DE2923519A1 - Elektrischer motor mit integralem kondensator - Google Patents

Elektrischer motor mit integralem kondensator

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DE2923519A1
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core
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Description

Elektrischer Motor mit integralem Kondensator
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Maschinen mit Magnetkernen aus einem amorphen Metallband und insbesondere auf die Verwendung des für den Magnetkreis erforderlichen amorphen Metallmaterials , um auch als das Plattenmaterial eines integralen Kondensators zu dienen.
Die meisten Einphasen-Motoren verwenden einen Kondensator zum Anlauf, zum Betrieb oder beides. Ein derartiger Kondensator ist erforderlich, um die erforderliche Phasenverschiebung zwischen den Haupt- und Hilfsanlaufströmen zu erreichen. Die Kosten für diesen Kondensator können in einigen Fällen die Kosten des Grundmotors überschreiten. Es gibt noch andere Fälle, wo ein Kondensator einen Motor oder Generator zugeordnet wird, beispielsweise zur Leistungsfaktorkorrektur oder zum Filtern gleichgerichteter Leistung. In allen diesen Fällen ist der Kondensator normalerweise ein diskretes Bauteil.
Eine neuere Entwicklung der Technik sind Motoren und induktive Bauteile mit lameliierten Magnetkernen, die aus großen Längen von amorphen Metallbändern hergestellt sind und die entweder genutet sind oder eine gleichförmige Weite besitzen. Amorphe Metalle sind auch bekannt als metallische Gläser und existieren in vielen verschiedenen Zusammensetzungen, die eine Vielfalt von magnetischen Legierungen umfassen, die Elemente der Eisengruppe und Bor oder Phosphor/enthalten. Metallische Gläser werden aus Metallegierungen gebildet, die ohne Kristallisation gelöscht werden können, und diese Materialien sind mechanisch steif, fest und duktil und sie sind billig. Die ferromagnetischen Typen haben sehr kleine Koerzitivkräfte und hohe Permeabilitäten und sind besonders interessant aufgrund ihrer niedrigen Verluste. Bänder aus der Legierung FeQQ^20 hal3en e^n 1^ ^er Verluste bei einer gegebenen Induktion für sinusförmigen Fluß des besten
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orientierten Eisensiliziumstahls. Weitere Informationen gehen aus dem Artikel "Potential of Amorphous Metals for Application in Magnetic Devices" hervor von F.E. Luborsky et al, Jr. of Applied Physics, 49 (3), Teil II, März 1978, Seiten 1769 - 1774.
Amorphes Metall wird hergestellt durch Extrudieren der Schmelze unter Druck auf eine schnell rotierende, sehr kalte Kühleisenfläche, und die flüssige Legierung wird in ein massives Band in einer kurzen Zeit umgewandelt, die in Mikrosekunden gemessen wird, bevor das Material kristallin wird. Die Kühlgeschwindigkeit liegt in der Größenordnung von 10 °C/sek. Die gegenwärtig maximale Banddicke liegt bei 0,05 mm oder weniger; die Dickenbegrenzung wird durch die Geschwindigkeit der Wärmeabfuhr über das bereits erstarrte Material gesetzt, wobei die Geschwindigkeit groß genug sein muß, damit auch bei dem letzten Materialteilchen eine Kristallisation vermieden wird. Die natürliche Dünnheit dieses Materials und die große Anzahl der erforderlichen Motorlamellen bzw. -bleche - gestanzte Metallbänder haben gewöhnlich eine Dicke von 0,25 mm (10 mils) oder mehr - ist einer der angenommenen Nachteile bei der Verwendung amorpher Metallegierungen in elektrischen Motoren.
Die unerwünscht kleine Lamellendicke (etwa 0,04 bis etwa 0,05 mm), die gegenwärtig das maximal erzielbare bei amorphen Metallbändern ist, wird erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise ausgenutzt durch Verwendung der Lamellen bzw. Bleche eines geeignet geformten Magnetkernes als Platten für einen Kondensator zum Anlauf, Betrieb, zur Leistungsfaktorkorrektur und anderen Verwendungen in Motoren und Generatoren. Dieser integrale Aufbau ist besonders vorteilhaft aufgrund der ungeheuer vergrößerten Fläche zwischen den Lamellen bzw. Blechen bei dem dünneren Kernmaterial. Sowohl Statorkerne als auch Rotorkerne können mit einem integralen Troekenkondensator aufgebaut werden..
Der kombinierte lamellierte Kern und der Kondensator weisen eine Vielzahl isolierter Windungen aus magnetischem amorphem Metallband relativ großer Länge auf und sie werden von zwei übereinan-
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derliegenden parallelen Bändern und abwechselnden Isolierschichten gebildet, die hochkant angebracht und schraubenförmig gewickelt sind oder die spiralförmig wie eine Bandrolle gewickelt sind. Eine Erregerwicklung ist magnetisch mit dem geblechten Kern aus amorphem Metall gekoppelt und wenigstens ein Teil der Wicklung ist auch leitend oder elektrisch mit den zwei amorphen Metallbändern verbunden, die durch Isolierschichten voneinander getrennt sind, wobei dieser Aufbau als ein Kondensator in dem Stromkreis mit der Wicklung arbeitet. Jedes Band ist mit dem anderen Band auf jeder Seite kapazitiv gekoppelt, so daß die gesamte Kapazität der gesamten Fläche zwischen den Lamellen oder Blechen proportional ist. Die Magnetkerne können aus einer Vielzahl zueinander konzentrischer schneckenförmiger Kerne aufgebaut sein oder es können zahlreiche spiralförmige Kerne axial miteinander fluchten, wobei jeder Kern eine doppelte Punktion als ein getrennter Kondensator aufweist.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel ist ein Kondensator-Einphasenmotor mit einem geblechten Statorkern, in dem die zwei übereinanderliegenden amorphen Metallbänder schraubenförmig gewickelt und elektrisch permanent angeschlossen sind, um als ein Trockenkondensator im Reihenschluß mit der Hilfswicklung zu arbeiten. Ein anderes Ausführungsbeispiel ist ein mehrphasiger Motor mit mehreren konzentrischen schraubenförmigen Statorkernen, die jeweils magnetisch mit der Statorwicklung gekoppelt sind und auch elektrisch mit den Wicklungen verbunden sind, um als getrennte Leistungsfaktor-Korrekturkondensatoren zu arbeiten. Die Ausnutzung der Kapazitäten zwischen den Kernblechen führt zu Einsparungen bei den Kosten, dem Gewicht und dem Raum.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Figur 1 ist ein vereinfachtes Schaltbild von einem bekannten Betriebskondensator-Motor mit getrenntem Kondensator.
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Figur 2 ist eine auseinandergezogene Teilansicht von einem schraubenförmig gewickelten amorphen Metallkern mit einer doppelten Punktion als ein Kondensator und zeigt die Verbindungen mit der Hilfswicklung.
Figur 3 ist eine Teilschnittansicht von dem zusammengesetzten geblechten Kern gemäß Figur 2.
Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht von einem nutlosen Motor mit einem schraubenförmigen Statorkern, der als ein integraler Kondensator dient.
Figur 5 zeigt einen am Rand gewickelten Statorkern, der aus einem genuteten Band aus amorphem Material hergestellt ist.
Figur 6 ist eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht von einem spiralförmig gewickelten Stator- oder Rotorkern aus amorphem Material mit einem integralen Kondensator.
Figur 7 ist ein Schaltbild von einem bekannten mehrphasigen Motor mit getrennten Kondensatoren für die Korrektur des Leistungsfaktors.
Figur 8 ist eine Teilschnittansicht von dem nut losen Motor gemäß Figur 4 mit mehreren kantengewickelten Kernen und integralen Kondensatoren.
Figur 9 ist eine Teilschnittansicht von einem Rotor mit zahlreichen spiralförmig gewickelten Kernen und integralen Kondens at oren.
Um in einem elektrischen Einphasen-Motor ein rotierendes Magnet· feld zu erhalten, muß eine Phasenverschiebung zwischen den Motorströmen in zwei Wicklungen herbeigeführt werden, und der wirksamste Weg zu diesem Ziel ist die Verwendung eines Kondensators. Die Aufgabe besteht also darin, einen Strom in der Hilfs-
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oder Anlaufwicklung zu erzeugen, der gegenüber dem Strom in der Hauptwicklung um 90 Grad phasenverschoben ist, und dies führt zu einem gleichförmigen, symmetrischen rotierenden Feld. Es gibt drei Grundtypen von Einphasenmotoren mit Kondensatoren, und der Betriebskondensator-Motor ist der wirksamste und üblicherweise teuerste. Der bekannte Motor gemäß Figur 1 weist einen getrennten, externen Kondensator 11 in Reihe mit der Hilfsstatorwicklung 12 auf, und der Kondensator ist dauernd eingeschaltet, so daß er in dem Hilfswicklungskreis für den Anlauf liegt und für den Betrieb eingeschaltet bleibt, um einen guten Wirkungsgrad und eine verbesserte Leistungsfähigkeit zu erhalten. Der pulsierende Fluß mit doppelter Frequenz, der für Einphasenmotoren charakteristisch ist, wird vermindert. Die Haupt- oder Betriebswiöklung in rechten Winkeln zur Hilfswicklung ist bei 13 gezeigt, und der Rotor und die Welle sind mit 14 und 15 bezeichnet. Andere Typen von Einphasenmotoren mit Kondensatoren sind der Motor mit Änlaufkondensator, der ein hohes Anlaufmoment aufweist, der aber einen Schalter erfordert, um den Kondensator und die An!aufwicklung nach dem Erreichen der Drehzahl zu trennen, und der Motor mit Doppelkondensator, der zwischen zwei Kapazitätswerten umschaltet, und zwar eine hohe Kapazität für den Anlauf und eine niedrige Kapazität für den Betrieb. Es gibt eine große Klasse von Motoren, bei denen der Wirkungsgrad wichtig ist, und der Motor mit Betriebskondensator ist die beste Wahl, wie es beispielsweise für Kompressoren und Lüfter in Kühlschränken und Klimageräten gilt.
Der in den Figuren 2 - k dargestellte/Betrxebskondensator weist einen Statorkern aus magnetischem amorphem Metallband auf, das in spezieller Weise aufgebaut ist, um auch ein Trockenkondensator zu sein. Die Erfindung gestattet die Verwendung des Statorkernmaterials, das für den magnetischen Kreis erforderlich ist, auch als das Plattenmaterial von einem integralen Kondensator, was zu Einsparungen bei den Kosten, dem Gewicht und dem Raum führt. Der lameliierte bzw. geblechte Statorkern ist magnetisch mit den Haupt- und Hilfsstatorwicklungen gekoppelt, um ein rotierendes Magnetfeld in dem Luftspalt zu erzeugen, und das bandförmige
Kernmaterial in seiner doppelten Funktion als ein Kondensator ist leitend oder elektrisch mit der Hilfswicklung in Reihe geschaltet. Die Gesamtkapazität ist mehl' als ausreichend oder angemessen zur Ausbildung der richtigen Phasenverschiebung und eines hervorragenden Leistungsfaktors in einem derartigen Motor. Einer der bisher angenommenen Nachteile der Verwendung von Legierungen aus amorphem Metallen in elektrischen Motoren ist die große Anzahl von Lamellen oder Blechen gewesen, die aufgrund der. natürlichen Dünnheit dieses Materials erforderlich war. Bänder von etwa 0,04 - 0,05 mm (1,5 - 2 tausendstel Zoll) ist die maximale Dicke, die in absehbarer Zukunft erreichbar ist. Diese Einsparung ist ein Ergebnis der schnellen Kühl- oder Löschgeschwindigkeit von etwa 10 bis etwa 10 °C/sek, die erforderlich ist, um die Bildung einer Kristallstruktur zu verhindern. Trotz der Einschränkung hinsichtlich der Dicke ist eine Anzahl von Wegen bekannt zur Handhabung dieses Materials, und wenn ein derartiger Kern einmal montiert ist, dann besitzt er eine große Fläche zwischen den Lamellen oder Blechen. Die Kapazität eines Kondensators ist direkt proportional zur Fläche der Platten und zu der Dielektrizitätskonstanten des Isolators, der die Platten trennt, und sie ist umgekeht proportional zum Abstand zwischen den Platten. Es ist nicht sehr viel, was hinsichtlich . der Dielektrizitätskonstanten und des Plattenabstandes getan werden kann, aber die Plattenfläche ist um ein Vielfaches größer, wenn die Kernbleche aus sehr dünnem amorphem Metall anstelle der viel dickeren gestanzten Stahlbleche hergestellt werden.
Figur 2 zeigt in einem vergrößerten Maßstab einige wenige Windungen von einem kantengewickelten oder schraubenförmigen lamellierten Kern, der im wesentlichen aus zwei übereinanderliegenden magnetischen amorphen Metallbändern 16 und 17 relativ großer Länge hergestellt ist, die sich mit Isolierschichten 18 und 19 abwechseln und schraubenförmig gewickelt sind (ähnlich einem
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Slinky -Federspielzeug). Die Kondensatorverbindungen sind mit den Enden der amorphen Schraubenwindingen 16 und 17 hergestellt. Als ein Kondensator betrachtet, kann dieser Aufbau als ein Trockenkondensator mit parallelen Platten bezeichnet werden. Wenn
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der Kern zusammengesetzt und aufeinanderfolgende Windungen miteinander in Kontakt stehen, wie es in Figur 3 zu sehen ist, ist jedes Band kapazitiv mit dem anderen Band auf jeder Seite gekoppelt und die Gesamtkapazität ist proportional der Gesamtfläche zwischen den Blechen bzw. Lamellen. Ein Weg zur Fertigung des schraubenförmigen Statorkernes besteht darin, die eine Oberfläche eines Bandes aus der Legierung Fen0Bp0 mit Lack zu überziehen und dann diese zwei Bänder zu nehmen und sie zwei-in-der-Hand schraubenförmig zu wickeln. Alternativ kann das eine amorphe Metallband mit Lack auf beiden Seiten überzogen und gleichzeitig mit einem ebenen Band gewickelt werden. Es können auch andere Dielektrika verwendet werden, wie beispielsweise Polyesterfilm (Handelsname Mylar).
Das amorphe Metall kann irgendeines der magnetischen Legierungen sein, und es sind gegenwärtig viele verschiedene Zusammensetzungen für magnetische Anwendungsfälle bekannt mit Eisen, Nickel oder Kobalt oder irgendeiner Kombination dieser drei Metalle mit Bor und möglicherweise Phosphor. Die bevorzugte Zusammensetzung aufgrund ihrer hohen Induktionscharakteristiken ist die Legierung Feg0Bp0, und ein anderes geeignetes amorphes Metall ist Fe^Ni^P ^B,- oder die Abänderung dieses Materials, das unter dem Handelsnamen Metglas als Alloy Ribbon 2826MB von der Allied Chemical Corporation vertrieben wird. Bei Anwendungen mit Netzfrequenz können diese Materialien bis zu einem wesentlichen Grad die Eigenschaften von üblichen Eisen-Nickel-, Eisen-Kobalt- und Eisen-Siliziumlegierungen überschreiten und liefern eine wesentliche Kosteneinsparung. Die Legierungsbänder aus Feo0B?(-. haben 1/4 der Verluste, bei einer gegebenen Induktion für sinusförmigen Fluß, des besten orientierten Eisen-Silizium-Stahlblech. Die Sättigungsmagnetisierung von PegoBpo "*"st Jedocl1 niedriger als die von vielen üblicherweise verwendeten Magnetmaterialien auf Eisenbasis. Da das Band sehr dünn ist, sind die Wirbelstromverluste kleiner als für übliche Lamellen oder Bleche.
Bei dem nutenlosen Motor mit Betriebskondensator (Induktionsmotor oder anderer Motortyp) mit dem integralen Kondensator gemäß
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Figur k liegen die Statorwicklungen 20 in dem Luftspalt zwischen dem ungenuteten schraubenförmigen Statorkern 20 und dem Rotor 22. Die Vereinigung von Motorkern und Trockenkondensator ist aus amorphen Metallband mit gleichförmiger Breite hergestellt, wie es in Figur 2 gezeigt ist, und ist ein einfacher zylindrischer Mantel. Eine derartige Form ist in idealer Weise geeignet, um mit kontinuierlichen schraubenförmigen Bändern aus Magnetmaterial zu arbeiten. Die Haupt- und Hilfswicklungen sind gegeneinander verschoben wie in einer zweiphasigen Maschine und können den einschichtigen konzentrischen Aufbau besitzen. Die Doppelfunktion von Statorkern und Kondensator kann aus genutetem und mit Zähnen versehenen amorphem Metallband erreicht werden, wie es in Figur 5 gezeigt ist, und in diesem Fall werden die Motorwicklungen in die Statornuten eingelegt. Das gezahnte Band der Motorbleche, das entweder gekrümmt oder natürlich geradlinig sein kann, kann direkt aus amorpher Metallegierungsschmelze in einem einzigen Verfahren hergestellt werden.
Um aufzuzeigen, daß ein zusammengesetzter schraubenförmiger Kern eine wesentliche Fläche zwischen den Lamellen aufweist, wird ein Beispiel gegeben. Wenn ein üblicher gekapselter Kompressormotor von vier PS mit einem Außendurchmesser von 15 cm, einem Innendurchmesser von 7,5 cm und einer Länge von 12,5 cm in dieser Weise aus einem Material von 0,04 mm (1,5 mils) und einer Isolierdicke von 0,012 mm (0,5 mils) hergestellt würde, würden 2250
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Schichten mit einer Gesamtfläche von 225 750 cm (35 000 Zoll ) gebildet werden bei einem Füllfaktor von 90 % und 20 % Nutfläche. Wird ein Lack mit einer Dielektrizitätskonstanten von vier gewählt entsteht eine Gesamtkapazität von 64 Mikrofarad, was mehr als genug ist, um eine richtige Phasenverschiebung und einen hervorragenden Leistungsfaktor in einem derartigen Motor auszubilden.
Ein anderes Verfahren, um Magnetkerne aus langen endlosen Bändern aus amorphem Metall zu bauen, die mit einer Isolierung überzogen sind, besteht darin, das Material spiralförmig wie eine Bandrolle zu wickeln. Der Stator- oder Rotorkern gemäß Figur 6 wird mit jeweils zwei Schichten gleichzeitig spiralförmig gewickelt, und
jede Schicht bei einem darauffolgend größeren Durchmesser hat den vierschichtigen Querschnitt gemäß Figur 3, der sich aus abwechselnden Metallbändern und Isolierschichten zusammensetzt. Die zwei parallelen Metallbänder 25 und 26 sind die Kondensatorplatten, und die Isolierschichten 27 und 28 dazwischen sind das Dielektrikum des Kondensators. Metallglasmaterial ist fest und duktil und in der Praxis ist es möglich, die Bänder während des Wickeins zu ziehen und eine festlgewiekelte zylindrische oder scheibenförmige Kernstruktur mit einem hohen Füllfaktor zu erzeugen. Die elektrischen Verbindungen mit den zwei spiralförmig gewickelten Kondensatorplatten werden an den Enden der Metallbänder hergestellt, die eine gleichförmige Breite haben oder genutet sein können. Die Isolierschicht ist als überzug auf das Band aufgebracht oder ist ein getrennter Materialfilm und für einige Anwendungsfälle kann sie ein Oxid sein, das auf der Oberfläche des Bandes ausgebildet ist.
Ein bekannter mehrphasiger Induktionsmotor 30 ist in Figur 7 mit drei Leistungsfaktor-Korrekturkondensatoren 31 zwischen den Motoranschlüssen dargestellt. Mehrere getrennte integrale Kondensatoren werden durch Verwendung mehrerer amorpher Metallkerne oder Kernabschnitte verwirklicht, die zueinander konzentrisch oder zueinander axial fluchtend sind. Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Figur 8 ist ein nutenloser Motor ähnlich Figur k3 aber mit drei konzentrischen schraubenförmigen Kernen 32, 33 und 34. Die drei Kernabschnitte sind magnetisch mit den Statorwicklungen gekoppelt, aber sie sind elektrisch isoliert in ihren Funktionen als Leistungsfaktor-Korrekturkondensatoren. Die drei Kondensatoren sind über die drei verschiedenen Paare von Statorwicklungen geschaltet, die die gleichen sind wie in Figur 7. Die Kernabschnitte 32, 33 und J>k weisen einen gleichen Aufbau auf und sind zusammengesetzt, wie es in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, und sie können aus amorphem Metallband mit einer kleineren Breite hergestellt werden. Es sind gegenwärtig Bandbreiten von 1,25 cm (1/2 Zoll) handelsüblich und größere Breiten sind berichtet worden.
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Ähnliche Grundgedanken werden angewendet, um die Kapazität zwischen den Laraellen von einem Rotorkern aus amorphem Metall auszunutzen. Figur k zeigt einen realtiv langen Magnetkern, der aus zwei (oder mehr) axial fluchtenden Rotorkernabschnitten 35 und zusammengesetzt ist, die den gleichen Aufbau besitzen können und die spiralförmig gewickelt sind, wie es in Figur 6 gezeigt ist. Der' mit jedem Kernabschnitt integrale Trockenkondensator ist elektrisch mit der Rotorwicklung 37 oder einem Teil der Rotorwicklung verbunden oder kann an Schleifringe angeschlossen sein. Es ist auch möglich, den Statorkern mit zahlreichen spiralförmig gewickelten und axial fluchtenden Kernabschnitten aufzubauen. Scheibenförmige Motoren können spiralförmig gewickelte Kerne aus amorphem Metall mit radialen Nuten an einer oder beiden Seiten des Kernes haben, um die Wicklungen aufzunehmen, und diese können mit einem integralen Kondensator hergestellt werden.
Die Erfindung kann allgemein auch auf Generatoren und andere Motortypen angewendet werden, die hier als Beispiele genannt sind. Der mit dem Magnetkreis aus amorphem Metall integrale Kondensator kann unter gewissen Umständen auch dazu verwendet werden, die Kommutierungskapazität in einen zugehörigen Festkörperwandler zu bilden oder um gleichgerichtete Ströme zu glätten. Die Hauptüberlegung ist jedoch der magnetische Bereich, der zum Führen des Magnetflusses erforderlich ist, und die Größe der zur Verfügung stehenden Kapazität hängt von der Kapazität zwischen den Blechen dieses Magnetkreises ab. Die Senkung der Kosten, des Gewichtes und des Raumbedarfes durch die Doppelfunktion des Magnetkernes steht in enger Beziehung zu den geringen Verlusten und den möglicherweise billigen Magnetmaterialien aus amorphem Metall.
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Claims (9)

  1. Ansprüche
    f 1. !Elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, die für
    V /eine Drehung relativ zueinander angebracht sind und von denen
    wenigstens einer einen lameliierten bzw. geblechten Kern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator und/oder Rotor aus einer Vielzahl isolierter Windungen aus magnetischem amorphem Metallband von relativ großer Länge aufgebaut ist, eine Erregerwicklung magnetisch mit dem geblechten Kern gekoppelt ist und wenigstens ein Teil der Wicklung auch elektrisch leitend mit dem Band aus amorphem Metall in den geblechten Kern verbunden ist, das als ein Kondendator in dem Stromkreis mit der Wicklung dient.
  2. 2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zahlreichen Windungen aus einem Paar übereinanderliegender Bänder aus magnetischem amorphem Metall relativ großer Länge gebildet sind, die durch abwechselnde Isolierschichten voneinander getrennt sind.
  3. 3. Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gegekennzeichnet , daß die Paare amorpher Metall-
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    bänder, die durch Isolierschichten voneinander getrennt sind, hochkant montiert sind und schraubenförmig gewickelt sind zur Bildung eines zylindrischen geblechten Kernes.
  4. 4. Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zwei Bänder aus amorphem Metall spiralförmig gewickelt sind derart, daß aufeinanderfolgende Windungen einen größeren Durchmesser besitzen und einen zylindrischen geblechten Kern bilden.
  5. 5. Elektrische Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein zusätzlicher geblechter Kern vorgesehen ist, der aus zahlreichen Windungen von einem anderen Paar aus magnetischen amorphen Metallbändern gebildet ist und wenigstens ein Teil der Erregerwicklung magnetisch mit den zusätzlichen geblechten Kern gekoppelt und auch elektrisch mit dem anderen Paar der amorphen Metallbänder verbunden ist.
  6. 6. Elektrische Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine ein Einphasen-Elektromotor ist, dessen Statorkern aus zahlreichen Windungen von einem Paar paralleler Bänder aus magnetischem amorphem Metall gebildet ist, die durch abwechselnde Isolierschichten voneinander getrennt sind, wobei eine Hauptwicklung und eine Hilfswicklung magnetisch mit dem geblechten Kern gekoppelt sind und die Hilfswicklung ferner elektrisch mit dem Paar der amorphen Metallbänder in Reihe geschaltet ist, die als ein Kondensator in der Hilfswicklung dienen.
  7. 7. Elektrische Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator einen geblechten Kern aus einer Vielzahl isolierter Windungen aus einem Paar paralleler Bänder aus magnetischem amorphem Metall enthält, die durch Isolierschichten getrennt sind, und die Statorwicklung magnetisch mit dem
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    geblechten Kern und auch elektrisch in dem Stromkreis mit dem Paar amorpher Metallbänder liegt, die als ein Leistungsfaktor-Korrekturkondensator dienen.
  8. 8. Elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der wenigstens eine zusätzliche geblechte schraubenförmige Kern konzentrisch zu dem ersten Kern angeordnet ist und in ähnlicher Weise aus einem weiteren Paar von schraubenförmig gewickelten Bändern aus magnetischem amorphem Metall hergestellt ist, die durch Isolierschichten getrennt sind, wobei die Statorwicklung magnetisch mit dem zusätzlichen schraubenförmigen Kern gekoppelt und auch elektrisch in den Stromkreis mit dem anderen Paar der amorphen Metallbänder geschaltet ist.
  9. 9. Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch g e kennzeic. hnet , daß wenigstens ein zusätzlicher geblechter, spiralförmiger Kern vorgesehen ist, der axial fluchtend mit dem ersten Kern angeordnet ist und in ähnlicher Weise aus einem weiteren Paar spiralförmig gewickelter Bänder aus magnetischem amorphem Metall gebildet ist, die durch Isolierschichten getrennt sind, wobei die Statorwicklung magnetisch mit dem zusätzlichen spiralförmigen Kern gekoppelt und auch elektrisch in den Stromkreis mit dem anderen Paar amorpher Metallbänder geschaltet ist, die als ein zusätzlicher Leistungsfaktor-Korrekturkondensator dienen.
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US05/914,444 US4211944A (en) 1978-06-12 1978-06-12 Amorphous metal electric motor with integral capacitor

Publications (1)

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DE (1) DE2923519A1 (de)
FR (1) FR2428937A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0231889A2 (de) * 1986-02-06 1987-08-12 Wayne J. Morrill Motor mit innenliegendem Kondensator
DE102013016837A1 (de) 2013-10-10 2015-04-16 Daimler Ag Verfahren zum Herstellen eines Aktivteils für eine elektrische Maschine
DE102014213517A1 (de) * 2014-07-11 2016-01-14 Zf Friedrichshafen Ag Kernelement und Stator für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine, Platte für ein Kernelement, Verfahren zum Herstellen eines Kondensators und Verfahren zum Speichern elektrischer Energie

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4343347A (en) * 1978-12-22 1982-08-10 General Electric Company Method of making patterned helical metallic ribbon for continuous edge winding applications
US4281706A (en) * 1978-12-22 1981-08-04 General Electric Company Method of making helical metallic ribbon for continuous edge winding applications
US4380572A (en) * 1978-12-22 1983-04-19 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Patterned helical metallic ribbon for continuous edge winding applications
US4341845A (en) * 1978-12-22 1982-07-27 General Electric Company Helical metallic ribbon for continuous edge winding applications
US4323804A (en) * 1980-07-14 1982-04-06 The Stackpole Corporation Permanent magnet field motor with radio frequency interference suppressing capacitor
JPS58145085U (ja) * 1982-03-25 1983-09-29 ティーディーケイ株式会社 小型電動機
EP0117764A1 (de) * 1983-03-01 1984-09-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Spulenanordnung
JPS6043036A (ja) * 1983-08-19 1985-03-07 C-Baa Denshi Kk 電動機
JPH0253263U (de) * 1988-10-03 1990-04-17
JPH07231625A (ja) * 1994-02-22 1995-08-29 Oriental Motor Co Ltd コンデンサ付きモータ
JP3359863B2 (ja) 1998-04-08 2002-12-24 三菱電機株式会社 固定子鉄芯の製造方法
US6013959A (en) * 1998-06-01 2000-01-11 Eaton Corporation Lamination structure for an electromagnetic device
EP1006645A3 (de) 1998-12-04 2003-09-24 PAVESI S.r.l. Verfahren und Vorrichtung zur Stapelung eines Statorpakets einer dynamoelektrischen Maschine
GB2350239A (en) * 1999-05-20 2000-11-22 Insight M Ltd Magnetic circuit laminations forming a capacitor
US6737784B2 (en) * 2000-10-16 2004-05-18 Scott M. Lindquist Laminated amorphous metal component for an electric machine
US6651309B2 (en) * 2001-02-27 2003-11-25 Delphi Technologies, Inc. Method for fabricating a highly-dense powder iron pressed stator core for use in alternating current generators and electric motors
US20080246362A1 (en) * 2003-06-12 2008-10-09 Hirzel Andrew D Radial airgap, transverse flux machine
US20040251761A1 (en) * 2003-06-12 2004-12-16 Hirzel Andrew D. Radial airgap, transverse flux motor
JP5315782B2 (ja) * 2007-06-08 2013-10-16 日産自動車株式会社 モータおよびモータシステム
US20090021652A1 (en) * 2007-07-17 2009-01-22 Motorola, Inc. Microprojector with a detachable interaction device
BE1019030A5 (nl) 2009-08-03 2012-01-10 Atlas Copco Airpower Nv Turbocompressorsysteem.
GB201216099D0 (en) * 2012-09-10 2012-10-24 Protean Electric Ltd Capacitor
EP2854140A1 (de) * 2013-09-26 2015-04-01 Siemens Aktiengesellschaft Widerstandsmodul zur Anlaufmomenterhöhung für einen Läufer einer elektrischen Maschine mit einer Läuferwicklung
TWI581544B (zh) * 2016-04-01 2017-05-01 Built-in capacitive motor for improved construction
CN109196758B (zh) * 2016-06-01 2020-08-07 三菱电机株式会社 旋转电机
US11641149B2 (en) * 2020-05-15 2023-05-02 Hamilton Sundstrand Corporation Electrical machines, laminations, and methods of making the same

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2088949A (en) * 1931-02-10 1937-08-03 Radio Patents Corp Electric conductor
US2032129A (en) * 1933-11-11 1936-02-25 Westinghouse Electric & Mfg Co Capacitor motor
US3013168A (en) * 1959-04-20 1961-12-12 Charles E Ellis Suprasynchronous motor
US3092767A (en) * 1960-07-14 1963-06-04 Syncro Corp Generator and regulator
US3215910A (en) * 1960-07-14 1965-11-02 Syncro Corp Spiral wound capacitor
US3188505A (en) * 1960-11-18 1965-06-08 Gen Motors Corp Dynamoelectric machine means
US3213302A (en) * 1961-07-12 1965-10-19 Gen Electric Insulated metallic articles
US3519902A (en) * 1969-04-02 1970-07-07 Itt Spiral plate capacitor
US3886256A (en) * 1971-07-30 1975-05-27 Hitachi Ltd Stator core for rotary electric machines and method of manufacturing the same
SE7511398L (sv) * 1974-10-21 1976-04-22 Western Electric Co Magnetisk anordning
JPS5821539Y2 (ja) * 1976-06-28 1983-05-07 三菱マテリアル株式会社 改良イオン交換装置
US4116728B1 (en) * 1976-09-02 1994-05-03 Gen Electric Treatment of amorphous magnetic alloys to produce a wide range of magnetic properties
US4155397A (en) * 1978-05-05 1979-05-22 General Electric Company Method and apparatus for fabricating amorphous metal laminations for motors and transformers

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0231889A2 (de) * 1986-02-06 1987-08-12 Wayne J. Morrill Motor mit innenliegendem Kondensator
EP0231889A3 (en) * 1986-02-06 1988-07-06 Wayne J. Morrill Capacitor inside motor
DE102013016837A1 (de) 2013-10-10 2015-04-16 Daimler Ag Verfahren zum Herstellen eines Aktivteils für eine elektrische Maschine
DE102014213517A1 (de) * 2014-07-11 2016-01-14 Zf Friedrichshafen Ag Kernelement und Stator für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine, Platte für ein Kernelement, Verfahren zum Herstellen eines Kondensators und Verfahren zum Speichern elektrischer Energie

Also Published As

Publication number Publication date
US4211944A (en) 1980-07-08
JPS6318426B2 (de) 1988-04-18
JPS5517295A (en) 1980-02-06
FR2428937A1 (fr) 1980-01-11

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