JPH01501356A - Single-phase and multi-phase electromagnetic induction machines with adjusted magnetic pole symmetry - Google Patents

Single-phase and multi-phase electromagnetic induction machines with adjusted magnetic pole symmetry

Info

Publication number
JPH01501356A
JPH01501356A JP62505433A JP50543387A JPH01501356A JP H01501356 A JPH01501356 A JP H01501356A JP 62505433 A JP62505433 A JP 62505433A JP 50543387 A JP50543387 A JP 50543387A JP H01501356 A JPH01501356 A JP H01501356A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
winding
rotor
windings
stator
generator motor
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.)
Pending
Application number
JP62505433A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ロバーツ ゲァリー ディーン
Original Assignee
エス ピー シー ホールディング コムパニー インコーポレーテッド
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 エス ピー シー ホールディング コムパニー インコーポレーテッド filed Critical エス ピー シー ホールディング コムパニー インコーポレーテッド
Publication of JPH01501356A publication Critical patent/JPH01501356A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H02K3/16Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots for auxiliary purposes, e.g. damping or commutating
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02Asynchronous induction motors
    • H02K17/28Asynchronous induction motors having compensating winding for improving phase angle

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

磁極対称性を調整した単相及び多相電磁誘導機技術分野 本発明は、磁極対称性を調整した単相及び多相電磁誘導機に関する。 先行技術 高い利用料金、力率ペナルティ及び需要に応じた料金体制の出現に伴い、公知の 誘導モータでは、多くの欠点が出て来た。 現在使用されているほとんどの誘導モータは、サイズが大き過ぎる上に効率が悪 い、従って、このようにモータの効率が低く、需要が高く且つ力率が悪い(KW /KVA)ために電力についての請求額が必要以上に大きくなる。良く知られて いるように。 力率は、交流電圧と交流電流との間の位相関係に基づくものである。電力会社は 、一般に、力率が0.85より下がったときに(電圧と電流が位相的に完全に同 じ波形であるときに力率が1となる)ユーザに割増し料金を課している。 エネルギ使用料が安かった頃は、これらの欠点が現在はど重要でなかった。需要 電力(ラインから得られねばならないが必ずしも使用されない全電力)及び力率 ペナルティは、しばしば、基本的なエネルギ料金よりも相当に高いものになる。 最も効率の高い公知の単相誘導モータは、永久分相キャパシタ設計のものである が、これらは、トルク特性が低いと共に、主位相巻線の磁界が補助位相巻線の磁 界とバランスされてそれらの各々の電流が互いに906ずれたときしか有効でな い。はとんどの分相キャパシタモータにおいては、大きなステータ巻線が電力端 子に直結され、そしてキャパシタに直列に接続された小さな補助巻線が入力にま たがって接続される0両ステータ巻線間の電流の90°のずれは、設計負荷のと きにしが生じず。 その他の負荷点においては、磁束が不均一に分布し、これにより、ロータ及びス テータには負のシーケンスの電流が設定され。 エアギャップには空間高調波(例えば、エアギャップにおける磁束の分布が正弦 波的でなくなる程度)が生じそしてステータの端部巻回からの漏れリアクタンス が高くなる0例えば、3%程度の相電圧の不平衡が生じると、モータの損失が1 5%ないし20%も増大する。 この状態は、単相モータに限定されるものではなく、多相電源に不平衡が生じた ときには多相モータにおいても考えら九ることである。単相及び多相の両モータ におけるこれらの損失は1口・−夕の加熱を招くために、絶縁性能を低下させる と共に。 ベアリングの寿命を短くする。更に、ロータの加熱に加えて、表1から明らかな ように、不平衡によって大きな磁気歪ノイズが生じそして運転性能が悪化する。 新しいモータを製造する場合に別の重大な欠点が生じる、現在、技術者は、モー タの効率を高める試みにおいて設計裕度に関心を置いているが、モータは、環境 変化やベアリングの摩耗による欠陥を受け易いものとなっている。又、直列の共 振巻線を相巻線と組み合わせることにより平衡状態を形成する試みがなされてい るが、これは、狭いスペクトルについてのみ同調される状態であり、成る負荷点 においては、1!環する高調波電流が増大し、効率が標準設計のものよりも低下 する。 誘導モータ及び発電機は、負荷に対して適切なサイズであるとき及びライン電圧 のバランスがとれたときにのみ有効である。設計負荷より低い状態で運転したり 或いはシステムに不平衡が生じたときには、不均一な磁極状態が生じ、ロータ及 びステータに負のシーケンスの電流が設定され、エアギャップに空間高調波が生 じモして相巻線の大きな電流によって漏れリアクタンスが大きくなる。この場合 も7不平衡が3%程度になると。 モータ又は発電機の損失が15%ないし20%に達する。こ九により7、絶縁性 能及びベアリングの寿命が低下すると共に、高い磁気歪ノイズや運転性能の低下 を招く不平衡状態が生じる。 又、直列共振巻線を相巻線と組み合わせることによってバランスのとれた制御さ れた状態をモータに形成する試みがなされているが、これは、狭いスペクトルに 対して同調された状態であり、成る負荷点において、循環する高調波電流が増大 しそして効率がIll!準設計のものよりの低下する。 発明の要旨 単相の発電電動機(モータ又は発電機を含む)は、通常、中空の円筒状の固定の ステータによって画成された内部空間に回転可能なロータを備えている。ロータ 及びステータは、互いに対向するスロットを有しており、その中に巻線が配置さ れる。 ロータの巻線は、各端が接続されてかご形を形成するが、又はスリップリングを 介して引き出される。ステータにおいては、2つの巻線が電気的に直列に接続さ れており、中空のステータコアの内面に沿って周囲方向に配置されて磁極を形成 している。 キャパシタが一方の巻線に並列に接続され、この組み合わせが第2の巻線と直列 に接続される。キャパシタのサイズは、第2の巻線とで擬似直列共振回路が形成 されそして第1の巻線とで擬似並列共振回路が形成されるようなサイズである。 直列に接続されたステータ巻線は、単相又は多相の電力入力端子にまたがって接 続される。 モータに電力が供給されたときには、バランスのとれた回転磁界が発生され5回 路のQ係数がロータ巻線のアドミッタンスによって連続的に調整される。擬似直 列共振回路と擬似並列共振回路との間の相互作用により、磁束の形態でロータに 送られた未使用のエネルギがステータ巻線の1つを介して戻され、磁界が崩壊す る際に、それによって生じた電圧がキャパシタに蓄積される。これは、例えば、 ロータにかシる負荷トルクの減少によるものである。別の意味で、ロータに要求 されるトルクが高いときには、キャパシタが蓄積エネルギを適当な巻線に供給し 、付加的な電力要求を補償すると共に、ロータの周囲に回転する磁束の分布をバ ランスのとれた状態に維持する。 交流電源からトルクを発生する方法は、容量素子を含む擬似二重共振回路を形成 しく上記容量素子は、誘導素子の1つに並列に接続され、この組合体が他の誘導 素子に直列に接続される)、供給トルクに用いられる回転可能な誘導素子を設け 、2つの直列接続された固定の誘導素子にまたがって電力を加え。 全ての誘導素子を磁気的に結合し、そして擬似直列及び擬似並列共振回路につい て上記した機構を介してバランスのとれた回転する磁束波を発生するという段階 を具備している。 1つの実施例においては、多相誘導モータは、3対の直列接続されたステータ巻 線を備えており、多対の一方の巻線にはキャパシタが並列に接続されており、そ の組合体がその対の他方の巻線に直列に接続されて擬似二重共振回路を形成する 。多相モータは、更に別の実施例においては、3つの一次ステータ巻線を備えて おり、これらの巻線は、電力入力端子の一方を介して、モータの供給される3相 電力の別々の相を受ける。3つの二次ステータ巻線は、ステータにおいて、3つ の一次ステータ巻線間に周囲方向にインターリーブさ九ており、これらの−次巻 線に磁気的に結合されているが、モータの電力入力端子に直結されてはいない、 二次ステータ巻線の多対ごとにキャパシタが設けられており、各キャパシタは少 なくとも1つの二次ステータ巻線と並列にされる。各キャパシタは、並列接続さ れた二次ステータ巻線とで擬似並列フローティング共振回路を形成するようなサ イズとされる。 従って1本発明の主たる目的は、エアギャップにおける空間高調波、ロータ及び ステータ巻線における負のシーケンスの電流を除去もしくは制御して、誘導モー タ又は発電機の効率を高めることである。 本発明の別の目的は、磁気飽和によるヒステリシス損失を増大することなくモー タのトルク定格を高めることである。 本発明の更に別の目的は、誘導モータの力率を改善することである。 本発明の付加的な目的は、ステータ巻線に戻された未使用のエネルギを蓄積しそ してこの蓄積エネルギを需要に応じて磁気回路へ供給することである。 本発明の更に別の目的は、実質的に全ての負荷においてバランスのとれた回転す る磁束波をロータの周りに形成することである。 本発明に関連した要旨1本発明の他の目的及び効果は、添付図面を参照した以下 の詳細な説明から容易に理解されよう。 図面の簡単な説明 第1図は、磁極対称性を調整した単相モータの概略図、第2図は、ステータコア の材料又はロータの材料の表示を含んでいない第1図の単相モータの電気回路図 、第3A図は、供給ライン電圧の正に向かう傾斜においてトリガするようにオシ ロスコープをセットしたときの各ステータ巻NI&(及びキャパシタ)に関連し た電圧波形のオシロスコープトレースを示す図、 第3B図は、供給ライン電圧の正に向かう傾斜においてトリガするようにオシロ スコープをセットしたときの各ステータ巻線及びキャパシタに関連した電流波形 のオシロスコープトレースを示す回、 第4A図は、1/4馬カモータに交流120ボルトが供給される場合にはゾ全負 荷におけるライン供給電圧VLとライン電流工しのオシロスコープトレースを示 す図、第4B図は、はゾ半分の負荷におけるライン供給電圧とライン電流のオシ ロスコープトレースを示す図。 第4C図は、無負荷におけるライン供給電圧とライン電流のオシロスコープトレ ースを示す図、 第5図は、モータの全負荷範囲にわたるライン供給電圧とライン電流のオシロス コープトレースを示す時間経過図。 第6図は、第1図の誘導モータのロータ電流対スリップ速度を示すグラフ、 第7A図は、直列共振曲線の形状に対する抵抗の作用を示す図、 第7B図は、直列共振曲線の形状に対するL/C比の作用を示す図、 第7C図は、並列共振曲線を示す図、 第8図は、擬似二重共振イコライザ回路を含む磁極対称性を調整した多相誘導モ ータの概略図1 、第9図は、ステータの共振巻線がソースに対してΔ形態で接続された第8図の 多相擬似二重共振の誘導モータを示す電気回路図。 第1O図は、ステータの共振巻線がソースに対してY形態で接続された第8図の 多相擬似二重共振の誘導モータを示す電気回路図、 第11A図ないし第11L図は、2極3相誘導モータの電流及び磁気状態を1つ の完全なサイクルの各30″について示した図、 第12A図は、40馬力の3相擬似二重共振の誘導モータにおける1つの相の全 負荷時のライン供給電圧VLとライン電流ILを示したオシロスコープトレース 、第12B図は、第12A図のモータの1つの相の75%負荷時のライン供給電 圧とライン電流を示すオシロスコープトレース、 第13図は、第8図の二重共振多相モータの回転を変えるスイッチング回路網を 示す図、 第14A図は、並列フローティング擬似共振回路を有する磁極対称性を調整した 多相誘導モータの概略図で、−次ステータ巻線がソースに対してY形態で接続さ れ、その並列のフローティング巻線がY形態で接続されそしてフローティング回 路のキャパシタがΔ形態で接続されたところを示す図。 第14B図は、並列フローティング擬似共振回路を有する磁極対称性を調整した 多相誘導モータの電気回路図で、−次ステータ巻線がソースに対してY形態で接 続され、その並列のフローティング巻線がY形態で接続されそしてフローティン グ回路のキャパシタがΔ形態で接続されたところを示す図。 第15図は、多相の並列フローティング擬似共振誘導モータの電気回路図で、− 次ステータ巻線が入力に対してY形態で接続されそして並列フローティングステ ータ巻線及びキャパシタがΔ形態で接続されたところを示す図、第16図は、フ ローティングaa並列共振設計の磁極対称性を調整した多相誘導モータを示す電 気回路図で、−次の相のステータ巻線がソースとΔ形態に接続され、その並列フ ローティング共振ステータ巻線がY形態で接続されそしてフローティング回路の キャパシタがΔ形態で接続されたところを示す図。 第17図は、多相並列フローティング誘導モータの電気回路図で、−次ステータ 巻線がΔ形態で接続され、二次ステータ巻線即ち並列フローティング巻線がΔ形 態で接続されそしてフローティング回路のキャパシタがY形態で接続されたとこ ろを示す図。 第18A図は、40馬力の3相擬似並列フローティング共振誘導モータの1つの 相の全負荷時のライン供給電圧及びライン電流を示すオシロスコープトレース、 第18B図は、擬似並列フローティング共振誘導モータの1つの相の75%負荷 時のライン供給電圧及びライン電流を示すオシロスコープトレース、 第19回は、擬似直列共振の理想的な二重共振モータの相を全負荷時において示 した図。 第20図は、1/3馬カモータを、全負荷において、擬似直列共振の擬似二重共 振モータに変換した後の相を示す図、第21図は、無負荷時における並列共振の 理想的な二重共振モータの相を示す図、 第22図は、1/3馬カモータを、無負荷において、擬似直列共振の擬似二重共 振モータに変換した後の相を示す図。 第23図は、第19図ないし第22図を説明するのに用いる本発明の技術による 二重共振モータの電気回路図、そして第24図は、擬似二重共振モータのロータ の周囲を取り巻くエアギャップに生じる起磁力を示す図で、各波形が、入力電力 の1つのサイクルの所与の時間にロータの周囲にわたってエアギャップに生じる 力(磁束)を表わしている図である。 失籏負 第11図は、かご形ロータ構成の単相交流誘導モータを示す概略図である。ステ ータSTIは、積層シートスチールで形成された一般的に中空の円筒状のスロッ ト付き構造体である。ロータROIは、ステータの内部スペースに回転可能に配 置され。 同様の材料で形成される0M単化のために、ステータSTIは。 その戻り磁路即ち後方鉄部BIIから突出した4つの磁極領域即ち歯TAX、T BI、TCI及びTDIを有するものとして示されている。 磁極即ち歯の実際の数は、物理的なサイズ、馬力及び回転速度によって決まる。 モータ及びその一体的な部分の物理的な大きさは、概略的に示されたものに過ぎ ず、必ずしも最適な物理的構造を示すものではない。ステータ即ち一次側は、[ 巻き付けられた(wound on)J歯TAI、TBI、TCI及びTDIと 一般に称する2つの巻線WA及びWBを有するものとして示されているい良く知 られたように、ステータの巻線は、ステータの内部に設けられた軸方向に延びる スロワ1−に配置される。 同様に、ロータの巻線WCは、ロータRO]の周囲に設けられた軸方向に延びる スロットに配ばされる。 ステータの巻線WA及びWBは、中点き4Pにおいて直列に接続され、その直列 回路が電力入力端子L1及びL2にまたがって接続される。中点の接続部MPは 、2つのキャパシタCA及びCBによって入力端子L1に受動的に接続されてい る。キャパシタCBは永久的に接続されており、一方、キャパシタCAは、モー タが始動中に所定の速度に達したときに遠心力スイッチC8によって回路から切 り離さ九る。低トルクの分野にモータを使用するときには、キャパシタCA及び 遠心力スイッチC8が回路から取り外される。 ロータ巻線WCは、4つのm極領域即ち歯TAI、TBI、TCl、TDIと、 エアギャップAGと、ロータROIの磁気材料と、戻り磁路即ち後方鉄部BII とによってステータ巻線WA及びWBに密接に磁気的に結合される。 本発明は、起電力の大きさもしくはその波形に拘りなくロータの周りの磁極領域 を等化する調整回路を提供する。このように磁束が軸対称に整列されることによ り、ステータとロータどの間のエアギャップに生じる空間高調波が減少され20 ・−タ巻線を接続するのに使用できる正味磁束を増大することができる、この対 称性により、ロータに負の逐次電流が確立されるおそ九が減少され、6磁気飽、 和によるヒステリシス損失を増大することなく千〜りに対して高いト・ルク定格 を得ることができる。 7、、エネルギの中間伝達及び蓄積によって高い効率が得ら才1、ると共に、公 知の誘導モータの誘導/抵抗比とは対照的に、共振回路の電流ケ上り時間が短縮 される。 ロータに働く力即ち機械的なトルクの量は、次の式に基づいたものとなる。 F=BΩ工(1) 但し、Fは機械的な力であり、Bはロータの巻線を結ぶ磁束密度であり、Qは巻 線の物理的な長さであり、そしてIは巻線に流れる電流である。かご形誘導モー タにおける最大のエネルギ損失は、巻線に電流が流れたときに巻線の抵抗によっ て生じる熱である。 この損失の量は1次の式に基づいたものとなる。 I ” R(2) 但し、工は電流(アンペア)であり、Rは抵抗(オーム)であり、従って、ロー タを結ぶ使用可能な正味磁束を増加することにより(例えば5式1においてBを 増加し、F及びΩを一定に保つことにより)ロータにおいて電流成分工が減少さ れ、熱の発生が少なくなり、ベアリングの寿命が長くなりそして効率が高くなる 。 又、空間高調波の減少により、全ての誘導モータ及び発電機に生じる渦電流の影 響が減少される。共振回路は、未使用のエネルギをソースに返送せず、これを主 どしてキャパシタに蓄積するので、相のエネルギを口・−夕に転送しそして2本 巻きの相対間に転送することによりエネルギ効率の良いトポロジーを有すること になる。 擬似共振回路にt?いてはVWBが高レベルでありそしてIt、が低レベルであ るから、コアの磁束密度が減少され、それ故、ヒステリシス損失、渦11E流損 失及びI”R損失が標準モータ設計の場合よりも減少される。これにより、モー タは、BH曲線のリニアな部分で動作できるようになる。IWBは高レベルであ るから。エアギャップの磁束が高レベルとなり、従って、それ?□−より生じる トルクは、標準的な七〜りの場合よりも相当に大きなものとなる。高い負荷のも とでは、Ieがステータにおいて〜VAR5を与えそしてロータにおいて+VA R8を与えるので、ロータへのエネルギを最大にすることができる。ロータへの 最大のエネルギ伝達は、+Y(jw)ロータ= −Y (jv)ステータに達し たときに生じる。この状態は6本発明においてそして特に擬似二重共振のイコラ イザ回路において通常得られるものである。更に、ロータのアドミッタンスがそ の各速度に比例して変化するので、エネルギの伝達は、モータの全負荷範囲にわ たって比例状態に保たれる。第6図には、ロータ電流対スリップ周波数の曲線が 示されている。 共振回路のコンダクタンスGは1次の式によって左右される。 Y=v’で71T丁丁「PARCTAN B e 、 −G (3)但し、Yは アドミッタンス(インピーダンスの逆数)即ち交流を通過させるための全能力で あり、Gはシーモンスの回路コンダクタンス(抵抗の逆数)即ち電流を通過させ るための純抵抗の能力であり、Bはシーモンスのサセプタンス(リアクタンスの 逆数)即ち交流を通過させるためのインダクタンス又はキャパシタンスの能力で ある。Beq=Be−BLは、上記3式における正味等価サセプタンスである。 良く知られているように、回路のアドミッタンスは、コンダクタンス(実数成分 )+サセプタンス(虚数成分)に等しい。 Y (jv) = G (v) + j B (w) (4)共振状態において は、インダクタンスの無効電力がキャパシタンスの無効電力に等しく且つ逆符号 であり、起電力のソースは、回路の抵抗によって必要とされる電力だけを供給す ればよい、擬似二重共振回路の1つの重要な特性は、チェック/バランス回路網 にある。第19図ないし第22図は、表1.2及び3に示した擬似二重共振モー タのベクトル図を含んでいる。 第23図は、そのモータの等価回路であって、第19図ないし第22図のベクト ル図を検討するのに用いられるものである。 当業者に明らかなように、無負荷においては、WB及びCBの電流がはゾ等しく て180”Mれでいる状態、即ち、並列共振と称する状態が存在する。又、モー タのスリップが増加するにつれて、ロータの抵抗が変化し、共振巻線とロータ巻 線との磁気結合により、回路は、はゾ並列な共振状態から、直列共振時に生じる 状態に非常に良く似た状態へと変化する。回路は無負荷時にも電流を導通するか ら、理論的な並列共振ではなく、それ故、擬似並列共振と称される。全負荷にお いては、最大電流が流れず、換言すれば、回路の抵抗のみによって電流が制限さ れるのではなく、従って、理論的な直列共振が存在しない。それ故、回路は、擬 似直列共振回路と称する。並列共振においても直列共振においても回路のりアク タンスが打ち消され、1の力率が存在する。この状態はこの独特の回路に存在す るので、擬似二重共振回路と称される。この回路は、各巻線の電流及び電圧の制 御を維持し、各々の磁極領域に最適な磁束状態を維持するように調整する。これ により、第24図に示すように、完全に丸み付けされた一定振幅の回転する磁束 波形がエアギャップに形成される。この状態は、磁気損失を減少すると共に効率 を高めるために必要である。第24図に示されたように、上の組の曲線は、FA が巻1!!WAによって生じたエアギャップの磁束であるような状態を示し、真 中の組の曲線は、FA’ が巻線WBによってエアギャップに生じた磁束成分で あるような状態を示している。下の曲線は、FA+FA’ を示している。第1 9図ないし第24図から明らかなように、擬似共振状態においては、直列岐路( 巻線WA)のキャパシタCB及びインダクタにまたがる電圧降下のベクトル和が ライン電圧に等しく、同様に、擬似並列岐路(CB及びWB)の電流のベクトル 和がライン電流に等しい、このシステムは、表3から明らかなように。 2つの岐路間に均一な電力分布を維持する。共振時のインダクタンス又はキャパ シタンスの無効電力と全共振回路の有効電力との比を、回路のQファクタと称す る。共振周波数の記号をrf rJとする。共振時には、キャパシタンスのりア クタンスが次の式からインダクタのリアクタンスに等しくなる(XL=XC)。 2fL=1−(2πf c) (5) 次の式を得ることができる。 f r=1−C2tc(T:て)(6)但し、frはサイクル7秒であり、Lは ヘンリーでありそしてCはファラッドである。上記の6式は、インダクタンス又 はキャパシタンスを変えることによりRLC回路を成る周波数において共振状態 にもっていけることを示している。直列共振回路の抵抗は、共振周波数frに何 等関係をもたないことに注意されたい。 抵抗は、Qにのみ影響し、共振時の回路の最小インピーダンス、ひいては、共振 曲線の高さは、第7A図の曲線で示さ九たようり変化する。又、第7A図におい て、LとCの積が一定である限り、直列回路の共振周波数は一定である。然し乍 ら。 L/Cの比を4=1の係数で増加した場合には(第7B図)。 共振曲線の「スカート」が急勾配となる。直列共振回路の抵抗を減少しそしてL /Cの比を増加すると、曲線の高さを変化させそして共振周波数帯域中を狭くす ることによって曲線の「スカート」を急勾配にするという作用が生じる。 インダクタンス及びキャパシタンスの両方を含む交流回路においては、電圧が増 加するにつれて瞬時エネルギ(1/2Cv 2 )がキャパシタに蓄積され、一 方、電流が増加するにつれてインダクタンスのエネルギ(1/2LI”)が蓄積 される。 これは、各サイクルに交互に2回づつ行なわれる。それ故、インダクタンスとキ ャパシタンスとの間で無効エネルギの交換が行なわれる。起電力(モータに供給 されるエネルギ)のソースは、インダクタンスの無効エネルギとキャパシタンス の無効エネルギとの差のみを供給すればよい、これは、直列回路の正味リアクタ ンスが誘導リアクタンスと容量リアクタンスの差であることを考慮するものであ る。即ち、 Xnet= XL −XC(7) 更に、直列回路の無効電圧がインダクタンスの電圧とキャパシタンスの電圧との 差であることも考慮する。リアクタンスは。 インピーダンスの虚数成分であり、抵抗はその実数成分である。 これを式4と比較しなければならない。 共振回路のQ係数は、無効電力と抵抗で消費される電力との比である。ここに示 す例では、抵抗がモータに対する機械的な負荷を表わす。 並列岐路又は擬似並列共振回路(CB及びWB)の応答曲線が第7C図に示され ており、これは、一般に、直列共振曲線の逆関数である。並列巻線のQは直列巻 線のQに比して回路に逆の作用を及ぼすので、擬似並列共振回路は擬似直列共振 回路とバランスされ、これら回路の1つに生じる瞬時エネルギの不平衡が他の回 路によって非常に迅速に補償される。これにより、第24図に示すように、バラ ンスのとれた回転する磁束波形がロータの周りに形成される。 共振回路の感度は、回路のQを高くすることによって増加することができるし或 いはQを低くすることによって減少することができる。同調回路のQを故意に低 下することを減衰と称し、Q=1/2のときの結果を「臨界減衰」と称する。臨 界減衰の例は、メータのポインタが振動しないようにするためのポインタの動き の減衰である。従って、擬似二重共振の誘導モータではこの共振特性を利用する ことができる。Qファクタを適当に選択することにより、ロータへのエネルギ伝 達とソースから供給されるエネルギとを制御することができる。Qはアドミッタ ンスの倍率であるから突入電流を減少することができ、全ての関連モータ巻線か らの電力の均一な分布に維持することができる。 第1図及び第2図に示す単相擬似二重共振の誘導モー・夕の動作について以下に 説明する。入力端子T、]、及びL2に交流電圧を印加したときには、キャパシ タCA及びCBが充電を開始し、キャパシタCAは、遠心力スイッチC8が閉じ ることによって回路接続される。この充電電流は巻線WAに流れて磁束路を設定 し、この磁束路は、歯TAI及びTBi、それらの各々のエアギャップAG、ロ ータROI及び戻り磁路即ち後方鉄部BIIを水平にたどる。電流が巻線WAに 流れ始めると、キャパシタCBが充電を開始し、−次巻、I!WBに電位が確立 し始める。該電位は巻線WAの電位と約90°位相ずれしている。第3A図を参 照すれば、 V WAは、 V uBより90″進んでいる。 それ故、WAの電流がその最も大きな値に達したときには、WBの電位もそのピ ークに達し、巻線WBに電流が流れる。 第3A図及び第3B図は、磁極対称性を調整した単相モータの成る位相関係を示 している。ここに示す例では、モータが二重共振の1/4馬カモータで、]、2 oボルトの交流入力を受けるようになっているい 第3A図は、巻線WA及びWBに各々かシる電圧を示している。この図には、V  WAと、 V WBと、 V CBとの開の位相関係が示されており、この位 相関係によりバランスのとれた回転磁界が形成される。第3A図及び第3B図の トレースは、モータに送られた電圧の正に向かう傾斜で始まる。これらは、 V IjAが約45″だけ供給電圧VLより遅れることを示している。第3B図を参 照すれば1巻線WAの電流(I VA)が減少して巻線WBに電流I WBが確 立されるときには6巻線WAの磁界に蓄積されたエネルギがキャパシタCBに蓄 積されたエネルギと共に巻線WBへ転送され、回転する磁束波形が形成される。 この波形は、モータの磁気材料に予め確立されている水平の極軸から、ステータ の歯TCI及びTDl、それらの各々のエアギャップ、ロータの磁気材料及び戻 り磁路即ち後方鉄部B工1を通して中心窩めされた垂直の位置へと回転する。こ の回転する磁束波は、ロータROIのロータ巻線WCを切り、これによって電流 が流れることにより、ロータに磁界が確立され、これは、ステータSTIの磁気 材料に確立された回転する磁弄波と自己整列しようとする。 第3B図は、キャパシタCB及びステータ巻1!WA、WBに各々流れる電流波 形I CB、 I vA及びI WBを示している。 I MA及びI vBは、互いに901位相が完全にずれていることを示してお り、そしてI CBは、I WBに対して1809位相がずれている。第3A図 及び第3B図は、同じ時間ベースを有しており、それ故、電圧と電流との間の直 接的な比較を行なうことができる。 巻線WBの電流(iWB)は、そのピークに達すると5減少を開始して、その磁 界に蓄積さ九たエネルギをロータ巻線又はキャパシタCBへと放出させる。 ソースから巻線WAを通る付加的なエネルギも、キャパシタCBに蓄積される。 このパターンが交流の各ザイクル全体に続き1回転する磁束波を各ザイクルに1 回転させる。図面には4つの極が示されているが、1/4サイクルごとに磁界が 】74回転進むので、2極モータであると考えられる、モータの休止又は停止状 態において、入力し1及びL2に電圧が印加された場合には1回転する磁束波が 最大の率で全てのロータ巻線WCを切るので、正味の等価サセプタンスBeqが 高レベルとなる。これにより、相当量の電流がステータ及びロータの両巻線に流 れ、ロータを回転磁界と同期させようとする機械的なトルクが発生ずるいロータ の速度が増加するにつれて、巻線WCが切られる率が低下し、正味の等価サセプ タ二ノスが低ドし、やがて同期速度において理論的なOに達する7第6図は50 一タ電流対スリツプ周波数の曲線を示している90−タロツク状態においては、 ステータ及びロータ巻線に流れる電流がライン電流と同じ周波数になる。無負荷 において、モータが同期速度に達すると、ロータ電流の周波数がはゾOとなる。 ロータ巻11XWCは、ステータ巻線WA及びWBに対して高い結合係数を有し ているので、ロータ巻線WCの未使用のエネルギが磁気結合を介して転送され、 振動する負荷条件の間に擬似二重共振イコライザ回路のりアクティブ素子(WA 、WB及び/又はCB)に蓄積される。このフィードバックは、又、共振回路の Q係数を制御し、電源から必要とされるエネルギの量をg整する(第6図)。ロ ータロック(ORPM)状態においては、ロータ電流の周波数がラインの周波数 と同じになるが。 口・−夕の速度と共に低下し、やがて同期速度においてこれも0になる。 共振回路は、幾つかの点で重要である。先ず、第〕に、巻線WA及びキャパシタ CBより成る擬似直列共振岐路について厳密に検討する。第20図において、全 負荷状態のときは、キルヒホッフの電圧法則に違反する状態が存在するかのよう にみえる。WA及びCBにまたがる電圧降下(これは、 V WBと同じである )の測定により、これらかはゾ同じであることが決定される。これは、その台別 がソースの2倍であることを意味する。 直列共振回路はキルヒホッフの法則に違反しない。というのは、第19図ないし 第22[に示すようにWA及びCBのベクトル和が入力電圧に等しいからである 。 擬似直列共振回路が印加電圧より高い電圧を発生できることは、最も重要な回路 の特性の1つである。これは、WA及びCBに未使用のエネルギを蓄積できる能 力によって可能とされる1回路の直列部分においては、Qが、WA及びCBの電 圧を印加電圧よりもどれほど高く増加できるかを決定する倍率(アドミッタンス ファクタ)となる。 WB及びCBより成る擬似二重共振イコライザ回路の並列岐路について別に考え る。第22図において、無負荷のときには、CBの電流がそれに力いる電圧より も90″だけ進み、そしてWBの電流がそれにがシる電圧よりも84.2@だけ 遅れる。CBとWBは並列であるから、その両方に同じ電圧が現われ(第3A図 )、それ故、これらの電流は174.2°位相がずれる。これは、第22図に示 すように、電流がWBに一方向に流れるときに、それにはゾ等しい電流がCBに 逆方向に流れることを示している。 キルヒホッフの電流法則を中間点MPに適用すると、第21図から明らかなよう に、並列共振においては、ソースへもソースからも電流が流れない、電流は、単 に、キャパシタと巻線との間で前後に振動するだけである。理想的な並列共振回 路においては、この振動を開始させるソース電圧が必要どされるだけである。こ れがいったん開始されると、ソースを除去することができ、回路は不定に振動を 続けることになる。並列共振回路は、直列共振回路と逆の特性を示すので、逆共 振と称することもある。然し乍ら、この状態は1回路に損失がないときしか生じ ない。 擬似二重共振の誘導モータには損失が生じる。即ち、最大の損失は負荷に供給さ れる有用なエネルギであるが、別の最小にすべき損失は1巻線の抵抗に流れる電 流によって生じるものである。それ故、ソースから常時エネルギを付加しなけれ ばならない。 ソース電圧を除去した後に並列共振回路が振動を持続するこの能力をrフライホ イール作用」と称し、二重は、各振動ごとにWBの周りに磁界が確立されるため にモータ回路において重要な特徴である。この磁界が崩壊すると、磁界のエネル ギによってCBに起電力(V)が誘起される。このエネルギ伝達方法は、性質が 中間的であり且つ未使用のエネルギをソースへ戻さないために、最も効率的なト ポロジーである。2つのステータ巻線は直列でありそして2つの共振回路は基本 的に逆である(第7A図及び第7B図)から、これらは電気物理的に互いに制御 又は調整し合う。その最終的な結果として、全ポイント範囲にわたって調整され た磁極対称性を有する誘導モータが形成される。 第4A図、第4B図及び第4C図は、第3A図及び第3B図について述べたもの と同じ形式のm整された磁極対称性を有する単相モータにおける印加起電力(ラ イン電圧VL)と電流(ライン電流IL)の関係を示している。第4A図ははゾ 全負荷の状態を示し、第4B@ははゾ半負荷の状態を示しそして第4C図は無負 荷の状態を示している。ライン電流ILは、ライン電圧VLと厳密に同位相に保 たれることに注意されたい。従って1回路の力率は、全負荷範囲にわたってはゾ 1である。第5図は、第3A図及び第3B図の単相モータの全負荷範囲について の時間特性を示す図である。 第5図は、全負荷範囲にわたるライン電圧と電流の位相関係を示している。 モータのもう1つの独特の所望の特性は、平坦化された電流波形ILである。こ の信号ILは非正弦波であるから、そのRMS値即ち有効値は同じピーク値の正 弦波よりも相当に大きく鉄を飽和することなく長時間高レベル状態に保たれる磁 界を生じさせる。これは、高いトルクを維持し、磁気コア材料におけるヒステリ シス損失を減少させる。モータは、BH曲線のリニアな部分で動作する。 本発明は、従来の誘導モ・−夕及び発電機に関連した重大な電流の問題を実質上 解消する。本発明は、モータについて説明するが、トルクがロータに加えられそ して装置が同期速度以上で駆動される場合には、装置を発電機として運転できる ことに注意されたい0発tlt機は、装置の力率が1であるから無効電力な供給 する必要がない請求の範囲では、装置のこのような使い方も包含するものとする 。 従来の多相モータは、設計上、調整されない回転する磁束波を有しており、成る 運転状態のもとでは、これが非対称的に歪んだ状態となる。 この歪即ち磁気的な不規則性が従来のモータの運転効率を低下させている0本発 明は、起電力の大きさ又はその波形に拘りなく磁極領域を等化させる調整回路を 提供する。このように磁束を軸対称に整列させることによりステータとロータと の間のエアギャップにおける不所望な空間高調波が減少され、第24図に示すよ うに、ロータの巻線を結ぶ使用可能な正味磁束を増加することができる。 磁気対称性は、負の逐次電流がロータに確立されるおそれを減少し、磁気飽和に よるヒステリシス損失を増加することなく高いトルク値が得られるようにする。 又、エネルギの中間伝達及び蓄積によって高い効率が得られると共に、標準的な モータの場合とは対照的に共振回路の電流立上り時間が短くなる。 多相モータについて以下に説明する。擬似二重共振回路の幾つかの重要な特性は 、そのチェック及びバランスとり回路網と、回転する磁気ベクトルを発生する能 力と、位相ダブラとして働く回路の能力どにある。それ故、コイルの配置は1回 転する磁気正弦波形を増大するよ・うに行なわねばならない、適切なコイル配置 の一例が第8図に示されているが、コイルの耐重及び磁極の数は1種々の動作特 性2有するモ・−夕を形成するように変更できることを理解されたい。従って、 本発明は、第8図に示す実施例に限定されるものではない。本発明の単相モータ の場合と同様に、擬似共振時には、擬似直列岐路のキャパシタ及びインダクタに またがる電圧降下のベクトル和がライン電圧に等しくなり(第19図)そして擬 似並列岐路の電流のベクトル和がライン電流に等しくなる(第19図)。 擬似二重共振多相モータの2つの電気回路図が第9図及び第10図に示されてい る。第9図に示された構成が第8図に概略的に示されている。第8図において、 各擬似共振回路の巻線は90″電気的に分離されている。この角度は、モータに 対して異なったトルク及び運転特性を生じさせるように調整できることを理解さ れたい。 第8図は、かご形設計の擬似二重共振多相交流誘導モータを概略的に示すもので ある。このモータは、シートスチールの積層ステータST2と、同様の材料のロ ータRO2とを有している。簡単化のため、ステータは、戻り磁路即ち後方鉄部 B12から突出した12の極即ち歯TA、TB、TC・・・TLを有するものと して示されているが、これらの歯の実際の数は、物理的なサイズ、馬力及び回転 速度によって左右される。モータ及びその一体的な部分の物理的な大きさは、説 明上示すものであるに過ぎず、その最適な物理的構造を示すものではない。 ステータは、3組の擬似二重共振回路、即ち入力の相ごとに1組づつを有するも のとして示されている。第1の擬似二重共振回路は、歯TA、TB、TC及びT Dに巻き付けられた直列接続された巻線WBa及びWAaより成り、これらの巻 線は入力A及びBにまたがって中点M P aにおいて直列に接続されている。 このように巻線が接続された状態で、この中点は、キャパシタCBaにより入力 端子Aに受動的に接続され、即ち、巻線WBaに並列にモしてWAaに直列に接 続されている。ロータの巻線WCは、4つの極領域即ち歯TA、TB、TC,T Dと。 それらの各々のエアギャップAGと、ロータの磁気材料RO2と、戻り磁路即ち 後方鉄部BI2とによってステータ巻線WBa及びWAaに磁気的に接続されて いる。 第2組の擬似共振巻線WBb及びWAbは、入力端子A及びCに接続さ九ている 。これらは、歯TE、TF、TG及び丁Hに巻き付けられ、中点MPbにおいて 同様に直列に接続されている。その接続部は、キャパシタCBbにより入力端子 Bに受動的に接続されている。ロータ巻線WCは、4つの磁極領域即ち歯TE、 TF、TG、THと、それらの各々ρエアギャップAGと、ロータの磁気材料R O2と、戻り磁路即ち後方鉄部BI2とによってステータ巻mWBb及びWAb に密接に接続されている。 第3組の擬似共振巻線WBc及びWAcは入力端子A及びCに接続されている。 これらは、歯TI、TJ、TK及びTLに巻き付けられ、中点M P cにおい て直列に接続されている。 中点の接続部M P cは、キャパシタCBcにより入力端子Cに受動的に接続 されている。二次巻線WCは、4つの磁極領域即ち歯TI、TJ、TK、TLと 、エアギャップAGと、ロータの磁気材料RO2と、戻り磁路即ち後方鉄部BI 2とによって一次巻線WBc及びWAcに密接に接続されている。 第8図に示された擬似二重共振の多相モータの動作原理は、次の通りである。多 相交流電圧が入力端子A、B及びCに印加されたときには(AがOで、正に向か う状態で)、キャパシタCBaが充電を開始する。この充電電流は巻線WAaに 流れ。 ステータの歯TC及びTD、それらの各々のエアギャップ、ロータの磁気材料及 び戻り磁路即ち後方鉄部BI2を通る磁束路が設定される。それと同時に、ステ ータには3つの相が同時に作用するので、第11a図に示したものと同様の状態 が生じる。 第11A図ないし第11L図は、30’の増分で1回転する間の標準的な誘導モ ータの電流及び磁束路を示している。これらの図は、モータ、特に、擬似二重共 振の誘導モータに生じる非常に複雑な状態を説明するのに役立つものである。公 知の誘導モータ及び本発明の誘導モータはどちらも回転する磁束波を発生するが 、従来のモータの磁束波は1本発明の擬似二重共振モータの波のように全ての運 転条件のもとで必ずしも対称的即ちバランスのとれたものではない。第11A図 ないし第11L図において、実線及び破線はステータ巻線に流れる電流を表わし ておりそして一点鎖線はステータ及びロータを通る磁束路を表わしている。従来 の多相誘導モータと、本発明の原理によって構成された誘導モータとの間の構造 上の相違点の1つは。 例えば、擬似二重共振誘導モータが、電力入力端子AとBとに接続されたステー タ巻線間に周囲方向にインターリーブされた巻線を有していることである。 キャパシタに直列に接続された巻線は、参照文字rWAaJのrAJによって識 別され、その小文字は巻線の相を指している。従って、ステータ巻線WAa及び WBaについて考えると、これら両方のステータ巻線は、小文字raJにより巻 線WAaがキャパシタCBaに直列に接続されそしてステータ巻線WBaがキャ パシタCBaに並列に接続されるので、互いに直列に接続される。 第1LA図ないし第1LL図を参照すれば、従来のモータと本発明のモータとの 間の物理的な相違点の1つは、本発明のモータが2つの・−次ステータ巻線間に 配置さ肛た付加的な巻線を備えていることである。第1. I A図には、歯T A、TK及びTEの周囲方向の配置が図示されている。この図と第8図を合わせ て参照すれば、電力入力和Aは、歯TEに巻かれた巻線WBbに電流が流れるの と同時に、歯TAに巻かれた巻線WBaに加えられる。然し乍ら、巻線W A  eが歯TK及び歯TLに巻かれており、その巻線は1巻A!WBaとWBbとの 間に周囲方向にインターリーブされる。ステータの他の歯の周囲方向の位置は、 図示明瞭化のために第11A図には示されていない。 第11B図は、ロータが回転する磁束波によって時計方向に30’回転したとこ ろを示している。この場合、磁束波は、歯TK及び歯TLに巻かれたステータ巻 IIAWAcを切る。 電力端子AとBとの間の電位がそのピークに達するや否や、キャパシタCBaに 蓄積されたエネルギが巻11WBaに放電し始める。このエネルギは、WAaの 磁界に蓄積されたエネルギと共に、巻線WBaに転送され、歯TA及びTB、そ れらの各々のエアギャップ、ロータの戻り磁気材料及び戻り磁路即ち後方鉄部B lを通る磁束パターンを設定する。この磁束路は、一般的な意味においてモータ を330@で示している第11L図に示されたものと同様である。又、端子Cに 対して正の方向に電位が確立され、ステータ巻線WAeに電流を通流させてキャ パシタCBcを充電しようとする。この電流がWAeに流れ始めると、WBcの 磁界が崩壊し始め、WBc&:W積されたエネルギが1巻線WAcにそのとき流 れているエネルギと共に、キャパシタCBe及び巻線WAcの新たな磁界に蓄積 される。これにより、磁束波の位置は、第11A図に示された0@に対して時計 方向に30”動かされる。このプロセスは、多相ソースがモータ端子A、B及び Cに加えられる限り続けられる。従って、交流の新たなサイクルごとに1文字W Aで示されたモータの巻線、即ち、WAx(ここで、Xはa、b又はCである) (キャパシタに直列接続された巻線)は、それらの各々のキャパシタを充電しよ うとする電流を通す、それ故、これらの巻線に磁界が確立され、それに関連した キャパシタにまたがって電界又は電位が発生される。 モータの各磁界が崩壊すると、その磁界に蓄積されたエネルギが電流に変換され 、この電流は、それに関連した巻線対か又はそれに関連したキャパシタに蓄積さ れる。一方、各キャパシタが放電するときには、蓄積されたエネルギが電流に変 換され、それに関連した巻線のいずれかに流れる。 従って、エネルギの転送及び交換が調整された非常に効率的なシステムが確立さ れ、それと同時に、第11A図ないし第11L図に示したものと同様の回転する 磁界が発生される。回転する磁束波の磁気的な中心は、多相ソースが30°進む たびに1つの歯を時計方向に動かす。又、チェック及びバランスどり回路網も存 在することが明らかである。全ての巻線は互いに高い結合係数を有しているので 1回路の相からの余計なエネルギは回路網の別の部分に直接的に又は間接的に転 送される。このバランスのとれた回転する磁束波即ちパターンは、交流の各サイ クル全体にわたって続き1回転する磁束波を完全に1回転進める。 モータが休止状態又は停止状態にあるときに、多相ソースがモータ端子A、B及 びCに加えられた場合には、回転する磁束波がWCの全ロータ巻線を切るので、 正味の等価サセプタンスが高レベルとなる。これにより、ステータ及びロータの 両巻線には相当量の電流が流れ、そのほとんどは、ロータを回転磁界と同期させ ようとする機械的なトルクに変換される。ロータの速度が増すにつれて、巻線を 切る率及び正味の等価サセプタンスが低下し、同期速度において理論的な○に達 する。ロータの巻BWCは主ステータ巻線に磁気的に密接に結合されているから 、ロータ巻mwcの未使用のエネルギが磁気結合を介して戻され、前記のように 、リアクティブな素子(WAx−WBx又はCBs、xはa、b又はC)かステ ータの回路かに蓄積される。このフィードバックは、又、共振回路のQ係数を調 整し、電源から必要とされるエネルギの量を調整する。ロータロック状態、即ち ORP Mにおいては、ロータ電流の周波数がライン周波数と同じであるが、第 6図に示すように、ロータの速度と共に減少し、やがて、同期速度において、0 に達する。 第12A図及び第12B図は、二重共振の40馬カモータである擬似二重共振多 相モータに接続された3相電カラインの1つの相に対し、ライン電流(IL)と 、加えられた起電力(ライン電圧VL)との関係を示している。電力入力は、4 60ボルトの3相であった。第12A図は、はゾ全負荷におけるライン電圧とラ イン電流との関係を示しており、第12B図は、はシフ5%負荷におけるライン 電圧とライン電流との関係を示している。ライン電圧VLは、ライン電流ILと 同位相でありそして回路の力率は、第5図に示すように全負荷範囲にわたっては ゾ1であることに注意されたい。 もう1つの独特の所望の特性は、電流成分の平坦化された波形である。電流IL は、非正弦波状であるから、そのRMS即ち実効値が非常に大きく、その結果、 磁気エネルギの伝達は、標準的な正弦波電流によって生じるものよりも非常に強 力なものとなる。これにより、電流がコアを飽和状態に駆動しなくても成る従来 のモータと同じ機能を果たせることにより、磁気コア材料におけるヒステリシス 損失が減少され、磁気材料を0に復帰させるのに必要な保磁力即ちエネルギが0 に減少される。 高調波の減少によっても磁気コア材料の渦電流損失が減少される。 擬似二重共振の多相モータで動作する際には、擬似二重共振のイコライザ回路が 多相モータの使い方を制限すると考えられることが分かった。というのは、今日 の標準的な設計で通常そうであるように入力の位相順序を逆にするだけでは(A −B−CがA−C−Bに変る)モータの回転を変えることができないからである 。又、異なった作動電圧の場合には、適切なQ係数を維持するに必要な容量性リ アクタンスの量を変えることが必要である。 これらの欠点は、第13図に示すスイッチング回路網によって解消することがで きる。モータの回転のスイッチングは。 2つの逆転コンタクタ(C1,C2)及び(C3,C4)によって行なわれる。 1つの回転方向については、C1及びC3が閉じる間にC2及びC4が開いたま Nとなる。逆転スイッチングは、逆方向の回転に対して存在する。この回路網は 、基本的に、上の2つが相シーケンスを逆転しそして下の2つがこの相変化に対 して巻線を逆転するように接続された2つの逆転モータコンタクタより成る。 直列共振岐路のアドミッタンス倍率を犠牲にすれば、−次ステータ巻線を入力多 相ソースに直結し、例えば、第14B図の場合のように巻線WAaを端子A′と Y形態を形成する中性点とに接続し、二次ステータ巻線をΔ形態(第15図)又 はY形態(第14B図)に結線しそして一次ステータ巻線、例えばWBa’ に 対してフローティング状態に保つか又はそれに密接に磁気的に結合することによ り、同様の結果、即ち、バランスのとれた回転する磁束波が得られる。各巻線の 角度変位は、モータに異なった蓮転特性を与えるように変更することができる。 従って、本発明は5巻線の任意の設定角度変位に限定されるものではない。 並列フローティングの考え方が第14A図、第14B図、第15図、第16図及 び第17図の電気回路図に示されている。 フローティングステータ巻線(二次)は、電源に誘導的に結合されているだけに 過ぎないから、最も経済的な量の容量性リアクタンスを使用できるように二次の 巻回を選択することができる。キャパシタCBx(ここで、Xはa、b又はC) は、WBxと並列に接続さ九、並列共振回路を形成する。そのQ係数は擬似二重 共振回路の場合と同様に決定される。 フローティング擬似並列共振回路と相巻線とを組み合わせたものは、擬似二重共 振回路と同様に動作する6エネルギは、2本巻き対とロータ巻線との間で磁気的 に伝達される。ソースは、リアクタンスO即ち力率1を有するものとして一次巻 線を見ることにより、ロータの機械的なトルク及び回路の抵抗によって必要とさ れる電力のみを供給するだけよくなる0回路は、入ってくる相のシーケンスを単 に逆転するだけでロータの回転を変えることができる。又、共振回路の容量性リ アクタンスを変更することなく二重電圧の一次回路を使用することもできる。 擬似二重共振の多相モータは、相当に低い突入電流の制御を必要とするがそれら の動作を可逆にする必要がない場合に使用することができる。高い始動トルクを 必要とし且つ容易に逆転できることを必要とするモータの場合には、フローティ ング並列共振モータがより適当である。 二次のステータ巻1WBxは、個々の単相回路であるかのように接続することが できる。これらの接続部の各々は、Y−Δ始動等で得られるような異なった運転 特性をモータに与えることができる。 第14A図は、かご形ロータ設計の並列共振もしくは並列フローティング多相交 流誘導モータを概略的に示している。このモータは、シートスチールの積層ステ ータST2と、同様の材料のロータROとを備えている。N単化のため、ステー タは、戻り磁路即ち後方鉄部BI2から突出した12個の磁極即ち歯TA、TB 、TC・・・T Lを有するものとして示されているが、これら歯の実際の数は 、モータの物理的なサイズ、馬力及び回転速度によって左右される。モータ及び その一体的な部品の物理的な大きさは、ここでは単に説明上示すものであっ−C 。 モータの最適な物理的構造を示すものではない、ステータは、Δ又はY形態でソ ースに接続することのできる3つの一次相巻線と、入力和ごとに1組づつ設けら 九た3組のフローティング並列共振回路とを備えている。3つの一次相巻線WA a’、WAb’及びWAc’は、Y形態で入力端子A、B及びCに接続されてい る。 3つの二次ステータ巻線WBa’ 、WBb’及びW B e ’は、フローテ ィング並列共振回路の一部分であり、第14図においては、Y形態で結線されて いると共に、互いにΔ形態で接続された3つのキャパシタCBa’ 、CBb’ 及びCBc’ と並列に接続されている。この回路においては、キャパシタCB b′が二次ステータ巻線WBb’及びWBc’ と並列であるが。 第15図に示すように、並列フローティングキャパシタは、フローティング並列 共振回路を形成するためには1つの二次ステータ巻線と並列であればよい。 フローティング並列回路は、二次巻線WBa’ + WBb’及びWBe’ と 、キャパシタCBa’ 、CBb’及びCBc’とで構成される。二次ステータ 巻線は、各々、言下C,TD、TG、TH,TK及びTLに巻き付けられる。− 次ステータ相巻aWA a ’ 、 WA b ’及びW A c ’は、各々 、歯TA−TB、TE、TF、TI及びTJに巻き付けられる。二次巻線は、− 次巻線の間に周囲方向にインターリーブされ、例えば、WBa’はWAa’ と WAb’ との間にインターリーブされる。フローティング回路は、−次相巻線 及びロータROに磁気的に結合される。2つの一次巻線の組の間の実際の位相変 位は、図示されたものとは異なり、密接結合からはゾ1の結合までの全てのもの を形成することができる。これらの変化は、モータの運転特性に所望の変化を与 え、それ故、本発明は、第14A図の実施例に限定されるものではない6 第14A図に示したモータの動作原理について以下に簡単に説明する。多相交流 電位が入力端子A、B及びCに印加されると、−次相巻線WA a ’ 、 W A b ’及びW A c ’は、標準モータ設計について第11A図ないし第 11L図に示したものと同様の回転する磁束波を発生する。というのは、こわ、 らの巻線は標準モータ設計の巻線と同様にソースに接続されているからである。 この磁束波がステータの磁気材料において回転するときには、磁束がフローティ ング並列回路WBa’ 、WBb’及びW B e ’ と、ロータROの巻線 WCとを切る。これにより、フローティング回路の巻線に電位が発生されると共 に、二わら巻線に電流が流れて、それらに関連した歯、それらの各々のエアギャ ップ、ロータの磁気材料RO及び戻り磁路の材料即ち後方鉄部BI2に磁界が設 定される。キャパシタCBa’ 、CBb′及びCB e ’に蓄積されたエネ ルギは、電流の形態で各々の巻線へ放出される。 疑似並列共振回路が振動を持続するこの機能は、フライホイール作用を表わして おり、モータの重要な特徴である。並列ブローティング回路は、必要な磁化電流 を発生するだけでなく、極の磁気エネルギを等化しようとする。というのは、そ の性質がフローティングであり、従って、ロータの巻線へのエネルギの流れを調 整するからである。これは、2本巻きの巻線間でエネルギの中間的な交換もしく は伝達を果たし、従って、最も効率的なトポロジーとなる。モータのりアクティ ブな素子には未使用のエネルギが蓄積されるので、ソースは、必要な機械的1− ルクを与えると共に当然費やされたエネルギを補充するに必要なエネルギを供給 するだ TECHNICAL FIELD The present invention relates to single-phase and multiphase electromagnetic induction machines with adjusted magnetic pole symmetry. Prior Art With the advent of high usage charges, power factor penalties and demand-based pricing regimes, known induction motors have developed a number of drawbacks. Most induction motors in use today are too large and inefficient. Therefore, due to this low motor efficiency, high demand, and poor power factor (KW/KVA), the bill for electricity is higher than necessary. As is well known. Power factor is based on the phase relationship between alternating voltage and alternating current. Electric power companies generally state that when the power factor drops below 0.85 (voltage and current are completely phase-wise (When the power factor is 1 when the waveform is the same), premium charges are imposed on users. When energy costs were low, these drawbacks were not as important as they are now. Demand power (the total power that must be obtained from the line but not necessarily used) and power factor penalties are often significantly higher than the basic energy bill. The most efficient known single-phase induction motors are permanently split-phase capacitor designs, but these have poor torque characteristics and the magnetic field of the main phase winding is It is only effective when the currents of each of them are offset from each other by 906 when balanced with the field. stomach. In most split-phase capacitor motors, the large stator winding is the power end. A small auxiliary winding connected directly to the input and in series to the capacitor is connected to the input. Therefore, the 90° deviation in current between the two connected stator windings is equal to the design load. No cracking occurs. At other load points, the magnetic flux is distributed non-uniformly, which causes the rotor and Theta is set with a negative sequence of current. Spatial harmonics occur in the air gap (e.g. to the extent that the magnetic flux distribution in the air gap is no longer sinusoidal) and leakage reactance from the end turns of the stator becomes high. Unbalance increases motor losses by as much as 15% to 20%. This condition is not limited to single-phase motors, but can also occur in polyphase motors when unbalance occurs in the polyphase power supply. These losses in both single-phase and multi-phase motors lead to overheating of each motor, reducing insulation performance. Shorten bearing life. Furthermore, in addition to rotor heating, as is evident from Table 1, the imbalance causes large magnetostrictive noise and degrades operational performance. Another serious drawback arises when manufacturing new motors; Design tolerances are of concern in attempts to increase motor efficiency, but motors are susceptible to failure due to environmental changes and bearing wear. Also, the series common Attempts have been made to form an equilibrium state by combining swing windings with phase windings. However, this is a condition that is tuned only over a narrow spectrum, and at a load point consisting of 1! The circulating harmonic currents increase and the efficiency is lower than that of the standard design. Induction motors and generators are effective only when properly sized for the load and when line voltages are balanced. When operating at a lower than design load or when the system is unbalanced, uneven magnetic pole conditions can occur, causing damage to the rotor and A negative sequence of current is set in the stator and stator, creating spatial harmonics in the air gap. Similarly, large currents in the phase windings increase leakage reactance. In this case as well, the 7 imbalance will be about 3%. Motor or generator losses amount to 15% to 20%. Due to this 7, insulation This results in unbalanced conditions that lead to high magnetostrictive noise and reduced operating performance, as well as reduced performance and bearing life. Also, by combining the series resonant winding with the phase winding, balanced control can be achieved. Attempts have been made to create a condition in the motor that is tuned to a narrow spectrum, such that at the load point the circulating harmonic current increases and the efficiency decreases to Ill! lower than that of the semi-designed one. SUMMARY OF THE INVENTION Single-phase generator motors (including motors or generators) typically include a rotatable rotor within an interior space defined by a hollow, cylindrical, stationary stator. The rotor and stator have slots facing each other, in which the windings are placed. It will be done. The rotor windings are connected at each end to form a squirrel cage, or are pulled out through slip rings. In a stator, two windings are electrically connected in series. The magnetic poles are arranged circumferentially along the inner surface of the hollow stator core to form magnetic poles. A capacitor is connected in parallel to one winding, and this combination is connected in series with the second winding. The capacitor is sized such that it forms a quasi-series resonant circuit with the second winding and a quasi-parallel resonant circuit with the first winding. Stator windings connected in series can be connected across single-phase or polyphase power input terminals. Continued. When power is supplied to the motor, a balanced rotating magnetic field is generated and the motor rotates 5 times. The Q-factor of the path is continuously adjusted by the admittance of the rotor winding. Pseudo direct The interaction between the column resonant circuit and the quasi-parallel resonant circuit causes the unused energy sent to the rotor in the form of magnetic flux to be returned through one of the stator windings, causing the magnetic field to collapse. During this process, the resulting voltage is stored in the capacitor. This is due, for example, to a reduction in the load torque exerted on the rotor. In another sense, when the torque demands on the rotor are high, the capacitor supplies stored energy to the appropriate windings, compensating for the additional power demand and balancing the distribution of magnetic flux rotating around the rotor. Maintain balance. The method of generating torque from an AC power source is to form a quasi-double resonant circuit that includes a capacitive element.The capacitive element is connected in parallel to one of the inductive elements, and this combination is connected in series to the other inductive element. ), a rotatable inductive element is provided which is used to supply torque, and power is applied across two series connected fixed inductive elements. All inductive elements are magnetically coupled and quasi-series and quasi-parallel resonant circuits are The method includes the step of generating a balanced rotating magnetic flux wave through the above-described mechanism. In one embodiment, a polyphase induction motor includes three pairs of series-connected stator windings, one winding of the multiple pairs has a capacitor connected in parallel, and one winding of the multiple pairs has a capacitor connected in parallel. are connected in series to the other winding of the pair to form a quasi-double resonant circuit. The polyphase motor, in yet another embodiment, includes three primary stator windings, which are connected to the motor via one of the power input terminals to separate the three phases of power supplied to the motor. Receive phase. The three secondary stator windings are The secondary stator windings are circumferentially interleaved between the primary stator windings and are magnetically coupled to these secondary windings, but not directly connected to the motor power input terminals. A capacitor is provided for each pair, and each capacitor has a small number of capacitors. in parallel with at least one secondary stator winding. Each capacitor is connected in parallel. The secondary stator winding forms a quasi-parallel floating resonant circuit. It is said to be iz. Therefore, a primary object of the present invention is to eliminate or control spatial harmonics in the air gap, negative sequence currents in the rotor and stator windings, and to The aim is to increase the efficiency of a motor or generator. Another object of the present invention is to provide a motor without increasing hysteresis loss due to magnetic saturation. The aim is to increase the torque rating of the motor. Yet another object of the invention is to improve the power factor of induction motors. An additional object of the invention is to store unused energy returned to the stator windings. This stored energy is then supplied to the magnetic circuit according to demand. Yet another object of the invention is to provide a balanced rotating system under substantially all loads. The idea is to form magnetic flux waves around the rotor. SUMMARY OF THE INVENTION 1 Other objects and advantages of the present invention will be readily understood from the following detailed description with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram of a single-phase motor with adjusted magnetic pole symmetry; Fig. 2 is an electrical diagram of the single-phase motor of Fig. 1 without an indication of stator core material or rotor material; The circuit diagram, Figure 3A, shows how the oscilloscope is configured to trigger on positive going slopes of the supply line voltage. Related to each stator winding NI & (and capacitor) when setting the Roscope. Figure 3B shows an oscilloscope trace of the voltage waveform generated by the oscilloscope to trigger on the positive slope of the supply line voltage. Figure 4A shows an oscilloscope trace of the current waveforms associated with each stator winding and capacitor when the scope is set. Oscilloscope trace of line supply voltage VL and line current at load. Figure 4B shows the line supply voltage and line current oscillations at half load. Diagram showing a loss scope trace. Figure 4C shows the oscilloscope trace of line supply voltage and line current at no load. Figure 5 shows an oscilloscope diagram of the line supply voltage and line current over the entire motor load range. A time course diagram showing a copy trace. 6 is a graph showing the rotor current versus slip speed for the induction motor of FIG. 1. FIG. 7A is a graph showing the effect of resistance on the shape of the series resonance curve. FIG. 7B is a graph showing the effect of resistance on the shape of the series resonance curve. Figure 7C is a diagram showing the effect of L/C ratio, Figure 7C is a diagram showing a parallel resonance curve, and Figure 8 is a diagram showing a polyphase induction motor with adjusted magnetic pole symmetry including a pseudo double resonance equalizer circuit. FIG. 1 and FIG. 9 are electrical circuit diagrams showing the multi-phase pseudo double-resonant induction motor of FIG. 8 in which the resonant winding of the stator is connected to the source in a Δ configuration. Fig. 1O is an electrical circuit diagram showing the multi-phase pseudo double resonance induction motor of Fig. 8 in which the resonant winding of the stator is connected to the source in a Y-form; One current and magnetic state of a pole three-phase induction motor Figure 12A shows the line supply voltage VL and line current IL at full load on one phase in a 40 horsepower three-phase quasi-double-resonant induction motor. Oscilloscope trace, Figure 12B, shows the line supply power at 75% load for one phase of the motor in Figure 12A. Figure 13 shows the switching network that changes the rotation of the dual-resonant polyphase motor of Figure 8. Figure 14A shows the magnetic pole symmetry with parallel floating quasi-resonant circuits. Schematic diagram of a polyphase induction motor with the -order stator winding connected in a Y configuration to the source. The parallel floating windings are connected in a Y configuration and the floating circuit is FIG. 3 is a diagram showing the capacitors of the circuit connected in a Δ configuration. Figure 14B is an electrical circuit diagram of a polyphase induction motor with adjusted magnetic pole symmetry having a parallel floating quasi-resonant circuit, in which the -order stator winding is connected to the source in a Y configuration. The parallel floating windings are connected in a Y configuration and the floating windings are FIG. 3 is a diagram showing capacitors in a programming circuit connected in a Δ configuration. FIG. 15 is an electrical circuit diagram of a multi-phase parallel floating quasi-resonant induction motor in which the -order stator windings are connected in a Y configuration to the input and the parallel floating stage Figure 16 is a diagram showing the motor winding and capacitor connected in a delta configuration. An electric current showing a multiphase induction motor with adjusted magnetic pole symmetry in a rotating aa parallel resonance design. In the circuit diagram, the stator winding of the − next phase is connected in delta form with the source, and its parallel Figure 3 shows the floating resonant stator windings connected in a Y configuration and the floating circuit capacitors connected in a Δ configuration. Figure 17 is an electrical circuit diagram of a multi-phase parallel floating induction motor, in which the negative stator windings are connected in a Δ configuration, and the secondary stator windings, that is, parallel floating windings, are connected in a Δ configuration. and the floating circuit capacitors are connected in a Y configuration. Diagram showing ro. Figure 18A is an oscilloscope trace showing the line supply voltage and line current at full load for one phase of a 40 horsepower three-phase pseudo-parallel floating resonant induction motor. Oscilloscope trace showing the line supply voltage and line current at 75% load on the phases. Part 19 shows the phases of an ideal double resonant motor with quasi series resonance at full load. Figure. Figure 20 shows a 1/3 horse motor with pseudo series resonance and pseudo double resonance at full load. Figure 21 shows the phases of an ideal double resonance motor with parallel resonance at no load, and Figure 22 shows the phases of a 1/3 horse motor with no load. At the load, the quasi-series resonance quasi-double resonance A diagram showing the phases after conversion to a vibration motor. FIG. 23 is an electrical circuit diagram of a double resonance motor according to the technique of the present invention used to explain FIGS. 19 to 22, and FIG. Figure 2 is a diagram illustrating the magnetomotive force produced in the gap, with each waveform representing the force (magnetic flux) produced in the air gap around the rotor at a given time of one cycle of input power; Figure 11 is a schematic diagram showing a single-phase AC induction motor with a squirrel cage rotor configuration. Ste Data STI is a generally hollow cylindrical slot made of laminated sheet steel. It is a structure with tags. The rotor ROI is rotatably arranged in the internal space of the stator. placed. Due to the 0M singulation, the stator STI is formed of similar materials. It is shown as having four pole areas or teeth TAX, TBI, TCI and TDI projecting from its return path or back iron BII. The actual number of poles or teeth depends on physical size, horsepower and rotational speed. The physical dimensions of the motor and its integral parts are shown only schematically and do not necessarily represent the optimal physical construction. The stator or primary is shown as having two windings WA and WB, commonly referred to as wound on J-tooth TAI, TBI, TCI and TDI. The windings are arranged in an axially extending thrower 1 provided inside the stator. Similarly, the rotor windings WC are distributed in axially extending slots provided around the rotor RO. Stator windings WA and WB are connected in series at midpoint 4P, and the series circuit is connected across power input terminals L1 and L2. The midpoint connection MP is passively connected to the input terminal L1 by two capacitors CA and CB. Ru. Capacitor CB is permanently connected while capacitor CA is is disconnected from the circuit by centrifugal force switch C8 when the motor reaches a predetermined speed during startup. Be far apart. When using the motor in low torque applications, capacitor CA and centrifugal force switch C8 are removed from the circuit. The rotor winding WC is divided into stator windings WA and WB by the four m-pole regions, namely teeth TAI, TBI, TCl, TDI, the air gap AG, the magnetic material of the rotor ROI, and the return magnetic path or rear iron part BII. closely magnetically coupled to the The present invention provides an adjustment circuit that equalizes the magnetic pole area around the rotor regardless of the magnitude of the electromotive force or its waveform. By arranging the magnetic flux axially symmetrically in this way, This arrangement reduces the spatial harmonics generated in the air gap between the stator and rotor, increasing the net magnetic flux available for connecting the rotor windings. The symmetry reduces the possibility of negative sequential currents being established in the rotor and allows higher torque ratings to be obtained for 1,000 to 1,000 times without increasing hysteresis losses due to magnetic saturation. 7. High efficiency can be obtained by intermediate transfer and storage of energy, and public In contrast to the induction/resistance ratio of conventional induction motors, the current rise time of the resonant circuit is reduced. The amount of force or mechanical torque acting on the rotor is based on the following equation: F = BΩ (1) where F is the mechanical force, B is the magnetic flux density connecting the rotor windings, Q is the physical length of the windings, and I is the force applied to the windings. It is a flowing current. squirrel cage induction motor The largest energy loss in a motor is due to the resistance of the winding when current flows through it. This is the heat generated by The amount of this loss is based on a first-order equation. I ” R (2) However, R is the current (ampere) and R is the resistance (ohm), so the low By increasing the available net magnetic flux connecting the rotor (e.g. by increasing B and keeping F and Ω constant in Equation 5), the current components in the rotor are reduced. This results in less heat generation, longer bearing life and higher efficiency. Additionally, the effects of eddy currents on all induction motors and generators are reduced due to the reduction of spatial harmonics. The sound is reduced. Resonant circuits do not send unused energy back to the source, but instead store it primarily in capacitors, so that by transferring the energy of the phase back and forth and between the two windings, This results in an energy-efficient topology. t in the quasi-resonant circuit? , VWB is at a high level and It is at a low level. Therefore, the magnetic flux density in the core is reduced and hence the hysteresis loss, vortex 11E flow loss losses and I”R losses are reduced compared to standard motor designs. This allows the controller to operate in the linear part of the BH curve. IWB is at a high level Because. The magnetic flux in the air gap will be at a high level, therefore it? The torque produced by - is considerably greater than in the standard seven-wheel case. Under high loads, Ie provides ~VAR5 at the stator and +VAR8 at the rotor, thus maximizing the energy to the rotor. The maximum energy transfer to the rotor reaches +Y (jw) rotor = -Y (jv) stator Occurs when This condition is used in the present invention and especially in the quasi-double resonance equalizer. This is normally obtained in the iser circuit. Furthermore, the admittance of the rotor The energy transfer varies proportionally with each speed of the motor, so the energy transfer is constant over the entire motor load range. It remains in a proportional state. FIG. 6 shows the rotor current versus slip frequency curve. The conductance G of the resonant circuit is governed by the first-order equation. Y = v' and 71T ding ``PARCTAN B e, -G (3) However, Y is the admittance (reciprocal of impedance), that is, the total ability to pass alternating current, and G is the Siemons circuit conductance (reciprocal of resistance). In other words, passing current B is the Siemons susceptance (the reciprocal of reactance), or the ability of inductance or capacitance to pass alternating current. Beq=Be-BL is the net equivalent susceptance in the above three equations. As is well known, the admittance of a circuit is equal to the conductance (real component) + susceptance (imaginary component). Y (jv) = G (v) + j B (w) (4) In the resonant state, the reactive power of the inductance is equal to and of opposite sign to the reactive power of the capacitance, and the source of the electromotive force is caused by the resistance of the circuit. Provides only the power needed One important characteristic of a quasi-double resonant circuit is the check/balance network. Figures 19 to 22 show the pseudo double resonance modes shown in Tables 1.2 and 3. Contains vector illustrations of data. FIG. 23 is an equivalent circuit of the motor, and the vectors shown in FIGS. 19 to 22 are This is used to examine the diagram. As is clear to those skilled in the art, under no load, there exists a state in which the currents of WB and CB are equal to 180"M, a state called parallel resonance. As the slip of the rotor increases, the resistance of the rotor changes, and the magnetic coupling between the resonant and rotor windings causes the circuit to move from a parallel resonance condition to a condition very similar to that occurring during series resonance. change into a state. Does the circuit conduct current even when there is no load? It is not a theoretical parallel resonance, but is therefore called a pseudo-parallel resonance. at full load If the maximum current does not flow, in other words, the current is limited only by the resistance of the circuit. Therefore, there is no theoretical series resonance. Therefore, the circuit is It is called a quasi-series resonant circuit. In both parallel resonance and series resonance, circuit polarization The tans cancel out and there is a power factor of 1. This condition exists in this unique circuit. Therefore, it is called a pseudo double resonant circuit. This circuit controls the current and voltage in each winding. control and adjust to maintain optimal magnetic flux conditions for each magnetic pole region. This creates a perfectly rounded rotating magnetic flux waveform of constant amplitude in the air gap, as shown in FIG. This condition is necessary to reduce magnetic losses and increase efficiency. As shown in FIG. 24, the upper set of curves shows that FA is volume 1! ! It shows a state like the magnetic flux of the air gap caused by WA, and is true The middle set of curves shows the situation where FA' is the magnetic flux component produced in the air gap by winding WB. The lower curve shows FA+FA'. As is clear from Figures 19 to 24, in the quasi-resonant state, the vector sum of the voltage drops across the capacitor CB and the inductor of the series branch (winding WA) is equal to the line voltage; As is clear from Table 3, the vector sum of the currents in the crossroads (CB and WB) is equal to the line current in this system. Maintain uniform power distribution between the two branches. Inductance or capacitance at resonance The ratio of the reactive power of the resonance to the active power of the fully resonant circuit is called the Q factor of the circuit. Ru. Let the symbol of the resonant frequency be rf rJ. At resonance, the capacitance The reactance is equal to the reactance of the inductor from the following equation (XL=XC). 2fL=1-(2πf c) (5) The following equation can be obtained. f r=1-C2tc (T:te) (6) where fr is a cycle of 7 seconds, L is Henry, and C is Farad. The above 6 equations are the inductance or shows that by changing the capacitance, the RLC circuit can be brought into resonance at a given frequency. What is the resistance of the series resonant circuit at the resonant frequency fr? Note that there is no equality relationship. Resistance affects only Q, and the minimum impedance of the circuit at resonance, and thus the height of the resonance curve, varies as shown by the curve in Figure 7A. Also, in Figure 7A Therefore, as long as the product of L and C is constant, the resonant frequency of the series circuit is constant. However, and others. When the L/C ratio is increased by a factor of 4=1 (Figure 7B). The “skirt” of the resonance curve becomes steeper. Decreasing the resistance of a series resonant circuit and increasing the L/C ratio changes the height of the curve and narrows the resonant frequency band. This has the effect of making the "skirt" of the curve steeper. In an AC circuit that includes both inductance and capacitance, the voltage increases. As the energy increases, instantaneous energy (1/2Cv 2 ) is stored in the capacitor, and once On the other hand, as the current increases, energy (1/2LI”) is stored in the inductance. This is done alternately twice in each cycle. Therefore, the inductance and the Reactive energy is exchanged with the capacitance. The source of the emf (energy delivered to the motor) only needs to supply the difference between the reactive energy of the inductance and the reactive energy of the capacitance, which is the net reactor of the series circuit. This takes into account that reactance is the difference between inductive reactance and capacitive reactance. Ru. That is, Xnet = XL - XC (7) Furthermore, consider that the reactive voltage of the series circuit is the difference between the inductance voltage and the capacitance voltage. The reactance is. It is the imaginary component of impedance, and resistance is its real component. This must be compared with Equation 4. The Q-factor of a resonant circuit is the ratio of reactive power to the power consumed by the resistor. Shown here In this example, the resistance represents the mechanical load on the motor. The response curve of a parallel branch or quasi-parallel resonant circuit (CB and WB) is shown in FIG. 7C, which is generally the inverse of the series resonant curve. Since the Q of the parallel winding has an opposite effect on the circuit compared to the Q of the series winding, the quasi-parallel resonant circuit is balanced with the quasi-series resonant circuit, and the instantaneous energy imbalance that occurs in one of these circuits is other times compensated very quickly by the road. As a result, as shown in Fig. 24, A coherent rotating magnetic flux waveform is formed around the rotor. The sensitivity of a resonant circuit can be increased by increasing the Q of the circuit or Alternatively, it can be reduced by lowering Q. Deliberately lowering the Q of the tuned circuit The result when Q=1/2 is called "critical damping". Coming An example of field damping is damping the movement of a meter pointer so that it does not oscillate. Therefore, this resonance characteristic can be utilized in a quasi-double resonance induction motor. By appropriately selecting the Q factor, energy transfer to the rotor can be improved. energy provided by the source can be controlled. Q is Admitter The inrush current can be reduced because it is a multiplier of A uniform distribution of power can be maintained. The operation of the single-phase quasi-double resonance induction mode shown in Figures 1 and 2 is explained below. When AC voltage is applied to input terminals T, ] and L2, the capacitor Capacitors CA and CB start charging, and capacitor CA closes when centrifugal force switch C8 closes. The circuit is connected by This charging current flows through the winding WA and sets up a magnetic flux path which includes the teeth TAI and TBi, their respective air gaps AG, and the The data ROI and the return magnetic path, ie, the rear iron part BII, are traced horizontally. When current begins to flow through winding WA, capacitor CB starts charging - next winding, I! Potential begins to be established at WB. This potential is approximately 90° out of phase with the potential of winding WA. See Figure 3A. In comparison, V WA leads V uB by 90''. Therefore, when the current in WA reaches its maximum value, the potential in WB also reaches its peak. The current flows through the winding WB. Figures 3A and 3B show the phase relationship of a single-phase motor with adjusted magnetic pole symmetry. are doing. In the example shown, the motor is a dual-resonant 1/4 horse motor adapted to receive an AC input of 2 o volts. It shows. This figure shows the open phase relationship between V WA, V WB, and V CB; The phase relationship creates a balanced rotating magnetic field. The traces in Figures 3A and 3B begin with a positive going slope of the voltage sent to the motor. These show that V IjA lags the supply voltage VL by about 45''. See Figure 3B. The current in the first winding WA (IVA) decreases and the current IWB in the winding WB is established. When it is turned on, the energy stored in the magnetic field of the six windings WA is stored in the capacitor CB. The accumulated energy is transferred to the winding WB, forming a rotating magnetic flux waveform. This waveform extends from the horizontal polar axis pre-established in the motor's magnetic material to the stator teeth TCI and TDl, their respective air gaps, the rotor's magnetic material and the It rotates through the magnetic path, ie, the rear iron section B 1, to a centered vertical position. child The rotating magnetic flux waves in the rotor ROI cut the rotor winding WC, which causes a current to flow, establishing a magnetic field in the rotor, which is in turn connected to the rotating magnetic flux waves established in the magnetic material of the stator STI. Attempt to self-align. Figure 3B shows capacitor CB and stator winding 1! Current waves flowing through WA and WB respectively Forms I CB, I vA and I WB are shown. IMA and IvB are shown to be completely 901 out of phase with each other. and I CB is 1809 out of phase with respect to I WB. Figures 3A and 3B have the same time base and therefore direct relationship between voltage and current. A direct comparison can be made. When the current in winding WB (iWB) reaches its peak, it starts decreasing by 5 and its magnetic The energy stored in the field is released into the rotor winding or capacitor CB. Additional energy passing from the source through winding WA is also stored in capacitor CB. This pattern causes the magnetic flux wave to continue through each cycle of alternating current one revolution, causing each cycle to undergo one revolution. Although four poles are shown in the drawing, the magnetic field advances by ]74 revolutions every 1/4 cycle, so the motor is at rest or stopped, which is considered to be a two-pole motor. In this case, when a voltage is applied to input 1 and L2, the magnetic flux wave that rotates once cuts all the rotor windings WC at the maximum rate, so that the net equivalent susceptance Beq becomes a high level. This causes a considerable amount of current to flow through both the stator and rotor windings. As the speed of the rotor increases, the rate at which the winding WC is cut decreases and the net equivalent susceptibility increases. Figure 6 shows the curves of 50 - motor current vs. slip frequency. In the 90 - tarok condition, the current flowing in the stator and rotor windings is The current has the same frequency as the line current. At no load, when the motor reaches synchronous speed, the frequency of the rotor current becomes 0. Rotor windings 11 The dual resonant equalizer circuit is stored in the active elements (WA, WB and/or CB). This feedback also controls the Q-factor of the resonant circuit and adjusts the amount of energy required from the power source (Figure 6). B In the rotor lock (ORPM) condition, the rotor current frequency is the same as the line frequency. It decreases with the speed of mouth and evening, and eventually becomes 0 at the synchronous speed. Resonant circuits are important in several ways. First, we will strictly examine the quasi-series resonant branch consisting of the winding WA and the capacitor CB. In Figure 20, under full load conditions, it appears as if there is a condition that violates Kirchhoff's voltage law. By measuring the voltage drop across WA and CB (which is the same as VWB), it is determined that they are the same. This means that the unit is twice as large as the source. Series resonant circuits do not violate Kirchhoff's laws. This is because the vector sum of WA and CB is equal to the input voltage, as shown in Figures 19 to 22. The ability of a quasi-series resonant circuit to generate a voltage higher than the applied voltage is one of the most important circuit properties. This is the ability to store unused energy in WA and CB. In the series part of a circuit enabled by the power, Q is the voltage of WA and CB. This is the magnification factor (admittance factor) that determines how much higher the voltage can be increased than the applied voltage. Consider separately the parallel branch of the pseudo double resonant equalizer circuit consisting of WB and CB. Ru. In Figure 22, when there is no load, the current in CB leads the voltage applied to it by 90'', and the current in WB lags the voltage applied to it by 84.2@.CB and WB are in parallel. Since the same voltage appears on both of them (Figure 3A), their currents are therefore 174.2° out of phase. This is shown in Figure 22. This shows that when a current flows in one direction in WB, an equal current flows in the opposite direction in CB. When Kirchhoff's current law is applied to the midpoint MP, as is clear from Fig. 21, in parallel resonance, no current flows to or from the source; the current flows simply. It simply oscillates back and forth between the capacitor and the winding. ideal parallel resonance circuit In the circuit, only a source voltage is required to initiate this oscillation. child Once this has started, the source can be removed and the circuit will continue to oscillate indefinitely. Parallel resonant circuits exhibit opposite characteristics to series resonant circuits, so they are called antiresonant circuits. It is also sometimes called ``Furi''. However, this condition only occurs when there is no loss in one circuit. Loss occurs in a quasi-double-resonant induction motor. That is, the maximum loss is the one supplied to the load. Another loss that should be minimized is the current flowing through the resistance of one winding. It is caused by the current. Therefore, energy must be constantly added from the source. This ability of the parallel resonant circuit to sustain oscillations after removing the source voltage Duplex is an important feature in motor circuits because with each vibration a magnetic field is established around the WB. When this magnetic field collapses, the energy of the magnetic field An electromotive force (V) is induced in CB by the force. This energy transfer method is the most efficient because it is intermediate in nature and does not return unused energy to the source. It is a topology. Since the two stator windings are in series and the two resonant circuits are essentially opposite (FIGS. 7A and 7B), they electrophysically control or coordinate each other. The end result is an induction motor with tuned magnetic pole symmetry over the entire point range. Figures 4A, 4B, and 4C show the applied emf (radius) in a single-phase motor with well-aligned pole symmetry of the same type as that described for Figures 3A and 3B. The relationship between line voltage VL) and current (line current IL) is shown. Figure 4A shows the full load condition, Figure 4B shows the half load condition, and Figure 4C shows the no load condition. Indicates the condition of the load. Note that line current IL is kept strictly in phase with line voltage VL. The power factor of a circuit is therefore 1 over the entire load range. FIG. 5 is a diagram showing the time characteristics for the entire load range of the single-phase motor of FIGS. 3A and 3B. FIG. 5 shows the line voltage and current phase relationships over the entire load range. Another unique and desirable characteristic of the motor is a flattened current waveform IL. child Since the signal IL is a non-sinusoidal wave, its RMS value, that is, its effective value is the same peak value as the positive A magnetic field that is considerably larger than a string wave and can maintain a high level for a long time without saturating the iron. give rise to a world. This maintains high torque and reduces hysteresis in the magnetic core material. Reduces cis loss. The motor operates in the linear part of the BH curve. The present invention substantially eliminates the significant current problems associated with conventional induction motors and generators. Although the present invention describes a motor, torque is applied to the rotor. If the device is driven at a synchronous speed or higher, the device can be operated as a generator. It should be noted that in the case of a zero-shot TLT machine, since the power factor of the device is 1, there is no need to supply reactive power.The scope of the claims shall also include such usage of the device. Conventional polyphase motors, by design, have uncoordinated rotating magnetic flux waves that become asymmetrically distorted under certain operating conditions. This distortion, or magnetic irregularity, reduces the operating efficiency of conventional motors. The present invention provides an adjustment circuit that equalizes the magnetic pole area regardless of the magnitude of the electromotive force or its waveform. By aligning the magnetic flux axially symmetrically in this way, undesired spatial harmonics in the air gap between the stator and rotor are reduced, as shown in Figure 24. In this way, the available net magnetic flux connecting the rotor windings can be increased. Magnetic symmetry reduces the risk of negative sequential currents being established in the rotor, leading to magnetic saturation. To obtain a high torque value without increasing hysteresis loss. Also, the intermediate transfer and storage of energy provides high efficiency and short current rise times in the resonant circuit, in contrast to standard motors. The polyphase motor will be explained below. Some important properties of a quasi-double resonant circuit are its checking and balancing network and its ability to generate a rotating magnetic vector. power and the ability of the circuit to act as a phase doubler. Therefore, the coil placement is once An example of a suitable coil arrangement, which should be made to increase the rotating magnetic sinusoidal waveform, is shown in FIG. It should be understood that changes can be made to form a module with gender 2. Therefore, the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG. As in the case of the single-phase motor of the present invention, at quasi-resonance, the vector sum of the voltage drops across the capacitors and inductors of the quasi-series branch is equal to the line voltage (Figure 19) and the quasi-series branch The vector sum of the currents in the quasi-parallel branches becomes equal to the line current (Figure 19). Two electrical circuit diagrams of a quasi-double resonant polyphase motor are shown in Figures 9 and 10. Ru. The configuration shown in FIG. 9 is schematically illustrated in FIG. In Figure 8, the windings of each quasi-resonant circuit are electrically separated by 90". It is understood that this angle can be adjusted to produce different torque and operating characteristics for the motor. I want to be. FIG. 8 schematically shows a quasi-double resonant multiphase AC induction motor of squirrel cage design. This motor has a sheet steel laminated stator ST2 and a similar material rotor. It has data RO2. For simplicity, the stator is assumed to have 12 poles or teeth TA, TB, TC...TL protruding from the return magnetic path or rear iron part B12. The actual number of these teeth will depend on physical size, horsepower and rotational speed. The physical size of the motor and its integral parts is It is for illustration purposes only and does not represent its optimum physical structure. The stator has three sets of pseudo double resonant circuits, one set for each phase of the input. It is shown as. The first pseudo-double resonant circuit consists of series connected windings WBa and WAa wrapped around teeth TA, TB, TC and TD, these windings straddling inputs A and B and ending at midpoint M. are connected in series at P a. With the windings connected in this way, this midpoint is passively connected to input terminal A by capacitor CBa, that is, connected in parallel to winding WBa and in series with WAa. It is continued. The rotor winding WC has four pole regions namely teeth TA, TB, TC, TD. They are magnetically connected to the stator windings WBa and WAa by their respective air gaps AG, the magnetic material RO2 of the rotor, and the return path or back iron BI2. A second set of quasi-resonant windings WBb and WAb are connected to input terminals A and C. These are wrapped around the teeth TE, TF, TG and H and are also connected in series at the midpoint MPb. Its connection is passively connected to input terminal B by capacitor CBb. The rotor winding WC is divided into stator windings by four magnetic pole regions, namely teeth TE, TF, TG, TH, their respective ρ air gaps AG, the rotor's magnetic material RO2, and a return path, or rear iron part BI2. Closely connected to mWBb and WAb. A third set of quasi-resonant windings WBc and WAc are connected to input terminals A and C. These are wrapped around the teeth TI, TJ, TK and TL and at the midpoint M P c. connected in series. The midpoint connection M Pc is passively connected to the input terminal C by a capacitor CBc. The secondary winding WC is connected to the primary winding WBc and Closely connected to WAc. The operating principle of the pseudo double-resonant polyphase motor shown in FIG. 8 is as follows. When a polyphase AC voltage is applied to input terminals A, B, and C (A is O and the capacitor CBa starts charging. This charging current flows through winding WAa. stator teeth TC and TD, their respective air gaps, rotor magnetic material and A return magnetic path, that is, a magnetic flux path passing through the rear iron portion BI2 is set. At the same time, Ste. Since three phases act on the motor simultaneously, a situation similar to that shown in Figure 11a occurs. Figures 11A-11L show a standard induction motor during one revolution in 30' increments. The current and magnetic flux paths of the motor are shown. These diagrams illustrate motors, especially pseudo-duplex motors. This helps explain the very complex conditions that occur in vibrational induction motors. public Both the known induction motor and the induction motor of the present invention generate rotating magnetic flux waves, but the magnetic flux waves of the conventional motor are one wave of the quasi-double resonant motor of the present invention, and the induction motor of the present invention generates rotating magnetic flux waves. It is not necessarily symmetrical or balanced under the conditions of transformation. In Figures 11A-11L, the solid and dashed lines represent the current flowing through the stator windings, and the dash-dotted lines represent the magnetic flux path through the stator and rotor. One of the structural differences between conventional polyphase induction motors and induction motors constructed according to the principles of the present invention is. For example, if a quasi-double resonant induction motor is connected to power input terminals A and B, It has circumferentially interleaved windings between the windings. The winding connected in series with the capacitor is identified by the reference letter rAJ of rWAaJ. The lower case letter refers to the phase of the winding. Therefore, considering the stator windings WAa and WBa, both stator windings are connected by the lower case raJ such that winding WAa is connected in series with capacitor CBa and stator winding WBa is connected in series with capacitor CBa. Since they are connected in parallel to the passacitor CBa, they are connected in series with each other. Referring to Figures 1LA through 1LL, one of the physical differences between conventional motors and the motor of the present invention is that the motor of the present invention is located between two stator windings. It is equipped with an additional winding. 1st. Diagram IA shows the circumferential arrangement of teeth TA, TK and TE. Referring to this figure and FIG. 8 together, the power input sum A is applied to the winding WBa wound around the tooth TA at the same time that current flows through the winding WBb wound around the tooth TE. However, the winding W A e is wound around the teeth TK and TL, and the winding is 1 turn A! Interleaved in the circumferential direction between WBa and WBb. The circumferential positions of other stator teeth are not shown in FIG. 11A for clarity of illustration. Figure 11B shows the rotor rotated 30' clockwise by the rotating magnetic flux wave. It shows ro. In this case, the magnetic flux wave cuts the stator winding IIAWAc wound around the teeth TK and TL. As soon as the potential between power terminals A and B reaches its peak, the energy stored in capacitor CBa begins to discharge into winding 11WBa. This energy, together with the energy stored in the magnetic field of WAa, is transferred to the winding WBa and the teeth TA and TB are Set the magnetic flux pattern through each of these air gaps, the return magnetic material of the rotor, and the return path or rear iron section Bl. This flux path is similar in a general sense to that shown in FIG. 11L, where the motor is designated at 330@. Also, a potential is established in the positive direction with respect to terminal C, causing current to flow through stator winding WAe, and capacitor Trying to charge Pacita CBc. When this current starts to flow in WAe, the magnetic field of WBc starts to collapse, and the energy multiplied by WBc&:W then flows into the first winding WAc. It is stored in the capacitor CBe and the new magnetic field in the winding WAc, along with the energy that has been released. This moves the position of the magnetic flux wave 30" clockwise relative to the 0 shown in Figure 11A. This process continues as long as the polyphase source is applied to motor terminals A, B, and C. .Therefore, for each new cycle of alternating current, one winding of the motor denoted by the letter WA, i.e. WAx (where X is a, b or C) (winding connected in series with a capacitor) Let's charge the capacitor of each of them. A magnetic field is established in these windings and an electric field or potential is generated across the associated capacitor. As each magnetic field in the motor collapses, the energy stored in that field is converted into a current that is stored in its associated winding pair or in its associated capacitor. It will be done. On the other hand, when each capacitor discharges, the stored energy is converted into current. and flows to any of its associated windings. Therefore, a highly efficient system of coordinated energy transfer and exchange has been established. At the same time, a rotating magnetic field similar to that shown in FIGS. 11A-11L is generated. The magnetic center of the rotating magnetic flux wave moves one tooth clockwise for every 30 degrees the polyphase source advances. There is also a check and balance network. It is clear that there are Since all the windings have a high coupling coefficient to each other, excess energy from one circuit phase is transferred directly or indirectly to another part of the network. sent. This balanced rotating magnetic flux wave or pattern is The magnetic flux wave, which continues one revolution throughout the entire cycle, advances one complete revolution. When the motor is at rest or stopped, the polyphase source connects motor terminals A, B, and and C, the rotating magnetic flux waves cut through all the rotor windings of the WC, resulting in a high level of net equivalent susceptance. This causes a significant amount of current to flow in both the stator and rotor windings, most of which is converted into mechanical torque that tends to synchronize the rotor with the rotating magnetic field. As the rotor speed increases, the rate of winding break and the net equivalent susceptance decrease, reaching the theoretical ○ at synchronous speed. do. Since the rotor winding BWC is closely magnetically coupled to the main stator winding, the unused energy of the rotor winding mwc is returned via magnetic coupling to the reactive elements (WAx- WBx or CBs, x is a, b or C) or step Accumulated in the data circuitry. This feedback also adjusts the Q-factor of the resonant circuit. and adjust the amount of energy required from the power source. In the rotor locked state, ORPM, the frequency of the rotor current is the same as the line frequency, but decreases with the speed of the rotor and eventually reaches 0 at the synchronous speed, as shown in FIG. Figures 12A and 12B show the line current (IL) applied to one phase of a three-phase power line connected to a quasi-double-resonant polyphase motor, which is a double-resonant 40-horse motor. The relationship with electromotive force (line voltage VL) is shown. Power input was 460 volts, 3 phase. Figure 12A shows the line voltage and line voltage at full load. Figure 12B shows the relationship between line voltage and line current at a 5% shift load. Note that the line voltage VL is in phase with the line current IL and the power factor of the circuit is 1 over the entire load range as shown in FIG. Another unique and desirable characteristic is a flattened waveform of the current component. Because the current IL is non-sinusoidal, its RMS or effective value is very large, so that the transfer of magnetic energy is much stronger than that produced by a standard sinusoidal current. It becomes a powerful thing. This allows the current to perform the same function as a conventional motor without driving the core into saturation, reducing hysteresis losses in the magnetic core material and reducing the coercive force required to return the magnetic material to zero. That is, the energy is reduced to 0. Reducing harmonics also reduces eddy current losses in the magnetic core material. When operating a quasi-double-resonant polyphase motor, it was found that the quasi-double-resonance equalizer circuit is thought to limit how the polyphase motor can be used. This is because it is not possible to change the rotation of the motor simply by reversing the phase order of the inputs (A-B-C changes to A-C-B), as is usual in today's standard designs. It is from. Also, for different operating voltages, the capacitive reload required to maintain a suitable Q-factor is It is necessary to vary the amount of actance. These drawbacks can be overcome by the switching network shown in Figure 13. Wear. Switching of motor rotation. This is done by two reversing contactors (C1, C2) and (C3, C4). For one direction of rotation, C2 and C4 remain open while C1 and C3 close. Reverse switching exists for rotation in the opposite direction. This network essentially consists of the top two reversing the phase sequence and the bottom two responding to this phase change. It consists of two reversing motor contactors connected to reverse the windings. By sacrificing the admittance multiplier of the series resonant branch, it is possible to connect the -order stator winding directly to the input polyphase source, for example by connecting winding WAa with terminal A' to form a Y configuration as in Figure 14B. and connect the secondary stator winding to the Δ configuration (Fig. 15) or are wired in a Y configuration (Figure 14B) and kept floating relative to the primary stator winding, e.g. WBa', or by being closely magnetically coupled to it. A similar result is obtained, namely a balanced rotating magnetic flux wave. The angular displacement of each winding can be varied to give the motor different rolling characteristics. Therefore, the invention is not limited to any set angular displacement of the five windings. The concept of parallel floating is shown in Figures 14A, 14B, 15, 16 and and the electrical circuit diagram in FIG. Since the floating stator winding (secondary) is only inductively coupled to the power supply, the secondary winding can be chosen to use the most economical amount of capacitive reactance. . A capacitor CBx (where X is a, b or C) is connected in parallel with WBx to form a parallel resonant circuit. Its Q factor is determined in the same way as for the pseudo double resonant circuit. A combination of a floating pseudo-parallel resonant circuit and a phase winding is a pseudo-double resonant circuit. Acting similarly to a swing circuit, energy is transferred magnetically between the two-turn pair and the rotor winding. The source is determined by the mechanical torque of the rotor and the resistance of the circuit by viewing the primary winding as having a reactance O, or power factor of unity. A zero circuit that is good at supplying only the power that is The rotation of the rotor can be changed simply by reversing the rotation direction. In addition, the capacitive resonant circuit It is also possible to use dual voltage primary circuits without changing the actance. Quasi-double-resonant polyphase motors can be used where fairly low inrush current control is required but their operation does not need to be reversible. For motors that require high starting torque and easy reversal, floaters are recommended. parallel resonant motors are more suitable. The secondary stator windings 1WBx can be connected as if they were individual single-phase circuits. Each of these connections can provide the motor with different operating characteristics, such as those obtained with Y-Δ starting. Figure 14A shows the parallel resonance or parallel floating polyphase alternating current of squirrel cage rotor design. 2 schematically shows a flow induction motor. This motor is made of sheet steel laminated steel. It comprises a rotor ST2 and a rotor RO made of the same material. Due to N singleization, stay Although the motor is shown as having 12 magnetic poles or teeth TA, TB, TC...TL projecting from the return path or rear iron part BI2, the actual number of these teeth is Depends on physical size, horsepower and rotational speed. The physical dimensions of the motor and its integral parts are shown here for illustrative purposes only. The stator may not be sown in Δ or Y configuration, which does not represent the optimal physical structure of the motor. It is equipped with three primary phase windings that can be connected to a ground, and three sets of floating parallel resonant circuits, one set for each input sum. The three primary phase windings WA a', WAb' and WAc' are connected to input terminals A, B and C in a Y configuration. Ru. The three secondary stator windings WBa', WBb' and WBe' are In FIG. 14, it is connected in a Y-shape and is connected in parallel with three capacitors CBa', CBb' and CBc', which are connected in a Δ-shape. In this circuit, capacitor CB b' is in parallel with secondary stator windings WBb' and WBc'. As shown in FIG. 15, the parallel floating capacitor need only be in parallel with one secondary stator winding to form a floating parallel resonant circuit. The floating parallel circuit is composed of secondary windings WBa' + WBb' and WBe' and capacitors CBa', CBb' and CBc'. The secondary stator windings are wound respectively in the lower stages C, TD, TG, TH, TK and TL. - The next stator phases aWA a ′, WA b ′ and WA c ′ are wound around teeth TA-TB, TE, TF, TI and TJ, respectively. The secondary windings are circumferentially interleaved between the secondary windings, eg, WBa' is interleaved between WAa' and WAb'. The floating circuit is magnetically coupled to the negative phase winding and the rotor RO. Actual phase shift between two primary winding sets The positions differ from those shown and can form everything from close bonds to zo1 bonds. These changes give the desired changes in the motor's operating characteristics. However, the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG. 14A.6 The principle of operation of the motor shown in FIG. 14A will be briefly described below. When a polyphase alternating current potential is applied to input terminals A, B, and C, the negative phase windings WAa', WAb', and WAc' are as shown in Figures 11A-11L for standard motor designs. Generates a rotating magnetic flux wave similar to the one shown. This is because these windings are connected to the source just like the windings in a standard motor design. When this magnetic flux wave rotates in the magnetic material of the stator, the magnetic flux becomes a floating The parallel circuits WBa', WBb' and WBe' and the winding WC of the rotor RO are disconnected. This creates a potential in the windings of the floating circuit and In this case, current flows through the two windings, causing their associated teeth to flow through their respective air gaps. A magnetic field is set in the magnetic material RO of the rotor and the material of the return magnetic path, that is, the rear iron part BI2. determined. Energy stored in capacitors CBa', CBb' and CB e' The energy is released into each winding in the form of a current. This ability of the quasi-parallel resonant circuit to sustain oscillations represents flywheel action and is an important feature of motors. The parallel bloating circuit not only generates the necessary magnetizing current, but also attempts to equalize the magnetic energy of the poles. That is because is floating in nature and therefore regulates the flow of energy into the rotor windings. This is because it will be adjusted. This is an intermediate exchange of energy between two windings or is the most efficient topology. motor glue acti Since unused energy is stored in the active elements, the source must supply the energy necessary to provide the required mechanical torque and of course to replenish the energy expended.

【Iでよい。ぞt故、モータは、その全負荷範囲にわたって力率1又はそ の付近で動作する。第18A図及び第18B図を参照し、電流波形ILの平坦な 上部に注目されたい、第18A図及び第18B図は、各々、第12A図及び第1 2B図に関連して述べた形式のモータに対し、全負荷と75%負荷とにおける活 線電圧とワイン電流との関係を示している。 この電流波形は非常に望ましい。というのは、RMSエネルギレベルが正弦波の 1ノベルより高く、同じ時間フレーム内により多くのエネルギ伝達が生じるから である。従って、低電流の部品しか必要とされず、関連モータ巻線の銅損失が減 少される。別の重要な特徴は、ロータROの巻線WCを切る磁束波の対称性にあ る。2本巻きの巻線間でのエネルギの中間的な交換によって生じるこの対称性即 ち物理磁気調整により、ロータの正味磁気結合がより強くなり、ひいては、損失 が低下する。この特定のトポロジーでは、モータの巻線や複雑なスイッチング機 構を再構成しなくても直接的にモータを逆転することもできる7並列分岐巻線は フローティングであるから、変圧器の二次の巻線と同様である。これにより、適 当なQ係数を得るのに必要なキャパシタのコスト及び物理的なサイズを減少する ように巻回及び接続を選択することができる。3相モータについて述べたが、請 求の範囲では、本発明の原理に従って構成された多相モータも包含されるものと する。 本発明の特徴について、173馬力のマラソン(Marathon)単相誘導モ ータに多数のテストを行なった1表1は1M形の】/3馬力マラソン単相誘導モ ータと、擬似二重共振技術を組み込むように巻き直された同じモータとの性能を 比較するものである。 1/3馬力マラソン単相誘導モータ モデル: 5PB56C17F5302Aマラソン・対・擬似二重共振 変更前 変更後 久歿 息魚荷 衾魚亙 魚且蓮 衾魚藉馬力 0.00 0.3301 0.0 0 0.3303ライン電圧 230.352 230.256 230.01  230.976ライン電流 2.5227 2.9492 0.5454 1 .4455ライン周波数 60.0 60.0 60.0 60.ORPM 1 792.8 1759.5 1795.2 1760.4トルク(oz、in、 ) 0.0 11.82 0.0 11.82ワツト 154.7493 42 1゜4933 122.0228 331.5053VA 581.1090  679.0709 N25.4475 333.8758VAR3560,12 53532,424329,112139,7151力率 26.63% 62 .07% 97.27で 99.29%効率 −58,4235% −74,2 8%周囲温度 22.2507 22.8080 22.4563 22.91 09ケ一ス温度 50.7649 51.1410 39,4897 39.7 817ベアリング温度 45.0604 46.5713 36.3931 3 7.9134破壊トルク 35.58(oz、in、) 35.Fi5(oz、 in、)ロータロック1−ルク 37.62(oz、in、) 54.42(o z、in、)ロータロツタ電流 15.37 8.301音圧レベル 85 d B SPL 81 dB 5PL(リニア) (リニア) 表2は、原形のマラソンモータと擬似二重共振モータとの巻線仕様を比較するも のである。 糞主 1/3馬力マラソン単相誘導モータ モデル: 5PB56C17F5302Aマラソン・対・擬似二重共振巻線仕様 1−8 0.9807853 37 36.289061−6 0.83146 93 33 27.438501、−4 0.5555703 29 16.1 1154全有効巻回数/極 79゜83910 ワイヤザイズ:1#20AWG 横変位90°電気角 !−80,98078536865,693401−60,831469352 43,236421−40,55557033217,77825全有効巻回数 /極 127.70810ワイヤサイズ:11Fi9Awa 横変位90°電気角 擬似二重共振巻線の仕様 二車A五1員y人 スパン 旦二五孤気 (貝玖 1腹斐回数1−8 0.9807853 50  49.039271−6 0.8314693 54 44.899361−4  0.5555703 32 17.77825全有効巻回数/極 111.7 1690ワイヤサイズ:1$23AWG 横変位90’電気角 コ田f購WB スパン ユニ玉」 璽月盈 lター%凰致1−8 0.9807853 50  49.039271−6 0.8314693 54 44.899361−4  0.5555703 32 17.77825全有効巻回数/極 ill、7 1690ワイヤサイズ: 1#22及び]#23極変位90°電気角 表8は、モータを擬似二重共振回路に変更した後のマラソンモータのテストデー タを示すものである。 個じL 1/3馬力マラソン単相誘導モータ モデル: 5PB56C17F5302A擬似二重共振回路に変可した後のデー タ1tff l!−夏夷 ワット 墓A茸 巻線W A 153.40 0.5458 72.87% 61.0109巻線 W巻線 188゜202゜5760 12.50% 60.6004キヤパシタ CB (43mfd) 188.20 3.0100 0.0009% 0.5098 電源 230.00 0.5458 97.27% 122.1069念JW 巻線W A 158.10 N、4410 69.00% 157.1973巻 線W巻線 167.10 N、9660 53.00% 174.0107キヤ パシタCB (43mfd) 167.00 2.6570 0゜0001逐 0.3993 z源230゜001゜4410唆IG、9%331.09861ニーシリ−2− り 巻線WA ill。00 L310 77.17% 711.8238巻線W巻 線 153.10 10.960 70.19% 1】77゜77】4キヤパシ タCB (43mfd) 153.10 2.422 0.0003% 0.1H2キヤ パシタCA (145mfd) 153.10 g、550 0.000g 1.0472を 源 230,00 8.310 98.93% 111190.8491全ての テストは+ IEEE規格112−Bに従って行なわれた。これらのテストにお いて、レボウ(Lebov)のトルクセンサと、オハイオ・セミトラエックス・ インク(Ohio Se+++1tronics。 Inc、)の電カドランスジューサ、電圧トランスジューサ及び電流トランスジ ューサは、全て、米国国内規格局(U、S、 NationalBureau  of 5tandards)に適合する電流校正条件内にあるテストシステムで 校正された。テストを受けるモータに負荷をかけるためにマプトロール(Mag trol)のヒステリシスブレーキが使用された。全ての場合に、適当なサイズ のレボウのインライン回転シャフトトルクセンサがモータと負荷との間に接続さ れた。 信号は、ダイドロニック(Daytronjc)の歪計調整器で処理され。 コンプダス(Compudas)のコンピュータに供給された。又、コンピュー タには、電子式の高精度電カドランスジューサ、RMS電圧トランスジューサ、 RM S電流トランスジューサ、周波数トランスジューサ及びサーモカップルか らの情報も供給された。 コンピュータは、これら全てのソースからのデータを連続的に積分し、収集、処 理1表示及び通信のためのコヒレントな形態にコンパイルした。又、テストシス テムの一部分は、バランスのとれた電圧でもバランスのとれていない所望の程度 の電圧でもテストできるような大型の可変変圧器であった。 全ての読みは、モータを負荷状態で30分間運転した後に得られた。音圧レベル は、レイプルーフ(Ray Proof)の二重壁音響室内でクエスト・エレク トロニック(Quest Electronics)モデル215音響レベルメ ータによりlフィートMtまたところで得られた。 表2に示したように、モータが最初の製造状態にある場合には、モータの2つの 巻線の有効巻回数が等しくない(始動巻線は79.8巻回でありそして作動Sa は127:7巻回である)、擬似二重共振状態に作り直した後に、2つの巻線は 同じ巻回数(各々111.7)となる、この変更により、完全に丸い回転磁界を 形成することができる、擬似二重共振技術では、直径の小さいワイヤを用いて実 装係数を増加できると共に、小型のモータ及び/又は磁気損失の少ないモータを 製造することができる。上記の数値から明らかなように、使用されるワイヤは元 のワイヤのサイズの半分未満である。 表3は、力率が全負荷範囲にわたっては′:1に保たれる(無負荷時の97.2 7から全負荷時の99.9まで)ことを示している。テスト装置の精度により、 各成分に対する電力測定値の合計が電源から得られる電力量に等しいことが容易 に明らかである。電圧、電流及び力率が等しくなくても、2つの巻線のニネルギ (電力量)は無負荷及び全負荷時にはゾ等しい。 更に、表1は、擬似二重共振回路への変更の後に、モータがあまりスリップせず 、効率が高く、力率が高く、温度が低く、音圧レベルが低く、突入電流が低くそ して始動トルクが高いことを示している。 以下に述べる請求の範囲は、ここに開示した変更及び開示しない変更で、本発明 の範囲内に包含される全ての変更を網羅するものとする。 Fig、 5 C ン7+ a: (i勺容Iこヱ」こなしン浄1!F(内容(ご工」Lなし) 浄シシ′)5、ニスになし) n弔(内′8(二変更なしン /7σ−24 手続補正書(方式) %式% 3、補正をする者 事件との関係 出願人 4、代理人 7、補正の内容 別紙のとおり 国際調査報告 l″lem*+″′l AINHN′M N11. PaT/US 87101 929 2国際調査報告[I is fine. Therefore, the motor has a power factor of 1 or below over its entire load range. It operates near. Referring to FIGS. 18A and 18B, the current waveform IL is flat. Note at the top, Figures 18A and 18B are similar to Figures 12A and 1, respectively. For motors of the type described in connection with Figure 2B, the activity at full load and at 75% load is It shows the relationship between line voltage and wine current. This current waveform is highly desirable. This is because the RMS energy level is a sine wave. 1 novel, because more energy transfer occurs within the same time frame. It is. Therefore, only low current components are required and copper losses in the associated motor windings are reduced. It will be less. Another important feature is the symmetry of the magnetic flux waves cutting through the winding WC of the rotor RO. Ru. This symmetry, caused by the intermediate exchange of energy between two windings, The physical magnetic adjustment makes the rotor's net magnetic coupling stronger, which in turn reduces losses. decreases. This particular topology requires motor windings and complex switching machines. The 7-parallel branch winding allows you to directly reverse the motor without having to reconfigure the structure. Since it is floating, it is similar to the secondary winding of a transformer. This makes it possible to Reduces the cost and physical size of the capacitor needed to obtain a reasonable Q-factor You can choose the windings and connections as you like. I mentioned the three-phase motor, but The scope of the present invention is intended to include polyphase motors constructed in accordance with the principles of the present invention. do. Features of the invention include a 173 horsepower Marathon single phase induction motor. Table 1 shows the 1M type ]/3 HP Marathon single-phase induction motor. performance with the same motor rewound to incorporate quasi-double resonance technology. It is for comparison. 1/3 horsepower marathon single phase induction motor Model: 5PB56C17F5302A marathon pair pseudo double resonance before after Kudan breath fish cargo 衾ゆ亙 fish and lotus 衾fish藉 horsepower 0.00 0.3301 0.0 0 0.3303 Line voltage 230.352 230.256 230.01 230.976 line current 2.5227 2.9492 0.5454 1 .. 4455 line frequency 60.0 60.0 60.0 60. ORPM 1 792.8 1759.5 1795.2 1760.4 Torque (oz, in, ) 0.0 11.82 0.0 11.82 Watt 154.7493 42 1゜4933 122.0228 331.5053VA 581.1090  679.0709 N25.4475 333.8758VAR3560,12 53532, 424329, 112139, 7151 Power factor 26.63% 62 .. 07% 97.27 and 99.29% efficiency -58,4235% -74,2 8% ambient temperature 22.2507 22.8080 22.4563 22.91 09 case temperature 50.7649 51.1410 39,4897 39.7 817 Bearing temperature 45.0604 46.5713 36.3931 3 7.9134 Breaking torque 35.58 (oz, in,) 35. Fi5 (oz, in,) rotor lock 1-luke 37.62 (oz, in,) 54.42 (o z, in,) Rotator current 15.37 8.301 Sound pressure level 85 d B SPL 81 dB 5PL (linear) (linear) Table 2 compares the winding specifications of the original marathon motor and the pseudo double resonance motor. It is. lord of feces 1/3 horsepower marathon single phase induction motor Model: 5PB56C17F5302A marathon/pair/pseudo double resonance winding specifications 1-8 0.9807853 37 36.289061-6 0.83146 93 33 27.438501, -4 0.5555703 29 16.1 1154 total effective number of turns/pole 79°83910 Wire size: 1#20AWG Lateral displacement 90° electrical angle ! -80,98078536865,693401-60,831469352 43,236421-40,55557033217,77825 Total effective number of turns / pole 127.70810 wire size: 11Fi9Awa Lateral displacement 90° electrical angle Specification of pseudo double resonant winding Motorcycle A, 51 members, y people Span Danjigo Koki (Kaiku 1 Happi count 1-8 0.9807853 50 49.039271-6 0.8314693 54 44.899361-4 0.5555703 32 17.77825 Total effective number of turns/pole 111.7 1690 wire size: 1$23AWG Lateral displacement 90' electrical angle Koda f purchase WB Span Uni-dama” Shugetsu Cap 1-8 0.9807853 50 49.039271-6 0.8314693 54 44.899361-4 0.5555703 32 17.77825 Total effective number of turns/pole ill, 7 1690 wire size: 1 #22 and] #23 pole displacement 90° electrical angle Table 8 shows the test data of the marathon motor after changing the motor to a pseudo double resonant circuit. This shows the data. Individual L 1/3 horsepower marathon single phase induction motor Model: Data after changing to 5PB56C17F5302A pseudo double resonance circuit Ta1tff l! −Xia Yi Watt Grave A mushroom Winding W A 153.40 0.5458 72.87% 61.0109 Winding W winding 188°202°5760 12.50% 60.6004 capacitor C.B. (43mfd) 188.20 3.0100 0.0009% 0.5098 Power supply 230.00 0.5458 97.27% 122.1069 JW Winding wire W A 158.10 N, 4410 69.00% 157.1973 volumes Wire W winding 167.10 N, 9660 53.00% 174.0107 kya Pacita CB (43mfd) 167.00 2.6570 0°0001 increments 0.3993 z source 230°001°4410 IG, 9%331.09861 Nishiri-2- the law of nature Winding WA ill. 00 L310 77.17% 711.8238 winding W winding Line 153.10 10.960 70.19% 1] 77° 77] 4 Capacity Ta CB (43mfd) 153.10 2.422 0.0003% 0.1H2 kya Pacita CA (145mfd) 153.10g, 550 0.000g 1.0472 Source 230,00 8.310 98.93% 111190.8491 All Testing was conducted according to IEEE standard 112-B. These tests I used Lebov's torque sensor and Ohio Semi-Trax. Ink (Ohio Se+++1tronics. Inc.) electric quadrupole transducers, voltage transducers and current transducers All authors are from the United States National Bureau of Standards (U, S, National Bureau). The test system is within the current calibration conditions that comply with 5 standards). Calibrated. Magtrol (Mag) is used to load the motor being tested. trol) hysteresis brake was used. The right size for all cases Rebow's inline rotating shaft torque sensor is connected between the motor and the load. It was. The signal was processed with a Daytronjc strain gauge regulator. Powered by Compudas computers. Also, computer The controller includes an electronic high-precision voltage transducer, an RMS voltage transducer, RM S current transducer, frequency transducer and thermocouple? Information was also provided. Computers continuously integrate, collect, and process data from all these sources. The system was compiled into a coherent form for display and communication. Also, test system Some parts of the system are unbalanced even at balanced voltages to the desired degree. It was a large variable transformer that could be tested at voltages as low as . All readings were taken after running the motor under load for 30 minutes. sound pressure level The Quest Elec was installed in a Ray Proof double-walled acoustic chamber. Quest Electronics Model 215 Sound Level Mechanism 1 foot Mt was also obtained by the data. As shown in Table 2, when the motor is in its initial manufacturing condition, the two The effective number of turns of the windings is not equal (the starting winding has 79.8 turns and the operating Sa is 127:7 turns), and after re-creating the quasi-double resonance condition, the two windings are This change results in a perfectly round rotating magnetic field with the same number of turns (111.7 each). The quasi-double resonant technique can be implemented using small diameter wires. In addition to increasing the loading factor, it is also possible to use a smaller motor and/or a motor with less magnetic loss. can be manufactured. As is clear from the above numbers, the wires used are is less than half the size of the wire. Table 3 shows that the power factor is kept at ':1 over the entire load range (97.2 at no load). 7 to 99.9 at full load). Due to the accuracy of the test equipment, Easily the sum of the power measurements for each component equals the amount of power drawn from the power supply It is clear that energy in two windings even if the voltage, current and power factor are not equal. (Electric energy) is equal to Z at no load and at full load. Furthermore, Table 1 shows that the motor did not slip much after changing to the pseudo double resonant circuit. , high efficiency, high power factor, low temperature, low sound pressure level, and low inrush current. This indicates that the starting torque is high. The following claims are intended to cover the invention, with and without modifications disclosed herein. and shall cover all changes falling within the scope of. Fig, 5 C N7 + a: (i 勺LO I KOヱ) Kona N Jyo 1! F (Contents (work) without L) 5. No varnish) n condolence (in '8 (2 no change) /7σ-24 Procedural amendment (formality) %formula% 3. Person who makes corrections Relationship to the case: Applicant 4. Agent 7. Contents of amendment as attached international search report l″lem*+″′l AINHN′M N11. PaT/US 87101 929 2 International Search Report

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.回転可能で且つ励磁可能なロータと、上記ロータに作動的に関連された固定 のステータと、電気的に直列に接続された少なくとも2つの巻線であって、その 各々が上記ステータ内で上記ロータ付近に配置された一対の磁極を形成するよう な2つの巻線と、上記巻線の一方と並列に組み合わされたキャパシタ手段とを具 備し、この組合体は上記巻線の他方と直列に接続され、該キャパシタのサイズは 、上記一方の巻線とで擬似並列共振回路が形成されそして上記他方の巻線とで擬 似直列共振回路が形成されるようなサイズであることを特徴とする誘導発電動機 。 2.少なくとも一対の電力入力端子を更に具備し、これらの端子は交流電源に接 続され、上記直列接続された巻線は上記入力端子にまたがって接続される請求項 1に記載の発電電動機。 3.上記ロータは複数の長手方向に絶縁された導線を備えており、上記ステータ は上記ロータの周囲を取り巻き、そして上記ロータに向かって半径方向に延びる 歯を備えており、上記巻線は、これが励磁されたときに上記歯を介して上記磁極 を確立し、励磁された巻線から上記ロータへエネルギが伝達され、上記ロータか ら上記巻線へエネルギが返送されそしてこの返送されたエネルギが上記キャパシ タに蓄積されることによってバランスのとれた回転する磁界が生じる請求項2に 記載の発電電動機。 4.上記ロータは、上記固定のステータの周囲を取り巻く請求項1に記載の発電 電動機。 5.上記キャパシタ手段は、少なくとも1つの交流双極電解液型のキャパシタを 含む請求項1に記載の発電電動機。 6.スイッチ手段と直列に配置された第2のキャパシタ手段を更に具備し、この 構成体は上記のキャパシタ手段と並列であり、上記スイッチ手段は、通常閉じて いて、上記ロータが或る速度に達したときに開くようにされる請求項1に記載の 発電電動機。 7.上記第2のキャパシタ手段は、本質的に、交流双極電解液型のキャパシタ及 び交流双極電解液型のキャパシタより成るグループから選択される請求項6に記 載の発電電動機。 8.上記2つの擬似共振回路の上記キャパシタ手段は、上記入力電源から2つの バランスのとれた位相を形成することにより位相ダブラーキャパシタとして働く 請求項2に記載の発電電動機。 9.上機記2つの巻線の各々に対して発生される相電圧は、印加された相電圧を 2の平方根で割ったものにほゞ等しい請求項1に記載の発電電動機。 10.上記直列接続された巻線は、有効巻回数が各巻線において同数の巻回から 1.05:1の比までの範囲で巻き付けられる請求項1に記載の発電電動機。 11.上記の直列接続された巻線は、実質的に、ワイヤサイズが各巻線において 同じサイズから比1:2までの範囲で巻き付けられる請求項1に記載の発電電動 機。 12.上記直列接続された巻線は、互いに等しくないワイヤサイズのもので巻か れたときに、最も小さい円形のミル領域の巻線として擬似直列巻線を有し、そし て最も大きい円形のミル領域の巻線として擬似並列巻線を有する請求項11に記 載の発電電動機。 13.上記歯と上記ロータとの間にエアギャップを備え、このエアギャップは完 全に丸い回転する磁界を含んでいる請求項1に記載の発電電動機。 14.巻線電流の減少により、上記発電電動機は、飽和状態より下のBH曲線の リニアな部分で動作する請求項1に記載の発電電動機。 15.擬似共振巻線は、電気角で60°ないし130°の範囲で互いにずらされ る請求項1に記載の発電電動機。 16.擬似共振巻線は、互いにほ■90°の電気角でずらされる請求項15に記 載の発電電動機。 17.上記ステータは、中空の円筒形状の長手方向にスロットのついだステータ であり、上記の少なくとも2つの巻線は、上記ステータの内部の周りで上記スロ ットに配置され、上記の発電電動機は、 上記ステータによって画成された内部スペースに配置された長手方向にスロット のついた回転可能なロータと、上記ロータの周囲のスロットに配置された複数の 電気的に接続されたロータ巻線とを具備し、上記ステータの巻線及びロータの巻 線は一緒に磁気的に結合され、そして実質的に全ての負荷状態のもとで、キャパ シタ、ステータ巻線及びロータ巻線によってエネルギが蓄積及び供給されるため にバランスのとれた回転する磁束波が発生される請求項1に記載の発電電動機。 18.上記キャパシタの容量値は、上記擬似二重共振回路を形成するように選択 され、上記擬似二重共振回路のQ係数は、ロータ巻線のアドミッタンスによって 連続的に調整される請求項17に記載の発電電動機。 19.多相電力がそれと同数の電力相入力端子において供給され、上記回転可能 なロータは複数の相互接続されたロータ巻線を支持し、 上記ステータは、上記ロータの周囲を取り巻き、上記ステータに配置された上記 多相電源の各相ごとに一対の上記直列接続されたステータ巻線が設けられており 、その各対は、上記電力入力端子の1つを介して上記多相電源の別々の相を受け 取り、そして上記ロータ巻線に磁気的に結合され、更に、上記ステータ巻線の各 対ごとに各々のキャパシタ手段を具備し、この各々のキャパシタ手段は、上記対 の第1の巻線に擬似直列に接続されると共に、その第2の巻線に並列に接続され 、各キャパシタ手段のサイズは、上記第1の巻線とで各々の擬似直列共振回路が 形成されそして上記第2の巻線とで各々の擬似並列共振回路が形成されるような サイズである請求項1に記載の誘導発電電動機。 20.上記ステータ巻線の全ての対は、上記入力端子に対してΔ形態で接続され る請求項19に記載の発電電動機。 21.上記ステータ巻線の全ての対は、上記入力端子に対してY形態で接続され る請求項19に記載の発電電動機。 22.複数の入力端子において多相電力が供給され、上記回転可能なロータは、 複数の相互接続されたロータ巻線を備えており、 上記多相電力の各相ごとに上記ステータに配置された上記少なくとも2つの巻線 から個別の一次ステータ巻線が選択され、この巻線は、上記入力端子の1つを経 て、上記多相電力の異なる相を受け取り、そして上記ロータ巻線に磁気的に結合 され、上記少なくとも2つの巻線の他方から選択された個別の二次ステータ巻線 が各一次ステータ巻線ごとに設けられ、そして上記ステータにおいて上記一次ス テータ巻線間に周囲方向にインターリーブされて配置され、上記二次ステータ巻 線は、上記一次巻線に磁気的に結合されそして上記ロータ巻線に磁気的に結合さ れ、そして更に、 各々の二次ステータ巻線ごとにキャパシタが設けられており、上記キャパシタは 、少なくとも1つの二次ステータ巻線と並列でありそして上記少なくとも1つの 二次ステータ巻線とで擬似並列フローティング共振回路を形成するようなサイズ のものである請求項1に記載の誘導発電電動機。 23.フローティング巻線回路の電圧は、相巻線の電圧に相巻線の巻回数を乗算 しそしてそれをフローティング巻線の巻回数で除算することによって決定される 請求項22に記載の発電電動機。 24.電源に接続された相巻線は、ステータの全円形ミル領域の約2/3より成 る請求項22に記載の発電電動機。 25.電源に物理的に接続されないフローティング巻線は、ステータの全円形ミ ル領域の約1/3より成る請求項22に記載の発電電動機。 26.上記フローティング巻線は、互いに或る角度で配置される請求項22に記 載の発電電動機。 27.上記フローティング巻線は、互いにほゞ90°の電気角度で配置される請 求項22に記載の発電電動機。 28.二次ステータ巻線は、上記入力端子に直結されない請求項22に記載の発 電電動機。 29.多相電力がそれと同数の電力相入力端子において供給され、上記回転可能 なロータは複数の相互接続されたロータ巻線を支持し、 上記ロータは、上記固定のステータの周囲を取り巻き、上記ステータに配置され た上記多相電力の各相ごとに一対の上記直列に接続されたステータ巻線が設けら れており、その各対は、上記電力入力端子の1つを経て、上記多相電力の異なる 相を受け取り、上記ロータ巻線に磁気的に結合され、そして各対の上記ステータ 巻線ごとに各々のキャパシタ手段が設けられており、この各々のキャパシタ手段 は、上記対の第1巻線と擬似直列に接続されそしてその第2巻線と並列に接続さ れ、各キャパシタ手段のサイズは、上記第1巻線とで各々の擬似直列共振回路が 形成されそして上記第2巻線とで各々の擬似並列共振回路が形成されるようなサ イズである請求項1に記載の誘導発電電動機。 30.上記ステータは、上記ロータの周囲を取り巻く請求項22に記載の発電電 動機。 31.上記ロータは、固定された上記ステータの周囲を取り巻く請求項22に記 載の発電電動機。[Claims] 1. a rotatable and excitable rotor; and a fixed operatively associated with said rotor. a stator and at least two windings electrically connected in series; each forming a pair of magnetic poles disposed within said stator near said rotor. two windings, and capacitor means combined in parallel with one of said windings. The combination is connected in series with the other winding, and the size of the capacitor is , a quasi-parallel resonant circuit is formed with the one winding, and a quasi-parallel resonant circuit is formed with the other winding. An induction generator characterized in that the size is such that a quasi-series resonant circuit is formed. . 2. further comprising at least one pair of power input terminals, the terminals being connected to an alternating current power source; and wherein the series-connected windings are connected across the input terminals. 1. The generator motor according to 1. 3. The rotor has a plurality of longitudinally insulated conductors, and the stator surrounds said rotor and extends radially toward said rotor. The above winding is equipped with teeth and the above magnetic pole through the above teeth when this is energized. is established, energy is transferred from the energized winding to the above rotor, and the above rotor energy is returned to the winding and this returned energy is transferred to the capacitor. According to claim 2, a balanced rotating magnetic field is produced by accumulating the magnetic field in the magnetic field. The generator motor described. 4. The power generator according to claim 1, wherein the rotor surrounds the fixed stator. Electric motor. 5. The capacitor means comprises at least one AC bipolar electrolyte type capacitor. The generator motor according to claim 1, comprising: 6. further comprising second capacitor means arranged in series with the switch means; The structure is in parallel with said capacitor means and said switch means is normally closed. 2. The rotor according to claim 1, wherein the rotor is opened when the rotor reaches a certain speed. Generator motor. 7. The second capacitor means is essentially an AC bipolar electrolyte type capacitor or and an AC bipolar electrolyte type capacitor. The generator motor included. 8. The capacitor means of the two quasi-resonant circuits are connected to two Acts as a phase doubler capacitor by forming a balanced phase The generator motor according to claim 2. 9. The phase voltage generated for each of the above two windings is equal to the applied phase voltage. 2. The generator motor of claim 1, wherein the generator motor is approximately equal to 2 divided by the square root of 2. 10. The windings connected in series above have an effective number of turns starting from the same number of turns in each winding. The generator motor of claim 1, wherein the generator motor is wound with a ratio up to 1.05:1. 11. The above series connected windings essentially mean that the wire size is The generator motor according to claim 1, wherein the generator motor is wound in a range from the same size to a ratio of 1:2. Machine. 12. The above series connected windings are wound with unequal wire sizes. has a quasi-series winding as the winding of the smallest circular mill area, and 12. A pseudo-parallel winding as a winding in the largest circular mill area. The generator motor included. 13. An air gap is provided between the teeth and the rotor, and this air gap is completely 2. The generator motor of claim 1, comprising a completely round rotating magnetic field. 14. Due to the decrease in the winding current, the generator motor will move below the saturation state of the BH curve. The generator motor according to claim 1, which operates in a linear section. 15. The quasi-resonant windings are offset from each other by an electrical angle of 60° to 130°. The generator motor according to claim 1. 16. 16. The quasi-resonant windings are offset from each other by an electrical angle of approximately 90°. The generator motor included. 17. The above stator is a hollow cylindrical stator with slots in the longitudinal direction. and said at least two windings are arranged in said slot around the interior of said stator. The above generator-motor is A longitudinal slot located in the internal space defined by the stator above. A rotatable rotor with a and a rotor winding electrically connected to the stator winding and the rotor winding. The wires are magnetically coupled together and under virtually all load conditions, the capacitor Energy is stored and supplied by the stator, stator windings and rotor windings. 2. The generator motor according to claim 1, wherein a balanced rotating magnetic flux wave is generated. 18. The capacitance value of the above capacitor is selected to form the above pseudo double resonant circuit. The Q factor of the above pseudo double resonant circuit is determined by the admittance of the rotor winding. 18. The generator motor of claim 17, wherein the generator motor is continuously regulated. 19. Polyphase power is supplied at the same number of power phase input terminals and can rotate above rotor supports multiple interconnected rotor windings, The stator surrounds the rotor and is arranged on the stator. A pair of series-connected stator windings is provided for each phase of the polyphase power supply. , each pair receiving a separate phase of said polyphase power supply via one of said power input terminals. and magnetically coupled to the rotor windings, and each of the stator windings. Each pair includes a respective capacitor means, each capacitor means being connected to the pair. is connected in pseudo series to the first winding of the winding, and in parallel to the second winding of , the size of each capacitor means is such that each quasi-series resonant circuit with the first winding is and each quasi-parallel resonant circuit is formed with the second winding. The induction generator motor according to claim 1, which has a size. 20. All pairs of the stator windings are connected in a delta configuration to the input terminals. The generator motor according to claim 19. 21. All pairs of stator windings are connected in a wye configuration to the input terminals. The generator motor according to claim 19. 22. Polyphase power is supplied at a plurality of input terminals, and the rotatable rotor is configured to It has multiple interconnected rotor windings, the at least two windings arranged on the stator for each phase of the multiphase power; A separate primary stator winding is selected from the receives different phases of said multiphase power and magnetically couples said rotor windings. and a separate secondary stator winding selected from the other of said at least two windings. is provided for each primary stator winding, and in the stator the primary stator winding is The secondary stator windings are arranged circumferentially interleaved between the theta windings and A wire is magnetically coupled to the primary winding and magnetically coupled to the rotor winding. And furthermore, A capacitor is provided for each secondary stator winding, and the capacitor is , in parallel with the at least one secondary stator winding and said at least one Size such that it forms a quasi-parallel floating resonant circuit with the secondary stator winding. The induction generator motor according to claim 1, which is an induction generator motor. 23. The voltage in the floating winding circuit is the voltage in the phase winding multiplied by the number of turns in the phase winding. and dividing it by the number of turns of the floating winding The generator motor according to claim 22. 24. The phase windings connected to the power supply consist of approximately 2/3 of the total circular mill area of the stator. The generator motor according to claim 22. 25. Floating windings, which are not physically connected to the power supply, are 23. The generator motor of claim 22, comprising about one-third of the area of the motor. 26. 23. The floating windings are arranged at an angle to each other. The generator motor included. 27. The floating windings are arranged at an electrical angle of approximately 90° to each other. 23. The generator motor according to claim 22. 28. The generator according to claim 22, wherein the secondary stator winding is not directly connected to the input terminal. Electric motor. 29. Polyphase power is supplied at the same number of power phase input terminals and can rotate above rotor supports multiple interconnected rotor windings, The rotor surrounds the fixed stator and is arranged on the stator. A pair of stator windings connected in series are provided for each phase of the multiphase power. each pair is connected to a different one of said polyphase power via one of said power input terminals. and magnetically coupled to the rotor windings, and the stator of each pair. A respective capacitor means is provided for each winding, and each capacitor means is is connected in pseudo series with the first winding of the pair and in parallel with its second winding. The size of each capacitor means is such that each quasi-series resonant circuit is formed with the first winding. and the second winding to form respective quasi-parallel resonant circuits. The induction generator motor according to claim 1, wherein the induction generator motor is 30. 23. The power generator according to claim 22, wherein the stator surrounds the rotor. Motive. 31. 23. The rotor according to claim 22, wherein the rotor surrounds the fixed stator. The generator motor included.
JP62505433A 1986-08-27 1987-08-12 Single-phase and multi-phase electromagnetic induction machines with adjusted magnetic pole symmetry Pending JPH01501356A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US90070086A 1986-08-27 1986-08-27
US900,700 1986-08-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01501356A true JPH01501356A (en) 1989-05-11

Family

ID=25412953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62505433A Pending JPH01501356A (en) 1986-08-27 1987-08-12 Single-phase and multi-phase electromagnetic induction machines with adjusted magnetic pole symmetry

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0279842A1 (en)
JP (1) JPH01501356A (en)
KR (1) KR880701993A (en)
AU (1) AU7876587A (en)
BR (1) BR8707441A (en)
IL (1) IL83667A0 (en)
WO (1) WO1988001803A1 (en)
ZA (1) ZA876298B (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896063A (en) * 1986-08-27 1990-01-23 S.P.C. Holding Co., Inc. Electromagnetic induction devices with multi-form winding and reflected magnetizing impedance
GB0102615D0 (en) * 2001-02-02 2001-03-21 Smith Vincent P Generator
RU2478249C1 (en) * 2011-09-16 2013-03-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Three-phase asynchronous electric motor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE282276C (en) *
FR729008A (en) * 1931-03-07 1932-07-16 Materiel Electrique S W Le Compensation and control processes for AC motors and asynchronous generators
US3555382A (en) * 1967-05-19 1971-01-12 Victor Company Of Japan Capacitor motor
FR2001736A1 (en) * 1968-02-12 1969-10-03 Papaleonidas Georges
US3716734A (en) * 1971-10-18 1973-02-13 Canadian Patents Dev Parametric motor
FR2218678A1 (en) * 1973-02-20 1974-09-13 Cibie Pierre
US4187457A (en) * 1975-07-21 1980-02-05 Wanlass Cravens Lamar Polyphase electric motor having controlled magnetic flux density
US4020647A (en) * 1975-11-07 1977-05-03 Sprague Electric Company Combination of capacitor in refrigerant system
FR2369726A1 (en) * 1976-10-29 1978-05-26 Thomson Csf MACH
US4675565A (en) * 1986-06-02 1987-06-23 Lewus Alexander J Capacitor-start parallel resonant motor

Also Published As

Publication number Publication date
ZA876298B (en) 1988-03-01
KR880701993A (en) 1988-11-07
WO1988001803A1 (en) 1988-03-10
AU7876587A (en) 1988-03-24
IL83667A0 (en) 1988-01-31
EP0279842A1 (en) 1988-08-31
BR8707441A (en) 1988-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4808868A (en) Single and polyphase electromagnetic induction machines having regulated polar magnetic symmetry
US4959573A (en) Electromagnetic induction machines having regulated polar magnetic symmetry
Dorrell et al. Calculation of UMP in induction motors with series or parallel winding connections
US20110140555A1 (en) Variable speed constant frequency motor
US4513240A (en) Method and apparatus for selective cancellation of subsynchronous resonance
US6331760B1 (en) Capacitive induction motor and method
CA1281065C (en) Parallel resonant single phase motor
Rahim et al. Comparison between the steady-state performance of self-excited reluctance and induction generators
HU207911B (en) Polyphase electric machine
US20050269892A1 (en) Induction machine rotors with improved frequency response
HU193143B (en) Ehlektricheskij dvigatel's reguliruemym magnitnym potokom i izmenjaemoj skorostej vrahhenija
US5274291A (en) Rotary transformer with multiple angularly adjustable stators
US4513243A (en) Core form transformer for selective cancellation of subsynchronous resonance
Fuchs et al. Sensitivity of electrical appliances to harmonics and fractional harmonics of the power system's voltage. Part II: Television sets, induction watthour meters and universal machines
Murakami et al. Characteristics of a new AC motor making good use of parametric oscillation
JPH01501356A (en) Single-phase and multi-phase electromagnetic induction machines with adjusted magnetic pole symmetry
US9997983B2 (en) Multiple winding design for single or polyphase electric motors with a cage type rotor
US4371828A (en) Autonomous electrical power generator
US7459823B1 (en) Resonant unipolar generator
CN207868889U (en) A kind of structure stator of impulse generator
CN104767426B (en) Electronic zero power consumption low EMI motor starter and motor
US2505018A (en) Alternating-current commutator machine
ZA200609463B (en) Induction machine rotors with improved frequency response
JP2688482B2 (en) Hybrid type parametric motor
Boldea et al. Controlled capacitor 1-phase ac PM generator FEM characterization and circuit model based performance