SE451925B - Elektrisk momentomvandlare - Google Patents

Description

451 blott inom ett ganska smalt transmissionsområde, så att de ofta måste kombineras med mekaniska växlar.

Man har även försökt att använda elektriska maskiner för varvtalsanpassning och vridmomentsomvandling. Härvid kan de olika för- söken till problemlösningar uppdelas i olika grupper.

Kända förslag utgår från det förhållandet, att varvtal och vridmoment hos en elektrisk maskin kan styras via magnetfältet. Dessa lösningar omfattar generator-motorkombinationer, vid vilka fältet för den ena eller båda maskinerna styres via motstånd, extra matarmaskiner eller strömregleringsanordningar på så sätt, att vridmomentet eller varvtalet kan anpassas till det drivna systemets drifttillstånd.

Genom insatsen av effektelektronik har vridmomentstyr- ningarna undanträngts av vridmoment-regleringsanordningar resp. talsregleringsanordningar. varv- De kända anordningarna innehåller följakt- ligen allt elektroniska styrkretsar och/eller mikroprocessanordningar resp. processräknare. Av dessa styrkretsar påverkas därvid antingen fältet för de deltagande maskinerna eller strömmen, spänningen resp. frekvensen för den tillförda elektriska energin.

En särställning intar slutligen de hompolära maskinerna, som konstruktionsbetingat medför goda egenskaper för en momenttrans- mission. De vid låga spänningar uppträdande, mycket höga strömmarna, som måste styras vid släpringar eller liknande, har emellertid oför- delaktig inverkan och i varje fall erfordras även en styrning eller reglering av vridmomentet. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en elektrisk momentomvandlare, som vid hög total verkningsgrad utan insats i sig själv av förlustbringande konstruktionsdelar uppvisar en lineär, fram till varvtalet 0 nående varvtals-vridmomentkarakteristika. Detta har enligt uppfinningen åstadkommits såsom framgår av huvudkravets känne- tecken.

Genom lösningen enligt uppfinningen uppnår man den fördelen att utan styranordning möjliggöra en ändring av driftvarvtalet vid optimalt drivvarvtal, varvid den överförbara effekten uppvisar ett brett maximum och förblir i det närmaste konstant. Genom 451 925 DE-OS 14 38 811 är visserligen en koppling känd, enligt vilken en vid en turbin fastgjord asynkrongenerator via kondensatorer och likriktare och ett startmotstånd är förbunden med körmotorer (likströmsmotorer). men här är det fråga om en ren startkoppling för en med konstant varv- tal gående turbin. I denna koppling måste förefinnas ett startmotstånd för serielindade motorer, under det att kondensatorerna tjänar uteslu- tande för kompensation av läckningsmotstånd.

Däremot alstrar generatorn vid anordningen enligt uppfin- ningen en i det närmaste triangulär växelspänning, och likströmsmotorn är separatmagnetiserad eller magnetiserad medelst permanentmagneter och kondensatorerna begränsar strömmen, även vid motorvarvtalet 0 till ett tillåtet värde. Dessutom kan vid anordningen enligt uppfinningen anordnas en extra styrning av "utväxlingen", men denna har i motsats till kända förslag icke till uppgift att anpassa det utgående varvta- let i varje ögonblick efter det så konstant som möjligt hållna varv-s talet för den utgående drivningen utan den tjänar uteslutande till global optimering av den totalt överförbara effekten.

Lösningen enligt uppfinningen har dessutom ringa förlust- effekt, som stiger i huvudsak med den effekt, som i huvudsak skall överföras, och sjunker med stigande utgående varvtal.

En fördelaktig utföringsform av anordningen enligt uppfin- ningen består däri, att generatorlindningens ledare är anordnade triangulärt på mantelytan till en stationär, i luftspalten till ett med en permanentmagnet försett hjul införbar cylinder.

För justering av småmaskiner är det enligt DE-PS 939 463 tidigare känt att anordna en rotor med fribärande lindning i en luft- spalt mellan en permanent-magnetkärna och en återslutningsring och att fastlåsa återslutningsringen medelst skruvar.

Vidare är enligt DE-OS 21 01 459 känd en likströmsmotor, vid vilken genom till- resp. bortkoppling av delar av ankarlindningen en drift är möjlig med olika varvtalssteg (utväxlingsförändring).

Anordningen enligt uppfinningen är speciellt lämplig att använda vid motorfordon, eftersom den elektriska momentomvandlaren kan ersätta icke blott växeldrivanordningen utan även kopplingsanord- ningen. 451 925 Uppfinningen skall i det följande närmare förklaras med hänvisning till de bifogade ritningarna, varå fig. la visar ett kopp- lingsschema för den elektriska momentomvandlaren, lb åskådliggör det triangulära spänningsförloppet för generatorn G, fig. 2a spännings- förloppet vid kondensatorn C och dioden D samt 2b det rektangulära strömförloppet i motorns M lindningar. Fig. 3 visar ett diagram för vridmoments- och effektöverföringen från den ingående till den utgåen- de drivkraften. Fig. 4 visar ett schematiskt längdsnitt genom motorn B och fig. 5 ett diagram över effektanpassning mellan ingående och ut- gående drift. Fig. 6 visar schematiskt ett tvärsnitt genom generator- polhjulet och fig. 7a återger delvis generatorlindningen W1. Fig. 7b visar en hel fas av generatorlindningen enligt 7a i vridläge "s“, och fig. 7c visar schematiskt infogningen av flera generatorlindningar.

Fig. 8a visar uppdelningen av lindningarna i fasgrupper, 8b visar en tabell för fasurval (strömpulserna överlagras till en likström utan avbrott) och fig. 8c visar spänningsförlopp för en motorfasgrupp. Fig. 9 visar ett schematiskt längdsnitt genom en elektrisk momentomvandlare och fig. 10 visar fasgruppen för generatorlindningen H1 och motor- lindningen Ng.

Funktionen hos den elektriska momentomvandlaren beror på kombinationen enligt uppfinningen av en generator G och en likströms- motor M - båda kommer i det följande att beskrivas i detalj - via en koppling av en kondensator C och två dioder D* och D' (fig. la).

Den speciella generatorn G alstrar ett triangulärt spän- ningsförlopp (fig. lb). ul (t) = Ûl . (Mt/A T) för oêtëai/z (ekvation la) ul (t) =-ü1 . (1-41/4 i) för 4 r/zëfëa r (ekvation m) varvid T = 1/N1 är tiden för ett rotationsvarv vid varvtalet N1, under det att zí T = T/n är den tid, under vilken generatorn G roterar vidare vid n polpar just vid ett polpar. Toppspänningen Ûí = k1N1 skall vara proportionell mot generatorns G varvtal N1, likspänningen U2 = kgN2 för motorns M varvtal Ng. Den speciella konstruktionen av motorn M består däri, att den matas via två av varandra oberoende lindningar Wg+ OCT* W2“, Vid Vilka 451 925 förefinnes motspänningen U2 med motsatt poiaritet. För överskådiig- hets skuïi visas kommuteringsanordningen för iikströmsmotorn M samt anordningarna för aistring av de magnetiska fäiten vid G och M ej i fig. la. via tidpunkten t = o är i fig. za ul (t) = i] via att positiva toppvärdet och kondensatorn C har vid dioden D* uppiaddats tiii spänningen uc = Û1 - U2. Vid sjunkande spänning U1 (ti sjunker även up (t) (se fig. la) och får iägre potentiai än +U2, men före tidpunkten te högre potential än -U2, dvs. de båda dio- derna D+, D' är spärrade. Först när vid tidpunkten t > te spän- ningen up vi11 sjunka under -U2,biir dioden D” iedande och håiier fast uo vid -U2. Eftersom u1 (t) sjunker ytteriigare tiiis t = 43 T/2, kommer från tidpunkten te kondensatorn C via dio- den d' att uppiaddas till den motsatta iika stora spänningen uc = U1 + U2. Vid t = 4; T/2 har detta föriopp avsiutats och u1 (t) börjar åter att växa. Därvid växer även up (t), får högre potentiai än -U2 men tiïis t = ¿i T/2 + te iägre potential än U2, dvs. de båda dioderna D+, D' är spärrade. Först när up (t) tenderar att få^högre potentiai än U2, ieder D* och iaddar om C åter ti11 uc = Ul - Ug.

Detta föriopp upprepas nu periodiskt, varvid omväxiande iindningen Ng' och Ng" hos iikströmsmotorn M genomströmmas av om- iaddningsströmmen i (t) hos kondensatorn C. Denna ström har storieken i(t)=C.duC (t)/dt=C.(du1(t)/dt-dup(t)/dt) (ekvation 2) och kan nu för de ovan nämnda tidsfaserna beskrivas styckvis. Betrak- tar man D+ och D' som ideaia dioder med genomioppsspänningen ud = O och spänningen för generatorn G som ideai trianguiär spänning, erhåiier man av ekvationerna l och 2: o ëtête z p* ooh p- Saarraa 1'(t)=o (ekvation sa) te fi-tê AT/z; oc (t) = ul (t)+u2 1' (t) = -4c.Û1/4T (ekvation 3b) A T/z ëtêtewx T/z; p* ooh p- spärrat: 1 (t)=o (ekvation so) te+ AT/zêtfi AT: uC(t)=u1 (t)-u2 1' (t) = ficftïl/AT (ekvation 3d) Man erhåiier såiunda tack vare den trianguiära formen hos ul (t) ett omväxiande positivt och negativt rektanguiärt 451 925 strömförlopp, som återges i Fig. 2b. Därvid strömmar den positiva strömmen genom motorns M lindning W2+ och den negativa genom dess lindning w2', så att motorn M av de båda strömmarna drives i samma riktning. Eftersom under spärrfasen spänningen up (t) ändras med samma stigning som U1 (t), blir även såsom återges i fig. 2a: 4 4 fB/zuz = AT/4u1 eller te = (AT/2)-(u2/u1) (ekvetien a) Å eve. euömflaeeetieen -1 T/z-(ÅT/m-(uz/LH) ejunker med växande spänning U2 = k2N2, dvs. med ökande utgående driv- varvtal N2.

Det kan nu påvisas, hur vridmoment-varvtal- -beroendet hos kombinationen enligt uppfinningen kommer till stånd. För detta skall först det av motorn M under en period¿lT av triangulärspänningen upptagna arbetet.Ä W beräknas. Under den Första halvperioden ÜÉtÉz3T/2 strömmar under tiden (<ÄT/2-te) en konstant (se ekvation 3) ström wë i (t) vid konstant spänning -U genom lindningen w2. Under den andra halvperioden ÄÄT/2štš1flT strömmar under samma tid en motsatt riktad, lika stor ström i (t) i motsats lika stor spänning +U2, så att motorn M i båda halvperioderna upptar samma energi, dvs. lgv z-uz-i-(J T/z-te) e z-uz-(ec-L/A r>-( A r/2-<.l r/n-(vz/vn) e 4 bC'U2-(U1-U2) (ekvation 5) Eftersom denna energi uttas i varje period Å T, kan därav bestämmas effekten P2 =¿§ H/eÄT och sålunda även vrid- momentet M2 = P2/(27T-N2) man erhåller med 4 u1 = k1o1, oz = 1<2N2 een A T =1/(:~.1n) A pz - (4C'U2'(U1-U2)/ÅÄT eller (ekvation óa) P2 _ (ak2-n-c)-N1-rlz-(Lfiofkzwz) (ekvation se) Išš 1 (zkz-n-c/'ïï)-N1-(1<¶N1-1<2N2) (skvefien v) 451 925 Efter det att dessa likheter har beräknats För en kombination mellan en ideal generator G och en ideal motor M under användning av ideala dioder D och en ideal kondensator C, är med dessa beräkningar ej några ohmska motstånd Funktionsbestämmande. Följaktligen kan i ideal- Fallet ej heller någon energi gå Förlorad och den av generatorn G avgivna effekten P1 måste vara lika med den av motorn M upptagna (ekvationen 6) effekten P2. Eftersom även vid generatorn G, M1 = P1/(27T~ N1) erhåller man P1 = akz-n-c)-N1-N2-(k1N1-k2N2) = p2 = P (ekvation B) M1 = (2k2-n-c/¥T)-N2-(k1N1-k2N2) ooh (ekvation 9) M2/M1 = N1/NZ (ekvation 10) Förhållandet i ekvationen 10 visar momentomvandlarförhållandet vid anordningen enligt uppfinningen, varvid det utgående drivmomentet M2 i det utgående varvtalet N2=0 Först synes vara oändligt. Av ekvationen 7 Framgår det emellertid (fig. 3), att M2(N2) sjunker lineärt med utgång Från ett maximalt värde vid N2 = U. Detta ändliga värde på M2 är emellertid förståeligt, när man beaktar, att vridmomentet M1 vid generatorn 5 (ekvation 9) for N2 = 0 likalaoaa blir noll.

Sålunda kan man vid drift med varvtalet N2 = Û upprätthålla ett maximalt vridmoment M2, varvid D2 = D1 = M1 = D. Den optimala effektöverfüringen mellan ingående och utgående drivkraft erhålles vid ett varvtalsförhållande, vid vilket derivatan dP/dN2 = 0, dvs. vid op/oN2=k1N1-2k2N2 = o; N2/N1 = k1/2k2 (ekvation 11) allar vid dat varvtalsforhållanda, via vllkat Û1 = k1N1 ar just då dubbelt så stor som U2 = k2N2. Det utgående driv- momentet M2 och effekten P sjunker slutligen till noll, när N2 når det värde, där Nzkz = N1k1, dvs. där U2 = U1 (fig. 3).

Medelst ekvationerna 6 - 11 har Förhållandet av de elektriska momentomvandlarna Fullständigt beskrivits. 451 925 I det Följande skall ännu mera förklaras, varför vid det utgående varvtalet N2 = Ü upprätthålles ett vridmoment M2=(2k2'n'C/'" )-N1 (ekvation 7) utan att vid generatorn G kräva vridmoment (ekvation 9) eller effekt (ekvation 8).

Vid N2 = Ü blir U2N2k2 = Ü och sålunda te = =(Å T/2)'(U2/U1) = D, dvs. strömimpulserna når en maximal bredd på Å T/2, men i (t) alstrar i motorn M vid U2 = U ej någon effekt och P2 är lika med noll. Vid Qšneratorn G ligger emellertid spänningen u1 (t) vid värden mellan -U1 och +U1, så att säkert den momentana effekten blir P1 (t) Å U. Emellertid försvinner den angivna effekten vid varje halvperiodtlT/2 av den triangulära spänningen u1 (t), eftersom under denna tid strömmen i (t) visserligen är konstant, men spänningen u1 (t) uppvisar lika stora positiva och negativa värden. Strömmen i driver generatorn G sålunda från t = o till t = .KT/a aan från t »fiT/z till t = BLÄT/4, under det att den däremellan belägna tidsperioden bromsar den.

Denna växling kvarstår även vid ökande varvtal N med minskande förhållande ta/tb mellan driv- och bromstiden (rig. za), tills M2 når att väfda, vid vilket Nz-kfravßg/z, dvs. till 1.12 = u1/2. Givetvis kan nu aan redan i ekvationen 8 angivna effekten P1 även beräknas 2 direkt och man erhåller med ekvation 1 och ekvatínn 3 - 4 lvl.. = (t)-i (t)at = 2- _¿'2u1-(1-4t/AT)-(-4c-Ü1/AT) at= 1 5 A1”¶ «~ -(ac-Û1/J.T)-(t - 21-.2 /.»T) [_ / =4C-(U1u2 _ nå) (ekvation 12) p1 :Av/AT = ac-Uz-(ufuz) /AT (ekvation 13) dvs. den av generatorn G alstrade effekten P1 är lika med den i motorn förbrukade effekten P1, såsom framgår av en jämförelse mellan ekvation 13 och ekvation 6a. 451 925 I fig. 3 visas hur vid konstant utgående drivvarvtal N1 och vid fast k2 vid ingående drivkraft varvtalet N2 kan inställas allt efter vridmomentbehovet. Aven om den elektriska momentomvandlaren arbetar i hela området med god verknings- ' grad, överföres blott i omgivningen av k2N2 = k1N1/2 den maximala effekten. Genom ändring av kz under driften kan nu vid stort effektbehov inom ett brett område på N2 pro- dukten k2N2 hållas vid k1N1/2. Givetvis medför en ökning av den överförbara effekten även en ytterligare ökning av vridmomentet M2 vid låga varvtal.

I det enklaste fallet kan k2 = U2/N2 ändras genom en mellan motorn och drivanordningen inbyggd växel. Denna kombination återfinner man ofta vid hydrodynamiska omvandlare-kopplingsväxlar. Dessutom erbjudes vid elektriska omvandlare dessutom mycket enkla möjligheter för ändring av k2. Eftersom motspänningen U2 = k2N2 för en likströmsmotor är proportionell mot varvtalet N2, induktionen H2 och den aktiva ledarlängden, måste k2 själv vara proportionellt mot B2 och den aktiva ledningslängden. Det är sålunda möjligt att inställa k2 genom ändring av den aktiva ledningslängden i motorn eller genom ändring av induktionen B2 i motorn på så sätt, att den nödvändiga effekten ständigt står till förfo- gande.

Fältändringen har i praktiken ringa betydelse, eftersom motorns M enligt uppfinningen fält lämpligen 7 alstras av permanentmagneter. Dessutom erbjudes för en påverkan av k2 via ändringen av den aktiva ledningslängden konstruktionsbetingat två enkla möjligheter. Eftersom likströmsmotorn M lämpligen är så uppbyggd, att en vilande, på en cylindermantel belägen lindning H2 sträcker sig in i luftspaiten till ett poihjui ßz (rig. 4), kan neøförings- djupet kontinuerligt förändras med hjälp av släden S. Däri- genom ändras emellertid även den aktiva ledningslängden 12 och slutligen k2, så att denna anordning fungerar som en steglös växel. 451 925 10 För den praktiska användningen är det emellertid även tillräckligt med en steglös ändring av k2, som kan åstadkommas på enkelt sätt genom styckvis till- och frân- koppling av ledningslängden 12. Sålunda kan t.ex. hela led- ningens längd 12 uppdalas i 16 stycken A12 = 12/16 och motorn M drivas med en effektiv ledningslängd j - A12 = j - 12/16. Pig. 5 visar, att vid ett stort 1<2 (dvs. j = 16) erhålles ett mycket stort vridmoment vid N2 = Ü och att mellan ett nedre varvtal N2(U) och ett övre varvtal N2(o) förefinnes ett bredare område med i det närmaste optimal effektanpassning. De konstanta stegen A 12 för ledningslängden åstadkommer, att vid lägre varvtal med smala effektmaxima uppträder en smal stegindelning, vid höga varvtal med breda effektmaxima en bredare steg- bildning via N2, så att inom ett mycket stort varvtalsområde effektens felanpassning begränsas till ca 1fi.

Anpassningen av k2 till drifttillståndet under användning av ett av de ovan angivna förfarandena, medför sålunda en utvidgning enligt uppfinningen av området med maximal effektöverföring.

För Funktionen enligt uppfinningen av den elektriska momentomvandlaren är det av ovidkommande betydelse på vilket sätt generatorn G alstrar ett av ekvationen 1 U kännetecknat, triangulärt spänningsförlopp. Trots detta skall föreslås en speciell enkel konstruktion av en dylik generator G.

Generatorns G (Fig. 6) polhjul D1 består av en inre och en yttre ring med vardera 2n permanentmagneter PM, vilkas poler är belägna så mitt emot varandra, att omväxlande zoner med radiellt inåt och radiellt utåt förlöpande magnet- fält alstras. Magnetfältet slutes genom en inre och en yttre magnetiskt ledande ring R. In i luftspalten sträcker sig den cylinderformigt anordnade lindningen H1, varvid de parallellt med polhjulets P1 vridaxel förlöpande komponen- terna av ledningslängderna sträcker sig vinkelrätt mot relativhastigheten v och mot magnetfältet. 451 925 11 I Pig. 7a har lindningen H1 visats så, att luftspaltplanet är beläget i pappersplanet. Tidpunkten t = U skall väljas så, att inloppet 1, omkastningspunkten 3 och utloppet 5 för den V-Formiga ledningsslingan W1 sammanfaller med magnetiseringsgränserna för polhjulet.

Vägen s är därvid vid t = 0 likaledes noll och ökar med s = v-t. Därefter kan man lätt ange den i riktningen av rotationsaxeln, dvs. den i Fig. 7a i riktning av magneti- seringsgränserna belägna verksamma ledningslängden av lind- ningen H1 i beroende av s. Värdena på de enskilda lednings- styckena till spänningen u1 skall nu räknas allt efter ledarens löpriktning och allt efter magnetïältriktningen positivt eller negativt, nämligen U1w(H12)'(-B)+(+123)-(+B)+(-134)~(+B)+(-145)-(-5) (ekvation 14a) resp. u1 = v-B- I-a+(1-a)-a+(1-aí} = v-5-(21-ha) (ekvation lüb) Det Framgår av Fig. 7 att a/s=1(U/2n) resp. a=1-s/(U/2n). Eftersom vägen s och magnetbredden (U/2n) förhåller sig som tiderna t och ÅÄT/2 erhålles av ekvationen 14b (11 (t) = v-B-(m-en-t/AT) e 2v-e-1-(1-4t/AT) (ekvation 140) Vid t =[ÄT/2 sammanfaller inloppet 1, omkastningspunkten 3 och utloppet 5 från ledningens slinga ånyo med magnetiserings- gränserna och Förloppet börjar med omkastad fältriktning och spänning, dvs. u1 (t) = -2v-e-1-(1-at/AT) (ekvation ma) Slutligen kan n ledningsslingor anbringas på den cylinderformiga lindningens H1 omkrets U, som då alla har samma relativa vridlägen s i Förhållande till magneti- seringsgränserna (tig. 7b), Dessa kan därför vara kopplade i serie och ökar u1 (t) med faktorn n. Sätter man slutligen 2n'v'B= U1, övergår ekvationen 14c och läd i ekvationen la och 1b. 451 925 12 Såsom visas i fig. 7c kan ytterligare triangulärt förlöpan- de ledare, t.ex. 2, 3 . . . . ..8, 1', 2' . . . . . ..8' sammankopplas med led- ningen 1. Vid allmänt i = l........I, i' = 1 . . . . . . ..I i varandra kopp- lade lindningar avger emellertid blott i och i' varandra motsatta lik- fasiga spänningar uii (tl = -uii' (ti En fördel med uppfinningen består just däri, att för alla 2.1 faser den i fig. 1 visade kopplingen uppbygges separat och begrän- sar den genom kondensatorerna Ci och dioderna D: och D; över- förda effekten på så sätt, att även vid en annan stor total effekt P vanliga konstruktionselement kan komma till användning. De enskilda fasernas pålagda strömmar kan därvid summeras till ett lindningspar Hg , Nå' eller till flera grupper av lindningspar. Även uppdelningen av motorlindningen HQP, Nå i flera grupper erbjuder enligt uppfinningen fördelar, eftersom därigenom den av komnuteringsanordningarna överförda effekten kan begränsas så,att t.ex. vid en kollektorlös utföringsform vanligen effekthalvledare kan komma till användning. Denna uppdelning är även möjlig, när tillverk- ningtoleranser och materialspridning leder till små spänningsskillna- der mellan lindningsfaserna W¿É, eftersom alla matas av olika lindningsfaser i generatorn G, dvs. av var för sig egna strömkällor.

I fig. 8a visas som exempel en sådan uppdelning i fas- grupper. Först har här fyra faser 1, 5, 1' och 5' från fig. 7c samman- förts på så sätt, att deras positiva strömmar il, i5, i'1 och i'5 summerats till dioderna D* och UÉ under det att de motsva- rande negativa strömmarna -il, -i5, -i'1 och -i'5 summeras vid -Ug. Funktionssättet för en enkel fas påverkas ej därav, att ytter- ligare faser anslutes till den gemensamma spänningen +U2 resp.

-Ug. Faserna har enligt uppfinningen valts just så, att vid effekt- anpassning - såsom visas i tabellerna enligt fig. Bb - strömpulserna överlagras till en likström utan avbrott. De resterande faserna (fig. 7c) har likaledes sammanfattats till grupper (2, 6, 2', 6'), (3, 7, a', 1'), (4, s, 4', s') (fig.1o). ' l' 1 3 451 925 Motorns M lindningar har anordnats så, att ledningen för- löper meanderformigt i luftspalten i ett polhjul P2, som är uppbyggt på sanma sätt som polhjulet P1 (fig. 6). I idealfallet skulle därvid varje ledare bygga upp en omväxlande positiv och negativ, rektangulär spänning som motspänning. Eftersom emellertid ett rektangulärt fält- förlopp i polhjulet P1 är möjligt att förverkliga blott med svårig- het, erhåller man för spänningen ug (t) för en fas ett i huvudsak trapetsformigt förlopp (fig. 8c). Väljer man av de t.ex. 12 faserna för motorn M ut faserna 1, 5 och 9, har för varje tidpunkt åtminstone en av faserna spänningen +U2, en annan spänningen -U2, dvs. t.ex. vid tidpunkten to (fig. 8cl faserna 5+och 1. Manövreras nu t.ex. vid rätt tidpunkt den rätta omkopplaren Sï i fig. 8a, är sålunda t.ex. vid tidpunkten to omkopplarna Sï och Sš slutna, så kan den posi- tiva och negativa generatorströmmen alltid strömma genom motorns M motsvarande lindningsfaser. Motorns övriga faser har givetvis lika- ledes sanmanförts till grupper (fig. 10).

Omkopplarna Sï kan utgöras antingen av effekthalvledare eller mekaniskt verkande kommutatorer. Eftersom emellertid lindnings- cylindrarna M1 och H2 med fördel är fast anordnade och polhjulen P1 och P2 i förhållande till dessa kan rotera med olika varvtal fi N1 och Ng är säkerligen en elektronisk kommutering utan mekaniskt rärliga delar att föredra. Ett utbyte av kopplingsordningsföljden av Sf möjliggör även på enkelt sätt en omkastning av rotationsrikt- ningen. Även om funktionen enligt uppfinningen av den elektriska momentomvandlaren ej är beroende av den som exempel visade konstruk- tionen, erhålles vid förverkligandet av funktionen enligt uppfinningen en konstruktionsform, som visas i fig. 9.

En rotationssymmetrisk bärkonstruktion Tr kan fastgöras med en fläns Fl vid den ingångsvridmomentet M1 alstrande - icke visade - maskinen. Tr erhåller vidare lagringen Lal och La2 för den ingående drivaxeln Hel och den utgående drivaxeln Ne2. SLutligen uppbär Tr den C¥1l"deTf°fml9fi 1l"d"l“9e" W1 för generatordelen G och lindningen V2 för motordelen M. 451 925 14 På axïarna Hel och He2 har fastgjorts po1hju1en P1 och P2, som uppbär permanentmagneterna PM (fig. 6). Det är 1ämp1igt att anordna de på grund av ett högt utgående drivmoment M2 större magnetytorna hos poïhjuïen P2 i två koncentriska system, varvid tota1t erfordras nnndre mängd materia1 'för magneterna. Givetvis måste därvid även motorïindníngen Ng vara anordnad i två koncentriska cylindrar.Kondensatorerna C1, dioderna D: och dioderna D; samt komnuteringsanordningarna (fig. 8a) kan var väï tíïïgängïígt fästa intiïï fïänsen Fl på bärkonstruktíonen Tr. šfh

Claims (10)

.f 451 925 P a t e n t k r a v

1. Elektrisk momentomvandlare med en växelspänningsgenera- tor, vars lindningar via var sin kondensator och via likriktare är an- slutna till en likströmsmotor, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att a. likströmsmotorn (M) är separatmagnetiserad eller magnetiserad medelst permanentmagneter, b. den av växelspännningsgeneratorn (G) avgivna spänningen (U1 (t)) i sitt tidsmässiga förlopp (t) är i det närmaste tri.angulärfor- mig, c. kondensatorerna (C) är dimensionerade så stora, att de begränsar strömmen även vid motorvarvtalet noll till ett tillåtet värde.

2. Elektrisk momentomvandlare enligt kravet 1, k ä n n e- t e c k n a d d ä r a v, att generatorn (G) är enfasig.

3. Elektrisk momentomvandlare enligt kravet 1, k ä n n e- t e c k n a d d ä r a v, att generatorn (G) är flerfasig.

4. Elektrisk momentomvandlare enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att växelspänningsgeneratorn (G) tillsanmans med sin triangulära spänning och kondensatorn (C) bil- dar en strömgenerator för alstring av periodvis separata strömpulser med konstant amplitud hos varje enskild puls.

5. Elektrisk momentomvandlare enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att likströmsmotorn (M) upp- visar en tudelad ankarlindning (Ng), vars ena lindning via en första diod (D*) och vars andra lindning via en andra diod (D') är så förbundna att alltid en ankarlindning matas med den positiva delen och den andra med den negativa delen av en periodvis separat omladdnings- ström från kondensatorn (C).

6. Elektrisk momentomvandlare enligt kraven 1, 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att genom uppdelning av lind- ningarna och kommuteringsanordningarna för likströmsmotorn (M) upp- komna delsystem är mekaniskt kopplade parallellt ocn matas med av var- andra oberoende pålagda strömmar. 451 925 ie

7. Elektrisk momentomvandlare enligt kraven 1 och 3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att periodvis separat pålagda strömnar vid flerfasgeneratorer infogas mellan varandra till en av- brottsfri likström.

8. Elektrisk momentomvandlare enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att generatorlindningens (H1) ledare är triangulärt anordnade på mantelytan till en stationär i luftspalten för ett med en permanentmagnet (PM) försett polhjul (P1) införbar cylinder.

9. Elektrisk momentomvandlare enligt kravet 8, k ä n n e- t e c k n a d d ä r a v, att polhjulet (Pl) är flerskaligt och för- sett med flera koncentriska luftspalter.

10. Elektrisk momentomvandlare enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att motorn utgöres av en likströmsmotor (M) utan mekanisk kommutator. 7