 and 16 are possible To replace circuits by the arrangement according to FIG. 16, in which the second section 24 in delta connection and is fed in series with the windings of the first section 22 connected in a star connection. This makes it possible to use, for example, coramutator switches 36, 38, 40 as a means for phase shifting.

Die vorangehende Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Motors bezog sich immer auf Dreiphasenwicklungen in Stern- oder Dreieckschaltung. Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip kann selbstverständlich auch bei Motoren mit einer abweichenden Phasenzahl realisiert werden, Es kann beispielsweise bei einem Sechsphasenmotor oder bei einem Einphasen-Induktionsmotor Verwendung finden. Die Einphasen-Version des erfindungsgemäßen Motors ist insbesondere zur Verwendung in elektrischen Hausgeräten beispielsweise in Waschmaschinen oder Geschirrspülmaschinen geeignet, bei denen beispielsweise die in Fig. 5 dargestellte Anordnung verwendet werden kann, wodurch unterschiedliche Wasch- oder Schleudergeschwindigkeiten oder dergleichen mit einem ausserordentlich einfachen, robusten und billigen Motor erzielt werden können. Der üblicher Weise in solchen Maschinen vorhandene als Programmschalter ausgebildete Zeitgeber kann dabei unmittelbar die Kommutatoren 36, 38 und 40 betätigen.The preceding description of various exemplary embodiments of the motor according to the invention always referred to three-phase windings in star or delta connection. The principle on which the invention is based can of course also be used can be implemented for motors with a different number of phases, for example with a six-phase motor or with a single-phase induction motor can be used. The single-phase version of the motor according to the invention is particularly suitable for use in electrical household appliances, for example in Washing machines or dishwashers are suitable, in which, for example, the arrangement shown in FIG. 5 is used can be, whereby different washing or spinning speeds or the like with an extraordinary simple, robust and cheap motor can be achieved. Usually present in such machines as Timers designed as program switches can directly actuate commutators 36, 38 and 40.

Obwohl die beiden Statorabschnitte in Motoren für viele Anwendungsfälle identisch sein werden, ist es selbstverständlich, daß sie auch unterschiedlich ausgebildet sein können, wenn eine Steuerung nur innerhalb eines beschränkten Geschwindigkeitsbereiches erforderlich ist.Although the two stator sections in motors for many applications will be identical, it goes without saying that they can also be designed differently, if control is only required within a limited speed range.

Es sei schließlich noch erwähnt, daß der erfindungsgemäße Asynchronmotor mit Käfigläufer in Kombination mit einem geeigneten an sich bekannten Steuersystem mit Rückkopplungs-It should finally be mentioned that the inventive Asynchronous motor with squirrel cage in combination with a suitable one known control system with feedback

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schleife für Einsatzfälle Verwendung finden kann, bei denen eine genaue Geschwindigkeitssteuerung erforderlich ist, z.B. bei der Steuerung von Werkzeugmaschinen oder dergleichen. Auf diese Weise werden einem einfachen und billigen Motor Anwendungsfälle erschlossen, die ihm bisher nicht zugänglich waren.loop can be used for applications where precise speed control is required, e.g. in the control of machine tools or the like. This way you become a simple and cheap engine Use cases opened up that were previously inaccessible to him.

Vorstehend wurden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, es sind selbstverständlich zahlreiche Varianten möglich, die alle von der der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis Gebrauch machen, die darin besteht, zwei Statorabschnitte und Mittel zur Einwirkung auf die Speisung oder auf die Winkelstellung oder auf die axiale Position des zweiten Statorabschnitts zu verwenden und auf diese Weise die von diesem Abschnitt in den Leiterstäben des Käfigläufers induzierte elektromotorische Kraft zu verändern.A few exemplary embodiments of the invention have been described above; there are of course numerous variants possible, all of which make use of the knowledge on which the invention is based, which consists in two stator sections and means for acting on the supply or on the angular position or on the axial position of the to use the second stator section and in this way those of this section in the conductor bars of the squirrel cage to change induced electromotive force.

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Claims (1)

Elektrischer Asynchronmotor, dessen Stator eine Mehr-, phasenv^icklung trägt, mit einem als Käfigläufer ausgebildeten Rotor mit geschichteten Blechen aus ferromagnetischem Material und auf dem Umfang verteilten axialen Leiterstäben, die durch an den Stirnseiten angeordnete Kurzschlußringe miteinander verbunden sind (Kurzschlußläufermotor), dadurch gekennzeichnet, daß der Stator einen ersten (22) und einen zweiten (24) Wicklungsabschnitt umfaßt, die koaxial angeordnet und einander benachbart sind und die unterschiedlichen Bereichen (28, 30) des Rotors (20) gegenüberliegen, daß die Wicklungsabschnitte (22, 24) mit Wechselstrom gleicher Frequenz gespeist sind und daß Mittel (34; 36, 38, 40; 44, 46, 50, 52; 86; 88; 89) zur Änderung der von dem zweiten Wicklungsabschnitt des Stators in die Leiterstäbe des Rotors induzierten elektromotorischen Kraft vorgesehen sind.Electric asynchronous motor, the stator of which is a multiple, phase winding carries, with a trained as a squirrel cage Rotor with laminated sheets made of ferromagnetic material and distributed on the circumference axial conductor bars, which are connected to one another by short-circuit rings arranged on the end faces (squirrel-cage motor), characterized, that the stator comprises a first (22) and a second (24) winding section which are arranged coaxially and adjacent to one another and the different areas (28, 30) of the rotor (20) oppose that the winding sections (22, 24) are fed with alternating current of the same frequency and that means (34; 36, 38, 40; 44, 46, 50, 52; 86; 88; 89) for changing the of the second winding section of the Stator in the conductor bars of the rotor induced electromotive force are provided. 2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Rotor (20) nur in den den Wicklungsabschnitten (22, 24) des Stators gegenüberliegenden Bereichen Blechpakete aus ferromagnetischem Material aufweist.2. Motor according to claim 1, characterized in that the rotor (20) only in the Winding sections (22, 24) of the stator opposite areas laminated cores made of ferromagnetic material having. (_3y Linearer Induktionsmotor bestehend aus einem ersten Teil und einem in Bezug auf diesen bewegbaren zweiten Teil mit mehrphasigen Wicklungen, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Teil eine Aufeinanderfolge paralleler Leiterstäbe (70) umfaßt, die seitlich durch Longitudinalleiter (72) kurzgeschlossen sind, daß ein sich längs der Leiterstäbe (70) erstreckendes Trägerteil (74) aus ferromagnetischem Material vorgesehen ist, daß der zweite Teil einen ersten(_3y linear induction motor consisting of a first Part and a second part with multi-phase windings, which is movable in relation to this, characterized in that the first part comprises a succession of parallel conductor bars (70) which are short-circuited laterally by longitudinal conductors (72), that one extending along the conductor bars (70) Support part (74) made of ferromagnetic material is provided that the second part has a first 409 8 13/0933409 8 13/0933 - 21 -- 21 - und einen zweiten Wicklungsabschnitt (76, 78) umfaßt, daß diese Wicklungsabschnitte (76, 78) längs der Richtung der Leiterstäbe (70) seitlich einander benachbart sind und mit Wechselströmen gleicher Frequenz gespeist werden und daß Mittel (80, 82, 84) zur Änderung der von dem zweiten Wicklungsabschnitt (78) des zweiten Teils des Motors in den Leiterstäben (70) des ersten Teils induzierten elektromotorischen Kraft vorgesehen sind.and a second winding section (76, 78) comprising said winding sections (76, 78) along the direction of the conductor bars (70) are laterally adjacent to one another and are fed with alternating currents of the same frequency and that means (80, 82, 84) for changing the of the second winding portion (78) of the second part of the Motor in the conductor bars (70) of the first part induced electromotive force are provided. 4. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da d u r c h gekennzeichnet , daß die beiden Wicklungsabschnitte (22, 24 bzw. 76, 78) des Stators bzw. des zweiten Teils des Motors elektrisch identisch sind.4. Motor according to one of claims 1 to 3, since d u r c h characterized in that the two winding sections (22, 24 and 76, 78) of the stator or the second part of the motor are electrically identical. 5. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Änderung der induzierten elektromotorischen Kraft Mittel zur Beeinflussung der Phasenverschiebung zwischen dem von dem ersten Wicklungsabschnitt erzeugten magnetischen Feldes sind.5. Motor according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the means for changing the induced electromotive force means for influencing it the phase shift between the magnetic field generated by the first winding section are. 6. Motor nach Anspruch 5, soweit dieser auf Anspruch 1 oder 2 zurückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wicklungsabschnitte auf gegeneinander verdrehbaren Trägerteilen angeordnet sind und daß die Mittel zur Phasenverschiebung des magnetischen Feldes Mittel zur gegenseitigen Verdrehung der Trägerteile sind.6. Motor according to claim 5, insofar as it is referred back to claim 1 or 2, characterized in that that the two winding sections are arranged on mutually rotatable support parts and that the means for phase shifting the magnetic field are means for mutual rotation of the carrier parts are. 7. Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Phasenverschiebung der magnetischen Felder von Mitteln zur Verschiebung der Phasenbeziehung zwischen dem Speisestrom des zweiten und dem Speisestrom des ersten Wicklungsabschnittes gebildet sind.7. Motor according to claim 5, characterized that the means for phase shifting the magnetic fields of means for shifting the Phase relationship formed between the feed current of the second and the feed current of the first winding section are. - 22 409813/0933 .- 22 409813/0933. O *\L "7 ΛO * \ L "7 Λ 8. Motor nach Anspruch 7, dadurch gekenn-8. Motor according to claim 7, characterized zeichnet , daß die Mittel zur Phasenverschiebung zv/ischen den Speiseströmen aus einem induktiven Phasenschieber (34) gebildet sind, der in Kaskadenschaltung in den Speisestromkreis des zweiten Wicklungsabschnitts eingefügt ist.draws that the means for phase shifting zv / ischen the feed currents from an inductive phase shifter (34), which are cascaded in the feed circuit of the second winding section is inserted. 9. Motor nach. Anspruch 7, bei dem zumindest die V/icklungen des zweiten Wicklungsabschnittes (24; 78) in Polygonschaltung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Phasenverschiebung aus einer Vielzahl.von an den einzelnen Seiten des den zweiten Wicklungsabschnitt bildenden Wicklungspolygons vorgesehenen Abgriffen (36a bis 36d, 38a bis 38d, 40a bis 4Od) sowie aus Wählschaltern (36, 38, 40) gebildet sind, die mit diesen Abgriffen verbunden und die zur Verbindung des Speisestromkreises mit vorgewählten kongruenten Wicklungsabgriffen jeder Seite simultan und in wechselseitiger Übereinstimmung betätigbar sind.9. Motor after. Claim 7, in which at least the windings of the second winding section (24; 78) are connected to one another in a polygon circuit, characterized in that the means for phase shifting are made up of a plurality of taps provided on the individual sides of the winding polygon forming the second winding section ( 36a to 36d, 38a to 38d, 40a to 40d) and selector switches (36, 38, 40) which are connected to these taps and which can be operated simultaneously and in mutual correspondence to connect the supply circuit with preselected congruent winding taps on each side. 10. Motor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählschalter (36, 38, 40) Kommutatorschalter sind.10. Motor according to claim 9, characterized in that the selector switches (36, 38, 40) Commutator switches are. 11. Motor nach Anspruch 7, der von zwei zueinander synchron rotierenden Wechselstromgeneratoren gespeist ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Phasenverschiebung aus Kupplungsmitteln (50, 52) gebildet sind, die eine gegenseitige Verdrehung der Läufer der beiden Wechselstromgeneratoren (44, 46) erlauben.11. Motor according to claim 7, which is fed by two mutually synchronously rotating alternators, characterized in that the means for phase shifting consists of coupling means (50, 52) are formed, which cause a mutual rotation of the rotors of the two alternators (44, 46) allow. 12. Motor nach Anspruch 7, der von einem mit einem Läufer und zwei Ständern ausgestatteten Wechselstromgenerator gespeist wird, wobei wenigstens eine der Ständerwicklungen in Polygonschaltung miteinander verbunden sind,12. An engine according to claim 7, that of an alternator equipped with a rotor and two stator is fed, at least one of the stator windings being connected to one another in a polygon circuit, 409813/0933409813/0933 - 23-- 23- dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Phasenverschiebung aus einer Vielzahl von an den einzelnen Seiten des Wicklungspolygons (58) dieses Ständers vorgesehenen Wicklungsabgriffen sowie aus Wählschaltern gebildet sind, die mit der genannten Vielzahl von Wicklungsabgriff en verbunden und die zur Verbindung des Speisestrorakreises rait vorgewählten kongruenten Wicklmigsabgriffen jeder Seite simultan und in wechselseitiger Übereinstimmung betätigbar sind.characterized in that the means for phase shifting is selected from a plurality of winding taps and provided on the individual sides of the winding polygon (58) of this stator are formed from selector switches that are connected to said plurality of winding taps and used for Connection of the food torrent circuit rait selected congruent winding taps on each side simultaneously and can be operated in mutual agreement. 13. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Änderung der elektromotorischen Kraft Mittel zur Änderung der Amplitude des Speisestroms des zweiten Wicklungsabschnittes sind.13. Motor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means for changing the electromotive force means for changing the amplitude of the supply current of the second winding section are. 14. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Änderung der elektromotorischen Kraft aus Mitteln zur Verschiebung des zweiten Wicklungsabschnittes gebildet sind, durch die diese parallel zu den axialen Leiterstäben des Käfigläufers zwischen einer Position, in der er diesen Leiterstäben mit seiner ganzen Länge gegenübersteht und einer Position verschiebbar ist, in der er ihnen nicht gegenübersteht..14. Motor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means for changing the electromotive force are formed by means for displacing the second winding section which this parallel to the axial conductor bars of the squirrel cage between a position in which it Ladder bars faces with its entire length and is displaceable in a position in which it is them not facing .. 15. Motor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Speisung des zweiten Wicklungsabschnitts durch Stromregler (86) steuerbar ist, durch die die Amplitude des Speisestroms veränderbar ist.15. Motor according to one of claims 1 or 2, characterized in that the supply of the second winding section can be controlled by a current regulator (86) through which the amplitude of the feed current is changeable. 16. Motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen des zweiten Wicklungsabschnitts in Sternschaltung miteinander und in Reihenschaltung mit den an die Speisequelle angeschlossenen Wicklungen des ersten Wicklungsabschnittes16. Motor according to claim 6, characterized in that the windings of the second Winding section in star connection with one another and in series with those connected to the supply source Windings of the first winding section 40981 3/093340981 3/0933 verbunden sind.are connected. 17» Motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und der zweite Wicklungsabschnitt in Reihen-Sternschaltung'gespeist werden. 17 »Motor according to claim 6, characterized in that the first and the second winding section are fed in a series star connection. 18. Motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Wicklungsabschnitt in Reihen-Polygonschaltung gespeist werden. 18. Motor according to claim 6, characterized in that the first and the second winding section are fed in a series polygon circuit. 19. Motor nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Wicklungen des zweiten Wicklungsabschnitts in Polygonschaltung miteinander verbunden und über die Wicklungen des ersten Wicklungsabschnitts über zwischen beide Wicklungsabschnitte in Kaskadenschaltung eingefügte Phasenschieber gespeist werden.19. Motor according to claim 1 to 5, characterized in that the windings of the second winding section are connected to one another in a polygon circuit and over the windings of the first winding section over between the two winding sections in a cascade connection inserted phase shifters are fed. 20. Motor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Dreiphasen-Drehstrommotor ist.20. Motor according to one or more of the preceding claims, characterized in that it is a Three-phase three-phase motor is. 21. Motor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch ge kennzeichnet, daß er ein Einphasen-Wechselstrommotor mit Phasenschieberkondensator ist.21. Motor according to one or more of claims 1 to 19, characterized in that it is a Single phase AC motor with phase advancing capacitor is. 09813/093309813/0933
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