DE950937C - Stufenloser elektromagnetischer Drehmomentwandler - Google Patents

Stufenloser elektromagnetischer Drehmomentwandler

Info

Publication number
DE950937C
DE950937C DEL14742A DEL0014742A DE950937C DE 950937 C DE950937 C DE 950937C DE L14742 A DEL14742 A DE L14742A DE L0014742 A DEL0014742 A DE L0014742A DE 950937 C DE950937 C DE 950937C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor
generator
armature
stator
torque converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEL14742A
Other languages
English (en)
Inventor
Albert Linz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DEL14742A priority Critical patent/DE950937C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE950937C publication Critical patent/DE950937C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K51/00Dynamo-electric gears, i.e. dynamo-electric means for transmitting mechanical power from a driving shaft to a driven shaft and comprising structurally interrelated motor and generator parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

  • Stufenloser elektromagnetischer Drehmomentwandler Die Erfindung betrifft einen stufenlosen elektromagnetischen Drehmomentwandler, durch welchen die Aufgabe gelöst werden soll, ein stark veränderliches Lastdrehmoment automatisch und stufenlos einem gegebenen Kraftdrehmoment, welches ebenfalls veränderlich sein kann, derart anzupassen, daß sich entsprechend der von der Antriebsmaschine abgegebenen Leistung die jeweils größtmögliche Drehzahl einstelft. Die Drehmomentwandlung erfolgt ausschließlich auf elektromagetischem Wege.
  • Es sind bereits Drehmomentwandler bekanntgeworden, bei denen die Drehmomentwandlung zu dem obengenannten Zweck auf ,hydraulischem Wege erreicht wird. Diese Getriebe, die vielfach im modernen Kraftwagenbau Verwendung finden, haben jedoch einen schlechten Wirkungsgrad, und die mit ihnen erzielbaren Beschleunigungen sind gering.
  • Weiterhin sind bereits Konstruktionen bekanntgeworden, welche auf elektromagnetischem Wege arbeiten und zur Drehzahlregelung bestimmt sind. Bei diesen Konstruktionen ist auf der treibenden Seite ein Elektrogenerator und auf der getriebenen Seite ein Elektromotor angeordnet. Die Drehmomente aus Generator und Motor werden dabei addiert. Die Drehzahlregelung erfolgt bei diesen älteren Anordnungen jedoch stets durch eine Änderung der Magnetfelderregung des Motors oder Generators oder sogar beider Aggregate mit Hilfe besonderer Schaltelemente, wobei die gewünschte Drehzahl von Hand eingestellt werden muB,.. Außerdem sind die zur Regelung der Magnetfelderregung erforderlichen Schaltelemente unvorteilhaft in den Leistungsstromkreis geschaltet, oder es ist ein zusätzliches Zahnradgetriebe angeordnet.
  • Die den bereits bekannten Konstruktionen noch anhaftenden Mängel sollen durch den Gegenstand der Erfindung beseitigt werden.
  • Der neue Vorschlag gemäß der Erfindung besteht darin, daß als Generator eine Elektromaschine mit Nebenschlußcharakteristik bzw. mit von der Belastung unabhängiger, praktisch unveränderlicher Felderregung und als Motor eine Elektromaschine mit Hauptschlußcharakteristik Verwendung findet. Ferner können beim Gegenstand der Erfindung die Statorwicklungen von Generator und Motor entgegen den sonst bei Elektromaschinen gegebenen Bedingungen aus wenigen Windungen starker Stäbe hergestellt werden, wobei zwar starke Ströme auftreten, .die jedoch bei den kurzen Stromwegen zu keinen erhöhten Verlusten führen, andererseits aber infolge der vorhandenen niedrigen Spannungen erhebliche fäbrikatorische Vereinfachungen gestatten. Darüber hinaus ist es beim Gegenstand der Erfindung durch Verwendung einer Rücklaufsperre möglich, .den Motoranker als mechanischen Energiespeicher zu benutzen, der z. B. im Kraftfahrzeug bei Fahrtverlangsamung bremsend wirkt und beim Beschleunigen die aufgespeicherte Energie wieder abgibt, wodurch eine wirkungsvolle, wenn auch nur kurzzeitige Unterstützung des Antriebsmotors erfolgt., In den Zeichnungen sind die Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. I einen Längsschnitt durch einen Drehmomentwandler, Abb. 2 einen Querschnitt durch den Drehmomentwandler gemäß Abb. I, Abb. 3 das Schaltschema für die Anordnung der Wicklungen von Generatorstator und Motorstator gemäß Abb. I und 2, Abb.4 einen Längsschnitt durch einen Drehmomentwandler in einer abgeänderten Anordnung, Abb.5 einen Längsschnitt durch einen Drehmomentwandler in einer weiteren abgeänderten Anordnung, Abb. 6 einen Querschnitt durch die Anordnung nach Abb. 5.
  • Bei dem Drehmomentwandler nach Abb. I, 2 und 3 bedeutet I die Generatorwelle, 2 den Generatoranker, 3 den Generatorstator, 4 die Statorwicklung des Generators, 5 die Statorwicklung des Motors, 6 den Motorstator, 7 das Statorengehäuse, 8 den Motoranker, g die Motorankerwicklung, IO Motorwelle, II die Rücklaufsperre, 12 das Zahnrad für den Abtrieb, 13 das Getriebegehäuse, 14, 15 und 16 Wälzlager.
  • Bei dem Drehmomentwandler wird als Generator zweckmäßig ein Drehstromsynchrongenerator und als Motor ein Drehstromkurzschlußläufermotor gewählt. Der Generatoranker 2 als Magnetfeldträger wird, wie bereits bekannt, .durch die Antriebsmaschine in Drehung versetzt und die dabei I im Generatorstator 3 erzeugte elektrische Energie unmittelbar in den Motorstator 6 geleitet. Die Motorstatorwicklung 5 ist dabei so geschaltet, daß das Motordrehfeld im entgegengesetzten Sinne des Generatoranrkers 2 umläuft. Aus Abb. 3 ist zu ersehen, wie die Statorwicklung I9 des Motors 2o an die Statorwicklung 18 des Generators 17 angeschlossen ist, um das Motordrehfeld im entgegengesetzten Drehsinn des Generatorankers 2 umlaufen zu lassen. Das Motordrehfeld versucht den Motoranker 8 in seinem Drehsinne, in Drehung zu setzen. Der Motoranker 8 wird jedoch über die IO durch die Rücklaufsperre II für die Drehrichtung des Motordrehfeldes gesperrt. Infolgedessen addieren sich die Drehmomente von Generator und Motor. und setzen den Generatorstator 3 und den Motorstator 6 mit ihrem gemeinsamen Statorgehäuse 7 im Drehsinn des Generatorankers 2 in Drehung. Der Abtrieb erfolgt über das mit dem Statörgehäuse 7 fest verbundene Zahnrad 12. Das Statorgehäuse 7 ist gegenüber den Ankern und dem feststehenden Getriebegehäuse 13 frei drehbar gelagert.
  • Die Drehmomentwandlung kommt dadurch zu-' stande, daß bei zunehmendem Lastdrehmoment und der dadurch bedingten vergrößerten Motorschlupffrequenz die Stromstärke in der Motorankerwicklung 8 anwächst, während gleichzeitig infolge des verringerten elektrischen Widerstandes im Motor die Stromstärke in den Statorwicklungen 4 und 5 zunimmt, was wiederum eine Verstärkung des Magnetfeldes des Motorstators 6 zur Folge hat, sofern in einem geeigneten Abschnitt der Hysteresiskurve gearbeitet wird. Da das Drehmoment von der Magnetfeldstärke und der Größe des Stromflusses des im Magnetfeld liegenden Leiters abhängig ist, wächst das Motordrehmoment erheblich stärker an als das Generatordrehmoment,weil im Generator nur die Stromstärke anwächst, während das Magnetfeld unverändert bleibt. Mit zunehmendem Lastdrehmoment wächst also der prozentuale Anteil des Motordrehmomentes an dem Lastdrehmoment, während der prozentuale Anteil des Generatordrehmomentes abnimmt. Umgekehrt fällt mit abnehmendem Lastdrehmoment der prozentuale Anteil des Motordrehmomentes am Lastdrehmoment, während der prozentuale Anteil des Generatordrehmomentes zunimmt, so daß bei entsprechend niedrigem Lastdrehmoment die gesamte Leistung der Antriebsmaschine über den jetzt nur noch als Kupplung wirkenden Generator auf den Abtrieb übertragen wird, wenn man von den Leerlaufverlusten des Motors absieht. Infolgedessen ist .der Drehmomentwandler in der Lage, Lastdrehmomente zu überwinden, welche um ein Vielfaches über dem vorhandenen 'Kraftdrehmoment liegen. Die Drehzahl des mit dem Abtrieb verbundenen Statorgehäuses7 stellt sich dabei in-Abhängigkeit von dem geforderten Lastdrehmoment und der von der Antriebsmaschine abgegebenen . Leistung jeweils auf den möglichen Höchstwert ein. Wird die Drehzahl der Antriebsmaschine während des Be-12 triebes so stark herabgemindert, däß die Drehzahl des Generatorankers 2 vorübergehend geringer ist als diejenige des Statorgehäuses 7, so wird die Stromrichtung im ganzen System umgekehrt. Infolgedessen wird der Motorstator 8 im Sinne des Generatorankers 2 mit zunehmender Geschwindigkeit in Drehung versetzt, da die Rücklaufsperre II dem Motoranker 8 in dieser Richtung freien Lauf läßt. Die Beschleunigung des Motorankers 8 hat dabei eine Bremsung des Statorgehäuses 7 zur Folge. Wird hiernach die Drehzahl des Generatorankers 2 wieder über die Tourenzahl des Statorgehäuses 7 hinaus erhöht, so wird der Motoranker 8 abgebremst, wobei er seine kinetische Energie an das Statorgehäuse 7 abgibt, bis der Motoranker 8 zum Stillstand kommt.
  • Bei dem abgewandelten Drehmomentwandler gemäß Abb. 4 bedeutet 21 die Generatorwelle, 22 den Generatoranker, 23 den Generatorstator, 24 die Statorwicklung des Generators, 25 die Statorwicklung des Motors, 26 den Motorstator, 27 das Statorgehäuse, 28 den Motoranker, 29 das Motorankergehäuse, 3o die Motorankerwicklung, 31 die Motorwelle, 32 die Rücklaufsperre, 33 das Getriebegehäuse, 34 das Wälzlager.
  • Hierbei ist der Motorstator innen und der Motoranker außen angeordnet. Der Motoranker 28 erhält ein eigenes Motorankergehäuse 29, an welchem die Rücklaufsperre 32 angebracht ist. Die Wirkungsweise ist sinngemäß wie bei der Anordnung nach Abb. I und 2. Der Vorteil der Anordnung nach Abb. 4 besteht darin, daß Antriebswelle und Abtriebswelle in einer Achse liegen. Außerdem sind die Massen des Motorankers größer, wodurch die Wirkung als mechanischer Energiespeicher verbessert wird.
  • Eine weitere Abwandlung des Drehmomentwandlers zeigen die Abb. 5 und 6. Hierin stellt dar: 35 den Wellenstumpf des Generators, 36 das Generatorankergehäuse, 37 den Generatoranker, 3$ den Generatorstator, 39 die Generatorstatorwicklung, 4 die Motorstatorwicklung, 41 die Statorwelle, 42 das Statorzwischenstück, 43 den Motorstator, 44 den Motoranker, 45 die Motorankerwicklung, 46,das Motorankergehäuse, 47 die Rücklaufsperre, 48 das Getriebegehäuse, 49 das Wälzlager.
  • Bei dieser Anordnung sind die Anker in eigenen Gehäusen außen angeordnet. Die Statoren sitzen auf einer gemeinsamen Welle, über die der Abtrieb erfolgt. Der Antrieb erfolgt über den Wellenstumpf 35 .des Generators. Die Wirkungsweise ist sinngemäß wie bei der Anordnung nach Abb. I und 2, deren Umkehrung sie darstellt. Bei entsprechender Wahl der Generatorerregung kann für den Hauptarbeitsbereich des Drehmomentwandlers dessen Leistungsfaktor annähernd cos 9 = I gehalten werden.
  • Eine gleichartige Wirkung ,des Drehmomentwandlers, wie sie bei Verwendung eines Drehstromsynchrongenerators und eines Drehstromkurzschlußläufermotors beschrieben worden ist, kann auch erzielt werden, wenn man einen Motor in Hauptschlußschaltung und einen Generator in Nebenschlußschaltung bzw. einen fremderregten Generator verwendet. Hierbei sind sogar einige betriebstechnische Vorteile erreichbar, welche jedoch gegenüber dem zuerst beschriebenen System durch wirtschaftliche Nachteile erkauft werden müssen. Gegenüber allen bisher im Kraftwagenbau bekannten stufenlosen und automatischen Getriebekonstruktionen besitzt der beschriebene Drehmomentwandler die Vorteile eines wesentlich höheren Wirkungsgrades, größerer Betriebssicherheit und niedriger Fabrikationskosten. Gegenüber allen bekannten Getrieben einschließlich der Zahnradstufengetriebe besitzt der Drehmomentwandler den Vorzug größerer Unempfindlichkeit bei geringerer Wartung. Nicht zuletzt verleiht der Drehmomentwändler dem .mit ihm ausgerüsteten Kraftfahrzeug bei Geschwindigkeitsänderungen ein Beschleunigungsvermögen, welches von keinem Fahrzeug mit gleich starker Antriebsmaschine erreicht wird.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Stufenloser elektromagnetischer Drehmomentwandler, bei welchem auf der Antriebsseite ein Elektrogenerator und auf der Abtriebseite ein Elektromotor angeordnet ist, deren mechanisch miteinander gekuppelte Statoren sowohl gegenüber dem Anker als auch gegenüber dem feststehenden Getriebegehäuse sich frei drehen, während nur der Motoranker für eine Drehrichtung gesperrt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Generator eine Elektromaschine mit Nebenschlußcharakteristik bzw. mit von der Belastung unabhängiger, praktisch unveränderlicher Felderregung und: als Motor eine Elektromaschine mit Hauptschlußcharakteristik Verwendung findet.
  2. 2. Stufenloser Drehmomentwandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Motoranker (8) über die Welle (I o) mit einer Rücklaufsperrc (II) verbunden ist, welche eine freie Drehung des Motorankers (8) im Drehsinne des Generatorankers (2) ermöglicht, während. diese Rücklaufsperre (II) jegliche Drehung des Motorankers (8) im entgegengesetzten Drehsinne verlhindert.
  3. 3. Stufenloser Drehmomentwandder nach Anspruch i und 2, bestehend aus einem Drehstromsynchrongenerator und einem Drehstromkurzschlußmotor, ;dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Drehstromwickluug von Generatorstator und Motorstator unter Anwendung starker Ströme und niedriger Spannungen zwecks Vermeidung hochwertiger Wicklungsisolierungen und Herabsetzung der Herstellungskosten aus wenigen Windungen starker Stäbe besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 208 853, 641 2o8.
DEL14742A 1953-02-21 1953-02-21 Stufenloser elektromagnetischer Drehmomentwandler Expired DE950937C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEL14742A DE950937C (de) 1953-02-21 1953-02-21 Stufenloser elektromagnetischer Drehmomentwandler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEL14742A DE950937C (de) 1953-02-21 1953-02-21 Stufenloser elektromagnetischer Drehmomentwandler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE950937C true DE950937C (de) 1956-10-18

Family

ID=7259910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEL14742A Expired DE950937C (de) 1953-02-21 1953-02-21 Stufenloser elektromagnetischer Drehmomentwandler

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE950937C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998040958A1 (de) * 1997-03-07 1998-09-17 Horst Dambach Elektrische maschine, elektronisch geregelt

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE208853C (de) *
DE641208C (de) * 1937-01-23 Wilhelm Hagemann Elektrischer Drehmomentwandler fuer stufenlose Drehzahlregelung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE208853C (de) *
DE641208C (de) * 1937-01-23 Wilhelm Hagemann Elektrischer Drehmomentwandler fuer stufenlose Drehzahlregelung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998040958A1 (de) * 1997-03-07 1998-09-17 Horst Dambach Elektrische maschine, elektronisch geregelt

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2658998A1 (de) Elektromotor
DE2057073A1 (de) Antriebssystem mit Reluktanzmotor
DE102018203566B4 (de) Elektromechanischer Energiewandler mit einem inneren und einem äußeren Energiewandler
DE10322473A1 (de) Elektrisches Antriebsaggregat
DE950937C (de) Stufenloser elektromagnetischer Drehmomentwandler
DE1112782B (de) Belueftung von Motoren mit Schlupflaeufer durch einen eigenen, mitrotierenden Lueftermotor
DE2928770A1 (de) Elektrischer drehmomentwandler, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
DE1270662B (de) Elektrischer Zweimotorenantrieb zum Anschluss an Einphasenwechselstrom
DE2810645A1 (de) Elektrischer motor bzw. generator und deren verwendung
DEL0014742MA (de)
DE668133C (de) Verfahren zum Umsteuern eines elektrisch angetriebenen Schiffes
DE890835C (de) Elektrisches Getriebe
DE196710C (de)
DE441183C (de) Treibscheibenantrieb
DE370229C (de) Verfahren zum Puffern von Wechselstromnetzen mittels Schwungrades
DE890088C (de) Elektrisches Getriebe
DE364398C (de) Elektrischer Schiffsantrieb mit Wechselstrommotoren
DE1138460B (de) Elektrischer Luefterantrieb durch eine frequenzveraenderlich gespeiste, kollektorlose Drehfeldmaschine
DE491108C (de) Einrichtung zum Betriebe von Mehrphasenmotoren, die unter Vermittlung eines Phasen- und Frequenzumformers, dessen Drehzahl durch eine Bremseinrichtung geregelt wird, aus einem Einphasennetz gespeist werden
DE580293C (de) Einrichtung zur Kompensierung von Asynchronmotoren
DE228181C (de)
AT208469B (de) Antrieb für Hebezeuge, Seilbahnen od. dgl.
DE2429886A1 (de) Elektro-fahrzeug
DE677215C (de) Elektrodynamisches Getriebe mit je einem mit der antreibenden und der angetriebenen Welle verbundenen Laeufer und einem feststehenden Staender
DE490722C (de) Kaskade, bestehend aus einem Asynchronmotor als Hauptmotor und einem mit diesem mechanisch gekuppelten und durch Zwischenschaltung eines Periodenumformers elek-trisch verbundenen Synchronmotor als Hintermotor