WO2002027902A1 - Magnetodynamic motor - Google Patents

Abstract

The invention relates to a novel, magnetodynamic motor, comprising a static part or stator and a part that can rotate about a shaft (16) or rotor. One of the parts is provided with excitation magnets (18; 19) that are alternately polarised and have an air gap, or distance between the pole faces and the other part is provided with magnetic drive means or working magnets (21, 22). Each drive unit, consisting of excitation magnets (18, 19) and drive means (21, 22) that are magnetically interactive along a pole division, is composed of at least two subsystems which are arranged at unequal radial distances in relation to the rotor shaft (16). The pole arc lengths of the excitation magnets (18, 19) and the magnetic drive means (21, 22) correspond at least approximately to the difference between the radii of the subsystems. In addition, means are provided for the synchronous polarity reversal of the magnetic drive means (21, 22) during the pole passage of the excitation magnets (18, 19). The excitation magnets and the magnetic drive means are proportioned with regard to field strengths and dimensions in such a way that the magnetic interactions which occur during a polarity reversal change at least partially counterbalance each other in a radial direction, whereas in an azimuthal direction the effect of the external system exceeds the opposite effect of the internal system in proportion to the difference between their radii, so that an equidirectional torque is produced.

Description

Magnetodynamischer MotorMagnetodynamic motor

Die Erfindung betrifft ein magnetodynamischer Motor 1 gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a magnetodynamic motor 1 according to the preamble of patent claim 1.

Mit dem Erfindungsgegenstand konstruktiv vergleichbare Motoren sind vorwiegend im vorletzten Jahrhundert entstanden, beschrieben z. B. im Lehrbuch von O. Multhaupt "Die Moderne Elektrizität" (S. 152-203) mit Nachträgen von J. Zacharias, Reinhold Schwarz Verlag, Berlin (ca. 1905) und ferner, wesensver- wandt, im Artikel von A. Imhof "Die ersten 50 Jahre der Dynamomaschine. Ein historischer Überblick", Bulletin SEV/VSE, Nr. 69 (1978) H.20, S. 1108-1114, mit weiteren Literaturangaben. Die Entwicklung und Fabrikation der heutigen elektrischen Maschinen begann mit der Erfindung des Trommelankers um 1872.With the subject of the invention structurally comparable engines were created mainly in the penultimate century, described for. B. in the textbook by O. Multhaupt "The Modern Electricity" (pp. 152-203) with supplements by J. Zacharias, Reinhold Schwarz Verlag, Berlin (approx. 1905) and also, related to the essence, in the article by A. Imhof "The first 50 years of the dynamo machine. A historical overview", Bulletin SEV / VSE, No. 69 (1978) H.20, pp. 1108-1114, with further references. The development and manufacture of today's electrical machines began with the invention of the drum anchor around 1872.

Alle diese Konstruktionen beruhen im Prinzip auf den Gesetzen von Biot-Savart (1830) und Faraday-Henry (1832) betreffend die Kraftwirkung auf stromdurch- flossene Leiter im Magnetfeld und die elektromagnetische Induktion. Durch die Kombination mit ferromagnetischem Material werden die Feldkräfte um ein Vielfaches verstärkt. Damit lassen sich in geringem Bauvolumen beachtliche Leistungen umsetzen. Grundsätzlich kann jede Maschine sowohl als Motor wie als Generator arbeiten. Das Konzept ist reversibel. In beiden Fällen tritt jedoch durch das komplementäre Gesetz eine Bremswirkung auf. Die motorische und die generatorische Wirkung stehen in einem dualen Verhältnis, so dass schliesslich beim Elektromotor die generatorische Wirkung und beim Generator die motorische Wir- kung dominiert. Das Wechselspiel der beiden bewirkt, dass höchstens soviel Leistung umgesetzt wird als elektrische oder mechanische zugeführt wird. Die Magnetfelder dienen lediglich als Translator, verbrauchen selber aber keine Energie.All of these constructions are based in principle on the laws of Biot-Savart (1830) and Faraday-Henry (1832) regarding the effect of force on current-carrying conductors in the magnetic field and electromagnetic induction. The field forces are increased many times over by the combination with ferromagnetic material. This means that remarkable performance can be achieved in a small construction volume. In principle, every machine can work both as a motor and as a generator. The concept is reversible. In both cases, however, the complementary law has a braking effect. The motor and generator effects are in a dual relationship, so that finally the generator effect dominates the electric motor and the motor effect dominates the generator. The interplay between the two means that at most as much power is converted as electrical or mechanical power. The magnetic fields only serve as translators, but do not consume any energy themselves.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde einen Motor zu schaffen, bei dem das durch die wechselseitigen magnetischen Feldkräfte bewirkte Drehmoment weitgehend unabhängig von der Drehzahl erhalten bleibt. Diese Aufgabe wird durch den magnetodynamischen Motor mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.The present invention has for its object to provide a motor in which the torque caused by the mutual magnetic field forces is largely independent of the speed. This object is achieved by the magnetodynamic motor with the features of claim 1.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es eine motorische Wechselwirkung zwischen magnetischen Feldkräften gibt, die von den Gesetzen von Biot-Savart und Faraday-Henry unabhängig ist.The present invention is based on the knowledge that there is a motor interaction between magnetic field forces that is independent of the laws of Biot-Savart and Faraday-Henry.

Die erfinderischen Massnahmen zur Erzielung der motorischen Wirkung werden nachstehend in mehreren Schritten erklärt und die Konzeption des neuartigen Motors anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:The inventive measures to achieve the motor effect are explained below in several steps and the concept of the novel motor is explained in more detail using schematically illustrated exemplary embodiments. It shows:

Fig. 1 die Separierung des Feldes zwischen den Polen eines Erregermagneten in drei Bereiche mit verschiedenen Eigenschaften,1 shows the separation of the field between the poles of an excitation magnet into three areas with different properties,

Fig. 2 die Kombination von zwei gleichen Erregermagneten in angemessenem Abstand, verbunden durch einen längs bewegbaren Querträger mit an den Enden angebrachten Arbeitsmagneten als Vorläufer eines verlustfreien mechanischen Polwechslers (Typ I),2 shows the combination of two identical excitation magnets at an appropriate distance, connected by a longitudinally movable cross member with working magnets attached to the ends as a precursor of a loss-free mechanical pole changer (type I),

Fig. 3 die Kombination von zwei gleichen Erregermagneten in angemessenem Abstand, verbunden durch einen um die Längsachse drehbaren Querträger mit an den Enden angebrachten Arbeitsmagneten als zweite Möglichkeit eines verlustfreien mechanischen PolwechslersFig. 3 shows the combination of two identical excitation magnets at an appropriate distance, connected by a cross member rotatable about the longitudinal axis with working magnets attached to the ends as a second possibility of a loss-free mechanical pole changer

(Typ II),(Type II),

Fig. 4 die Kombination von zwei gleichen Erregermagneten gemäss Fig. 2 mit ringförmigen Polsegmenten und diametrischem Querträger, wobei die Kompensation der beim Polwechsel bewirkten Feldkräfte sowohl in radialer Richtung als auch in azimutaler Richtung vorhanden ist, Fig. 5 das Konzept gemäss Fig. 4, angeordnet in ungleichen radialen Abständen, wobei die Kraftwirkungen sich allerseits ebenso aufheben wie dort, nicht aber die Drehmomente. Jenes mit dem grösseren Ra- dius überwiegt im Verhältnis der gewählten Radien; in Verbindung mit dem Polwechsel entsteht ein gleichgerichtetes Drehmoment,4 shows the combination of two identical excitation magnets according to FIG. 2 with ring-shaped pole segments and a diametrical crossmember, the compensation of the field forces brought about when the poles are changed being present both in the radial direction and in the azimuthal direction, FIG. 5 shows the concept according to FIG. 4, arranged at uneven radial distances, the force effects canceling out on all sides as well as there, but not the torques. The one with the larger radius predominates in the ratio of the selected radii; in connection with the pole change there is a rectified torque,

Fig. 6 die Anordnung von zwei Magnetsystemen gemäss Fig. 5 längs zwei diametrisch gegenüberliegenden Radien; die angegebenen Polaritä- ten bewirken eine additive Überlagerung der einzelnen Drehmomente6 shows the arrangement of two magnet systems according to FIG. 5 along two diametrically opposite radii; the specified polarities cause an additive superposition of the individual torques

(experimentell erprobt),(experimentally tested),

Fig. 7 den Aufbau eines Motors (Typ I) mit vier azimutalen Erregersystemen und acht radialen Polwechsler mit Dauermagneten, mechanisch ge- steuert mittels Kurbelgetriebe,7 shows the construction of a motor (type I) with four azimuthal excitation systems and eight radial pole changers with permanent magnets, mechanically controlled by means of a crank mechanism,

Fig. 8 den Aufbau eines Motors (Typ II) nach dem Konzept gemäss Fig. 3 mit vier Erregersystemen und sechs drehbaren Polwendern,8 shows the construction of a motor (type II) according to the concept according to FIG. 3 with four excitation systems and six rotatable pole changers,

Fig. 9 den Aufbau eines Motors (Typ III) in scheibenförmiger Bauart mit seitlich je vier Erregersystemen und acht radialen Spulenmagneten für eine elektronische Steuerung,9 shows the construction of a motor (type III) in a disk-shaped design with four excitation systems and eight radial coil magnets for an electronic control,

Fig. 10 den Aufbau eines Motors (Typ III) in koaxialer Bauart mit vier azimuta- len Erregersystemen und acht radialen Spulenmagneten für eine elektronische Steuerung, und10 shows the construction of a motor (type III) in a coaxial design with four azimuthal excitation systems and eight radial coil magnets for electronic control, and

Fig. 1 1 ein Blockschaltbild bezüglich Betrieb eines Synchronmotors gemäss Fig. 9 bzw. Fig. 10, speziell geeignet für den mobilen Einsatz; elektro- nisch gesteuert mittels Wechselrichter. Schrittweise werden nunmehr die funktioneilen Neuerungen und die damit verbundenen magnetischen Wechselwirkungen anhand der Figuren 1 bis 11 eingehend beschrieben. Hierbei sind für dieselben Elemente jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet, wenn nicht anders angegeben.11 shows a block diagram relating to the operation of a synchronous motor according to FIG. 9 or FIG. 10, particularly suitable for mobile use; electronically controlled by means of an inverter. The functional innovations and the associated magnetic interactions are now described in detail with the aid of FIGS. 1 to 11. The same reference numerals are used for the same elements, unless stated otherwise.

Das Prinziip des vorliegenden magnetodynamischen Motors lässt sich anhand der Darstellungen in den Figuren 1 bis 6 genau erklären.The principle of the present magnetodynamic motor can be explained in detail on the basis of the representations in FIGS. 1 to 6.

Figur 1 zeigt die charakteristische Feldverteilung zwischen zwei hinsichtlich den Querabmessungen langgestreckten gegengepolten PolschuhenFIG. 1 shows the characteristic field distribution between two pole poles that are elongated with respect to the transverse dimensions

101 eines Permanent- oder Elektromagneten 100, die in einem gleichbleibenden Abstand 102 zueinander angeordnet sind - oben in Obenansicht, unten in Draufsicht. Bezüglich der Mittelebene M kann man die Feldverteilung im Prinzip in drei Wirkungsbereiche A, B, und C separieren. Im Bereich A ist die Feldverteilung in der Längsrichtung nahezu konstant, in den Bereichen B eher diffus und in C mit abnehmender Stärke vorwiegend längsgerichtet. Daher wirken auf einen im Polfeld befindlichen ferromagnetischen Gegenstand (z.B. Permanentmagnet) - hier nicht dargestellt - im Bereich A nur Querkräfte (anziehend oder abstossend, je nach Polaritäten), in den Gebieten B101 of a permanent or electromagnet 100, which are arranged at a constant distance 102 from one another - above in top view, below in top view. With regard to the median plane M, the field distribution can in principle be separated into three effective areas A, B, and C. In area A the field distribution in the longitudinal direction is almost constant, in areas B it is rather diffuse and in C with decreasing strength it is mainly longitudinal. Therefore, only a transverse force (attractive or repulsive, depending on the polarities) acts on a ferromagnetic object (e.g. permanent magnet) in the pole field (e.g. permanent magnet) - not shown here - in areas B

Quer- und Längskräfte und in C vorwiegend nur Längskräfte. Die Längsform der Polschuhe 101 spielt dabei keine Rolle; sie kann auch gekrümmt sein, z.B. kreisförmig. Bei konstantem Polflächenstand oder Luftspalt 102 besteht ein leichtes Feldmaximum in der Längsmitte bei Flächenerregung mittels Dauermagnete, dagegen kann bei Jocherregung ein Feldmaximum an den Polschuhenden auftreten. Die Angleichung der Feldstruktur bei Spulenmagneten an die funktioneil vorteilhaftere der Permanentmagnete ist durch einfache Massnahmen leicht möglich. Fig. 2 zeigt die Zuordnung in angemessenem Abstand eines zweiten völlig gleichen Magneten gemäss Fig. 1 , mit 1 und 2 bezeichnet. Zwischen beiden Magneten 1 und 2 ist in der Mitte des A-Bereiches in antimagnetischer Querträger 3 vorgesehen, der an seinen Enden je in einem bestimmten Abstand zwei bezüglich der gleichgepolten Magnete 1 und 2 gegengepolte Magnete 4 bzw. 5 mit identischen Abmessungen aufweist und in Halterungen 6 in der Längsrichtung gegenüber den Magneten 1 und 2 zumindest in dem durch den Abstand der Magnete 4 bzw. 5 fixierten Bereich hin- und herschiebbar sind. Das Experiment zeigt (wobei 1 und 2 Elektromagnete, 4 und 5 Permanentmagnete), dass bei dieser Konstellation der Querträger 3, abgesehen von Reibungsverlusten, sich ohne Kraft- und Arbeitsaufwand hin- und herschieben lässt. Sämtliche Wirkungskräfte heben sich in jeder Lage des Querträgers 3 weitgehend auf, wie wenn keine Magnetfelder vorhanden wären. Dargestellt sind drei Positionen des Querträgers 3, in den Figuren 2a und 2c in den beiden Endlagen, in der Figur 2b in der Mittellage. Im Prinzip entsteht dieser Effekt schon mit je einem gegengepolten Magneten 4 bzw. 5 an den Trägerenden. Je zwei gegengepolte Magnete ermöglichen zugleich den motorisch erforderli- chen Polwechsel (siehe weiter unten).Lateral and longitudinal forces and in C predominantly only longitudinal forces. The longitudinal shape of the pole shoes 101 is irrelevant; it can also be curved, for example circular. With a constant pole face position or air gap 102, there is a slight field maximum in the longitudinal center with surface excitation by means of permanent magnets, whereas a field maximum can occur at the pole shoe ends with yoke excitation. The alignment of the field structure in the case of coil magnets to the functionally more advantageous of the permanent magnets is easily possible by simple measures. FIG. 2 shows the assignment at a suitable distance from a second completely identical magnet according to FIG. 1, labeled 1 and 2. Between the two magnets 1 and 2 is provided in the middle of the A-area in an antimagnetic cross member 3, which has at its ends two magnets 4 and 5 with identical dimensions, the opposite dimensions of which are the same polarity as the magnets 1 and 2, and in brackets 6 can be moved back and forth in the longitudinal direction with respect to the magnets 1 and 2 at least in the area fixed by the spacing of the magnets 4 and 5, respectively. The experiment shows (with 1 and 2 electromagnets, 4 and 5 permanent magnets) that with this constellation the cross member 3 can be moved back and forth without any effort and effort, apart from friction losses. All active forces largely cancel each other out in any position of the cross member 3, as if there were no magnetic fields. Three positions of the cross member 3 are shown, in FIGS. 2a and 2c in the two end positions, in FIG. 2b in the middle position. In principle, this effect is created with a magnet 4 or 5 with opposite polarity at the ends of the supports. Two magnets with opposite polarity at the same time enable the pole to be changed by the motor (see below).

Fig. 3 zeigt im Prinzip die Anordnung nach Fig. 2 mit den gleichgepolten Erregermagneten 1 a, 2a sowie 1 b, 2b. Die Erregermagnete 1 a und 1 b bzw. 2a und 2b sind wiederum über ein nicht-dargestelltes Joch mit- einander verbunden. Anstelle des Querträgers 3 befindet sich jedoch eine um mindestens 180° drehbare Welle 7, in Halterungen 8 fixiert, an deren Enden bezüglich der Mitte des Luftspaltes der Erregermagnete vorzugsweise zylindrische Dauermagnete oder Magnetkolben 9 und 10 angebracht sind, die diametrisch magnetisiert und ge- gengepolt sind. Beim Drehen der Welle 7 - in Fig. 3 in der mit A/2 bezeichneten Mitte des A-Bereiches dargestellt - heben sich ebenfalls in jeder Winkellage die wechselseitigen Kraftwirkungen auf (analog gemäss Fig. 2).Fig. 3 shows in principle the arrangement of Fig. 2 with the same polar excitation magnets 1 a, 2a and 1 b, 2b. The excitation magnets 1 a and 1 b or 2a and 2b are in turn connected to one another via a yoke (not shown). Instead of the cross member 3 there is, however, a shaft 7 which can be rotated by at least 180 ° and is fixed in brackets 8, on the ends of which cylindrical permanent magnets or magnetic pistons 9 and 10 are preferably attached with respect to the center of the air gap of the excitation magnets and are diametrically magnetized and counter-polarized , When the shaft 7 is rotated - shown in FIG. 3 in the center of the A region designated by A / 2 - also rise in the mutual force effects on each angular position (analogous to FIG. 2).

Die angegebenen Polaritäten beziehen sich auf die jeweils einander zugewandten Polflächen. Die Zuordnung ist reziprok: eine sinngemä- sse Vertauschung ergibt das gleiche Verhalten.The polarities indicated relate to the pole faces facing each other. The assignment is reciprocal: an analogous exchange results in the same behavior.

Fig. 4 zeigt das Konzept gemäss Fig. 2 mit kreisförmigen Polsegmenten 11 und 12. Anstelle des Querträgers 3 (Fig. 2) ist hier ein Diametralträger 13 auf einer Scheibe 14 in der Längsmitte sowohl in einer Führung 15 radial verschiebbar als auch um eine Achse 16 drehbar angeordnet, so dass sich die magnetischen Kraftwirkungen an den Trägerenden sowohl in radialer als auch in der für die motorische Anwendung besonders wichtigen azimutalen Richtung beobachten lassen. Dabei ist die Achse 16 auf der Scheibe 14 befestigt, die als Gleitunterlage für den Diametralträger 13 dient. Der magnetisch azimutal inaktive Bereich ist analog Fig. 2 mit A bezeichnet. Dargestellt ist der Bewegungsvorgang des Diametralträgers 13 in fünf Positionen, wobei eine Drehung im Uhrzeigersinn angenommen ist, nämlich vor dem Eintritt zwischen die Polsegmente der Erregermagnete (Pos. a), nach dem Eintritt in den A-Bereich mit Beginn der radialen Verschiebung (Pos. b), in der Mitte des A-Bereiches nach der halben radialen Bewegung (Pos. c), vor dem Ende des A-Bereiches in der anderen radialen Endlage (Pos. d) und schliesslich nach dem Austritt aus dem Erregerfeld (Pos. e). Das Experiment offenbart, dass sich beim Verschieben des Trägers 13 die radialen Kraftwirkungen ebenso aufheben wie bei der Anordnung nach Fig. 2, darüber hinaus aber beim Drehen des Diametralträgers 13 um die Achse 16 auch die azimutalen Kräfte an den Polbogenenden. Oder umgekehrt: sind die radialen magnetischen Kraftwirkungen an den Enden des Diametralträgers 13 so auf einander abgestimmt, dass sich dieser in radialer Richtung kraftlos hin- und herschieben lässt, dann sind jeweils auch die azimutalen Kraftwirkungen an den Enden der Polbogen zumindest unter sich entgegengesetzt gleich gross.Fig. 4 shows the concept according to Fig. 2 with circular pole segments 11 and 12. Instead of the cross member 3 (Fig. 2) here is a diametral support 13 on a disc 14 in the longitudinal center both radially displaceable in a guide 15 and about an axis 16 rotatably arranged so that the magnetic force effects on the carrier ends can be observed both in the radial and in the azimuthal direction, which is particularly important for the motor application. The axis 16 is fastened on the disc 14, which serves as a sliding base for the diametral support 13. The magnetically azimuthally inactive region is denoted by A analogously to FIG. 2. The process of moving the diametral carrier 13 is shown in five positions, whereby a clockwise rotation is assumed, namely before entry between the pole segments of the excitation magnets (item a), after entry into the A region at the beginning of the radial displacement (item. b), in the middle of the A area after half the radial movement (item c), before the end of the A area in the other radial end position (item d) and finally after exiting the excitation field (item e ). The experiment reveals that when the carrier 13 is displaced, the radial force effects cancel out as in the arrangement according to FIG. 2, but moreover when the diametrical carrier 13 is rotated about the axis 16, the azimuthal forces at the pole arc ends. Or vice versa: the radial magnetic force effects at the ends of the diametral carrier 13 are coordinated with one another in such a way that the latter push back and forth without force in the radial direction leaves, then the azimuthal force effects at the ends of the polar arcs are at least opposite each other equally large.

Dieses Konzept ist motorisch prinzipiell nicht funktionsfähig. Jedoch ist dieses an sich elementare Verhalten bei der vorliegenden Erfindung von eminenter Bedeu- tung.In principle, this concept is not functional in terms of motor. However, this behavior, which is elementary per se, is of eminent importance in the present invention.

Fig. 5 zeigt den Einbau des in Fig. 4 auf den Durchmesser bezogenen Konzeptes längs des Radius des betreffenden Systems. Der innere Erregermagnet 18 hat von der Drehachse 16 der Scheibe 17 den mittleren Abstand r_{1 (} der äussere Erregermagnet 19 den mittleren Abstand r₂.FIG. 5 shows the installation of the concept relating to the diameter in FIG. 4 along the radius of the system in question. The inner excitation magnet 18 has the average distance r ₁ from the axis of rotation 16 of the disk 17 ₍ the outer excitation magnet 19 has the average distance r ₂ .

Die azimutal inaktiven Bereiche sind wiederum mit A bezeichnet, wobei die Sektorlänge des Erregermagneten 18 entsprechend dem Radienunterschied kürzer ist als die Sektorlänge des Erregermagneten 19 mit dem grösseren Radius. Auch die azimutalen Ausmasse der auf dem Radialträger 20 nunmehr bezüglich der Radien , r₂ angebrachten Arbeitsmagnete 21 und 22 sind dem Verhältnis r r₂ ange- passt. Demnach bildet der innere Erregermagnet 18 mit den Arbeitsmagneten 21 ein erstes Teilsystem und der äusser Erregermagnet 19 mit den Arbeitsmagneten 22 ein zweites Teilsystem. Der Radialträger 20 ist analog Fig. 4 in den Positionen a) ...e) dargestellt mit den gleichen Funktionen wie dort beschrieben.The azimuthally inactive areas are again designated by A, the sector length of the excitation magnet 18 being shorter in accordance with the difference in radius than the sector length of the excitation magnet 19 with the larger radius. The azimuthal dimensions of the working magnets 21 and 22 now attached to the radial support 20 with respect to the radii, r ₂ are also adapted to the ratio rr ₂ . Accordingly, the inner excitation magnet 18 forms a first subsystem with the working magnets 21 and the outer excitation magnet 19 forms a second subsystem with the working magnets 22. The radial support 20 is shown analogously to FIG. 4 in positions a) ... e) with the same functions as described there.

Das Experiment zeigt (mit Permanentmagneten auf dem Radialträger und dem inneren Erregermagnet, aussen Elektromagnet), dass bei Abgleichung des äusse- ren Erregerfeldes auf das innere bezüglich konträrer radialer Kräfteparität sich der Radialträger 20 radial ebenso leistungslos hin- und herschieben lässt wie bei den Anordnungen gemäss den Fig. 2 und 4. Nach dem Befund nach Fig. 4 sind alsdann auch die azimutalen Kraftwirkungen entgegengesetzt gleich gross. Für die motorische Wirkung sind jedoch nicht die azimutalen Kräfte sondern die bewirkten gegenläufigen Drehmomente massgebend und diese heben sich, speziell an den Enden der Polbogen, wegen des ungleichen Radienabstandes nicht mehr auf. Das äussere Drehmoment M₂ überwiegt gegenüber dem inneren Drehmoment M^ an jedem Polbogenende des äusseren Systems im Mittel um den Betrag ΔM = M₂ - Mi = M₂(1 - x lx₂). Die anziehende Kraft beim Feldeintritt (Pos. a) geht beim Polwechsel (Pos. c) in eine abstossende Kraft beim Feldaustritt (Pos. e) über; das System erfährt eine dauernde gleichgerichtete Drehbewegung. Das Differenz-Drehmoment ist umso grösser je kleiner das Verhältnis τ lτ_z ist. Infolge remanenter Kraftwirkungen kann die anziehende Kraft grösser sein als die abstossende, was jedoch auf den Mittelwert keinen Einfluss hat.The experiment shows (with permanent magnets on the radial carrier and the inner excitation magnet, outside electromagnet) that when the external excitation field is matched to the inside with respect to the opposite radial force parity, the radial carrier 20 can be moved radially and back just as easily as with the arrangements according to 2 and 4. According to the finding according to FIG. 4, the azimuthal force effects are of the same magnitude in opposite directions. For the motor effect, however, it is not the azimuthal forces that are decisive, but the opposing torques that are produced, and these no longer cancel each other out, especially at the ends of the pole arches, because of the uneven radius spacing. The outer torque M ₂ outweighs the inner torque M ^ at each pole arc end of the outer system on average by the amount ΔM = M ₂ - Mi = M ₂ (1 - x lx ₂ ). The attractive force when entering the field (item a) changes into a repulsive force when leaving the field (item e) when changing poles (item c); the system experiences a constant, rectified rotational movement. The difference in torque is greater the smaller the ratio τ lτ _z . As a result of remanent force effects, the attractive force can be greater than the repulsive force, but this has no influence on the mean value.

Die dominante Rolle spielt der praktisch leistungslose Polwechsel innerhalb des azimutal inaktiven A-Bereiches. Das aufgezeichnete mechanische Konzept ersetzt funktionell vollauf den bei den konventionellen elektrischen Maschinen mit dem Induktionsgesetz behafteten elektrischen Polwechsel. Die Art der mechanischen Betätigung spielt dabei keine Rolle. Sie hat auf das Drehmoment direkt keinen Einfluss, da die Bewegung des Polwechslers zur Drehrichtung senkrecht verläuft. Möglichkeiten sind z.B. eine Steuerung mittels der Drehbewegung der Rotorscheibe, eine Relaissteuerung usw.The dominant role is played by the practically powerless pole change within the azimuthally inactive A area. The recorded mechanical concept completely replaces the electrical pole changes that are subject to the induction law in conventional electrical machines. The type of mechanical actuation is irrelevant. It has no direct influence on the torque, since the movement of the pole changer is perpendicular to the direction of rotation. Possibilities are e.g. control by means of the rotary movement of the rotor disk, relay control, etc.

Mit der Anordnung mehrerer solcher Magnetsysteme längs des Umfanges der Rotorscheibe erhält man leicht ein grösseres Antriebsmoment. Sie lassen sich bei sinngemässer Ausrichtung der einzelnen Polaritäten vorteilhaft kombinieren. Hierzu werden eine gerade Anzahl Erregersysteme äquidistant platziert und abwechselnd gepolt. Damit wechseln die Arbeitsmagnete längs der Pollücken im Sinne der Drehrichtung automatisch von einem abstossenden in einen anziehenden Be- reich. Das hierbei bewirkte Antriebsmoment hat offensichtlich bei einer bestimmten Lückenlänge ein Maximum, welches in Verbindung mit den übrigen Abmessungen experimentell bestimmt werden muss. Im Prinzip sind die Erregersysteme infolge des geschlossenen magnetischen Feldflusses funktionell autark. Die Zahl der Radialträger kann daher von jener der Erregersysteme auch ver- schieden sein, vorzugsweise grösser soweit dies die mechanischen Verhältnisse zulassen. Das Gesamtdrehmoment steigt proportional mit dem Produkt P»Q, wobei P = Zahl der Pollücken, Q = Zahl der Radialträger mit den Arbeitsmagneten an den Trägerenden.With the arrangement of several such magnet systems along the circumference of the rotor disk, a larger drive torque can easily be obtained. They can be advantageously combined if the individual polarities are aligned appropriately. For this purpose, an even number of excitation systems are placed equidistantly and poled alternately. The working magnets along the pole gaps change automatically in the sense of the direction of rotation from a repelling to an attracting area. The drive torque caused here obviously has a maximum at a certain gap length, which must be determined experimentally in connection with the other dimensions. In principle, the excitation systems are functionally self-sufficient due to the closed magnetic field flow. The number of radial supports can therefore also differ from that of the excitation systems, preferably larger as far as the mechanical conditions are allow. The total torque increases proportionally with the product P »Q, where P = number of pole gaps, Q = number of radial carriers with the working magnets at the carrier ends.

Fig. 6 zeigt schematisch das prinzipielle Vorgehen anhand von zwei gleichen diametrisch beidseits der Rotordrehachse 16 angeordneten als Stator ausgebildeten Magnetsystemen 18 und 19. Der radiale Schie- beprozess des diametrischen Radialträgers 20 bleibt der gleiche wie der bei den Anordnungen nach Fig. 4 bzw. 5. Dargestellt ist die Stel- lung des radialen Trägers 20 vor dem Feldeintritt (Pos. a), im azimutal ineffizienten Schaltbereich (Pos. b, d) und nach dem Feldaustritt (Pos. e). Anhand der eingetragenen Polaritäten - bezüglich der jeweils zugewandten Polflächen - erkennt man die additive Überlagerung der Feldkräfte längs der Pollücken, die hier pro Umlauf des Rotors 17 eine Verachtfachung des Differenz-Drehmomentes bezüglich der einzelnenFIG. 6 schematically shows the basic procedure with the aid of two identical magnet systems 18 and 19 arranged diametrically on both sides of the rotor axis of rotation 16 and designed as a stator. The radial sliding process of the diametric radial carrier 20 remains the same as that of the arrangements according to FIGS. 4 and 5 The position of the radial support 20 is shown before the field entry (item a), in the azimuthally inefficient switching range (item b, d) and after the field exit (item e). On the basis of the entered polarities - with respect to the respective facing pole faces - one recognizes the additive superimposition of the field forces along the pole gaps, which here an eightfold increase in the differential torque with respect to the individual per revolution of the rotor 17

Polbogenenden bewirkt.Polar arc ends causes.

Mit der erläuterten Funktion des Motors engstens verknüpft ist die Art der Radialsteuerung. Im Prinzip darf der Polwechsel nur in den azimutal inaktiven Bereichen der Erregersegmente erfolgen. Die Arbeitsmagnete durchlaufen längs des Roto- rumfanges bezüglich Radialbewegung etwa eine Trapezkurve. Relaissteuerungen eignen sich daher, wie das Experiment zeigt, wegen der jenen anhaftenden Re- tardierungszeit und der drehzahlabhängigen Kontaktdauer der Stromzufuhr nur für kleine, durch diese beiden Grossen selektiv bestimmte Drehzahlen. Spezielle Abmessungen des Erregersystems ermöglichen indessen die Trapezkurve einer Sinuskurve anzunähern, die eine harmonische Steuerung zulässt. Hierbei ist jede der längs des Rotorumfanges äquidistanten Polteilungen zumindest angenähert zu 2/3 den Polsegmenten und 1/3 den Pollücken zugeteilt. Ferner sind die Arbeitsmagnete radial etwas länger gewählt (ca. 15%) als die Breite der Polsegmente. Die maximale Elongation der so gebildeten Sinuskurve liegt in den Pollük- ken, der schnelle Nulldurchgang in der Längsmitte der Polsegmente. Die Steue- rung erfolgt z.B. mittels Synchrongetriebe und Kurbelantrieb, der für höhere Drehzahlen geeignet ist.The type of radial control is closely linked to the explained function of the motor. In principle, the pole change may only take place in the azimuthally inactive areas of the excitation segments. The working magnets run along a trapezoidal curve along the rotor circumference with respect to radial movement. Relay controls are therefore only suitable, as the experiment shows, because of the inherent delay time and the speed-dependent contact duration of the power supply only for small speeds, which are selectively determined by these two sizes. Special dimensions of the excitation system, however, enable the trapezoidal curve to be approximated to a sine curve, which permits harmonious control. Here, each of the equidistant pole pitches along the rotor circumference is allocated at least approximately 2/3 to the pole segments and 1/3 to the pole gaps. Furthermore, the working magnets are chosen to be somewhat longer radially (approx. 15%) than the width of the pole segments. The maximum elongation of the sine curve thus formed lies in the pole gaps, the quick zero crossing in the longitudinal center of the pole segments. The tax tion takes place, for example, by means of synchronous gear and crank drive, which is suitable for higher speeds.

Fig. 7 illustriert den Aufbau eines magnetodynamischen Motors mit je vier Erregermagneten resp. Polpaarsegmenten 25a, 25b. Die Rotorscheibe 26 auf der Drehachse 27 trägt acht Radialträger 28 mit den Arbeitsmagneten 29a, 29b, angeordnet in unterschiedlich radialen Abständen von der Motorachse 27. Die harmonische Bewegung der Radialträger 28 bewirkt ein zentrales, fest mit dem Erregersystem verbundenes Zahnrad 30, das bei der Drehung der Scheibe 26 auf dieser montierte Satelliten-Zahnräder 31 treibt. An diesen sind in einem radialen Kurbelabstand 32 gemäss der Amplitude der periodischen Bewegung Schubstangen 33 befestigt, die über Gelenke 34 die Radialträger 28 in Führungen 35 und 36 und damit die Arbeitsma- gnete 29a, 29b harmonisch radial hin- und herbewegen. Das Durchmesserverhältnis der Zahnräder 30, 31 ist mit 1 :2 so gewählt und der Eingriff der Zahnräder so positioniert, dass beim Umlauf der Zahnräder 31 längs des Umfanges des Triebrades 30 die maximale Auslenkung stets längs der Pollücken und der schnelle Polwechsel im azi- mutalen inaktiven Bereich der Polpaarsegmenten 25a, 25b erfolgt.Fig. 7 illustrates the structure of a magnetodynamic motor, each with four excitation magnets. Pole pair segments 25a, 25b. The rotor disk 26 on the axis of rotation 27 carries eight radial supports 28 with the working magnets 29a, 29b, arranged at different radial distances from the motor axis 27. The harmonious movement of the radial supports 28 causes a central gearwheel 30, which is firmly connected to the excitation system and which rotates the disk 26 drives satellite gears 31 mounted thereon. Push rods 33 are fastened to them at a radial crank distance 32 according to the amplitude of the periodic movement, which move the radial supports 28 in guides 35 and 36 and thus the working magnets 29a, 29b radially back and forth via joints 34. The diameter ratio of the gearwheels 30, 31 is selected with 1: 2 and the engagement of the gearwheels is positioned such that when the gearwheels 31 rotate along the circumference of the drive wheel 30, the maximum deflection always along the pole gaps and the rapid pole change in the azimuthal inactive The area of the pole pair segments 25a, 25b takes place.

Beim Zahnradgetriebe wichtig ist nur das Durchmesserverhältnis d₂/ ₁ = 2/n, wobei n = Zahl der Polpaarsegmente; die Grosse selbst spielt keine Rolle. In der Grundausführung ist die Zahl der Radialträger 28 gleich der Anzahl Polpaar- segmente resp. Pollücken 25a, 25b. Eine grössere Anzahl Radialträger kann indessen soweit möglich als Satelliten-Zahnräder längs des Umfangs des Triebrades platziert werden; beim obgenannten Beispiel sind es doppelt so viele. Beim Lauf der Rotorscheibe können durch die radiale Bewegung der Radialträger zentrifugale Asymmetrien entstehen. Sie heben sich vollständig auf falls die Zahl der Polpaarsegmente ein Vielfaches von vier beträgt. Erwünscht ist ferner eine ange- messene Schwungmasse der Rotorscheibe, deren kinetische Energie die magnetisch inaktiven Bereiche beim Polwechsel überbrückt.Important in the gear transmission, only the diameter ratio d _2/1 = 2 / n, where n = number of Polpaarsegmente; the size itself doesn't matter. In the basic version, the number of radial carriers 28 is equal to the number of pole pair segments or. Pole gaps 25a, 25b. A larger number of radial supports can, however, be placed as far as possible as satellite gears along the circumference of the drive wheel; in the above example there are twice as many. When the rotor disk is running, the radial movement of the radial supports can cause centrifugal asymmetries. They cancel each other out completely if the number of pole pair segments is a multiple of four. What is also desired is a measured flywheel mass of the rotor disc, the kinetic energy of which bridges the magnetically inactive areas when changing poles.

Fig. 8 zeigt schematisch den Aufbau eines magnetodynamischen Motors - rechts in Obenansicht, links perspektivisch in Draufsicht - gemäss dem Konzept nach Fig. 3 mit je vier Erregermagneten 41 , 42 in ungleichen Radienabständen von der Rotorachse 43 (zur Vereinfachung ohne magnetische Jochverbindungen und dem mechanischen Zubehör). Sechs radiale, in Halterungen 44 um ihre Längsachse drehbare Steuerorgane 45 tragen je zwei in Querrichtung magnetisierte Zylindermagnete oder Magnetkolben 46, 47 in Wechselwirkung mit den Erregermagneten 41 , 42. Die Steuerung erfolgt mittels des auf dem Erregersystem (Stator) montierten Kronenrades 48 und den mit diesem im Eingriff stehenden Zahnräder 49 auf der Achse der Steuerorgane 45. Die Zähnezahlen im Verhältnis 1 :2 und deren Eingriff sind so gewählt, dass pro Polteilung die Zylindermagnete exakt eine halbe Umdrehung erfahren und der Polwechsel vorwiegend im azimutal inaktiven Bereich der Erregermagnete erfolgt. Bei der in Fig. 8 gezeichneten gleichförmigen Bewegung ist dies nur zum Teil der Fall. Eine ge- wisse Verbesserung ergibt sich, wie angedeutet, bei der Quermagnetisierung der Zylindermagnete durch eine Schrägstellung 50 längs der Zylinderachse, eventuell mit kleineren Pollücken. Effizienter wirken indessen Getriebe mit einer ungleichförmigen Bewegung, z.B. ein Kurbelantrieb analog wie in Fig. 7 beschrieben, ein Mäanderantrieb oder Sperrgetriebe.Fig. 8 shows schematically the structure of a magnetodynamic motor - top right view, left perspective top view - according to the concept of Fig. 3, each with four excitation magnets 41, 42 at unequal radii from the rotor axis 43 (for simplification without magnetic yoke connections and the mechanical Equipment). Six radial control members 45, which can be rotated about their longitudinal axis in brackets 44, each carry two cylinder magnets or magnetic pistons 46, 47 magnetized in the transverse direction in interaction with the excitation magnets 41, 42. The control is carried out by means of the crown wheel 48 mounted on the excitation system (stator) and with this engaging gears 49 on the axis of the control members 45. The number of teeth in the ratio 1: 2 and their engagement are selected so that the cylinder magnets undergo exactly half a revolution per pole pitch and the pole change takes place predominantly in the azimuthally inactive region of the excitation magnets. In the case of the uniform movement shown in FIG. 8, this is only partially the case. As indicated, there is a certain improvement in the transverse magnetization of the cylinder magnets by an inclined position 50 along the cylinder axis, possibly with smaller pole gaps. Gears with a non-uniform movement, e.g. a crank drive similar to that described in Fig. 7, a meander drive or locking gear.

Betreffend Dimensionierung spielt die azimutale Sektorlänge der inneren Erregermagnete eine dominante Rolle, dermassen, dass innerhalb des inaktiven Bereiches ein möglichst leistungsloser Polwechsel gewährleistet ist. Mit der Anzahl der längs des Umfanges vorgesehenen Polteilungen ist der mittlere Radius r₁ der Polbogensegmente als Mindestgrösse eindeutig definiert. Das Gesamtdrehmoment steigt proportional mit der Anzahl Polteilungen aber auch, in zunehmend abgeschwächter Form, mit dem Sektorradius r₂ der äusseren Erregermagnete. Ein zu grösser Radius r₂ ist jedoch wegen des abnehmenden Einflusses auf das Ge- samtdrehmoment aus ökonomischen Gründen nicht opportun, womit auch r₂ Grenzen gesetzt sind. Ausgehend von einem vorgegebenen Radius r₂ bedeutet eine systematische Vergrösserung von r, die Platzierung einer grösseren Anzahl Pollücken, d.h. eine lineare Zunahme des Drehmomentes, zugleich aber eine wachsende Schwächung des Differenz-Drehmomentes. Das Gesamtdrehmoment durchläuft bei diesem Konzept ein Maximum und zwar, wie die Rechnung zeigt, exakt an der Stelle ^ = r₂/2 resp. r₂ = 2r In der Praxis dürfte allerdings ein leicht grösseres Verhältnis, z.B. r₂ = 3 vorteilhafter sein, bei dem dann mögliche Ab- gleichungsungenauigkeiten weniger ins Gewicht fallen.Regarding dimensioning, the azimuthal sector length of the inner excitation magnets plays a dominant role, so that the pole change is as powerless as possible within the inactive area. With the number of pole pitches provided along the circumference, the mean radius r _{1 is} the Pole arc segments clearly defined as the minimum size. The total torque increases proportionally with the number of pole pitches but also, in increasingly weakened form, with the sector radius r _{2 of} the outer excitation magnets. However, an excessively large radius r ₂ is not opportune for economic reasons because of the decreasing influence on the overall torque, which also places limits on r ₂ . Starting from a given radius r ₂ , a systematic increase in r means the placement of a larger number of pole gaps, ie a linear increase in torque, but at the same time an increasing weakening of the differential torque. The total torque passes through a maximum and, as the statement shows exactly at the point ^ = r _2/2 respectively in this concept. r ₂ = 2r In practice, however, a slightly larger ratio, eg r ₂ = 3, may be more advantageous, in which case possible inaccuracies in the adjustment are less important.

Da die Feldrichtung der Erregermagnete und die Achsrichtung der Steuerorgane senkrecht zur Drehrichtung des Rotors stehen, kann man deren Funktionen auch vertauschen, d.h. radiale Feldrichtung und zur Motorachse parallel gerichtete Steuerung. Dies ermöglicht eine koaxiale Anordnung des inneren und äusseren Erregersystems, ähnlich den Bauformen der heutigen elektrischen Maschinen. Vorteilhaft dabei ist, dass eine beliebige Anzahl längs der Motorachse vorhande- ner Antriebseinheiten gesamthaft umgepolt werden kann.Since the field direction of the excitation magnets and the axis direction of the control elements are perpendicular to the direction of rotation of the rotor, their functions can also be interchanged, i.e. radial field direction and control parallel to the motor axis. This enables a coaxial arrangement of the inner and outer excitation system, similar to the designs of today's electrical machines. It is advantageous here that any number of drive units present along the motor axis can be reversed in total.

Der mechanische, im Prinzip leistungslose Polwechsel ist insofern mit einem gewissen Nachteil behaftet, als die Schaltfrequenz resp. die Drehzahl der Schalträder um die halbe Anzahl Polteilungen u.U. wesentlich höher ist als die Drehzahl des Motors. Die dadurch beschränkte Motordrehzahl lässt sich indessen durch ein grösseres Drehmoment, d.h. die Zuordnung einer entsprechend grösseren Anzahl Antriebseinheiten, wettmachen. Beliebig hohe Motordrehzahlen lassen sich jedoch mit einer elektronischen Steuerung der Polwechsler erzielen. Bei deren Auslegung ist aber streng auf die vorstehend am mechanischen Modell postulierten Richtlinien zur Erzeugung eines Differenz-Drehmomentes zu achten, speziell bezüglich der Unterdrückung von allfälligen Induktionsspannungen. Wie eine nähere Betrachtung zeigt, ist das hier offengelegte Konzept des magnetodynamischen Motors mit den aus der Elektrodynamik bekannten Gesetzen nicht kompatibel. Beispielsweise führt die Kompensation von Induktionsspannun- gen durch eine gegenläufige Serieschaltung der Arbeitsspulen auf den Teilsystemen, unabhängig von deren radialen Abstand von der Rotorachse, stets zu gleich grossen Drehmomenten. Ein Ersatz der Arbeits-Permanentmagnete durch elektrisch gesteuerte Spulenmagnete ist deshalb nur mit unkonventionellen Mass- nahmen denkbar. Eine Möglichkeit besteht im Konzept mit magnetisch gegenwir- kender Erregersysteme, so dass bei deren Symmetrieabgleich in den Arbeitsspulen gar keine Spannung induziert werden kann.The mechanical, in principle powerless pole change is associated with a certain disadvantage in that the switching frequency, respectively. the speed of the ratchet wheels by half the number of pole pitches may be significantly higher than the speed of the motor. The engine speed thus limited can, however, be compensated for by a higher torque, ie the allocation of a correspondingly larger number of drive units. However, any high engine speeds can be achieved with an electronic control of the pole changer. When designing, however, strict attention should be paid to the guidelines for generating a differential torque postulated above on the mechanical model, especially with regard to the suppression of any induction voltages. As a closer look shows, the concept of the magnetodynamic motor disclosed here is not compatible with the laws known from electrodynamics. For example, the compensation of induction voltages through an opposing series connection of the work coils on the subsystems, regardless of their radial distance from the rotor axis, always leads to the same torques. A replacement of the working permanent magnets with electrically controlled coil magnets is therefore only conceivable with unconventional measures. There is one possibility in the concept with magnetically counteracting excitation systems so that no voltage can be induced in the work coils when they are balanced.

Fig. 9 zeigt ein gemäss diesen Überlegungen konzipierter Motor in scheibenförmiger Ausführung mit seitlich angeordneten Erregermagneten, zur Vereinfachung ohne deren Jochverbindungen und dem erforderlichen mechanischen Zubehör - links im Teilquerschnitt, rechts perspektivisch in Draufsicht. Der Stator besteht, wie beim rein mechanischen Modell, aus einem inneren Teilsystem mit den Erregermagneten 51 und einem äusseren Teilsystem mit den bezüglich den einzel- nen Polteilungen gleichgepolten Erregermagneten 52. Die Rotorscheibe 53 trägt auf radial gerichteten Magnetkernen 54 mit den Polkappen 55, 56 die Arbeitsspulen 57, 58, zwecks grösserer Effizienz als Zweiphasensystem ausgelegt, wobei die Arbeitsspulen 57 zur einen Phase, die Spulen 58 zur anderen Phase gehören. Die Spulen- magnete 57 befinden sich gerade in der Umpolung (daher unpolari- siert), die Spulenmagnete 58 in der Mitte der Pollücken. In Fig. 9 sind die Polbogenlängen der Erregermagnete 51 , 52 sowie die azimutalen Längen der Polkappen 56, 57 dem Radienunterschied der Teilsysteme angepasst, was aber, je nach Konstruktion nicht exakt zutreffen muss. Azimutal sind die einzelnen je Polteilung gleichgepolten Erregermagnete abwechselnd gepolt. Bei phasensynchroner Umpolung der Arbeitsmagnete im Bereich der Polbogenmitte wechseln damit die magnetischen Kraftwirkungen längs der Pollücken im Sinne der Drehrichtung automatisch von einem abstossenden in einen anziehenden Bereich. Zwischen den Teil-Erregersystemen entstehen, wie in Fig. 9 angedeutet, zwei gegenläufig gerichtete Drehmomente.9 shows a motor designed in accordance with these considerations in a disk-shaped design with excitation magnets arranged on the side, for simplification without their yoke connections and the required mechanical accessories - on the left in partial cross section, on the right in perspective in plan view. As in the purely mechanical model, the stator consists of an inner subsystem with the excitation magnets 51 and an outer subsystem with the excitation magnets 52 which have the same polarity with respect to the individual pole divisions Work coils 57, 58, designed for greater efficiency as a two-phase system, the work coils 57 belonging to one phase and the coils 58 belonging to the other phase. The coil magnets 57 are currently in the polarity reversal (therefore unpolarized), the coil magnets 58 in the middle of the pole gaps. In Fig. 9, the pole arc lengths of the excitation magnets 51, 52 and the azimuthal lengths of the pole caps 56, 57 are adapted to the difference in radii of the subsystems, which, however, does not have to be exact depending on the construction. The individual excitation magnets with the same polarity per pole pitch are alternately polarized in azimuth. With phase-synchronous polarity reversal The working magnets in the area of the pole arc center thus automatically change the magnetic force effects along the pole gaps in the sense of the direction of rotation from a repulsive to an attracting area. As indicated in FIG. 9, two oppositely directed torques arise between the partial excitation systems.

Fig. 10 zeigt als zweite Möglichkeit das Konzept eines Motors in koaxialer Ausführung, wobei als Erregermagnete Permanentmagnete angenommen sind. Der Stator besteht analog aus einem inneren Teilsys- tem 61 mit den Erregermagneten 62 und einem äusseren Teilsystem10 shows as a second possibility the concept of a motor in a coaxial design, permanent magnets being assumed as excitation magnets. Analogously, the stator consists of an inner subsystem 61 with the excitation magnets 62 and an outer subsystem

63 mit den je Polteilung gleichgepolten Erregermagneten 64. Der Rotor 65 im Zwischenraum (gelagert auf Hohlwelle) trägt auf radial gerichteten Magnetkernen 66 mit den Polkappen 67, 68 die Arbeitsspulen 69, 70 zwecks grösserer Effizienz ebenfalls als Zweiphasensystem ausgelegt, wobei die Spulen 69 resp. 70 zu je einer Phase gehören.63 with the excitation magnets 64 having the same polarity per pole pitch. The rotor 65 in the intermediate space (mounted on a hollow shaft) carries, on radially directed magnetic cores 66 with the pole caps 67, 68, the work coils 69, 70 also for the purpose of greater efficiency as a two-phase system, the coils 69 and 69, respectively. 70 belong to each phase.

Ihre Positionen sind, wie in Fig. 9, Mitte Polbogen resp. Mitte Pollücken gezeichnet. Analog sind die Polbogenlängen der Erregermagnete 62, 64 und der Polkappen 67, 68 etwa dem Radienverhältnis _ ^ angepasst. Azimutal sind die je Polteilung gleichgepolten Erre- gerpaare alternativ gepolt. Bei der Umpolung im Bereich der Polbogenmitte wechseln damit die magnetischen Kraftwirkungen längs der Pollücken wiederum von einem stossenden in einen anziehenden Bereich. Zwischen den Teil-Erregersystemen entstehen, wie in Fig. 10 angedeutet, zwei gegenläufige Drehmomente. Funktionell sind beide Möglichkeiten gleichwertig, konstruktiv jedoch mit gewissen Vor- undTheir positions are, as in Fig. 9, center pole arc respectively. Drawn in the middle of the pole gaps. Analogously, the pole arc lengths of the excitation magnets 62, 64 and the pole caps 67, 68 are adapted approximately to the radius ratio _ ^. The excitation pairs with the same polarity per pole pitch are alternatively polarized. In the case of polarity reversal in the area of the pole arc center, the magnetic force effects along the pole gaps in turn change from an abutting to an attracting area. As indicated in FIG. 10, two opposing torques arise between the partial excitation systems. Functionally, both options are equivalent, but constructively with certain advantages and

Nachteilen behaftet, die gegeneinander abgewogen werden müssen.Disadvantages that must be weighed against each other.

Gemäss Konzept müssen die radial gleichgepolten Erregermagnete den konträr gleichen radialen Feldfluss resp. das gleiche magnetische Potential aufweisen, so dass in den Spulenkernen 54 resp. 66 kein Längsfeld auftreten kann. Die mass- gebenden Induktionseffekte sind an den Polbogenenden der Erregermagnete zu erwarten. Da sich dort die Erregerfelder in azimutale und axiale (Fig. 9) resp. radiale (Fig. 10) Komponenten teilen, besteht konstruktiv (Grosse und Form der Polschuhe, Weite der radialen Lufspalte, Polteilung und Länge der Pollücken, ungleiche radiale Breite resp. axiale Länge der Polbogensegmente, Bemessung der Arbeitsspulen) zusammen mit der Stärke der Erregerfelder ein beträchtlicher Spielraum, innerhalb dessen stets ein Differenz-Drehmoment induktionsfrei erzielt werden kann, quasi als konforme Nachbildung des rein mechanischen Modells mit Permanentmagneten. Die jeweiligen Kraftwirkungen lassen sich statisch kontrollieren, der Induktionsabgleich dynamisch, indem man den Motor z.B. als Genera- tor antreibt. Mit dem Nullabgleich der Induktion in den Arbeitsspulen wird das Konzept irreversibel. In den Erregersystemen (innen Dauermagnete, aussen Dauer- oder Spulenmagnete) dürften die Arbeitsmagnete kaum grössere Induktionen bewirken, da deren Wechselfeld bei der synchronen Drehzahl im Wesentlichen in der Form eines bezüglich der äusseren Erregerpole stillstehenden Drehfeldes er- scheint.According to the concept, the excitation magnets with the same polarity have the opposite radial field flux, respectively. have the same magnetic potential, so that in the coil cores 54, respectively. 66 no longitudinal field can occur. The decisive induction effects are at the pole arc ends of the excitation magnets expect. Since there the excitation fields in azimuthal and axial (Fig. 9) resp. dividing radial (Fig. 10) components exists structurally (size and shape of the pole shoes, width of the radial air gaps, pole pitch and length of the pole gaps, unequal radial width or axial length of the pole arc segments, dimensioning of the work coils) together with the strength of the excitation fields considerable scope within which a differential torque can always be achieved without induction, almost as a conformal replica of the purely mechanical model with permanent magnets. The respective force effects can be checked statically, the induction adjustment dynamically, for example by driving the motor as a generator. The concept becomes irreversible by zeroing the induction in the work coils. In the excitation systems (inside permanent magnets, outside permanent or coil magnets), the working magnets are unlikely to cause any major induction, since their alternating field appears at the synchronous speed essentially in the form of a rotating field that is stationary with respect to the external excitation poles.

Zur Dimensionierung der Teil-Erregersysteme gelten im Prinzip die gleichen Überlegungen wie sie vorstehend bei der Beschreibung des rein mechanischen Modells dargelegt sind. Bezugsgrössen sind indessen die Länge der für ein opti- males Drehmoment experimentell ermittelten Pollücke zwischen den inneren Polsegmenten mit dem Radius und der aus ökonomischen und/oder technischen Aspekten festgelegte äussere Durchmesser r₂. Bei Annahme einer doppelt so grossen Polbogenlänge beträgt die Polteilung etwa das Dreifache einer Pollücke. Hinsichtlich einem Radienverhältnis r_zlx = 2 bis 3 (wie vorstehend erläutert) ist damit auch die Polzahl (ganzzahlig) bestimmt. Auch hier muss das Experiment entscheiden. Bei zu kleiner Polbogenlänge könnte, je nach den mechanischen Konturen, das Gesamtdrehmoment eher ab- als zunehmen.In principle, the same considerations apply to the dimensioning of the partial excitation systems as set out above in the description of the purely mechanical model. Reference variables are, however, the length of the pole gap between the inner pole segments experimentally determined for an optimal torque with the radius and the outer diameter r ₂ determined from economic and / or technical aspects. Assuming a double pole arc length, the pole pitch is approximately three times a pole gap. With regard to a radius ratio r _z lx = 2 to 3 (as explained above), the number of poles (integer) is also determined. Here, too, the experiment has to decide. If the pole arc length is too small, depending on the mechanical contours, the total torque could decrease rather than increase.

Bezüglich Leistungsabgabe des Motors lassen sich hier nur allgemeine Angaben machen, da die längs den Pollücken wirksamen Kräfte von zahlreichen Faktoren abhängen (wie oben erwähnt), die im konkreten Fall experimentell ermittelt bzw. optimiert werden müssen. Ausgehend von der längs einer Pollücke gemittelten Zugkraft wächst die gesamte Umfangskraft etwa proportional mit dem Radius des Rotors, da längs dem Umfang immer mehr Pole und Arbeitsmagnete platziert werden können. Zugleich steigt aber die Umfangsgeschwindigkeit, so dass, bei gegebenener Drehzahl, die Leistung mit dem Radius zumindest quadratisch zunimmt. Die obere Grenze liegt bei der höchst zulässigen Umfangsgeschwindigkeit bzw. den auftretenden Zentrifugalkräften. Eine weitere Steigerung liegt in der axialen Verlängerung der Magnetsysteme. Diese zusammengefasst mit der radialen Abhängigkeit führt zum Begriff einer motorischen "Volumenleistung" als Kriterium der jeweiligen Effizienz. Allgemein ist der Nutzungsgrad aber immer mit dem Faktor (1 - r_r/r₂) behaftet (ähnlich dem Camot'schen Wirkungsgrad mit (1 - T^T_g) in der Thermodynamik). Verluste entstehen lediglich in den Drahtspulen der Arbeitsmagnete, durch Wirbelströme, Lager- und Luftreibung, die sich leicht in tragbaren Grenzen halten lassen.With regard to the power output of the engine, only general information can be given here, since the forces acting along the pole gaps depend on numerous factors (as mentioned above), which are determined experimentally in a specific case or need to be optimized. Starting from the tensile force averaged along a pole gap, the total circumferential force increases approximately proportionally to the radius of the rotor, since more and more poles and working magnets can be placed along the circumference. At the same time, however, the peripheral speed increases, so that at a given speed, the power increases at least quadratically with the radius. The upper limit is the maximum permissible peripheral speed or the centrifugal forces that occur. Another increase is the axial extension of the magnet systems. Combined with the radial dependence, this leads to the concept of a motor "volume capacity" as a criterion of the respective efficiency. In general, however, the degree of utilization is always afflicted with the factor (1 - r _r / r ₂ ) (similar to Camot's efficiency with (1 - T ^ T _g ) in thermodynamics). Losses only occur in the wire coils of the working magnets, due to eddy currents, bearing and air friction, which can easily be kept within acceptable limits.

Das offengelegte Konzept des erfindungsgemässen magnetodynamischen Motors belegt deutlich, dass sich auch ausserhalb der Maxwellschen Theorie ein gleichgerichtetes Drehmoment erzielen lässt. Die Wirkungsweise des Motors ist ein rein magnetisches Phänomen. Sie beruht im Wesentlichen auf der Anisotropie der beteiligten Magnetfelder in den Pollücken. Die Herkunft der Energie ist unbekannt. Ermüdungserscheinungen bei Dauermagneten sind nicht zu erwarten, denn das Wechselspiel zwischen den Magnetfeldern ist stets mit einem "Geben und Nehmen" verbunden, so dass keine Feldenergie verloren geht. Die Magnetfelder dienen lediglich als Translator zur Umsetzung der unbekannten Energie in mechani- sehe Energie.The disclosed concept of the magnetodynamic motor according to the invention clearly proves that a rectified torque can also be achieved outside of Maxwell's theory. The way the motor works is a purely magnetic phenomenon. It is based essentially on the anisotropy of the magnetic fields involved in the pole gaps. The origin of the energy is unknown. Fatigue with permanent magnets is not to be expected, because the interplay between the magnetic fields is always associated with a "give and take", so that no field energy is lost. The magnetic fields only serve as translators for converting the unknown energy into mechanical energy.

Während bei den konventionellen Elektromotoren nach dem Gesetz von Biot- Savart der Antrieb längs der Polbogen erfolgt, geschieht dies hier längs der Pollücken. Jene haben möglichst lange Polbogen (z.B. 2-polig), hier ist eine mög- liehst grosse Polzahl erwünscht (z.B. 12-polig), die mit steigender Drehzahl zu hohen Betriebsfrequenzen führt, z.B. bei 3000 U/Min. zu f = 300 Hz. Betrieblich kommt infolge der hohen (und variablen) Betriebsfrequenz vorzugsweise Eigensynchronisierung in Betracht, abgeleitet anhand eines synchron mitlaufenden Signalgebers, dessen Steuersignal entweder direkt oder über eine Schaltelektronik zu den Arbeitsspulen gelangt. Bei der Auslegung spielen die frequenzabhängige Impedanz der Arbeitsspulen und die erforderliche Leistungscharakteristik des Motors eine massgebende Rolle. Hierbei bestehen bezüglich steigender Drehzahl zwei Spezialfälle: a) Speisung der Arbeitsspulen bei konstantem Strom = konstantes Drehmoment, d.h. linear zunehmende Wellenleistung. b) Speisung der Arbeitsspulen bei konstanter Spannung = abnehmendes Drehmoment, d.h. konstante Wellenleistung.While conventional electric motors are driven along the pole arches according to the Biot-Savart law, this is done along the pole gaps. Those have as long as possible pole arches (eg 2-pole), here a large number of poles is desirable (eg 12-pole), which leads to high operating frequencies with increasing speed, eg at 3000 rpm. at f = 300 Hz. Operationally, due to the high (and variable) operating frequency, self-synchronization is preferred, derived from a synchronously moving signal generator, the control signal of which reaches the work coils either directly or via switching electronics. The frequency-dependent impedance of the work coils and the required performance characteristics of the motor play a decisive role in the design. There are two special cases with regard to increasing speed: a) Feeding the work coils at constant current = constant torque, ie linearly increasing shaft power. b) Feeding the work coils at constant voltage = decreasing torque, ie constant shaft power.

Ein gemäss a) von der Drehzahl unabhängiges Drehmoment liefert z.B. ein syn- chron mitlaufender leistungsstarker Steuergenerator mit der gleichen Polzahl wie sie der Motor hat. Bei Gleichstrom und tiefen Frequenzen ist die Impedanz der Arbeitsspulen vorwiegend ohmsch, aber schon nach einigen 10 Herz überwiegt der induktive Anteil. Die Impedanz wächst dann nahezu proportional mit der Frequenz, aber ebenso die Ausgangsspannung des Steuergenerators. Im Verhältnis der beiden erhält man in den Arbeitsspulen einen von der jeweiligen Motordrehzahl weitgehend unabhängigen Magnetisierungsstrom. Durch Verdrehen dessen Erregersystem oder der Kupplungshälften, manuell oder automatisch, lässt sich leicht die optimale Phasenlage resp. die erforderliche Drehzahl einstellen. Das motorisch bewirkte Drehmoment entspricht etwa dem Anlaufdrehmoment. Die Steuerleistung ist eine reine Blindleistung und hat auf die Effizienz des Motors keinen nennenswerten Einfluss. Zur Inbetriebsetzung ist ein Anwurfmotor erforderlich.A torque independent of the speed according to a) provides e.g. a synchronous, powerful control generator with the same number of poles as the motor. With direct current and low frequencies, the impedance of the work coils is predominantly ohmic, but after a few tens of hearts the inductive component predominates. The impedance then increases almost proportionally with the frequency, but so does the output voltage of the control generator. In the ratio of the two, a magnetizing current that is largely independent of the respective motor speed is obtained in the work coils. By turning its excitation system or the coupling halves, manually or automatically, the optimal phase position or. set the required speed. The motor-generated torque corresponds approximately to the starting torque. The control power is a pure reactive power and has no significant impact on the efficiency of the engine. A starting motor is required for commissioning.

Der Betriebsfall b) benötigt stets eine Schaltelektronik (Wechselrichter) mit Gleich- Stromquelle, wobei für den Signalgeber verschiedene Möglichkeiten bestehen, z.Operating case b) always requires switching electronics (inverters) with a direct current source, with different possibilities for the signal transmitter, e.g.

B. induktiv (wie bei a) erläutert, jedoch leistungsschwach), optoelektronisch oder mittels Mäanderkollektors (siehe O. Multhaupt, Seite 154), die auch kombiniert sein können. Auch Kombinationen von a) und b) sind denkbar, z.B. selektiv mittels eines Seriekondensators oder gemäss a) bei Zuleitung des Steuersignals via eines linearen Verstärkers, bei dessen Übersteuerung jedoch gemäss b). Solche Zwischenlösungen sind indessen mit grösseren Phasendrehungen behaftet und daher sehr problematisch.B. inductively (as in a), but underperforming), optoelectronic or using a meander collector (see O. Multhaupt, page 154), which can also be combined. Combinations of a) and b) are also conceivable, for example selectively by means of a series capacitor or according to a) when the control signal is supplied via a linear amplifier, but when it is overdriven according to b). Such interim solutions, however, are associated with larger phase shifts and are therefore very problematic.

Die Anwendung des beschriebenen magnetodynamischen Motors liegt vorwiegend im Bereich der Kleinantriebe in mobilen und stationären Aggregaten wie Autos, Schiffe, Generatoren, Heizungen u.a.m. Aber auch grossere Einheiten mit Leistungen bis gegen 1000 kW sind denkbar. Bezüglich des jeweiligen Einsatzes dürften ausser den technischen Aspekten auch das Leistungsvolumen bzw. Leistungsgewicht samt Kostenaufwand eine Rolle spielen.The application of the magnetodynamic motor described is mainly in the field of small drives in mobile and stationary units such as cars, ships, generators, heaters, etc. But larger units with outputs up to around 1000 kW are also conceivable. With regard to the respective use, in addition to the technical aspects, the volume or weight of the performance and the cost may also play a role.

Fig. 1 1 zeigt als Beispiel in Blockschaltung ein Konzept für den mobilen Einsatz. Der magnetodynamische Motor M mit den z.B. in Serie geschalteten Arbeitsspulen A auf den Magnetkernen K treibt auf einer gemeinsamen Welle W rechts einen Generator G und links den Signalgeber S. Der Generator G, der zugleich als Anwurfmotor dient, speist einerseits die Hilfsbatterie B, und über die WechselstromsperreFig. 1 1 shows an example in block circuit a concept for mobile use. The magnetodynamic motor M with the e.g. Working coils A connected in series on the magnetic cores K drive a generator G on the right on a common shaft W and the signal generator S on the left. The generator G, which also serves as a starter motor, feeds the auxiliary battery B on the one hand and via the AC lock

D und dem Wechselrichter R (in mechanischer Form angedeutet) die Arbeitsspulen A. Als Signalgeber S, verbunden über die Steuerleitung L mit dem Wechselrichter R, wirkt ein kleiner Wechselstromgenerator (wie zu b) erwähnt) mit einer azimutalen Justiervorrichtung zwecks Phasenabgleich des Ausgangsssignals, wie zu a) erläutert. Die effektive Leistung des Motors, die wesentlich grösser ist als die zur Magnetisierung erforderliche, erscheint hier an den Generatorklemmen P, Hesse sich aber auch über ein Getriebe direkt der Welle W entnehmen. Ein zweiphasiges Magnetsystem (wie in Fig. 9 und 10 dargestellt) ermöglicht auch den Selbstanlauf, bedingt jedoch eine Anpassung von Signalgeber und Wechselrichter bezüglich Phasenzahl und den gesamten Frequenzbereicht von Null bis zum Höchstwert. Denkbar ist auch eine direkte Stromzufuhr ohne Schaltelektronik mittels des erwähnten Mäanderkollektors, speziell bei mehr als zweiphasigen Systemen, eventuell in Kombination mit einem leistungsstarken Signalgeber gemäss a), umschaltbar mittels Zentrifugalschalter. Gewisse Vereinfachungen sind möglich, z.B. bei stationären Anlagen, falls ein externer Stromanschluss vorhanden ist. D and the inverter R (indicated in mechanical form) the work coils A. A signal generator S, connected to the inverter R via the control line L, acts as a small alternator (as mentioned in b) with an azimuthal adjustment device for phase adjustment of the output signal, such as to a) explained. The effective power of the motor, which is much greater than that required for magnetization, appears here at the generator terminals P, but Hesse can also be obtained directly from the shaft W via a gear. A two-phase magnet system (as shown in FIGS. 9 and 10) also enables self-starting, but requires adjustment of the signal generator and inverter with regard to the number of phases and the entire frequency range from zero to the maximum value. A direct power supply without switching electronics by means of the aforementioned meander collector is also conceivable, especially in the case of more than two-phase systems, possibly in combination with a powerful signal transmitter according to a), switchable by means of a centrifugal switch. Certain simplifications are possible, for example in the case of stationary systems, if an external power connection is available.

Claims

Patentansprüche claims

1. Magnetodynamischer Motor mit einem ruhenden Teil oder Stator und einem um eine Achse (16) drehbaren Teil oder Rotor (17), wobei auf dem einen Teil einen Polflachenabstand oder Luftspalt aufweisende, abwechselnd gepolte1. Magnetodynamic motor with a stationary part or stator and a part or rotor (17) rotatable about an axis (16), with on one part having a pole face spacing or air gap, alternately poled

Erregermagnete (18, 19) und auf dem anderen Teil magnetische Antriebsmittel oder Arbeitsmagnete (21 , 22) vorgesehen sind, die längs den Polteilungen mit den jeweils zugeordneten Erregermagneten (18, 19) sogenannte Antriebseinheiten bilden, dadurch gekennzeichnet, dass jede Antriebseinheit aus mindestens zwei bezüglich der Rotorachse (16) in ungleichen Radien- abständen angeordneten Teilsystemen mit eigenen Erregermagneten (18, 19) besteht , dass die Polbogenlängen der Erregermagnete und die Abmessungen der magnetischen Antriebsmittel zumindest angenähert dem Radienunterschied der Teilsysteme entsprechen, dass Mittel zur zeitgleichen Umpolung der magnetischen Antriebsmittel (21 , 22) beim Poldurchgang vorhanden sind, dass die Erregermagnete und die magnetischen Antriebsmittel bezüglich Feldstärken und Abmessungen so bemessen sind, dass die beim Poldurchgang zwischen den beiden Teilsystemen auftretenden magnetischen Wechselwirkungen sich in radialer Richtung zumindest angenä- hert aufheben, in azimutaler Richtung dagegen die Wirkung des äusserenExcitation magnets (18, 19) and on the other part magnetic drive means or working magnets (21, 22) are provided which form so-called drive units along the pole divisions with the respectively associated excitation magnets (18, 19), characterized in that each drive unit consists of at least two With respect to the rotor axis (16), subsystems with their own excitation magnets (18, 19), which are arranged at uneven radii, there is that the polar arc lengths of the excitation magnets and the dimensions of the magnetic drive means correspond at least approximately to the difference in radii of the subsystems, that means for simultaneous polarity reversal of the magnetic drive means (21, 22) are present in the pole passage that the excitation magnets and the magnetic drive means are dimensioned with respect to field strengths and dimensions such that the magnetic interactions occurring during the pole passage between the two subsystems are at least approximately in the radial direction cancel it, in azimuthal direction the effect of the outside

Teilsystems die gegenläufige Wirkung des inneren Teilsystems im Wesentlichen im Verhältnis des Radienunterschiedes übertrifft, so dass in Verbindung mit der Umpolung ein gleichsinniges Drehmoment entsteht (Fig. 6).Subsystem substantially exceeds the opposing effect of the inner subsystem in the ratio of the difference in radii, so that in connection with the polarity reversal, a torque of the same direction arises (FIG. 6).

2. Magnetodynamischer Motor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Erregermagnete (18, 19) auf dem Stator und die Arbeitsmagnete2. Magnetodynamic motor according to claim 1, characterized in that the excitation magnets (18, 19) on the stator and the working magnets

(21 , 22) auf dem Rotor (17) angebracht sind.(21, 22) are mounted on the rotor (17).

3. Magnetodynamischer Motor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polwechsel der Arbeitsmagnete (29a, 29b) mechanisch mittels in radialer Richtung im Wesentlichen zeitgleich in die Erregerfelder eingrei- fende Radialträger (28) erfolgt (Fig. 7). 3. Magnetodynamic motor according to claim 1 and 2, characterized in that the pole change of the working magnets (29a, 29b) takes place mechanically by means of radial supports (28) which enter the excitation fields essentially simultaneously in the radial direction (FIG. 7).

4. Magnetodynamischer Motor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialträger (28) in einem begrenzten Bereich radial verschiebbar ist und an seinen Enden in Abständen entsprechend dem begrenzten Schiebebereich je zwei Arbeitsmagnete (29b) trägt, die dermassen bemessen und gepolt sind, dass im gesamten Schiebebereich sich die radialen Kraftwirkungen mit den Erregerfeldern zumindest angenähert aufheben.4. Magnetodynamic motor according to claim 3, characterized in that the radial support (28) is radially displaceable in a limited area and carries at its ends at intervals corresponding to the limited sliding area each two working magnets (29b), which are dimensioned and poled so that in the entire sliding range, the radial force effects cancel out at least approximately with the excitation fields.

5. Magnetodynamischer Motor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialträger (45) um seine Längsachse um mindestens 180° drehbar ist und an seinen Enden je ein quermagnetisierter Magnetkolben (47) trägt, die dermassen bemessen und gepolt sind, dass die beim Drehen des5. Magnetodynamic motor according to claim 3, characterized in that the radial support (45) is rotatable about its longitudinal axis by at least 180 ° and carries at its ends a cross-magnetized magnetic piston (47), which are dimensioned and poled so that when rotating of

Radialträgers (45) von den Erregerfeldern bewirkten Drehmomente sich zumindest angenähert aufheben (Fig. 8).Radial supports (45) caused by the excitation fields cancel each other at least approximately (Fig. 8).

6. Magnetodynamischer Motor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Polwechsel mittels der Radialträger (28; 45) mit den Arbeitsmagneten an den Trägerenden vom Motor selbst bewirkt und gesteuert wird.6. Magnetodynamic motor according to one of claims 3 to 5, characterized in that the pole change by means of the radial carrier (28; 45) with the working magnets on the carrier ends is effected and controlled by the motor itself.

7. Magnetodynamischer Motor nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregermagnete (18, 19; 25a, 25b; 41 , 42) und die Arbeitsmagnete (21 , 22; 29a, 29b; 46, 47) als Permanentmagnete ausgebil- det sind.7. Magnetodynamic motor according to one of claims 3 to 6, characterized in that the excitation magnets (18, 19; 25a, 25b; 41, 42) and the working magnets (21, 22; 29a, 29b; 46, 47) are designed as permanent magnets - are.

8. Magnetodynamischer Motor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmagnete aus radial angeordneten Elektromagneten (57; 66) bestehen, derart dass zwischen deren Enden und den Erregermagneten (51 , 52; 62, 64) der Teilsysteme magnetische Wechselwirkungen bestehen, und dass die Erregermagnete (51 , 52; 62, 64) der Teilsysteme (61 , 63) innerhalb jeder Polteilung gleichgepolt, azimutal dagegen alternativ gegengepolt sind (Fig. 9, 10). 8. Magnetodynamic motor according to claim 1, characterized in that the working magnets consist of radially arranged electromagnets (57; 66), such that there are magnetic interactions between their ends and the excitation magnets (51, 52; 62, 64) of the subsystems, and that the excitation magnets (51, 52; 62, 64) of the subsystems (61, 63) have the same polarity within each pole pitch, but are alternatively reverse-polarized azimuthally (FIGS. 9, 10).

9. Magnetodynamischer Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den magnetischen Wechselwirkungen behafteten Abmessungen zusammen mit den Feldstärken der Erregermagnete (51 , 52; 62, 64) derart magnetisch konträr abgestimmt sind, dass in den Arbeitsspulen (57; 66) bei deren Durchgang längs den Polteilungen zumindest angenähert keine Induktionsspannung entsteht und die azimutalen Kraftwirkungen längs den Pollücken ein Differenz-Drehmoment zumindest angenähert im Radienverhältnis der Teilsysteme bewirken.9. Magnetodynamic motor according to claim 8, characterized in that the dimensions with the magnetic interactions together with the field strengths of the excitation magnets (51, 52; 62, 64) are so magnetically contradictory that in the work coils (57; 66) whose passage along the pole divisions at least approximately no induction voltage arises and the azimuthal force effects along the pole gaps cause a differential torque at least approximately in the radius ratio of the subsystems.

10. Magnetodynamischer Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur zumindest teilweisen Kompensation des reaktiven Einflusses der Arbeitsspulen (57; 66) auf das Drehmoment vorhanden sind. 10. Magnetodynamic motor according to claim 8, characterized in that means for at least partial compensation of the reactive influence of the work coils (57; 66) on the torque are present.