SE521607C2 - En linjär elektrisk maskin - Google Patents

Description

20 25 30 .S21 68.7 effekten sedan kan användas av en elmotor för att driva for- donet. En sådan kommutator utsätts för slitage och har en begränsad livslängd.

US-A-5,347,l86 avser en linjär elkraftgenerator i vilken en magnet och en lindning är anordnade för att röra sig rela- tivt varandra. Lindningens relativa rörelse i. magnetfältet genererar en inducerad spänning i lindningen, vilken kan användas av en yttre strömkrets. Detta dokument beskriver grunderna för magnetisk induktion, ett fenomen. som 'varit känt sedan mycket länge. Det nya verkar vara ett organ som är avsett att upprätthålla ett neutralt läge för den relativa rörelsen.

Konventionella elektriska maskiner arbetar enligt den så kallade longitudinalflödesprincipen som innebär att magnet- flödesplanet hos varje statorelement är parallellt med rö- SE-B-463 061 visar en elektrisk maskin som arbetar enligt den så kallade transversalflödes- relseriktningen hos rotorn. principen. Denna kända maskin innefattar en rotor med ett antal permanentmagneter och en stator med ett nmmsvarande antal statorelement som är anordnade på så sätt att det in- ducerade magnetflödet huvudsakligen följer en bana vinkel- rätt mot rotorns rotationsriktning. Den kända maskinen ka- rakteriseras av en hög effekttäthet, dvs man uppnår en hög effekt i förhållande till maskinens volym. Dokumentet visar roterande maskiner med ett transversalflöde. Visserligen in- dikeras i dokumentet ett linjärt utförande men detta visas endast i illustrerande syfte. Dokumentet ger ingen informa- tion <¶n hur transversalflödesprincipen. kan. överföras till linjära maskiner och i synnerhet inte till linjära maskiner med ett element som beskriver en fram och återgáende rörelse i förhållande till statorn. _, .=-. 10 15 20 25 30 LA) UT [Ü \Q ...x Û\ :É \J SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en förbättrad elektrisk maskin med en stator och ett fram och återgående rörligt element. I synnerhet eftersträvas en sådan maskin med en hög verkningsgrad.

Detta ändamål uppnås med en elektrisk maskin innefattande åtminstone en första maskinenhet, som innefattar - en stator, som innefattar ett flertal magnetflödes- ledare och en elektrisk ledare som bildar en lindning som sträcker sig i en väsentligen sluten lindningsbana genom varje magnetflödesledare, och - åtminstone ett första rörligt element, som innefattar ett antal permanentmagnetselement och som är rörligt i en fram och tillbakagående rörelse i förhållande till statorn längs en första rörelsebana i ett utrymme som har en ändlig längd och bildas av åtminstone en del av nämnda magnetflö- desledare, varvid den väsentligen slutna lindningsbanan innefattar ett första. strömbärande avsnitt, som sträcker sig' väsentligen parallellt med den första rörelsebanan, och varvid varje magnetflödesledare är inrättad att tillsammans med ett av nämnda permanentmagnetselement bilda en sluten magnetflödeskrets som sträcker sig runt nämnda strömbärande avsnitt.

Med en sådan design erhålls en elektrisk maskin som arbetar enligt transversalflödesprincipen och som innefattar ett fram- och återgående rörligt element som med fördel kan bilda eller vara fast förbundet med en kolv hos en mekanisk maskin såsom en motor eller en pump. Tack vara att lind- ningen sträcker sig j. en väsentligen sluten lindningsbana genom varje magnetflödesledare hos statorn kan den totala ledningsmängden reduceras, vilket medför små förluster. Vi- 10 15 20 25 30 u.) UI dare kan statorns magnetflödesledare anordnas relativt tätt intill varandra vilket ger en hög effekttäthet både med av- seende på den elektriska maskinens vikt och volym. På så vis kan en hög verkningsgrad uppnås hos den elektriska maskinen.

Enligt en magnetflödeskrets ett magnetflöde som är parallellt med ett plan som är väsentligen vinkelrätt mot den första rörelse- banan. Därvid kan avståndet mellan en mittpunkt hos intill- liggande permanentmagnetselement vara väsentligen lika med avståndet mellan en mittpunkt hos intilliggande magnetflö- desledare. På så vis kommer den elektriska maskinen enligt uppfinningen att utmed en bestämd längd av statorn innefatta lika permanentmagnetselement hos det rörliga. elementet. många statorelement, dvs magnetflödesledare, som Därmed uppnås en hög effekttäthet hos den elektriska maskinen. En sådan design kan åstadkommas genom att permanentmagnets- elementen är anordnade i en omväxlande ordning med avseende på den magnetiska riktningen hos permanentmagnetselementen.

Vidare kan magnetflödesledarna vara anordnade i. en omväx- lande ordning med avseende på riktningen hos magnetflödet i förhållande till permanentmagnetselementen i respektive mag- netflödeskrets. På så vis säkerställs att den spänning som induceras i lindningen vid varje tidpunkt har samma riktning och att spänningen genom lindningen byter riktning samtidigt för varje magnetflödeskrets när det rörliga elementet rör sig' på. så sätt att permanentmagnetselementen. rör sig ett steg med avseende på magnetflödesledarna.

Enligt en. ytterligare utföringsfornn av' uppfinningen inne- fattar varje magnetflödeskrets ett första gap mellan en pol hos kretsens permanentmagnetselement och en ändyta hos kret- sens magnetflödesledare jämte ett andra gap mellan den andra polen hos kretsens permanentmagnetselement och en andra änd- yta hos kretsens magnetflödesledare. Därvid kan permanent- magnetselementen vara så anordnade att magnetriktningen 10 15 20 25 30 sträcker sig väsentligen vinkelrätt mot det rörliga elemen- tets rörelseriktning i den första rörelsebanan. Det är på så vis möjligt att utforma det rörliga elementet med en rela- tivt liten bredd och höjd eftersom det rörliga elementet ej erfordrar några väsentliga ytterligare komponenter. Det rör- liga elementet kan därmed ges en låg vikt, vilket är en stor fördel i synnerhet för ett rörligt element som beskriver en fram- och tillbakagående rörelse.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är det första rörliga elementet förbundet med åtminstone en kolv som är rörligt anordnad i ett hus. Den elektriska maskinen kan på så vis utnyttjas såsom elektrisk generator, varvid kolven förflyttas i huset med hjälp av en förbrännings- process på i sig känt sätt. Den elektriska. maskinen kan också utnyttjas såsom en elektrisk motor för att driva ex- empelvis en kolvpump.

Enligt en. ytterligare utföringsforwl av' uppfinningen inne- fattar den första maskinenheten ett andra rörligt element, som innefattar ett antal permanentmagnetselement och som är rörligt i en fram- och tillbakagående rörelse i förhållande till statorn längs en andra rörelsebana som sträcker sig pa- rallellt med den första rörelsebanan och varvid den väsent- ligen slutna lindningsbanan innefattar ett andra ström- bärande avsnitt, som sträcker sig väsentligen parallellt med den andra rörelsebanan. På så vis kan en mycket stor del av den väsentligen slutna lindningsbanan utnyttjas för ström- alstring och därmed hålls förlusterna på en mycket låg nivå.

Företrädesvis är även det andra rörliga elementet förbundet med kolven. Det skall emellertid noteras att de två rörliga elementen kan vara förbundna med var sin separat kolv, eller närmare bestämt med var sin separat kolv i varje ände av det rörliga elementet. Vidare kan det första strömbårande av- snittet av lindningsbanan vara associerat med väsentligen en första hälft av nämnda magnetflödesledare och det andra 10 15 20 25 30 35 cfiv .\ ...x m Ö\ f"~'-.

L-.J »q strömbärande avsnittet av lindningsbanan vara associerat med en väsentligen andra hälft av nämnda magnetflödesledare. Fö- reträdesvis är permanentmagnetselementen hos det första rör- liga elementet inrättade att samverka med de magnetflödes- ledare som är associerade med det första strömbärande av- snittet och permanentmagnetselementen hos det andra rörliga elementet inrättade att samverka med de magnetflödesledare som är associerade med det andra strömbärande avsnittet.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är in- tilliggande permanentmagnetselement hos nämnda rörliga ele- ment åtskilda från varandra med ett mellanliggande element som är väsentligen icke magnetiskt ledande. Därvid kan per- manentmagnetselementen och de nællanliggande elementen hos det rörliga elementet vara inrättade att bilda en konstruk- tion som motstår de krafter som verkar på det rörliga ele- mentet under den elektriska maskinens användning. En sådan konstruktion kan företrädesvis ha formen av en långsträckt stav som sträcker sig mellan och förbinder två kolvar. En sådan stav kan således vara uppbyggd av enbart permanentmag- netselement och mellanliggande element i en omväxlande eller alternerande konfiguration utmed en väsentlig del av stavens längd. Likaså kan intilliggande magnetflödesledare hos statorn vara åtskilda från varandra med ett mellanliggande element som är magnetiskt isolerande.

Enligt en. ytterligare utföringsforn\ av' uppfinningen. inne- fattar den elektriska maskinen också en andra maskinenhet som innefattar - en stator, som innefattar ett flertal magnetflödes- ledare och en elektrisk ledare som bildar en lindning som sträcker sig i en 'väsentligen sluten lindningsbana genom varje magnetflödesledare, och - åtminstone ett första rörligt element, som innefattar ett antal permanentmagnetselement och som är rörligt i en fram och tillbakagående rörelse i förhållande till statorn 10 15 20 25 30 h) Ul 591 6G? längs en första rörelsebana i ett utrymme som har en åndlig längd och bildas av åtminstone en del av nämnda magnetflö- desledare, varvid den väsentligen slutna lindningsbanan innefattar ett första strömbårande avsnitt, som sträcker sig väsentligen parallellt med den första rörelsebanan, varvid varje magnetflödesledare är inrättad att tillsammans med. en av nämnda. permanentmagnetselement bilda en sluten magnetflödeskrets som sträcker sig runt nämnda avsnitt och varvid den första maskinenheten är inrättad att arbeta i ett första fasläge och den andra maskinenheten är inrättad att arbeta i ett andra fasläge som är förskjutet från det första fasläget med en fasvinkel.

Med en sådan ytterligare maskinenhet kan den elektriska ma- skinen utformas såsom en tvåfasmaskin, varvid de två maskin- enheterna kan vara förskjutna från varandra med en lämplig fasvinkel, exempelvis 90°. Det skall noteras att det natur- ligtvis är möjligt att utforma den elektriska maskinen med flera faser, exempelvis tre faser, varvid den elektriska ma- skinen innefattar tre sådana maskinenheter. De olika maskin- enheterna kan arrangeras bredvid varandra på så vis att de rörliga elementen rör sig parallellt med varandra. Därvid är det möjligt att förbinda de rörliga elementen hos de olika maskinenheterna med en eller två gemensamma kolvar eller med separata kolvar för varje maskinenhet.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras närmare med hjälp av olika utföringsformer, som visas enbart såsom exempel, och med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka Fig 1 visar schematiskt en tvärsnittsvy av en utförings- form av en elektrisk maskin enligt uppfinningen.

Fig 2 visar en annan tvärsnittsvy av maskinen i Fig 1. lO 15 20 25 30 521 697 Fig 3 visar schematiskt ett snitt längs linjen III-III i Fig 1 och 2.

Fig 4 visar schematiskt ett snitt längs linjen IV-IV i Fig 1 och 2.

Fig 5 visar schematiskt ett snitt liknande det i Fig 4 av en annan utföringsfonn av en elektrisk maskin enligt uppfinningen.

Fig 6 visar schematiskt en tvärsnittsvy av en ytterli- gare utföringsform av en elektrisk maskin enligt uppfinningen.

Fig 7 visar en annan tvärsnittsvy av maskinen i Fig 6.

DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Med hänvisning till Fig 1-4 visas en utföringsfonn av en elektrisk maskin med en första maskinenhet 1 och en andra maskinenhet 2. Maskinenheterna 1 och 2 har en väsentligen identisk uppbyggnad och vi kommer därför bara att beskriva den första maskinenheten 1 närmare.

Den första maskinenheten 1 innefattar en stator som inne- fattar ett flertal magnetflödesledare 3', 3", 4', 4". första maskinenheten 1 innefattar också en elektrisk ledare Den som bildar en lindning 6a, 6b, 6c, 6d som kan bestå av en eller flera härvor. Lindningen 6a, 6b, 6c, 6d bildar en vä- sentligen sluten bana som sträcker sig genom varje magnet- flödesledare 3', 3", 4', 4". Den slutna lindningsbanan bildar en långsträckt ring med ett första strömbärande av- snitt 6a och andra strömbärande avsnitt 6b. Det första strömbärande avsnittet 6a sträcker sig genom magnetflödes- ledarna 3' och 3" och det andra strömbärande avsnittet 6b och 4". strömbärande avsnitten 6a och 6b är väsentligen rätlinjiga sträcker sig genom magnetflödesledarna 4' De två och sträcker sig väsentligen parallellt med varandra och med en längsgående axel X hos den första maskinenheten 1. De två 10 15 20 25 30 35 521 607 9 avsnitten 6a och 6b är förbundna med varandra medelst två strömbärande förbindningsavsnitt 6c och 6d, vilka bildar en mjuk krökning. Halva förbindningsavsnitten 6c och 6d framgår av Fig 4.

Magnetflödesledarna 3', 3", 4', 4" är parvis anordnade, varvid magnetflödesledaren 3' sträcker sig runt det första strömbärande avsnittet 6a och magnetflödesledaren 4' sträcker sig runt det andra strömbärande avsnittet 6b. På samma sätt sträcker sig magnetflödesledaren. 3" runt det första strömbärande avsnittet 6a och magnetflödesledaren 4" runt det andra strömbärande avsnittet 6b i ett intilliggande par av magnetflödesledare. Magnetflödesledarna i ett sådant par bildar en integrerad enhet av ett magnetiskt ledande ma- terial. Därvid innefattar de två magnetflödesledarna 3' och 4' en gemensam del 5 som sträcker sig mellan de två magnet- flödesledarna och som innefattar en utskjutande del 5' som skjuter in mellan magnetflödesledarna 3' och 4'. tande delen 5' Den utskju- bildar en första ändyta 7 hos var och en av magnetflödesledarna 3', 4'. På avstånd från och väsentligen mitt emot denna ändyta 7 har varje magnetflödesledare 3', 4' en andra ändyta 8. De intilliggande magnetflödesledarna 3" och 4" är utformade på motsvarande sätt med en gemensam del 5 och en utskjutande del 5", varvid den utskjutande delen 5" sträcker sig i motsatt riktning i förhållande till den utskjutande delen 5'.

Magnetflödesledarna 3', 3", 4', 4" är företrädesvis till- verkade av ett mjukmagnetiskt sintrat pulvermaterial, varvid varje korn kan vara omgivet av ett isolerande skikt. Ett så- dant material medför små virvelströmsförluster i synnerhet vid höga frekvenser. Pulvermaterial kan också på ett enkelt Mellan ett mellanliggande sätt formas till en önskad fonn i tre dimensioner. intilliggande magnetflödesledare finns element 9 som är icke magnetiskt ledande och icke elektriskt ledande.

Varje par av magnetflödesledare 3', 4' är således 10 15 20 25 30 35 521 607 10 åtskiljt från. ett intilliggande par' av' magnetflödesledare 3", 4" med hjälp av ett sådant mellanliggande element 9, vilket framgår tydligt av Fig 3.

Den första maskinenheten l innefattar också två rörliga ele- ment 10, 11. Varje sådant rörligt element 10, 12" ll innefattar ett antal permanentmagnetselement 12', 12" ett mellanliggande element l2', 12" och de liggande elementen 13 är anordnade i en stavliknande konfi- och mellan varje permanentmagnetselement 12', 13. Permanentmagnetselementen mellan- guration på så sätt att dessa element är anordnade i en rad efter varandra. Permanentmagnetselementet 12' har nordpolen N riktad åt ett håll medan det intilliggande permanentmag- netselementet 12" har nordpolen N riktad åt motsatt håll.

De mellanliggande elementen 13 som åtskiljer intilliggande 12" icke ledande och elektriskt väsentligen icke ledande. De permanentmagnetselement 12', är magnetiskt väsentligen långsträckta rörliga elementen 10 och 11 sträcker sig vä- sentligen parallellt med den längsgående axeln X och är in- rättade att röra sig i en fram och tillbakagående rörelse i förhållande till magnetflödesledarna 3',3", 4', 4" längs en första respektive andra rörelsebana, dvs parallellt med den längsgående axeln x.

Såsom framgår av Fig 1, 2 och 3 är de rörliga elementen 10 och 11 anordnade mellan den första ändytan 7 och den andra ändytan 8 hos en respektive magnetflödesledare 3', 3", 4', 4" och. närmare bestämt är' permanentmagnetselementen. 12', 12" anordnade mellan ändytorna 7 och 8 på så sätt att det bildas ett luftgap mellan den ena polen hos permanent- magnetselementen 12', 12" och den första ändytan 7, och ett luftgap mellan den andra polen hos permanentmagnetselementen 12', 12" och den andra ändytan 8. 3rl3rrl4rl 4:: Varje magnetflödesledare är således inrättad att tillsammans med ett av nämnda permanentmagnetselement 12', 12" bilda en sluten 10 15 20 25 30 LA) U] magnetflödeskrets som sträcker sig runt ett av' de ström- bärande avsnitten 6a och 6b.

Magnetflödet i varje magnetflödeskrets kommer således att vara parallellt med ett plan som är väsentligen vinkelrätt mot den längsgående axeln. x, dvs riktningen hos de två strömbärande avsnitten 6a och 6b liksom mot de rörliga ele- mentens 10, ll respektive rörelsebana.

Avståndet mellan en ndttpunkt hos intilliggande permanent- magnetselement l2', l2" är väsentligen lika med avståndet mellan en mittpunkt hos intilliggande magnetflödesledare 3', 3", 4', 4". Likaså är tvärsnittsarean hos ändytorna 7 och 8 samt hos polerna hos permanentmagnetselementen l2', väsentligen lika beträffande både storlek och form. 12” Sett över en bestämd längd av statorn kommer den att innefatta lika många magnetflödeselement 3', 3", 4', 4" 121' som antalet permanentmagnetselement l2', hos motsvarande längd av det rörliga elementet 10, ll.

Såsom framgår av Fig 1 och 2 är magnetflödesledarna 3, 3", 4', 4" anordnade i en omväxlande ordning med avseende på riktningen hos magnetflödet i förhållande till permanent- magnetselementen l2', l2" i respektive magnetflödeskrets.

Det innebär att magnetflödesledarna 3', 3", 4', 4" är så anordnade att riktningen hos magnetflödet i förhållande till lindningen 6a, 6b, 6c, 6d, dvs det första strömbärande av- snittet 6a och det andra strömbärande avsnittet 6b är vä- sentligen densamma i varje magnetflödeskrets vid en statisk betraktelse. När emellertid de rörliga elementen l0, ll för- flyttar sig ett steg från en magnetflödesledare 3', 4' till en intilliggande magnetflödesledare 3", 4" kommer magnet- 3", 4', 4" att ändra riktning och således ändrar även den inducerade spänningen i flödet i varje magnetflödeskrets 3', lindningen 6a, 6b, 6c, 6d riktning. 10 15 20 25 30 u! UI Permanentmagnetselementen 12', 12" och de mellanliggande element 13 hos de rörliga elementen 10, 11 är inrättade att bilda en konstruktion som kan motstå stora krafter som ver- kar på de rörliga elementen 10, 11 under användning. Det skall noteras att de rörliga elementen 10, 11 i de visade utföringsformerna ej innefattar nägra ytterligare förstär- kande konstruktionselement. Det är' emellertid Inöjligt att förse de rörliga elementen 10, 11 med sådana förstärkande konstruktionselement, exempelvis långsträckta förstärknings- stavar som är anordnade ovanpå och under de rörliga element 10, 11 sett j. Fig 1. och 2. Sådana långsträckta förstärk- ningsstavar kommer ej att påverka de elektriska eller magne- tiska egenskaperna hos den elektriska maskinen eftersom luftgapen mellan magnetpolerna N, S och ändytorna 7, 8 ej påverkas. Det är också fördelaktigt att göra de rörliga ele- menten. 10, 11 så. lätta son1 möjligt eftersonl de skall. be- skriva en fram och återgående rörelse som innebär ständiga accelerationer och därför är det naturligtvis önskvärt att undvika alltför många ytterligare delar.

I de visade utföringsformerna är de rörliga elementen 10, 11 förbundna med kolvar 20, 21. I Fig 3 visas en gemensam kolv 20 för de två rörliga elementen 10 och 11 i den ena änden och en annan gemensam kolv 21 för de två rörliga elementen 10, 11 i den. andra änden. Varje kolv 20, 21 är rörligt anordnad i ett cylinderhus 22 respektive 23. Det skall note- ras att det även är möjligt att förse varje rörligt element 10, 11 med separata kolvar i varje ände.

Den. elektriska. maskinen. kan. utnyttjas för att arbeta. som generator, varvid cylinderhusen 22, 23 bildar var sin ex- pansionskammare för att accelerera kolven 20, 21. En lämplig tillämpning visas i den svenska patentansökningen nr 9904733-4 som beskriver en förbränningsmotor med en elekt- risk maskin för generering av elektrisk effekt och för styr- ning av positionen hos en kolv hos förbränningsmotorn. 10 15 20 25 30 35 I 7"! br? ...à CF.

\J Cylinderhusen 22, 23 kan i sådan generatortillämpning exem- pelvis innefatta inloppskanaler 24 för inmatning av ett bränsle eller en bränsle/oxidator-blandning, samt utlopps- kanaler 25 för utmatning av förbränningsgaser. I den visade utföringsformen är förbränningskamrarna inrättade att arbeta enligt tvàtaktsprincipen men det är naturligtvis möjligt att inom ramen för uppfinningen även utnyttja fyrtaktsmotorer.

Det skall noteras att alla typer av förbränningsmotorer kan kombineras med den elektriska maskinen och vill speciellt peka på så kallade HCCI-motorer (Homogeneous Charge Combus- tion Ingition) som kan betraktas som en blandning mellan en ottomotor och en dieselmotor, varvid en blandning av oxida- tor och bränsle införs i förbränningskammaren och antänds vid hög kompression genom självantändning. Även andra typer av kolvmotorer är användbara, exempelvis Sterlingmotorer.

Det skall även noteras att kolv-cylinderarrangemanget i den ena änden av de rörliga elementen 10, ll kan ersättas med ett fjäderarrangemang som är inrättat att driva tillbaka kolven i den andra änden, exempelvis för utmatning av avga- ser och kompression av en bränsleluftblandning. Den elekt- riska maskinen kan också utnyttjas som elektrisk motor för drivning av en kolvpump, varvid en inloppsventil och en ut- loppsventil (ej visad) är anordnad i varje cylinderhus 22, 23 för inmatning och utmatning av ett medium som skall pum- pas.

Såsom framgår av Fig 1, 2 och 4 är den andra maskinenheten 2 anordnad bredvid den första maskinenheten 1 på så sätt att de rörliga elementen 10, 11 är väsentligen parallella med varandra. I Fig 4 illustreras hur permanentmagnetselementen 12', l2" hos de rörliga elementen 10, ll hos den första ma- skinenheten 1 kan vara förskjutna i förhållande till perma- nentmagnetselementen 12', l2" hos de rörliga elementen 10, ll hos den andra maskinenheten 2. På så vis kan man åstad- komma en fasförskjutning mellan de två maskifienhetern 1 2 4., a och därmed kan man med de två maskinenheter som visas i Fig 10 15 20 25 30 35 4 àstadkomma en elektrisk maskin som alstrar en tvàfas- spänning. exem- Det skall noteras att den elektriska maskinen kan förses med. ett i princip godtyckligt antal maskinen- heter, vilka kan arbeta i delvis samma eller olika faslägen.

Fasvinkeln kan väljas allt efter önskemål, pelvis 90°.

I Fig 4 är de rörliga elementen 10, 11 hos de två maskinen- heterna 1 och 2 förbundna med en gemensam kolv 20 i en ände och en andra gemensam kolv 21 i den andra änden. I denna ut- föringsfonn finns således fyra rörliga element 10, 11 som samverkar med två stycken gemensamma kolvar 20, 21.

Fig 5 visar en annan utföringsfonn av en tvâfasmaskin med separata kolvar 20, 21 respektive 20', 21' för de båda ma- skinenheterna 1, 2. I övriga är denna utföringsform lika med den utföringsform som visas i Fig 1-4.

Fig 6 cxfii 7 visar en yüterligare utföringsfonn som illu- strerar hur de två maskinenheterna 1, 2 kan arrangeras bred- vid varandra i sidled, dvs de fyra rörliga elementen 10, 11 innefattar ett gemensamt plan.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utförings- formerna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

De visade utföringsformerna innefattar rätlinjiga maskiner, dvs rörelsebanorna för de rörliga elementen 10, 11 är lin- jära. Det är emellertid möjligt att låta dessa rörelsebanor vara krökta. Det väsentliga är att de rörliga elementen 10, 11 beskriver en fram och tillbakagàende rörelse.

I tvärsnittsvyerna som visas i Fig 1, 2 och 6 har magnetflö- desledarna 3', 3", 4', 4" visats schematiskt med skarpa kanter. Det skall emellertid noteras att dessa element 3', 5:21 6:17 15 3", 4', 4” med fördel kan utformas med avrundade hörn, vilket förbättrar den magnetflödesledande förmågan.

Claims (14)

10 15 20 25 30 35 521 607 16 Patentkrav

1. l. Elektrisk maskin innefattande åtminstone en första ma- skinenhet (1), som innefattar - en stator, som innefattar ett flertal magnetflödes- ledare (3', 3") och en elektrisk ledare som bildar en lind- (6a, 6b, 6c, 6d) ten lindningsbana genom varje magnetflödesledare, och - åtminstone ett första rörligt element (10), fattar ett (l2', anordnade i en stavliknande konfiguration och som är rörligt förhållande till ning som sträcker sig i en väsentligen slu- som inne- antal permanentmagnetselement l2") i en fram. och tillbakagående rörelse i statorn längs en första rörelsebana i ett utrymme som har en ändlig längd och bildas av åtminstone en del av nämnda magnetflödesledare, varvid den väsentligen slutna lindningsbanan innefattar ett (Ga), ligen parallellt med den första rörelsebanan, (3', 3") tillsammans med ett av nämnda permanentmagnetselement l2") första strömbärande avsnitt som sträcker sig väsent- är inrättad att (l2', som sträcker sig varvid varje magnetflödesledare bilda en sluten magnetflödeskrets runt nämnda strömbärande avsnitt (6a), (3', 3") växlande ordning med avseende på riktningen hos magnetflödet (l2', l2") i varvid magnetflödesledarna är anordnade i en om- i förhållande till permanentmagnetselementen respektive magnetflödeskrets och varvid varje magnetflödeskrets innefattar ett första gap mellan eni pol HJ, S) hos kretsens permanentmagnetselement (l2', l2") och en ändyta (7, 8) hos kretsens magnetflödes- ledare ( 3', 3") jämte ett andra gap mellan den andra polen (S, N) hos kretsens permanentmagnetselement (l2', l2") och en andra ändyta (7, 8) hos kretsens magnetflödesledare.

2. Elektrisk maskin enligt krav l, varvid varje magnet- flödeskrets innefattar ett magnetflöde som är parallellt med 10 15 20 25 35 521 607 17 ett plan som är väsentligen vinkelrätt mot den första rörel- sebanan.

3. Elektrisk maskin enligt något av kraven l och 2, varvid avståndet mellan en ndttpunkt hos intilliggande permanent- (l2', l2") mellan en mittpunkt hos (3', 3"). magnetselement är väsentligen lika med avståndet intilliggande magnetflödesledare

4. Elektrisk maskin enligt något av de föregående kraven, (l2', l2") en omväxlande ordning med avseende på den magnetiska rikt- (l2', l2"). varvid permanentmagnetselementen är anordnade i ningen hos permanentmagnetselementen

5. Elektrisk maskin enligt något av de föregående kraven, (3', 3") att riktningen hos magnetflödet i är anordnade på så sätt förhållande till lind- varvid magnetflödesledarna ningen (6a, 6b, 6c, 6d) är väsentligen densamma i varje mag- netflödeskrets.

6. Elektrisk maskin enligt något av de föregående kraven, varvid det första rörliga elementet (lO, ll) är förbundet med åtminstone en kolv (20, 21) som är rörligt anordnad i ett hus (22, 23).

7. Elektrisk maskin enligt något av de föregående kraven, varvid den första maskinenheten innefattar ett andra rörligt (ll), som. innefattar ett antal permanentmagnets- (l2', l2") kagående rörelse i förhållande till statorn längs en andra element element och som är rörligt i en fram och tillba- rörelsebana som sträcker sig parallellt med den första rö- relsebanan och varvid den väsentligen slutna lindningsbanan (öb), sig väsentligen parallellt med den andra rörelsebanan. innefattar ett andra strömbärande avsnitt som sträcker 10 15 20 25 30 35 18

8. Elektrisk maskin enligt kraven 6 och 7, varvid även det andra rörliga elementet (ll) är förbundet med kolven (20, 21).

9. Elektrisk maskin enligt nagot av kraven 7 och 8, varvid (68) associerat med väsentligen en första hälft av nämnda mag- (3', 3") (6b) av lindningsbanan är associerat med väsentligen (41, 4/1). det första strömbärande avsnittet av lindningsbanan är netflödesledare och det andra strömbarande av- snittet en andra hälft av nämnda magnetflödesledare

10. Elektrisk maskin enligt kraven 7 och 9, varvid perma- nentmagnetselementen (12', 12") hos det första rörliga ele- (10) är inrättade att samverka med de magnetflödes- (3', 3"> bärande avsnittet (l2', 12") tade att samverka med de magnetflödesledare mentet som är associerade med det första ström- <6a) hos det andra rörliga elementet ledare och varvid permanentmagnetselementen (ll) (4', associerade med det andra strömbärande avsnittet är inrät- 4:1) (6b). som är

11. Elektrisk maskin enligt nagot av de föregående kraven. varvid intilliggande permanentmagnetselement [l2', l2") hos (10, ll) (13) nämnda rörliga element är ätskilda fran varandra med ett mellanliggande element som är väsentligen icke magnetiskt ledande.

12. Elektrisk maskin enligt krav 11, (l2', 12") hos det rörliga elementet varvid permanentmag- netselementen och de mellanliggande elementen (13) (10, 11) bilda en konstruktion som motstår de krafter som verkar på är inrättade att det rörliga elementet under den elektriska maskinens använd- ning.

13. l3. Elektrisk maskin enligt nagot av de föregående kraven, varvid intilliggande magnetflödesledare (3', 3", 4', 4") 10 15 20 25 30 521 607 19 hos statorn är åtskilda från varandra med ett mellanliggande element (9) som är magnetiskt isolerande.

14. Elektrisk maskin något av de föregående kraven, inne- fattande också en andra maskinenhet (2) som innefattar stator, som innefattar ett flertal magnetflödes- (3', 3") (6a, 6b, 6c, 6d) lindningsbana - en ledare och en elektrisk ledare som bildar en lind- son1 sträcker sig i. en väsentligen (3', ning sluten genom varje magnetflödesledare 3"), och - åtminstone ett första rörligt element (10), (l2', l2") är rörligt i en fram och tillbakagående rörelse i förhål- som inne- fattar ett antal permanentmagnetselement och som lande till statorn längs en första rörelsebana i ett utrymme som har en ändlig längd och bildas av åtminstone en del av (3', 3"), varvid den väsentligen slutna lindningsbanan innefattar ett (öa), ligen parallellt med den första rörelsebanan, (3',3") är tillsammans med en av nämnda permanentmagnetselement l2") bilda en runt nämnda avsnitt, nämnda magnetflödesledare första strömbärande avsnitt som sträcker sig väsent- inrättad att (l2', sluten, magnetflödeskrets som sträcker sig varvid varje magnetflödesledare (3', 3") är anordnade i en om- växlande ordning med avseende på riktningen hos magnetflödet (l2', l2") i varvid magnetflödesledarna i förhållande till permanentmagnetselementen respektive magnetflödeskrets och varvid den första maskinenheten (1) är inrättad att arbeta i ett första fasläge och den andra maskinenheten (2) är inrät- tad att arbeta i ett andra fasläge som är förskjutet från det första fasläget med en fasvinkel.