SE465696B - Elektrisk motor och anordning foer matning av en saadan motor - Google Patents

Elektrisk motor och anordning foer matning av en saadan motor

Info

Publication number
SE465696B
SE465696B SE8802972A SE8802972A SE465696B SE 465696 B SE465696 B SE 465696B SE 8802972 A SE8802972 A SE 8802972A SE 8802972 A SE8802972 A SE 8802972A SE 465696 B SE465696 B SE 465696B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
magnetic
winding
ferromagnetic
poles
pole
Prior art date
Application number
SE8802972A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8802972D0 (sv
SE8802972L (sv
Inventor
Vilmos Toeroek
Original Assignee
Vilmos Toeroek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vilmos Toeroek filed Critical Vilmos Toeroek
Priority to SE8802972A priority Critical patent/SE465696B/sv
Publication of SE8802972D0 publication Critical patent/SE8802972D0/sv
Priority to PCT/SE1989/000443 priority patent/WO1990002437A1/en
Priority to AU40678/89A priority patent/AU4067889A/en
Priority to JP1508866A priority patent/JP2832307B2/ja
Priority to DE68914841T priority patent/DE68914841T2/de
Priority to US07/651,407 priority patent/US5117144A/en
Priority to EP89909448A priority patent/EP0431006B1/en
Publication of SE8802972L publication Critical patent/SE8802972L/sv
Publication of SE465696B publication Critical patent/SE465696B/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/24Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
    • H02K1/246Variable reluctance rotors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/02Synchronous motors
    • H02K19/04Synchronous motors for single-phase current
    • H02K19/06Motors having windings on the stator and a variable-reluctance soft-iron rotor without windings, e.g. inductor motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Description

ON l0 15 20 25 30 35 VD O\ 2 dvs. en betydligt enklare matningselektronik med färre kompo- nenter måste kunna användas. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att åstad- komma en elektrisk motor, som möjliggör en elektroniskt styrd matning med hjälp av en betydligt enklare matningselektronik omfattande betydligt färre komponenter än vid dagens kända elektronikmotorer.
Detta uppnås medelst en elektrisk motor enligt uppfin- ningen, vilken har de i patentkravet l angivna väsentliga kännetecknen. Fördelaktiga vidareutvecklingar och utförings- former av motorn enligt uppfinningen har de i patentkraven 2-12 angivna kännetecknen. Motorn enligt uppfinningen har i motsats till flertalet av dagens kända elektronikmotorer ej en elektroniskt reverserbar rotationsriktning utan har en enda förutbestämd rotationsriktning, som ej kan ändras utan mekaniska åtgärder. Såsom nämnts i det föregående saknar detta dock betydelse för flera mycket stora användningsom- råden. Ett fördelaktigt utförande av en elektronisk matnings- krets för en motor enligt uppfinningen har de i patentkrav 13 angivna kännetecknen.
I det följande skall uppfinningen närmare beskrivas i anslutning till bifogad ritning, i vilken fig. l visar den i det föregående beskrivna uppbyggnaden' av växelriktardelen i en frekvensomriktare av den typ som är allmänt använd vid dagens elektronikmotorer; fig. 2 är en schematisk och principiell ändvy av ett exem- pel på en första utföringsform av en elektrisk motor enligt uppfinningen; fig. 3 schematiskt visar utformningen och arrangemanget av statorpolerna och rotorpolerna vid motorn enligt fig. 2 i utbredd framställning; fig. U visar, på motsvarande sätt som fig. 3, en alterna- tiv utformning av rotorpolerna, som möjliggör en omkastning av motorns rotationsriktning genom en enkel mekanisk omställ- ning; fig. 5 är en schematisk och principiell sidovy, delvis i axiellt snitt, av ett exempel på en andra utföringsform av en motor enligt uppfinningen; 10 15 20 25 30 35 4-65 696 3 fig. 6 visar ett snitt genom motorn enligt fig. 5 utefter linjen VI-VI i fig. 5; fig. 7 schematiskt och i utbredd framställning visar ut- formningen av rotorn vid motorn enligt fig. 5 och 6; fig. 8 är en schematisk och principiell sidovy, delvis i axiellt snitt, av ett exempel på en tredje utföringsform av en motor enligt uppfinningen; fig. 9 visar ett snitt genom motorn enligt fig. 8 utefter linjen IX-IX i fig. 8; fig. l0 är ett diagram, som kommer att användas i samband med redogörelse för momentutvecklingen hos en motor enligt uppfinningen; och fig. ll visar kopplingsschema för en fördelaktig utförings- form av en elektronisk matningskrets för en motor enligt upp- finningen.
Motorn enligt uppfinningen arbetar enligt reluktansprin- cipen, varvid den ferromagnetiska kärnan på den ena av motorns båda relativt varandra roterbara delar är försedd med såväl ferromagnetiska som permanentmagnetiska magnetpoler, som magne- tiseras med hjälp av en magnetiseringslindning, medan den ferromagnetiska kärnan hos motorns andra del är försedd med utpräglade, ferromagnetiska reluktanspoler.
Det i fig. 2 och 3 schematiskt visade exemplet på en första utföringsform av en motor enligt uppfinningen inne- fattar en stator l med en ferromagnetisk kärna och en rotor 2 med en ferromagnetisk kärna och ett mellanliggande, cylindriskt luftgap 6. Statorn 1 är försedd med ett jämnt antal, vid det visade utföringsexemplet fyra, magnetpolgrupper var och en innefattande en utpräglad, permanentmagnetisk magnetpol 3 och en utpräglad, ferromagnetisk magnetpol H. De permanentmagne- tiska polernas 3 permanentmagnetiska polaritet är indikerad medelst pilar i riktningen för det magnetflöde som permanent- magneterna strävar att driva. Var och en av de av en permanent- magnetisk pol 3 och en ferromagnetisk pol 4 bestående magnet- polgrupperna är omsluten av en del av en magnetiserings- lindning 5 på sådant sätt att den permanentmagnetiska polen 3 och den ferromagnetiska polen U i varje magnetpolgrupp magnetiseras i samma riktning av magnetiseringslindningen 5. l0 15 20 25 30 35 H De permanentmagnetiska polerna 3 har inbördes motsatta perma- nentmagnetiska polariteter i varandra närbelägna magnetpol- grupper, varjämte varandra närbelägna magnetpolgrupper magne- tiseras i relativt varandra motsatta riktningar av magnetise- ringslindningen 5. Med fördel är magnetiseringslindningen 5 så anordnad, att den av densamma alstrade magnetiseringen är motriktad de permanentmagnetiska polernas 3 polaritet.
Såsom framgår av fig. 3, som schematiskt illustrerar såväl statorpolernas som rotorpolernas utformning och arrangemang i en utbredd framställning, är de permanentmagnetiska stator- polerna 3 och de ferromagnetiska statorpolerna H anordnade med en konstant poldelning och med något inbördes mellanrum. Med fördel kan varje pol ha en bredd i den periferiella riktningen, som motsvarar i huvudsak 2/3 av poldelningen.
Rotorns 2 ferromagnetiska kärna är utformad med lika många utpräglade, ferromagnetiska reluktanspoler 7 som det finns magnetpolgrupper på statorn, dvs. vid det visade utförings- exemplet fyra. Såsom framgår av fig. 3 har dessa reluktans- poler 7 sålunda en poldelning som är dubbelt så stor som pol- delningen för statorpolerna 3, H. Varje reluktanspol 7 på ro- torn har över ungefär halva sin axiella längd i huvudsak samma periferiella bredd som en statorpol 3, 4 och över resten av sin axiella längd en bredd i huvudsak motsvarande en halv rotorpoldelning. Varje rotorpol 7 kan sålunda betraktas såsom bestående av en jämnbred huvudpol 7A och en från denna ut- skjutande klack 7B. Denna klack 7B skjuter ut från huvudpolen 7A i samma periferiella riktning vid samtliga rotorpoler 7.
Vid strömlös magnetiseringslindning 5 har rotorn 2 stabila jämviktslägen, vid det visade utföringsexemplet fyra sådan, i vilka rotorpolerna 7 befinner sig i ett sådant läge att de helt täcker de permanentmagnetiska statorpolerna 3. Varje rotorpolklack 7B sträcker sig då periferiellt fram till den närmast belägna ferromagnetiska statorpolen 4. I det följande kallas detta läge för startläge. Pig. 3 visar statorpolerna och rotorpolerna i ett sådant inbördes läge.
Om rotorn befinner sig i ett sådant startläge och magneti- seringslindningen 5 tillföres ström i den i fig. 2 markerade riktningen, så drages rotorpolklackarna 7B i riktning mot de 10 15 20 25 30 35 J> CT LH CD MD CD 5 närbelägna ferromagnetiska statorpolerna H, samtidigt som hållkraften hos de permanentmagnetiska statorpolerna 3 för- svagas eller eventuellt till och med reduceras till noll.
Detta medför, att först rotorpolklackarna 7B och därefter rotorpolernas huvuddelar 7A drages in under de ferromagne- tiska statorpolerna U. Det härigenom uppnådda inbördes läget mellan rotor och stator kallas i det följande indraget läge.
Det inses, att om magnetiseringsströmmen upphör när eller strax innan indraget läge nås, så fortsätter rotorn att rotera i riktning mot nästföljande startläge, och om magnetiserings- strömmen på nytt kopplas in när eller strax innan detta näst- följande startläge uppnås, så fortsätter rotorn att rotera.
Det inses att denna styrning av strömmen i magnetiserings- lindningen 5 på statorn kan uppnås medelst ett enda elektro- niskt switchelement, exempelvis en transistor, och ett organ som avkänner det inbördes rotationsläget mellan rotor och stator och i beroende härav styr till- och frånslagningen av switchelementet.
Vid strömlös magnetiseringslindning 5 kan rotorn 2 även intaga ett antal, vid det visade utföringsexemplet fyra, labila jämviktslägen, i vilka rotorpolerna delvis överlappar de ferromagnetiska statorpolerna U. Motorn kan emellertid startas även från ett sådant labilt jämviktsläge, eftersom en strömtillförsel till magnetiseringslindningen 5 medför att rotorn 2 drages förbi punkten för labilt jämviktsläge fram till ett indraget läge.
Vid elektrisk bromsning av motorn, dvs. generatordrift, tillföres magnetiseringslindningen 5 ström inom de vinkel- intervall, då rotorn vrider sig från ett indraget läge till ett startläge. Vinkelintervallen med strömförande magnetise- ringslindning vid motordrift är strömlösa vid generatordrift och vice versa.
Det inses att den i fig. 2, 3 illustrerade utföringsformen av en motor enligt uppfinningen kan varieras i flera avseen- den. Sålunda kan antalet statorpolgrupper 3, H och med dessa samverkande rotorpoler 7 vara vilket som helst jämnt tal. Vi- dare kan varje statorpolgrupp bestå av flera par av permanent- magnetiska poler 3 och ferromagnetiska poler H, varvid de lÛ 15 20 25 30 35 6 permanentmagnetiska polerna 3 har sinsemellan samma permanent- magnetiska polaritet inom varje polgrupp och samtliga såväl ferromagnetiska som permanentmagnetiska poler inom en och samma polgrupp magnetiseras i en och samma riktning av magne- tiseringslindningen 5. Antalet rotorpoler 7 är härvid natur- ligtvis lika stort som det totala antalet par av permanent- magnetiska och ferromagnetiska statorpoler, eftersom rotor- poldelningen är dubbelt så stor som statorpoldelningen.
Det inses vidare, att statorn och rotorn naturligtvis kan byta plats vid en motor enligt uppfinningen, så att en motor med ytterrotor erhålles. Vidare inses det, att det na- turligtvis i princip ej är något som hindrar att magnetise- ringslindningen och de av permanentmagnetiska och ferromagne- tiska magnetpoler bestående polgrupperna är anordnade på motorns roterande del, medan reluktanspolerna är anordnade på motorns stationära del. Därvid kommer dock naturligtvis släpringar och borstar eller motsvarande att erfordras för strömmatningen av magnetiseringslindningen.
Av det föregående inses det, att en motor enligt uppfin- ningen med det i fig. 2, 3 beskrivna utförandet endast kan rotera i en riktning, vilken bestämmes av den periferiella riktning i vilken klackarna 7B skjuter ut från rotorpolernas 7 huvuddel 7A.
En motor enligt uppfinningen med i princip det i fig. 2, 3 visade utförandet och det ovan beskrivna arbetssättet kan emellertid förhållandevis enkelt modifieras, så att dess rotationsriktning kan kastas om medelst en förhållandevis enkel mekanisk omställning. För detta ändamål utformas rotor- polerna 7 på det i fig. 4 schematiskt visade sättet. Rotorpo- lerna 7 har härvid en axiell längd som överstiger statorpoler- nas 3, U aktiva axiella längd, vilken i fig. H är betecknad med b. Vidare är varje rotorpol 7 försedd med två utskjutande klackar 7B och 7C av tidigare beskrivet slag, vilka är anord- nade vid var sin ände av rotorpolen 7 och riktade i inbördes motsatta periferiella riktningar. Vidare är rotorn axiellt förskjutbar relativt statorn, så att den kan förflyttas mellan två olika arbetslägen. I det ena arbetsläget är rotor- polklackarna 7B belägna inom statorpolernas 3, 4 aktiva om- 10 15 20 25 30 35 465 696 7 råde, varför motorn roterar i den av rotorpolklackarna 7B bestämda riktningen, medan i det andra arbetsläget rotorpol- klackarna 7C befinner sig inom statorpolernas 3, H aktiva om- råde och motorn sålunda roterar i den motsatta, av rotorpol- klackarna 7C bestämda riktningen. Ett sådant utförande av motorn kan vara tänkbart för motorer, vilkas rotationsriktning ej ändras alltför ofta. Även akta utföringsformer av uppfinningen är möjliga, såsom exempelvis den i fig. 5, 6 och 7 illustrerade. Vid denna utföringsform är såväl statorn l som rotorn 2 försedda med två, på axiellt avstånd från varandra belägna polkransar.
Var och en av statorpolkransarna Sl och S2 består av lika många permanentmagnetiska magnetpoler 3 som ferromagnetiska magnetpoler H anordnade växelvis på i princip det i fig. 3 visade sättet. Samtliga permanentmagnetiska poler 3 inom en och samma polkransSl respektive S2 har sinsemellan samma per- manentmagnetiska polaritet relativt luftgapet men motriktad polaritet relativt de permanentmagnetiska polerna i den andra polkransen. De båda statorpolkransarna Sl och S2 är sålunda inbördes lika med undantag för riktningen hos de permanent- magnetiska polernas 3 polaritet. De båda rotorpolkransarna Rl och R2 är inbördes lika och utformade principiellt på det i fig. 3 visade sättet. Varje rotorpolkrans Rl innefattar sålunda lika många ferromagnetiska reluktanspoler 7 som an- talet ferromagnetiska poler H i varje statorpolkrans Sl, var- vid varje sådan rotorpol 7 är utformad med en periferiellt ut- skjutande klack 7B, som är riktad åt samma håll för samtliga rotorpoler 7 i båda rotorpolkransarna Rl och R2. De utpräglade rotorpolerna 7 kan bildas av motsvarande fördjupningar 8 i den cylindriska rotorkärnans 2 omkrets.
Statorpolkransarna Sl, S2 är förbundna med varandra medelst ett ferromagnetiskt ok, så att ett magnetiskt flöde kan passera mellan statorpolkransarna Sl, S2 i axiell rikt- ning. På liknande sätt är även rotorpolkransarna Rl, R2 för- bundna med varandra medelst ett ferromagnetiskt ok, som leder det magnetiska flödet mellan rotorpolkransarna Rl, R2 i axiell riktning.
Magnetiserings- eller statorlindningen 5 består vid denna 4.65 696 10 l5 20 25 30 35 8 utföringsform av en enda cirkulär spollindning, som är anord- nad på statorkärnan l mellan de båda statorpolkransarna Sl, S2.
Strömriktningen i lindningen 5 är lämpligen sådan, att den motverkar permanentmagnetpolernas 3 fält i de båda statorpol- kransarna Sl, S2. Det inses att statorpolkransarnas Sl, S2 och rotorpolkransarnas Rl, R2 inbördes lägen är sådana, att båda rotorpolkransarna Rl, R2 samtidigt intager ett startläge i förhållande till respektive statorpolkrans Sl, S2.
Det inses, att vid en motor utformad enligt fig. 5-7 kan vilket som helst antal poler användas i rotorpolkransarna.
Det inses, att en utföringsform enligt fig. 5-7 även kan utföras med ett koniskt luftgap i stället för ett cylindriskt luftgap.
Det är även möjligt att utforma en motor enligt uppfin- ningen med plana luftgap. Pig. 8 och 9 illustrerar schematiskt ett sådant utförande, som i princip kan erhållas från det i fig. 5-7 visade och ovan beskrivna utförandet enbart genom en ändring av statorkärnans och rotorkärnans geometri.
Vid utföringsformen enligt fig. 8 och 9 är statorkärnan 1 ringformad med en U-formad, radiellt inåt öppen tvärsektion, varvid den U-formade tvärsektionens båda skänklar uppbär de båda, i detta fall plana och ringformade statorpolkransarna Sl och S2, som var och en består av lika många permanentmagne- tiska poler 3 och ferromagnetiska poler H anordnade växelvis.
De permanentmagnetiska polerna 3 i de båda statorpolkransarna Sl, S2 har härvid polariteter riktade i samma axiella riktning.
Vid det illustrerade utföringsexemplet innefattar varje sta- torpolkrans Sl, S2 tre permanentmagnetiska poler 3 och tre ferromagnetiska poler U.
Den på motorns axel 9, exempelvis en stabilt lagrad rör- axel, monterade rotorn 2 är belägen mellan de båda plana, ringformade statorpolkransarna Sl, S2 och kan utgöras av en ferromagnetisk ring, som i sina båda, mot statorpolkransarna Sl, S2 vända ytor är utformad med rotorpoler enligt den i det föregående beskrivna principen. Med fördel kan dock rotorn 2 vid detta utförande helt enkelt utgöras av ett mot antalet ferromagnetiska poler U i statorpolkransarna S1, S2 svarande antal radiellt utskjutande ferromagnetiska armar, som bildar 10 15 20 25 30 35 4-65 696 9 var sin rotorpol 7 med en i den ena periferiella riktningen utskjutande klack 7B, såsom tydligast framgår av fig. 9 Magnetiserings- eller statorlindningen 5 utgöres vid denna utföringsform av en enda cirkulär spollindning, som är anord- nad inuti den U-formade tvärsektionen hos den ringformade statorkärnan l på i ritningen schematiskt visat sätt.
En utföringsform av uppfinningen enligt fig. 8 och 9 kan med fördel användas för drivning av centrifuger, omrörnings- anordningar, blandare, bobiner för spinnhuvuden och liknande.
Det inses, att vid utföringsformer enligt fig. 5-9 ger ström i motorns lindning även upphov till en axiell magnetise- ring av motorn. Om som följd av detta motorns magnetiska läck- fält blir så kraftigt, att det kan vara störande för motorns omgivning, kan läckfältet reduceras högst avsevärt, genom att motorn utformas med två statorer och två rotorer av samma typ men med lindningar, vilkas axiella magnetfält motverkar varand- ra. Båda dessa lindningar kan därvid matas från en gemensam elektronisk matningskrets.
Det magnetiska ljud som alltid uppstår då de mellan stator och rotor verkande magnetiska krafterna varierar med tiden och i rummet, såsom vid en motor enligt uppfinningen, kan på från andra elektromaskiner känt sätt reduceras genom att rotorpolernas begränsningslinjer sneddas och/eller genom att rotorpolernas poldelning göres något ojämn.
Såsom framgår av det föregående, är en motor enligt upp- finningen försedd med en enda lindning, i vilken ström behöver flyta endast i en riktning. Matningen av en motor enligt upp- finningen kan därför ske med hjälp av ett enda switchelement, som styres i beroende av rotorns vinkelläge relativt statorn.
När statorlindningens magnetomotoriska kraft avtar, minskar även den magnetiska fältenergin i motorn. Den fri- gjorda fältenergin bör med fördel återföras till matnings- källan, eller alternativt omvandlas till värme i ett motstånd.
Pig. ll visar en särskilt fördelaktig utföringsform av en elektronisk krets för matning av en motor enligt uppfin- ningen från en likspänningskälla UD, som exempelvis kan vara ett galvaniskt batteri eller ett kondensatorbatteri anslutet till en från nätet matad likriktarbrygga. För att magnetisk 465 696 10 15 20 25 30 35 10 fältenergi skall kunna återmatas till spänningskällan UD, förses motorn enligt uppfinningen förutom med den tidigare nämnda magnetiserings- eller arbetslindningen, som är beteck- nad med Wl i fig. ll, även med en återföringslindning W2, vilken är lindad som en sekundärlindning till arbetslindningen Wl. Återföringslindningen W2 är sålunda anordnad i motorn fysiskt parallellt med arbetslindningen Wl och har lika många lindningsvarv som denna men kan i vissa fall utföras med en betydligt mindre ledararea. De båda lindningarna Wl och W2 kan även lindas bifilärt. Genom detta utförande kommer lika stora spänningar att induceras i de båda lindningarna Wl och W2, när det magnetiska fältet genom lindningarna förändras.
Matningskretsen innefattar ett elektroniskt switch- element SW, exempelvis en transistor, som styres i beroende av rotorns vinkelläge relativt statorn och som är kopplad i serie med motorns arbetslindning Wl mellan spänningskällans UD båda poler. Vidare innefattar matningskretsen en diod D, som är kopplad i serie med återföringslindningen W2 mellan spänningskällans UD båda poler på ett sådant sätt, att de båda lindningarnas Wl, W2 med avseende på de i lindningarna inducerade spänningarna likpolära ändar, markerade medelst punkter i fig. ll, är anslutna till var sin pol hos spännings- källan UD och så att diodens D strömledningsriktning är mot- riktad switchelementets SW strömledningsriktning. Vidare innefattar matningskretsen en kondensator C, som är inkopplad mellan de båda lindningarnas Wl och W2 andra ändar. Spän- ningen över denna kondensator C är väsentligen lika med spän- ningskällans UD spänning, oavsett vilken inducerad spänning som uppträder i lindningarna Wl och W2.
Då transistorn SW göres ledande, börjar ström flyta genom arbetslindningen Wl. När transistorn SW börjar göras oledande, ökar spänningen över transistorn till omkring 2 UD, innan dioden D börjar överta den i lindningen Wl flytande strömmen Il. Då detta sker, börjar även återföringslindningen W2 leda ström I2. För motorns magnetiska krets är det utan betydelse hur strömföringen är fördelad mellan lindningarna Wl och W2.
En ökning av Iz medför därför en omedelbar minskning av Il. Återföringslindningen W2 övertar så att säga strömledningen från arbetslindningen Wl. Endast en obetydlig del av den 10 l5 20 25 30 35 465 696 ll återmatade energin hamnar i kondensatorn C som följd av den ofullkomliga magnetiska kopplingen mellan lindningarna Wl och W2. Den större delen av den frigjorda fältenergin återmatas till spänningskällan UD via dioden D. Om transistorn SW åter göres ledande, innan strömmen I2 i återföringslindningen W2 har klingat av, så övertas denna restström av arbetslind- ningen Wl i ett förlopp liknande det som ovan beskrivits.
Sambandet mellan motorlindningens totala strömföring Il + I2 och motorns luftgapsmoment T kan uttryckas som T = TPM(a) + I - k(a) där TPM(u) är luftgapsmomentet vid strömlös statorlindning som följd av statorns permanentmagnetiska poler, a är rotorns vinkelläge relativt statorn, k(a) är en momentfaktor.
Momentfaktorn k(a) är en periodisk funktion av rotorns vinkelläge relativt statorn. Fig. 10 visar det typiska för- loppet för momentfaktorn k(a) som funktion av rotorns vinkel-- läge a, i elektriska grader, om en icke obetydlig total ström i den föredragna riktningen antages föreligga i motorlind- ningen.
Den enklast möjliga formen av strömmatning till en motor enligt uppfinningen erhålles, om motorlindningen matas med rektangulära strömpulser, dvs. strömmen har antingen ett be- stämt konstant värde eller är noll. Det kan dock visas mate- matiskt, att vid vilken som helst storlek på förlusterna i motorlindningen kommer medelvärdet för motorns luftgapsmoment att maximeras, om den totala motorströmmen varieras på samma sätt som den positiva delen av funktionen k(a), Detta gäller för motordrift. För generatorisk drift skall strömföringen i motorlindningen ha liknande utseende som den negativa delen av funktionen k(u)» flock med omvänt tecken.
Vinsten i motormoment vid modulering av strömföringens amplitud inom ett strömledningsintervall, jämfört med att upp- rätthålla konstant strömamplitud inom strömintervallet, kan % i form av bättre maskinutnyttj- typiskt uppgå till högst 6 ning. Samtidigt ökar dock även strömmens toppvärde och därmed strömbelastningen på det använda switchelementet (SW i fig. ll) A 65 696 12 med en faktor om WE = öka strömmens toppvärde med ca 25 % l.Ul. En lämplig kompromiss kan vara att jämfört med en helt rek- tangulär strömpuls med konstant amplitud, vilket skulle resul- tera i en momentökning om ca 5 %. I detta sammanhang skall det dock observeras, att en modulering av strömstyrkan inom strömledningsintervallet enligt ovan även kräver att det ro- torns vinkelläge relativt statorn avkännande organet har en motsvarande större vinkelupplösning.

Claims (2)

1. 4-65 696 l3 Patentkrav l. Elektrisk motor innefattande en första och en andra, inbördes roterbara delar med var sin ferromagnetisk kärna och åtskilda av ett mellan de ferromagnetiska kärnorna liggande luftgap, k ä n n e t e c k n a d av att den första delens (l) ferromagnetiska kärna är vid sin mot luftgapet (6) vända yta försedd med ett antal, periferiellt efter varandra i delarnas inbördes rotationsriktning anordnade magnetpolgrupper var och en innefattande minst ett par utpräglade, periferiellt efter och på något avstånd från varandra i nämnda rotationsriktning anordnade magnetpoler (3, 4), varav den ena är ferromagne- tisk (M) och den andra är permanentmagnetisk (3), och magne- tiskt kopplad till en magnetiseringslindning (5) för samtidig magnetisering av såväl den ferromagnetiska som den permanent- magnetiska magnetpolen (3, U) i samma riktning relativt luft- gapet, varvid poldelningen är konstant såväl inom varje magnet- polgrupp som mellan varandra närbelägna magnetpolgrupper, samt att den andra delens (2) ferromagnetiska kärna är vid sin mot luftgapet (6) vända yta och mittemot magnetpolgrupperna (3, 4) på den första delens (l) ferromagnetiska kärna utformad med en sig periferiellt i nämnda rotationsriktning sträckande krans av utpräglade ferromagnetiska reluktanspoler (7), som har en inbördes poldelning motsvarande dubbla poldelningen för magnetpolerna (3, 4) på den första delens (l) ferromagne- tiska kärna och varav var och en har en bredd i nämnda peri- feriella riktning, som över en del av reluktanspolen (7) väsentligen motsvarar en poldelning för magnetpolerna (3, 4) på den första delens (1) ferromagnetiska kärna och som över den övriga delen av reluktanspolen (7) är mindre och väsent- ligen motsvarar den periferiella bredden hos magnetpolerna (3, U) på den första delens (1) ferromagnetiska kärna, på sådant sätt att varje reluktanspol (7) uppvisar ett i en förutbestämd, för samtliga reluktanspoler (7) gemensam peri- feriell riktning utskjutande parti(7B).
2. Motor enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att magnetiseringsriktningen medelst magnetiseringslindningen (5) A 65 6 2 14 är motriktad de permanentmagnetiska magnetpolernas (3) perma- nentmagnetiska polaritet. 3. av att de ferromagnetiska och permanentmagnetiska magnetpoler- Motor enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d na (3, 4) på den första delens (l) ferromagnetiska kärna har en bredd i den periferiella riktningen väsentligen mot- svarande två tredjedelar av poldelningen för dessa magnetpoler. u' n a d Motor enligt något av kraven l - 3, k ä n n e t e c k - av att det periferiellt utskjutande partiet (7B) hos varje reluktanspol (7) har en utsträckning i den relativt den nämnda inbördes rotationsriktningen vinkelräta riktningen mot- svarande i huvudsak hälften av reluktanspolens (7) totala utsträckning i sist nämnda riktning. 5. n a d av att nämnda första del (l) är stationär, medan nämnda andra del (2) är roterbar. Motor enligt något av kraven l - U, k ä n n e t e c k - 6. Motor enligt något av kraven l - 5, k ä n n e t e c k - n a d av att luftgapet (6) är cylindriskt och att nämnda första dels (1) ferromagnetiska kärna har ett jämnt antal magnetpolgrupper (3, H) av angivet slag anordnade i en peri- feriellt förlöpande krans, varvid de permanentmagnetiska magnetpolerna (3) har motsatt riktade permanentmagnetiska polariteter i varandra närbelägna magnetpolgrupper, och om- slutna av olika delar av magnetiseringslindningen (5) på sådant sätt att varandra närbelägna magnetpolgrupper (3, U) magnetiseras i inbördes motsatta riktningar av magnetiserings- lindningen (5). k ä n n e t e c k n a d av att 7. Motor enligt krav 6, varje magnetpolgrupp (3, H) på den första delen (1) innefattar flera, periferiellt efter varandra belägna par av en ferro- magnetisk magnetpol (U) och en permanentmagnetisk magnetpol (3), varvid samtliga permanentmagnetiska magnetpoler (3) i samma magnetpolgrupp (3, 4) har samma permanentmagnetiska polaritet. 8. Motor enligt något av kraven l - 5, k ä n n e t e c k - n a d av att luftgapet är cylindriskt, att den första delens (1) ferromagnetiska kärna är vid sin mot luftgapet vända yta 15 försedd med två, på axiellt avstånd från varandra belägna, periferiellt förlöpande kransar (Sl, S2) av magnetpolgrupper (3, 4) av angivet slag, varvid de permanentmagnetiska magnet- polerna (3) i de båda kransarna (S1, S2) har motsatt riktade permanentmagnetiska polariteter relativt luftgapet, att magne- tiseringslindningen (5) utgöres av en relativt luftgapet koaxiell spollindning anordnad mellan nämnda magnetpolkransar (S1, S2) samt att den andra delens (2) ferromagnetiska kärna är vid sin mot luftgapet vända yta utformad med två, perife- riellt förlöpande och mittemot magnetpolkransarna (Sl, S2) på den första delens (l) ferromagnetiska kärna belägna kransar (Rl, R2) av reluktanspoler (7) av angivet slag. 9. Motor enligt något av kraven 6 - 8, k ä n n e t e c k- n a d av att varje reluktanspol (7) har en axiell utsträckning som är större än den axiella utsträckningen hos magnetpolerna (3, 4) på den första delen (l) och är utformad med två, peri- feriellt i motsatta riktningar utskjutande partier (7B, 7C) be- lägna vid var sin axiell ände av reluktanspolen (7), samt att motorns första del (l) och andra del (2) är axiellt förskjut- bara relativt varandra till alternativt ett första arbetsläge, i vilket de i den ena periferiella riktningen utskjutande partierna (7B) hos reluktanspolerna (7) är belägna mittemot magnetpolerna (3, U) på den första delen (1), eller ett andra arbetslägeg i vilket de i den motsatta periferiella riktningen utskjutande partierna (7C) hos reluktanspolerna (7) är belägna mittemot magnetpolerna (3, U) på den första delen (l). 10. Motor enligt något av kraven l - 5, k ä n n e t e c k - n a d av att den första delens (1) och den andra delens (2) ferromagnetiska kärnor är åtskilda av två, ringformade, plana, koncentriskt relativt delarnas inbördes rotationsaxel och på axiellt avstånd från varandra belägna luftgap, mellan vilka den andra delens (2) ferromagnetiska kärna är belägen och är utformad med en plan ringformad krans av reluktanspoler (7) av angivet slag vända mot vart och ett av de båda luftgapen, medan den första delens (l) ferromagnetiska kärna är ringfor- mad med en i huvudsak U-formad, radiellt inåt öppen tvär- sektion, vars båda skänklar är belägna på ömse sidor om den andra delens (2) ferromagnetiska kärna på den motsatta sidan 465 696 16 av nämnda luftgap och är försedd med var sin plan, ringformad krans (Sl, S2) av magnetpolgrupper (3, 4) av angivet slag, varvid samtliga permanentmagnetiska magnetpoler (3) har samma axiellt riktade permanentmagnetiska polaritet, varjämte magne- tiseringslindningen (5) utgöres av en spollindning anordnad koncentriskt relativt den inbördes rotationsaxeln innanför okdelen av den U-formade tvärsektionen hos den första delens (1) ferromagnetiska kärna. ll. Motor enligt något av kraven 1 - 10, k ä n n e t e c k - n a d av att den är försedd med en ytterligare lindning (W2) anordnad på samma sätt och med lika många lindningsvarv som magnetiseringslindningen (Wl, fig. ll), så att lika stora spänningar induceras i magnetiseringslindningen (Wl) och den ytterligare lindningen (W2) vid ändring av det magnetiska flödet genom lindningarna. 12. Motor enligt krav ll, k ä n n e t e c k n a d av att magnetiseringslindningen (Wl) och den ytterligare lindningen (W2) utgörs av en bifilär lindning. 13. Anordning för matning av en motor enligt krav ll, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en likspän- ningskälla (UD), ett i beroende av den inbördes rotations- vinkeln mellan motorns båda delar styrt switchelement (SW), vilket är kopplat i serie med motorns magnetiseringslindning (Wl) mellan spänningskällans (UD) båda poler, en diod (D) kopplad i serie med motorns ytterligare lindning (W2) mellan spänningskällans (UD) poler på sådant sätt att magnetiserings- lindningen (Wl) och den ytterligare lindningen (W2) har sina med avseende på de i lindningarna inducerade spänningarna likpolära ändar anslutna till var sin pol hos spänningskällan (UD) och diodens (D) strömledningsriktning är motriktad switchelementets (SW) strömledningsriktning, samt en kondensa- tor (C) ansluten mellan de båda lindningarnas (Wl, W2) andra ändar.
SE8802972A 1988-08-25 1988-08-25 Elektrisk motor och anordning foer matning av en saadan motor SE465696B (sv)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8802972A SE465696B (sv) 1988-08-25 1988-08-25 Elektrisk motor och anordning foer matning av en saadan motor
PCT/SE1989/000443 WO1990002437A1 (en) 1988-08-25 1989-08-24 An electric motor
AU40678/89A AU4067889A (en) 1988-08-25 1989-08-24 An electric motor
JP1508866A JP2832307B2 (ja) 1988-08-25 1989-08-24 電動機
DE68914841T DE68914841T2 (de) 1988-08-25 1989-08-24 Elektrischer motor.
US07/651,407 US5117144A (en) 1988-08-25 1989-08-24 Electric motor
EP89909448A EP0431006B1 (en) 1988-08-25 1989-08-24 An electric motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8802972A SE465696B (sv) 1988-08-25 1988-08-25 Elektrisk motor och anordning foer matning av en saadan motor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8802972D0 SE8802972D0 (sv) 1988-08-25
SE8802972L SE8802972L (sv) 1990-02-26
SE465696B true SE465696B (sv) 1991-10-14

Family

ID=20373121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8802972A SE465696B (sv) 1988-08-25 1988-08-25 Elektrisk motor och anordning foer matning av en saadan motor

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5117144A (sv)
EP (1) EP0431006B1 (sv)
JP (1) JP2832307B2 (sv)
AU (1) AU4067889A (sv)
DE (1) DE68914841T2 (sv)
SE (1) SE465696B (sv)
WO (1) WO1990002437A1 (sv)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4004785A1 (de) * 1990-02-16 1991-08-29 Festo Kg Reihenschlussmotor mit einer bremseinrichtung
SE467852B (sv) * 1990-12-28 1992-09-21 Vilmos Toeroek Elektrisk motor
IN186007B (sv) * 1991-12-10 2001-06-02 British Tech Group
US5825112A (en) * 1992-08-06 1998-10-20 Electric Power Research Institute, Inc. Doubly salient motor with stationary permanent magnets
US5455473A (en) * 1992-05-11 1995-10-03 Electric Power Research Institute, Inc. Field weakening for a doubly salient motor with stator permanent magnets
US5672925A (en) * 1992-08-06 1997-09-30 Electric Power Research Institute, Inc. Doubly salient variable reluctance machine with stationary permanent magnets or auxiliary field windings
GB2273349B (en) * 1992-11-21 1996-03-13 Normalair Garrett Air cycle air conditioning systems
GB9225846D0 (en) * 1992-12-10 1993-02-03 Switched Reluctance Drives Ltd Further improvements in electric machines
US5719456A (en) * 1994-05-18 1998-02-17 Dana Corporation Variable reluctance electric motor
DE4442992A1 (de) * 1994-12-02 1996-06-05 Parras Karl Heinz Geschalteter Reluktanzmotor
GB9506460D0 (en) * 1995-03-29 1995-05-17 Switched Reluctance Drives Ltd Apparatus and method for starting a single-phase variable reluctance motor
GB9506461D0 (en) * 1995-03-29 1995-05-17 Switched Reluctance Drives Ltd Single-phase variable reluctance motor having permanent magnets bedded within a phase winding
EP0829128B1 (en) * 1995-05-30 2003-07-23 Vilmos TÖRÖK A self-starting brushless electric motor
US6025668A (en) * 1995-12-08 2000-02-15 Dana Corporation Variable reluctance motor having bifurcated stator poles
SE516499C2 (sv) * 1996-05-30 2002-01-22 Vilmos Toeroek Självstartande borstlös elektrisk motor
SE516498C2 (sv) * 1996-05-30 2002-01-22 Vilmos Toeroek Självstartande borstlös elektrisk motor
JPH1032967A (ja) * 1996-07-15 1998-02-03 Tsujikawa Keiko トルク発生装置
US5952759A (en) * 1996-08-05 1999-09-14 S.H.R. Limited Bvi Brushless synchronous rotary electrical machine
IL119010A0 (en) * 1996-08-05 1996-11-14 Radovski Alexander Brushless synchronous electric rotary machines
NO964844D0 (no) 1996-11-14 1996-11-14 Sten Y Sondov Automatisk justerbar fordelingskum
US6191517B1 (en) * 1997-03-24 2001-02-20 S. H. R. Limited Bvi Brushless synchronous rotary electrical machine
US6700272B1 (en) 1997-09-30 2004-03-02 Emf 97 Elektro-Maschinen-Vertrieb-Magnettechnik- Und Forschungs Gmbh Reluctance motor with gearless step-down without electronic control of rotating field
DE19743380C1 (de) * 1997-09-30 1999-03-25 Emf 97 Gmbh Reluktanzmotor
FR2769422B1 (fr) * 1997-10-07 1999-12-24 Valeo Equip Electr Moteur Machine electrique a commutation de flux, et notamment alternateur de vehicule automobile
JP2000060091A (ja) * 1998-08-06 2000-02-25 Ebara Corp 回転電機
DE19904469A1 (de) * 1999-02-04 2000-08-10 Bosch Gmbh Robert Dreh-Stellantrieb und Drehschalter
EP1257847A1 (en) * 1999-10-08 2002-11-20 Mamea Imaging AB Method and arrangement relating to x-ray imaging
DE10060825A1 (de) * 2000-10-06 2002-07-04 Chung Shan Inst Of Science Einzelstator-Doppelrotor-Elektromotor
WO2002047237A1 (en) * 2000-12-06 2002-06-13 Ali Cavusoglu Hibrid excitation motors
GB2376572B (en) * 2001-06-11 2005-06-22 Roger Barry Hobby Flux impulse motor
US6777842B2 (en) * 2001-12-28 2004-08-17 Emerson Electric Co. Doubly salient machine with permanent magnets in stator teeth
US6724114B2 (en) * 2001-12-28 2004-04-20 Emerson Electric Co. Doubly salient machine with angled permanent magnets in stator teeth
US7583063B2 (en) 2003-05-27 2009-09-01 Pratt & Whitney Canada Corp. Architecture for electric machine
US6965183B2 (en) * 2003-05-27 2005-11-15 Pratt & Whitney Canada Corp. Architecture for electric machine
JP4193859B2 (ja) * 2006-04-04 2008-12-10 トヨタ自動車株式会社 モータおよびそのモータの通電制御装置
RU2321142C1 (ru) * 2006-06-14 2008-03-27 Иннокентий Иванович Петров Электродвигатель
DE102011112817A1 (de) * 2011-09-12 2013-03-14 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Elektromotor, insbesondere Kühlerlüftermotor
KR20130069079A (ko) * 2011-12-16 2013-06-26 삼성전기주식회사 스위치드 릴럭턴스 모터
WO2015098267A1 (ja) * 2013-12-26 2015-07-02 本田技研工業株式会社 ブラシレス直流モータ
DE102017127502A1 (de) * 2017-11-21 2019-05-23 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen Verfahren zur Auslegung eines Statorsegments für einen Stator einer Synchron- Reluktanzmaschine sowie entsprechender Stator und entsprechende Reluktanzmaschine
CN110572004B (zh) * 2019-09-26 2021-06-15 哈尔滨工业大学 永磁磁阻直线电机

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2519097A (en) * 1946-06-05 1950-08-15 Rolls Royce Dynamoelectrical machine
BE627381A (sv) * 1962-01-23
FR1423751A (fr) * 1964-10-20 1966-01-07 Machine électrique à réluctance variable à éléments statoriques indépendants
FR90877E (fr) * 1966-09-19 1968-03-01 Kuhlmann Ets Procédé de traitement des matières à base d'acétate de cellulose
US3573519A (en) * 1969-04-03 1971-04-06 Nippon Denso Co Rotors for alternators
DE2707684A1 (de) * 1977-02-23 1978-08-24 Quarz Zeit Ag Einphasenschrittmotor
GB1600380A (en) * 1977-06-30 1981-10-14 Horstmann Clifford Magnetics C Electric motors
EP0153930A1 (fr) * 1983-07-28 1985-09-11 GROSJEAN, Michel Moteur polyphase a rotor aimante presentant n/2 paires de poles a sa peripherie
DE3342986A1 (de) * 1983-11-28 1985-06-05 Papst-Motoren GmbH & Co KG, 7742 St Georgen Kollektorloser gleichstrommotor
US4977344A (en) * 1987-01-28 1990-12-11 Emerson Electric Co. Rotor assembly and motor construction
DE3704156A1 (de) * 1987-02-11 1988-08-25 Bosch Gmbh Robert Wechselstromgenerator mit klauenpolrotor
US4947066A (en) * 1988-11-01 1990-08-07 Servo Products Co. High speed variable reluctance motor with equal tooth ratios
US5023502A (en) * 1989-10-31 1991-06-11 A. O. Smith Corporation Switched reluctance motor rotor

Also Published As

Publication number Publication date
SE8802972D0 (sv) 1988-08-25
DE68914841T2 (de) 1994-11-24
US5117144A (en) 1992-05-26
EP0431006B1 (en) 1994-04-20
EP0431006A1 (en) 1991-06-12
JPH04500299A (ja) 1992-01-16
AU4067889A (en) 1990-03-23
WO1990002437A1 (en) 1990-03-08
DE68914841D1 (de) 1994-05-26
SE8802972L (sv) 1990-02-26
JP2832307B2 (ja) 1998-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE465696B (sv) Elektrisk motor och anordning foer matning av en saadan motor
JP5399067B2 (ja) 電動機
JP5550829B2 (ja) Dc誘導電動発電機
US8330409B2 (en) Drive unit for rotating electrical machine
US20150171694A1 (en) Halbach motor and generator
KR19990064346A (ko) 교호 극 스위칭 자기저항 모터
JP2009505619A (ja) 単極場電動発電機
JP4082445B2 (ja) 電子的に切替えられる二相のリラクタンス機械
US10003222B2 (en) Dual-accumulator electrical generation apparatus
EP2814146A2 (en) Permanent magnet synchronous machines with magnetic flux regulation
KR102195432B1 (ko) 일체형 전동-발전 장치
KR950000241B1 (ko) 동력발생 및 전력발생용 회전장치의 자기회로 및 자기유도 방법
KR102272599B1 (ko) 착자장치 및 착자방법
KR20170024744A (ko) 고효율 직류 전동기 및 그 제어방법
US20090295247A1 (en) Generator
CN113366731A (zh) 旋转马达
AU2018309956B2 (en) Rotary Electric Machine
WO2017154147A1 (ja) 中空単相誘導モータ
US2831154A (en) Rotary current-inverter for three-phase motors
US20070201842A1 (en) Switched Dc Electrical Machine
KR100451418B1 (ko) 이중고정자구조의 직류전동기
KR20190016413A (ko) 다중브러시와 디스트리뷰터를 이용한 직류발전장치
JP2989881B2 (ja) 2固定子誘導同期電動機
KR102198977B1 (ko) 보조 여기 권선 세트와 전도성 링 및 브러시를 가진 개폐식 직류 전기기기
KR20230063439A (ko) 디스트리뷰터를 이용한 발전장치

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8802972-3

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed