WO2010003394A2 - Capacitive winding for electric motors, transformers, and solenoids - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a capacitive winding which is made of copper wire, has an inductive reactance of zero, is composed of two parallel conductors (1, 2), and is wound like a coil on the soft magnetic core (8). Both conductors (1, 2) are electrically connected at the beginning of the coil by means of a capacitor (3) and are also electrically connected to a capacitor (4) at the end of the coil. The first conductor (1) is connected to a pole of an oscillating power generator (5) at the beginning of the coil, while the second conductor (2) is connected to the second pole of the oscillating power generator at the end of the coil. The capacitive winding is arranged in the stator and rotor grooves of an electric motor, and the capacitors (3, 4) are mounted outside the motor structure. Capacitive current that flows through the windings of an electric motor generates a magnetic field in the gap between the stator and the rotor such that the apparent electric power is converted into effective mechanical power.

Description

       

  KAPAZITIVE WICKLUNG FÜR ELEKTROMOTOREN, TRANSFORMATOREN 

  
UND ELEKTROMAGNETEN 

  
Die Erfindung betrifft eine kapazitive Wicklung aus Kupferdraht, die für alle elektromagnetischen Energiewandler genutzt werden kann und deren induktiver Widerstand Null ist und aus zwei parallel angeordneten elektrischen Leitern besteht, die an beiden Enden durch einen elektrischen Kondensator miteinander verbunden sind. Aus einem solchen Doppelleiter besteht jede Windung in einer elektromagnetischen Spule. Aus derartigen Spulen besteht die gesamte Wicklung einer elektrischen Maschine. 

  
Kapazitive Wicklungen in Form eines Bandkondensators sind seit 1999 bekannt und in der DE-OS 19927 355 A1 erstmals veröffentlicht. In der genannten Schrift ist ein Transformator beschrieben, dessen Primärwicklung ein Bandkondensator ist, der aus zwei Metallfolien und einem flexiblen Dielektrikum besteht und in Form einer Spule gewickelt ist. Eine Metallfolie ist an einem Ende durch einen Anschluss mit einem Pol eines elektrischen Wechselstromgenerators verbunden und die zweite Metallfolie ist über einen Anschluss am anderen Ende mit dem zweiten Pol des elektrischen Wechselstromgenerators verbunden . 

  
Die Anwendung des genannten Bandkondensators hat in einem elektrischen Motor stattgefunden, was in der EP 1489 722 A1 ausgeführt ist. In Schriften, wie z.B. in dem DE-GM 20 2005 008 124 U1 und in der DE-OS 10 2005 023 927 A1 , wird ein Aggregat beschrieben, in dem ein Elektromotor mit Bandkondensatorwicklungen angeschlossen ist. Ein Hubmagnet mit den genannten Bandkondensatorwicklungen ist in dem DE-GM 2003 17 795 UI veröffentlicht. 

  
Ferner hat der genannte Bandkondensator besondere Anwendung in einer Vorrichtung zum elektromagnetischen Entsalzen von Meerwasser gefunden, was in dem DE-GM 20 2006 011 195 U1 und in dem DE-GM 20 2007 009 615 UI sowie im WO 2006/039873 A1 beschrieben ist. 

  
Gemäss dem Stand der Technik wird der Bandkondensator in mehrerenGebieten der Elektrotechnik angewendet und hat als modernes Bauelement in der Elektroindustrie enorme wirtschaftliche Vorteile nachgewiesen. Die wirtschaftlichen Vorteile dieses Bauelements sind jedoch längst noch nicht ausgeschöpft. Der Bandkondensator gemäss dem Stand der Technik hat, trotz vieler Vorteile, auch ein paar technische Nachteile. Die mittels des Bandkondensators gewickelten Wicklungen sind durch die dünne Metallfolie nicht imstande, starken elektrischen Strom hindurchzuführen, wodurch die Leistung eines solchen Bandkondensators beschränkt ist. Der Scheibenbandkondensator gemäss EP 1 489 722 AI ist mit starkem Strom belastbar und trotzdem hat er den technischen Nachteil bei der Fertigung sowie bei der unterschiedlichen Dilatation zwischen -den Metallscheiben und dem keramischen Dielektrikum.

   Ein weiterer Nachteil des Scheibenbandkondensators ist, dass nur eine Wicklung in Plattenform möglich ist und andere Formen sind nur mit technischen Schwierigkeiten durchführbar. Daher sind die Herstellungskosten hoch und man erhält dennoch eine unbefriedigende Leistung. 

  
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine kapazitive Hochleistungswicklung für elektromagnetische Energiewandler zu erschaffen, die mit kapazitivem Strom und minimaler Selbstinduktion betrieben werden. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, den Blindstrom in der kapazitiven Wicklung in mechanische Wirkleistung eines Elektromotors umzuwandeln. 

  
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäss der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs. Erfindungsgemäss wird eine kapazitive Wicklung geschaffen, bei der mindestens eine Windung aus zwei isolierten Leitern und zwei elektrischen Kondensatoren in Form einer Schleife gewickelt wird. 

  
Gemäss dem Stand der Technik ist die Definition des kapazitiven Stroms in der Elektrochemie wohl bekannt in Bezug auf das Umladen eines Kondensators oder einer elektrolytischen Doppelschicht. Die Eigenschaften eines solchen Stroms sind in der Elektrotechnik unbeachtet. Der kapazitive Strom eines Kondensators ist in der Physik als Verschiebungsstrom bekannt, der gemäss dem Biot-Savartschen Gesetz in einer Spule ein Magnetfeld erzeugt. Es handelt sich um eine Feldstärke ausserhalb eines geraden Leiters. 

  
Mittels der erfindungsgemässen kapazitiven Wicklung erreicht man eine beliebig hohe Kapazität, die den kapazitiven Strom bestimmt. Die mit der kapazitiven Wicklung gebildeten Spulen können mit hoher Windungszahl gewickelt werden und trotzdem ist deren Selbstinduktion fast Null. In dem elektrischen Schaltkreis wirkt eine so gefertigte Spule wie ein klassischer elektrischer Kondensator. 

  
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt 

  
Fig. 1 eine erfindungsgemässe kapazitive Wicklung mit Anschlüssen an eine Wechselspannung. 

  
Fig. 2 einen linear ausgezogenen Doppelleiter mit zwei Kondensatoren an beiden Enden, die an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen sind. 

  
Gemäss der Erfindung besteht eine gewickelte Spule aus einer Mehrzahl von Windungen, deren besonderes Merkmal es ist, dass jede Windung aus parallelen Leitern besteht und am Anfang sowie am Ende der Spule zwischen den zwei Leitern jeweils ein Kondensator angeschlossen ist. Fig. 1 veranschaulicht solche Anordnung. Leiter 1 und 2 verlaufen parallel zueinander und Kondensator 3 ist am Anfang der Spulenwindungen angeschlossen. Kondensator 4 ist am Ende der Spulenwindungen angebracht. Wechselstromgenerator 5 ist durch Anschluss 6 an Kondensator 3 und mittels Anschluss 7 an Kondensator 4 angeschlossen. Fig. 1 veranschaulicht das Wichtigste, nämlich, dass Anschluss 6 direkt mit Leiter 1 verbunden ist und Anschluss 7 ist direkt mit Leiter 2 verbunden. Die beiden Leiter 1 und 2 sind durch Kondensator 3 und 4 elektrisch getrennt.

   Bei einem solchen Schaltkreis schwingt elektrischer Verschiebungsstrom über das Dielektrikum in Kondensator 3 und 4 und weiter in Leiter 1 und 2. Das ist der hier beschriebene kapazitive Strom, der in einem solchen Schaltkreis oszilliert. Die Leiter 1 und 2 in Fig. 1 sind in bekannter Art und Weise um einen Magnetkern 8 gewickelt . 

  
Leiter 1 und 2 bestehen z.B. aus isoliertem Kupferdraht und liegen frei beieinander. Die andere Alternative ist, Leiter 1 und 2 sind mit einer Isolationsmasse zusammengebunden. Ferner könnten die Leiter 1 und 2 in einer koaxialen Struktur verlaufen. In einem solchen Schaltkreis ist der schwingende Strom von der Spannung von Generator 5 sowie von der Kapazität der Kondensatoren 3 und 4 und von der Frequenz des Verschiebungsstroms abhängig. Den Höchstwert des Verschiebungsstrom zeigt Gleichung [JQ 

  
I = U(25T-f-c) Q] 

  
wo 

  
U = Spannung an den Kondensatoren 3 und 4 T= Ludolfsche Zahl f = Frequenz der Spannung c = Gesamtkapazität von Kondensator 3 und 4 

  
Der genannte Strom I ist Ladungsund Entladungsstrom, der durch Kondensatoren 3 und 4 fliesst. Der Schaltkreis 1 und 2 würde einem Gleichstrom den Weg völlig versperren, da das Dielektrikum ein totaler Isolator ist. Bekanntlich fliesst der Verschiebungsstrom I durch die Kondensatoren 3 und 4 mit einem Leistungsfaktor cos O>, der Null ist. Es ist besonders wichtig zu wissen, dass der genannte Strom I trotz eines Leistungsfaktor von Null dem Biot-Savartschen Gesetz folgt und deshalb erzeugt die Spule in Fig. 1 magnetische Feldstärke. Die Magnetfelder solcher Spulen haben in elektromagnetischen Energiewandlern besondere Vorteile. Ferner ist es wichtig zu wissen, dass die Spule in Fig. 1 keine Selbstinduktion besitzt, weshalb die Induktivität bei Wechselstromvorgängen gleich Null ist. Die Spule in Fig. 1 leistet keinen induktiven Widerstand.

   Die Spule leistet nur kapazitiven Widerstand X^-, der mittels Gleichung J_2j definiert ist: Die Symbole in Gleichung [Y] sind dieselben wie in Gleichung [j] 

  
NUMERISCHE BEISPIELE 

  
Beispiel 1 

  
Spannung 

  
Frequenz 

  
Kapazität 

  
Windungszahl 

  
Strom
 <EMI ID=8.1> 
 

  
Amperewindungen = 9C3 I-Wdg 

  
Beispiel 2 

  
Spannung = 230 V 

  
Frequenz = 50 Hz 

  
Kapazität =
 <EMI ID=8.2> 
 

  
Windungszahl = 2.000 Wdg 

  
Strom = 3,51 A 

  
Amperewindungen = 7.032 I. w 

  
Beispiel 3 

  
Spannung = 230 V 

  
Frequenz = 500 Hz 

  
Kapazität = 50 J*F 

  
Windungszahl = 250 Wdg 

  
Strom = 36,12 A 

  
Amperewindungen = 9.031 I-Wi 

  
Beispiel 4 

  
Spannung = 230 V 

  
Frequenz <=> 50 Hz 

  
Kapazität <=> 12O0^F 

  
Windungszahl = 250 Wdg 

  
Strom = 8,67 A 

  
Amperewindungen = 2.167 I'Wdg Die hier beschriebene kapazitive Wicklung hat enormen wirtschaftlichen Wert bei Anwendung in allen elektromagnetischen Energiewandlern, wie Elektromotoren, Generatoren, Transformatoren, Induktoren und in allen Arten von Elektromagneten. Wicklungen gemäss der Erfindung sind ohne weiteres in allen Elektromaschinen anwendbar und das bis zu einer Leistung von mehreren Megawatt. 

  
Kapazitive Wicklungen für Elektromotoren 

  
Alle Elektromotoren mit kapazitiven Wicklungen gemäss der Erfindung werden genauso gebaut wie Motoren gemäss dem Stand der Technik. Alle magnetischen Kreise werden beibehalten und nach dem bekannten Durchflutungsgesetz berechnet. Das magnetische Flussbild wird beibehalten. Ein wichtiger Unterschied ist der, dass jede Windung gemäss der Erfindung in zwei Leiter geteilt ist, was in Fig. 1 und Fig. 2 veranschaulicht wurde. Der gesamte Leiterquerschnitt für beide Leiter 1 und 2 in Fig 1 bleibt jedoch derselbe wie der Einzelleiterquerschnitt gemäss dem Stand der Technik. Die Kondensatoren 3 und 4, Fig. 1, bleiben ausserhalb der Struktur des Elektromotors. Es ist nicht wichtig, welche Windungszahl eine Spule hat. Die Regel bleibt unverändert: Jede einzelne Spule benötigt zwei Kondensatoren wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

   Wicklungen gemäss der Erfindung sind bei allen Bauarten von Elektromotoren anwendbar und das auch bei Frequenzen zwischen 50 Hz und 1.000 Hz. Nur der magnetische Kreis des Wechselfeldes muss mit Rücksicht auf die Wirbelstromverluste durch einen guten Eisenkern geschlossen sein. Die Qualität des Eisenkerns entscheidet, bei welcher Frequenz des Wechselfeldes der Elektromotor betrieben wird. Elektromotoren mit kapazitiven Wicklungen gemäss der Erfindung haben minimale Verlustwärme und benötigen kein Kühlsystem. Es ist zu betonen, Elektromotoren betrieben mit kapazitiven Wicklungen gemäss der Erfindung kennen keinen Kurzschlussstr.ora. Auch bei Stillstand des Rotors entsteht kein Kurzschlussstrom, weil der maximale Betriebsstrom durch die Kapazität der Kondensatoren 3, 4 begrenzt ist.

   Der wichtigste wirtschaftliche Vorteil gemäss der Erfindung liegt darin, dass der kapazitive Strom, der durch die Wicklungen und Kondensatoren 3 und 4 fliesst, einen Leistungsfaktor von cos [Upsilon] = Null hat. Solche Elektromotoren wandeln die elektrische Scheinleistung in mechanische Wirkleistung um. 

  
Kapazitive Wicklungen für Transformatoren 

  
Gemäss dem Stand der Technik lassen sich bei Transformatoren Zylinderwicklungen und Scheibenwicklungen unterscheiden. 

  
Innerhalb dieser zwei Typen bestehen je nach den Anforderungen durch die Höhe der Spannung und der Leistung sehr vielfältige Konstruktionen. Kapazitive Wicklungen gemäss der Erfindung sind für alle diese Transformatoren und deren Bauweise anwendbar. Es ist zu betonen, dass für jede Spule zwei Kondensatoren 3, 4 in Fig. 1 notwendig sind. Der maximale Strom in solchen Wicklungen ist mittels Gleichung [T] zu berechnen. In so gebauten Transformatoren wird nie Kurzschlussstrom stattfinden und der Transformator kann bei höherer Frequenz betrieben werden und das mit minimaler Verlustwärme. 

  
Kapazitive Wicklungen für Elektromagneten 

  
Gemäss der Erfindung sind die Wicklungen keine Induktionsspulen und dehalb induziert die magnetische Flussänderung keine entgegengerichtete Spannung, d.h., die Spulen haben keine Induktivität. Diese physikalische Neuheit hat einen enormen technisch-wirtschaftlichen Vorteil in der gesamten Elektrotechnik. Schnelle und impulsartig reagierende Elektromagnete haben nicht nur in der modernen Technologie, aber auch in der Forschung besondere Anwendungen, Es sind immer wieder Versuche durchgeführt worden mit dem Ziel, enorm starke Magnetfelder zwischen 100 und 300 Tesla zu erzeugen. Gemäss dem Stand der Technik ist es nicht möglich, ein so starkes Magnetfeld zu erzeugen. Die bekannten Spulen erzeugen Magnetfeldimpulse, deren Dauer zwischen 50 und 100 ms liegt.

   Die maximale Feldstärke liegt zwischen 80 und 100 Tesla Die bekannten Spulen werden bei 20 kA bis 27 kA betrieben und das bei Millionen Amperewindungen. Wenn man für einen solchen Test kapazitive Wicklungen gemäss der Erfindung einsetzt, dann werden nur 3 kA bei 3.000 Windungen benötigt, um den 100 Tesla-Impuls zu erzeugen. Mit Wicklungen gemäss der Erfindung erzeugt man Impulse bis 300 Tesla mit einer Impulsdauer unter 50 ms. 

  
Allgemein gesagt, haben Wicklungen gemäss der Erfindung einen enorm grossen wirtschaftlichen Wert und sind in allen Gebieten der neuen Technologie einsetzbar, wo Drahtwicklungen angewendet werden. Mit der alten Technologie gemäss dem Stand der Technik ist es nicht möglich, den Wirkungsgrad von elektromagnetischen Energiewandlern weiter zu verbessern. Die hier beschriebene Erfindung bietet der Weltwirtschaft neuartige kapazitive Wicklungen an, die überall in elektromagnetischen Energiewandlern eingesetzt werden können und das mit enormen wirtschaftlichen Vorteilen.



  CAPACITIVE WINDING FOR ELECTRIC MOTORS, TRANSFORMERS

  
AND ELECTROMAGNETS

  
The invention relates to a capacitive winding made of copper wire, which can be used for all electromagnetic energy converters and their inductive resistance is zero and consists of two parallel electrical conductors, which are connected to each other by an electrical capacitor. From such a double conductor each turn consists in an electromagnetic coil. From such coils, the entire winding of an electric machine.

  
Capacitive windings in the form of a band capacitor have been known since 1999 and published for the first time in DE-OS 19927 355 A1. In the cited document, a transformer is described whose primary winding is a band capacitor, which consists of two metal foils and a flexible dielectric and is wound in the form of a coil. A metal foil is connected at one end by a terminal to a pole of an electric alternator, and the second metal foil is connected via a terminal at the other end to the second pole of the electric ac generator.

  
The use of said band capacitor has taken place in an electric motor, which is embodied in EP 1489 722 A1. In fonts, such as in DE-GM 20 2005 008 124 U1 and in DE-OS 10 2005 023 927 A1, an aggregate is described in which an electric motor is connected with band capacitor windings. A solenoid with said band capacitor windings is published in DE-GM 2003 17 795 UI.

  
Furthermore, said band capacitor has found particular application in a device for the electromagnetic desalination of seawater, which is described in DE-GM 20 2006 011 195 U1 and in DE-GM 20 2007 009 615 UI and in WO 2006/039873 A1.

  
According to the state of the art, the band capacitor is used in several fields of electrical engineering and has demonstrated enormous economic advantages as a modern component in the electrical industry. However, the economic benefits of this device are far from exhausted. The band capacitor according to the prior art, in spite of many advantages, also has a few technical disadvantages. The windings wound by the band capacitor are not capable of passing a large electric current through the thin metal foil, thereby limiting the performance of such a band capacitor. The disk band capacitor according to EP 1 489 722 A1 can be loaded with strong current and nevertheless it has the technical disadvantage in the production as well as in the different dilatation between the metal disks and the ceramic dielectric.

   Another disadvantage of the disc band capacitor is that only one coil in plate form is possible and other forms are feasible only with technical difficulties. Therefore, the manufacturing cost is high and you still get an unsatisfactory performance.

  
The invention has for its object to create a capacitive high-performance winding for electromagnetic energy converters, which are operated with capacitive current and minimal self-induction. Furthermore, it is the object of the invention to convert the reactive current in the capacitive winding into mechanical active power of an electric motor.

  
The solution of this object is achieved according to the invention by the characterizing features of the first claim. According to the invention, a capacitive winding is provided in which at least one winding of two insulated conductors and two electrical capacitors in the form of a loop is wound.

  
According to the prior art, the definition of the capacitive current in electrochemistry is well known in relation to the reloading of a capacitor or an electrolytic double layer. The properties of such a current are ignored in electrical engineering. The capacitive current of a capacitor is known in physics as a displacement current which generates a magnetic field in a coil according to Biot-Savart's law. It is a field strength outside a straight ladder.

  
By means of the capacitive winding according to the invention, an arbitrarily high capacitance is achieved which determines the capacitive current. The coils formed with the capacitive winding can be wound with a high number of turns and yet their self-induction is almost zero. In the electrical circuit, a coil made in this way acts like a classic electrical capacitor.

  
The invention is explained below with reference to embodiments with reference to the drawings. It shows

  
1 shows a capacitive winding according to the invention with connections to an AC voltage.

  
Fig. 2 is a linearly drawn double conductor with two capacitors at both ends, which are connected to an AC voltage source.

  
According to the invention, a wound coil consists of a plurality of turns, the particular feature of which is that each turn consists of parallel conductors and in each case a capacitor is connected between the two conductors at the beginning and at the end of the coil. Fig. 1 illustrates such arrangement. Conductor 1 and 2 are parallel and capacitor 3 is connected at the beginning of the coil turns. Capacitor 4 is attached to the end of the coil turns. Alternator 5 is connected through terminal 6 to capacitor 3 and by means of terminal 7 to capacitor 4. FIG. 1 illustrates the most important thing, namely that terminal 6 is connected directly to conductor 1 and terminal 7 is connected directly to conductor 2. The two conductors 1 and 2 are electrically separated by capacitor 3 and 4.

   In such a circuit, electrical displacement current oscillates across the dielectric in capacitors 3 and 4 and further in conductors 1 and 2. That is the capacitive current described herein which oscillates in such a circuit. The conductors 1 and 2 in Fig. 1 are wound around a magnetic core 8 in a known manner.

  
Conductors 1 and 2 consist of e.g. made of insulated copper wire and lie freely together. The other alternative is, conductors 1 and 2 are tied together with an insulation compound. Further, the conductors 1 and 2 could be in a coaxial structure. In such a circuit, the oscillating current depends on the voltage of generator 5 and on the capacitance of capacitors 3 and 4 and on the frequency of the displacement current. The maximum value of the displacement current is shown by equation [JQ

  
I = U (25T-f-c) Q]

  
Where

  
U = voltage at the capacitors 3 and 4 T = Ludolf's number f = frequency of the voltage c = total capacitance of the capacitor 3 and 4

  
Said current I is charge and discharge current flowing through capacitors 3 and 4. Circuit 1 and 2 would block the path of direct current as the dielectric is a total insulator. As is known, the displacement current I flows through the capacitors 3 and 4 with a power factor cos O> which is zero. It is particularly important to know that, despite a power factor of zero, said current I follows Biot-Savart's law, and therefore the coil in Fig. 1 generates magnetic field strength. The magnetic fields of such coils have particular advantages in electromagnetic energy converters. Further, it is important to know that the coil in FIG. 1 has no self-induction, therefore the inductance in AC operations is zero. The coil in Fig. 1 does not provide inductive resistance.

   The coil only provides capacitive resistance X ^ - defined by equation J_2j: The symbols in equation [Y] are the same as in equation [j]

  
NUMERICAL EXAMPLES

  
example 1

  
tension

  
frequency

  
capacity

  
number of turns

  
electricity
 <EMI ID = 8.1>
 

  
Ampere turns = 9C3 I-Wdg

  
Example 2

  
Voltage = 230V

  
Frequency = 50 Hz

  
Capacity =
 <EMI ID = 8.2>
 

  
Number of turns = 2,000 Wdg

  
Current = 3.51 A

  
Ampere turns = 7,032 I. w

  
Example 3

  
Voltage = 230V

  
Frequency = 500 Hz

  
Capacity = 50 J * F

  
Number of turns = 250 Wdg

  
Electricity = 36.12 A

  
Ampere turns = 9,031 I-Wi

  
Example 4

  
Voltage = 230V

  
Frequency <=> 50 Hz

  
Capacity <=> 12O0 ^ F

  
Number of turns = 250 Wdg

  
Current = 8.67 A

  
Ampere turns = 2.167 I'Wdg The capacitive winding described here has enormous economic value when used in all electromagnetic energy converters such as electric motors, generators, transformers, inductors and in all types of electromagnets. Windings according to the invention are readily applicable in all electrical machines and that up to a power of several megawatts.

  
Capacitive windings for electric motors

  
All electric motors with capacitive windings according to the invention are constructed in the same way as motors according to the prior art. All magnetic circuits are retained and calculated according to the known law of flooding. The magnetic flux image is retained. An important difference is that each turn according to the invention is divided into two conductors, as illustrated in FIGS. 1 and 2. However, the total conductor cross section for both conductors 1 and 2 in Figure 1 remains the same as the single conductor cross section according to the prior art. The capacitors 3 and 4, Fig. 1, remain outside the structure of the electric motor. It does not matter what number of turns a coil has. The rule remains unchanged: Each individual coil requires two capacitors as shown in Fig. 1.

   Windings according to the invention are applicable to all types of electric motors and that also at frequencies between 50 Hz and 1000 Hz. Only the magnetic circuit of the alternating field must be closed with respect to the eddy current losses by a good iron core. The quality of the iron core determines at which frequency of the alternating field the electric motor is operated. Electric motors with capacitive windings according to the invention have minimal heat loss and do not require a cooling system. It should be emphasized that electric motors operated with capacitive windings according to the invention do not have a short-circuit current. Even when the rotor is stopped, there is no short-circuit current because the maximum operating current is limited by the capacitance of the capacitors 3, 4.

   The most important economic advantage according to the invention is that the capacitive current flowing through the windings and capacitors 3 and 4 has a power factor of cos [upsilon] = zero. Such electric motors convert the electrical apparent power into mechanical active power.

  
Capacitive windings for transformers

  
According to the state of the art, cylinder windings and disk windings can be distinguished in transformers.

  
Within these two types, depending on the requirements, there are very diverse constructions due to the magnitude of the voltage and the power. Capacitive windings according to the invention are applicable to all these transformers and their construction. It should be emphasized that two capacitors 3, 4 in FIG. 1 are necessary for each coil. The maximum current in such windings shall be calculated by equation [T]. In such built transformers will never take short-circuit current and the transformer can be operated at a higher frequency and with minimal heat loss.

  
Capacitive windings for electromagnets

  
According to the invention, the windings are not induction coils and, therefore, the magnetic flux change does not induce an opposing voltage, that is, the coils have no inductance. This physical novelty has a tremendous technical-economic advantage in the whole of electrical engineering. Fast and impulsive electromagnets have special applications not only in modern technology but also in research. Repeated experiments have been carried out with the aim of generating extremely strong magnetic fields between 100 and 300 Tesla. According to the prior art, it is not possible to generate such a strong magnetic field. The known coils generate magnetic field pulses whose duration is between 50 and 100 ms.

   The maximum field strength is between 80 and 100 Tesla The known coils are operated at 20 kA to 27 kA and that with millions ampere turns. If one uses capacitive windings according to the invention for such a test, then only 3 kA at 3,000 turns are needed to produce the 100 Tesla pulse. With windings according to the invention generates pulses up to 300 Tesla with a pulse duration less than 50 ms.

  
Generally speaking, windings according to the invention have tremendous economic value and can be used in all fields of new technology where wire windings are used. With the old technology according to the prior art, it is not possible to further improve the efficiency of electromagnetic energy converters. The invention described here offers the world economy novel capacitive windings that can be used anywhere in electromagnetic energy converters and with enormous economic benefits.


    

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Kapazitive Wicklungen für Elektromotoren, Transformatoren und Elektromagnete, die an der Konstruktion desselben als Bandkondensator gewickelt sind, dadurchgekennzeichnet, dass die kapazitive Wicklung mindestens von zwei parallel angeordneten , elektrisch isolierten Leitern (1, 2) in einer Spule gewickelt sind und am Anfang der Spule die zwei Leiter (1, 2) durch einen elektrischen Kondensator (3) miteinander verbunden sind und am Ende der Spule die zwei Leiter (1, 2) ebenso mit dem zweiten elektrischen Kondensator (4) miteinander verbunden sind und dass ein Leiter (1) am Anfang der Spule mit einem Pol eines oszillierenden Stromgenerators (5) verbunden ist und der zweite Leiter (2) am Ende der Spule mit dem zweiten Pol des oszillierenden Stromgenerators (5) verbunden ist. Capacitive windings for electric motors, transformers and electromagnets wound on the construction thereof as a band capacitor, characterized in that the capacitive winding of at least two parallel electrically insulated conductors (1, 2) are wound in a coil and at the beginning of Coil the two conductors (1, 2) by an electrical capacitor (3) are interconnected and at the end of the coil, the two conductors (1, 2) are also connected to the second electrical capacitor (4) and that a conductor (1 ) is connected at the beginning of the coil to a pole of an oscillating current generator (5) and the second conductor (2) is connected at the end of the coil to the second pole of the oscillating current generator (5).
2. Kapazitive Wicklung für Elektromotoren, Transformatoren und Elektromagnete nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in den Statornuten eines Elektromotors beide Leiter (1, 2) zusammengewickelt sind und dass die zwei Kondensatoren (3, 4) ausserhalb des Stators befestigt sind. 2. Capacitive winding for electric motors, transformers and electromagnets according to claim 1, characterized in that in the stator of an electric motor both conductors (1, 2) are wound together and that the two capacitors (3, 4) are mounted outside the stator.
3. Kapazitive Wicklung für Elektromotoren, Transformatoren und Elektromagnete nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rotornuten des Elektromotors beide Leiter (1, 2) gewickelt und mit den zwei ausserhalb befestigten Kondensatoren (3, 4) durch Schleifringe elektrisch verbunden sind. 3. Capacitive winding for electric motors, transformers and electromagnets according to claim 1 and 2, characterized in that in the rotor grooves of the electric motor, both conductors (1, 2) wound and electrically connected to the two externally mounted capacitors (3, 4) by slip rings ,
4. Kapazitive Wicklung für Elektromotoren, Transformatoren und Elektromagnete nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung für ein starkes Magnetfeld aus einer Mehrzahl von separaten Spulen besteht und dass jede Spule, die am Anfang und am Ende mit Kondensatoren (3, 4) versehen ist und separat mit vorhandenem Energieversorger elektrisch verbunden ist. 4. Capacitive winding for electric motors, transformers and electromagnets according to claim 1, characterized in that the winding for a strong magnetic field consists of a plurality of separate coils and that each coil provided at the beginning and at the end with capacitors (3, 4) is and is electrically connected separately with existing power supplier.
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