Claims (10)
Steuereinrichtungen für Elektromotoren mit Mehrfachwicklungen Control devices for electric motors with multiple windings
Ich beanspruche als meine Erfindung:I claim as my invention:
1 . Eine Steuereinrichtung für einen Elektromotor mit Mehrfachwicklung zum stufenweisen Steuern des durch
den Motor erzeugten Drehmoments unter Betätigen einer verschiedenen Anzahl elektrischer Schaltmittel
wobei die Verbesserung darin besteht, daß der Motor eine elektrische Maschine mit Mehrfachwicklungen ist,
wobei der Motor aufweist: einen zur Bewegung innerhalb des Motors geeigneten Anker, einen benachbart zum Anker
angeordneten Stator, wobei der Stator ein Statorjoch und eine ganze Anzahl von mit dem genannten Statorjoch
gekoppelten Statorpolpaaren besitzt, die Statorpole in Nebeneinander-Anordnung in Richtung der Ankerbewegung
angeordnet sind, benachbarte Statorpole mit magnetomotorischer Kraft entgegengesetzter Polarität erregt
werden, die benachbart zum Anker angeordneten Statorpolpaare dazwischen einen Luftspalt definieren, eine1 . A control device for an electric motor with multiple windings for gradually controlling the through
torque generated by the motor by actuating a different number of electrical switching means
the improvement being that the motor is an electrical machine with multiple windings,
the motor comprising: an armature adapted to move within the motor, one adjacent to the armature
arranged stator, the stator having a stator yoke and a whole number of with said stator yoke
Has coupled stator pole pairs, the stator poles in a side-by-side arrangement in the direction of the armature movement
are arranged, adjacent stator poles excited with magnetomotive force of opposite polarity
be, the adjacent to the armature arranged stator pole pairs define an air gap therebetween, a
Vielzahl von in Richtung der Ankerbewegung angeordneten
Ankerwicklungen mit offener Schaltung, einen am Anker angeordneten Kommutator mit einer Vielzahl einzeln in
Richtung der Ankerbewegung angeordneter und in Paaren mitentsprechenden Segmenten um eine Statorpolteilung
entfernt angeordneter Segmente, wobei jedes Segment eines Paares mit einem entsprechenden offenen Ende einer
entsprechenden der Ankerwicklungen mit offener Schaltung gekoppelt ist, eine Vielzahl von in ersten und zweiten
Gruppen pro Statorpolpaar angeordneten Bürsten, und wobei die genannten Bürsten einzeln innerhalb jeder Gruppe
in Richtung der Ankerbewegung angeordnet sind, die erste Bürstengruppe eine oder mehrere Bürsten umfaßt, die zweite
Bürstengruppe eine oder mehrere Bürsten umfaßt, die genannten Gruppen einzeln angeordnet sind und erste und
zweite . in Richtung der Ankerbewegung abwechseln, jede Bürste einer Gruppe zur Kontaktierung eines Teils des
genannten Kommutators und wobei der genannte Teil nicht weniger als ein Kommutatorsegment umfaßt, während der
Anker sich relativ zum Stator bewegt,und wobei während
der Bewegung des Ankers relativ zum Stator gewisse der genannten Kommutatorsegmente außer Kontakt mit den genannten
Bürsten kommen, wodurch entsprechende der Ankerwicklungen mit offener Schaltung von den genannten Bürsten
elektrisch isoliert werden, elektrische Klemmenmittel, die mit der genannten Maschine gekoppelt und geeignet
sind zum Empfang elektrischer Energie für die Maschine und zur Abgabe elektrischer Energie von der
Maschine, wobei die genannte Maschine ein Drehmoment vonPlurality of arranged in the direction of the armature movement
Armature windings with open circuit, a commutator arranged on the armature with a plurality individually in
Direction of armature movement arranged in pairs with corresponding segments around a stator pole pitch
remotely located segments, each segment of a pair with a corresponding open end one
corresponding one of the armature windings is open circuit coupled, a plurality of in first and second
Groups of brushes arranged per pair of stator poles, and said brushes individually within each group
are arranged in the direction of the armature movement, the first brush group comprises one or more brushes, the second
Brush group comprises one or more brushes, said groups are arranged individually and first and
second. alternate in the direction of the armature movement, each brush of a group to contact part of the
said commutator and wherein said part comprises not less than one commutator segment, during the
Armature moves relative to the stator, and while
the movement of the armature relative to the stator certain of said commutator segments out of contact with said
Brushes come, creating corresponding ones of the armature windings with open circuit from the said brushes
electrically isolated, electrical terminal means coupled to said machine and suitable
are for receiving electrical energy for the machine and for delivering electrical energy from the
Machine, said machine having a torque of
dem elektrischen Stromfluß in Ankerwicklungen mit offener
Schaltung erzeugt, deren entsprechende Kommutatorsegmentpaare mit einer ersten Bürstengruppenbürste auf
einem Segment und einer zweiten Bürstengruppenbürste auf dem entsprechenden Segment in Kontakt sind und v/obei
der genannte Stromfluß in den Ankerwicklungen mit offener Schaltung unterbrochen wird, wenn die entspre-the electrical current flow in armature windings with open
Circuit generated, the corresponding pairs of commutator segments with a first brush group
a segment and a second group of brushes on the corresponding segment are in contact and v / obei
the mentioned current flow in the armature windings with open circuit is interrupted when the corresponding
chenden Komrautatorsegmente außer Kontakt mit den genannten
Bürsten sich "bewegen und hierdurch eine induzierte Spannung zwischen den zwei Kommutatorsegmenten
von Paaren erzeugt wird, die mit den genannten, unterbrochenen Ankerwicklungen mit offener Schaltung gekoppelt sind, und die genannte Maschine Mittel zur Abnahme
von elektromagnetischer Energie aus den genannten, unterbrochenen Ankerwicklungen aufweist und die genannten
elektrischen Schaltmittel elektrischen Stromfluß in den genannten Ankerwicklungen mit offener Schaltung durch
Anlegen von den elektrischen Klemmenmittela abgeleiteter,
elektrischer Energie an einzelne erste und zweite Bürstengruppenbürsten
steuern und hierdurch das durch den genannten Elektromotor mit Mehrfachwicklungen erzeugte
Drehmoment steuern.corresponding Komrautatorsegmente out of contact with the mentioned
Brushes "move" and thereby an induced voltage between the two commutator segments
is generated by pairs coupled to said open circuit, broken armature windings, and said machine means for taking off
of electromagnetic energy from said, interrupted armature windings and said
electrical switching means electrical current flow through said armature windings with an open circuit
Application of derived from the electrical terminal means,
electrical power to individual first and second brush group brushes
control and thereby the generated by the mentioned electric motor with multiple windings
Control torque.
2. Steuereinrichtung für einen Elektromotor mit Mehrfachwicklungen, wie in Anspruch 1, wobei die elektri-.
sehen Schaltmittel einzeln oder kumulativ in umkehrbarer Folge betätigbar sind, um in Stufen zu einer gewünschten
Drehmomenterzeugung zwischen einem Null-Drehmoment und einem maximalen Motordrehmoment' fortzuschreiten,
und wobei die genannte Folge ein Erregen erster und zweiter Bürstengruppenbürstenmittel in Positionen,
die einfach von zentralen und benachbarten Bürstenleerstellenmitteln
und entgegengesetzt zur Drehmomenterzeugungsrichtung entfernt sind, in Schritten von wiederholbären
Abschnitten für ein Polpaar, bis alle genannten einfach entfernten Positionen erregt sind, gefolgt durch
Erregen der genannten Bürstenmittelpositionen des nächsterhöhten Wertes der Entfernung in der genannten Richtung
von den genannten Bürstenleerstellenmitteln in Schritten von wiederholbaren Abschnitten für ein Polpaar
und Fortsetzen dieses Vorgangs umfaßt, bis alle genannten Bürstenmittelpositionen in allen Polpaaren
und in allen Werten der Entfernung in der genannten2. Control device for an electric motor with multiple windings as in claim 1, wherein the electric.
see switching means can be actuated individually or cumulatively in a reversible sequence in order to achieve a desired one in steps
Torque generation to progress between a zero torque and a maximum engine torque,
and wherein said sequence energizes first and second brush group brush means in positions
those simply from central and adjacent brush void means
and opposite to the direction of torque generation are removed in steps of repeatable
Sections for a pole pair until all of the named simply distant positions are energized, followed by
Exciting said brush center positions of the next highest value of the distance in said direction
from said brush void means in steps of repeatable sections for a pole pair
and continuing this process until all said brush center positions are in all pole pairs
and in all values of the distance in the said
Richtung von den genannten Bürstenleerstellenmitteln erregt
sind, was eine maximale Drehmomenterzeugung bewirkt.
Direction excited by said brush void means
are what causes maximum torque generation.
3. Steuereinrichtung für einen Elektromotor mit Mehrfachwicklungen zum Steuern der Größe und Richtung
eines durch den genannten Motor erzeugten Drehmoments unter Positionieren von Bürstenhaltermitteln in Richtung
der Ankerbewegung bezüglich der Statorpolmittel, wobei3. Control device for an electric motor with multiple windings to control the size and direction
a torque generated by said motor with positioning brush holder means towards
the armature movement with respect to the stator pole means, wherein
.10 die Verbesserung darin besteht, daß der genannte Motor eine elektrische Maschine mit Mehrfachwicklungen ist,
wobei die genannte Maschine auf v/eist: einen zur Bewegung. innerhalb der Maschine geeigneten Anker, einen benachbart
zum Anker angeordneten Stator, wobei der genannte Stator ein Statorjoch und eine ganze Anzahl von mit dem
genannten Statorjoch gekoppelten Statorpolpaaren aufweist,
die Statorpole in Nebeneinander-Anordnung in Richtung der Ankerbewegung angeordnet sind, benachbarte Statorpole
mit magnetomotorischer Kraft entgegengesetzter Polarität erregt werden, die benachbart zum Anker angeordneten
Statorpolpaare hierdurch einen Luftspalt dazwischen definieren, eine Vielzahl von Ankerwicklungen mit
offener Schaltung,angeordnet in Richtung der Ankerbewegung, einen auf dem Anker angeordneten Kommutator mit
einer Vielzahl von einzeln in Richtung der Ankerbewegung angeordneten Segmenten, die in Paaren mit entsprechenden
Segmenten eine Statorpolteilung entfernt angeordnet
sind, wobei jedes Segment eines Paares mit einem entsprechenden, offenen Ende einer entsprechenden der Anker- ..10 the improvement is that said motor is an electrical machine with multiple windings,
said machine being: one for movement. within the machine suitable anchor, one adjacent
to the armature arranged stator, said stator having a stator yoke and a whole number of with the
has said stator yoke coupled stator pole pairs,
the stator poles are arranged in a side-by-side arrangement in the direction of the armature movement, adjacent stator poles
are excited with magnetomotive force of opposite polarity, which are arranged adjacent to the armature
Stator pole pairs thereby define an air gap between them, with a plurality of armature windings
open circuit, arranged in the direction of the armature movement, with a commutator arranged on the armature
a plurality of segments individually arranged in the direction of armature movement, which are in pairs with corresponding ones
Segments arranged one stator pole pitch away
are, each segment of a pair having a corresponding open end of a corresponding one of the anchor.
wicklungen mit offener Schaltung gekoppelt ist, die genannten Bürstenhaltermittel eine Vielzahl von in.ersten
und zweiten Gruppen pro Statorpolpaar angeordneten Bürsten halten und die genannten Bürsten einzeln innerhalb
jeder Gruppe in Richtung der Ankerbewegung angeordnet sind, die erste Bürstengruppe eine oder mehrere Bürsten
aufweist, die zweite Bürstengruppe eine oder mehrere Bür-open circuit windings, said brush holder means a plurality of in.ersten
and second groups of brushes arranged per pair of stator poles and holding said brushes individually within
each group are arranged in the direction of armature movement, the first group of brushes one or more brushes
has, the second group of brushes one or more brushes
sten aufweist, die genannten Gruppen einzeln angeordnet
sind und sich erste und zweite in Richtung der Ankerbewegung abwechseln, jede Bürste einer Gruppe zur Kontaktierung
eines Teils des genannten Kommutators, wobei der genannte Teil nicht weniger als ein Kommutatorsegment
aufweist, während sich der Anker relativ zum Stator
bewegt, und wobei, während sich der Anker relativ zum Stator bewegt, gewisse der genannten Kommutatorsegmente
außer Kontakt mit den genannten Bürsten kommen, wodurch entsprechende der Ankerwicklungen mit offener
Schaltung von den genannten Bürsten elektrisch isoliert werden, elektrische Klemmenmittel, die mit der genannten
Maschine gekoppelt und geeignet sind zum Empfang elektrischer Energie für die Maschine und zum Abgeben
elektrischer Energie von der Maschine, wobei die Maschine Mittel aufweist, die einen elektrischen Stromfluß in
denjenigen Ankerwicklungen mit offener Schaltung bewirken, deren entsprechende Kommutatorsegmentpaare durch
eine erste Bürstengruppenbürste auf einem Segment und
eine zweite Bürstengruppenbürste auf dem entsprechenden Segment kontaktiert werden, und wobei der genannte
Stromfluß in den Ankerwicklungen mit offener Schaltung unterbrochen wird, wenn sich die entsprechenden Kommutatorsegmente
außer Kontakt mit den genannten Bürsten bewegen, und wodurch eine induzierte Spannung zwischen den
beiden Kommutatorsegmenten von mit den genannten unterbrochenen Ankerwicklungen mit offener Schaltung gekoppelten
Paaren erzeugt wird, und Mittel zum Abnehmen elektrischer Energie von den genannten unterbrochenenmost has, said groups arranged individually
and the first and second alternate in the direction of the armature movement, each brush of a group for contacting
a part of said commutator, said part being no less than a commutator segment
has, while the armature is relative to the stator
moves, and wherein, while the armature moves relative to the stator, certain of said commutator segments
come out of contact with said brushes, causing corresponding one of the armature windings with open
Circuit to be electrically isolated from said brushes, electrical terminal means associated with said
Machine coupled and suitable for receiving electrical energy for the machine and for outputting
electrical energy from the machine, the machine having means for a flow of electrical current in
cause those armature windings with an open circuit, their corresponding commutator segment pairs through
a first brush group brush on a segment and
contacting a second group of brushes on the corresponding segment, and wherein said
Current flow in the armature windings with an open circuit is interrupted when the corresponding commutator segments
move out of contact with said brushes, and creating an induced voltage between the
two commutator segments coupled with the said interrupted armature windings with an open circuit
Pairs is generated, and means for removing electrical energy from said interrupted
30. Ankerwicklungen, und wobei die genannten Bürstenhaltermittel
innerhalb einer Statorpolteilung angeordnet sind, um zu bewirken, daß das Drehmoment zwischen einem
Maximum in der einen Richtung zu einem Maximum in der 30th Armature windings, and said brush holder means being disposed within a stator pole pitch to cause the torque to range from a maximum in one direction to a maximum in the
entgegengesetzten Richtung variiert. .opposite direction varies. .
4. Steuereinrichtung für einen Elektromotor mit Mehrfachwicklungen zum Steuern der Größe1 und der Richtung
des durch den genannten Motor erzeugten Drehmoments unter Betätigen einer verschiedenen Anzahl
elektrischer Sehaltmittel, um elektrische Energie an verschiedene,
von ersten und zweiten Bürstengruppenbürsten anzulegen und unter Positionieren von Bürstenhaltermitteln
in Richtung der Ankerbewegung bezüglich Statorpolmitteln, wobei die Verbesserung einschließt, daß der
Motor eine elektrische Maschine mit Mehrfachwicklung ist, wobei die genannte Maschine aufweist: einen zur Bewegung
innerhalb der Maschine geeigneten Anker, einen benachbart zum Anker angeordneten Stator, wobei der Stator
ein Statorjoch und eine ganze Anzahl von mit dem genannten Statorjoch gekoppelten Statorpolpaaren aufweist,
die Statorpole in einer Nebeneinander-Anordnung in Richtung der Ankerbewegung angeordnet sind,- benachbarte Statorpole
mit magnetomotorischer Kraft entgegengesetzter Polarität erregt werden, die benachbart zum Anker angeordneten
Statorpolpaare hierdurch einen Luftspalt dazwischen definieren, eine Vielzahl von Ankerwicklungen
mit offener Schaltung, die in Richtung der Ankerbewegung angeordnet sind, einen auf dem Anker angeordneten Kommutator,
der eine Vielzahl von einzeln in Richtung der Ankerbewegung angeordneten Segmenten aufweist, die in
Paaren mit entsprechenden Segmenten eine Statorpolteilung entfernt angeordnet sind, wobei jedes Segment eines
Paares mit einem entsprechenden offenen Ende einer entsprechenden der Ankerwicklungen in offener Schaltung
verbunden ist, die genannten Bürstenhaltermittel eine Vielzahl von in ersten und zweiten Gruppen pro Statorpolpaar
angeordneten Bürsten hält und die genannten Bürsten einzeln innerhalb jeder Gruppe angeordnet sind
und erste und zweite sich in Richtung der Ankerbewegung abwechseln, die erste Bürstengruppe eine oder mehrere4. Control device for an electric motor with multiple windings for controlling the size 1 and the direction of the torque generated by said motor by operating a different number of electric Sehaltmittel to apply electric power to different, of first and second brush group brushes and positioning brush holder means in the direction armature movement with respect to stator pole means, the improvement including the motor being a multiple winding electrical machine, said machine comprising: an armature adapted for movement within the machine, a stator disposed adjacent the armature, the stator having a stator yoke and an entire Number of stator pole pairs coupled to said stator yoke, the stator poles are arranged in a side-by-side arrangement in the direction of the armature movement, adjacent stator poles are excited with magnetomotive force of opposite polarity, which adjacent to the armature arranged stator pole pairs thereby define an air gap therebetween, a plurality of armature windings with open circuit, which are arranged in the direction of the armature movement, a commutator arranged on the armature, which has a plurality of individually arranged segments in the direction of the armature movement, which in pairs with respective segments one stator pole pitch apart, each segment of a pair being connected to a respective open end of a corresponding one of the armature windings in open circuit, said brush holder means holding a plurality of brushes arranged in first and second groups per stator pole pair, and said brushes individually are arranged within each group and the first and second alternate in the direction of the armature movement, the first group of brushes one or more
Bürsten enthält, die zweite Bürstengruppe eine oder mehrere Bürsten enthält, die genannten Gruppen einzeln angeordnet
sind land erste und zweite sich in Richtung der Ankerbewegung abwechseln, jede Bürste einer Gruppe für
eine Kontaktierung eines Teils des genannten Kommutators und.wobei ein genannter Teil nicht weniger als ein
Kömmutatorsegment umfaßt, während sich der Anker relativ
zum Stator bewegt, und wobei, wenn sich der Anker relativ zum Stator bewegt, gewisse der genannten Kommutator-Segmente
außer Kontakt mit den Bürsten kommen, wodurch entsprechende der Ankerwicklungen mit offener Schaltung
von den Bürsten elektrisch isoliert werden, elektrische Klemmenmittel, die mit der Maschine gekoppelt und geeignet sind zum Empfang elektrischer Energie für die Ma-
schine und zur Abgabe elektrischer Energie von der Maschine, wobei die genannte Maschine ein Drehmoment von
dem elektrischen Stromfluß in denjenigen Ankerwicklungen mit offener Schaltung erzeugt, deren entsprechende Kommutatorsegmentpaare
durch eine erste Bürstengruppenbürste auf einem Segment und eine zweite Bürstengruppenbürste
auf dem entsprechenden Segment und durch die. posiüonelle Beziehung zwischen den genannten erregten
ersten und zv/eiten Bürstengruppen und durch die Lagebeziehung zwischen den genannten erregten ersten und
zweiten Bürstengruppenbürsten und den genannten magnetisch erregten Statorpolen kontaktiert werden, die
durch die Position der genannten Bürstenhaltermittel gesteuert wird, und wobei der genannte Stromfluß in
den Ankerwicklungen mit offener Schaltung unterbrochen wird, wenn die entsprechenden Kommutatorsegmente sich
außer Kontakt mit den genannten Bürsten bewegen, v/o durch eine induzierte Spannung zwischen den beiden Kommutatorsegmenten
von Paaren erzeugt wird, die mit den genannten unterbrochenen Ankerwicklungen mit offener
Schaltung gekoppelt sind, und wobei die genannte Maschine Mittel zur Abnahme von elektrischer Energie von denContains brushes, the second group of brushes contains one or more brushes, said groups arranged individually
are land first and second alternate in the direction of the anchor movement, each brush of a group for
a contacting of a part of the named commutator und.wich a named part not less than one
Comes mutator segment, while the anchor is relatively
moves to the stator, and wherein, when the armature moves relative to the stator, certain of said commutator segments
come out of contact with the brushes, causing corresponding one of the armature windings to be open circuit
electrically isolated from the brushes, electrical clamping means coupled to the machine and suitable for receiving electrical energy for the machine
machine and for the delivery of electrical energy from the machine, said machine having a torque of
generated the electrical current flow in those armature windings with an open circuit, their corresponding commutator segment pairs
by a first group of brushes on a segment and a second group of brushes
on the corresponding segment and through the. posiüonal relationship between the mentioned excited
first and second brush groups and by the positional relationship between said first and excited
second brush group brushes and said magnetically excited stator poles are contacted, the
is controlled by the position of said brush holder means and wherein said current flow in
the armature windings with open circuit is interrupted when the corresponding commutator segments
move out of contact with said brushes, v / o by an induced voltage between the two commutator segments
is generated by pairs with the said interrupted armature windings with open
Circuit are coupled, and wherein said machine means for drawing electrical energy from the
genannten unterbrochenen Ankerwicklungen aufweist und wobei die genannten elektrischen Schaltmittel den elektrischen
Stromfluß in den genannten Ankerwicklungen mit offener Schaltung durch Anlegen von von den elektrisehen
Klemmenmitteln abgeleiteter, elektrischer Energie an einzelne erste und zweite Bürstengruppenbürsten
steuert, und wodurch eine Steuerung über das Drehmoment erhalten wird, das durch den genannten Elektromotor
mit Mehrfachwicklung erzeugt wird. 10having said interrupted armature windings and wherein said electrical switching means the electrical
Current flow in said armature windings with an open circuit by applying from the electric
Clamping means of diverted electrical energy to individual first and second group of brushes
controls, and thereby obtaining control over the torque produced by said electric motor
is produced with multiple winding. 10
5. Steuereinrichtung für einen Elektromotor mit Mehrfachwicklungen, wie in Anspruch 4, wobei die elektrischen
Schaltmitteln einzeln oder kumulativ in reversibler Folge betätigbar sind, um in Schritten zu irgendeiner
gewünschten Drehmomentenerzeugung zwischen einem Null-Drehmoment und einem maximalen Motordrehmoment
fortzuschreiten, und wobei die Folge umfaßt: Erregen erster und zweiter Bürstengruppenbürstenmittel in Positionen,
die von den zentralen und benachbarten Bürstenleerstellenmitteln
entgegengesetzt zur Drehmomenterzeugungsrichtung einfach entfernt sind, in Schritten wiederholbarer
Abschnitte für ein Polpaar, bis alle genannten einfach entfernten Positionen erregt sind, gefolgt
vom Erregen der genannten Bürstenmittelpositionen des
nächsthöheren Wertes der Entfernung in der genannten Richtung von den genann. .en Bürstenleerstellenmitteln in
Schritten von -wiederholbaren Abschnitten für ein Polpaar
und Fortsetzen dieses Vorgangs, bis alle genannten Bürstenmittelpositionen in allen Polpaaren und in allen5. Control device for an electric motor with multiple windings as in claim 4, wherein the electrical
Switching means can be operated individually or cumulatively in a reversible sequence to in steps to any
desired torque generation between a zero torque and a maximum engine torque
to proceed and the sequence comprising: energizing first and second brush group brush means into positions
that from the central and adjacent brush void means
opposite to the direction of torque generation are simply removed, repeatable in steps
Sections for a pole pair until all of the named simply distant positions are energized, followed
from energizing said brush center positions of the
next higher value of the distance in the mentioned direction from the mentioned. .en brush void means in
Steps of repeatable sections for a pole pair
and continuing this process until all said brush center positions in all pole pairs and in all
ou Werten der Entfernung in der genannten Richtung von den
genannten Bürstenleerstellenmitteln erregt sind, was eine maximale Drehmomenterzeugung bewirkt. ou values of the distance in said direction from said brush void means are excited, causing maximum torque generation.
6. Steuereinrichtung für einen elektrischen Motor mit Mehrfachwicklungen, wie in Anspruch 1, wobei die
elektrischen Klemmenmittel positive und negative Polaritätsklemmen umfassen, und Dioden in zwei Gruppen zwischen6. Control device for an electric motor with multiple windings as in claim 1, wherein the
electrical terminal means comprise positive and negative polarity terminals, and diodes in two groups between
ι erste Gruppenbürsten und die genannten Klemmen und
zv/ischen zweite Gruppenbürsten und die genannten Klemmen geschaltet sind, wobei die Verbesserung umfaßt: Verbindungen
einer ersten Diode zv/ischen jeder genannten Gruppenbürste und der genannten positiven Klemme, wobei
die ersten Diodenkathoden mit der genannten positiven Klemme verbunden sind, und Verbindungen einer zweiten
Diode zwischen jeder genannten Gruppenbürste und der genannten negativen Klemme, wobei die zweiten Diodenanoden
mit der genannten negativen Klemme verbunden sind, wodurch die elektromagnetische Energie von Unterbrechungen
der Ankerwicklungen mit offener Schaltung, die durch Überdecken zwischen Kommutatorsegmenten durch erste und
zweite Gruppenbürsten während der Ankerbewegung erregt und unterbrochen werden, an den elektrischen Klemmen
wiedergewonnen wird.ι first group brushes and the clamps mentioned and
zv / isch second group brushes and said terminals are connected, the improvement comprising: connections
a first diode for each of said group brushes and said positive terminal, wherein
the first diode cathodes are connected to said positive terminal, and connections of a second
Diode between each said group brush and said negative terminal, the second diode anodes
connected to said negative terminal, eliminating the electromagnetic energy from interruptions
of the armature windings with open circuit created by overlapping between commutator segments by first and
second group brushes are energized and interrupted during the armature movement at the electrical terminals
is recovered.
7- Steuereinrichtung für einen Elektromotor mit Mehrfachwicklungen,
wie in Anspruch 4, wobei die elektrisehen Klemmenmittel positive:und negative Polaritätsklemmen umfassen und Dioden in zwei Gruppen zwischen erste
Gruppenbürsten und die genannten Klemmen und zwischen zweite Gruppenbürsten und die genannten Klemmen geschaltet
sind, wobei die Verbesserung umfaßt: Verbindungen einer ersten Diode zwischen jeder der genannten Gruppenbürsten
und der genannten positiven Klemme, wobei erste Diodenkathöden mit der genannten positiven Klemme verbunden sind, sowie Verbindungen einer zweiten Diode zwischen
jeder genannten Gruppenbürste und der genannten7- control device for an electric motor with multiple windings,
As in claim 4, wherein the electrical terminal means comprises positive: and negative polarity terminals and diodes in two groups between the first
Group brushes and said terminals and connected between second group brushes and said terminals
the improvement comprising: interconnections of a first diode between each of said group brushes
and said positive terminal with first diode cathodes connected to said positive terminal and connections of a second diode therebetween
each named group brush and the named
negativen Klemme, wobei zweite Diodenanoden mit der genannten
negativen Klemme verbunden sind, wobei die elektromagnetische Energie von Unterbrechungen der Ankerwicklungen
mit offener Schaltung, die durch Überdecken zwischen Kommutatorsegmenten der ersten und zweiten Gruppenbürsten
bei der Ankerbewegung erregt und unterbrochen werden, an den elektrischen Klemmen wiedergewonnen wird.negative terminal, with the second diode anodes having the said
negative terminal are connected, with the electromagnetic energy from interruptions in the armature windings
with open circuit created by overlapping between commutator segments of the first and second group brushes
are excited and interrupted when the armature moves, is recovered at the electrical terminals.
GRÜNECKER. KINKELDEY. STOCKMAIR & PARTNERGRÜNECKER. KINKELDEY. STOCKMAIR & PARTNER
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) MÜNCHEN '12 ) MUNICH '12
P 17 292-li7/ai/ma
17- Mai 1982P 17 292-li7 / ai / ma
May 17, 1982
WILSON, John, Th.., EichardWILSON, John, Th .., Eichard
Steuereinrichtungen für Elektromotoren nit Mehrfach-Control devices for electric motors with multiple
wicklungenwindings
Neue Patentansprüche . New patent claims .
Λ A Steuereinrichtung für einen Elektromotor mit
Mehrfachwicklungen zum stufenweisen Steuern des durch
den Motor erzeugten Drehmoments unter Betätigen einer Anzahl von elektrischen Schaltmitteln, dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor eine elektrische Maschine mit Mehrfachwicklungen ist, daß der Motor aufweist: einen
zur Bewegung innerhalb des Motors geeigneten Anker (86), einen, benachbart zum Anker (86) vorgesehenen Stator (83)
mit einer ganzzahligen Anzahl von Statorpolpäaren (70,71X
die in Nebeneinander-Anordnung in Ankerbewegungsrichtung angeordnet sind, wobei benachbarte Statorpole (70, 71)
mit magnetomotorischer Kraft entgegengesetzter Polarität erregt werden, die zum Anker (86) benachbarten Statorpolpaare
einen Luftspalt dazwischen definieren, eine Vielzahl von in Ankerbewegungsrichtung angeordneten Ankerwicklungen
(z.B. 60-61) in offener Schaltung, einen auf dem Anker (86) angebrachten Kommutator (88) mit einer Λ A control device for an electric motor with multiple windings for stepwise control of the torque generated by the motor by actuating a number of electrical switching means, characterized in that the motor is an electrical machine with multiple windings, that the motor comprises: one suitable for movement within the motor Armature (86), a stator (83) provided adjacent to armature (86) with an integer number of stator pole pairs (70,71X which are arranged side by side in armature movement direction, adjacent stator poles (70, 71) with opposing magnetomotive force Polarity are excited, the stator pole pairs adjacent to the armature (86) define an air gap between them, a plurality of armature windings (for example 60-61) arranged in the armature movement direction in an open circuit, a commutator (88) mounted on the armature (86) with a
Vielzahl von einzeln in Ankerbewegungsrichtung vorgesehenen und in Paaren angeordneten Segmenten (72 bis 81), wobei
jedes Segment eines Paares mit einem entsprechenden offenen Ende einer entsprechenden der Ankerwicklungen
(z.B. 60 - 61) in offener Schaltung verbunden ist, eine
Vielzahl von in ersten und zweiten Gruppen pro Statorpolpaar (70, 71) angeordneten Bürsten (z.B. 13, 14), die
einzeln innerhalb jeder Gruppe in Ankerbewegungsrichtung vorgesehen sind, wobei die erste Bürstengruppe sowie
die zweite Bürstengruppe eine oder mehrere Bürsten (13 bzw. 14) aufweisen und die Gruppen einzeln vorgesehen
sind und erste und zweite sich in Ankerbewegungsrichtung abwechseln, wobei jede Bürste einer Gruppe einen Teil des
Kommutators (88) kontaktiert, während der Anker sich relativ zum Stator bewegt, wobei der genannte Teil zumindest
ein Kommutatorsegment (72 bis 81) einschließt, wobei jedes
Kommutatorsegment (72 bis 81) sich mit dem Anker (86) unter Bürsten (z.B. 13, 14) einer Gruppe bewegt unter Kon-.
taktierung zumindest einer Bürste der Gruppe, und ausgewählte der Korarautatorsegmente (72 bis 81) außer Kontakt
mit den Bürsten (z.B. 13» 14) kommen, wodurch entsprechende der Ankerwicklungen (z.B. 60 - 61) in offener Schaltung
von den Bürsten (z.B. 13, 14) elektrisch isoliert
werden, und elektrische Anschlußklemmen, die mit der ge-A plurality of segments (72 to 81) provided individually in the direction of armature movement and arranged in pairs, wherein
each segment of a pair having a corresponding open end of a corresponding one of the armature windings
(e.g. 60 - 61) is connected in an open circuit, one
A plurality of brushes (e.g. 13, 14) arranged in first and second groups per pair of stator poles (70, 71), the
are provided individually within each group in the armature movement direction, the first group of brushes as well
the second group of brushes have one or more brushes (13 or 14) and the groups are provided individually
and the first and second alternate in the direction of armature movement, each brush of a group being part of the
Commutator (88) contacted while the armature moves relative to the stator, said part at least
includes a commutator segment (72-81), each
Commutator segment (72 to 81) moves with armature (86) under brushes (e.g. 13, 14) of a group under con.
clocking at least one brush of the group, and selected one of the Korarautatorsegmente (72 to 81) out of contact
come with the brushes (e.g. 13 »14), whereby the corresponding armature windings (e.g. 60 - 61) are in an open circuit
electrically isolated from the brushes (e.g. 13, 14)
and electrical connection terminals that are
nannten Maschine gekoppelt und zum Empfang elektrischercalled machine coupled and for receiving electrical
Energie für die Maschine und zur Abgabe elektrischer Energie
von der Maschine gekoppelt sind, wobei die Maschine aus dem elektrischen Stromfluß in denjenigen Ankerwicklungen
(z.B. 60 - 61) in offener Schaltung ein Drehmoment 30Energy for the machine and for the delivery of electrical energy
are coupled by the machine, the machine from the electrical current flow in those armature windings
(e.g. 60 - 61) in an open circuit a torque of 30
erzeugt, in denen entsprechende Kommutatorsegmentpaare (72 bis 81) durch eine Bürste (z.B. 13) in der ersten
Gruppe der Bürsten an einem Segment (72 bis 81) und eine Bürste (z.B. 14) in der zweiten Gruppe von Bürsten auf
dem entsprechenden Segment (72 bis 81) kontaktiert werden, wobei der Stromfluß in den Ankerwicklungen (z.B. 60-61)
in offener Schaltung unterbrochen wird, wenn die entsprechenden Kommutatorsegmente (72bis 81) außer Kontaktgenerated, in which corresponding commutator segment pairs (72 to 81) by a brush (e.g. 13) in the first
Group of brushes on one segment (72 to 81) and one brush (e.g. 14) in the second group of brushes
the corresponding segment (72 to 81), whereby the current flow in the armature windings (e.g. 60-61)
is interrupted in an open circuit when the corresponding commutator segments (72 to 81) are out of contact
mit den Bürsten (13, 14·) kommen, wodurch, zwischen den zwei
Kommutatorsegmentpaaren (72 bis 81), die die unterbrochenen Ankerwicklungen (z.B. 60 - 61) in offener Schaltung
koppeln, eine Spannung induziert wird, wobei die Maschine eine Einrichtung zum Verwenden der elektrischen Energie
■aufweist, die aus der induzierten Spannung wiedergewonnen wurde, die von dem Stromfluß in den unterbrochenen Ankerwicklungen
(z.B. 60 - 61) erzeugt wurde, wobei elektrische Schalteinrichtungen (1 bis 8) elektrischen Stromfluß in
den genannten Ankerwicklungen (z.B. 60-61) in offener Schaltung durch Anlegen von von den elektrischen Anschlußklemmen
abgeleiteter elektrischer Energie an einzelne Bürsten (13, 14·) innerhalb der ersten und zweiten Gruppe von
Bürsten (13» 1*0 gesteuert wird, wodurch das durch den
elektrischen Motor mit Mehrfachwicklungen. erzeugte Drehmoment
gesteuert wird.come with the brushes (13, 14 ·), whereby, between the two
Commutator segment pairs (72 to 81), which have the interrupted armature windings (e.g. 60 - 61) in an open circuit
couple, a voltage is induced, the machine having a device for using the electrical energy
■ which has been recovered from the induced voltage resulting from the flow of current in the interrupted armature windings
(e.g. 60 - 61) was generated, with electrical switching devices (1 to 8) electrical current flow in
the mentioned armature windings (e.g. 60-61) in an open circuit by applying from the electrical connection terminals
dissipated electrical energy to individual brushes (13, 14 ·) within the first and second group of
Brushes (13 »1 * 0, which means that the
electric motor with multiple windings. generated torque
is controlled.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Betätigen der elektrischen Schalteinrichtungen
(1 bis 8) einzeln und kumulativ in Reihenfolge, um stufenweise zu einer gewünschten Drehmomenterzeugung
zwischen einem Null-Drehmoment und einem maximalen Motordrehmoment fortzuschreiten.2. Device according to claim 1, characterized by a device for actuating the electrical switching devices
(1 to 8) individually and cumulatively in order in order to gradually achieve a desired torque generation
progress between zero torque and maximum engine torque.
3- Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-25
3- device according to claim 2, characterized marked-25
net, daß die Vorrichtung zum Betätigen der elektrischen
Schalteinrichtungen (1 bis 8) in Reihenfolge eine Vorrichtung zum Erregen von Bürsten (13» 14-) in den ersten
und zweiten Burstengruppen in Positionen, die sich innet that the device for actuating the electrical
Switching devices (1 to 8) in sequence a device for exciting brushes (13 »14-) in the first
and second groups of brushes in positions that are in
einfacher Entfernung von zentralen und benachbarten 30simple removal of central and neighboring 30
Bürstenleerstellen (z.B. 15) entgegengesetzt zur Drehmomenterzeugungsrichtung
befinden, in Schritten für wiederholbare Polpaar-Abschnitte aufweist, bis alle Positionen
mit einfacher Entfernung erregt sind.Brush vacancies (e.g. 15) opposite to the direction of torque generation
in steps for repeatable pole pair sections until all positions
are excited at a simple distance.
4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,
daß hierauf. die Bürsten in Positionen mit dem nächsthöheren Entfernungspegel in der genannten Richtung
bezüglich der Bürstenleerstellen in Schritten für wie-4. Device according to claim 3 »characterized in that
that on this. the brushes in positions with the next higher distance level in said direction
regarding the brush vacancies in steps for
derholbare Polpaarabschnitte erregt werden und daß dieser Vorgang fortgesetzt wird, bis alle Bürstenpositionen
in allen Polpaaren und allen Entfernungswerten in der genannten Richtung von den Bürstenleerstellen
erregt sind, so daß das maximale Drehmoment erzeugt wird.reversible pole pair sections are energized and that this process is continued until all brush positions
in all pole pairs and all distance values in the stated direction from the brush vacancies
are excited so that the maximum torque is generated.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatorsegmente in
Paaren mit entsprechenden Segmenten eine Statorpolteilung entfernt angeordnet sind.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the commutator segments in
Pairs with corresponding segments are arranged one stator pole pitch away.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da-"***
durch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anbschlußklemmen Klemmen von positiver und negativer Polarität
aufweisen und daß Dioden in zwei Gruppen zwischen erste Gruppenbürsten und den genannten Klemmen und zwischen
zweiten Gruppenbürsten und den genannten Klemmen geschaltet sind.6. Device according to one of claims 1 to 5, since - "***
characterized in that the electrical connection terminals have terminals of positive and negative polarity
and that diodes in two groups between first group brushes and said terminals and between
second group brushes and said terminals are connected.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Diode zwischen jede Gruppenbürste
und die positive Klemme geschaltet ist, wobei die ersten Diodenkathoden mit der positiven Klemme verbunden sind,
·. und daß jeweils eine zweite Diode zwischen jeder Gruppenw 25 bürste und der negativen Klemme geschaltet ist, wobei
die zweiten Diodenanoden mit der negativen Klemme verbunden sind, so daß elektromagnetische Energie, die sich
bei den Unterbrechungen der Ankerwicklungen in offener Schaltung ergibt, die abwechselnd durch Vielfachüberstreichen
zwischen Kommutatorsegmenten durch die ersten
ersten und zweiten Gruppenbürsten bei der Bewegung des Ankers erregt und unterbrochen werden, an den elektrischen
Anschlußklemmen als elektrische Energie wiedergewonnen wird.7. Device according to claim 6, characterized in that a first diode is connected between each group brush and the positive terminal, the first diode cathodes being connected to the positive terminal. and that in each case a second diode is connected between each group 25 brush and the negative terminal, the second diode anodes being connected to the negative terminal, so that electromagnetic energy which results from the interruptions of the armature windings in an open circuit, which alternately sweeps by multiple between commutator segments are excited and interrupted by the first, first and second group brushes during the movement of the armature, is recovered as electrical energy at the electrical connection terminals.
3535
/Γ W/ Γ W
8. Steuereinrichtung für einen Elektromotor mit Mehrfachwicklungen zum Steuern der Größe und der Richtung
des durch einen Motor erzeugten Drehmoments unter Positionieren einer Bürstenhaltereinrichtung in Richtung
der Ankerbewegung "bezüglich der Statorpole, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine elektrische
Maschine mit Vielfachwicklungen ist, wobei die Maschine aufweist: einen zur Bewegung innerhalb der Maschine1angeordneten
'Anker, einen benachbart zum Anker vorgesehen Stator, wobei der Stator eine ganzzahlige Anzahl von
Statorpolpaaren aufweist, die in einer Nebeneinander-Anordnung in Ankerbewegungsrichtung angeordnet sind,
benachbarte Statorpole mit magnetomotorischer Kraft
entgegengesetzter Polarität erregt v/erden und die be-8. Control device for an electric motor with multiple windings for controlling the magnitude and direction of the torque generated by a motor while positioning a brush holder device in the direction of armature movement "with respect to the stator poles, characterized in that the motor is an electric machine with multiple windings, the machine comprises: an 'armature arranged for movement within the machine 1 , a stator provided adjacent to the armature, the stator having an integral number of stator pole pairs which are arranged in a side-by-side arrangement in the direction of armature movement, adjacent stator poles are excited with magnetomotive force of opposite polarity v / earth and the
!5 nachbart zum Anker stehenden Statorpolpaare hierdurch
einen Luftspalt dazwischen definieren, eine "Vielzahl von in Ankerbewegungsrichtung vorgesehenen Ankerwicklungen
in offener Schaltung, einen auf dem Anker angeordneten Kommutator mit einer Vielzahl von einzeln in Ankerbewegurigsrichtung
vorgesehenen und in Paaren angeordneten Segmenten, wobei jedes Segment eines Paares mit einem
entsprechenden offenen Ende einer entsprechenden der Ankerwicklungen
in offener Schaltung gekoppelt ist, wobei die Bürstenhaltereinrichtung eine Vielzahl von Bürsten
hält, die in ersten und zweiten Gruppen pro Statorpol angeordnet'sind, wobei die Bürsten einzeln innerhalb
jeder Gruppe in Ankerbewegungsrichtung angeordnet sind, die erste Bürstengruppe sowie die zweite Bürstengruppe
jeweils eine oder mehrere Bürsten umfassen, die Gruppen! 5 adjacent stator pole pairs to the armature as a result
defining an air gap therebetween, a plurality of armature windings provided in the direction of armature movement
in an open circuit, a commutator arranged on the armature with a multiplicity of individually in armature movement direction
provided and arranged in pairs segments, each segment of a pair with a
corresponding open end of a corresponding one of the armature windings
is coupled in open circuit, wherein the brush holder means a plurality of brushes
which are arranged in first and second groups per stator pole, with the brushes individually inside
each group are arranged in the armature movement direction, the first brush group and the second brush group
each comprise one or more brushes, the groups
einzeln vorgesehen sind und erste und zweite sich in Ankerbewegungsrichtung abwechseln, wobei jede Bürste
einer Gruppe einen Teil des Kommutators kontaktiert, während der Anker relativ zum Stator sich "bewegt, wobei
der genannte Teil zumindest ein Kommutatorsegment einschließt,
wobei jedes Kommutatorsegment sich mit dem Anker unter Bürsten einer Gruppe bewegt und zumindestare provided individually and the first and second alternate in the direction of armature movement, with each brush
of a group contacts a part of the commutator while the armature moves relative to the stator, wherein
said part includes at least one commutator segment,
each commutator segment moving with the armature under brushing a group and at least
3Ί 52355·· /· -."V."/.' χ·":3Ί 52355 ·· / · -. "V." /. ' χ · ":
ι eine Bürste der Gruppe kontaktiert und wobei während der
Bewegung des Ankers relativ zum Stator ausgewählte der Kommutatorsegmente außer Kontakt mit den Bürsten kommen,
wodurch entsprechende der Ankerwicklungen in offener Schaltung von den Bürsten elektrisch isoliert werden,
elektrische Anschlußklemmen, die mit der Maschine-gekoppelt und zum Empfang elektrischer Energie für die
Maschine und zur Abgabe elektrischer Energie von der Maschine gekoppelt sind, wobei die Maschine eine Einrichtung
aufweist, die den elektrischen Stromfluß in denjenigen Ankerwicklungen in offener Stellung bewirkt,
deren entsprechende Kommutatorsegmentpaare durch eine
Bürste der ersten Gruppe von Bürsten an einem Segment und durch eine Bürste der zweiten Gruppe von Bürsten an
dem entsprechenden Segment kontaktieren, und wobei der
genannte Stromfluß in den Ankerwicklungen in offener Schaltung unterbrochen wird, wenn sich.die entsprechenden
Kommutatorsegmente außer Kontakt mit den Bürsten bewegen, wodurch zwischen den zwei Kommutatorsegmenten
. derjenigen Paare, die mit den unterbrochenen Ankerwicklungen in offener Schaltung gekoppelt sind, eine Spannung
induziert wird, und eine Einrichtung zum Verwenden von elektrischer Energie, die aus der induzierten
Spannung wiedergewonnen wurde, die durch den Stromfluß in den unterbrochenen Ankerwicklungen erzeugt wurde.ι a brush of the group contacted and during the
Movement of the armature relative to the stator, selected commutator segments come out of contact with the brushes,
whereby the corresponding armature windings are electrically isolated from the brushes in an open circuit,
electrical terminals, which are coupled to the machine and for receiving electrical energy for the
Machine and are coupled for outputting electrical energy from the machine, the machine having a device
which causes the flow of electrical current in those armature windings in the open position,
their corresponding commutator segment pairs by a
Brush the first group of brushes on one segment and apply a brush to the second group of brushes
contact the relevant segment, and the
called current flow in the armature windings in an open circuit is interrupted when sich.die appropriate
Move commutator segments out of contact with the brushes, creating between the two commutator segments
. those pairs that are coupled to the interrupted armature windings in an open circuit, a voltage
is induced, and a device for using electrical energy from the induced
Voltage was recovered, which was generated by the flow of current in the broken armature windings.
9· Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kommutatorsegmente in Paaren mit entsprechenden
Segmenten eine Statorpolteilung entfernt angeordnet sind und daß die Bürstenhaltereinrichtung innerhalb
einer Statorpolteilung positioniert wird, um zu bewirken, daß das Drehmoment zwisehen einem maximalen Wert
in einer Richtung zu einem Maximum in der entgegengesetzten Richtung variiert. 9. Device according to claim 8, characterized in that
that the commutator segments in pairs with corresponding
Segments are arranged a stator pole pitch away and that the brush holder device within
a stator pole pitch to cause the torque to be between a maximum value
varies in one direction to a maximum in the opposite direction.
10. Steuereinrichtung für einen Elektromotor rait rtehrfachwicklungen
zum Steuern der Größe und der. Richtung des durch den Motor erzeugten Drehmoments unter Betätigen
einer Anzahl von elektrischen Schaltern, um elektrisehe
Energie an ausgewählte Bürsten innerhalb erster und zweiter Gruppen von Bürsten anzulegen,und unter Positionieren
einer Bürstenhaltereinrichtung in Ankerbewegungsrichtung bezüglich einer Statorpoleinrichtung, dadurch
gekennzeichnet, daß der Motor eine elektrische Maschine mit Vielfachwicklungen ist, wobei die Maschine
aufweist: einen zur Bewegung innerhalb der Maschine geeigneten Anker, einen benachbart zum Anker vorgesehenen
Stator, der eine ganze Anzahl von Statorpolpaaren aufweist, die in einer Nebeneinander-Anordnung in Ankerbewegüngsrichtung
angeordnet sind, wobei benachbarte Statorpole durch magnetomotorische Kraft entgegengesetzter
Polarität erregt werden und die Statorpolpaare, die benachbart zum Anker stehen, hierdurch einen Luftspalt
dazwischen definieren, eine Vielzahl von in Ankerbewegungsrichtung vorgesehenen Ankerwicklungen in offener
Schaltung, einen auf dem Anker angeordneten Kommutator mit einer Vielzahl von einzeln in Ankerbevegungsrichtung
vorgesehenen und in Paaren angeordneten Segmenten, wobei jedes Segment eines Paares mit einem entsprechenden
offenen Ende einer entsprechenden der Ankerwicklungen in offener Schaltung gekoppelt ist, wobei
die Bürstenhaitereinrichtung eine Vielzahl von Bürsten hält., die in ersten und zweiten Gruppen pro Statorpolpaar
angeordnet sind, wobei die Bürsten einzeln vorgese-10. Control device for an electric motor rait rtehrfachwicklungen
to control the size and the. Direction of the torque generated by the motor under actuation
a number of electrical switches to electrical
To apply energy to selected brushes within first and second groups of brushes, and below positioning
a brush holder device in the armature movement direction with respect to a stator pole device, thereby
characterized in that the motor is an electrical machine with multiple windings, the machine
comprises: an armature suitable for movement within the machine, one provided adjacent to the armature
Stator which has a number of pairs of stator poles arranged in a side-by-side arrangement in the direction of movement of the armature
are arranged, with adjacent stator poles opposing by magnetomotive force
Polarity are excited and the stator pole pairs, which are adjacent to the armature, thereby creating an air gap
in between define a plurality of armature windings provided in the armature movement direction in open
Circuit, a commutator arranged on the armature with a multiplicity of individually in armature movement direction
provided and paired segments, each segment of a pair with a corresponding one
open end of a corresponding one of the armature windings is openly coupled, wherein
the brush holder device holds a plurality of brushes, in first and second groups per pair of stator poles
are arranged, with the brushes provided individually
hen sind und erste und zweite sich in Ankerbewegungsrichtung.
abwechseln, wobei die erste und zweite Bürstengruppe jeweils eine oder mehrere Bürsten umfaßt, wobei
die genannten Gruppen einzeln vorgesehen sind und sich erste und zweite in Ankerbewegungsrichtung abwechseln,
wobei jede Bürste einer Gruppe einen Teil des Kommutators kontaktieren kann, wenn der Anker sich relativ /.umhen are and the first and second are in the direction of anchor movement.
alternate, the first and second brush groups each comprising one or more brushes, wherein
the groups mentioned are provided individually and the first and second alternate in the direction of anchor movement,
each brush of a group can contact a part of the commutator when the armature is relatively /.um
JSJS
ι Stator bewegt, wo.bei der genannte Teil zumindest ein
Kommutatorsegment umfaßt, wobei jedes sich mit dem Anker unter Bürsten einer Gruppe bewegende Kommutatorsegment
zumindest eine Bürste der Gruppe kontaktiert, ausgewählte
der Kommutatorsegmente außer Kontakt mit den Bürsten kommen, wodurch entsprechende der.Ankerwicklungen in
offener Schaltung von den Bürsten elektrisch isoliert werden, und elektrische Anschlußklemmen, die mit der
Maschine gekoppelt und zum Empfang elektrischer Energie für die Maschine und zur Abgabe elektrischer Energie
von der Maschine geeignet sind, wobei die Maschine ein Drehmoment aus dem elektrischen Stromfluß in denjenigen
Ankerwicklungen in offener Schaltung erzeugt, deren entsprechende Kommutatorsegmentpaare kontaktiert werden
durch eine Bürste in der ersten Bürstengruppe auf einem Segment und eine Bürste in der zweiten Bürstengruppe
auf dem entsprechenden Segment sowie durch die positionelle Beziehung zwischen erregten Bürsten der ersten
und zweiten Bürstengruppen und der magnetisch erregtenι Stator moves, wo.bei said part at least one
Commutator segment comprises, each commutator segment moving with the armature with brushes of a group
at least one brush of the group contacted, selected
of the commutator segments come out of contact with the brushes, whereby corresponding der.Ankerwicklungen in
open circuit are electrically isolated from the brushes, and electrical terminals connected to the
Machine coupled and for receiving electrical energy for the machine and for delivering electrical energy
from the machine are suitable, the machine generating torque from the electrical current flow in those
Armature windings generated in an open circuit, the corresponding commutator segment pairs are contacted
by a brush in the first brush group on one segment and a brush in the second brush group
on the corresponding segment, as well as by the positional relationship between energized brushes of the first
and second brush groups and the magnetically excited
^O Statorpole, was durch die Position der Bürstenhaltereinrichtung
gesteuert wird, wobei Stromfluß, in den Ankerwicklungen in offener Schaltung unterbrochen wird, wenn
die entsprechenden Kommutatorsegmente außer Kontakt mit den Bürsten kommen, wodurch zwischen den zwei Kommuta-
<*~*r ' 25 torsegmenten von denjenigen Paaren eine Spannung induziert,
die mit unterbrochenen Ankerwicklungen in offener Schaltung gekoppelt sind, wobei die Maschine eine
Einrichtung zur Verwendung elektrischer Energie aufweist, die aus der induzierten Spannung wiedergewonnen
wurde, die durch den Stromfluß in den unterbrochenen Ankerwicklungen erzeugt wurde, wobei elektrische Schalteinrichtungen
den elektrischen Stromfluß in den Ankerwicklungen in offener Schaltung durch Anlegen von von
den elektrischen Anschlußklemmen abgeleiteter Energie^ O stator poles, which is controlled by the position of the brush holder device, in which current flow is interrupted in the armature windings in an open circuit when the respective commutator segments out of contact come to the brushes, thus torsegmenten between the two commuta- <* ~ * r '25 a voltage is induced from those pairs which are coupled to broken armature windings in open circuit, the machine having means for using electrical energy recovered from the induced voltage generated by the flow of current in the broken armature windings, wherein electrical switching means the electrical current flow in the armature windings in an open circuit by applying energy derived from the electrical connection terminals
an einzelne Bürsten innerhalb der ersten und zweiten Gruppen von Bürsten steuern, wodurch das durch dento control individual brushes within the first and second groups of brushes, thereby making it through the
„ is"Is
Elektromotor mit Vielfachwicklungen erzeugte Drehmoment
gesteuert wird.Electric motor with multiple windings generated torque
is controlled.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Betätigen der elektrischen Schalt-11. Device according to claim 10, characterized by a device for actuating the electrical switching
einrichtungen einzeln oder kumulativ in Reihenfolge, um schrittweise zu einer gewünschten Drehmomenterzeugung
zwischen einem Null-Drehmoment und dem maximalen Motordrehmoment fortzuschreiten.
10devices individually or cumulatively in order to gradually produce a desired torque
to progress between zero torque and maximum engine torque.
10
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtungen zum Betätigen der elektri-12. Device according to claim 11, characterized in that
that the devices for operating the electrical
• sehen Schalteinrichtungen in Reihenfolge aus einer Vor- ■
richtung zum Erregen von Bürsten in den ersten und zweiten Bürstengruppen in Positionen, die in einfacher Entfernung
von zentralen und benachbarten Bürstenleerstellen entgegengesetzt zur Drehmomenterzeugungsrichtung
angeordnet sind, in Schritten für wiederholbare Abschnitte eines Polpaares aufweist, bis alle Positionen
mit einfacher Entfernung erregt sind, gefolgt durch Erregen der Bürstenpositionen mit dem nächsthöheren Entfernungswert
in der genannten Richtung von den Bürstenleerstellen in Schritten für wiederholbare Abschnitte
eines Polpaares und Fortsetzen auf diese Weise, bis alle• see switching devices in sequence from a device for exciting brushes in the first and second brush groups in positions that are at a simple distance from central and adjacent brush vacancies opposite to the direction of torque generation
are arranged in steps for repeatable sections of a pole pair until all positions with one distance are energized, followed by energizing the brush positions with the next highest distance value in said direction from the brush vacancies in steps for repeatable sections
of a pole pair and continuing in this way until all
^b Bürstenpositionen in allen Polpaaren und allen Entfernungswerten
in der genannten Richtung von den Bürsten-. leersteilen erregt sind, was eine maximale Drehmomenterzeugung
bewirkt.^ b Brush positions in all pole pairs and all distance values in the mentioned direction from the brush. empty parts are excited, which causes a maximum torque generation.
13· Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Betätigen der elektrischen Schalteinrichtung
einzeln oder kumulativ in Reihenfolge, um
stufenweise zu einer gewünschten Drehmomenterzeugung
zwischen einem Null-Drehmoment und einem maximalen Motordrehmoment
fortzuschreiten.13 · Device according to claim 12, characterized by a device for actuating the electrical switching device individually or cumulatively in order to
gradually to a desired torque generation
progress between zero torque and maximum engine torque.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtungen zum Betätigen der elektrischen Schalteinrichtungen in Reihenfolge Bürsten in
den ersten und zweiten Gruppen von Bürsten in Positionen, die sich in einfacher Entfernung von den zentralen und
benachbarten Bürstenleerstellen entgegengesetzt zur Drehmomenterzeugungsrichtung befinden, in Schritten
für wiederholbare Abschnitte eines Polpäars erregen, bis
alle einfach entfernten Positionen erregt sind. ■14. Device according to claim 13, characterized in that
that the devices for operating the electrical switching devices in order brushes in
the first and second groups of brushes in positions that are a simple distance from the central and
adjacent brush vacancies are opposite to the direction of torque generation, in steps
excite for repeatable sections of a polar pair, up to
all positions that are simply distant are aroused. ■
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß hiernach Bürsten in Positionen mit dem15. The device according to claim 14, characterized in that hereafter brushes in positions with the
. nächsthöheren Entfernungswert in der genannten Richtung von den Bürstenleerstellen in Schritten· für wiederholbare
Abschnitte eines Polpaares erregt werden und.daß dieser Vorgang fortgesetzt wird, bis alle Bürstenpositionen
in allen Polpaaren und allen Entfernungswerten in der genannten Richtung von den Bürstenleerstellen erregt
sind, um ein maximales Drehmoment zu erzeugen.. next higher distance value in the mentioned direction from the brush vacancies in steps · for repeatable
Sections of a pole pair are excited and that this process is continued until all brush positions
excited in all pole pairs and all distance values in said direction from the brush vacancies
are to generate maximum torque.
16. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kommutatorsegmente in Paaren mit entsprechenden Segmenten eine Statorpolteilung entfernt
angeordnet sind.16. Device according to claim 10, characterized in that
that the commutator segments in pairs with corresponding segments removed a stator pole pitch
are arranged.
· .·.
17. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Klemmen positive und negative
Klemmen umfassen und daß Dioden in zwei Gruppen zwischen die ersten Gruppenbürsten und die Klemmen und
zwischen zweite Gruppenbürsten und die Klemmen geschaltet sind.17. Device according to claim 10, characterized in that the electrical terminals are positive and negative
Clamps include and that diodes in two groups between the first group brushes and the clamps and
are connected between the second group brushes and the terminals.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine erste Diode zwischen jeder
Gruppenbürste und der positiven Klemme geschaltet ist, wobei erste Diodenkathoden mit der positiven Klemme ver-18. Device according to claim 17, characterized in that in each case a first diode between each
Group brush and the positive terminal is connected, whereby the first diode cathodes are connected to the positive terminal
3Ί52355 ·: ":■ -/ν.::* ·::--"'■■3Ί52355 ·: ": ■ - / ν. :: * · :: -" '■■
bunden sind, und daß jeweils eine zweite Diode zwischen jeder Gruppenbürste und der negativen Klemme geschaltet
ist, wobei zweite Diodenanoden mit der negativen Klemme verbunden sind, wodurch die elektromagnetische Energie
aus den Unterbrechungen der Ankerwicklungen mit offener Schaltung, die durch vielfaches Übergreifen zwischen
Kommutatorsegmenten der ersten und zweiten Gruppen bei der Bewegung des Ankers abwechselnd erregt und unterbrochen
werden, an den elektrischen Klemmen wiederge-1Ö
wonnen wird. ■are bound, and that in each case a second diode is connected between each group brush and the negative terminal
is, with second diode anodes connected to the negative terminal, whereby the electromagnetic energy
from the interruptions in the armature windings with an open circuit caused by multiple overlaps between
Commutator segments of the first and second groups alternately energized and interrupted during the movement of the armature
are shown again at the electrical terminals
is won. ■
19. Verbesserte Steuereinrichtung für einen Elektromotor mit Mehrfachwicklungen zum stufenweisen Steuern
des durch den Motor erzeugten Drehmoments zur Reduzierung des Energieverbrauchs innerhalb der Steuereinrichtung
durch Wiedergewinnung elektrischer Energie aus unterbrochenen, nichterregten Ankerwicklungen in offener
Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine elektrische Maschine mit Vielfachwicklungen ist, wobei
der Motor aufweist: einen innerhalb des Motors zur Bewegung angeordneten Anker, einen benachbart zum Anker
angeordneten Stator mit einer ganzen Anzahl von Statorpolpaaren, die in einer Nebeneinander-Anordnung in Ankerbewegungsrichtung
angeordnet sind, wobei benachbarte Statorpole durch magnetomotorische Kraft'entgegengesetzter
Polarität erregt werden und diejenigen Statorpolpaare, die benachbart zum Anker stehen, hierdurch
einen Luftspalt dazwischen definieren, eine Vielzahl von in Ankerbewegungsrichtung angeordneten Ankerwicklungen
in offener Schaltung, einen auf dem Anker angeordneten Kommutator mit einer Vielzahl von einzeln in Ankerbewegungsrichtung vorgesehenen und in Paaren angeordneten
Segmenten, wobei jedes Segment eines Paares mit einem entsprechenden offenen Ende einer entsprechenden der Ankerwicklungen
in offener Schaltung gekoppelt ist, eine Vielzahl von in ersten und zweiten Gruppen pro Statorpol19. Improved control device for an electric motor with multiple windings for stepwise control
of the torque generated by the motor to reduce the energy consumption within the control device
by recovering electrical energy from interrupted, non-excited armature windings in open
Circuit, characterized in that the motor is an electrical machine with multiple windings, wherein
the motor comprises: an armature disposed within the motor for movement, one adjacent the armature
arranged stator with a whole number of stator pole pairs, which are arranged in a side-by-side arrangement in the direction of armature movement
are arranged, with adjacent stator poles by magnetomotive force 'opposite
Polarity are excited and those stator pole pairs that are adjacent to the armature, thereby
defining an air gap therebetween, a plurality of armature windings arranged in the direction of armature movement
in open circuit, a commutator arranged on the armature with a plurality of individually provided in the armature movement direction and arranged in pairs
Segments, each segment of a pair having a corresponding open end of a corresponding one of the armature windings
is coupled in open circuit, a plurality of in first and second groups per stator pole
HtHt
ι angeordneten Bürsten, die einzeln innerhalb jeder Gruppe
in Ankerbev/egungsrichtung vorgesehen sind, wobei die erste und zweite Bürstengruppe jeweils eine oder mehrere
Bürsten umfaßt, wobei die Gruppen einzeln vorgesehen
■ 5 sind und die ersten und zweiten sich in Ankerbev/egungsrichtung
abwechseln,.wobei jede Bürste einer Gruppe einen Teil des Kommutators bei einer Bewegung des Ankers relativ
zum Stator kontaktieren kann, wobei der Teil zumindest ein. Kommutatorsegment umfaßt, wobei jedes sich mit
dem Anker unter Bürsten einer Gruppe bewegende Kommutatorsegment zumindest eine Bürste der Gruppe kontaktiert,
elektrische Anschlußklemmen, die mit der Maschine gekoppelt und zum Empfang elektrischer Energie für die
Maschine und zur Abgabe elektrischer Energie von der Maschine geeignet sind, wobei die Maschine eine Einrichtung
auf v/eist, die bewirkt, daß elektrischer Strom in denjenigen Ankerwicklungen in offener Schaltung fließt,
deren entsprechende Kommutatorsegmentpaare durch· eine Bürste in der ersten Gruppe von Bürsten an einem Segment
und durch eine Bürste in der zweiten Gruppe von Bürsten in dem entsprechenden Segment kontaktiert werden, und
wobei der Stromfluß in den Ankerwicklungen in offener Schaltung unterbrochen wird, wenn die· entsprechenden
Konnnutatörsegmente sich außer Kontakt mit den Bürsten
bewegen, wodurch eine Spannung zwischen den Kommutatorsegmenten derjenigen Paare induziert wird, die mit den
unterbrochenen Ankerwicklungen in offener Schaltung gekoppelt sind, und eine Energiewiedergewinnungseinrichtung
mit einer Vielzahl von Halbbrückenschalt'ungen,ι arranged brushes, individually within each group
are provided in the direction of movement of the armature, the first and second groups of brushes each having one or more
Brushes comprises, the groups being provided individually
■ 5 and the first and second are in the direction of anchor movement
alternate, .With each brush of a group a part of the commutator with a relative movement of the armature
can contact to the stator, the part at least one. Commutator segment includes, each with
the armature with brushes of a group moving commutator segment makes contact with at least one brush of the group,
electrical terminals that are coupled to the machine and for receiving electrical energy for the
Machine and are suitable for the delivery of electrical energy from the machine, the machine being a device
on v / eist, which causes electric current to flow in those armature windings in an open circuit,
their corresponding commutator segment pairs by a brush in the first group of brushes on a segment
and contacted by a brush in the second group of brushes in the corresponding segment, and
the current flow in the armature windings is interrupted in an open circuit when the corresponding
Connector segments move out of contact with the brushes
move, whereby a voltage is induced between the commutator segments of those pairs that are connected to the
interrupted armature windings are coupled in an open circuit, and an energy recovery device
with a large number of half-bridge circuits,
von denen jede zwischen nur eine Gruppenbürste und die elektrischen Anschlußklemmen geschaltet ist, und alle
Gruppenbürsten so verbunden sind.each of which is connected between just a group brush and the electrical connection terminals, and all
Group brushes are so connected.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, bei der die Halbbrückenschaltung
aus einer Vielzahl von Dioden besteht, die in Rückwartsvarspannung angeordnet sind, bis die
Ankerwicklung in offener Schaltung, die mit dem Koinmutatorsegment
verbunden ist, unterbrochen wird und hierdurch eine Spannung induziert, die bestimmte Dioden der
Halbbrückenschaltung und derjenigen Halbbrückenschaltung in Vorwärtsrichtung vorspannt, die mit der abwechselnd
benachbarten Gruppenbürste gekoppelt ist, die das ent-20. Device according to claim 19, wherein the half-bridge circuit
consists of a plurality of diodes arranged in reverse var voltage until the
Armature winding in open circuit connected to the Koinmutatorsegment
is connected, is interrupted and thereby induces a voltage that certain diodes of the
Half-bridge circuit and that half-bridge circuit biased in the forward direction, which alternates with the
adjacent group brush is coupled, which is the
10. sprechende Kommutatorsegment kontaktiert, das mit der unterbrochenen Ankerwicklung in offener Schaltung gekoppelt
ist, und wodurch elektromagnetische Energie, die sich in den nichterregten Ankerwicklungen in offener
Schaltung befindet, die durch die Bewegung der gekoppel-10. Talking commutator segment contacted, which is coupled to the interrupted armature winding in an open circuit
is, and causing electromagnetic energy that is in the unexcited armature windings in open
Circuit is located by the movement of the coupled
!5 ten Kommutatorsegmentpaare zwischen benachbarten Gruppenbürsten
unterbrochen werden, wiedergewonnen und als elektrische Energie an die elektrischen Anschlußklemmen
geliefert wird.! 5th commutator segment pairs between adjacent group brushes
be interrupted, recovered and as electrical energy to the electrical terminals
is delivered.