DE10262148B4 - High-pole alternator for back-geared motor torque/speed ranges, uses a frequency converter with higher frequencies and a much higher number of poles - Google Patents

Abstract

Only one simple winding (7) is needed per phase (L1-L3) for a high number of ferrite poles (9). Several phases can fit side by side. Ferrite core material (4,5) keeps down loss from eddy currents and magnetic reversals very well. A rotor (3) can be used without a conductor and a permanent magnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen hochpoligen, mehrphasigen Wechselstrom Synchronmotor mit transversaler Flussführung, mit einem Stator und einem Rotor mit einer Rotorwelle.The The invention relates to a high-pole, polyphase alternating current Synchronous motor with transverse flux guidance, with a stator and a rotor with a rotor shaft.

Insbesondere im Maschinenbau und in zuverlässigen Geräten werden langlebige und kostengünstige Antriebe benötigt. Gleichstrommotoren mit Kollektoren sind wegen Verschleiß an den Kohlebürsten und Kollektor schlecht geeignet. Für Positionieraufgaben fehlt ein Bezug zum Drehwinkel und zur Drehzahl der Motorwelle, oder es wird zusätzlich ein Drehgeber benötigt. Kollektorlose Wechselstrommotoren haben in der Regel kleine Polzahlen, so dass kleine Drehwinkel ohne Getriebe zum Beispiel für genaue Positionierungen schlecht möglich sind. Schrittmotoren sind für Positionieraufgaben geeignet, haben aber den Nachteil, dass für schnelle Verstellaufgaben im höheren Drehzahlbereich schon unter 1000 U/Min. das Drehmoment stark abfälltEspecially in engineering and reliable devices become durable and cost effective drives needed. DC motors with collectors are due to wear on the carbon brushes and collector poorly suited. For positioning tasks is missing a reference to the angle of rotation and the speed of the motor shaft, or it will be added a rotary encoder is needed. Collectorless AC motors usually have small numbers of poles, so that small rotation angle without gear for example for accurate Positioning badly possible are. Stepper motors are for Positioning tasks suitable, but have the disadvantage that for fast adjustment tasks in the higher Speed range even under 1000 rpm. the torque drops sharply

Aus der DE 198 00 667 C2 ist eine Transversalflussmaschine mit einem massearmen passiven Rotor bekannt. Zur Erregung der Maschine sind zwischen den einzelnen Polblechen des Stators Polbleche angeordnet, die in Umfangsrichtung der Transversalflussmaschine magnetisiert sind, wobei die Magnetisierungsrichtung alterniert. Der Rotor weist ausgeprägte Polzähne aus, die aus einem geblechten Rotorring gebildet werden.From the DE 198 00 667 C2 is a transversal flux machine with a low-mass passive rotor known. To excite the machine pole plates are arranged between the individual pole plates of the stator, which are magnetized in the circumferential direction of the transverse flux machine, wherein the magnetization direction alternates. The rotor has pronounced pole teeth, which are formed from a laminated rotor ring.

Die DE 29 38 379 A1 zeigt ebenfalls eine Transversalflussmaschine mit Permanentmagneten im Stator. Hier sind die Permanentmagnete aber radial zwischen den Einzelblechen des Stators angeordnet und auch in Radialrichtung magnetisiert. Zusätzlich ist am Stator auch noch eine Erregerwicklung vorhanden, mit der der Fluss der Permanentmagnete verstärkt oder geschwächt werden kann. Der Rotor, der dem Stator axial gegenübersteht, besteht aus einer gezahnten Scheibe aus ferromagnetischem Material.The DE 29 38 379 A1 also shows a transverse flux machine with permanent magnets in the stator. Here, however, the permanent magnets are arranged radially between the individual sheets of the stator and also magnetized in the radial direction. In addition, the stator also has a field winding, with which the flow of permanent magnets can be amplified or weakened. The rotor, which faces axially the stator, consists of a toothed disc of ferromagnetic material.

Aus der EP 1 005 136 A1 ist eine mehrphasige Transversalflussmaschine bekannt. Diese hochpolige Maschine weist einen Stator und einen mit Permanentmagneten versehenen Rotor auf. Pro Phase ist ein geteilter Statorkern aus einem Weichmagnetischen Press- oder Sintermaterial vorgesehen, der eine zentrale Wicklung enthält und n Pole zum radial außen liegenden Luftspalt hin ausbildet. Auf der anderen Seite des Luftspalts befindet sich der Rotor mit 2n Permanentmagneten. Weiterhin sind in axialer Richtung drei getrennte Wicklungen mit entsprechenden Statorteilen vorhanden, wobei der notwendige Phasenversatz rotorseitig realisiert wird. Die Permanentmagnete sind in Umfangsrichtung magnetisiert, da der Luftspaltradial und nicht axial verläuft. Außerdem sind die Flussleitstücke nicht über die ganze Länge der Maschine geführt. Nachteilig ist ebenfalls, dass der Rotor ein großes Massenträgheitsmoment hat und die Wicklung des Stators schlecht gekühlt wird. Die Bauart ist eher für Außenläufermaschinen geeignet.From the EP 1 005 136 A1 is a multiphase Transversalflussmaschine known. This high-pole machine has a stator and a rotor provided with permanent magnets. Per phase, a split stator core made of a soft magnetic press or sintered material is provided, which contains a central winding and forms n poles to the radially outer air gap. On the other side of the air gap is the rotor with 2n permanent magnets. Furthermore, three separate windings with corresponding stator parts are present in the axial direction, wherein the necessary phase offset is realized on the rotor side. The permanent magnets are magnetized in the circumferential direction, since the air gap is radial and not axial. In addition, the flux guides are not guided over the entire length of the machine. Another disadvantage is that the rotor has a large moment of inertia and the winding of the stator is poorly cooled. The design is more suitable for external rotor machines.

Aus EP 1 063 754 A2 ist eine Transversalflussmaschine bekannt, bei welcher der Stator aus mehreren Polelementen besteht und dass zumindest ein Teil der Polelemente, bei welchen der magnetische Fluss von der radialen Richtung abweicht, aus magnetisch isotropem Material besteht und dass die Teile der Polelemente des Stators aus magnetischem Sintermaterial bestehen. Neben der komplizierten Ausführung des Stators dieser Transversalflussmaschine sind ebenfalls die oben beschriebenen Nachteile vorhanden.Out EP 1 063 754 A2 For example, a transverse flux machine is known in which the stator consists of a plurality of pole elements and that at least a part of the pole elements in which the magnetic flux deviates from the radial direction consists of magnetically isotropic material and in that the parts of the pole elements of the stator are made of magnetic sintered material. In addition to the complicated design of the stator of this transverse flux machine, the disadvantages described above are also present.

Aus den genannten Gründen bestehen die Aufgaben darin, Motoren zu entwickeln, welche folgende Verbesserungen aufweisen:

• – eine hohe Leistung pro Gewichtseinheit, einfach und preisgünstig und leise
• – eine möglichst hohe Polpaarzahl, um kleine Schrittwinkel zu erzielen
• – ein geringer Verdrahtungsaufwand trotz hoher Polpaarzahl
• – eine hohe Dynamik, vom Mikroschrittbetrieb, bis zum Beispiel 10'000 U/Min. bei etwa konstantem Drehmoment
• – Synchronlauf mit der Frequenz und Feststellung von Drehwinkel, Drehzahl und Drehrichtung anhand von Phasenlage, der Wicklungsströme und der Frequenz ohne Drehgeber
• – keine Verschleißteile außer den berechenbaren Lagern
• – einen hohen Wirkungsgrad, wenig Stromwärme- und wenig Eisenverluste
• – eine gute Kühlung der Wicklungen, kurzzeitig überlastbar
• – ein großer Rotordurchmesser im Verhältnis zum Außendurchmesser
• – ein kleines Rotormassenträgheitsmoment
• – eine weitgehend automatisierte Herstellung nicht nur der Wicklung möglich ist.

For these reasons, the tasks are to develop engines which have the following improvements:

• - a high performance per unit weight, simple and inexpensive and quiet
• - The highest possible number of pole pairs to achieve small step angles
• - A small amount of wiring despite high Polpaarzahl
• - High dynamics, from microstep operation, up to, for example, 10'000 rpm. at about constant torque
• - Synchronous operation with the frequency and determination of angle of rotation, speed and direction of rotation based on phase position, the winding currents and the frequency without encoder
• - no wearing parts except the calculable bearings
• - High efficiency, little Stromwärme- and little iron losses
• - Good cooling of the windings, temporarily overloaded
• - A large rotor diameter in relation to the outer diameter
• - a small rotor mass moment of inertia
• - A largely automated production not only of the winding is possible.

Diese Aufgaben werden durch die hochpoligen Wechselstrommotoren mit transversaler Flussführung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und des nebengeordneten Patentanspruchs 2 gelöst.These Tasks are transversal by the high-pole AC motors River guidance with the features of claim 1 and the independent claim 2 solved.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Im Gegensatz zu Maschinen nach dem Stand der Technik bei welchen für ein Magnetpolpaar mindestens eine oder mehrere Wicklungen benötigt werden, ist in den hochpoligen Wechselstrommotoren nach dieser Erfindung für eine beliebige Polpaarzahl nur eine Wicklung pro Phase notwendig. Die Durchflutung Θ; von dieser Wicklung N × i führt zu einem magnetischen Gesamtfluss Φ welcher erst dann verzweigt und zu einer beliebigen Anzahl Polpaare geleitet wird. Die Durchflutung jedes einzelnen Polpaares entspricht dabei wieder der Durchflutung der Wicklung N × i, was durch eine Wicklung pro Pol aus Platzgründen gar nicht möglich wäre.in the Unlike prior art machines in which for a magnetic pole pair At least one or more windings are needed in the high-poled AC motors according to this invention for any number of pole pairs only one winding per phase necessary. The flooding Θ; of this Winding N × i leads to a total magnetic flux Φ which only then branched and directed to any number of pole pairs becomes. The flooding of each pole pair corresponds to it again, the flux through the winding N × i, resulting in a winding per pole for reasons of space not possible at all would.

Ein weiterer Vorteil dieser Wicklungsart ist, dass diese nicht mitdrehen muss und deshalb außen an den Stator Weicheisenpolen befestigt werden kann. Die stehenden Stator Wicklungen erzeugen in den drehenden Ferritpolen dieselbe Durchflutung, gleichgültig ob die Wicklung steht oder mitdreht. Die Spulenkörper der Phasen werden mit dem Spulenkörper an den äußeren Weicheisenpolen eingerastet und die 2 Spulenenden nach außen geführt. Eine Stromzuführung über Schleifringe entfällt. Aus diesem Grunde der Begriff „Leiter- und Dauermagnetloser Rotor”.One Another advantage of this winding is that they do not rotate must and therefore outside can be attached to the stator soft iron poles. The standing Stator windings produce the same in the rotating ferrite poles Flood, indifferent whether the winding stands or rotates. The bobbins of the phases are with the bobbin at the outer soft iron poles engaged and led the 2 coil ends to the outside. A power supply via slip rings eliminated. For this reason, the term "ladder" and permanent magnetless rotor ".

Weitere Vorteile gegenüber Gleichstrommotoren oder Tachogeneratoren:

• – Kollektorlos und leiterloser Rotor, sehr einfache und leicht automatisierbare Herstellung
• – Nach oben offene Drehzahl: Eine Begrenzung besteht nur durch die Lagerung und die Zentrifugalkräfte am Ferritkern.
• – Einfachste stehende Wicklungen auf runden Spulenkörpern ohne mechanische Beanspruchungen der Drähte und ohne Wickelkopf für einen sehr zuverlässigen Betrieb und eine lange Lebensdauer.
• – Der Motor nach 3 kann als „Reihenschluss- oder Nebenschlussmotor geschaltet werden, wobei im stromlosen Zustand außer der Lagerreibung und dem Luftwiderstand keine Halte- oder Bremsmomente wirken.

Further advantages over DC motors or tachogenerators:

• - Collectorless and ladderless rotor, very simple and easily automatable production
• - Upward open speed: A limitation exists only by the storage and the centrifugal forces at the ferrite core.
• - Simplest standing windings on round bobbins without mechanical stress of the wires and without winding overhang for a very reliable operation and a long service life.
• - The engine after 3 can be switched as a "series-wound or shunt motor, with no holding or braking torque acting in the de-energized state except the bearing friction and air resistance.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von den, in den 1 bis 3 dargestellten, Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:The invention will be described below with reference to the, in the 1 to 3 illustrated, embodiments explained. Show it:

1A einen hochpoligen, mehrphasigen Wechselstrommotor mit transversaler Flussführung mit einem Rotor aus Ferritkernmaterial, einer Rotorwelle und einem Stator mit Dauermagneten. 1A a multi-pole, multi-phase, transverse-flow AC motor with a ferrite core rotor, a rotor shaft, and a permanent magnet stator.

1B einen Schnitt des Rotors aus Ferritkernmaterial axial gesehen. 1B seen a section of the rotor of ferrite core material axially.

1C einen Schnitt des Rotors und Stator axial gesehen 1C seen a section of the rotor and stator axially

2A einen hochpoligen, mehrphasigen Wechselstrommotor mit transversaler Flussführung mit einem Rotor aus Ferritkernmaterial, einer Rotorwelle und einem Stator in verkürzter Form mit nur zwei Dauermagneten für beide Phasen. 2A a multi-pole, multi-phase, transverse-flow AC motor with a ferrite core rotor, a rotor shaft and a shortened stator with only two permanent magnets for both phases.

2B eine Abgerollte Darstellung, 2A von oben gesehen. 2 B a rolled-up representation, 2A seen from above.

2C einen Schnitt durch Spulenkörper und Polbügel axial gesehen. 2C seen a section through bobbin and Polbügel axially.

2D einen vergrößerten Ausschnitt der 1C 2D an enlarged section of the 1C

3A einen hochpoligen, mehrphasigen Wechselstrommotor mit transversaler Flussführung mit einem Rotor aus Ferritkernmaterial, einer Rotorwelle und einem Stator mit elektrischer Erregung. 3A a multi-pole transversal flux polyphase AC motor with a ferrite core rotor, a rotor shaft and a stator with electrical excitation.

3B eine Abgerollte Darstellung der 3A von oben gesehen. 3B a rolled-up representation of the 3A seen from above.

3C einen Schnitt des Rotors aus Ferritkernmaterial axial gesehen. 3C seen a section of the rotor of ferrite core material axially.

3D einen Stator axial gesehen. 3D seen a stator axially.

Der leiter- und dauermagnetlose Rotor 2 besteht nur aus einem oder zwei gezahnten Ferritteilen 4 und der Rotorwelle 3. Die Ferritpole 7 der Ferritteile 4 können zum Beispiel aus handelsüblichen Ferritkernschalen für Drosseln oder Übertrager, durch ausschleifen von Nuten entstehen. Die Ferritpole 7 sind tangential, wie in 1B rechts und links dargestellt, pro Phase L1, L2.. um eine halbe Polteilung versetzt. Gegenüber den anderen Phasen L1, L2.. sind die Ferritpole 7 um eine halbe Polteilung dividiert durch die Anzahl Phasen L1, L2.. verschoben und mit der Rotorwelle 3 verbunden. Die tangential verschobenen Pole sind in der 2B in der abgerollten Darstellung gezeichnet. In 1C ist Rotor 2 und Stator 10 im Schnitt dargestellt. Der Stator 10 nutzt ebenfalls eine transversale Flussführung, um mit möglichst wenigen Dauermagneten 11 an der hohen Anzahl Statorpole 9 über den Umfang verteilt abwechselnde magnetische Polaritäten zu erreichen. Gegenüber der Rotorpolpaarzahl (In 1B 18 Polpaare) sind doppelt so viele, gleiche, bügelförmige Statorpole 9 angeordnet. Nach dem Stand der Technik werden für Rotoren von Transversalflussmaschinen (meistens Außenläufermaschinen) ein oder mehrere Dauermagnete pro Rotorpol eingesetzt. Die aus Weicheisen bestehenden bügelförmigen Statorpole 9 leiten den magnetischen Fluss von den axial magnetisierten Magneten 11 von den Nordpolen über den Luftspalt 8 zu den Ferritpolen 7 des Rotors, und von dort über den Ferritkern 4 zum axial gegenüberliegenden, um eine halbe Polteilung versetzten Ferritpol 7, über den Luftspalt zum benachbarten Statorpol 9, welcher mit den Südpolen der Magnete 11 verbunden ist. Der von der Wicklung 6 umschlossene magnetische Fluss entspricht der Summe der Einzelflüsse des oben beschriebenen Magnetkreises, weil der Polpaarzahl entsprechende, gleiche Magnetkreise, parallel geschaltet, vorliegen. Bei einer Drehung der Welle um eine halbe Polteilung fließt der gesamte magnetische Fluss in umgekehrter Richtung, so dass in der Wicklung 6 eine, der Flussänderung entsprechende Spannung induziert wird (Generatorprinzip). Die Wicklung 6 ist auf die Spulenkörper 5 gewickelt, wobei die Spulenkörper 5 von den Weicheisenpolbügel 9 gehalten werden, und diese, durch die zahnförmigen Aussparungen an den Seiten des Spulenkörpers 5, in tangentialer Richtung gehalten und von den benachbarten Polbügel 9 auf Abstand gehalten werden. Die Anordnung ist in 2C dargestellt. Schließlich werden die Weicheisenpolbügel durch das Gehäuseaußenrohr 14 gehalten und durch die Montage der Lagerdeckel 12 mit den Lagern 13 zentriert.The ladder and permanent magnetless rotor 2 consists of only one or two toothed ferrite parts 4 and the rotor shaft 3 , The ferrite poles 7 the ferrite parts 4 For example, they can be made from commercially available ferrite core shells for chokes or transformers, by grinding out grooves. The ferrite poles 7 are tangential, as in 1B shown right and left, per phase L1, L2 .. offset by half a pole pitch. Compared with the other phases L1, L2 .. are the ferrite poles 7 by half the pitch divided by the number of phases L1, L2 .. shifted and with the rotor shaft 3 connected. The tangentially shifted poles are in the 2 B drawn in the rolled-up illustration. In 1C is rotor 2 and stator 10 shown in section. The stator 10 also uses a transversal flux guidance, with as few permanent magnets as possible 11 at the high number of stator poles 9 distributed over the circumference to achieve alternating magnetic polarities. Opposite the number of rotor pole pairs (In 1B 18 pairs of poles) are twice as many, equal, bow-shaped stator poles 9 arranged. According to the prior art, one or more permanent magnets are used per rotor pole for rotors of transverse flux machines (usually external rotor machines). The stirrup-shaped stator poles made of soft iron 9 conduct the magnetic flux from the axially magnetized magnets 11 from the north poles across the air gap 8th to the ferrite poles 7 of the rotor, and from there over the ferrite core 4 to the axially opposite ferrite pole offset by a half pole pitch 7 , across the air gap to the adjacent stator pole 9 , which with the south poles of the magnets 11 connected is. The one from the winding 6 enclosed magnetic flux corresponds to the sum of the individual flows of the magnetic circuit described above, because the pole pair number corresponding, equal magnetic circuits, connected in parallel, are present. With a rotation of the shaft by a half pole pitch, the entire magnetic flux flows in the reverse direction, so that in the winding 6 one, the flux change corresponding voltage is induced (generator principle). The winding 6 is on the bobbin 5 wrapped, with the bobbin 5 from the soft iron clip 9 held, and this, by the tooth-shaped recesses on the sides of the bobbin 5 , held in tangential direction and by the adjacent pole 9 be kept at a distance. The arrangement is in 2C shown. Finally, the soft iron clip are through the housing outer tube 14 held and by mounting the bearing cap 12 with the camps 13 centered.

2A stellt eine verkürzte Bauform mit nur zwei ringförmigen Dauermagneten 11 dar. 2A represents a shortened design with only two ring-shaped permanent magnets 11 represents.

3 stellt einen hochpoligen, mehrphasigen Wechselstrommotor mit transversaler Flussführung mit einem Rotor 102 aus Ferritmaterial, einer Rotorwelle 103 und einem Stator 110 mit elektrischer Erregung dar 101. Der Rotor 102 ist außer der Polpaarzahl gleich aufgebaut wie in 1. An der Innenseite des Gehäuseaußenrohres 114 des Stators 110 sind gleiche Weicheisenstäbe 109 für die axiale Führung des magnetischen Flusses 119 angeordnet. Die Anzahl entspricht der Polzahl oder der doppelten Polpaarzahl des Rotors 102. In 3C: 18 Pole oder 9 Polpaare. Die abwechselnde Nord-Südpolarität der Weicheisenstäbe 109 wird durch seitlich, neben dem Rotor 102 angeordnete, Weicheisenzylinder 111 mit einer zylindrischen Aussparung für eine Erreger-Gleichstromwicklung 118 ausgeführt. Auf beiden Seiten der Gleichstromwicklung 118 sind wie bei den Rotorpolen 107 gleich viel Zähne und ebenfalls um eine halbe Polteilung versetzt vorhanden, wobei an deren äußeren Flächen die Weicheisenstäbe ohne Luftspalt aufliegen. Auf der Seite der Lagerdeckel 112 sind nur Aussparungen für die Weicheisenstäbe 109 ausgearbeitet, während auf der Rotorseite zwischen den magnetisch gleichpolaren Weicheisenstäben 109 größere Aussparungen vorhanden sind, um den Streufluss der Erregerseite klein zu halten. Die Weicheisenstäbe 109 sind jeweils nur so lang, wie die gleichpolaren Seiten der Weicheisenzylinder 111 auseinanderliegen. 3 provides a multi-pole, multi-phase AC motor with transversal flux guidance with a rotor 102 made of ferrite material, a rotor shaft 103 and a stator 110 with electrical excitation 101 , The rotor 102 is the same except for the number of pole pairs as in 1 , On the inside of the housing outer tube 114 of the stator 110 are same soft iron bars 109 for the axial guidance of the magnetic flux 119 arranged. The number corresponds to the number of poles or twice the number of pole pairs of the rotor 102 , In 3C : 18 poles or 9 pole pairs. The alternating north-south polarity of the soft iron bars 109 is through the side, next to the rotor 102 arranged, soft iron cylinder 111 with a cylindrical recess for a exciter DC winding 118 executed. On both sides of the DC winding 118 are like the rotor poles 107 the same number of teeth and also offset by half a pole pitch available, with the soft iron bars rest on the outer surfaces without air gap. On the side of the bearing caps 112 are only recesses for the soft iron bars 109 worked out, while on the rotor side between the magnetically equally polar soft iron bars 109 larger recesses are available to keep the stray flux of the exciter side small. The soft iron bars 109 are only as long as the same polar sides of the soft iron cylinder 111 apart.

3B stellt eine abgerollte Ansicht auf den Motor dar. Die Linie 119 stellt die mittlere magnetische Feldlinienlänge des halben, transversal fliessenden, magnetischen Flusses eines Polpaares dar. Die andere Hälfte des magnetischen Flusses fließt über die rechte Erregerseite und ist nicht dargestellt. Die Spulenströme I der Gleichstromwicklungen 118 sind nach oben gerichtet und ergeben nach der rechten Handregel auf der linken Seite des Weicheisenzylinders 111 Nordpole und auf der rechten Seite Südpole. Am linken Ferritkern 104 der Phase L1 fließt der höchste Strom momentan nach unten, was an den rechten Ferritpolen 107 Nord und an den linken Ferritpolen 107 Südpole ergibt. Da sich ungleichnamige Pole anziehen und gleichnamige Pole abstoßen, wirkt die Kraft beider Ferritpole nach oben, also tangential und bildet das Drehmoment eines Polpaares. Die radiale Kraftkomponente ist gleich groß wie auf der radial gegenüberliegenden Seite des Rotors 102 und kann sich wegen der Lagerung 113 nicht auswirken. Die Phase L2 hat in der gezeichneten Stellung keinen Strom, (Stromnull-Durchgang) und damit auch keine Kraftwirkung. Bezugszeichenliste Fig. 1A–C, Fig. 2A–D Fig. 3A–D 1 Hochpolige Wechselstrommotor 101 Hochpolige Wechselstrommotor 2 Rotor 102 Rotor 3 Rotorwelle 103 Rotorwelle 4 Ferritteile 104 Ferritteile 4a Zylindrischer Teil 104a Zylindrischer Teil 4b Seitliche Ferritscheiben 104b Seitliche Ferritscheiben 5 Spulenkörper 105 Spulenkörper 6 Wicklung 106 Wicklung 7 Ferritpol 107 Ferritpol 8 Luftspalt 108 Luftspalt 9 Weicheisenpolbügel 109 Weicheisenstäbe 10 Stator 110 Stator 11 Dauermagnete 111 Weicheisenzylinder 12 Lagerdeckel 111a Zylindrische Aussparung 13 Lager 112 Lagerdeckel 14 Gehäuseaußenrohr 113 Lager L1 Phase 1 114 Gehäuseaußenrohr L2 Phase 2 115 Geteilter Spulenkörper 116 Spulenkörperzahnung 117 Weicheisenzylinderzahnung 118 Gleichstromwicklung 119 Magnetischer Fluss L1 Phase 1 L2 Phase 2 3B represents an unrolled view on the engine. The line 119 represents the mean magnetic field line length of the half, transversely flowing, magnetic flux of a pole pair. The other half of the magnetic flux flows through the right excitation side and is not shown. The coil currents I of the DC windings 118 are directed upwards and result according to the right hand rule on the left side of the soft iron cylinder 111 North Pole and on the right South Pole. At the left ferrite core 104 In phase L1, the highest current momentarily flows down, which is at the right ferrite poles 107 North and at the left ferrite poles 107 South Pole yields. Since unlike poles attract and repel poles of the same name, the force of both ferrite poles acts upwards, ie tangentially and forms the torque of a pole pair. The radial force component is the same size as on the radially opposite side of the rotor 102 and may be because of storage 113 do not affect. The phase L2 has no current in the drawn position, (zero current passage) and thus no force effect. LIST OF REFERENCE NUMBERS Fig. 1A-C, Fig. 2A-D Fig. 3A-D 1 High-pole AC motor 101 High-pole AC motor 2 rotor 102 rotor 3 rotor shaft 103 rotor shaft 4 ferrite 104 ferrite 4a Cylindrical part 104a Cylindrical part 4b Lateral ferrite discs 104b Lateral ferrite discs 5 bobbins 105 bobbins 6 winding 106 winding 7 Ferritpol 107 Ferritpol 8th air gap 108 air gap 9 Weicheisenpolbügel 109 Soft iron rods 10 stator 110 stator 11 permanent magnets 111 Soft iron cylinder 12 bearing cap 111 Cylindrical recess 13 camp 112 bearing cap 14 Housing outer tube 113 camp L1 Phase 1 114 Housing outer tube L2 Phase 2 115 Split bobbin 116 Spulenkörperzahnung 117 Weicheisenzylinderzahnung 118 DC winding 119 Magnetic river L1 Phase 1 L2 Phase 2

Claims (5)

Hochpoliger, mehrphasiger Wechselstrommotor mit transversaler Flussführung, mit einem Stator (10) und einem Rotor (2) mit einer Rotorwelle (3), wobei der Rotor (2) je Phase (L1, L2) aus zwei zylindrischen Ferritteilen (4) besteht, welche mit der Rotorwelle (3) verbundenen sind, und welche jeweils einen zylindrischen Teil (4a) und eine damit stofflich verbundene seitliche Ferritscheibe (4b) aufweisen, wobei die beiden zylindrischen Teile (4a) miteinander in Kontakt stehen und an den zwei seitlichen Ferritscheiben (4b) der Ferritteile (4) am äußeren Umfang durch nutenförmige Aussparungen eine erste Anzahl (n) von zahnförmigen Ferritpole (7) gebildet werden, wobei die Ferritpole (7) der beiden Ferritscheiben (4b) jeder Phase (L1, L2) tangential um eine halbe Polteilung verschoben sind und gegenüber den anderen Phasen (L1, L2) um eine halbe Polteilung dividiert durch die Anzahl Phasen (L1, L2) verschoben sind, der Stator (10) ein Gehäuseaußenrohr (14) aufweist, an dessen Innenumfang je Phase (L1, L2) eine zur ersten Anzahl (n) von zahnförmigen Ferritpolen (7) des Rotors (2) doppelte Anzahl (2n) Weicheisenpolbügel (9) mit abgebogenen Endteilen angeordnet sind, wobei ein Spulenkörper (5) mit einer Wicklung (6) in radiale und axialer Richtung gehalten wird und in die durch die zylindrischen Teile (4a) des Rotors (2) gebildete Aussparung hineinragt und die Weicheisenpolbügel (9) selbst von dem Spulenkörper (5) sowohl in tangentialer Richtung von den benachbarten Weicheisenpolbügel (9) als auch radial nach innen gegen einen Luftspalt (8) auf Abstand gehalten werden, und der Stator (10) mehrere scheibenförmige Dauermagnete (11) enthält, die von den Weicheisenpolbügeln (9) gehalten werden, in axialer Richtung magnetisiert sind und je Phase (L1, L2 mit gleicher magnetischer Polarität angeordnet sind, wobei die Weicheisenpolbügel (9) gleich lang sind und die abgebogenen Endteile der Weicheisenpolbügel (9) gleichnamige Pole der Dauermagnete (11) axial ohne Luftspalt berühren, und wobei die Endteile umfangsmäßig aufeinanderfolgender Weicheisenpolbügel (9) alternierend unterschiedliche axiale Seiten der Dauermagnete (11) berührenHigh-poled, multiphase AC motor with transversal flow, with one stator ( 10 ) and a rotor ( 2 ) with a rotor shaft ( 3 ), wherein the rotor ( 2 ) per phase (L1, L2) of two cylindrical ferrite parts ( 4 ), which with the rotor shaft ( 3 ), and which each have a cylindrical part ( 4a ) and a material-related lateral ferrite disc ( 4b ), wherein the two cylindrical parts ( 4a ) are in contact with each other and at the two lateral ferrite disks ( 4b ) of the ferrite parts ( 4 ) at the outer periphery by groove-shaped recesses a first number (n) of tooth-shaped ferrite poles ( 7 ), the ferrite poles ( 7 ) of the two ferrite disks ( 4b ) of each phase (L1, L2) are shifted tangentially by half a pole pitch and are shifted from the other phases (L1, L2) by a half pole pitch divided by the number of phases (L1, L2), the stator ( 10 ) an outer housing tube ( 14 ), on the inner periphery of each phase (L1, L2) one of the first number (n) of tooth-shaped ferrite poles ( 7 ) of the rotor ( 2 ) double number (2n) soft iron clip ( 9 ) are arranged with bent end portions, wherein a bobbin ( 5 ) with a winding ( 6 ) is held in the radial and axial direction and in which by the cylindrical parts ( 4a ) of the rotor ( 2 ) formed recess and the soft iron clip ( 9 ) even of the bobbin ( 5 ) in the tangential direction of the adjacent soft iron clip ( 9 ) as well as radially inwardly against an air gap ( 8th ) are kept at a distance, and the stator ( 10 ) several disc-shaped permanent magnets ( 11 ) obtained from the soft iron poles ( 9 ) are magnetized in the axial direction and each phase (L1, L2 are arranged with the same magnetic polarity, wherein the soft iron clip ( 9 ) are the same length and the bent end portions of the soft iron pole ( 9 ) like poles of the permanent magnets ( 11 ) axially without air gap, and wherein the end portions of circumferentially successive soft iron clip ( 9 ) alternately different axial sides of the permanent magnets ( 11 ) touch Hochpoliger, mehrphasiger Wechselstrommotor mit transversaler Flussführung, mit einem Stator (110) und einem Rotor (102) mit einer Rotorwelle (103), wobei der Stator (110) ein Gehäuseaußenrohr (114) aufweist, an dessen Innenumfang je Phase (L1, L2) eine der doppelten Polzahl des Rotors (102) entsprechende Anzahl Weicheisenstäbe (109) angeordnet sind, wobei ein Spulenkörper (105) mit einer Wicklung (106) in radialer und axialer Richtung gehalten wird und die Weicheisenstäbe (109) von dem Spulenkörper (105) sowohl in tangentialer Richtung von den benachbarten Weicheisenstäben (109) als auch radial nach innen gegen einen Luftspalt (108) hin auf Abstand gehalten werden, mit zwei Weicheisenzylindern (111), welche eine zylindrische Aussparung (111a) für einen ge teilten Spulenkörper (115) mit einer Gleichstromwicklung (118) und zwei seitliche Teile besitzen, wobei die seitlichen Teile der Weicheisenzylinder (111) außen eine der Zahl der Weicheisenstäbe (109) entsprechende Anzahl Zahnungen (117) aufweisen, wobei die Zahnungen (117) des ersten Teils gegenüber den Zahnungen (117) des zweiten Teils eines Weicheisenzylinders (111) um eine halbe Zahnpolteilung tangential versetzt sind und auf der Umfangsseite jeweils ein Weicheisenstab (109) ohne Luftspalt aufliegt, wobei die Zahnpolteilung so gewählt ist, dass umfangsmäßig aufeinanderfolgende, gleich lange Weicheisenstäbe (109) einen großen Abstand einhalten und diese, bei einer elektrischen Erregung durch die Gleichstromwicklungen (118) magnetisch gleichpolare Zahnungen (117) der beiden Weicheisenzylinder (111) axial verbinden und tangential abwechselnde magnetische Polaritäten aufweisen, wobei in den zylindrischen Aussparungen (111a) geteilte Spulenkörper (115) mit gewickelten Drähten der Gleichstromwicklungen (118) angeordnet sind, welche mit den anderen Gleichstromwicklungen (118) parallel oder in Reihe geschaltet und separat oder über einen Gleichrichter vom Hauptstrom der Wicklungen (106), gespeist oder über einen Anlasswiderstand geschaltet oder kurzgeschlossen werden können, wobei der Rotor (102) je Phase (L1, L2) aus zwei zylindrischen Ferritteilen (104) besteht, welche mit der Rotorwelle (103) verbunden sind, und welche jeweils einen zylindrischen Teil (104a) und eine damit stofflich verbundene seitliche Ferritscheibe (104b) aufweisen, wobei die beiden zylindrischen Teile (104a) miteinander in Kontakt stehen und an den zwei seitlichen Ferritscheiben (104b) der Ferritteile (104) am äußeren Umfang durch nutenförmige Aussparungen eine erste Anzahl (n) von zahnförmigen Ferritpolen (107) gebildet werden, wobei die Ferritpole (107) der beiden Ferritscheiben (104b) jeder Phase (L1, L2) tangential um eine halbe Polteilung verschoben sind und gegenüber den anderen Phasen (L1, L2) um eine halbe Polteilung dividiert durch die Anzahl Phasen (L1, L2) verschoben sind, und wobei zwei dem Stator (110) zugeordnete Spulenkörper (105) mit jeweils einer Wicklung (106) in die durch die zylindrischen Teile (104a) des Rotors (102) gebildete Aussparungen hineinragen.High-poled, multiphase AC motor with transversal flow, with one stator ( 110 ) and a rotor ( 102 ) with a rotor shaft ( 103 ), wherein the stator ( 110 ) an outer housing tube ( 114 ), on whose inner circumference per phase (L1, L2) one of the double number of poles of the rotor ( 102 ) corresponding number of soft iron bars ( 109 ) are arranged, wherein a bobbin ( 105 ) with a winding ( 106 ) is held in the radial and axial direction and the soft iron rods ( 109 ) of the bobbin ( 105 ) in the tangential direction of the adjacent soft iron bars ( 109 ) as well as radially inwardly against an air gap ( 108 ) with two soft iron cylinders ( 111 ), which has a cylindrical recess ( 111 ) for a divided bobbin ( 115 ) with a DC winding ( 118 ) and two lateral parts, the lateral parts of the soft iron cylinders ( 111 ) outside one of the number of soft iron bars ( 109 ) corresponding number of serrations ( 117 ), the serrations ( 117 ) of the first part opposite the serrations ( 117 ) of the second part of a soft iron cylinder ( 111 ) are offset tangentially by half a Zahnpolteilung and on the peripheral side in each case a soft iron rod ( 109 ) rests without an air gap, wherein the tooth pole pitch is selected so that circumferentially successive, equal length soft iron rods ( 109 ) keep a large distance and this, at an electrical excitation by the DC windings ( 118 ) magnetically equal polar serrations ( 117 ) of the two soft iron cylinders ( 111 axially connect and have tangentially alternating magnetic polarities, wherein in the cylindrical recesses ( 111 ) split bobbins ( 115 ) with wound wires of the DC windings ( 118 ) which are connected to the other DC windings ( 118 ) connected in parallel or in series and separately or via a rectifier from the main current of the windings ( 106 ), or can be switched or short-circuited via a starting resistor, wherein the rotor ( 102 ) per phase (L1, L2) of two cylindrical ferrite parts ( 104 ), which with the rotor shaft ( 103 ), and which each have a cylindrical part ( 104a ) and a material-related lateral ferrite disc ( 104b ), wherein the two cylindrical parts ( 104a ) are in contact with each other and at the two lateral ferrite disks ( 104b ) of the ferrite parts ( 104 ) at the outer periphery by groove-shaped recesses a first number (n) of tooth-shaped ferrite poles ( 107 ), the ferrite poles ( 107 ) of the two ferrite disks ( 104b ) of each phase (L1, L2) are shifted tangentially by half a pole pitch and are shifted from the other phases (L1, L2) by half a pole pitch divided by the number of phases (L1, L2), and two are connected to the stator (L1). 110 ) associated coil body ( 105 ) each with a winding ( 106 ) into which through the cylindrical parts ( 104a ) of the rotor ( 102 ) protrude recesses formed. Wechselstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuseaußenrohr (14; 114) an seinen axialen Enden mit zwei Lagerdeckeln (12; 112) mit Lagern (13; 113) verbunden ist, welche mit der Rotorwelle (3; 103) drehbar verbunden sind.An AC motor according to claim 1 or 2, wherein the housing outer tube ( 14 ; 114 ) at its axial ends with two bearing caps (12 ; 112 ) with bearings ( 13 ; 113 ) connected to the rotor shaft ( 3 ; 103 ) are rotatably connected. Wechselstrommotor nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Ferritteile (4) des Rotors (2) aus einem Stück bestehen und der Spulenkörper (5) als geteilter Spulenkörper ausgeführt wird.An AC motor according to claim 1 or 3, wherein the ferrite parts ( 4 ) of the rotor ( 2 ) consist of one piece and the bobbin ( 5 ) is performed as a split bobbin. Wechselstrommotor nach Anspruch 1 bis 4, wobei mehr als zwei Phasen (L1, L2) axial nebeneinander angeordnet werden.An AC motor according to claims 1 to 4, wherein more as two phases (L1, L2) are arranged axially side by side.