JPH09501560A

JPH09501560A - General-purpose dynamo electric machine

Info

Publication number: JPH09501560A
Application number: JP8500793A
Authority: JP
Inventors: ローゼル，ジョン，エフ．ジュニア; バーバー，ロニー，ジェイ．
Original assignee: プリサイスパワーコーポレイション
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1994-06-08
Publication date: 1997-02-10
Also published as: ATE222417T1; CA2168977C; DE69431190D1; AU7055094A; AU685815B2; CA2168977A1

Abstract

The invention comprising a versatile AC dynamo-electric machine (10) comprising isolated dual stators (50 and 50B and 50C), each both concentrated windings (53C) energizable with singlephase AC, and main windings (53) and a single high inertia sleeve (75) and drive plate (74 and 74A) connected to a rotor shaft (70 - 73A). The sleeve contains independent electrical rotors (80 and 80A), one for each stator. Each rotor has an innermost layer (82) of magnetizable permanent magnetic material in which the concentrated coils in the stator produce a desired pattem of magnetic poles reacting with the rotating field of the main windings. The machine can function a) as a synchronous AC motor, or b) a constant frequency output dual AC generator or c) as an AC motorgenerator with long ride-through time. A UPS system (100) comprises the machine (10) in the motor-generator mode, with clutch means (124) to connect an engine (114) to the rotor shaft (73A) to start the engine.

Description

【発明の詳細な説明】汎用ダイナモエレクトリック・マシン背景無停電電源装置（ＵＰＳ）の必要性科学、商業、医学、政府、軍事、通信、および工業の活動では、オフィス、ビジネス、学校、および家庭と同様に、それぞれの役割を果たすために電力が必要である。電力の突然の中断や故障は、たとえ瞬時であっても、不便であるだけでなく、これらの活動に損害をもたらしたり、高価な犠牲をもたらすことになる。コンピュータ・データが失われ、進行中の作業が損害を受け、あるいは生命が危険にさらされるおそれがある。時には、製造工場の操業を復元するために、また停電に伴う損害と損失を回復するために、多くの日数や作業努力が必要になることがある。これらの設備や活動の多くには、ガスまたはディーゼル・エンジン・ジェネレータ（発電機）やその他のスタンバイ電源装置が使用されているが、突然に電力が供給されなくなったとき、それに代わってこれらの電源装置を始動し、電力を供給するためには数秒を要している。エンジンを始動しようとしている数秒の時間経過の間は電力が供給されていないので、かかる設備に重大な混乱をもたらすことになり、損傷や損失の原因にもなりかねない。電源装置の信頼性電力会社は、通常は極めて信頼性があるが、管理の及ばない事態が起こることが時にはあるため、電力供給が中断したり、電力供給が不十分になったり、利用不能になったりすることがある。パワー・プラント（発電所）の事故や設備障害あるいは電力ラインやトランスフォーマ、その他の設備に影響する落雷やその他の偶発的事故は、規模が都市全体からファクトリ、家庭、オフィスへの単一電力ラインまでに至る区域で電力を遮断するおそれがある。その結果、電力利用者は突然に、通常は予期しない形で、なすすべを失うことがよくある。電力会社は、クリーンで無停電の電力を顧客に常時供給することを保証できないと顧客に通知している。米国およびカナダ国内のいくつかの電力会社での停電と混乱のタイプを検討した結果明らかになったことは、一年間といった長期の期間において、種々の停電の発生頻度と持続時間が、図１に示すような一般的パターンに集約されることである。図１の棒グラフに示すように、これらの６０Ｈｚシステムでの停電の約４５％は、持続時間が１０サイクル未満になっている。つまり、１／６秒未満になっており、この期間はコンピュータを「クラッシュ」するのに必要な時間よりもはるかに長い時間である。停電の２３％は持続時間が１秒未満であり、停電の１８％は持続時間が１秒から１０秒にわたっている。このように、ＡＣ電源の停電の約８６％は持続時間が１０秒を越えていない。しかし、停電の最後の１４％は持続時間が１０秒を越えているので、多くの電力利用者にとっては重大な問題にもなっており、その結果、最も高価な損害の原因になっている。さらに、ローカル電力ラインでは、電力会社システム側の力率改善キャパシタや他のスイッチングは、顧客側のモータ始動、負荷スイッチングや電気的に「汚れた負荷(dirty load)」（アーク融解炉など）、エレクトロニク・モータ・ドライブ、バッテリ・チャージャなどと共に、電圧スパイク、サグおよび電気的ノイズを、ほとんど定常的に電力ラインに発生しているので、多くの利用者にとって問題となっている。問題は、ある地域の気候が極端に変化したときにも起こっている。例えば、米国南東部で寒波が襲ったり、中西部で夏に熱波が襲ったりすると、電力会社のピーク発電能力を超えるような、電力需要が生じるからである。そのような事態が起こったとき、電力会社は、サービス・エリアの連続する地区への全電力供給を停止することによって、１５分ないしそれ以上の期間にわたるブラックアウト（停電）を「順ぐり」に実施して、システム全体の崩壊を防止する方法をとらざるを得ない場合がある。これらのブラックアウトは、危機が去るまでに、サービス・エリアの各地区において２〜３時間ごとに繰り返される場合がある。これらの電力品質問題のいくつかを回避するために、電力利用者が信頼を置いているのは、外部電源が不十分なときや停電が起こったとき電気機器が機能を続けるために、電力ラインと電気機器の間に介装された補助電力保護デバイスおよび／または電源装置である。多くの場合、これらの補助電源装置は、エレクトロニク・セミコンダクタ（半導体）を電力経路に使用して補助電力の変換と制御を行なっている。このセミコンダクタ・コンポーネントは、入力ＡＣ電力ラインの高電圧スパイクによって障害を受けることが時々あり、障害が起こると、保護すべき負荷が損傷することにもなる。多くのＵＰＳ装置では、外部ＡＣ電源が中断したとき、電力を機器に供給するために蓄電バッテリ(storage battery)に頼っている。これらのバッテリ・システムは、多くの場合、定格動作時間が５〜１５分であり、外部電源に別の停電が起こったときバッテリを使用できるようにするには、数時間にわたるバッテリ再充電が必要になることがよくある。この必要が起こると、「順ぐり」のブラックアウトや長期の停電が起こったとき、この種のバッテリは役立たなくなってしまう。さらに、蓄電バッテリを正しく設置するためには、酸性ガスや水素ガスの蓄積を防止するために、別室で隔離した通風を行なう必要がある。鉛蓄電池群の中で、ある蓄電池に障害が起こると（保守不良や設置不備が原因であることがよくある）、重大な火災や爆発が発生している。最近では、米国の主要都市では、全市にわたる通信と関連サービスに電力を供給するために、大量の鉛電池が使用されている室内で、自然発生的に爆発が起こっている。このケースでは、都市の安全システムが数時間にわたって機能障害を引き起こし、この期間、消防、警察または医療の緊急通信は利用不能であった。また、酸性流出物を清掃するために、多くの作業と費用が必要であった。さらに、蓄電バッテリは定期的な保守と再充電が必要である。その設計と用途によっては、鉛蓄電池システムの寿命は相対的に短命になることがあるので、数年ごとに取替えの必要が起こる場合がある。蓄電バッテリは温度に影響されやすいので、バッテリ温度が約２５℃（７７°Ｆ）以上に上昇すると、急速に劣化する。さらに、蓄電バッテリの使用後の処分は重大なエコロジー問題になっている。補助発電機（以下、ジェネレータという）をドライブするように接続されたディーゼル・エンジンや他のエンジンは、多くの場合、外部電源に停電が起こったときスタンバイ緊急ユニットとして使用されるので、これらのエンジンを始動するために蓄電バッテリが必要になるのが普通である。従って、これらのエンジンは、必要時にバッテリが機能することに大きく依存している。クランクを回すバッテリの障害の主な原因の１つとして、これらのエンジン−ジェネレータ・セットでの始動不能がある。その結果、これらのバッテリには、常時定期的な点検と保守が必要である。バッテリ・チャージャは、電力システムに電気的「ノイズ」を引き起こす主要原因になっている。従って、蓄電バッテリを使用またはそれに頼ることを避け、電力経路にエレクトロニク・セミコンダクタを使用する必要がなく、制御可能な周波数、位相および電圧を出力するＵＰＳシステムの出現が望まれている。かかるシステムによれば、高慣性、低風損ロータで少なくとも１０秒間負荷に電力を供給し、電力ラインの高電圧スパイクからの最良の絶縁が得られ、外部エンジンやその他のプライム・ムーバ(prime mover−原動機)に直結することが可能になるので、長期間の連続保護が実現される。また、電力会社にとって望ましい負荷の出現も望まれている。従来技術本発明は、米国特許第4,663,536号（１９８７年５月５日特許）、第4,600,873 号（１９８６年７月１５日特許）、第4,177,414号（１９７９年１２月４日特許）および第3,931,535号（１９７６年１月６日特許）に開示されている発明を改良したものである。米国特許第4,663,536号に開示されているモータ・ジェネレータ(motor-genera tor)構造は２つの高風損ロータ・エンドプレート（端板）を備え、モータとジェネレータに共通のデバイスを格納しているケーシングの外部に突出したシャフトをもっていない。そのために、外部ＡＣ電源の電力が中断したとき、ジェネレータをドライブするための外部エンジンを、実際にはそこに接続することが不可能になっている。このモータ・ジェネレータを使用する場合、外部電源に障害が起こったとき、そのモータを始動してＡＣを発生するためには別のスタンバイ・エンジンとジェネレータを始動してＡＣ電源を供給しなければならない。米国特許第4,600,873号には、単一のステータおよびロータ・モータ・ユニットだけが開示され、電気的ジェネレータに変換すること、つまり、電気的ジェネレータとして使用することは開示されていない。米国特許第3,931,535号では、ＡＣモータとジェネレータを結合したユニットが開示されており、そこでは、誘導モータがジェネレータ・ロータだけを回転して、ＡＣ電力を発生するようにしている。図５には、回転シャフトが内側モータ・ロータによってドライブされ、ステータが誘導モータとジェネレータ・ロータ・エレメントの周囲に設けられていることだけが示されている。このことから、本発明の高回転慣性設計、同期運転、およびその他の特徴を知得することはできない。米国特許第4,177,414号では、本願の発明者２人が特許権者になっており、マスタＡＣジェネレータと第２の別設すなわちスレーブＡＣジェネレータ、および第２のジェネレータの励磁コイルをある位相の単相ＡＣで励磁するＡＣ回路を採用して、直列に接続したとき、２つのＡＣジェネレータから所望の電圧出力を得ることが開示されている。上記単相ＡＣの位相をシフトする手段が開示されている。以上のほかに、この特許発明に係るデバイスとその内部の回路からは、本件発明を想到することはできない。以上を要約すると、上記従来の特許はいずれも、本願発明の重要な特徴を教示または開示していない。発明の概要本発明は２つのステータを備え、各ステータが電気的ロータと一緒に機能して、利用者がデュアルＡＣモータとして、あるいはデュアルＡＣジェネレータとして、あるいはＡＣモータ・ジェネレータとして選択的に動作させることを可能にする、独特の汎用ダイナモエレクトリック・マシン(versatile dynamo-electric machine）を含み、このマシンはケーシングまたは格納体を備え、その中に次のものが設けられている。 (a)各々が主巻線(main windings)をもつ２つの分離した電気的ステータであって、少なくとも１つのステータには１つの集中巻線(concentrated windings)または励磁巻線(exciter windings)が少なくとも備えられている。 (b)高回転慣性をもち、単一の共通ドライブ・プレートを共有し、物理的に結合され、密接するように間隔が置かれているが、別々に動作可能な電気的ロータを備えた共通ロータ構造。各ロータはステータの１つを取り巻き、ロータの各々は磁化可能永久磁性材料の表面層が付着された高透磁性、低損失コアを備え、表面層はステータに近接して通過し、その集中巻線を通る単相ＡＣが隣接磁性層をＮ極とＳ極の書込み磁極パターン(written-pole pattern)に磁化し、このようにして得られた磁極がステータの主巻線と作用し合って、ステータ・ロータがＡＣジェネレータとして使用されるときは、負荷にとって望ましい電圧、周波数、および位相のＡＣ電力を発生し、ステータ・ロータがＡＣモータとして使用されるときは、所望のトルク特性を発生するようになっている。このマシンでは、ロータからの外部シャフトが格納体またはケーシングの外側に突出し、物理的負荷をドライブすることも、エンジンまたは他のプライム・モーバ（原動機）によってドライブされることも可能になっている。各ステータとそれに関連する電気的コンポーネント・ロータは、ＡＣモータとしてもＡＣジェネレータとしても機能することが可能である。ＡＣモータとして使用されるときは、マシンは非常に低電流で始動することができ、非常に大きな慣性負荷をオーバヒート（過熱）することなく加速することができる。従って、このダイナモエレクトリック・マシンによれば、両ペアのステータ・ロータ・ユニットは、(1) ＡＣを各ステータの主巻線に通し、主巻線へのＡＣと同一周波数の単相ＡＣを両方のステータの集中巻線に供給するだけで共通モータとして機能させることも、(2) ロータを回転し、ＡＣ電力出力負荷にとって望ましい所望周波数の単相ＡＣを両ユニットから集中巻線に通すことによってＡＣジェネレータとして機能させることも可能であり、(3) 最後に、このダイナモエレクトリック・マシンは、モータ・ジェネレータとして動作させることも可能である。つまり、任意の所望周波数のＡＣが主巻線に供給され、同一周波数の単相ＡＣが集中巻線に供給されるときは、マシンの一方のステータ・ロータ・ペアをドライブ・モータとして機能させ、負荷に望ましい周波数の単相ＡＣが集中巻線に供給されるときは、他方のステータ・ロータ・ペアをＡＣジェネレータとして機能させることが可能である。また、このダイナモエレクトリック・マシンは、それが一方または両方のステータ・ロータ・ペアでモータ・モードで動作しているときは、外部ＡＣ電源の供給を受けて同期速度で動作することが可能である。マシンの効率が極めて高いのは、同期速度で動作し、ロータ・ドライブ・プレートが１つにコンパクト化されていることと、密接クリアランス構造になっているため風損が小さいことのためであることが判明した。ロータの回転慣性が高いために、このマシンは、モータとして動作しているときステータとロータの一方のペアまたは両ペアへの外部ＡＣ電力が中断したとき、自走時間（ライドスルー時間：ride -through time）が延長されることになる。ジェネレータとして動作する一方または両方のペアのＡＣ電力出力は、例えば、ＡＣ電力の中断のあとでロータ速度が変動したときでも、その速度が同期速度の約８０％またはそれ以上である限り、所望の一定周波数と電圧に保持することができる。独特のＵＰＳシステムは、本発明のダイナモエレクトリック・マシンをそのクリチカル・コンポーネントとしてモータ・ジェネレータ・モードで使用することにより、つまり、一方のステータ・ロータ・ペアをモータとして機能させ、他方のステータ・ロータ・ペアをＡＣジェネレータとして機能させることにより、実現することができる。ダイナモエレクトリック・マシンの維持、始動、または動作にはバッテリは不要である。エンジンまたは他のプライム・モーバはクラッチを介してダイナモエレクトリック・マシンのシャフトに直接に係合してエンジンを即時に始動することができ、そのあとは、エンジンを利用してダイナモエレクトリック・マシンの動作を継続させることができるので、モータへの外部ＡＣ電源が中断したとき、ジェネレータからのＡＣを負荷に供給することができる。主に、始動電流が非常に低く、全回転速度(full running speed)時の効率が高いために、本発明のダイナモエレクトリック・マシンは、供給電力が単相ＡＣであり、単相ＡＣモータとして動作しているとき、非常に有用であることが判明した。現在、単相ＡＣ電気モータは商用化されているが、１０ないし１２馬力（7 1/2〜９ｋＷ）を越えない小さな定格だけで使用されている。定格が高くなると、もっと大きな商用単相モータは信頼度が低下し、比較的非効率であるので、電力会社は始動電流需要が過剰になることから、これらを使用することに積極的でない。本件出願の発明者は本明細書に開示されているデュアル・ステータ・ロータ構造を使用して最大４０馬力までの単相モータをテストしたところ、低い突入電流(inrush current)で始動し、高慣性負荷をオーバヒートすることなく容易に加速し、同期速度までに即時に達して、従来公知のどの単相ＡＣモータも凌駕する、高い電気的効率で正しく動作することが判明した。図面の説明図１は、米国における電力会社電力ラインで停電が起こったときの、停電の経験的数量と持続時間をグラフである。図２は、本発明の汎用ダイナモエレクトリック・マシンの垂直面に沿う縦断断面図である。図２Ａは、図２に示したマシンの改良例の垂直面に沿う一部断面図である。図３は、図２に示したIII線に沿う横断垂直断面図である。図４は、図２に示したダイナモエレクトリック・マシンの自走時間（ライドスルー時間）を示すプロット図であり、少なくとも一方のステータ・ロータがモータとして動作しており、ＡＣ電源に停電が起こったあとの、シャフトのＲＰＭと時間との関係をプロットしたものである。図５は、図２に示したダイナモエレクトリック・マシンを採用するＵＰＳシステムを一部は切り欠き、一部は断面により示す正面図である。図５Ａは、エンジン・スタータ・モータ用のＡＣ−ＤＣ電源装置を示す回路図である。図６は、図２に示したダイナモエレクトリック・マシンに接続され、低リプルＤＣを出力する補助ジェネレータ・ユニットを示す垂直断面図である。図７は、回路７Ａおよび７Ｂを有する２つの回路であって、各々の回路が単相ＡＣを供給することにより図２、図５、図６、図９または図１０のＡＣモータの動作を効率化するための回路を示す回路図である。図８は、従来の単相モータと本発明による単相モータの効率曲線をプロットして示すグラフである。図９は、本発明によるダイナモエレクトリック・マシンを備え、単一のステータ・ロータ・ペアだけの構造の、あまり望ましくない改良例を示す縦断垂直断面図である。図１０は、図２に示したダイナモエレクトリック・マシンを採用し、機械的負荷と電気的負荷を同時にサポートする能力をもつ、改良型ＵＰＳシステムを一部断面図により示す正面図である。図１１は、モータとして動作し、非常に低い突入電流で始動することを可能にするために、図２のダイナモエレクトリック・マシンにＡＣ電力を供給する回路を示す回路図である。図１２は、モータとして機能して、高トルク始動を可能にするために（図１２Ｂ）、そして全速度動作を効率化し、モータの入力力率の改善を可能にするために（図１２Ｃ）、図２のダイナモエレクトリック・マシンにＡＣ電力を供給する３つの回路１２Ａ、１２Ｂおよび１２Ｃを含んで成る回路図である。発明の詳細な説明以下、図面を参照して説明する。図２は、本発明のダイナモエレクトリック・マシン１０を示す水平軸に沿った垂直断面図であり、図３は、図２のIII−III線上に沿った垂直断面図である。ダイナモエレクトリック・マシン１０は開口端の外側ケーシング１２を備え、図３に示すように、脚またはラグ１５をもつベース１４が一体に設けられ、ベースには、ボルトまたは他の取付け手段を挿入して、使用時にマシンを支持台に押し付けて固定するためのホールまたはスロット１５Ａが設けられている。ケーシング１２は単一のスチールまたはアルミニウム・ケーシングにすることも、別のキャスティング（鋳造物）やコンポーネントから作って、溶接でおよび／またはボルトで一体にすることも可能である。ケーシング１２の外側には、一体的にキャストした冷却フィン１６を設けることが可能である。円滑面の円筒ボア１８は、そのキャスティングの長軸方向に一方の端から他方の端まで達している。エンドベル(end bell)２０，２０Ａはマシン・スクリューなどによってキャスティングの各開口端に取外し自在に取り付けられ、キャスティングと共に気密格納体を構成している。冷却フィン２４，２４Ａは、好ましくは、エンドベルの外面の各々に設けられている。各エンドベル２０，２０Ａは、それぞれ中央に大きな開口２１，２１を有し、これらの中央開口に隣接するエンドベルの各々の内面には、ヘビー・ベースのステータ・サポート・スピンドル３０，３０Ａがそれぞれ、例えば、マシン・スクリューによって固定されている。エンドベルとスピンドルが対面する個所の接触面を円滑にし、相互に合致するようにすることが望ましく、そうすれば、各スピンドル上に置かれたステータに発生した熱は、スピンドルからエンドベルに容易に流れることができる。各ステータ・サポート・スピンドル３０，３０Ａには、中空の円形ボア３６，３６Ａが長軸方向に貫通しており、このボアは、望ましくは、その外側または開口接続端側３４，３４Ａが大径で、徐々に径が小さくなっていき、その終端は、それぞれスピンドル内端側３８，３８Ａで最小径断面３２，３２Ａになっている。スピンドル内端３８，３８Ａは相互に同軸になっており、あとで抜き出す必要があることから、その間隔はスペースを残すように充分な距離が置かれている。スピンドルの各々の外側には、ステータが置かれており、ステータは左側スピンドルに単一コア５０を備え、右側スピンドルに別々のコア５０Ａ，５０Ｂを備え、コア５０Ａ，５０Ｂ間にスペーサ５０Ｃが介装されている。各コアは低保磁力(coercive force)で、低損失磁性材料からなり、シリコン・スチールのラミネートのように積層構造になっており、円筒状の外面５１，５１Ａ，５１Ｂを備えている。コア５０Ｂの軸方向の長さは、好ましくは、コア５０Ａのそれよりも大幅に長くなっている。各ステータ・コアは、スピンドル内側端のスピンドル３０と、内側端３８Ａのスピンドル３０Ａの外径と同じ小径の内側ボアを有し、各コアが端部上を通ってスピンドル本体上にスリップされたとき、スピンドル上に緊密にフィットするようになっている。組立て時には、コア５０はスピンドル端３８上を押し込まれて、スピンドル上のショルダ（段部）４０と突き当たるようになっている。スピンドル端３８上にぴったりフィットする中心孔をもつ押えワッシャ４２は、ステータ・コア５０の端部に緊密に押し付けられ、その位置になったとき、ワッシャは、溶接その他の方法によってスピンドル端３８に固着することができる。絶縁ロッド４４を、コア５０の中心孔と中心合わされたワッシャ４２の中心孔にはめ込んで、接着剤などによって所定位置にロックさせると、コア・ラミネートが回転するのを防止することができる。右側のステータ・コア５０Ａ，５０Ｂは同じようにスピンドル３０Ａ上にフィットされ、スピンドルとリジッド結合される。図３に示すように、ステータ５０，５０Ａ，５０Ｂは、それぞれの円筒状の外面５１，５１Ａ，５１Ｂに縦長スロット４９を有し、これらのスロットの大部分には主巻線５３が置かれている。さらに、少なくとも１つの集中巻線５３Ｃを有しており、集中巻線の各サイドは、ステータの各々の比較的狭幅の極５５で分離された１〜３の隣接スロット４９に置かれている。スロット４９はコア５０の軸にほぼ平行になっているが、斜めにすることも可能である。コア５０Ａ，５０Ｂはスペーサ５０Ｃによって間隔が置かれ、各コアが分離した個々の集中巻線を受け入れ、そのエンド巻きがスペーサ５０Ｃで作られたスペースに置かれるが、主巻線が両方のコア５０Ａ，５０Ｂの合致スロット(matchin g slots)を通り抜けるようになっている。このダイナモエレクトリック・マシンが動作速度にあるとき、コア５０Ａの集中巻線の単相電流の位相を、コア５０Ｂの集中巻線の単相電流の位相に対して変化させると、ロータ上の磁化層の磁極位置が、以下で説明するように、同じようにシフトされるので、ステータ５０Ａ，５０Ｂの共通主巻線に発生する電圧が変化することになる。別々のリード５４，５４Ａは各々の一部が、当然に相互に絶縁された主巻線と集中巻線の双方に接続されており、各コアから出て、絶縁ブッシュまたは同等手段を用いて、エンドベルまたはケーシング壁を通り抜けている。マシン１０全体をＡＣモータとして使用するといった、ある種の応用では、ステータ５０について図示するように、ステータ５０Ａと５０Ｂを共に一部品に一体化することが望ましい場合がある。他の要件を満足するために、５０を含む両ステータは、５０Ａと５０Ｂで示すもののように、２つの別々のコア・セクションをもつように作ることも可能である。ステータ５０をモータとして使用する場合には、ステータ５０の主巻線へ向うリード５４の一部は、電力ラインなどのＡＣ電源に接続され、他方、集中巻線から出たリードの一部は主巻線へのそれと同じ周波数の単相ＡＣ電源に接続されることになる。要件によっては、一方のステータだけに集中巻線を収容することも可能である。両ステータ５０、５０Ａ，５０Ｂの主巻線はスロットに巻き付けられて配置され、多相ＡＣで励磁されたとき回転磁界を発生するようになっている。マシンのロータを準備するときは、ベアリング押えメンバまたはハブ４８，４８Ａがサポート・スピンドルの各々の大径部分３４，３４Ａ内に置かれる。図示のように、ボール・ベアリングまたはローラ・ベアリング６０，６０Ａは各ハブ・メンバの内側ボアに置かれ、ベアリングの少なくとも１つのアウタレースは、スナップ・リングとスプリング・ワッシャの間に保持されている。スプリング・ワッシャがハブ・メンバの内側ショルダ（段部）に突き当たると、ベアリングが若干移動し、熱膨張を補償するようになっている。このアセンブリはスピンドル３０または３０Ａの大径ハブ部分３４または３４Ａに押し込まれ、各々はマシン・スクリューなどによって、エンドベルに固定される。ハブ・メンバ４８，４８Ａはベアリングを押えているので、ハブ・メンバをそこに収まっているベアリングと一緒に取り外せば、保守を行なうことができる。シャフト７０はマシンの全長にわたっており、その両端はベアリング６０，６０Ａのインナレース内になじむように収められている。シャフト７０は、少なくとも一端７３がエンドベル２０から突出しているが、シャフトの他端７３Ａはエンドベル２０Ａから突出させることも突出させないことも可能である。ベアリング間のシャフト部分は、それが通される中空スピンドル部分に一致する外径をもち、シャフトと内部中空スピンドル３６，３６Ａ間のクリアランスはわずかになるように選択され、セクション３２と３２Ａでは、シャフトとスピンドル・ボア間のクリアランスは最小になっている。３２，３２Ａでのスピンドルの内面は通常はシャフト７０に接触することがないが、ルブリカント充填プラスチック材などの耐摩擦材でライニングまたはコーティングされている。このようにすると、主ベアリング６０，６０Ａのどちらかに障害が起こったとき、マシン損傷の可能性が減少する。ベアリングに障害が起こった場合には、シャフトはこの耐摩擦層上を走行してから回転を停止するようになっている。シャフト７０の中央部分は、より強固な膨径部分７１を有しているが、これは、このセクションがロータの高回転慣性コンポーネントを支えなければならないからである。膨径部分７１の周面には、２つの強固で、大径の円形ラジアル・プレート・メンバ７４，７４Ａのハブ７２，７２Ａが固着されている。これらは１つに結合されて単一ドライブ・プレートの働きをする。これは内側ボア１８の付近で、その間に若干のクリアランスを残してその周面まで達している。プレート７４，７４Ａの外周面から若干離れた位置に、いくつかの偏心ホール７５がプレートを通り抜けるように、プレート７４とプレート７４Ａに設けられており（なお、後者のホールは図示していない）、エア流がコア巻線を通ってボア１８のクリアランス・スペースに入り込むようになっている。プレート７４Ａのホール７５は同一径であるが、プレート７４のホールからある角度をなしてずれており、巻線５２と５２Ａの間が電気的または電磁気的に結ばれるのを防止している。プレート７４，７４Ａは単一部品として作ることができるが、これは好ましい実施例ではない。ラジアル・プレート・メンバ７４，７４Ａのサイドの外周部分には、円筒スリーブ７６，７６Ａが固着され、その各々に、ステータ・コア５０，５０Ａが格納されている。これらのスリーブ７６，７６Ａはプレート７４，７４Ａの一部として鋳造または鍛造することができる。スリーブの外面と内側ボア１８間に若干のクリアランスが望ましいが、これは、通常の期待に反して、スリーブ回転に起因する巻線損失が、クリアランス・スペースが小さくなるほど減少することが判明したためである。しかし、このクリアランスは、セクション３２でのシャフト７０とスピンドル・ボア間のクリアランスよりも若干大きくしておくべきである。３２と３２Ａでのシャフトとスピンドル間のクリアランスは、ロータ・シェル７６，７６Ａの外面がフレーム１８の内側ボアに接触する前に、あるいは磁化層(magnet layer)８２，８２Ａ，８２Ｂの内側ボアがコア５１，５１Ａ，５１Ｂの外面に接触する前に、シャフトとスピンドルの表面が接触するように選択されている。これにより、ベアリングに障害が起こったとき、大きな損傷や全体損傷が防止される。スリーブ７６，７６Ａの円筒形内面は、それぞれのステータ・コアの円形外面と同心になっており、これらのスリーブ内面の各々には、電気的ロータ・コア８０，８０Ａが固着されている。図３に示すように、各ロータ・コア８０，８０Ａはリング形状にパンチしたシリコン・スチール積層のように、低保磁力磁性材からなっている。メタル・ロータ・バー８３，８３Ａを採用すると、モータとして使用されるときはマシンの始動特性が向上し、ジェネレータとして使用されるときは電気的特性が向上する。メタル・バーは各コア８０に通され、コアのホールにメタル・バー８３がなじむようにはめ込まれるが、これは、溶接によってエンドリングに固着することが可能である。これらのバーの特性とロケーションは、集中巻線５３Ｃから発生した磁束が妨げられないようになっている。ロータ上のラミネート積層は円筒形の外面を有し、スリーブ７６，７６Ａの各々の円筒内面と緊密に一致するようになっている。このラミネート積層は溶接により、あるいは７６，７６Ａの内面にエンドリング７９，７９Ａを置いて、コア８０，８０Ａの外端がロータ・シェルに固着された別の内側エンドリングに緊密に圧接するようにすることにより、所定位置に不動に保持することができる。これらのリングは溶接により、あるいは他の方法でシェル７６，７６Ａに固着されている。ロータ・コア８０，８０Ａの各々の内面は円筒形状で、ステータ面５１，５１Ａ，５１Ｂと同心になっている。ロータ・コアのこれらの内面の各々には、フェライトなどの、低電導性で磁化可能な永久磁性材の均一厚層８２が、コア８０の露出内面全体にわたって、およびコア８０Ａを取り巻く面上に間隔が置かれた同種の層８２Ａ，８２Ｂ全体にわたって、エポキシ樹脂または他の適当な接着剤で接着されている。この層８２の露出面はステータの表面５１から均一のクリアランス間隔を置いて離れており、層８２Ａ，８２Ｂは表面５１Ａ，５１Ｂから同じように間隔を置いて離れている。これらの層はすべて、その隣接ステータ表面と一緒に突出している。動作時には、ロータがステータの回りを回転すると、各コアに収められた集中巻線５３Ｃは、単相ＡＣで励磁されて、ロータが回転してステータを通過するときに連続するＮ磁極とＳ磁極パターンをフェライト層８２，８２Ａ，８２Ｂに発生することになる。適当な回路とその動作モードは米国特許第4,177,414号に、特に図１、図２、図３および図６に示されているが、これは、適当な位相の単相ＡＣでステータ５０Ａ，５０Ｂの集中巻線を励磁することにより、ジェネレータとして動作しているとき、これらの２ステータの主巻線に発生したＡＣ電圧を制御し、調整するのに適している。これを簡単に説明すると、ＡＣ電圧出力センサが主巻線からの電圧出力が基準電圧に対して変化したことを検出すると、米国特許第4、177、414号の図１に示すような、電圧大きさ制御およびシフタは、ドライバ・インバータを通して動作し、小さい方のステータ・コア５０Ａの集中巻線へ送られるＡＣの位相を、大きい方のステータ・コア５０Ｂの集中巻線へ送られるＡＣの位相に対してシフトするようになっている。磁化層８２Ａ，８２ＢのＮ磁極とＳ磁極は相互に対してシフトするので、両方のステータ５０Ａ，５０Ｂを通り抜ける主巻線に発生したＡＣ電圧はそれに応じて増減する。電圧変化は通常はわずかであるので、小さい方のステータ・コア５０Ａを採用すると、他方の集中巻線のＡＣに対するＡＣの位相シフトを行なうことができる。ジェネレータの出力位相を、例えば、同一周波数の別のＡＣ電源と並列して変更する必要がなければ、ステータ・コア５０Ｂの集中巻線の単相ＡＣの位相は、通常、一定のままになっている。以上から明らかなように、ＡＣ出力の高精度制御といった予想外の利点が単一マシン１０の２ステータ・ロータ・ジェネレータ・ユニットから得られる。ステータをエンドベル上に取り付けるために中空スピンドル３０，３０Ａを採用した構造は本発明の好適実施例であり、これには、いくつかの利点がある。しかし、図２Ａに示すように、もっと単純化したステータ取付け構造を採用することも可能である。この構造では、ロータ・シャフト７０が通される中央円形段付き開口３３２をもつ円形プレートからなるステータ・サポート３３０が、各エンドベル（図には、左側のエンドベルだけが示されている）に固着されている。段付き開口３３２は内部に円筒エリアがあり、これはシャフト７０の面に対してわずかなクリアランスが置かれている。３３２の段部は、前述したようにシャフトを支持するように取り付けられたベアリングに障害が起こったとき、シャフトが巻線やマシンの他の部品を損傷するのを防止するものである。大径の中央開口をもつステータ３５０は、エポキシ樹脂などの強力な接着剤により、あるいはマシン・スクリューにより、あるいはコアに通したボルトにより、円形ステータ取付けサポート・プレート３３０に固着されている。ステータの外端壁は、プレート３３０のかみ合い面と緊密に一致しており、かみ合い面に緊密に押し付けられているので、ステータの使用中に発生した熱はプレート３３０を通ってエンドベル２０に流れ、そこでエンドベルの外側の上を通って外気に排出されるようになっている。以上から理解されるように、２ステータの他方の面または内面は、スペーサによって隔離され、シャフト７０によって支持されたラジアル・プレート・メンバ７４，７４Ａが自由回転できるようにしている。図２を参照して説明すると、エンドベル２０，２０Ａのすぐ外側の個所で、ベアリングから突出しているシャフト７０の端部には、それぞれ冷却ファン９０，９０Ａが取り付けられ、ロータの動作期間に、ファンがエアをエンドベル上のフィン２４，２４Ａ上に吹き付け、ステータに発生し、そこに伝わる熱を除去するようにしている。この熱の除去は、ケーシング内部でエアを移動し、スピンドル３０，３０Ａの端部からそこへ伝えることにより行なわれる。各エンドベルにはシールドまたはシュラウド９２，９２Ａが取り付けられ、このシールドまたはシュラウドは、好ましくは、冷却エアがケーシング上の冷却フィン１６を横切って流れるようにする、そらし周縁を備えている。様々な種類の磁化可能永久磁性材料を、本発明のモータとジェネレータ・ロータのどちらにも採用することが可能である。例えば、層８２，８２Ａ，８２Ｂは好ましくは、フェライトのような非電導性永久磁性材料から作られている。アルニコ・アロイなどのメタル永久磁性材料が、例えば、アルニコ・メタル粉末材料を樹脂バインダと混合することにより、励磁磁束からのうず電流を許容レベルまで減少するような形で作られていれば、その材料を使用することも可能である。バリウム・フェライトおよび／またはストロンチウム・フェライトは、本発明を実施したとき最良の結果をもたらしている。最新で改良された種類のフェライトおよび同種の磁化可能永久磁性材料は現在入手可能になっている。他の材料はまだ開発中であるが、将来、入手可能になった時点で、磁化可能永久磁性材料の層をマシン１０に作ることが可能にするはずである。モータとジェネレータで良好な結果を示している、２つのフェライトのヒステリシス曲線は米国特許第4,466, 536号の図６に示されている。Grade ５フェライトの商品名で数年前から市販されている配向バリウム・フェライト(oriented barium ferrite)を、動作中のモータで磁気通路を代表する治具の中でテストした。０．３３インチ（０．８４ｃｍ）厚のサンプルをヒステリシス・ループ・テストの対象にした。このテストでは、まず、磁化力を一方向に加え、次に反対方向に加え、サンプルのガウス誘導を、磁化力のエルステッドと対比させてプロットした。米国特許の図６の曲線Ｍは、このサンプルのヒステリシス・ループを示している。この材料の閉路磁気パラメータはＢｒが４０００ガウス、Ｈｃが２３００エルステッドになっている。４１１２の名称で市販されているもう１つのフェライトをテストしたところ、米国特許の図６に示すように、はるかに四角であり、ヒステリシス・ループＮが小さくなっていた。この最後のフェライトは、Ｂｒが約４３００ガウス、Ｈｃが約１２００エルステッドの閉路特性を示していた。このフェライトは、ロータ磁極が変化し、高エネルギ・プロダクトを維持している間、はるかに低いヒステリシス損失を示していた。多くの応用で判明したことは、マシン１０の制御を独立のＡＣ電源で行うことが望ましいことであり、マシン１０を具現化したＵＰＳシステムを制御する場合には、さらに利点があることが判明した。また、例えば、エンドベル２０Ａのすぐ外側の７３Ａの右側シャフト端といったように、シャフト延長部の一方に比較的小さな永久磁石ＡＣジェネレータを設置すると、これを簡単に実現できることが判明した。図２の拡大詳細図に示すように、複数の小型磁化永久磁石１２０は半径方向に一定の距離を置いて、ファン９０Ａのファン・ブレードを支えるハブ上に取り付けられている。例えば、円形ベアリング・ハブ４８Ａの外面上のエンドベル２０Ａには、電気巻線を収めた小型電気的ステータ１２２を支えるメタル・リングが取り付けられている。シャフト７３Ａが回転したとき、Ｎ極とＳ極が交互にステータ巻線のそばを通過するように永久磁石が配列されているときは、ステータ１２２のコアに収められたステータ巻線に交流電流を発生することになる。ステータ巻線からのリード１２５は、エンドベルの外面に沿って外部まで延びており、そこから制御回路の使用個所まで引き出せるようになっている。前述したように、図２および図３の汎用ダイナモエレクトリック・マシン１０は、ステータとロータの両ペアがＡＣモータとして機能することにより動作させることができるが、ロータ・ステータの両ペアをＡＣモータとして機能させることも、一方のペアを単独でＡＣモータとして機能させ、他方をＡＣジェネレータとして機能させることも可能である。この最後の組合せでは、マシン１０は非常に有用なＡＣモータ・ジェネレータ・マシンとなる。図７に示すように、マシン１０をモータ・ジェネレータ構成にすることは、一方のステータの主巻線からのリードをＡＣ電源に接続し、図７Ｂに示すように、その集中巻線へのリードをスイッチ経由で主巻線と同一周波数の単相ＡＣ電源に接続することだけで実現されれるが、集中巻線は図７Ａに示すようにキャパシタ３２４で調整することができる。このように接続すると、このステータ・ロータ・ペアは非常に効率的なＡＣモータとして動作する。他方のステータ・ロータ・ペアは、主巻線からのリードを負荷に接続することによりジェネレータとして動作し、集中巻線へのリードには、負荷に必要な周波数の単相ＡＣが供給されるが、負荷が周波数に影響されない場合には、集中巻線は図７Ａに示すように、キャパシタに接続することができる。米国とカナダでは、多くの場合、ＡＣは６０Ｈｚ周波数である。しかし、モータは６０ＨｚＡＣを２極モータのモータ巻線に供給し、異なる周波数の単相ＡＣをジェネレータ部分の集中巻線に供給することにより動作させることができ、このような異なる周波数のＡＣ電源はジェネレータから得て、ダイナモエレクトリック・マシンは同期速度で回転している間に負荷に供給される。シャフトが外部エンジンで回転するときは、ステータ巻線の両方のペアは同一または別の負荷に供給できるＡＣを発生するように接続することができる。外部ＡＣ電力が停電したときの顕著な利点は、ダイナモエレクトリック・マシン１０がモータ・ジェネレータ・モードで動作しているときに得られる。ロータの回転慣性が非常に高く、磁極書込みが集中巻線によって行われるので、マシンは、モータへのＡＣ電源が中断したあと１０〜２０秒オーダの比較的長時間にわたって、所望周波数と所望電圧で全定格負荷状態でＡＣ電源の供給を続けることができる。このように長い自走特性(ride-through property)があるために、図２と図３に示すように、マシン１０をモータ・ジェネレータ・モードで使用すると、その働きをするために必要な連続ＡＣ電源に応じて、多くの影響を受けやすい応用分野で大きな利点が得られる。このように自走時間(ride-through time) が長いと、最大でも１０秒までの短時間の外部電源の停電が起こってＡＣ電源が回復されたとき、十分な時間的余裕をもって負荷にＡＣを供給することができる。この種の停電は、図１に示すように停電の大部分（最大８６％）を占めている。電力ラインからの利用可能ＡＣ電源が回復されると、モータは急速に速度を上げて通常の走行速度になる。停電が長くなった場合は、自走時間が長くなるので、別エンジンでドライブするＡＣジェネレータのように、交流ＡＣ電源が動作状態に置かれる。この交流ＡＣ電源から得たＡＣは、ＡＣ負荷へ供給するＡＣの発生を続けているマシン１０のモータへ供給されるので、電力を受けている負荷機器は中断することなく動作する。負荷へのＡＣは常時所望電圧と周波数になっている。また、非常に重要なことは、ダイナモエレクトリック・マシン１０が巻線５２と５２Ａ間を電気的、磁気的にほぼ完全に絶縁する構造になっており、しかも、コンパクトな２ベアリング構造を単純化することである。図４に示すように、６０ＨｚＡＣで動作する図２の構造の４０馬力（約３０ｋＷ）ユニットから供給される自走時間の期間がグラフで示されている。これは全走行速度で３０００ＲＰＭで動作する２極ユニットから得たものである。モータへのＡＣ電源が中断したとき、本発明のＡＣマシンは、その速度が３０００ＰＲＭに減少する前に１１秒以上にわたって全４０馬力（３０ｋＷ）負荷への出力を維持した。負荷が３０馬力（約２２．５ｋＷ）レベルまで低下したとき、ＡＣ電力の出力は、ロータ速度が３０００ＲＰＭに低下する前に、１５秒以上にわたって持続した。ロータの機械エネルギの約３０％は、この自走期間(ride-throug h period）にＡＣエネルギに変換されたことになる。これらは非常に有用な長い自走時間インターバルである。あとで詳しく説明するように、図１０はクリチカル・ブロアやポンプなどの機械的負荷に電力を供給し、他方では、停電が１０秒またはそれ以上持続しているとき、ブロアやポンプおよび関連の電気的コントロールの動作を維持するためにクリチカル電気的負荷に電力を供給する、マシン１０の応用例を示したものである。さらに、モータ・ジェネレータとして動作するマシン１０は、比較的コンパクトで、信頼度のある単純なパッケージ内でドライブ・エンジンと直接に接続することができ、そこでは、外部ＡＣ電源からのＡＣ電力に停電が起こったあと、選択した時間インターバルでエンジンによってドライブすることができるので、そのインターバル期間に、負荷への電力出力の周波数や電圧の中断やきな変化なしで、ジェネレータからの電力発生を続けることができる。さらに、ユニット１０の前述したＡＣモータ・コンポーネントは、エンジンによって回転されるＡＣジェネレータに簡単にしかも自動的に変換して、回路に接続することができるので、元のＡＣ電源からのＡＣ電力の流れに障害が起こると、同じように中断される照明用の電力やその他の緊急電力を機器に供給することができる。図５は、図２および図３に示し、説明してきた汎用ダイナモエレクトリック・マシン１０を具現化した、この種のコンパクトでポータブルの内蔵ＵＰＳシステムを示したものである。このマシン１０は例えば、ファブリケート・スチール製の強固なベース１０１にマウントされている。ベース１０１上には、弾力性をもつ絶縁マウントがあり、そこを通してマシン１０の脚１５がボルトでベースに固定されている。格納ハウジング１０６はベースに取り付けされ、メタル・フレーム・メンバ１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄから構成され、すべてのメンバは溶接、ボルトその他の手段によって結合され、強固なフレームワームになっている。外面はフレーム・メンバに付着されたスチールなどのシート１０７で被覆され、格納キャビネットまたはハウジング１０６を構成している。キャビネット内に容易にアクセスできるようにするために、パネルの１つまたは２つ以上、特に、図面に示す前面側と反対側の背面側のパネルはヒンジ付きロック可能パネルまたはドアにすることができ、パネルがフレームワークに接触するエッジには、フレキシブル・ガスケットを設けることができる。概略図で示すように、左側パネルは大径の開口をもち、そこにサーモスタット・コントロール１０９で動作する移動可能インテーク・ルーバ１０８がはめ込まれ、制御された量の冷却エアがキャビネット内に送り込まれるようになっている。ルーバ付き空気出口１１０は、これもサーモスタット・コントロール１０９を備えているが、反対側の右側パネルに設けられ、マシン１０のケーシング上を通ってきた加熱エアがキャビネット・ハウジング1０６から逃げるようになっている。ダイナモエレクトリック・マシン１０のケーシングに取り付けられたブラケット１１２には、エンジン１１４が取り付けられ、このエンジンはマシン１０のロータをドライブして、モータへのＡＣ電源の入力が、選択した数秒以上の期間にわたって中断したとき、負荷へ全ＡＣを発生するだけの強力なエンジンである。エンジン・エグゾースト・パイプ１１６はキャビネット・パネルを通り抜けて外部まで突出させることができる。そうすれば、エンジン・エグゾースト・ガスを通風によってベントまたはスタックに送り込むことができる。エンジン１１４はドライブ・シャフト１１８をもち、そこにプーリ１１９が取り付けられている。マシン１０には、シャフト７３Ａと同軸になるように、シャフト１２３が取り付けられ、このシャフトはベアリング・ペア１２５によって支持され、電気的に動作可能なクラッチ１２４の外面に取り付けられている。シャフト１２３の端部に取り付けられたプーリ１２０は、ドライブ・ベルト手段１２２によってドライブ可能にプーリ１１９に連結されている。１２０と１１９のプーリ径は、最適エンジン速度とマシン１０の所望ロータ速度の比率によって決まる。図５の始動クラッチ部分に関係する拡大図は、マシン１０のシャフト端７３Ａのクラッチ・コンポーネントが２ベアリング１２５上に装着されたドライブ・シャフト１２３に連結されている詳細を示している。通常、シャフト端７３Ａは回転し、クラッチ・ドライブ・ディスク本体１２４Ａである部分を回転可能に支持している。クラッチ・ドライブ・ディスク本体は軸方向に移動可能なパッド１２４Ｃを備え、このパッドは通常スプリングによって後退位置に保持されている。従って、シャフト７３Ａだけが回転し、シャフト１２３は固定している。クラッチの電気的に動作可能な部分１２４は、図示のように、ボールベアリングで支持された固定電磁石１２４Ｂを備え、この電磁石は電流で励磁されると、磁界を発生し、１２４Ａのクラッチ面を構成するパッド１２４Ｃが磁気的に吸引されてクラッチ部分１２４のかみ合い面１２４Ｄと接触したり、離れたりするようになっている。そのようなときは、クラッチはシャフト１２３と係合して、シャフト７３Ａによってシャフト１２３を回転させる。この種の電気的に動作可能なクラッチは公知である。テストの場合を除き、電気的に動作可能なクラッチは、通常、電源からのＡＣ電力がマシン１０のモータを動作させていて、電力が中断していない間は、係合位置にないので、シャフト１２３とプーリ１２０は静止したままになっている。しかし、ＡＣ電力が中断すると、電磁クラッチ１２４Ｂは、必要とするどの時点でも電気的コントロール手段によって励磁できるので、プーリ１２０はシャフト１２３を介して即時にかつ確実にシャフト７３Ａに連結され、シャフトの回転と一緒に回転する。入力ＡＣ電力が失われると、マシン１０内のＡＣモータへのＡＣ電力ラインに関連する電子センサは、ジェネレータの集中巻線への単相ＡＣの供給を開始するように電気的コントロールに通知するので、所望電圧、周波数および位相のＡＣが負荷に継続的に供給される。通常は約３秒から１０秒までの範囲であらかじめ設定されている、選択した時間インターバルが経過したあと、モータへのＡＣ電源がリスタートしなければ、コントロールはクラッチを励磁する。ダイナモエレクトリック・マシン１０のロータの回転エネルギは、エンジンを始動するのに必要なトルクを供給するので、マシン１０のロータが回転して、負荷に必要な電圧と周波数のＡＣがＡＣジェネレータで継続的に発生することになる。電源からの入力ＡＣが失われた瞬時の期間のあとで、利用可能なＡＣ電力が回復されたときは、電子センサはクラッチを切り、エンジンが始動していれば、エンジンも切り、ＡＣ電源へのモータ・リードのスイッチをクローズするので、ＡＣモータとその集中巻線は即時に励磁され、速度を上げ、短時間にマシン１０はフルスピードで稼働することになる。フルスピードになると、ジェネレータとモータの双方の集中巻線への単相ＡＣは通常オフにされる。負荷には、この期間の間、所望の電圧と周波数のＡＣが途切れることなく、あるいは中断することなく供給される。以上を要約すると、全停電の約９０％は、動作状態に置かれているエンジン１１４を必要としない。３秒から１０秒までの選択したこの初期期間にＡＣ電力が回復しなければ、クラッチ１２４が励磁される。クラッチが励磁されると、プーリ１２０はドライブ・ベルト１２２をドライブするので、プーリ１１９とエンジン・シャフト１１８がドライブされ、エンジンが回転する。電気的コントロールはエンジン・イグニッション、燃料系およびガバナを同時にオンにするので、エンジンはシャフトの回転と同時に始動することになる。始動時間を１秒以下にすることは容易である。この容易で、即時の始動が実現可能になったのは、マシン１０からの暖気がエンジン上を通過し、エンジンとそのオイルを使用期間の間常時暖めており、従って最適な始動条件に置かれているからである。始動時間を遅らせる利点の１つは、停電が数秒間だけ持続するとき、煩わしいエンジン始動が軽減されることである。エンジンは空冷または水冷ガス・エンジンにすることができるが、ディーゼル・エンジンや他のプライム・ムーバを採用することも可能である。別のコントロール・キャビネット１２８は、キャビネット１０６のハウジングの左側部分のトップ・パネルに付属している。外部ＡＣ電力ライン・ケーブル１３０はマシン１０とエンジン１１４の両方用のスイッチ類、センサ類、およびコントロール類１３２が置かれているキャビネットに入り込んでいる。キャビネット１２８にはロック可能フロント・ドアを使用することが好ましい。マシン１０からのリード５４、５４Ａも、キャビネットに入り込んでおり、そこでは、電気回路上で動作するセンサとスイッチは回路の動作を制御し、ＡＣ電源からのＡＣ電力と停電と回復に応じて機能するようになっている。いくつかの理由で、クラッチ１２４が機能を始める前に、エンジンを部分的に始動させることが望ましい場合がある。クラッチ１２４が励磁されて、ベルト１２２によって非回転エンジン・シャフト１１８に連結されている非回転シャフト１２４とクラッチが係合したとき、シャフト７０はまだ高速で回転しているので、クラッチ１２４とプーリが受けた大きな初期衝撃負荷がまだ残っている。さらに、部分的に始動したエンジンは、フルスピードで稼働する前に若干の潤滑を行なうことができる。部分的始動を行なうには、その電気モータに供給される１２ＶＤＣ電源を使用して、従来型のエンジン・スタータを使用することができ、その場合は、スタータは、クラッチ１２４を励磁する約３秒前に動作されることになる。スタータ・モータへの１２ＶＤＣ電源は、マシン１０のＡＣモータを使用すると即時に得ることができる。外部ＡＣ電源が停電し、センサがライン・スイッチを動作させてＡＣ電源からの電力リード５４をカットオフすると、ステータ５０は、まだ回転中のロータの層８２の磁極に応じて、ＡＣ電圧を発生することを開始する。電源に停電が起こったとき、電気センサは、図５Ａに概略図で示すように、ステップダウン・トランスフォーマへの回路につながるリード５４に接続するように機能するようにプログラムされている。この場合、ステータ５０の主巻線からのＡＣ電圧はステップダウン・トランスフォーマの高電圧巻線を通るので、低電圧巻線１１５Ｂから例えば、約１２ボルトのＡＣ電流が供給される。この低電圧は整流器１１５Ｃで約１２ボルトのＤＣ電圧に整流されて、整流器出力リード１１５Ｄに取り出される。このリードは、直流モータがエンジン・スタータ・ギアに接続されている従来のエンジン・スタータに接続されており、エンジン・スタータ・ギアは、公知のように、スプライン・シャフトを回転させ、そのドライブ・ギアは遠心作用によってエンジン・シャフト側のピニオン・ギアとかみ合うように働くので、エンジン・シャフトが回転する。エンジンが毎分数百回転の速度まで達すると、自身の電力を受けて動作を開始する。この時点で、エンジン・スタータ・ギアは自動的に後退するので、スタータ・モータは回路１１５Ｄのスイッチでオフにすることができる。エンジンが動き始めて加速していくと、スイッチ動作クラッチはクローズし、クラッチ１２４はまだ低速回転しているギア・シャフトに全出力を伝えるので、ギア・シャフトはフルスピードになるまで即時に加速していく。ＡＣ定電源を使用するある種の電気機器では、図５のＵＰＳシステムを使用すると利点があるが、非常に低リプルのＤＣ（直流）電源が別に必要になる場合がある。この要求は、図５のＵＰＳユニット内のマシン１０のシャフト延長部７３の端部に、図６に示すような直流発生ユニット１５０を接続することにより満たすことができる。このユニット１５０は、ボルトまたは類似手段によってシャフト延長部７３の端部に取り付けられたハブ・メンバ１５２を備えており、ハブ・メンバは半径方向に突出したプレート１５４を備え、このプレートは円筒ロータ・スリーブ１５６がその周囲に装着されている。ロータ・スリーブ１５６の内面には、フェライトのように、磁化されると円周方向に連続して配列した多数のＮ磁極とＳ磁極が得られる、磁化可能永久磁性材料からなる比較的均一な厚さの層１５８が付着されている。この層１５８の露出内面は、シャフト７３と同軸の円筒形面になっている。ロータと協働するステータ・アセンブリは、円筒形のメタル・プレート１６１をエンドベル２０に接続することにより得られる。このメタル・プレートには環状スリーブ１６０が取り付けられ、環状スリーブ１６０はその内壁に届かない個所までスリーブ１５６に入り込んでいる。環状スリーブ１６０の外面にはステータ・コア１６２、例えば、スリーブ１６０の外面に固着された複数の積層接着電気スチール・ラミネートの環状リンクが取り付けられ、ラミネート積層の外面１６３のスロットはシャフト軸に対して平行に、あるいは若干斜めになって走行しており、電気的主巻線１６４がスロット内に収められている。これらのスロットには、図３に示す５３Ｃと同じように、前述したように動作可能な集中巻線を収容することも可能である。コア１６２の外面１６３と層１５８の間には若干のクリアランスがある。ステータ・コアは単一の連続ラミネート積層にすることも、図示のように、間に空隙を置いた２つ（または３以上）の別々の積層にしてコア積層間にスペーサを置くこともできる。コア間に空隙があると、図２に示す各ステータ・コア５０Ｂ、５０Ｃ内の別々の集中巻線５３Ｃ（図３）に類似した個別の集中巻線を各コア上に設けることが可能になる。動作時に、集中巻線の一方の電流の位相が他方の電流の位相に対して変化すると、ロータ上の磁化層の磁極も同じように変位するので、主巻線全体に発生する電圧が変わることになる。ロータがステータ・コア１６２の周囲を回転すると、層１５８の交互のＮ磁極とＳ磁極から数百ヘルツ・オーダの高周波数ＡＣがステータ巻線１６４に発生し、この電流はリード１６５によって整流器アセンブリ１６６へ流れる。この整流器アセンブリは、スリーブ1６０の内面に取り付けられた平坦な熱伝導リング1６８上に取り付けられた一連のダイオード１６７で構成することができる。これらのダイオードは、ステータからの多相高周波数ＡＣ電流から非常に低リプルの直流出力を発生し、２つまたは２の倍数のリード１７０は電気的フィルタ１７１を通り、スリーブ１６０の外側を通って、エンドベル２０の周面に取り付けられた保護格納ケーシング１７４の外側に設けられた絶縁電気端子ポスト１７２まで達している。ロータ部品１５４，１５６、サポート・スリーブ１６０，１６１、外部ハウジング１７４およびフィルタ１７１の構造と相互関係は、ダイオード１６７および巻線１６４からの電磁放射を大幅に減少するようになっている。冷却フィン１７６はケーシング１７４の端に設けることができる。ダイオード１６７と巻線１６４から発生した熱はスリーブ１６０と円形プレート１６１を通してエンドベル２０Ａ上の冷却フィンへ伝えられる。ファン９０（図２）からダクト１７８を経由してエアをフィン上に通過させると、さらに冷却を行うことができる。本発明のダイナモエレクトリック・マシン１０は、一方または両方のステータ・ロータ・ペアが単相モータとして動作しているときは、顕著な特徴がある。単相モータは非常に低い突入電流で、静止状態から容易に始動する。従来の単相誘導モータは、始動時に全負荷稼働電流の６〜１１倍の突入電流を必要とし、この突入電流は非常に大きいので、重大なライン電圧降下を引き起こす可能性があるため、電力会社は約１０馬力（７．５ｋＷ）以上の単相ＡＣモータを単相電力ラインに設置することを認めていない。これに対して、本発明の単相モータは全電圧始動電流が全負荷稼働電流の約２倍であるのが通常であり、これらのモータは稼働効率も、公知のどの単相誘導モータよりもすぐれている。本発明の汎用デュアル・ステータ・ロータ・ペア構造をもつ単相ＡＣモータを始動するには、２つの異なる回路構成を採用することができる。図７における図７Ａと７Ｂはこれらの２回路を示している。図７Ａに示すように、単相ＡＣ電力はコンダクタ・ライン３００，３０２によって概略図で示すモータ３０４へ伝達される。このモータはステータのスロットに配置された主巻線３０６，３０８，３１０を備え、ＡＣによって正しく励磁されたとき回転磁界を発生するようになっている。巻線３０６，３１０は、それぞれライン３００，３０２から直接に単相ＡＣを受ける。単相ＡＣ電力をコア３０８に供給するために、ライン３００からの単相ＡＣはライン３１１によって動作キャパシタ(running capacitor)３１３の一方の端子へ伝達される。動作キャパシタ３１３の他方の端子はライン３１２によってモータの巻線３０８に接続されている。モータが動作しているとき、動作キャパシタ３１３は、通常、巻線３０８に接続されている。ロータの静止状態から十分に高いトルクでモータを始動するために、動作キャパシタ３１３よりも静電容量（ファラッド）が大きい（通常は、２倍から１０倍の大きさになっている）始動キャパシタ(starting capacitor)３１６は、ライン３１１からの単相ＡＣを一方の端子から受け、このキャパシタの他方の端子はライン３１９によってライン３１２に、次に巻線３０８に接続され、速度感応スイッチ３１８がライン３１９に挿入されている。スイッチ３１８はモータが始動されるときクローズし、単相ＡＣモータのロータがその同期速度の約７０％〜９０％までに達するとオープンする。このようなオペレーションに適した速度感応電子スイッチが使用可能である。遠心スイッチをロータに使用することも可能である。このスイッチは一定の速度になると、スプリングで調節されて回路をオープンするようになっている。モータの励磁巻線または集中巻線３２０は、コア５０，５０Ａの磁界と、ロータが集中巻線上を通過したときロータ上の磁化材層に発生した磁極とによって励磁される。集中巻線３２０は、回路コントロール・スイッチ３２２とチューニング・キャパシタ(tuning capacitor)３２４を含む独立の回路に置かれている。スイッチ３２２はロータが同期速度の８５％〜９０％までに達するとクローズする。これを受けて、集中巻線は磁化可能永久磁性材層を、Ｎ磁極とＳ磁極のパターンに磁化し、これによりモータ・トルクが大幅に増加する。スイッチ３２２はモータが同期速度に達するとオープンする。図７Ｂに概略図で示す回路は、集中巻線３２０への回路にキャパシタがない点を除けば、図７Ａの回路と基本的に同じである。後者の図では、単相ライン３０２からのリード３２２はスイッチ３２４の一方の端子に接続され、集中巻線３２０はスイッチの他方の端子に接続されている。集中巻線３２０の他方の端子は、主巻線３０６の選択点に結合されているライン３２６を経由している。ライン３２６へ向う単相ＡＣライン３００からの電圧の位相とレベルは、主巻線３０６の上記選択接点で調整される。電圧と位相は、巻線３０６，３０８，３１０の回転磁界に反応したとき高トルクを発生する位置でロータ磁極を磁化するように選択されている。ある種の場合に採用できる単相モータでは、他の公知の主巻線と始動−動作キャパシタ構成を利用することが可能である。どの場合も、集中巻線は基本的には図示のように接続されることになる。ダイナモエレクトリック・マシン１０を備えた単相ＡＣモータを製造し、ステータとロータの一方または両方のペアをモータとして動作させてテストした。この単相ＡＣモータからは、顕著な動作結果が得られた。図８は、代表的な従来の市販されている単相公称１２馬力（約９ｋＷ）ＡＣモータ（業界で利用されている）のパフォーマンスを、図２と図３に示す構成のマシン１０などの、４０馬力（約３０ｋＷ）モータの単相ＡＣモータから得たデータと比較したグラフと表を示したものである。現在、商用１２馬力モータは、静止状態から始動されたとき、６０Ｈｚ２３０Ｖ単相ラインから２６２アンペアを消費し、フルスピード時には、モータは１２馬力を発生し、消費電流は４７アンペアであった。達成された最高効率は８５％であった。力率は、０．８２であった。本発明に従って構成された単相モータ（４０馬力定格）は、２４０Ｖで２４０Ａの始動電流が必要であった。全負荷のときの、その電気的効率は９２％以上であり、力率は０．９８〜１．０の範囲であった。これらの顕著な結果は、今日の電気業界で使用されている市販の単相ＡＣモータの結果よりも、すべての点ですぐれている。本発明の単相モータの使用は、現在多くの分野で望まれている。これらのモータは始動電流が非常に低いので、本発明の単相モータを多くの応用で利用すると利点が得られる、単相電力ラインは多数存在する。遠隔地の油井は、リモート・コントロールまたは自動タイム・スイッチで単相モータを単相ＡＣ電源ラインに接続すると、所望のインターバルでポンプで吸い上げることができる。汚水ポンプ、灌漑井戸、およびゴルフコース散水用井戸などでは、高価なディーゼル・エンジンに比べて、本発明の相対的に安価で、高効率、高信頼の単相ＡＣモータを利用可能な単相ＡＣラインで使用することができる。さもなければ、位相コンバータまたは３相ＡＣ電源ラインを必要とする３相モータの使用が現在要求されている。多くの農場では、単相ＡＣが利用可能であるが、必要とする大きなサイズの、高信頼の低始動電流単相モータがないために、現時点では、大型の電気モータを使用することができない。本発明の単相ＡＣモータによると、利用可能な単相電源ラインを使用して、これらの要求を容易にかつ効率的に処理することができる。単相または３相電力をジェネレータからクリチカル（臨界）負荷へ供給している間に、図２の設計構造のモータ部分を単相ＡＣ電源から動作できることも多くの応用にとって非常に重要である。一部の工業応用分野では、ＡＣ電力を負荷に供給するためにＵＰＳシステムを必要としているだけでなく、電源のＡＣ電力が停電したあと中断することなく、あるいはある期間の間、機能を続ける必要のある、モータ・ドライブによる機械的クリチカル負荷も存在している。この二重の要求が必要になる分野としては、ガスその他の燃料で点火するオーブンや乾燥システムがある。例えば、ガスはオーブン内のバーナへ圧力下で供給されるので、エア供給ファンやエア・ブロワは、オーブンの燃焼室内のバーナへ中断することなく、燃焼空気を安定して供給するように動作して、ガスを燃焼させなければならない。エア・ファンやブロワが機能を停止し、未燃焼ガスが燃焼室に残ったり、燃焼室へ流れ続けていると、望ましくない爆発性混合物が生成され、危険な事態が発生することになる。図１０は短期のＵＰＳシステム２００を示したもので、ＡＣ電源のＡＣ電力がそこからコンダクタ２０４を通ってコントロール・ユニット２０６（これは、ＡＣ電力をリード２０８を経由して、ダイナモエレクトリック・マシン１０を備えたＵＰＳシステム２００へ供給する）へ流れるのを停止したあと、例えば、１０〜２０秒の期間の間、機械的出力と電気的ＡＣ電力を電気的クリチカル負荷２０２へ供給することができるものである。マシン１０のシャフト７３は、例えば、シャフト上のプーリを介してファンまたはブロアに接続され、ベルト・ドライブ（図示せず）はファンまたはブロワに接続されたプーリに接続されている。ＡＣ電源がコンダクタ２０４で中断すると、ダイナモエレクトリック・マシン１０の高回転慣性によりシャフト７３は回転を続け、ファンまたはブロアは、数秒間の間、エアを燃焼エリアへ送り込み続けるので、オーブンへ流れるガスの燃焼が保証されることになる。ほとんどの場合、電力は、最低の許容速度に到達する前に回復されるので、燃焼その他の処理は中断することなく継続される。この時間の間は、クリチカル負荷２０２に関連するコントロールは電気的にサポートされるので、停電が１０秒以上に続く場合は、炉への燃焼物質の流れを中止することができ、エア流は燃焼室を清浄することになる。ダイナモエレクトリック・マシン１０の両方のステータ・ロータ・ペアがデュアルＡＣモータとして動作しているときは、ある種の回路構成を介して、いくつかの選択した方法でＡＣ電源の電力をステータ巻線に供給すると、いくつかの動作上の利点が得られる。そのような動作上の利点の１つは、モータ・ユニットを静止状態から始動させ、フルスピードまで加速させるとき、突入始動電流を最小限にする必要があるときに得られる。もう１つの重要な利点は、デュアル・モータ・マシン１０が重負荷に接続されていて、負荷を始動し、フルスピードにもっていくために高トルクが必要であるときに得られる。このような重負荷は、石炭や岩石の粉砕機械で起こり、また、モータで動作するガスまたはエア・コンプレッサが圧縮空気やガス・タンク内で高圧を受けて動作しているとき、およびドライブ・モータを静止状態から始動させる必要があるときにも起こる。さらに、もう１つの利点は、モータがフルスピードで動作しているとき入力力率を制御することが重要であるときに得られる。最初のケースでは、つまり、最低突入電流で動作する場合は、デュアル・モータ・ダイナモエレクトリック・モータ・ユニットは、最初にＡＣ電力を一方のステータ・ロータ・ペアだけに供給すると、両方のステータ・ロータ・ペアが同時に励磁されていれば、半分のレートで徐々にロータが加速していくことにより始動される。これを行なう適当な回路は図１１に示されている。この回路では、例えば、電圧定格が２０８ボルトであるライン・コンダクタＬ，Ｌ２，Ｌ３を有する３相ラインはＡＣを両方のステータ５０，５０Ａに供給している。この応用例では、両方のステータは同じように巻き付けられ、各ステータは３つの主巻線と少なくとも１つの集中巻線をもつ単一コアを備えている。始動時には、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３は開いているので、ＡＣ電圧はステータ５０Ａに印加されない。ＡＣ電源ラインへのメイン・ライン・スイッチ（図示せず）が閉じると、２０８ボルトのＡＣがステータ５０の３主巻線に供給され、回転磁界を発生するので、誘導とヒステリシス・トルクがロータに発生する。これらの始動条件では、非常に低アンペアの突入電流がＡＣ電源ラインから導入される。ロータはステータとロータの両方がＡＣ電源で励磁される場合の通常レートの約半分で加速していく。ロータ速度がフルスピードまたは同期速度の約７５％に達すると、つまり、入力が６０ＨｚＡＣの２極モータではロータが２７００ＲＰＭに達すると、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３は閉じられるので、ステータ５０Ａの主巻線が励磁される。ロータが同期速度の約８５−９０％に達すると、スイッチＳ４とＳ５は閉じられるので、ステータの集中巻線は、前述したようにその関連磁化層に磁極を発生し、それによって誘起されるトルクの増加と共に、ロータは急速に加速し、そのフルスピードまたは同期速度に直ちに到達する。デュアル・モータ・ユニット１０を高負荷状態で始動させる必要があるときは、図１２に示す回路を使用すると、利点が得られる。図１２Ａはステータ５０，５０Ａへの回路を概略図で示したものであるが、ステータ５０は３つの主巻線Ａ５０，Ｂ５０，Ｃ５０を有し、ステータ５０Ａは３つの主巻線Ａ５０Ａ，Ｂ５０Ａ，Ｃ５０Ａを有している。ライン電圧が２０８ボルトのときは、主巻線の各々は約８０ボルト用に巻き付けられる。つまり、ステータの各ペアが図１２Ｂに示すように、デルタ回路構成で直列に接続されると、総電圧は約１６０ボルトになる。回路は、始動時に、３極スイッチが両ステータのすべての主巻線を結合すると、図１２Ｂのデルタ構成になるようになっている。この結果、通常よりも高い電流がすべての主巻線を流れるので、この大きな回転磁界が両ロータの磁化層と作用し合うことにより、非常に大きな始動トルク状態になり、この大きなトルクは妥当な重負荷に対してロータを動かすことになる。始動または突入電流は必然的に通常より大きくなるが、それでも、これは同一定格の従来のかご型誘導モータよりもはるかに小さくなっている。ロータは加速し、一定の速度まで達すると（これは、同期速度の約９０％〜１００％の範囲に設定できる）、主巻線へのラインに対する３極スイッチが動作して別の位置になるので、図１２Ｃに示すＹ構成の主巻線が接続され、デュアルＡＣモータは通常のトルク状態で動作することになる。ロータがそのフル動作速度の約８５％〜９０％に達すると、両ステータの集中巻線５１，５２は主巻線のＡＣと同じ周波数の単相ＡＣで励磁されるので、磁化層８２，８２Ａは、主巻線の回転磁界と強く反応し合う磁極パターンに磁化され、ロータは急速に加速して同期速度に到達する。どのような特性が必要であるかに応じて、集中巻線５１、５２は、図７または図７Ａに示す巻線３２０と同じように結線することが可能である。Ｙ結線で接続され、主巻線が必要とする電圧用に巻き付けられていると、モータは、フルスピードにあるとき、この公称２０８ボルトを基準にして２７０ボルトのライン電圧で、力率１で動作することができる。電圧が低くなると、モータは進み力率(1eading power factor）で動作することができる。この後者の場合は、モータは電力会社の電力ラインを利用すると、従来の誘導モータなどの負荷が原因で起こる、電力会社電力ラインの遅れ力率(lagging power factor)を補償することができるという利点が得られる。さらに、集中巻線の１つの位相を、ステータの他の集中巻線のいずれかの位相に対して変化させると、ステータの主巻線によって生じるトータル逆ＥＭＦ（起電力）が修正されることになる。この結果、モータの入力力率を、種々の動作条件に合致するように調整できるという利点が得られる。通常、マシン１０のモータ・ステータの一方または両方の集中巻線は、ロータが同期速度に到達するまでは、モータの始動時にだけ単相ＡＣが供給される。同期速度に到達すると、集中巻線への単相ＡＣの供給は、図７に示すその回路を開くことにより中止され、スイッチ３２２が開き、図１１に示すように、スイッチＳ４、Ｓ５が開く。集中巻線への回路のこれらのスイッチは、同期速度に到達したとき動作するセンサによって制御される。しかし、集中巻線へのスイッチを一定の間隔で閉じて、単相ＡＣを供給することが望ましい場合がある。そのようにすると、ロータ磁界を補正したり、「ハンチング」または動揺するロータ・スピードを解消したあとで、ロータを同期速度に戻すことが可能になる。このように時間間隔を置いた集中巻線の再励磁が必要になるのは、１秒そこそこの短時間の間だけである。図１１と図１２に示す回路とその用途の詳細説明は、デュアルＡＣモータ構成を動作するための３相ＡＣ電源に限られていた。しかし、両ステータの主巻線に単相ＡＣを供給するときも、同じような利点が得られる。図７に示す回路はそのような単相モータを動作するときに使用することができる。市販されているＹ− デルタ・スタータは、単相モータ巻線用のデルタ−Ｙスイッチング構成に使用することができる。図２に示すダイナモエレクトリック・マシンの構造を検討すれば、この分野の精通者に自明であるように、図９に示すように一方のステータ・ロータ・ペア２５０だけを使用してマシンを構築することができる。これは、低定格の小型マシンが必要である場合にも応用可能であるが、図２に示したデュアル・ステータ・ロータ構造から得られる、上述した重要な利点のいくつかは失われることになる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Universal Dynamo Electric Machines Background The Need for Uninterruptible Power Supplies (UPS) In science, commerce, medicine, government, military, telecommunications, and industrial activities, offices, businesses, schools, and homes Similarly, power is required to fulfill each role. Sudden interruptions or failures of power, even for an instant, are not only inconvenient, but they can also be damaging to these activities and costly. Computer data can be lost, work in progress can be damaged, or life can be jeopardized. At times, many days and labor efforts may be required to restore the operation of a manufacturing plant and to recover the damage and loss associated with a power outage. Many of these installations and activities use gas or diesel engine generators and other standby power supplies, which will replace them in the event of a sudden loss of power. It took a few seconds to start the device and power it up. No power has been supplied for several seconds while trying to start the engine, which can cause serious disruption to such equipment and can cause damage and loss. Power Supply Reliability Power utilities are usually extremely reliable, but sometimes out of control can cause interruptions in power supply, insufficient power supply, or unavailability. It may become. Power plant accidents and equipment failures or lightning strikes and other incidents affecting power lines, transformers and other equipment can range in size from an entire city to a single power line to factories, homes and offices. There is a risk of cutting off the power in the area up to. As a result, power users often suddenly lose their work, usually in unexpected ways. Power companies have informed customers that they cannot guarantee that they will always be supplied with clean, uninterrupted power. Examination of the types of outages and disruptions at several power companies in the United States and Canada revealed that over a long period, such as a year, the frequency and duration of various outages can be seen in Figure 1. The general pattern is as shown. As shown in the bar graph of FIG. 1, approximately 45% of power outages in these 60 Hz systems are less than 10 cycles in duration. That is less than 1/6 second, which is much longer than the time required to "crash" the computer. 23% of power outages last less than 1 second and 18% of power outages last 1 to 10 seconds. Thus, about 86% of AC power outages do not exceed 10 seconds in duration. However, the last 14% of power outages last for more than 10 seconds, which is also a serious problem for many power users, resulting in the most expensive damage. In addition, on the local power line, power factor correction capacitors and other switching on the utility system side may cause customer side motor starting, load switching and electrically “dirty load” (such as arc melting furnaces), Along with electronic motor drives, battery chargers, etc., voltage spikes, sags and electrical noise are almost constantly occurring on the power line, which is a problem for many users. Problems also occur when the climate of a region changes drastically. For example, if a cold wave strikes in the southeastern United States or a heat wave strikes in the summer in the Midwest, there is a demand for electricity that exceeds the peak power generation capacity of the power company. When such a situation occurs, the utility "sequentially" a blackout for 15 minutes or more by shutting down all power to successive areas of the service area. In some cases, there is no choice but to implement and prevent the collapse of the entire system. These blackouts may be repeated every 2-3 hours in each area of the service area before the crisis goes away. To avoid some of these power quality problems, power users rely on the power line to ensure that electrical equipment continues to function when external power is inadequate or when a power outage occurs. And an auxiliary power protection device and / or a power supply device interposed between the power supply device and the electric device. In most cases, these auxiliary power supplies use electronic semiconductors in the power path to convert and control the auxiliary power. This semiconductor component is sometimes compromised by high voltage spikes on the input AC power line, which can also damage the load to be protected. Many UPS devices rely on a storage battery to provide power to the device when the external AC power is interrupted. These battery systems often have 5 to 15 minutes of rated operating time and require hours of battery recharging before the battery can be used in the event of another power outage. Often becomes. When this need arises, this type of battery becomes useless in the event of a "sequel" blackout or long-term power outage. Further, in order to properly install the storage battery, it is necessary to separate ventilation in a separate room in order to prevent accumulation of acidic gas and hydrogen gas. In a lead-acid battery group, when a certain battery fails (often due to poor maintenance or improper installation), a serious fire or explosion occurs. Recently, in major cities in the United States, spontaneous explosions have occurred in rooms where large numbers of lead-acid batteries are used to power communications and related services throughout the city. In this case, the city's safety system broke down for several hours, during which no fire, police or medical emergency communications were available. Also, much work and expense was required to clean the acidic effluent. Furthermore, storage batteries require regular maintenance and recharging. Depending on their design and use, lead-acid battery systems may have a relatively short life, which may require replacement every few years. Storage batteries are easily affected by temperature, and therefore rapidly deteriorate when the battery temperature rises above about 25 ° C. (77 ° F.). Moreover, the disposal of storage batteries after use has become a serious ecological problem. Diesel engines and other engines connected to drive auxiliary generators (generators) are often used as standby emergency units in the event of a power outage to external power sources, so these engines A storage battery is usually required to start the. Therefore, these engines rely heavily on a battery to function when needed. One of the major causes of crank cranking battery failure is the inability to start with these engine-generator sets. As a result, these batteries require constant regular inspection and maintenance. Battery chargers are a major contributor to electrical "noise" in power systems. Therefore, there is a desire for a UPS system that avoids or relies on storage batteries and does not require the use of electronic semiconductors in the power path, and that outputs a controllable frequency, phase and voltage. Such a system powers the load with a high inertia, low windage rotor for at least 10 seconds to provide the best isolation from high voltage spikes on the power line and to allow external engines and other prime movers. -Since it can be directly connected to the prime mover, long-term continuous protection is realized. In addition, the appearance of desirable loads for electric power companies is also desired. Conventional technology The present invention includes U.S. Pat. Nos. 4,663,536 (Patents issued May 5, 1987), Nos. 4,600,873 (Patents granted July 15, 1986), Nos. 4,177,414 (Patents issued December 4, 1979) and Nos. 3,931,535 (1976). It is an improvement of the invention disclosed in the patent of January 6, 2013). The motor-generator tor structure disclosed in U.S. Pat. No. 4,663,536 includes two high windage rotor endplates (end plates) and a casing that houses common devices for the motor and generator. Does not have a shaft protruding outside. This makes it practically impossible to connect an external engine for driving the generator to it when the power of the external AC power supply is interrupted. When using this motor-generator, when the external power source fails, another standby engine and generator must be started to supply AC power in order to start the motor and generate AC. . U.S. Pat. No. 4,600,873 discloses only a single stator and rotor motor unit, not conversion to an electrical generator, i.e. use as an electrical generator. U.S. Pat. No. 3,931,535 discloses a unit combining an AC motor and a generator in which an induction motor rotates only a generator rotor to produce AC power. FIG. 5 only shows that the rotating shaft is driven by the inner motor rotor and the stator is provided around the induction motor and generator rotor elements. From this, the high rotational inertia design, synchronous operation, and other features of the present invention cannot be known. In U.S. Pat. No. 4,177,414, the two inventors of the present application are patentees, and the master AC generator and the second separate or slave AC generator, and the exciting coil of the second generator are in a single phase with a certain phase. It is disclosed that an AC circuit excited by AC is employed to obtain a desired voltage output from two AC generators when connected in series. Means for shifting the phase of the single phase AC are disclosed. In addition to the above, the present invention cannot be conceived from the device according to the patented invention and the circuit inside thereof. To summarize the above, none of the above prior art patents teach or disclose any significant feature of the present invention. Summary of the invention The present invention comprises two stators, each stator working together with an electric rotor to allow the user to selectively operate as a dual AC motor, or as a dual AC generator, or as an AC motor / generator. , A unique versatile dynamo-electric machine, which includes a casing or enclosure in which: (a) Two separate electric stators each having main windings, wherein at least one stator has at least one concentrated winding or excited windings. It is equipped. (b) A high common rotor, sharing a single common drive plate, physically coupled and closely spaced, but with separately operable electrical rotors. Rotor structure. Each rotor surrounds one of the stators, each of which comprises a high-permeability, low-loss core having a surface layer of magnetizable permanent magnetic material deposited thereon, the surface layer passing proximate to the stator and concentrating its windings. A single-phase AC passing through the line magnetizes the adjacent magnetic layers into a written-pole pattern of N and S poles, and the magnetic poles thus obtained interact with the main winding of the stator, When the stator rotor is used as an AC generator, it produces AC power of the desired voltage, frequency, and phase for the load, and when the stator rotor is used as an AC motor, it produces the desired torque characteristics. It has become. In this machine, the outer shaft from the rotor projects outside the enclosure or casing, allowing it to drive a physical load or be driven by an engine or other prime mover. Each stator and its associated electrical component rotor can function as both an AC motor and an AC generator. When used as an AC motor, the machine can start at very low currents and accelerate very large inertial loads without overheating. Therefore, according to this dynamo-electric machine, both pairs of stator-rotor units pass (1) AC through the main winding of each stator, and both the AC to the main winding and the single-phase AC of the same frequency. It is also possible to make it function as a common motor simply by supplying it to the concentrated winding of the stator of (2) by rotating the rotor and passing single-phase AC of the desired frequency for the AC power output load from both units to the concentrated winding. It is possible to function as an AC generator, and (3) Finally, this dynamo electric machine can also be operated as a motor generator. That is, when AC of any desired frequency is supplied to the main winding and single-phase AC of the same frequency is supplied to the concentrated winding, one of the stator rotor pairs of the machine functions as a drive motor, When a single-phase AC of the desired frequency for the load is supplied to the concentrated winding, the other stator rotor pair can function as an AC generator. The dynamoelectric machine is also capable of operating at synchronous speed with external AC power supply when it is operating in motor mode with one or both stator rotor pairs. . The machine is extremely efficient because it operates at synchronous speeds, has a single compact rotor drive plate, and has a close clearance structure that reduces windage losses. There was found. Due to the high rotational inertia of the rotor, this machine has a free running time (ride-through time) when the external AC power to one or both pairs of the stator and rotor is interrupted when operating as a motor. through time) will be extended. One or both pairs of AC power outputs, operating as generators, may be desired, for example, even when the rotor speed fluctuates after an AC power interruption, as long as the speed is about 80% or more of the synchronous speed. It can be held at a constant frequency and voltage. A unique UPS system uses the dynamoelectric machine of the present invention as its critical component in motor-generator mode, that is, one stator rotor pair functions as a motor and the other stator rotor. It can be realized by making the pair function as an AC generator. No batteries are required to maintain, start, or operate a dynamo electric machine. The engine or other prime mover can directly engage the shaft of the dynamo electric machine through the clutch to start the engine immediately, after which the engine is used to operate the dynamo electric machine. Therefore, when the external AC power supply to the motor is interrupted, the AC from the generator can be supplied to the load. Mainly due to its very low starting current and high efficiency at full running speed, the dynamoelectric machine of the present invention has a single-phase AC power supply and operates as a single-phase AC motor. It turned out to be very useful. Currently, single-phase AC electric motors are commercially available, but are used only with small ratings not exceeding 10 to 12 horsepower (7 1/2 to 9 kW). At higher ratings, larger commercial single-phase motors are less reliable and relatively inefficient, so utility companies are less willing to use them due to excessive starting current demand. The inventor of the present application has tested single phase motors up to 40 horsepower using the dual stator rotor construction disclosed herein and has found that it starts with a low inrush current and has high inertia. It has been found to easily accelerate the load without overheating, reach instantaneously to synchronous speed, and operate correctly with high electrical efficiency, surpassing any previously known single-phase AC motor. Description of the drawings FIG. 1 is a graph of the empirical quantity and duration of blackouts when a blackout occurs in a utility power line in the United States. FIG. 2 is a vertical sectional view taken along a vertical plane of the general-purpose dynamo electric machine of the present invention. FIG. 2A is a partial cross-sectional view along the vertical plane of the modified example of the machine shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional vertical sectional view taken along the line III shown in FIG. FIG. 4 is a plot diagram showing the free-running time (ride-through time) of the dynamo-electric machine shown in FIG. 2. At least one of the stator rotors operates as a motor, and a power failure occurs in the AC power supply. The latter is a plot of the relationship between RPM of the shaft and time. FIG. 5 is a front view showing the UPS system adopting the dynamo electric machine shown in FIG. FIG. 5A is a circuit diagram showing an AC-DC power supply device for an engine starter motor. FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing an auxiliary generator unit connected to the dynamo-electric machine shown in FIG. 2 and outputting low ripple DC. FIG. 7 shows two circuits having circuits 7A and 7B, each circuit supplying a single-phase AC to make the operation of the AC motor of FIG. 2, 5, 6, 9, or 10 efficient. It is a circuit diagram which shows the circuit for converting. FIG. 8 is a graph showing the efficiency curves of the conventional single-phase motor and the single-phase motor according to the present invention plotted. FIG. 9 is a vertical cross-sectional view showing a less desirable modification of the structure having only a single stator rotor pair, which is equipped with the dynamoelectric machine according to the present invention. FIG. 10 is a partial cross-sectional front view of an improved UPS system that employs the dynamoelectric machine shown in FIG. 2 and has the ability to simultaneously support mechanical and electrical loads. FIG. 11 is a circuit diagram showing a circuit that supplies AC power to the dynamoelectric machine of FIG. 2 to allow it to operate as a motor and start with a very low inrush current. FIG. 12 acts as a motor to enable high torque starting (FIG. 12B) and to streamline full speed operation and to improve motor input power factor (FIG. 12C). 3 is a circuit diagram comprising three circuits 12A, 12B and 12C for providing AC power to the dynamoelectric machine of FIG. Detailed description of the invention Hereinafter, description will be made with reference to the drawings. FIG. 2 is a vertical sectional view taken along the horizontal axis of the dynamoelectric machine 10 of the present invention, and FIG. 3 is a vertical sectional view taken along the line III-III of FIG. The dynamo-electric machine 10 comprises an outer casing 12 with open ends and is integrally provided with a base 14 with legs or lugs 15, as shown in FIG. 3, into which bolts or other attachment means are inserted. A hole or slot 15A is provided for pressing and fixing the machine on the support during use. The casing 12 can be a single steel or aluminum casing, or can be made from another casting or component and welded and / or bolted together. On the outside of the casing 12, cooling fins 16 that are integrally cast can be provided. The smooth surfaced cylindrical bore 18 extends from one end to the other in the longitudinal direction of the casting. The end bells 20 and 20A are detachably attached to each open end of the casting by a machine screw or the like, and constitute an airtight storage body together with the casting. Cooling fins 24, 24A are preferably provided on each of the outer surfaces of the end bell. Each endbell 20, 20A has a large opening 21, 21 in the center, respectively, and the inner surface of each of the endbells adjacent to these central openings has a heavy base stator support spindle 30, 30A, respectively, for example, , Fixed by machine screw. It is desirable to smooth the contact surfaces where the end bell and spindle face each other so that they meet each other, so that the heat generated by the stator placed on each spindle easily flows from the spindle to the end bell. be able to. A hollow circular bore 36, 36A extends longitudinally through each stator support spindle 30, 30A, which bore preferably has a large diameter on its outer or open connection end side 34, 34A. The diameter gradually decreases, and the ends thereof have minimum diameter cross sections 32 1 and 32 A on the spindle inner end sides 38 and 38 A, respectively. Since the inner ends 38, 38A of the spindle are coaxial with each other and need to be extracted later, the distance between them is sufficient to leave a space. A stator is placed on the outside of each of the spindles. The stator includes a single core 50 on the left spindle, separate cores 50A and 50B on the right spindle, and a spacer 50C interposed between the cores 50A and 50B. Has been done. Each core has a low coercive force, is made of a low loss magnetic material, has a laminated structure such as a silicon steel laminate, and has a cylindrical outer surface 51, 51A, 51B. The axial length of the core 50B is preferably significantly longer than that of the core 50A. Each stator core has a spindle 30 at the inner end of the spindle and an inner bore of the same small diameter as the outer diameter of the spindle 30A at the inner end 38A so that each core slips over the end and onto the spindle body. Sometimes it fits tightly on the spindle. During assembly, the core 50 is pushed onto the spindle end 38 and abuts a shoulder 40 on the spindle. A press washer 42 having a center hole that fits snugly over the spindle end 38 is pressed tightly against the end of the stator core 50 and when in position, the washer is secured to the spindle end 38 by welding or otherwise. can do. Fitting the insulating rod 44 into the center hole of the washer 42 centered on the center hole of the core 50 and locking it in place with an adhesive or the like prevents the core laminate from rotating. The right stator cores 50A and 50B are similarly fitted onto the spindle 30A and rigidly coupled to the spindle. As shown in FIG. 3, the stators 50, 50A, 50B have longitudinal slots 49 on their cylindrical outer surfaces 51, 51A, 51B, respectively, and the main winding 53 is placed in most of these slots. There is. Furthermore, it has at least one concentrated winding 53C, each side of which is situated in one to three adjacent slots 49 separated by a relatively narrow pole 55 of each of the stators. . The slot 49 is substantially parallel to the axis of the core 50, but it can be slanted. The cores 50A, 50B are spaced by spacers 50C, each core receiving a separate individual concentrated winding, the end windings of which are placed in the space created by the spacers 50C, but the main windings of both cores 50A. , 50B match through slots. When the dynamoelectric machine is at operating speed, the phase of the single-phase current in the concentrated winding of the core 50A is changed with respect to the phase of the single-phase current in the concentrated winding of the core 50B. Since the magnetic pole position of is shifted in the same manner as described below, the voltage generated in the common main winding of the stators 50A and 50B changes. Part of each of the separate leads 54, 54A is connected to both the main winding and the concentrated winding, which are naturally insulated from each other, exiting from each core and using an insulating bush or equivalent means, Through the end bell or casing wall. In certain applications, such as using the entire machine 10 as an AC motor, it may be desirable to integrate both the stators 50A and 50B into one piece, as shown for the stator 50. To meet other requirements, both stators, including 50, can be made with two separate core sections, such as those shown at 50A and 50B. When the stator 50 is used as a motor, some of the leads 54 toward the main winding of the stator 50 are connected to an AC power source such as a power line, while some of the leads from the concentrated winding are main. It will be connected to a single phase AC power supply of the same frequency as that to the winding. Depending on the requirements, it is possible to accommodate the concentrated winding in only one stator. The main windings of both stators 50, 50A and 50B are wound around the slots and arranged to generate a rotating magnetic field when excited by a multi-phase AC. When preparing the machine rotor, a bearing retainer member or hub 48,48A is placed within the large diameter portion 34,34A of each of the support spindles. As shown, ball or roller bearings 60, 60A are located in the inner bore of each hub member, with at least one outer race of the bearings retained between the snap ring and the spring washer. When the spring washer hits the inner shoulder of the hub member, the bearing will move slightly to compensate for thermal expansion. The assembly is pushed into the large diameter hub portion 34 or 34A of the spindle 30 or 30A, each secured to the endbell by machine screws or the like. Since the hub members 48, 48A hold down the bearings, maintenance can be performed by removing the hub members with the bearings contained therein. The shaft 70 runs the entire length of the machine, and its both ends are fitted so as to fit in the inner races of the bearings 60 and 60A. At least one end 73 of the shaft 70 projects from the end bell 20. However, the other end 73A of the shaft may or may not project from the end bell 20A. The shaft portion between the bearings is chosen to have an outer diameter that matches the hollow spindle portion through which it is passed, and the clearance between the shaft and the inner hollow spindles 36, 36A is selected to be small, and in sections 32 and 32A the shaft portion And the clearance between the spindle and the bore is minimized. The inner surface of the spindle at 32, 32A does not normally contact the shaft 70, but is lined or coated with a friction resistant material such as a lubricator filled plastic material. This reduces the chance of machine damage if either of the main bearings 60, 60A fails. In the event of bearing failure, the shaft will run over this anti-friction layer and then stop spinning. The central portion of shaft 70 has a stronger bulge 71 because this section must support the high rotational inertia component of the rotor. Two solid, large-diameter circular radial plate members 74, 74A hubs 72, 72A are fixed to the peripheral surface of the bulging portion 71. These are combined together to act as a single drive plate. This is near the inner bore 18 and reaches the peripheral surface with some clearance between them. Some eccentric holes 75 are provided in the plate 74 and the plate 74A so as to pass through the plates at positions slightly apart from the outer peripheral surfaces of the plates 74 and 74A (the latter hole is not shown). Airflow is intended to enter the clearance space of the bore 18 through the core winding. The holes 75 of the plate 74A have the same diameter, but are offset at an angle from the holes of the plate 74 to prevent electrical or electromagnetic connections between the windings 52 and 52A. The plates 74, 74A can be made as a single piece, but this is not the preferred embodiment. Cylindrical sleeves 76 and 76A are fixed to the outer peripheral portions of the sides of the radial plate members 74 and 74A, and the stator cores 50 and 50A are housed in the cylindrical sleeves 76 and 76A, respectively. These sleeves 76, 76A can be cast or forged as part of the plates 74, 74A. Some clearance between the outer surface of the sleeve and the inner bore 18 is desirable because, contrary to normal expectations, it has been found that winding losses due to sleeve rotation decrease with smaller clearance space. . However, this clearance should be slightly larger than the clearance between the shaft 70 and the spindle bore in section 32. The shaft-to-spindle clearance at 32 and 32A is measured before the outer surface of the rotor shell 76, 76A contacts the inner bore of the frame 18, or by the inner bore of the magnet layers 82, 82A, 82B. The surfaces of the shaft and spindle are selected to come into contact before contacting the outer surfaces of 51, 51A and 51B. This prevents major damage or gross damage in the event of bearing failure. The cylindrical inner surfaces of the sleeves 76, 76A are concentric with the circular outer surfaces of their respective stator cores, and the electrical rotor cores 80, 80A are secured to each of these sleeve inner surfaces. As shown in FIG. 3, each rotor core 80, 80A is made of a low coercive force magnetic material such as a silicon steel laminate punched in a ring shape. When the metal rotor bars 83 and 83A are used, the starting characteristics of the machine are improved when used as a motor, and the electrical characteristics are improved when used as a generator. A metal bar is threaded through each core 80 and a metal bar 83 fits snugly into the hole in the core, which can be secured to the end ring by welding. The characteristics and location of these bars are such that the magnetic flux generated from the concentrated winding 53C is not disturbed. Laminate on Rotor The laminate has a cylindrical outer surface and is adapted to closely match the inner cylindrical surface of each of the sleeves 76, 76A. This laminate is welded or by placing the end rings 79, 79A on the inner surface of the 76, 76A so that the outer ends of the cores 80, 80A are in tight pressure contact with another inner end ring secured to the rotor shell. By doing so, it can be held immovably in a predetermined position. The rings are secured to the shells 76, 76A by welding or otherwise. The inner surface of each of the rotor cores 80, 80A has a cylindrical shape and is concentric with the stator surfaces 51, 51A, 51B. On each of these inner surfaces of the rotor core, a uniform thick layer 82 of a magnetizable permanent magnetic material, such as a ferrite, is spaced over the entire exposed inner surface of core 80 and on the surface surrounding core 80A. Over the same layer 82A, 82B over which it was laid down with epoxy or other suitable adhesive. The exposed surface of this layer 82 is spaced a uniform clearance from surface 51 of the stator, and layers 82A and 82B are similarly spaced from surfaces 51A and 51B. All these layers project with their adjacent stator surface. In operation, when the rotor rotates around the stator, the concentrated winding 53C housed in each core is excited by single-phase AC, and when the rotor rotates and passes through the stator, the N magnetic poles and the S magnetic poles are continuous. A pattern is generated on the ferrite layers 82, 82A and 82B. A suitable circuit and its mode of operation is shown in U.S. Pat. No. 4,177,414, particularly in FIGS. 1, 2, 3 and 6, which shows a single phase AC of appropriate phase for stators 50A, 50B. By exciting the concentrated winding, it is suitable for controlling and adjusting the AC voltage generated in the main windings of these two stators when operating as a generator. To briefly explain this, when the AC voltage output sensor detects that the voltage output from the main winding has changed with respect to the reference voltage, the voltage shown in FIG. 1 of US Pat. No. 4,177,414 is used. The size control and shifter operates through the driver inverter to shift the phase of AC sent to the concentrated winding of the smaller stator core 50A from the phase of AC sent to the concentrated winding of the larger stator core 50B. It is supposed to shift against. Since the N and S poles of magnetized layers 82A and 82B are shifted with respect to each other, the AC voltage generated in the main winding passing through both stators 50A and 50B will increase or decrease accordingly. Since the voltage change is usually small, the smaller stator core 50A can be used to provide a phase shift of AC to AC of the other concentrated winding. The phase of the single-phase AC of the concentrated winding of the stator core 50B will normally remain constant unless it is necessary to change the output phase of the generator in parallel with another AC power supply of the same frequency. There is. As is apparent from the above, the unexpected advantage of high precision control of AC output is obtained from the two-stator rotor-generator unit of the single machine 10. The construction employing hollow spindles 30, 30A for mounting the stator on the endbell is the preferred embodiment of the present invention, which has several advantages. However, it is also possible to employ a more simplified stator mounting structure, as shown in FIG. 2A. In this construction, a stator support 330 consisting of a circular plate with a central circular stepped opening 332 through which the rotor shaft 70 passes is secured to each endbell (only the left endbell is shown in the figure). ing. The stepped opening 332 has an internal cylindrical area with a slight clearance to the face of the shaft 70. The steps in 332 prevent the shaft from damaging the windings and other parts of the machine when the bearing mounted to support the shaft fails as described above. The large diameter central apertured stator 350 is secured to the circular stator mounting support plate 330 by a strong adhesive such as epoxy resin, by machine screws, or by bolts through the core. The outer end wall of the stator closely matches the mating surface of the plate 330 and is pressed tightly against the mating surface so that heat generated during use of the stator flows through the plate 330 to the end bell 20, Therefore, it is designed to pass through the outside of the end bell and be discharged to the outside air. As will be appreciated, the other or inner surface of the two stators is separated by a spacer to allow the radial plate members 74, 74A supported by the shaft 70 to rotate freely. Referring to FIG. 2, cooling fans 90 and 90A are attached to the ends of the shaft 70 protruding from the bearings at positions just outside the end bells 20 and 20A, respectively, and the cooling fans 90 and 90A are installed during the operation of the rotor. Blows air onto the fins 24, 24A on the end bell to remove the heat generated in the stator and transferred to it. This heat is removed by moving air inside the casing and transferring it from the ends of the spindles 30 and 30A. Attached to each endbell is a shield or shroud 92, 92A, which shield or shroud preferably includes a deflecting perimeter that allows cooling air to flow across the cooling fins 16 on the casing. Various types of magnetizable permanent magnetic materials can be employed in both the motor and generator rotor of the present invention. For example, layers 82, 82A and 82B are preferably made from a non-conducting permanent magnetic material such as ferrite. If a metal permanent magnetic material such as Alnico alloy is made in such a manner that the eddy current from the exciting magnetic flux is reduced to an allowable level by mixing the Alnico metal powder material with a resin binder, for example, It is also possible to use materials. Barium ferrite and / or strontium ferrite have provided the best results when practicing the present invention. The latest and improved types of ferrites and similar magnetizable permanent magnetic materials are now available. Other materials are still under development, but should enable layers of magnetizable permanent magnetic material to be made into machine 10 when they become available in the future. The hysteresis curves for the two ferrites showing good results with the motor and generator are shown in FIG. 6 of US Pat. No. 4,466,536. Oriented barium ferrite, which has been commercially available for several years under the trade name of Grade 5 ferrite, was tested in a jig that represents a magnetic path in an operating motor. 0. 33 inches (0. A 84 cm) thick sample was subjected to a hysteresis loop test. In this test, the magnetizing force was first applied in one direction and then in the opposite direction and the Gaussian induction of the sample was plotted against the Oersted of the magnetizing force. Curve M in FIG. 6 of the U.S. patent shows the hysteresis loop for this sample. The closed-loop magnetic parameters of this material are such that Br is 4000 gauss and Hc is 2300 oersted. Another ferrite, marketed under the name 4112, was tested and found to be much more square with a smaller hysteresis loop N, as shown in FIG. 6 of the U.S. patent. This last ferrite exhibited closed-circuit characteristics with Br of about 4300 Gauss and Hc of about 1200 Oersted. This ferrite showed much lower hysteresis loss while the rotor poles changed and maintained a high energy product. What has been found in many applications is that it is desirable to control the machine 10 with an independent AC power source, and it has been found to be even more advantageous when controlling a UPS system embodying the machine 10. . It has also been found that this can be easily accomplished by installing a relatively small permanent magnet AC generator on one of the shaft extensions, such as the right shaft end of 73A just outside the endbell 20A. As shown in the enlarged detail view of FIG. 2, a plurality of small magnetized permanent magnets 120 are mounted at fixed radial distances on a hub that supports the fan blades of fan 90A. For example, the end bell 20A on the outer surface of the circular bearing hub 48A is fitted with a metal ring that supports a small electric stator 122 containing electrical windings. When the permanent magnets are arranged so that the N poles and the S poles pass by the stator windings alternately when the shaft 73A rotates, an alternating current is applied to the stator windings housed in the core of the stator 122. Will occur. The lead 125 from the stator winding extends to the outside along the outer surface of the end bell and can be drawn from there to the point of use of the control circuit. As described above, the general-purpose dynamo electric machine 10 shown in FIGS. 2 and 3 can be operated by both pairs of the stator and rotor functioning as AC motors. It is possible to make them function, or to make one pair function as an AC motor alone and the other function as an AC generator. With this last combination, the machine 10 is a very useful AC motor generator machine. Making the machine 10 into a motor / generator configuration, as shown in FIG. 7, connects the leads from the main winding of one of the stators to an AC power source, and as shown in FIG. Can be realized by simply connecting via a switch to a single-phase AC power supply with the same frequency as the main winding, but the concentrated winding can be adjusted with a capacitor 324 as shown in FIG. When so connected, this stator rotor pair operates as a very efficient AC motor. The other stator-rotor pair operates as a generator by connecting the leads from the main winding to the load, while the leads to the concentrated winding are supplied with single-phase AC at the frequency required for the load. If the load is independent of frequency, the concentrated winding can be connected to a capacitor, as shown in Figure 7A. In the United States and Canada, AC is often at a 60 Hz frequency. However, the motor can be operated by supplying 60 Hz AC to the motor windings of a two-pole motor and supplying single-phase AC of different frequencies to the concentrated windings of the generator part. Is obtained from the generator and the dynamoelectric machine is fed to the load while rotating at synchronous speed. When the shaft rotates on an external engine, both pairs of stator windings can be connected to generate AC that can supply the same or different loads. Significant benefits when the external AC power is interrupted are obtained when the dynamo electric machine 10 is operating in motor generator mode. Due to the very high rotational inertia of the rotor and the pole writing being done by the concentrated windings, the machine will operate at the desired frequency and voltage for a relatively long time, on the order of 10 to 20 seconds after the AC power to the motor is interrupted. AC power can be continuously supplied under all rated load conditions. Due to this long ride-through property, when the machine 10 is used in the motor-generator mode, as shown in FIGS. 2 and 3, the continuous AC required to do so is required. Depending on the power supply, significant advantages can be obtained in many sensitive applications. When the ride-through time is long like this, when the AC power supply is restored due to a short-time power failure of the external power supply for a maximum of 10 seconds, the AC should be applied to the load with sufficient time margin. Can be supplied. This kind of power outage occupies most of the power outage (up to 86%) as shown in FIG. When the available AC power from the power line is restored, the motor will quickly speed up to normal running speed. When the power outage becomes long, the free-running time becomes long, so that the AC AC power supply is put in an operating state like an AC generator driven by another engine. Since the AC obtained from this AC power source is supplied to the motor of the machine 10 that continues to generate the AC to be supplied to the AC load, the load device receiving the power operates without interruption. The AC to the load is always at the desired voltage and frequency. Also, it is very important that the dynamo electric machine 10 has a structure in which the windings 52 and 52A are electrically and magnetically almost completely insulated from each other, and further, a compact two-bearing structure is simplified. That is. As shown in FIG. 4, the duration of free running time provided by a 40 horsepower (about 30 kW) unit of the structure of FIG. 2 operating at 60 Hz AC is shown graphically. It was obtained from a 2-pole unit operating at 3000 RPM at full speed. When AC power to the motor was interrupted, the AC machine of the present invention maintained output to a full 40 horsepower (30 kW) load for more than 11 seconds before its speed was reduced to 3000 PRM. The load is 30 horsepower (about 22. 5 kW) level, AC power output persisted for more than 15 seconds before the rotor speed dropped to 3000 RPM. About 30% of the mechanical energy of the rotor is converted into AC energy during this ride-thru period. These are very useful long free running time intervals. As described in more detail below, FIG. 10 powers a mechanical load such as a critical blower or pump, while on the other hand, when the power outage lasts 10 seconds or longer, the blower or pump and associated electrical Figure 9 illustrates an application of machine 10 for powering a critical electrical load to maintain dynamic control operation. In addition, the machine 10, which operates as a motor generator, can be directly connected to the drive engine in a relatively compact, reliable and simple package, where there is a loss of AC power from an external AC power source. Can be driven by the engine for a selected time interval after the occurrence of a power interruption, so that during that interval, the generator can continue to generate power without interruption or drastic changes in the frequency or voltage of the power output to the load. it can. Moreover, the previously described AC motor components of the unit 10 can be easily and automatically converted into an AC generator that is rotated by the engine and connected to the circuit so that AC power flows from the original AC power source. In the event of a failure, the equipment can be supplied with lighting power or other emergency power that is also interrupted. FIG. 5 shows a compact, portable, built-in UPS system of this kind which embodies the general-purpose dynamoelectric machine 10 shown and described in FIGS. 2 and 3. The machine 10 is mounted on a rigid base 101 made of, for example, fabric steel. On the base 101 is a resilient insulating mount through which the legs 15 of the machine 10 are bolted to the base. The storage housing 106 is attached to the base and consists of metal frame members 104, 104A, 104B, 104C, 104D, all of which are joined by welding, bolts or other means into a solid frame worm. The outer surface is covered with a sheet 107, such as steel, attached to the frame members to form a storage cabinet or housing 106. One or more of the panels may be hinged lockable panels or doors for easy access into the cabinet, especially one on the rear side opposite the front side shown in the drawings. Flexible gaskets can be provided at the edges where the panel contacts the framework. As shown in the schematic view, the left side panel has a large diameter opening into which a movable intake louver 108 operated by a thermostat control 109 is fitted to deliver a controlled amount of cooling air into the cabinet. It is like this. The louvered air outlet 110, also equipped with a thermostat control 109, is located on the opposite right side panel to allow heated air passing over the casing of the machine 10 to escape from the cabinet housing 106. There is. A bracket 112 attached to the casing of the dynamo electric machine 10 is fitted with an engine 114, which drives the rotor of the machine 10 such that the AC power input to the motor is over a selected period of several seconds or longer. It is a powerful engine that only produces full AC to the load when interrupted. The engine exhaust pipe 116 can be protruded to the outside through the cabinet panel. The engine exhaust gas can then be ventilated into the vent or stack. The engine 114 has a drive shaft 118 to which a pulley 119 is attached. A shaft 123 is mounted on the machine 10 coaxially with the shaft 73A, which is supported by a bearing pair 125 and is mounted on the outer surface of an electrically operable clutch 124. A pulley 120 mounted on the end of shaft 123 is driveably coupled to pulley 119 by drive belt means 122. The pulley diameters of 120 and 119 are determined by the ratio of the optimum engine speed to the desired rotor speed of machine 10. The enlarged view relating to the starting clutch portion of FIG. 5 shows details where the clutch component of shaft end 73A of machine 10 is coupled to drive shaft 123 mounted on two bearings 125. Normally, the shaft end 73A rotates and rotatably supports a portion which is the clutch drive disk body 124A. The clutch drive disk body includes an axially movable pad 124C, which is normally held in a retracted position by a spring. Therefore, only the shaft 73A rotates and the shaft 123 is fixed. The electrically operable portion of the clutch 124, as shown, comprises a fixed electromagnet 124B supported by ball bearings which, when energized with an electric current, produces a magnetic field which constitutes the clutch surface of 124A. The pad 124C to be engaged is magnetically attracted to come into contact with or separate from the engagement surface 124D of the clutch portion 124. In such a case, the clutch engages shaft 123 and causes shaft 73A to rotate shaft 123. Electrically operable clutches of this kind are known. Except for testing, the electrically operable clutch is typically in the engaged position as long as the AC power from the power source is driving the motor of the machine 10 and the power is not interrupted. 123 and pulley 120 remain stationary. However, when AC power is interrupted, the electromagnetic clutch 124B can be energized by the electrical control means at any time it is needed, so that the pulley 120 is immediately and reliably coupled to the shaft 73A via the shaft 123 to rotate the shaft. Rotate with. When input AC power is lost, an electronic sensor associated with the AC power line to the AC motor in machine 10 signals the electrical control to begin supplying single phase AC to the concentrated windings of the generator. Thus, the desired voltage, frequency and phase of AC is continuously supplied to the load. The control will energize the clutch unless the AC power to the motor restarts after a selected time interval, which is usually preset in the range of about 3 to 10 seconds. The rotational energy of the rotor of the dynamoelectric machine 10 supplies the torque required to start the engine, so that the rotor of the machine 10 rotates and the AC of the voltage and frequency required for the load is continuously generated by the AC generator. Will occur. After a momentary period of loss of input AC from the power supply, the electronic sensor disengages the clutch when available AC power is restored and, if the engine is started, also shuts off the engine to AC power. By closing the switch on the motor lead, the AC motor and its concentrated windings are immediately energized, speeding up and the machine 10 running at full speed in a short time. At full speed, single-phase AC to the concentrated windings of both the generator and the motor is normally turned off. The load is supplied uninterrupted or uninterrupted with AC of the desired voltage and frequency during this period. Summarizing the above, about 90% of all blackouts do not require the Engine 114 to be in operation. If AC power does not recover during this selected initial period of 3 to 10 seconds, the clutch 124 will be energized. When the clutch is energized, the pulley 120 drives the drive belt 122, which drives the pulley 119 and the engine shaft 118 to rotate the engine. Electrical controls turn on the engine ignition, fuel system, and governor at the same time, so the engine will start at the same time as the shaft rotates. It is easy to set the starting time to 1 second or less. This easy, immediate start was made possible by the warm air from the machine 10 passing over the engine, constantly warming the engine and its oil for the duration of use, thus ensuring optimum starting conditions. Because it is. One of the advantages of delaying the start-up time is that annoying engine start-ups are mitigated when the power outage lasts only a few seconds. The engine can be an air-cooled or water-cooled gas engine, but it is also possible to use a diesel engine or other prime mover. Another control cabinet 128 is attached to the top panel on the left side of the cabinet 106 housing. The external AC power line cable 130 leads into the cabinet where the switches, sensors, and controls 132 for both machine 10 and engine 114 are located. Cabinet 128 preferably uses a lockable front door. Leads 54, 54A from machine 10 also enter the cabinet where sensors and switches operating on the electrical circuit control the operation of the circuit and function in response to AC power from the AC power source and power failure and recovery. It is supposed to do. For some reasons, it may be desirable to partially start the engine before clutch 124 begins to function. When the clutch 124 is energized to engage the clutch with the non-rotating shaft 124, which is coupled to the non-rotating engine shaft 118 by the belt 122, the shaft 70 is still rotating at high speed, so the clutch 124 and the pulley are The large initial impact load that he received is still present. In addition, a partially started engine can be slightly lubricated before running at full speed. For partial starting, a conventional engine starter can be used with a 12 VDC power source supplied to its electric motor, in which case the starter will energize the clutch 124 approximately. It will be operated 3 seconds ago. 12V DC power to the starter motor can be obtained immediately using the machine 10 AC motor. When the external AC power source fails and the sensor actuates a line switch to cut off the power lead 54 from the AC power source, the stator 50 generates an AC voltage in response to the magnetic poles of the rotor layer 82 which are still rotating. To start doing. In the event of a power failure, the electrical sensor is programmed to function to connect to the lead 54 which leads to the circuit to the step-down transformer, as shown schematically in FIG. 5A. In this case, the AC voltage from the main winding of the stator 50 passes through the high voltage winding of the step-down transformer so that the low voltage winding 115B provides an AC current of, for example, about 12 volts. This low voltage is rectified by the rectifier 115C to a DC voltage of about 12 volts and taken out to the rectifier output lead 115D. This lead is connected to a conventional engine starter in which a DC motor is connected to the engine starter gear, which, as is known, rotates a spline shaft to drive its drive. The gears work by centrifugal action to engage with the pinion gears on the engine shaft side, so that the engine shaft rotates. When the engine reaches a speed of several hundred revolutions per minute, it receives its own electric power and starts operating. At this point, the engine starter gear is automatically retracted so that the starter motor can be switched off by switching circuit 115D. As the engine begins to run and accelerates, the switch actuated clutch closes and clutch 124 delivers full power to the gear shaft, which is still rotating at low speed, so the gear shaft accelerates immediately to full speed. Go. For certain electrical appliances that use a constant AC power source, the UPS system of FIG. 5 may be advantageous, but may require a very low ripple DC (direct current) power source separately. This requirement can be met by connecting the DC generator unit 150 as shown in FIG. 6 to the end of the shaft extension 73 of the machine 10 in the UPS unit of FIG. The unit 150 comprises a hub member 152 attached to the end of the shaft extension 73 by bolts or similar means, the hub member comprising a radially projecting plate 154 which is a cylindrical rotor. A sleeve 156 is mounted around it. The inner surface of the rotor sleeve 156 has a relatively uniform thickness of magnetizable permanent magnetic material that, when magnetized, provides a large number of circumferentially arranged N and S poles when magnetized, such as ferrite. A layer of fish 158 is deposited. The exposed inner surface of this layer 158 is a cylindrical surface coaxial with the shaft 73. The stator assembly cooperating with the rotor is obtained by connecting a cylindrical metal plate 161 to the end bell 20. An annular sleeve 160 is attached to the metal plate, and the annular sleeve 160 extends into the sleeve 156 so that it cannot reach the inner wall thereof. Attached to the outer surface of the annular sleeve 160 is a stator core 162, eg, a plurality of laminated bonded electrical steel laminate annular links secured to the outer surface of the sleeve 160, the slots in the laminated outer surface 163 being relative to the shaft axis. The electric main windings 164 are housed in the slots. These slots can also house concentrated windings operable as described above, similar to 53C shown in FIG. There is some clearance between the outer surface 163 of the core 162 and the layer 158. The stator cores can be a single continuous laminate stack or two (or more) separate stacks with an intervening gap, as shown, with a spacer between the core stacks. The air gap between the cores allows for the placement of individual concentrated windings on each core similar to the separate concentrated winding 53C (FIG. 3) in each stator core 50B, 50C shown in FIG. Become. During operation, if the phase of one of the currents in the concentrated winding changes with respect to the phase of the other current, the magnetic poles of the magnetized layer on the rotor will be displaced in the same way, so the voltage generated across the main winding will change. become. As the rotor rotates around the stator core 162, high frequency AC on the order of hundreds of hertz is generated in the stator winding 164 from the alternating N and S poles of the layer 158, and this current is generated by the lead 165 in the rectifier assembly 16. Flow to 6. The rectifier assembly may consist of a series of diodes 167 mounted on a flat heat transfer ring 168 mounted on the inner surface of the sleeve 160. These diodes produce a very low ripple DC output from the polyphase high frequency AC currents from the stator, with two or multiples of leads 170 passing through electrical filter 171 and through the outside of sleeve 160. , To an insulated electrical terminal post 172 provided on the outside of a protective storage casing 174 mounted on the peripheral surface of the endbell 20. The structure and interrelationship of rotor components 154, 156, support sleeves 160, 161, outer housing 174 and filter 171 are such that electromagnetic emissions from diode 167 and winding 164 are greatly reduced. The cooling fins 176 may be provided at the ends of the casing 174. The heat generated from the diode 167 and the winding 164 is transferred to the cooling fin on the end bell 20A through the sleeve 160 and the circular plate 161. Further cooling can be provided by passing air from fan 90 (FIG. 2) via duct 178 over the fins. The dynamoelectric machine 10 of the present invention is distinguished when one or both stator rotor pairs are operating as a single phase motor. Single-phase motors have very low inrush current and easily start from rest. Conventional single-phase induction motors require an inrush current that is 6 to 11 times the full-load running current at start-up, and this inrush current is so large that it can cause a significant line voltage drop, so Is about 10 horsepower (7. It does not allow the installation of single-phase AC motors of 5 kW or more on the single-phase power line. In contrast, the single-phase motors of the present invention typically have full voltage starting currents approximately twice the full-load running currents, and these motors also have operating efficiencies better than any known single-phase induction motor. It is excellent. Two different circuit configurations can be employed to start a single-phase AC motor with the universal dual stator rotor pair structure of the present invention. 7A and 7B in FIG. 7 show these two circuits. As shown in FIG. 7A, single-phase AC power is transferred by conductor lines 300, 302 to a motor 304, shown schematically. This motor has main windings 306, 308, 310 arranged in the slots of the stator and is adapted to generate a rotating magnetic field when properly excited by AC. Windings 306 and 310 receive single-phase AC directly from lines 300 and 302, respectively. Single-phase AC from line 300 is transferred by line 311 to one terminal of a running capacitor 31 3 to provide single-phase AC power to core 308. The other terminal of operating capacitor 313 is connected by line 312 to motor winding 308. When the motor is running, the working capacitor 313 is normally connected to the winding 308. In order to start the motor with a sufficiently high torque from the stationary state of the rotor, the starting capacitor having a larger capacitance (farad) than the operating capacitor 313 (usually 2 to 10 times larger). The starting capacitor 316 receives the single-phase AC from line 311 from one terminal, the other terminal of this capacitor is connected by line 319 to line 312 and then to winding 308 and speed sensitive switch 318 is connected to line 319. Has been inserted into. Switch 318 closes when the motor is started and opens when the rotor of a single phase AC motor reaches approximately 70% to 90% of its synchronous speed. Speed sensitive electronic switches suitable for such operations are available. It is also possible to use a centrifugal switch for the rotor. The switch is spring-adjusted to open the circuit at a constant speed. The excitation winding or concentrated winding 320 of the motor is excited by the magnetic fields of the cores 50 and 50A and the magnetic poles generated in the magnetized material layer on the rotor when the rotor passes over the concentrated winding. The lumped winding 320 is located in a separate circuit that includes a circuit control switch 322 and a tuning capacitor 324. Switch 322 closes when the rotor reaches 85% to 90% of synchronous speed. In response, the concentrated winding magnetizes the magnetizable layer of permanent magnetic material into a pattern of N and S poles, which significantly increases motor torque. Switch 322 opens when the motor reaches synchronous speed. The circuit shown schematically in FIG. 7B is basically the same as the circuit of FIG. 7A, except that the circuit to the concentrated winding 320 has no capacitors. In the latter figure, the lead 322 from the single-phase line 302 is connected to one terminal of the switch 324 and the concentrated winding 320 is connected to the other terminal of the switch. The other terminal of concentrated winding 320 is via line 326, which is coupled to the selected point of main winding 306. The phase and level of the voltage from the single phase AC line 300 to line 326 is adjusted at the select contacts of the main winding 306. The voltage and phase are selected to magnetize the rotor poles at locations that produce high torque when responding to the rotating magnetic fields of the windings 306, 308, 310. Other known main winding and start-up capacitor configurations can be utilized in single phase motors that can be employed in certain cases. In all cases, the concentrated windings will basically be connected as shown. A single-phase AC motor with a dynamoelectric machine 10 was manufactured and tested by operating one or both stator and rotor pairs as a motor. Significant operational results were obtained from this single-phase AC motor. FIG. 8 shows the performance of a typical conventional commercially available single-phase nominal 12 hp (about 9 kW) AC motor (which is utilized in the industry), such as machine 10 in the configuration shown in FIGS. 2 and 3. Figure 3 shows a graph and table compared with data obtained from a single-phase AC motor of a 40 horsepower (about 30 kW) motor. Currently, a commercial 12 hp motor consumes 262 amps from a 60 Hz 230 V single phase line when started from a standstill, at full speed the motor produces 12 hp and consumes 47 amps. The highest efficiency achieved was 85%. The power factor is 0. 82. A single phase motor (40 horsepower rated) constructed in accordance with the present invention required a starting current of 240A at 240V. At full load, its electrical efficiency is 92% or more, and the power factor is 0. 98-1. It was in the range of 0. These outstanding results are in all respects superior to the results of the commercial single-phase AC motors used in the electric industry today. The use of the single phase motor of the present invention is now desired in many fields. Because these motors have very low starting currents, there are many single phase power lines that would benefit from utilizing the single phase motor of the present invention in many applications. Oil wells in remote locations can be pumped at desired intervals by connecting a single-phase motor to a single-phase AC power line with a remote control or automatic time switch. For sewage pumps, irrigation wells, golf course watering wells, etc., a single-phase AC capable of utilizing the relatively inexpensive, high-efficiency, highly reliable single-phase AC motor of the present invention as compared to expensive diesel engines. Can be used in line. Otherwise, the use of 3-phase motors that require a phase converter or a 3-phase AC power line is currently required. While many farms have single-phase AC available, large electric motors cannot be used at this time due to the lack of large size, high reliability, low starting current single-phase motors required. The single-phase AC motor of the present invention can handle these demands easily and efficiently using the available single-phase power lines. It is also very important for many applications that the motor portion of the design of FIG. 2 can be operated from a single-phase AC power source while supplying single-phase or three-phase power from the generator to the critical load. Some industrial applications not only need a UPS system to supply AC power to the load, but they also need to continue functioning for a period of time without interruption after the AC power of the power supply fails. There is also a mechanical critical load due to the motor drive. Areas where this dual requirement is required are ovens and drying systems that ignite gas and other fuels. For example, gas is supplied under pressure to the burner in the oven, so the air supply fan and air blower operate to provide a stable supply of combustion air to the burner in the combustion chamber of the oven without interruption. You have to burn the gas. If the air fan or blower stops working and unburned gas remains in or continues to flow into the combustion chamber, an undesired explosive mixture is created, which creates a hazardous situation. FIG. 10 shows a short term UPS system 200 from which AC power from an AC power source passes through a conductor 204 to a control unit 206 (which routes AC power through a lead 208 to a dynamoelectric machine). Supply to the UPS system 200 with 10), then mechanical power and electrical AC power may be supplied to the electrical critical load 202 for a period of, for example, 10 to 20 seconds. It is possible. The shaft 73 of the machine 10 is connected to a fan or blower, for example via a pulley on the shaft, and a belt drive (not shown) is connected to a pulley connected to the fan or blower. When the AC power is interrupted at the conductor 204, the high rotational inertia of the dynamoelectric machine 10 causes the shaft 73 to continue to rotate, and the fan or blower will continue to pump air into the combustion area for a few seconds, so that the gas flowing to the oven is Combustion will be guaranteed. In most cases, power is restored before the lowest acceptable speed is reached, so that combustion and other processes continue uninterrupted. During this time, the controls associated with the critical load 202 are electrically supported so that if the power outage lasts 10 seconds or more, the flow of combustible material to the furnace can be discontinued and the air stream burns. Will clean the room. When both stator rotor pairs of the dynamo electric machine 10 are operating as dual AC motors, the AC power is delivered to the stator windings in several selected ways through some circuit configuration. Providing provides several operational advantages. One such operational advantage is obtained when starting the motor unit from rest and accelerating to full speed when inrush starting current needs to be minimized. Another important advantage is obtained when the dual motor machine 10 is connected to a heavy load and high torque is needed to start the load and go to full speed. Such heavy loads occur in coal and rock crushing machines, and when motor-operated gas or air compressors operate under high pressure in compressed air or gas tanks, and drive motors. It also occurs when it is necessary to start the quiescent state. Yet another advantage is obtained when it is important to control the input power factor when the motor is operating at full speed. In the first case, that is, when operating at the lowest inrush current, the dual motor dynamoelectric motor unit will initially supply AC power to only one stator rotor pair and then to both stator rotors. • If the pairs are energized at the same time, they will be started by gradually accelerating the rotor at half rate. A suitable circuit for doing this is shown in FIG. In this circuit, for example, a three-phase line with line conductors L, L2, L3 having a voltage rating of 208 volts supplies AC to both stators 50, 50A. In this application, both stators are wound in the same way, each stator comprising a single core with three main windings and at least one concentrated winding. At start-up, the switches S1, S2, S3 are open so that no AC voltage is applied to the stator 50A. When the main line switch (not shown) to the AC power line is closed, 208 Volts AC is supplied to the three main windings of the stator 50 to generate a rotating magnetic field, so that induction and hysteresis torque are generated in the rotor. Occurs in. In these starting conditions, a very low ampere inrush current is introduced from the AC power line. The rotor accelerates at about half the normal rate when both the stator and rotor are excited by AC power. When the rotor speed reaches about 75% of full speed or synchronous speed, that is, when the rotor reaches 2700 RPM in a 2-pole motor with 60 Hz AC input, the switches S1, S2 and S3 are closed, so that the main winding of the stator 50A is closed. The wire is excited. When the rotor reaches about 85-90% of the synchronous speed, the switches S4 and S5 are closed, so that the concentrated winding of the stator produces a magnetic pole in its associated magnetized layer, as described above, which causes the torque induced thereby. As the rotor increases, the rotor accelerates rapidly and reaches its full speed or synchronous speed immediately. When the dual motor unit 10 needs to be started under heavy load, the circuit shown in FIG. 12 can be used to advantage. FIG. 12A shows a schematic diagram of the circuit to the stators 50, 50A, with the stator 50 having three main windings A 50, B50, C50, the stator 50A having three main windings A50A, B50. It has A and C50A. When the line voltage is 208 volts, each of the main windings is wound for about 80 volts. That is, when each pair of stators is connected in series in a delta circuit configuration, as shown in Figure 12B, the total voltage is about 160 volts. The circuit is adapted to the delta configuration of FIG. 12B when the three pole switch couples all the main windings of both stators at start up. As a result, a higher than usual current flows through all the main windings, and this large rotating magnetic field interacts with the magnetized layers of both rotors, resulting in a very large starting torque state, and this large torque is reasonable. It will move the rotor under heavy load. The starting or inrush current is necessarily higher than normal, but it is nevertheless much less than a conventional squirrel cage induction motor of the same rating. When the rotor accelerates and reaches a certain speed (which can be set in the range of about 90% to 100% of the synchronous speed), the three pole switch to the line to the main winding operates to another position. Therefore, the main winding having the Y configuration shown in FIG. 12C is connected, and the dual AC motor operates in the normal torque state. When the rotor reaches about 85% to 90% of its full operating speed, the concentrated windings 51, 52 of both stators are excited with a single-phase AC of the same frequency as the AC of the main winding, so that the magnetized layers 82, 82A. Is magnetized into a magnetic pole pattern that strongly reacts with the rotating magnetic field of the main winding, and the rotor rapidly accelerates to reach the synchronous speed. Depending on what characteristics are required, the concentrated windings 51, 52 can be wired in the same way as the winding 320 shown in FIG. 7 or FIG. 7A. When connected in a Y connection and the main winding is wound for the required voltage, the motor, when at full speed, has a line voltage of 270 volts referenced to this nominal 208 volts and a power factor of 1. Can work. At lower voltage, the motor can operate with a leading power factor. In this latter case, the advantage of the motor is that it can compensate for the lagging power factor of the utility power line caused by the load of conventional induction motors, etc. Is obtained. Furthermore, changing one phase of the concentrated winding relative to any of the other concentrated windings of the stator will correct the total back EMF (electromotive force) caused by the main winding of the stator. Become. As a result, there is an advantage that the input power factor of the motor can be adjusted to meet various operating conditions. Typically, one or both of the concentrated windings of the motor-stator of machine 10 are supplied with single-phase AC only at motor startup until the rotor reaches synchronous speed. When the synchronous speed is reached, the supply of single-phase AC to the concentrated winding is stopped by opening its circuit shown in FIG. 7, opening switch 322 and opening switches S4 and S5 as shown in FIG. These switches in the circuit to the lumped winding are controlled by sensors that operate when the synchronous speed is reached. However, it may be desirable to close the switch to the concentrated winding at regular intervals to provide single phase AC. This allows the rotor to return to synchronous speed after compensating the rotor field or eliminating "hunting" or wobbling rotor speed. Such re-excitation of the concentrated windings at time intervals is required only for a short time of 1 second or so. The detailed description of the circuits shown in FIGS. 11 and 12 and their applications was limited to a three-phase AC power supply for operating a dual AC motor configuration. However, similar advantages are obtained when single-phase AC is supplied to the main windings of both stators. The circuit shown in FIG. 7 can be used when operating such a single phase motor. Commercially available Y-Delta starters can be used in Delta-Y switching configurations for single-phase motor windings. Considering the structure of the dynamoelectric machine shown in FIG. 2, it will be obvious to those skilled in the art that the machine is constructed using only one stator rotor pair 250 as shown in FIG. can do. This is also applicable when a low rated small machine is needed, but some of the above-mentioned significant advantages of the dual stator rotor construction shown in Figure 2 will be lost. .

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項【提出日】１９９５年１１月１５日【補正内容】請求の範囲１．電気的に絶縁されたデュアル・ステータと、各々がステータの各々用である２つの独立した電気的ロータ・エレメントをもつ単一ロータ・アセンブリとを備えた汎用ダイナモエレクトリック・マシンであって、２つの電気ロータ・エレメントはシャフト上に取り付けられた単一ドライブ・プレート・メンバに固着されており、デュアル・ステータとその電気的ロータ・エレメントは一緒になってＡＣモータとして、あるいは電気的ＡＣジェネレータとして、あるいはＡＣモータ・ジェネレータとして動作することが可能であるものにおいて、ａ）その一端から他端までに達している円滑面の内部円筒形の内側ボアをもつソリッド・メタルの外側ケーシングであって、円筒形の内側ボアとその端部の壁は格納ハウジングを形成しているものと、ｂ）２つの独立した環状リング形状のステータであって、各ステータはボアの内端でケーシング壁に取り付けられ、かつ支持されている１つの内端をもち、各ステータに発生した熱がケーシングの壁へ流れるようになっており、各ステータは内端から内側に向かって円筒ボアに入り込むと共に、その両端間に軸方向に分離スペースを置いて相互に向き合うようになっている端をもち、各ステータは軸方向にそこを通り抜ける中央開口をもち、各ステータは低損失磁性材料の環状コアをもち、該環状コアはボア軸と同軸で、その表面に軸方向に配置されたスロットをもち、該スロットの大部分に主電気巻線を有する外側円筒面をもち、少なくとも１つのコアは少なくとも１つのペアの隣接スロットを含んでおり、該ペアの隣接スロットに集中巻線が入っており、主巻線と集中巻線へのリードはケーシング壁を通り抜けており、集中巻線はそのリードを介してコントロール・スイッチにより単相ＡＣ電源に接続可能であり、主巻線へのリードはＡＣ電源または負荷のどちらかに接続可能であり、主巻線はＡＣ電流によって励磁されたとき回転磁界を発生するようにコア・スロットに配置されているものと、ｃ）円筒ボア内に同軸に配置され、ボアの一端から他端までに達しているロータ・シャフトと、ロータ・シャフトを回転可能に支持するベアリングであって該ベアリングはボアの両端でケーシング壁に取り付けられており、シャフトの少なくとも一端はケーシングの外部までに届いており、ロータ・シャフトはその間にクリアランスを置いて、両方のステータ・コアの軸方向の中央開口を通り抜けているものと、シャフトに取り付けられ、ステータ間に軸方向に分離スペースを置いて外側に半径方向に突出しいる円形メタル・ドライブ・プレート・メンバであって、該ドライブ・プレート・メンバはケーシングの円筒形内側ボアに近接して、その間にクリアランス・スペースが置かれている外周面をもつものと、２つの円筒形スリーブであって、一方のスリーブはケーシングの内側ボアとスリーブの外面間に若干のクリアランス・スペースを置いて、ドライブ・プレート・メンバの周面の各サイドに取り付けられているものとを備えたロータ・アセンブリであって、各スリーブはステータ・コアの一方の全体にわたって取り囲んでおり、各スリーブの内面には、低保磁力磁性材料の環状円筒形の層が付着され、各層は円筒形状の表面をもち、その上に、その間に若干の回転クリアランスを置いて、隣接ステータ・コアの円筒状外面とほぼ同じ広がりをもって、密接して平行になっている、最も内側の露出円筒状表面をもつ磁化可能永久磁性材料の層が付着され、ステータの各々は、円形メタル・ドライブ・プレート、円筒スリーブおよびシャフトのアセンブリによって他方のステータから電気的および磁気的に絶縁されており、該アセンブリは高回転慣性のボディを備えているものとを装備し、ｄ）この汎用ダイナモエレクトリック・マシンにおいて、ステータ・コアの一方または両方とその隣接ロータは、 (1)主巻線へのリードがＡＣ電源に接続されて、ステータに回転磁界を発生し、集中巻線へのリードがＡＣ電源と同じ周波数の単相ＡＣ電源に接続されているときＡＣモータとして動作し、集中巻線を流れるＡＣ電流は集中巻線が置かれている隣接スロット間のコア部分を強力に磁化するのに十分になっており、集中巻線に近接して回転する磁化可能永久磁性材料の層を磁化するのに十分な強さのＮ極とＳ極が交互になるように、交互の連続するＮ磁極とＳ磁極を発生し、これらの磁極は隣接ステータの回転磁界と反応して、ロータを静止状態から即時に同期速度または同期回転速度以下の速度に到達させてその速度に維持させ、あるいは、 (2)ステータの一方または両方とその関連ロータは、集中巻線へのリードが制御可能なスイッチを介して負荷に必要な同じ周波数の単相ＡＣ電源に接続されているときはＡＣジェネレータとして動作し、集中巻線には、隣接スロット間のスタータ・コア部分を磁化するのに十分な強さの単相ＡＣ電流が供給され、集中巻線に近接して回転するロータ上の磁化可能材料の層を磁化するのに十分な強さのＮ磁極とＳ磁極が交互になるように、交互の連続するＮ磁極とＳ磁極を発生し、ロータが回転しているとき、励磁巻線のそれと同じ周波数のＡＣ電源をステータの主電気巻線に発生し、ＡＣ電源はリードによってこれらの巻線から負荷へ伝えられ、 (3)このマシンはモータ・ジェネレータとして動作可能であり、一方のステータ・ロータ・ペアは他方のステータ・ロータ・ペアのロータを駆動してＡＣジェネレータとして動作させるＡＣモータとして動作し、ロータ・アセンブリの高回転慣性は、モータ・ステータへの外部ＡＣ電源が中断したとき、ＡＣジェネレータ・ペアが所望の周波数のＡＣを負荷のために長時間にわたって発生できるようにしたことを特徴とする汎用ダイナモエレクトリック・マシン。２．請求項１に記載の汎用ダイナモエレクトリック・マシンにおいて、一方の端から他方の端までに達する円滑面の円筒形の内側ボアを備えたソリッド・メタルの外側ケーシングは、中央開口をもち、ケーシングの各端に取り付けられて格納ハウジングを形成するエンドベルを備え、２つのリング形状の独立したステータは各々がエンドベルに固着されて支持され、各ステータはケーシングに入り込んでおり、各ステータ・コアは軸方向に中央開口をもつリング形状のステータ・サポート上に固定装着されており、リング形状サポートの外面はそのエンドベルの内面と合致してエンドベルに固着されて、ステータ・コアから熱がステータ・サポートを通り抜けてエンドベルに達し易くし、エンドベルの開口、ステータ・サポートの軸方向の開口およびステータの中央開口はほぼ同軸であり、環状ベアリングはステータ・サポートの軸方向の中央開口の内部内に置かれ、そのアウタレースはエンドベルに固着され、ステータ・サポートにはめ込まれた取外し可能ベアリング押えメンバ内に置かれ、ロータ・アセンブリは、ステータ・サポート内の取外し可能押えメンバに取り付けられた環状ベアリングにその各端が支持され得いる回転可能シャフトを備え、シャフトは一方の端から他方の端まで達しており、少なくとも一方のシャフト端はベアリングを通ってエンドベルの外部から突出し、ベアリング間のシャフトの外面はステータ・サポートの円形内側部分から一定のクリアランス距離だけ間隔が置かれた第１セクションを含み、シャフトの後続部分はステータの中央開口を通り抜け、ステータを分離する軸方向のスペースには、高回転慣性をもつロータ・コンポーネントがシャフトに取り付けられており、これらの高回転慣性コンポーネントは、半径方向に突出したメタル・ドライブ・プレート・メンバからなり、その周面はその間に若干のクリアランス・スペースを置いてケーシングの内側ボアまで達しており、２つの円筒形スリーブは、スリーブの外面とケーシングの内側ボア間に若干の回転クリアランス・スペースを保つように、各々がメタル・ドライブ・プレート・メンバの周面の各サイドに固定結合されており、前記クリアランスはシャフトとステータ・サポートのショルダ間のクリアランスよりも若干大きくなっていることを特徴とする汎用ダイナモエレクトリック・マシン。３．請求項２に記載の汎用ダイナモエレクトリック・マシンにおいて、ステータ・サポートは、エンドベルの開口に隣接するエンドベルの内面に密接に合致する比較的大きな外端面をもつ中空スピンドルを備え、該中空スピンドルは、合致する面が緊密に接触するようにエンドベルに取り付けられて、熱がスピンドルからエンドベルへ容易に流れるようになっており、スピンドルの中空はそこを通り抜けて内端まで達する円筒形状になっており、両スピンドルの内端は相互に同軸でスペースによって分離されており、ステータ・コアは、スピンドルの大径内面と緊密に接触する外面と、スピンドルの小径と緊密に接触するリング形状のステータの開口がコアを通り抜けるようにスピンドル上に装着されて、サポートを行うと共に、熱がステータからスピンドルへ良好に流れるようにしており、スピンドルはそこに取り付けられ、ステータ・コアをそこに確実に保持する押え手段を備え、エンドベルに隣接するスピンドル中空の部分は取外し可能ベアリング押えメンバを収めており、そこにベアリングのレースが置かれて定位置に保持されており、ステータの外面はスピンドルの円形中空と同軸になっていることを特徴とする汎用ダイナモエレクトリック・マシン。４．請求項１に記載の汎用ダイナモエレクトリック・マシンにおいて、各ステータ・ロータ・グループの一方または両方のペアはＡＣジェネレータとして機能するものにおいて、ＡＣを発生する該ステータ・コア・アセンブリは２つの別々のセクションからなり、一方のセクションは他方のセクションよりも軸方向に広幅になっており、セクション間は軸方向のスペースが置かれており、スロットは同じ主巻線が両方のコア・セクションのスロットを通過するように中心合わせされており、磁化可能永久磁性材料からなる別の層は各ステータ・セクションと半径方向に同じ広がりをもち、各セクションには別の集中巻線があり、異なる位相シフトされた単相ＡＣは一方のセクションの集中巻線の１つを通過し、同じ周波数の単相ＡＣは他方の集中巻線を通過することにより、各集中巻線が磁極パターンをその隣接層に発生することを可能にし、該磁極パターンを他方の層のパターンからシフトすると、主巻線に発生したＡＣ電圧が制御または変更されるようにしたことを特徴とする汎用ダイナモエレクトリック・マシンの改良。５．請求項２に記載のダイナモエレクトリック・マシンにおいて、エンドベルの壁から突出した一方のシャフト端には、シャフトと一緒に回転可能で、シャフトと同軸になっていて、ケーシング側に内側に突出した低保磁力磁性材料の円筒形シェルがその周面に取り付けられた、比較的大径の円形プレートを備えたＤＣジェネレータ・コンポーネントが取り付けられており、磁化可能永久磁性材料の層がシェルの内壁に付着され、該層はシャフトと同軸の露出円筒面を有し、結合された円形プレートと円筒シェルと磁性材料の付着層は電気ジェネレータのロータを構成し、ステータはケーシング端壁に固着され、円形プレートに届かない個所までロータ・シェル内に突入している小径円筒プレートでなるこのロータと磁気的に作用し合い、小径シェルの円筒形外面は低保磁力で、低電気的および磁気損失磁性材料のスロット付きステータ・コアが固着されており、該ステータ・コアはロータ上の磁化材料層の近くまで達し、その間に回転クリアランス・スペースを残してその層とほぼ同じ広がりをもち、電気巻線はステータ・コアの該外面上の層に配置されて、ロータ上の磁化永久磁性材料層がステータの周囲を回転したときＡＣ電圧を発生するようになっており、シュラウド・メンバはハウジングに取り付けられてロータとステータを格納し、小径シェルの内壁とシャフト間は環状スペースが置かれ、このスペースには、シェルの壁に取り付けられた電気的整流エレメントと電気的フィルタ・エレメントが配置され、ステータ巻線から電気的整流エレメントとフィルタ・エレメントへのリードは整流された直流電流を発生することを可能にし、整流手段とフィルタ手段からの電気リードはシュラウド壁を通り抜けて整流された電流を負荷へ伝達し、フィルタ・エレメント、小径円形シェル、円形プレートおよび外側円形シェルは電気的および磁気的シールドとなって、整流器および巻線によって発生した電磁放射の漏れを制限するようにしたことを特徴とするダイナモエレクトリック・マシン。６．請求項５に記載のダイナモエレクトリック・マシンにおいて、ＤＣジェネレータ・コンポーネントのステータのスロットには、集中巻線と、単相ＡＣを集中巻線へ供給するリードとが収められており、集中巻線は、回転して集中巻線を通過するとき、磁化可能磁性材料の層にＮ磁極とＳ磁極のパターンを発生できることを特徴とするダイナモエレクトリック・マシン。７．停電および電圧と周波数変動の影響を受けるＡＣ電源からＡＣの入力を受けるＵＰＳシステムであって、該ＵＰＳシステムは無停電の制御可能ＡＣ電圧と周波数を負荷に供給する機能を備え、該ＵＰＳシステムは請求項１に記載のダイナモエレクトリック・マシンを装備してものにおいて、一方のステータとその関連ロータは、主巻線へのリードが、ＡＣ電源からの使用可能なＡＣの流れに感応するセンサによって動作可能なスイッチをもつ回路を通してＡＣ電源に接続され、その集中巻線のリードが、制御可能スイッチを通してＡＣ電源の同じ周波数の単相ＡＣに接続されているときは、ＡＣモータとして動作し、他方のステータ・ロータ・ユニットの方はＡＣジェネレータとして機能し、集中巻線からのリードは、制御可能スイッチを通して、負荷に必要な周波数の単相ＡＣ電源に接続されており、主巻線はその出力リードが負荷に接続されており、さらに、ａ）ダイナモエレクトリック・マシンのハウジングはベース上に架設され、そこに接続されたクラッチ手段をもつ結合手段は、エンドベルの外側に突出したシャフトの一端側に取り付けられており、クラッチのコントロール手段は、電源からの使用可能なＡＣ電力を利用してモータを動作している間は、シャフト端を結合手段から切り離すように動作可能であり、スイッチ手段はＡＣモータへのリードに動作可能に接続されており、モータへのリードのＡＣの流れに感応する電気センサ手段は、停電または他の障害が電源のＡＣの流れに起こったとき、リードのＡＣの流れを中断するように、最後に挙げたスイッチ手段を急速に動作させる働きをし、ｂ）エンジンもベース上に架設され、該エンジンはエンジンの始動と所望の速度までのエンジンの加速を可能にするコントロール手段を備え、該エンジンは結合手段に接続可能である出力シャフトをもち、該出力シャフトは、クラッチ手段がアクチュエートされたときモータ・ジェネレータからのシャフトによってドライブ可能になっており、ｃ）電気センサ・コントロール手段は、電源に接続されたリードのＡＣに障害または停電が起こり、モータへの使用可能なＡＣの流れが中断したとき機能して、エンジン・コントロールを励磁するのと同時にクラッチを作動させてエンジン・シャフトが動作可能にモータ・ジェネレータ・シャフトに結合されるようにし、これにより、モータ・ジェネレータ・ロータの回転エネルギはシャフトに伝達され、エンジンを即時に回転させことにより、エンジンは始動し、フル動作速度まで急速に加速し、ジェネレータを通常速度にして、エンジン始動に先立つ期間だけでなく、エンジン始動時の期間にも、所望電圧と周波数のＡＣを発生し続けるようにし、コントロール手段は、電源の正常ＡＣが回復したときも機能して、エンジン・シャフトを切り離し、エンジンをオフにすると同時に、モータへのリードをＡＣ電源に再接続するようにクラッチと結合手段を動作させ、所望電圧と周波数のＡＣが負荷へ流れるのを中断することなく、システムは電気バッテリなしで動作できることを特徴とするＵＰＳシステム。８．請求項７に記載のＵＰＳシステムにおいて、格納体はモータ・ジェネレータおよびエンジンを取り囲んで保護し、該格納体はモータ・ジェネレータからの加熱エアをエンジン上を通過させて、エンジンを所望温度に保ち、即時の始動とフルスピードへの急速加速を可能にする手段を備えていることを特徴とするＵＰＳシステム。９．請求項７に記載のＵＰＳシステムにおいて、比較的低電圧の直流スタータと関連のギア・ユニットを備えたエンジン・スタータは、エンジン・シャフトに連結され、該ユニットは、直流電流がスタータ・モータ、ＡＣ−ＤＣ整流器を含む電気回路、ステップダウン・トランスフォーマに供給されたとき動作可能であり、ステップダウン・トランスフォーマの低電圧巻線は整流器をもつ回路内にあり、その高電圧巻線はダイナモエレクトリック・マシンのＡＣモータの主巻線と共に電気的に動作可能なスイッチを含む回路内にあり、該スイッチは、電源からモータへのＡＣ電流の流れが中断していないで、障害が生じていない間は開いており、しかし、モータ・ロータがまだ高速で回転している間に、モータへの該スイッチ手段が動作して、ＡＣ電源へのモータ・リードを切り離すと、モータ・ロータの主巻線は、電源からモータへのＡＣ電力が切り離されたあとＡＣを発生し、約２秒から５秒の一定の遅延時間が経過すると、電気的に動作可能なスイッチは閉じるので、モータの主巻線からのＡＣ電力はステップダウン・トランスフォーマへ伝えられ、トランスフォーマから発生した低電圧ＡＣは直流に整流されてスタータ・モータに伝えられると、スタータ・モータは自動的にスタータ・シャフトのクランクを回してエンジンを始動させることを特徴とするＵＰＳシステムの改良。１０．請求項７に記載のＵＰＳシステムにおいて、電気的コントロール手段はタイミング手段を含んでおり、該タイミング手段は、ＡＣ電源からの使用可能なＡＣ電力が中断してから、エンジン・コントロールを励磁しクラッチを作動させるまでの一定の時間期間にセットすることができ、この一定時間期間の間に、電源からの使用可能な電力が回復したときスイッチを閉じて前記使用可能なＡＣの流れがモータに戻るように機能し、ロータの回転慣性により、エンジンが始動されていない間に、所望電圧と周波数のＡＣが前記一定時間期間の間に連続的にかつ中断することなく供給されるようにしたことを特徴とするＵＰＳシステム。１１．請求項１に記載の汎用ダイナモエレクトリック・マシンにおいて、両ステータとその関連電気ロータは、ステータの各々の主巻線がＡＣ電源からＡＣを受けるときはデュアルＡＣモータとして機能するものにおいて、電気回路はＡＣ電源と各ステータの主巻線に接続可能であり、各ステータの主巻線は、ＡＣ電源で励磁され、関連のロータの磁化可能磁性材料の層と反応したとき回転磁界を発生してロータの回転を始動し、該電気回路は一方のステータへ向かう部分にスイッチ手段と、ロータが静止状態から始動されるとき該スイッチ手段を開く手段を含み、マシンの始動時に該回路がＡＣ電源に接続されると、一方のスタータだけが電源からＡＣを受けて、非常に低い突入始動電流がマシンに流れ込んでロータがその通常フルスピードの約７５％に達するまで加速するようにし、その速度に達すると、回路内のスイッチ手段は閉じ、電源からのＡＣ電力が他方のステータにも供給され、ロータがフルスピードの約８５％〜９０％に達すると、単相ＡＣが両ステータの集中巻線に供給されるので、集中巻線は移動中の両ステータの磁化可能磁性材料層をＮ磁極とＳ磁極のパターンに磁化し、この磁極パターンは両ステータの回転磁界と強く反応するので、ロータは急速に同期速度まで加速していき、同期速度に達すると、集中巻線へのＡＣ電源が切り離されて、マシンのステータの突入電流は前記始動時に、常時低レベルに保たれるようにしたことを特徴とする汎用ダイナモエレクトリック・マシンの改良。１２．請求項１に記載のダイナモ・エレクトリック・マシンにおいて、ステータとその関連ロータの両ペアがＡＣモータとして機能するものにおいて、両ステータの主巻線は各々がＡＣ電源からのライン電圧の５０％〜７０％がそこに印加されるように巻き付けられて、直列に接続されており、集中巻線の単相ＡＣの位相を、他方のステータの集中巻線へ向かう単相ＡＣの位相に対して変化させることにより、直列のステータ巻線から発生する逆起電力を、従ってフルスピードで動作しているときのモータの力率を変化させるようにしたことを特徴とするダイナモエレクトリック・マシン。１３．請求項１に記載のダイナモエレクトリック・マシンにおいて、第１ステータはＡＣ電源に接続され、第２ステータは、負荷に接続されているものにおいて、第１ステータの主巻線へのリードへの回路にスイッチが介装され、ＡＣ電源からの使用可能なＡＣが失われると即時にスイッチを動作させて、障害を起こしたＡＣ電源から回路を切り離すための手段が設けられ、第１ステータからのリードは、機能を続けるようにダイナモエレクトリック・マシンの近くに置かれている照明および補助電気機器へ、第２ステータによって負荷に供給されているＡＣ電力と同時に、ＡＣ電力を供給することができる電気回路に接続されていることを特徴とするダイナモエレクトリック・マシン。１４．請求項１に記載のダイナモエレクトリック・マシンにおいて、ステータ・ロータの両ペアはモータとして動作しており、ステータの主巻線は直列に接続されているものにおいて、ステータの集中巻線は各々が、一方の集中巻線の単相ＡＣの位相を、他方の集中巻線のＡＣの位相に対してシフトすることにより、一方の磁気層のＮ磁極とＳ磁極が他方の磁気層の磁極に対してシフトさせ、これにより、発生した逆ＥＭＦを同じ主巻線で変化させ、これによりダイナモエレクトリック・マシン１０の入力力率を改善する手段に接続された電気回路内に置かれていることを特徴とするダイナモエレクトリック・マシンの改良。１５．請求項１に記載の汎用ダイナモエレクトリック・マシンにおいて、両方のステータとその関連電気ロータは、ステータの各々の主巻線がＡＣ電源からＡＣを受けているときデュアルＡＣモータとして機能しており、各主巻線は主巻線が直列に接続されているとき電源電圧の６０％〜７０％に相当する電源で動作するように設計されているものにおいて、重負荷での静止状態からの始動時にマシンから非常に高いトルクを発生するようにした改良であって、ＡＣ電源と各ステータの主巻線に接続可能な電気回路を備え、主巻線はＡＣで励磁されたとき、その関連ロータの磁化可能磁性材料層と反応する回転磁界を各ステータに発生して、ロータの回転を引き起こし、前記電気回路は、一方のステータの主巻線の各々を他方のステータの対応する主巻線に直列に接続する手段と、直列に接続された両ステータの主巻線間がデルタ結線されるようにこれらの巻線を接続し、これにより主巻線に高電流の流れを発生し、もってロータに強力なトルクを発生し、比較的強力な加速が得られるようにするスイッチ手段とをもち、ロータ速度があらかじめ決めた速度に達したときは、両ステータの直列接続の主巻線をＹ結線に接続し、ロータがその同期速度の約８５％〜９０％に達したときは、主巻線に供給されているのと同じ周波数の単相ＡＣで両ステータの集中巻線を励磁して、その関連する移動中のロータ上の磁化可能磁性材料層を、主巻線の回転磁界と強く反応するＮ磁極とＳ磁極のパターンに磁化してロータを同期速度まで加速するように動作することが可能な手段が回路に設けられていることを特徴とする汎用ダイナモエレクトリック・マシンの改良。[Procedure of Amendment] Article 184-7, Paragraph 1 of the Patent Act [Submission date] November 15, 1995 [Correction contents] The scope of the claims 1. Electrically isolated dual stators, one for each of the stators A single rotor assembly with two independent electrical rotor elements This is a general-purpose dynamo electric machine with two electric rotor elements. Mounted on a single drive plate member mounted on the shaft. And the dual stator and its electrical rotor elements are As a C motor, or as an electric AC generator, or an AC motor .In what is capable of acting as a generator, a) having an inner cylindrical inner bore with a smooth surface extending from one end to the other Solid metal outer casing with cylindrical inner bore and end wall Form the storage housing, b) Two independent annular ring shaped stators, each stator having a bore Each having one inner end attached to and supported by the casing wall at the inner end; The heat generated in the stator flows to the wall of the casing, Enters the cylindrical bore from the inner end toward the inside and splits axially between its two ends. Each stator has ends that are spaced apart and face each other. Each stator has an annular core of low loss magnetic material with a central opening passing through it in the direction of The annular core is coaxial with the bore axis and has an axially arranged slot on its surface. Has an outer cylindrical surface with the main electrical winding in most of the slot, Both cores contain at least one pair of adjacent slots, Concentrated winding is contained in the adjacent slot, and the leads to the main winding and concentrated winding are casein The central control winding through its lead and the control switch Can be connected to a single-phase AC power supply, and the lead to the main winding is AC power supply or load. It can be connected to either of the That are placed in the core slots to generate a field, c) A rod that is coaxially placed in the cylindrical bore and extends from one end of the bore to the other. A bearing for rotatably supporting the rotor shaft and the rotor shaft Bearings are attached to the casing wall at both ends of the bore, At least one end extends outside the casing, with the rotor shaft in between. Leave a clearance through the axial center openings of both stator cores Installed on the shaft, and an axial separation space is provided between the stator and A circular metal drive plate member that projects radially outwardly. The drive plate member is adjacent to the cylindrical inner bore of the casing. , With an outer peripheral surface having a clearance space between them, and two A cylindrical sleeve, one of which is the inner bore of the casing and the sleeve Drive plate members with some clearance between the outer surfaces A rotor assembly with and attached to each side of the Each sleeve surrounds one of the stator cores and On the inner surface of the sleeve, an annular cylindrical layer of low coercivity magnetic material is attached, each layer being a circle. It has a cylindrical surface, on top of which there is some rotational clearance, and Close to the cylindrical outer surface of the stator core, and spread out closely and parallel to each other. A layer of magnetizable permanent magnetic material having an innermost exposed cylindrical surface is deposited. , Each of the stators has a circular metal drive plate, a cylindrical sleeve and a stator. Electrically and magnetically isolated from the other stator by the chaft assembly And the assembly is equipped with a body of high rotational inertia, d) In this general-purpose dynamo electric machine, one of the stator core One or both and its adjacent rotor (1) The lead to the main winding is connected to the AC power source and generates a rotating magnetic field in the stator. , The lead to the concentrated winding is connected to a single-phase AC power supply with the same frequency as the AC power supply. When it operates as an AC motor, the AC current flowing through the concentrated winding is Is sufficient to strongly magnetize the core between adjacent slots, N of sufficient strength to magnetize a layer of magnetizable permanent magnetic material that rotates close to the line. Alternating alternating N and S poles are generated such that the poles and S poles alternate Magnetic poles react with the rotating magnetic field of the adjacent stator to instantly synchronize the rotor from rest To reach and maintain a speed equal to or less than the speed or synchronous rotation speed, or , (2) One or both of the stators and their associated rotors are controlled by the leads to the concentrated winding. Connected to a single-phase AC power supply of the same frequency required for the load via a switch It operates as an AC generator when A single-phase AC current of sufficient strength to magnetize the tartar core is supplied and concentrated winding Of sufficient strength to magnetize a layer of magnetisable material on the rotor rotating close to the line Generate alternating continuous N and S magnetic poles so that the N and S magnetic poles alternate, When the rotor is rotating, apply an AC power source with the same frequency as that of the excitation winding to the stator. Generated in the main electrical windings of the The (3) This machine can operate as a motor / generator and The rotor rotor pair drives the rotor of the other stator rotor pair to drive the AC generator. Operates as an AC motor that operates as a generator, and rotates the rotor assembly at high speed. Inertia is an AC generator when the external AC power to the motor stator is interrupted. So that the data pair can generate the desired frequency AC for a long time due to the load General-purpose dynamo electric machine characterized by 2. The general-purpose dynamo electric machine according to claim 1, wherein one end is Solid metal with a smooth inner cylindrical bore extending from to the other end The outer casing has a central opening and is attached to each end of the casing for storage Two ring-shaped independent stators with endbells forming a housing Each is fixedly supported by end bells, each stator goes into the casing Each stator core is a ring-shaped stator core with an axial central opening. It is fixedly mounted on the port and the outer surface of the ring-shaped support is It is attached to the end bell in conformity with the inner surface and heat is transferred from the stator core to the stator support. Make it easier to reach the endbell through the port, open the endbell, and The axial opening of the port and the central opening of the stator are almost coaxial and the annular bearing The ring is located inside the axial center opening of the stator support and its outer The base is secured to the end bell and is a removable base that fits into the stator support. Placed in the aligning presser member, the rotor assembly is Each end is supported by an annular bearing mounted on a removable presser member inside. With a rotatable shaft that can reach from one end to the other At least one shaft end from outside the endbell through the bearing The outer surface of the shaft that protrudes and is between the bearings is the circular inner part of the stator support. A first section spaced a certain clearance distance from the shaft, The trailing portion of the stator passes through the central opening in the stator and separates the axial space separating the stator. The rotor has a high rotational inertia rotor component mounted on the shaft. These high rotational inertia components are It consists of live plate members, and its circumference has some clearance between them. Spaced to reach the inner bore of the casing, two cylindrical sleeves Has some rotational clearance space between the outer surface of the sleeve and the inner bore of the casing. So that each of the metal drive plate members has its own surface. Is fixedly connected to the shaft, and the clearance is between the shaft and the stator support. General-purpose das characterized by being slightly larger than the clearance between shoulders Inamo electric machine. 3. The general-purpose dynamo electric machine according to claim 2, wherein the stator The support closely matches the inner surface of the endbell adjacent the endbell opening A hollow spindle having a relatively large outer end surface, the hollow spindle being fitted with The end bells are attached so that the surfaces that come into It is designed to easily flow to the end bell, through which the hollow of the spindle passes. The inner end of both spindles are coaxial with each other. Separated by spaces, the stator core and the large diameter inner surface of the spindle A ring-shaped stay that makes close contact with the outer surface and a small diameter of the spindle. Is mounted on the spindle so that the opening of At the same time, heat is made to flow well from the stator to the spindle, Is attached to it and is provided with a holding means that holds the stator core securely there. , The hollow part of the spindle adjacent to the end bell is removable. The bearing races placed there and held in place. And the outer surface of the stator is coaxial with the circular hollow of the spindle. General-purpose dynamo electric machine to be. 4. The general-purpose dynamo electric machine according to claim 1, wherein each stay One or both pairs of the rotor and rotor functions as an AC generator. In one, the AC-generating stator core assembly includes two separate Sections, one section wider axially than the other There is an axial space between the sections and the slots are The main winding is centered so that it passes through the slots in both core sections. And a separate layer of magnetizable permanent magnetic material is used for each stator section and radius. Each section has a separate lumped winding that is coextensive in Switched single-phase AC passes through one of the concentrated windings of one section and Single-phase AC passes through the other concentrated winding so that each concentrated winding has a magnetic pole pattern. Can be generated in the adjacent layer, and the magnetic pole pattern can be the pattern of the other layer. Shift from the AC voltage generated in the main winding to control or change Improvement of general-purpose dynamo electric machine characterized by 5. The dynamo electric machine according to claim 2, wherein the end bell is One of the shaft ends protruding from the wall can rotate with the shaft, Cylindrical shape of low coercive force magnetic material that is coaxial with and protrudes inward to the casing side DC shell with a relatively large diameter circular plate with a shell attached to its circumference A layer of magnetizable permanent magnetic material with attached generator components Is attached to the inner wall of the shell, the layer having an exposed cylindrical surface coaxial with the shaft and bonded. The circular plate, cylindrical shell, and magnetic material adhesion layer Where the stator is fixed to the end wall of the casing and does not reach the circular plate. This rotor and magnetic consisting of a small diameter cylindrical plate plunging into the rotor shell up to And the cylindrical outer surface of the small-diameter shell has low coercive force and low electrical and magnetic losses. A slotted stator core of demagnetizing material is fixedly attached, the stator core Reach close to the layer of magnetized material on the rotor, during which the rotational clearance space The outer surface of the stator core, which is approximately Located on the upper layer, a layer of magnetized permanent magnetic material on the rotor spins around the stator. AC voltage is generated when the shroud member is in the housing. Mounted on the to house the rotor and stator, and between the inner wall of the small diameter shell and the shaft An annular space is placed in which the electrical wall mounted on the shell wall is mounted. A rectifying element and an electrical filter element are arranged and are connected to the stator winding. The leads to the air rectifying element and the filter element carry rectified direct current. Electrical leads from the rectifying means and the filter means Transmits the rectified current through the wall to the load, filter element, small diameter Circular shell, circular plate and outer circular shell have electrical and magnetic shielding To limit the leakage of electromagnetic radiation generated by rectifiers and windings Dynamo electric machine that is characterized by 6. The dynamo electric machine according to claim 5, wherein the DC generator Centralized windings and single-phase AC are concentrated in the stator slots of the motor components. The lead for supplying to the winding is housed, and the concentrated winding rotates and passes through the concentrated winding. Pattern of N-pole and S-pole can be generated in the layer of magnetizable magnetic material. Dynamo electric machine characterized by and. 7. AC input from AC power source affected by power failure and voltage and frequency fluctuation A UPS system that includes an uninterruptible controllable AC voltage and a frequency. The dyna according to claim 1, wherein the UPS system has a function of supplying a wave number to a load. One of the stators and their relations, even though equipped with a moelectric machine In the rotor, the leads to the main winding are sensitive to the available AC flow from the AC power source. Connected to an AC power source through a circuit having a switch operable by a sensor, The leads of the concentrated winding are connected to the AC power source of the same frequency through a controllable switch. When connected to phase AC, it behaves as an AC motor and the other stator The data unit functions as an AC generator, and the leads from the concentrated winding are Connected to a single-phase AC power source with the frequency required for the load through a controllable switch The main winding has its output lead connected to the load, and a) The housing of the dynamo electric machine is installed on the base and its The coupling means with the clutch means connected to it has a projection protruding outside the end bell. It is attached to one end of the shaft, and the clutch control means is a power source. Connect the shaft end while operating the motor using the available AC power. Is operable to be disconnected from the coupling means, and the switching means is a lead to the AC motor. Is operably connected to the motor and is sensitive to the AC flow of the leads to the motor. The sensor means is provided with a lead in the event of a power failure or other disturbance in the AC flow of the power supply. Rapidly actuate the last-mentioned switch means so as to interrupt the AC flow of Working, b) The engine is also installed on the base, and the engine starts and the desired speed is set. The engine is equipped with a control means that enables acceleration of the engine up to An output shaft connectable to the coupling means, the output shaft comprising clutch means Is driven by the shaft from the motor generator when the Eve is possible, c) The electrical sensor control means is disturbing the AC of the lead connected to the power supply. Or functioning when a power failure occurs and the available AC flow to the motor is interrupted , Energize the engine control and actuate the clutch at the same time • Ensure that the shaft is operably connected to the motor generator shaft. , Which transfers the rotational energy of the motor / generator / rotor to the shaft. By rotating the engine immediately, the engine will start and operate at full speed. Accelerates rapidly to normal speed for the period before the engine starts Not only does it continue to generate AC of the desired voltage and frequency even during engine startup. So that the control means will function even when the normal AC of the power supply is restored, Disconnect the engine shaft, turn off the engine, and remove the The clutch and coupling means are operated to reconnect the cord to the AC power source and the desired voltage Without interrupting the flow of frequency AC to the load, the system is A UPS system characterized by being capable of operating in the open. 8. The UPS system according to claim 7, wherein the housing is a motor generator. And enclose and protect the engine and the enclosure is powered by the motor generator. Pass hot air over the engine to keep it at the desired temperature for immediate starting and UPS equipped with means enabling rapid acceleration to le speed system. 9. The UPS system according to claim 7, further comprising: a relatively low voltage DC starter; The engine starter with its associated gear unit is linked to the engine shaft. Connected, the unit includes a direct current starter motor, an AC-DC rectifier Operable when supplied to electrical circuit, step-down transformer The step-down transformer's low-voltage winding is in a circuit with a rectifier , The high voltage winding is the same as the main winding of the AC motor of the dynamo electric machine. In a circuit containing an electrically operable switch, which is connected to the AC current flow to the controller is uninterrupted and open when uninterrupted. However, while the motor rotor is still spinning at high speed, the Switch operates and disconnects the motor lead to the AC power source, The main winding of the generator generates AC after the AC power from the power supply to the motor is disconnected, After a certain delay time of about 2 to 5 seconds, the electrically operable switch will Since it is closed, the AC power from the main winding of the motor is step-down transformed. The low voltage AC generated by the transformer is transmitted to When told to the starter motor, the starter motor will automatically The UPS system is characterized by turning the crank of the engine to start the engine. Improvement. 10. The UPS system according to claim 7, wherein the electrical control means is a Including timing means for timing the available A C After power interruption, energize engine control and activate clutch It can be set for a certain period of time up to When the available power from the The flow acts to return to the motor and the rotational inertia of the rotor causes the engine to start. If the desired voltage and frequency AC are continuously applied during the fixed time period, UPS system characterized in that it is supplied without interruption. 11. The general-purpose dynamo electric machine according to claim 1, The rotor and its associated electric rotor are such that each main winding of the stator receives AC from an AC power source. When operating, the electric circuit operates as a dual AC motor. The main winding of each stator can be connected to the source and the main winding of each stator. Generates a rotating magnetic field when excited and reacts with a layer of magnetizable magnetic material on the associated rotor To start the rotation of the rotor, and the electric circuit is switched to the part toward one stator. Means for opening the switch means when the rotor is started from rest. However, if the circuit is connected to an AC power supply when starting the machine, only one starter will When AC is received from the power supply, a very low inrush starting current flows into the machine and the rotor Accelerate until it reaches about 75% of its normal full speed and reach that speed Then, the switch means in the circuit is closed and the AC power from the power source is transferred to the other stator. Is also supplied and when the rotor reaches about 85% to 90% of full speed, the single-phase AC The concentrated windings are fed to the concentrated windings of both stators, so that the concentrated windings magnetize both moving stators. The magnetizable magnetic material layer is magnetized into a pattern of N magnetic poles and S magnetic poles. The rotor rapidly accelerates to synchronous speed because it reacts strongly with the rotating magnetic field of the data. When the synchronous speed is reached, the AC power to the concentrated winding is disconnected and the machine The inrush current of the motor is always kept at a low level at the time of starting. General purpose dynamo electric machine improvement. 12. The dynamo electric machine according to claim 1, wherein a stator is provided. If both pairs of the rotor and its associated rotor function as AC motors, Each of the main windings of the inverter has 50% to 70% of the line voltage from the AC power source applied to it. It is wound so that it is wound in series and connected in series. To the phase of the single-phase AC to the concentrated winding of the other stator Allows the back electromotive force generated by the stator windings in series to operate at full speed. Dyna which is characterized by changing the power factor of the motor during production Moelectric machine. 13. The dynamo electric machine according to claim 1, wherein the first stay Is connected to the AC power source and the second stator is connected to the load. , The switch to the circuit to the lead to the main winding of the first stator is Immediately activated the switch and lost the available AC Means are provided for disconnecting the circuit from the AC power source and lead from the first stator Is placed near a dynamo electric machine to continue functioning AC power supplied to the load by the second stator for lighting and auxiliary electrical equipment Be connected to an electrical circuit that can supply AC power at the same time as power. Characteristic dynamo electric machine. 14． The dynamo electric machine according to claim 1, wherein the stator Both pairs of rotors are operating as motors and the main windings of the stator are connected in series. In this case, each of the concentrated windings of the stator is a single phase A of one concentrated winding. By shifting the phase of C with respect to the phase of AC of the other concentrated winding, The N magnetic pole and the S magnetic pole of the other magnetic layer are shifted with respect to the magnetic pole of the other magnetic layer. The generated back EMF is changed by the same main winding, and Placed in an electrical circuit connected to the means for improving the input power factor of the dock machine 10. Improvement of the dynamo electric machine which is characterized by 15. The general-purpose dynamo electric machine according to claim 1, wherein both The stator and its associated electric rotor are such that each main winding of the stator is from an AC source to an AC source. It is functioning as a dual AC motor when receiving Operates with a power supply equivalent to 60% to 70% of the power supply voltage when connected in series Designed to start the machine when starting from a quiescent state under heavy load It is an improvement to generate extremely high torque from the AC power supply and each stay. Equipped with an electric circuit that can be connected to the main winding of the A rotating magnetic field is generated in each stator that reacts with the magnetizable magnetic material layer of the associated rotor, Inducing the rotation of the rotor, the electrical circuit causes each of the main windings of one stator to Means for connecting in series to the corresponding main winding of the other stator, and both connected in series Connect these windings so that there is a delta connection between the main windings of the stator. A high current flow is generated in the main winding, and a strong torque is generated in the rotor. With a switch means to obtain a powerful acceleration, When the speed reaches the preset speed, connect the main winding of the series connection of both stators to the Y connection. However, when the rotor reaches about 85% to 90% of its synchronous speed, it is supplied to the main winding. Exciting the concentrated windings of both stators with a single-phase AC of the same frequency as A layer of magnetizable magnetic material on a moving rotor in series reacts strongly with the rotating magnetic field of the main winding. Magnetize the pattern of N and S magnetic poles to accelerate the rotor to the synchronous speed. General purpose dyna, characterized in that the circuit is provided with operable means Improvement of the moelectric machine.

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】Ａ）に接続している。────────────────────────────────────────────────── ─── [Continued summary] Connected to A).

Claims

[Claims] 1. A dual-insulated stator and two, one for each of the stators A single rotor unit with independent electrical rotor elements, the two The two rotor elements share a single drive plate member and The Al stator and the electric rotor element work together as an AC motor, Or as an electric AC generator, or as an AC motor generator A general-purpose dynamo electric machine equipped with a function that a) a smooth inner cylindrical bore extending from one end to the other. Is a solid metal outer casing with an end bell with a central opening. And housing the housing by attaching the endbells to each end of the casing That form the b) each secured to and supported by an endbell, 2 Two ring-shaped independent stators between the inner ends of the stators. Axially inside the casing to separate them from each other, leaving an axial space Moreover, the stators have a central axial opening and low loss. Includes an annular core assembly of demagnetizing material, with each stator core slotted on the surface Having a cylindrical outer surface with a main electrical winding located in most of the slot, At least one core contains at least one concentrated winding, each concentrated winding Place in at least one pair of adjacent slots and lead to main and concentrated windings Pass through the wall of the housing and each stator core has a central axial opening Fixed on a ring-shaped stator support having a ring-shaped support. The outer surface of the mat matches the inner surface of the end bell and is fixed to the end bell to secure the stator Heat from the core immediately passes through the stator support and reaches the end bell The end bell opening, the stator support axial opening, and And the central opening of the stator are almost coaxial and the annular bearings Placed inside the axial center opening of the support, the outer race of which is attached to the end bell. Removable bearing retainer that is fixed and fitted into the stator support What is contained in the ba c) Annular bearing mounted on the removable presser member inside the stator support A rotor assembly with a rotatable shaft supported at each end by a ring The shaft extends from one endbell to the other. , At least one shaft end protrudes from the outside of the endbell through the bearing The outer surface of the shaft between the bearings is the circular inner side of the stator support. Includes a first section spaced a constant clearance distance from the portion And the trailing part of the shaft passes through the central opening of the stator and separates the stator. A rotor component with high rotational inertia is shuffled in the axial space Mounted on the engine, the high rotational inertia component is It has a le drive plate member and its surface is slightly clear in between. Two cylindrical threes that reach the inner bore of the casing leaving a space. Is a slight rotation clearance between the outer surface of the sleeve and the inner bore of the casing. Each space has its own space on the circumference of the metal drive plate member. The clearance between the shaft and the stator support is fixed to the shaft. It is slightly larger than the clearance between the holders, and each sleeve is The entire inner surface of one of the sleeves is surrounded by a low coercive force An annular cylindrical layer of a conductive material is deposited, each layer having a cylindrically shaped exposed inner surface, Attached to it is a layer of magnetizable permanent magnetic material, with some layers in between. Leave the rotation clearance space and leave the outer cylindrical surface of the adjacent stator core surface It has an exposed cylindrical inner surface that is nearly parallel and closely parallel, Each of the stators has a circular metal drive plate member which allows Electrically and mechanically isolated from theta and from the cylindrical rotor sleeve and shaft Equipped with d) one or both of the stator cores and their adjacent rotors (1) Lead to main winding is connected to AC power source, and lead to concentrated winding can be controlled When connected to a single-phase AC power supply with the same frequency as the AC power supply, As a data source, (2) through a switch whose leads to the concentrated winding are controllable AC power when connected to a single-phase AC of the desired frequency for AC power output from the It is possible to operate as a nelator, and (3) both starters and their adjacent rotors Connect one stator as a motor and the other stator as an AC generator A general-purpose dynamo that can be operated at the same time by connecting Rectonic machine. 2. The general-purpose dynamo electric machine according to claim 1, wherein the stator The support fits closely to the inner surface of the endbell adjacent to the endbell opening A hollow spindle having a relatively large outer end surface, the hollow spindle comprising: The end bells are attached so that the surfaces to be To the end bell, and the hollow of the spindle passes through it. It has a cylindrical shape that comes out and reaches the inner end, and the inner ends of both spindles are coaxial with each other. Are separated by spaces in the stator core The outer surface that makes close contact with the spindle and the ring-shaped stem that makes close contact with the small diameter of the spindle. Mounted on the spindle so that the opening of the As well as ensuring that heat flows well from the stator to the spindle, The holder is attached to it and holds the stator core securely in place. The hollow part of the spindle adjacent to the end bell is removable. And the bearing races placed on it to hold it in place. And the outer surface of the stator is coaxial with the circular hollow of the spindle. General-purpose dynamo electric machine to be. 3. The general-purpose dynamo electric machine according to claim 1, wherein each stay One or both pairs of the rotor and rotor functions as an AC generator. In one, the AC-generating stator core assembly includes two separate Sections, one section wider axially than the other There is an axial space between the sections and the slots are The main winding is centered so that it passes through the slots in both core sections. And a separate layer of magnetizable permanent magnetic material is used for each stator section and radius. Each section has a separate lumped winding that is coextensive in Switched single-phase AC passes through one of the concentrated windings of one section and Single-phase AC passes through the other concentrated winding so that each concentrated winding has a magnetic pole pattern. Can be generated in the adjacent layer, and the magnetic pole pattern can be the pattern of the other layer. Shift from the AC voltage generated in the main winding to control or change Improvement of general-purpose dynamo electric machine characterized by 4. The dynamo electric machine according to claim 1, wherein the end bell is One of the shaft ends protruding from the wall can rotate with the shaft, Cylindrical shape of low coercive force magnetic material that is coaxial with and protrudes inward to the casing side DC with relatively large diameter circular plate with shell attached to its circumference It is equipped with a generator component and is made of magnetizable permanent magnetic material. A layer is attached to the inner wall of the shell, the layer having an exposed cylindrical surface coaxial with the shaft, The attached circular plate, cylindrical shell and magnetic material adhesion layer are The stator is fixed to the end wall of the casing and can reach the circular plate. This rod consists of a small-diameter cylindrical plate that extends all the way into the rotor shell. And the cylindrical outer surface of the small-diameter shell has low coercive force and low electrical conductivity. And a stator core with a slot of magnetic loss magnetic material is fixed, The rotor core reaches close to the magnetized material layer on the rotor, while It has almost the same space as the layer, leaving a space, and the electric winding is A layer of magnetized permanent magnetic material on the rotor is disposed on the outer surface and surrounds the stator. It is designed to generate an AC voltage when rotated, and the shroud member Mounted on the housing to house the rotor and stator, and the inner wall and shuffling of the small diameter shell. An annular space was placed between the toes and was attached to the shell wall in this space. The electrical commutation element and the electrical filter element are arranged and the stator winding From the electrical rectifying element and filter element to the rectified direct current The electrical leads from the rectifying means and the filter means allow the current to be generated. Transmits rectified current through the wall of the air chamber to the load, , Small diameter circular shell, circular plate and outer circular shell are electrical and magnetic Acts as a shield to limit the leakage of electromagnetic radiation generated by the rectifier and windings Dynamo electric machine characterized by doing so. 5. The dynamo electric machine according to claim 4, wherein the DC generator Centralized windings and single-phase AC are concentrated in the stator slots of the motor components. The lead for supplying to the winding is housed, and the concentrated winding rotates and passes through the concentrated winding. Pattern of N-pole and S-pole can be generated in the layer of magnetizable magnetic material. Dynamo electric machine characterized by and. 6. AC input from AC power source affected by power failure and voltage and frequency fluctuation A UPS system that includes an uninterruptible controllable AC voltage and a frequency. The dyna according to claim 1, wherein the UPS system has a function of supplying a wave number to a load. In one equipped with a mo-electric machine, one stator and its The associated rotor is such that the leads to the main winding are sensitive to the available AC flow from the AC power source. Connected to an AC power source through a circuit that has a switch operable by a responsive sensor. And the leads of its concentrated windings pass through the controllable switch at the same frequency of the AC source. When it is connected to the single-phase AC of the ・ The rotor unit functions as an AC generator, and the Connected to a single-phase AC power source at the frequency required for the load through a controllable switch. The main winding has its output lead connected to the load, and a) The housing of the dynamo electric machine is installed on the base and its The coupling means with the clutch means connected to it has a projection protruding outside the end bell. It is attached to one end of the shaft, and the clutch control means is a power source. Connect the shaft end while operating the motor using the available AC power. Is operable to be disconnected from the coupling means, and the switching means is a lead to the AC motor. Is operably connected to the motor and is sensitive to the AC flow of the leads to the motor. The sensor means is provided with a lead in the event of a power failure or other disturbance in the AC flow of the power supply. Rapidly actuate the last-mentioned switch means so as to interrupt the AC flow of Working, b) The engine is also installed on the base, and the engine starts and the desired speed is set. The engine is equipped with a control means that enables acceleration of the engine up to An output shaft connectable to the coupling means, the output shaft comprising clutch means Is driven by the shaft from the motor generator when the Eve is possible, c) The electrical sensor control means is disturbing the AC of the lead connected to the power supply. Or functioning when a power failure occurs and the available AC flow to the motor is interrupted , Energize the engine control and actuate the clutch at the same time • Ensure that the shaft is operably connected to the motor generator shaft. , Which transfers the rotational energy of the motor / generator / rotor to the shaft. By rotating the engine immediately, the engine will start and operate at full speed. Accelerates rapidly to normal speed for the period before the engine starts Not only does it continue to generate AC of the desired voltage and frequency even during engine startup. So that the control means will function even when the normal AC of the power supply is restored, Disconnect the engine shaft, turn off the engine, and remove the The clutch and coupling means are operated to reconnect the cord to the AC power source and the desired voltage Without interrupting the flow of frequency AC to the load, the system is A UPS system characterized by being capable of operating in the open. 7. The UPS system according to claim 6, wherein the housing is a motor generator. And enclose and protect the engine and the enclosure is powered by the motor generator. Pass hot air over the engine to keep it at the desired temperature for immediate starting and UPS equipped with means enabling rapid acceleration to le speed system. 8. The UPS system according to claim 6, further comprising: a relatively low voltage DC starter; The engine starter with its associated gear unit is linked to the engine shaft. Connected, the unit includes a direct current starter motor, an AC-DC rectifier Operable when supplied to electrical circuit, step-down transformer The step-down transformer's low-voltage winding is in a circuit with a rectifier , The high voltage winding is the same as the main winding of the AC motor of the dynamo electric machine. In a circuit that includes an electrically operable switch at Open the AC current to the motor uninterrupted and uninterrupted However, while the motor rotor is still spinning at high speed, the When the switch means is activated and disconnects the motor lead to the AC power source, the motor The main winding of the motor generates AC after the AC power from the power supply to the motor is disconnected. , When a fixed delay time of about 2 to 5 seconds has passed, an electrically operable switch The AC power from the main winding of the motor is closed by the step-down transformer. The low voltage AC generated by the transformer is transmitted to the When told to the starter motor, the starter motor will automatically UPS system characterized by turning the crank of the gear to start the engine Improvements. 9. The UPS system according to claim 6, wherein the electrical control means is a tie. And a timing means, the timing means including an available AC from an AC power source. Wait until power is interrupted before energizing engine control and activating the clutch. Can be set for a certain period of time during The available AC flow by closing the switch when the available power is restored Function to return to the motor and the rotational inertia of the rotor causes the engine to start While the AC of the desired voltage and frequency is continuous and medium during the fixed time period. A UPS system characterized by being supplied without interruption. 10. The general-purpose dynamo electric machine according to claim 1, The rotor and its associated electric rotor are such that each main winding of the stator receives AC from an AC power source. When operating, the electric circuit operates as a dual AC motor. The main winding of each stator can be connected to the source and the main winding of each stator. Generates a rotating magnetic field when excited and reacts with a layer of magnetizable magnetic material on the associated rotor To start the rotation of the rotor, and the electric circuit is switched to the part toward one stator. Means for opening the switch means when the rotor is started from rest. However, if the circuit is connected to an AC power supply when starting the machine, only one starter will When receiving AC from the power supply, a very low inrush starting current flows into the machine Speed up to about 75% of its normal full speed, which speed The switch means in the circuit is closed and AC power from the power supply is When the rotor reaches about 85% to 90% of full speed, the single phase A Since C is supplied to the concentrated windings of both stators, the concentrated windings of both moving stators The magnetizable magnetic material layer is magnetized into a pattern of N magnetic poles and S magnetic poles. Reacts strongly with the rotating magnetic fields of both stators, causing the rotor to rapidly accelerate to synchronous speed. When the synchronous speed is reached, the AC power to the concentrated winding is disconnected and the machine The inrush current of the stator is always kept at a low level at the time of starting. Improvement of the characteristic general-purpose dynamo electric machine. 11. The dynamo electric machine according to claim 1, wherein a stator is provided. If both pairs of the rotor and its associated rotor function as AC motors, Each of the main windings of the inverter has 50% to 70% of the line voltage from the AC power source applied to it. It is wound so that it is wound in series and connected in series. To the phase of the single-phase AC to the concentrated winding of the other stator Allows the back electromotive force generated by the stator windings in series to operate at full speed. Dyna which is characterized by changing the power factor of the motor during production Moelectric machine. 12. In the dynamo electric machine according to claim 1, the single-phase AC is It feeds the main winding and the leads to the concentrated winding, which allows the machine to operate in a highly efficient In one that is made to operate as a three-phase AC motor, one circuit of the main winding is A capacitor is provided to allow the main winding to generate a rotating magnetic field, and The rotor is provided with a rotor speed sensitive switch, and only the main winding of the speed sensitive switch is During the period when it is excited to start the motor, the rotor speed is less than the synchronous speed. Both reach about 80% to 90%, and at the time of starting, single-phase AC flows to the concentrated winding. And the motor is fully powered with the single-phase AC supply to the concentrated windings disconnected. Dynamoele characterized by being able to operate instantly at unity power factor at operating speed Catholic machine. 13. The dynamo electric machine according to claim 1, wherein the first stay Is connected to the AC power source and the second stator is connected to the load. , The switch to the circuit to the lead to the main winding of the first stator is Immediately activated the switch and lost the available AC Means are provided for disconnecting the circuit from the AC power source and lead from the first stator Is placed near a dynamo electric machine to continue functioning AC power supplied to the load by the second stator for lighting and auxiliary electrical equipment Be connected to an electrical circuit that can supply AC power at the same time as power. Characteristic dynamo electric machine. 14． The dynamo electric machine according to claim 1, wherein the stator Both pairs of rotors are operating as motors and the main windings of the stator are connected in series. In this case, each of the concentrated windings of the stator is a single phase A of one concentrated winding. By shifting the phase of C with respect to the phase of AC of the other concentrated winding, The N magnetic pole and the S magnetic pole of the other magnetic layer are shifted with respect to the magnetic pole of the other magnetic layer. The generated back EMF is changed by the same main winding, and Placed in an electrical circuit connected to the means for improving the input power factor of the dock machine 10. Improvement of the dynamo electric machine which is characterized by 15. The general-purpose dynamo electric machine according to claim 1, wherein both The stator and its associated electric rotor are such that each main winding of the stator is from an AC source to an AC source. It is functioning as a dual AC motor when receiving Operates with a power supply equivalent to 60% to 70% of the power supply voltage when connected in series Designed to start the machine when starting from a quiescent state under heavy load It is an improvement to generate extremely high torque from the AC power supply and each stay. Equipped with an electric circuit that can be connected to the main winding of the A rotating magnetic field is generated in each stator that reacts with the magnetizable magnetic material layer of the associated rotor, Inducing the rotation of the rotor, the electrical circuit causes each of the main windings of one stator to Means for connecting in series to the corresponding main winding of the other stator, and both connected in series Connect these windings so that there is a delta connection between the main windings of the stator. A high current flow is generated in the main winding, and a strong torque is generated in the rotor. With a switch means to obtain a powerful acceleration, When the speed reaches the preset speed, connect the main winding of the series connection of both stators to the Y connection. However, when the rotor reaches about 85% to 90% of its synchronous speed, it is supplied to the main winding. Exciting the concentrated windings of both stators with a single-phase AC of the same frequency as A layer of magnetizable magnetic material on a moving rotor in series reacts strongly with the rotating magnetic field of the main winding. Magnetize the pattern of N and S magnetic poles to accelerate the rotor to the synchronous speed. General purpose dyna, characterized in that the circuit is provided with operable means Improvement of the moelectric machine.