DE3423160C2

DE3423160C2 - Controllable, voltage converting electrical machine

Info

Publication number: DE3423160C2
Application number: DE3423160A
Authority: DE
Inventors: Eugen Dr Nolle
Original assignee: E Blum GmbH and Co
Current assignee: E Blum GmbH and Co
Priority date: 1983-07-14
Filing date: 1984-06-22
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2004-06-23
Also published as: FR2549312B1; DE3423160A1; IT8421891A0; SE8403689D0; IT1175578B; GB8418055D0; CH668499A5; GB2146492A; GB2146492B; FR2549312A1; SE8403689L; IT8421891A1; NL8402230A

Description

Die Erfindung betrifft eine steuerbare, Spannung wandelnde, elektrische Maschine mit jeweils mindestens einer um jeweils einen magnetisierbaren Kernabschnitt gelegten Primär-, Sekundär- und Steuerspule, wobei über die gleichstromerreg bare Steuerspule(n) die Ausgangswechselspannung der Sekun därspule(n) steuerbar ist, weiterhin der Kern mindestens einen Hauptkreis bildet, auf dem die Primär- und Sekundär spule bzw. -spulen angeordnet sind, sowie mindestens einen Steuerkreis, auf dem die Steuerspule bzw. -spulen angeordnet sind, wobei die Wickelachsen wenigstens einer Primär- und wenigstens einer Sekundärspule zumindest annähernd fluchten, d. h. praktisch koaxial sind, und wenigstens eine Primärspule in axialem Abstand von wenigstens einer Sekundärspule vorgesehen ist, wobei die Wickelachsen zumindest der Sekun där- und der Steuerspule(n) wenigstens annähernd parallel sind und in einer Ebene liegen, wobei die Steuerspule zwi schen den Sekundärspulen oder die Sekundärspule zwischen den Steuerspulen wenigstens annähernd auf gleicher Höhe neben einander angeordnet sind, und wobei wenigstens einige der Kernteile untereinander zusammengehaltene, parallel zuein ander verlaufende Blechlagen aufweisen. The invention relates to a controllable, voltage converting, electrical machine with at least one around each each have a magnetizable core section placed primary, Secondary and control coil, with the DC excitation bare control coil (s) the output alternating voltage of the seconds därspule (n) is controllable, the core at least forms a main circle on which the primary and secondary Coil or coils are arranged, and at least one Control circuit on which the control coil or coils are arranged are, the winding axes of at least one primary and Align at least one secondary coil at least approximately d. H. are practically coaxial, and at least one primary coil at an axial distance from at least one secondary coil is provided, the winding axes at least the second dar and the control coil (s) at least approximately parallel are and lie in one plane, the control coil between between the secondary coils or the secondary coil between the Control coils at least approximately at the same height next to are arranged one another, and at least some of the Core parts held together, parallel to each other have other sheet metal layers.

Derartige elektrische Maschinen finden unter anderem Anwendung in der Schweißtechnik, um z. B. die Stromstärke von Lichtbogen-Schweißanlagen zu regeln. Hierfür werden die elektrischen Maschinen der eingangs genannten Art als Transformator mit einstellbarer bzw. regelbarer Ausgangs wechselspannung eingesetzt. Die Primär-, die Sekundär- und die Steuerspule bzw. -spulen sind dabei über einen aus ferromagnetischem Stoff bzw. ferromagnetischen Stoffen, wie z. B. Eisen, aufgebauten Kern magnetisch miteinander gekop pelt. Der Kern ist dabei derart ausgebildet, daß er minde stens einen nicht durch eine Sekundärspule führenden Primärkreis für den von wenigstens einer Primärspule in den Kern induzierten magnetischen Fluß sowie mindestens einen durch eine Primär- und eine Sekundärspule führenden Haupt kreis und mindestens einen durch eine Steuerspule führenden Steuerkreis bildet, wobei zumindest Primär- und Steuerkreis gemeinsame Kernabschnitte aufweisen, welche durch die mit einstellbarem Gleichstrom beaufschlagbaren Steuerspulen vormagnetisiert werden können, so daß in diesen vormagneti sierbaren Bereichen die Permeabilität für den durch die Primärspule erzeugten magnetischen Fluß veränderbar ist. Dadurch kann mit zunehmender Vormagnetisierung ein immer größer werdender Flußanteil des von der Primärspule aufge bauten und bei nicht beaufschlagter Steuerspule zum größten Teil über den Primärkreis fließenden magnetischen Flusses in den die Sekundärspule aufnehmenden Hauptkreis gedrängt werden, so daß an der Sekundärspule ein ebenfalls zunehmen der Ausgangsstrom entnommen werden kann. Such electrical machines can be found among others Application in welding technology, e.g. B. the current of Regulate arc welding systems. For this, the electrical machines of the type mentioned as Transformer with adjustable or controllable output AC voltage used. The primary, the secondary and the control coil or coils are off ferromagnetic substance or ferromagnetic substances, such as e.g. B. iron, built core magnetically coupled to each other pelt. The core is designed such that he mind at least one not leading through a secondary coil Primary circuit for that of at least one primary coil in the Nuclear induced magnetic flux and at least one through a primary and a secondary coil leading main circle and at least one leading through a control coil Control circuit forms, at least primary and control circuit have common core sections, which by the adjustable direct current loadable control coils can be pre-magnetized so that in this pre-magnet the permeable areas through the Primary coil generated magnetic flux is changeable. As a result, with increasing pre-magnetization, an always increasing flow fraction of the primary coil built and the largest when the control coil is not loaded Part of the magnetic flux flowing in through the primary circuit the main circuit receiving the secondary coil be, so that also increase on the secondary coil the output current can be taken.

Eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art ist in der GB-PS 7 16 114 gezeigt. Der dort beschriebene Trans formator mit magnetischem Kern, Primär- und Sekundärwicklung und Steuerspule ist über eine Gleichspannung steuer- bzw. einstellbar. Aus dem gezeigten Wickelschema für die Spulen ist erkennbar, daß die Spulen gegensinnig geschaltet sind, so daß ein nennenswerter Hauptfluß nur durch den von der Steuerwicklung umschlossenen Kernbereich möglich ist. Die Steuerung einer elektrischen Maschine nach der GB-PS beruht daher darauf, den Magnetkreis wechselstrommäßig mehr oder weniger zu sperren, woraus sich negative Auswirkungen, beispielsweise für das speisende Netz ergeben.An electrical machine of the type mentioned is in the GB-PS 7 16 114 shown. The Trans described there Formator with magnetic core, primary and secondary winding and control coil is controlled or controlled via a DC voltage adjustable. From the shown winding diagram for the coils it can be seen that the coils are connected in opposite directions, so that a noteworthy main river only through the of the Control winding enclosed core area is possible. The Control of an electrical machine based on the GB-PS therefore insist on the magnetic circuit more AC or less to block, resulting in negative effects, result for example for the feeding network.

In der DE-OS 30 15 266 ist ein Transformator für einen Spannungsregler beschrieben, der in einem Konstantspan nungskreis Verwendung findet und der durch die Kombination eines Sättigungstransformators und eines Schaltreglers gebildet ist. Bei der dort gezeigten Transformatorenbauweise sind die Kerne, die z. B. aus Ferrit bestehen, derart angeordnet, daß sie einen Kubus oder einen Quader bilden.In DE-OS 30 15 266 is a transformer for one Voltage regulator described in a constant chip circle is used by the combination a saturation transformer and a switching regulator is formed. With the transformer construction shown there are the cores that B. consist of ferrite, arranged such that they form a cube or a cuboid.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektrische Maschinen der eingangs genannten Art zu schaf fen, die sich in besonders einfacher, rationeller und preiswerter Weise herstellen bzw. zusammenbauen lassen, weiterhin einen geringen Materialeinsatz erfordern sowie einen besseren Wirkungsgrad besitzen.The present invention is based on the object to create electrical machines of the type mentioned fen, which are particularly simple, rational and inexpensive to manufacture or assemble, continue to require a small amount of material and have a better efficiency.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer elektrischen Maschine der eingangs genannten Art dadurch erzielt, daß der Kern mindestens einen Streukreis bildet, auf dem lediglich die Primärspule bzw. -spulen vorgesehen ist bzw. sind und durch den bei stromloser(n) Steuerspule bzw. -spulen der von der Primärspule bzw. den -spulen erzeugte Fluß hindurch läuft, während unter dem Einfluß der stromdurchflossenen Steuerspule bzw. -spulen, die Bereiche des Steuerkreises derart sättigbar sind, daß der von der Primärspule er zeugte Fluß auf den Hauptkreis verdrängt wird, auf dem die Sekundärspule bzw. -spulen vorgesehen sind. According to the invention, this is an electrical Machine of the type mentioned achieved in that the Core forms at least one scattering circle on which only the primary coil or coils is or are and by the in the case of de-energized control coil or coils the flux generated by the primary coil or coils runs while under the influence of the current Control coil or coils, the areas of the control circuit are so saturable that he from the primary coil witnessed river is displaced to the main circle on which the Secondary coil or coils are provided.

Dabei kann es gemäß einem zusätzlichen erfinderischen Merkmal vorteilhaft sein, wenn der die verschiedenen Spulen aufnehmende Kern ausgebil det ist, daß dieser mindestens einen Hauptkreis bildet, auf dem lediglich die Primär- und Sekundärspule bzw. -spulen angeordnet sind, sowie minde stens einen Streukreis, auf dem lediglich die Primärspule bzw. -spulen vorgesehen sind, und weiterhin mindestens einen Steuerkreis, auf dem lediglich die Steuerspule(n) und die Sekundärspule(n) sich befinden.It can be advantageous according to an additional inventive feature if the core holding the various coils is formed det is that this forms at least one main circle on which only the primary and secondary coils or coils are arranged, and min Mostly a scattering circle on which only the primary coil or coils are provided, and at least one control circuit on which only the control coil (s) and the secondary coil (s) are located.

Bei Verwendung mehrerer Primärspulen und/oder Sekundärspulen kann es je nach Anwendungsfall zweckmäßig sein, wenn die Primär- und/oder die Sekun därspulen in Reihe geschaltet bzw. schaltbar sind.When using several primary coils and / or secondary coils, it can be be appropriate according to the application if the primary and / or the second dar coils are connected or switchable in series.

Dabei kann es für manche Anwendungsfälle angebracht sein, wenn der Haupt kreis in seinem Wesen als U-I- bzw. als M- oder E-I-Kreis ausgebildet ist und der bzw. die Steuerkreise als M-Kreise ausgebildet sind. Für andere Anwendungsfälle kann es jedoch auch vorteilhaft sein, wenn der Hauptkreis als N-Schenkelkern, wobei N zumindest 2 betragen soll, vorzugsweise als 3 U-I-Kern, wie sie beispielsweise durch die DIN 41 300 oder 41 302 bekannt sind, ausgebildet ist und die Steuerkreise in ihrem Wesen als M-Steuer kreise ausgebildet sind. It may be appropriate for some applications if the main circle is essentially designed as a U-I or M or E-I circle and the control circuit (s) are designed as M circles. For others Use cases, however, can also be advantageous if the main circuit as an N-leg core, where N should be at least 2, preferably as 3 U-I core, as known for example from DIN 41 300 or 41 302 are trained and the control circuits in their essence as M-tax circles are formed.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn der Kern mindestens einen weite ren Steuerkreis bildet, auf dem lediglich eine Steuerspule angeordnet ist und daß zumindest der Kernteilabschnitt, auf dem diese Steuerspule auf genommen ist, Teil eines Steuerkreises ist, auf dem lediglich eine Sekun därspule zusätzlich aufgenommen ist.Furthermore, it can be advantageous if the core has at least one wide one Ren forms control circuit on which only one control coil is arranged and that at least the core section on which this control coil is based is part of a control circuit on which only a second additional coil is added.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann es außerdem vorteilhaft sein, wenn zumindest die Wickelachsen der Steuer- und der Primärspule(n) wenigstens annähernd parallel sind.According to a further feature of the invention, it can also be advantageous be if at least the winding axes of the control and primary coil (s) are at least approximately parallel.

Eine besonders einfache und raumsparende Bauart dieser elektrischen Ma schine kann sich ergeben, wenn die Wickel achsen der Steuer-, der Primär- und der Sekundärspule(n) wenigstens annähernd parallel sind.A particularly simple and space-saving design of this electrical Ma Schine can arise if the winding axes of the control, primary and secondary coil (s) at least are approximately parallel.

Die Kernteilabschnitte oder zumindest einzelne hiervon können wenigstens teilweise aus Ferritkernen, z. B. gesinterten Ferritkernen bestehen. Wenigstens einzelne der Kernteile oder Kernteilabschnitte können aber auch aus untereinander zusmmengehaltenen, z. B. untereinander verklebten Blechlagen bestehen. In einem solchen Falle kann es von Vorteil sein, wenn die Blechlagen der Kernteile oder Kernteilabschnitte sowohl für die Primär-, die Sekundär-, als auch die Steuerspule zueinander zumindest annähernd parallel angeordnet sind.The core sections or at least some of them can at least partly from ferrite cores, e.g. B. sintered ferrite cores exist. At least some of the core parts or core part sections can also held together, e.g. B. glued together Sheet layers exist. In such a case it can be an advantage if the sheet metal layers of the core parts or core section sections for both Primary, the secondary, as well as the control coil to each other at least are arranged approximately in parallel.

Um eine besonders schmale Bauweise zu erhalten, kann es angebracht sein, den Kern derart auszugestalten, daß die Wickelachsen der Primär-, der Sekundär- und der Steuerspule zumindest annähernd in der gleichen Ebene liegen. In order to obtain a particularly narrow construction, it can be appropriate to design the core so that the winding axes of the primary, the Secondary and the control coil at least approximately in the same plane lie.

Eine vom Wirkungsgrad und vom Aufbau vorteilhafte Ausgestaltung der elek trischen Maschine kann gegeben sein, wenn die Steuerspule um einen Kernabschnitt gelegt ist, der magnetischen Schluß hat mit zwei benach barten Kernabschnitten, die mit mindestens einem Kernabschnitt, den mindestens eine Sekundärspule umschließt, magnetisch gekoppelt sind und wenn das von der Steuerspule erzeugbare Kraftlinienfeld durch den Kernab schnitt, um den die Sekundärspule gelegt ist, leitbar ist.An embodiment of the elek advantageous in terms of efficiency and structure tric machine can be given if the control coil by one Core section is placed, the magnetic circuit has two adj beard core sections with at least one core section, the encloses at least one secondary coil, are magnetically coupled and when the force line field that can be generated by the control coil through the core cut, around which the secondary coil is placed, is conductive.

Eine besonders einfache und vom Materialeinsatz günstige Ausgestaltung der elektrischen Maschine kann sich ergeben sein, wenn jede der Spulen um einen Kernabschnitt gelegt ist, der aus untereinnder zusammengehaltenen Blechlagen besteht, die über den Eisenkernen angeformte Stoßstellen mit quer dazu liegenden Eisenkernen, die ebenfalls aus untereinander zusam mengehaltenen Blechlagen bestehen, magnetisch gekoppelt sind, wobei es zweckmäßig sein kann, wenn die von den Spulen umgriffenen Eisenkernab schnitte Schenkelkerne darstellen und die diese magnetisch koppelnden Eisenkernabschnitte Joche sind. Solche Schenkel und Joche können in besonders vorteilhafter Weise als quaderförmige Blechpakete hergestellt werden, die z. B. aus Einzelblechen bestehen, die miteinander verklebt sein kön nen. Die Verwendung von Joch- und Schenkelblechpaketen gewähr leistet eine einfache und preiswerte Herstellung sowie eine geringere Lagerhaltung, da derartige Bausteine rationell hergestellt und montiert werden können und weiterhin solche Einzelpakete für verschiedene elek trische Maschinen verwendet werden können. A particularly simple design which is favorable from the use of materials the electrical machine can result if each of the coils is around a core section is laid, which is held together from each other Sheet metal layers exist with the joints formed over the iron cores iron cores lying transversely to it, which also come together quantity-holding sheet layers exist, are magnetically coupled, it may be useful if the iron core encompassed by the coils represent thigh cores and these magnetically coupling Iron core sections are yokes. Such legs and yokes can be in produced in a particularly advantageous manner as cuboidal laminated cores be the z. B. consist of individual sheets that can be glued together nen. Ensure the use of yoke and leg plate packages performs a simple and inexpensive manufacture as well as a smaller one Warehousing because such modules are efficiently manufactured and assembled can and continue to be such individual packages for different elec trical machines can be used.

Vorteilhaft kann es weiterhin sein, wenn der Kern der elektrischen Ma schine zwei äußere Jochkerne besitzt, zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne, wobei zwischen letzteren ein sie magnetisch koppelnder Schenkelkern für eine Steuerspule vorgesehen ist und weiterhin jeweils zwischen den äußeren und den Zwischenjochkernen sowie zwischen den Zwi schenjochkernen die Schenkelkerne für die Primär- und die Sekundärspulen vorgesehen sind. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn jeweils zwischen den äußeren und den Zwischenjochkernen sowie zwischen den Zwischenjochkernen zwei Schenkelkerne vorgesehen sind, wobei die um die zwischen den Zwi schenjochkernen vorgesehenen Schenkelkerne gelegten Spulen Sekundärspulen sind und die zwischen den beiden äußeren Jochkernen und den Zwischenjoch kernen vorgesehenen Schenkelkerne je eine Primärspule aufweisen und weiterhin zwischen den zwei, die Sekundärspulen tragenden Eisenkernen und zwischen den Zwischenjochen der die Steuerspule tragende Schenkelkern vorgesehen ist.It can also be advantageous if the core of the electrical Ma machine has two outer yoke cores, two arranged between them Intermediate yoke cores, a magnetically coupling them between the latter Thigh core is provided for a control coil and continues to each between the outer and the intermediate yoke cores as well as between the two schenjochernnen the leg cores for the primary and secondary coils are provided. It may be useful if between each outer and the intermediate yoke cores as well as between the intermediate yoke cores two thigh cores are provided, the order between the two provided the cores provided secondary coils and between the two outer yoke cores and the intermediate yoke Cores provided leg cores each have a primary coil and continue between the two iron cores and the secondary coils between the intermediate yokes the leg core carrying the control coil is provided.

Bei einer derart aufgebauten elektrischen Maschine sind für die magneti schen Flüsse, welche durch die Primärspulen bzw. durch Teilwicklungen einer Primärspule in den Kern induziert werden, zwei Primärkreise vorhan den, die jeweils durch einen äußeren Jochkern, einen Zwischenjochkern und zwei diese magnetisch miteinander koppelnden und die Primärspulen bzw. Teilwicklungen einer Primärspule aufnehmenden Primärschenkelkernen gebildet sind. Es bilden sodann die beiden äußeren Jochkerne auch einen Teilbereich des Hauptkreises. Zwischen diesen äußeren Jochkernen ist der Hauptkreis gebildet durch die die Primärspulen bzw. Teilwicklungen einer Primärspule aufnehmenden Primärschenkelkerne, weiterhin durch die die Sekundärspulen bzw. Teilwicklungen einer Sekundärspule aufnehmenden Sekundärschenkelkerne, sowie durch die Abschnitte der Zwischenjochkerne, welche von den aufeinander zu weisenden Stoßstellen der Primärschen kelkerne und der Sekundärschenkelkerne flankiert werden. Die beiden Zwischenjochkerne der Primärkreise bilden dabei gleichzeitig Teilbereiche des Steuerkreises, welcher aufgrund des beschriebenen Aufbaues in zwei Teilsteuerkreise unterteilt ist, welche jeweils ausgehend von dem die Stuerspule aufnehmenden Steuerschenkelkern über einen Zwischenjochkern, einen Sekundärschenkelkern und von diesem über den zweiten Zwischenjoch kern zurück zum Steuerschenkelkern führen.In such an electrical machine constructed for the magneti rivers through the primary coils or through partial windings a primary coil are induced in the core, two primary circuits exist those, each with an outer yoke core, an intermediate yoke core and two magnetically coupling these and the primary coils or Partial windings of a primary leg core receiving primary coil are formed. The two outer yoke cores then also form one Part of the main circle. Between these outer yoke cores is the Main circle formed by the primary coils or partial windings Primary coil receiving primary leg cores, continue through the Receiving secondary coils or partial windings of a secondary coil Secondary leg cores, as well as through the sections of the intermediate yoke cores, which of the points of intersection of the primary legs to be pointed towards one another cores and the secondary leg cores are flanked. The two Intermediate yoke cores of the primary circles simultaneously form partial areas the control circuit, which due to the structure described in two Partial control circles is divided, each based on the Control leg core receiving control coil via an intermediate yoke core, a secondary leg core and from this via the second intermediate yoke Lead the core back to the tax leg core.

Wie aus der vorangegangenen Beschreibung hervorgeht, können sich in den die Sekundärspulen aufnehmenden Schenkelkernen Kraftlinien sowohl eines Haupt- als auch eines Steuerkreises aufbauen. Damit eine optimale Funktions weise einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine gewährleistet wird, ist es deshalb besonders vorteilhaft, wenn der Querschnitt der Zwischenjoch kerne geringer ist als der Querschnitt der eine Sekundärspule aufneh menden Kerne. Durch diese Maßnahme kann sichergestellt werden, daß bei voller Aussteuerung der elektrischen Maschine, d. h. bei voller Beauf schlagung der Steuerspule mit Gleichstrom, die Zwischenjochkerne im Bereich zwischen den eine Sekundärspule aufnehmenden Schenkelerkernen und dem die Steuerspule aufnehmenden Schenkelkern voll gesättigt sind, so daß diese Bereiche für den durch eine Primärspule induzierten magnetischen Fluß praktisch unpassierbar sind, wohingegen in den eine Sekundärspule aufnehmenden Schenkelkernen aufgrund der größeren Querschnittsdimensio nierung die Kraftliniendichte, d. h. also die magnetische Induktion und damit auch die Feldstärke viel geringer ist, so daß diese Schenkelkerne sich nicht im Sättigungszustand befinden und daher keine wesentliche nachteilige Auswirkung auf den durch eine Sekundärspule geleiteten magne tischen Fluß, welcher von einer Primärspule in den Kern induziert wird, vorhanden ist. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn der Querschnitt der Zwischenjochkerne zwischen 10 und 70%, vorzugsweise zwischen 30 und 60% des Querschnittes der eine Sekundärspule aufnehmen den Kerne beträgt.As can be seen from the preceding description, the the secondary cores receiving leg cores force lines of both one Set up the main circuit as well as a control circuit. So that an optimal function an electrical machine according to the invention is guaranteed it is therefore particularly advantageous if the cross section of the intermediate yoke cores is smaller than the cross section of a secondary coil emitting cores. This measure can ensure that at full control of the electrical machine, d. H. at full power Beat the control coil with direct current, the intermediate yoke cores in the Area between the leg cores and a secondary coil the leg core receiving the control coil are fully saturated, so that these ranges for the magnetic induced by a primary coil River are practically impassable, whereas in the secondary coil receiving thigh cores due to the larger cross-sectional dimension nation the line density, d. H. so magnetic induction and so that the field strength is much lower, so that these leg cores are not in the state of saturation and are therefore not essential adverse effect on the magne passed through a secondary coil table flux induced by a primary coil in the core is available. It has proven to be particularly useful if the Cross section of the intermediate yoke cores between 10 and 70%, preferably between 30 and 60% of the cross section of a secondary coil the cores.

Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die eine Primärspule aufnehmenden Kerne und/oder die äußeren Jochkerne zumindest annähernd gleiche Quer schnitte aufweisen als die Primär- oder Sekundärspulenkerne, wobei es zusätzlich vorteilhaft sein kann, wenn der eine Steuerspule tragenden Kern zumindest annähernd den doppelten Querschnitt aufweist wie ein Zwischenjochkern.Furthermore, it can be expedient if the receiving a primary coil Cores and / or the outer yoke cores at least approximately the same cross have cuts than the primary or secondary coil cores, where it can also be advantageous if the one carrying a control coil Core has at least approximately twice the cross-section as a Intermediate yoke core.

Weiterhin kann es angebracht sein, daß zumindest Gruppen der einzelnen Kernteile aus Material unterschiedlicher Permeabilität bestehen, wobei es für manche Anwendungsfälle vorteilhaft sein kann, wenn die Außenjochkerne und/oder die Kerne für die Sekundär- bzw. Steuerspulen aus Material höherer Permeabilität als des der Zwischenjochkerne bestehen.Furthermore, it may be appropriate for at least groups of the individual Core parts consist of material of different permeability, it being can be advantageous for some applications if the outer yoke cores and / or the cores for the secondary or control coils made of material higher permeability than that of the intermediate yoke cores.

Die Erfindung eignet sich auch in besonders vorteilhafter Weise für den Aufbau von elektrischen Maschinen der eingangs genannten Art in Mehrpha senausführung. So kann es z. B. für eine elektrische Maschine mit drei Phasen besonders zweckmäßig sein, wenn deren Kern wenigstens zwei äußere Jochkerne besitzt, mindestens zwei zwischen diesen angeordnete Zwischen jochkerne, wobei zur magnetischen Koppelung jeweils zwischen den äußeren und den Zwischenjochkernen sowie zwischen den Zwischenjochkernen zwei äußere Schenkelkerne und ein zwischen letzteren angeordneter Mittelschen kelkern vorgesehen ist und weiterhin zwischen den Zwischenjochkernen zwei sie magnetisch koppelnde Schenkelkerne zur Aufnahme von Steuerspulen angeordnet sind, die jeweils zwischen dem entsprechenden Mittelschenkel kern und einem äußeren Schenkelkern vorgesehen sind. Dabei kann es zweck mäßig sein, wenn um die zwischen den äußeren Jochkernen und den Zwischen jochkernen vorgesehenen äußeren und mittleren Schenkelkerne die Primär spulen gelegt sind und die zwischen den Zwischenjochkernen vorgesehenen äußeren Schenkelkerne sowie der zwischen letzteren vorgesehene mittlere Schenkelkern die Sekundärspulen aufweist.The invention is also particularly advantageous for the Construction of electrical machines of the type mentioned in multiphase version. So it can e.g. B. for an electrical machine with three Phases may be particularly useful if their core is at least two outer Has yoke cores, at least two intermediate arranged between them yoke cores, with magnetic coupling between the outer ones and the intermediate yoke cores and two between the intermediate yoke cores outer thigh cores and a middle leg arranged between the latter kelkern is provided and continue between the intermediate yoke two they magnetically coupling leg cores for receiving control coils are arranged, each between the corresponding middle leg core and an outer leg core are provided. It can be useful be moderate when around the between the outer yoke cores and the intermediate yoke cores provided outer and middle thigh cores the primary coils are placed and those provided between the intermediate yoke cores outer thigh cores as well as the middle one provided between the latter Leg core has the secondary coils.

Um eine optimale Funktionsweise einer solchen elektrischen Maschine zu gewährleisten, ist es angebracht, deren Kern derart auszugestalten, daß der Querschnitt der mittleren Schenkelkerne zumindest annähernd doppelt so groß ist wie der Querschnitt der äußeren Schenkelkerne oder der Querschnitt der äußeren Jochkerne oder der Querschnitt der die Erre gerspulen aufnehmenden Kerne. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn der Querschnitt der zwischenjochkerne zwischen 10 bis 80%, vorzugsweise 30 bis 60% des Querschnittes der mittleren Schenkelkerne beträgt, so daß bei voller Aussteuerung der elektrischen Maschine in den Zwischenjoch kernen eine Sättigung auftritt, wohingegen in den mittleren Schenkelker nen die volle Aussteuerung der elektrischen Maschine sich nur geringfügig bemerkbar macht.To ensure optimal functioning of such an electrical machine ensure, it is appropriate to design their core so that the cross section of the central thigh cores is at least approximately double is as large as the cross section of the outer thigh cores or the Cross section of the outer yoke cores or the cross section of the Erre winding-receiving cores. It has proven to be useful if the cross-section of the inter-yoke cores is preferably between 10 and 80% 30 to 60% of the cross section of the middle leg cores is so that with full control of the electrical machine in the intermediate yoke saturation occurs, whereas in the middle thigh core full control of the electrical machine is only slightly noticeable.

Wie bereits erwähnt, können die Jochkerne bzw. die Schenkelkerne sowohl aus gesintertem Ferrit oder aus in sich zusammengehaltenen Blechpaketen bestehen oder aber auch aus einem anderen ferromagnetischen Stoff. Vorteilhaft kann es sein, wenn wenigstens einzelne Jochkerne oder Joch kernabschnitte mit wenigstens einzelnen Schenkelkernen oder Schenkelkern abschnitten einstückig ausgebildet sind. Dabei können wenigstens einzelne Jochkerne angeformte Schenkelkerne besitzen oder wenigstens einzelne Schenkelkerne angeformte Jochkerne. Sowohl die Schenkel als auch die angeformten Jochkerne (oder die Joche mit angeformten Schenkelkernen) können quaderförmig ausgebildet sein.As already mentioned, the yoke cores or the thigh cores can both made of sintered ferrite or of sheet metal packages held together consist or of another ferromagnetic substance. It can be advantageous if at least individual yoke cores or yokes core sections with at least individual leg cores or leg core sections are integrally formed. At least some can Yoke cores have molded leg cores or at least some Leg cores formed on yoke cores. Both the thighs and the molded yoke cores (or the yokes with molded leg cores) can be cuboid.

Vorteilhaft kann es jedoch auch sein, wenn die Schenkel- und/oder die Jochkerne im Querschnitt rund ausgebildet sind.However, it can also be advantageous if the leg and / or the Yoke cores are round in cross section.

Eine vorteilhafte Ausführungsform, insbesondere für einen einphasigen Kern, kann dann gegeben sein, wenn wenigstens einem der äußeren Joche Schenkelkerne für die Primärspulen angeformt sind. Das äußere Kernteil kann sodann U-förmig ausgebildet sein, wobei die Außenstege des "U" die Schenkelkerne und der Verbindungssteg des "U" das Joch darstellen. Des weiteren kann wenigstens einer der Zwischenjochkerne zumindest teilweise angeformte Schenkelkerne tragen. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn wenigstens einer der verwendeten Zwischenjochkerne an seinen Endbereichen jeweils einen Außensteg besitzt, wobei diese Außenstege die äußeren Schenkelkerne bilden und wobei ein dazwischen vorgesehener Mittelsteg angeformt ist, so daß dieser Kern somit eine E-Form darstellt. Eine in elektrischer Hinsicht und herstellungsmäßig besonders einfche Ausbildung ergibt sich, wenn zwei E-förmig ausgebildete Kerne spiegelbildlich zu einander vorgesehen werden, wobei die jeweils aufeinanderstoßenden Außen- und die Mittelstege die Schenkelkerne bilden und weiterhin zwei U-förmig ausgebildete Kerne, deren Verbindungsstege die äußeren Jochkerne und deren Außenstege die Schenkelkerne bilden, ebenfalls spiegelbildlich zueinander angeordnet werden, so daß sie mit ihren angeformten Schenkel kernen an den Zwischenjochen auflagern. An advantageous embodiment, especially for a single phase Kern, can be given if at least one of the outer yokes Leg cores for the primary coils are formed. The outer core part can then be U-shaped, the outer webs of the "U" the Thigh cores and the connecting bridge of the "U" represent the yoke. Of further, at least one of the intermediate yoke cores can be at least partially wear molded thigh cores. It can be an advantage if at least one of the intermediate yoke cores used at its end regions each has an outer web, these outer webs the outer Form thigh cores and with a central web provided between them is molded, so that this core thus represents an E-shape. One in electrical aspect and manufacturing particularly simple training results when two E-shaped cores form a mirror image are provided to each other, the respective colliding outer and the center webs form the thigh cores and continue to be two U-shaped trained cores, the connecting webs of which the outer yoke cores and whose outer webs form the thigh cores, also mirror images be arranged to each other so that they with their molded legs support the cores on the intermediate yokes.

Unabhängig von der Herstellungsart, nämlich ob als Blechpaket, aus gesin tertem Ferrit oder anders hergestellte Kernteile verwendet werden, ist es vorteilhaft, wenn die aufeinander zu gerichteten Bereiche der Stege bzw. Zwischenstege bzw. der Schenkel- und der Jochkernteile ebnend bearbeitet, vorzugsweise geschliffen oder gefräst sind.Regardless of the type of manufacture, namely whether as a laminated core, made from tert ferrite or other core parts are used, it is advantageous if the regions of the webs or Intermediate webs or the thigh and yoke core parts are leveled, preferably ground or milled.

Ein Kern in dreiphasiger Ausbildung kann derart ausgebildet sein, daß wenigstens einer der Jochkerne zwei Außen- und einen Mittelsteg angeformt hat, die wenigstens teilweise die Schenkelkerne bilden und somit ein E- förmiges Kernteil darstellen. Wenigstens eines der Kernteile, welches das Zwischenjoch enthält, kann E-förmig ausgebildet sein zwischen den Außen- und den Mittelstegen des "E" weitere Zwischenstege angeformt haben, die zumindest Teile weiterer Schenkelkerne bilden. Eine optimierte Ausfüh rungsform einer derartigen elektrischen Maschine besitzt zwei mit zusätz lichen Zwischenstegen versehene E-Kernteile, die jeweils das Zwischenjoch enthalten, wobei diese Kernteile spiegelbildlich zueinander angeordnet werden, und wobei auf den die Zwischenjoche darstellenden Verbindungs stegen die äußeren, E-förmig ausgebildeten Kernteile, ebenfalls spiegel bildlich zueinander angeordnet, mit ihren die Schenkelkerne darstellenden Außen- und Zwischenstegen auf den Zwischenjochkernen auflagern.A core in three-phase design can be designed such that at least one of the yoke cores integrally formed with two outer and one central web has, which at least partially form the thigh cores and thus an E- represent shaped core. At least one of the core parts, which the Contains intermediate yoke, can be E-shaped between the outer and the middle webs of the "E" have formed additional intermediate webs which form at least parts of other thigh cores. An optimized execution Form of such an electrical machine has two with additional Intermediate webs provided E core parts, each of the intermediate yoke included, these core parts arranged in mirror image to each other be, and wherein on the connection representing the intermediate yokes the outer, E-shaped core parts, also reflect arranged figuratively to each other, with their thigh cores Place outer and intermediate webs on the intermediate yoke cores.

Als besonders günstig hat sich dabei ein symetrischer Aufbau erwiesen, wobei die Außen- oder die Mittel- oder die Zwischenstege zumindest annähernd die halbe Höhe der Schenkelkerne aufweisen.A symmetrical structure has proven to be particularly favorable, the outer or the middle or the intermediate webs at least have approximately half the height of the thigh cores.

Anhand der Fig. 1 bis 6 sei die Erfindung näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 6.

Dabei zeigtIt shows

Fig. 1 einen Kern in Ansicht mit den darauf angeordneten verschiedenen Spulen im Schnitt für eine erfindungsgemäße elektrische Maschine in einphasiger Ausführungsform, Fig. 1 a core in view with the various coils arranged thereon in section of an inventive electrical machine in a single-phase embodiment,

Fig. 2 eine Draufsicht der Fig. 1, Fig. 2 is a plan view of FIG. 1,

Fig. 3 einen Kern in Ansicht mit den darauf vorgesehenen Spulen im Schnitt für eine erfindungsgemäße elektrische Maschine in drei-phasiger Ausführungsform, Figure 3 is a view in the core with the coils provided thereon in section of an inventive electrical machine in three-phase embodiment.,

Fig. 4 eine Draufsicht der Fig. 3, Fig. 4 is a plan view of FIG. 3,

Fig. 5 eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 1, Fig. 5 shows an embodiment similar to Fig. 1,

Fig. 6 eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 3, Fig. 6 shows an embodiment similar to Fig. 3,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines Kernes für eine erfindungsgemäße elektrische Maschine in einphasiger Ausführungsform. Fig. 7 shows a further embodiment of a core for an electrical machine according to the invention in a single-phase embodiment.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kern 1 besitzt zwei äußere Joch kerne 2 und 2a sowie zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne 3 und 3a, die jeweils mit dem ihnen unmittelbar benachbarten äußeren Joch kern 2 bzw. 2a über jeweils zwei Schenkelkerne 4, 4a bzw. 4b, 4c magne tisch gekoppelt sind. Zwischen den Zwischenjochkernen 3 und 3a sind weitere Schenkelkerne 5 und 5a sowie ein zwischen diesen angeordneter Schenkelkern 6 vorgesehen.The core 1 shown in FIGS. 1 and 2 has two outer yoke cores 2 and 2 a and two intermediate yoke cores 3 and 3 a arranged between them, each with the directly adjacent outer yoke core 2 or 2 a, each having two leg cores 4 , 4 a and 4 b, 4 c are magnetically coupled. Further leg cores 5 and 5 a and a leg core 6 arranged between them are provided between the intermediate yoke cores 3 and 3 a.

Die äußeren Jochkerne 2, 2a, die Zwischenjochkerne 3, 3a sowie die einzelnen Schenkelkerne 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a und 6 bestehen hier jeweils aus einer Mehrzahl von Einzelblechen, die untereinander verklebt sind. The outer yoke cores 2, 2 a, the intermediate yoke cores 3, 3 a and the individual leg cores 4, 4 a, 4 b, 4 c, 5, 5 a and 6 each consist of a plurality of individual sheets which are glued to one another.

Die verschiedenen Kernteile 2, 2a, 3, 3a, 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 6, welche den Eisenkern 1 bilden, sind dabei derart angeordnet, daß deren Einzel bleche parallel zueinander verlaufen.The various core parts 2, 2 a, 3, 3 a, 4, 4 a, 4 b, 4 c, 5, 5 a, 6 , which form the iron core 1 , are arranged such that their individual sheets run parallel to one another.

Zumindest einzelne Kernteile können aber auch zumindest teilweise aus anderem Material bestehen, z. B. aus gesinterstem Ferrit.At least individual core parts can also at least partially other material exist, e.g. B. sintered ferrite.

Um optimale elektromagnetische Werte zu erhalten, sind die Stoßstellen, über die die einzelnen Kernteile 2, 2a, 3, 3a, 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 6 einander gegenüberliegen und sich berühren, bearbeitet, zum Beispiel geschliffen.In order to obtain optimal electromagnetic values, the joints over which the individual core parts 2, 2 a, 3, 3 a, 4, 4 a, 4 b, 4 c, 5, 5 a, 6 lie opposite and touch each other are machined , for example ground.

Um die Schenkelkerne 4, 4a, 4b, 4c sind jeweils in Reihe geschaltete Teilwicklungen bzw. Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c einer Primärspule vorge sehen. Um die Schenkelkerne 5 und 5a ist die in zwei Teilwicklungen bzw. Teilspulen 8 und 8a unterteilte Sekundärwicklung vorgesehen. Der Schen kelkern 6 nimmt die Steuerspule 9 auf.Around the leg cores 4, 4 a, 4 b, 4 c, partial windings or partial coils 7, 7 a, 7 b, 7 c of a primary coil are respectively provided in series. The secondary winding, which is divided into two partial windings or partial coils 8 and 8 a, is provided around the leg cores 5 and 5 a. The ken's core 6 takes the control coil 9 .

Wie ersichtlich ist, sind die Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c der Primärspule sowie die Teilspulen 8, 8a der Sekundärspule und die Steuerspule 9 derart angeordnet, daß deren Wickelachsen 10, 11 und 12 zueinander parallel sind und, wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, in der gleichen Ebene 13, welche ebenfalls parallel zu den Einzelblechen der verschiedenen Kern teile 2, 2a, 3, 3a, 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5, 6 verläuft, angeordnet. Wie aus Fig. 1 weiterhin ersichtlich ist, ist die Steuerspule 9 zwischen den beiden Sekundärspulen 8, 8a und auf gleicher Höhe wie diese angeordnet. Außerdem sind die Primärteilspulen 7, 7b bzw. 7a, 7c gegenüber den Sekun därspulen 8 bzw. 8a mit einem Abstand koaxial angeordnet. As can be seen, the partial coils 7, 7 a, 7 b, 7 c of the primary coil and the partial coils 8, 8 a of the secondary coil and the control coil 9 are arranged such that their winding axes 10, 11 and 12 are parallel to each other and, as in particular apparent from Fig. 2, in the same plane 13 which parts are also parallel to the individual sheets of the various core 2, 2a, 3, 3a, 4, 4 a, 4 b, 4 c, 5, 5, 6 runs, arranged. As can also be seen from FIG. 1, the control coil 9 is arranged between the two secondary coils 8, 8 a and at the same height as this. In addition, the primary part coils 7, 7 b and 7 a, 7 c relative to the secondary coils 8 and 8 a are arranged coaxially with a distance.

Der Kern 1 bildet für die durch die Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c der Primär spule, welche mit Wechselstrom beaufschlagt werden, induzierten magneti schen Flüsse zwei Primärkreise 14, 14a, die in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet sind und die jeweils gebildet sind durch einen äußeren Joch kern 2 bzw. 2a, einen Zwischenjochkern 3 bzw. 3a und zwei diese magne tisch miteinander koppelnden und die Teilspulen 7, 7a bzw. 7b, 7c aufneh menden Schenkelkerne 4, 4a bzw. 4b, 4c.The core 1 forms for the primary coils induced by the partial coils 7, 7 a, 7 b, 7 c of the primary coil, which are supplied with alternating current, induced magnetic fluxes 14, 14 a, which are indicated by dash-dotted lines in FIG. 1 and which are each formed by an outer yoke core 2 or 2 a, an intermediate yoke core 3 or 3 a and two magnetically coupling these and the sub-coils 7, 7 a and 7 b, 7 c receiving leg cores 4, 4 a and 4 b, 4 c.

Die beiden äußeren Jochkerne 2 und 2a des Eisenkerns 1 bilden weiterhin Teilbereiche eines in seinem Wesen U-I-artigen Hauptkreises 15 für die magnetischen Flüsse, welche durch die Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c der Primärspule induziert werden. Dieser Hauptkreis 15 ist in Fig. 1 strich liert angedeutet. Zwischen den äußeren Jochkernen 2 und 2a wird der Hauptkreis 15 gebildet durch die Schenkelkerne 4, 4a, 4b, 4c, welche die Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c der primärspule aufnehmen, sowie durch die Schenkelkerne 5 und 5a, welche die Teilspulen 8, 8a der Sekundärspule aufnehmen, und weiterhin durch die Abschnitte der Zwischenjochkerne 3 und 3a, welche von den aufeinander zu weisenden Stoßstellen der die Primär teilspulen aufnehmenden Schenkelkerne 4, 4a, 4b, 4c und der die Sekundär teilspulen aufnehmenden Schenkelkerne 5, 5a flankiert werden.The two outer yoke cores 2 and 2 a of the iron core 1 further form subregions of an essentially UI-like main circuit 15 for the magnetic fluxes which are induced by the partial coils 7, 7 a, 7 b, 7 c of the primary coil. This main circle 15 is dashed lines in Fig. 1 indicated. Between the outer yoke cores 2 and 2 a, the main circle 15 is formed by the leg cores 4, 4 a, 4 b, 4 c, which accommodate the partial coils 7, 7 a, 7 b, 7 c of the primary coil, and by the leg cores 5 and 5 a, which take up the partial coils 8, 8 a of the secondary coil, and further through the sections of the intermediate yoke cores 3 and 3 a, which of the joint points of the leg cores 4, 4 a, 4 b, 4 c and 4 receiving the primary partial coils the leg cores 5, 5 a receiving the secondary partial coils are flanked.

Die beiden Zwischenjochkerne 3 und 3a bilden außerdem Teilbereiche eines in seinem Wesen M-artigen Steuerkreises, der bei dem dargestellten Aus führungsbeispiel in zwei Teilsteuerkreise 16, 16a, welche in Fig. 1 strich-doppelt-punktiert angedeutet sind, unterteilt ist. Die Teilsteuer kreise 16, 16a verlaufen dabei, jeweils ausgehend von dem die Steuerspule 9 aufnehmenden Schenkelkern 6, über den einen Zwischenjochkern 3, einen die Teilspulen 8 bzw. 8a aufnehmenden Schenkelkern 5 bzw. 5a und von diesem Schenkelkern 5, 5a über den anderen Zwischenjochkern 3a zurück zum Schenkelkern 6 der Steuerspule 9.The two intermediate yoke cores 3 and 3 a also form subregions of an essentially M-like control circuit which, in the exemplary embodiment illustrated, is divided into two sub-control circuits 16, 16 a, which are indicated by double-dotted lines in FIG. 1. The partial control circuits 16, 16 a run, each starting from the leg core 6 receiving the control coil 9 , via the intermediate yoke core 3 , the leg coils 8 and 8 a receiving leg core 5 or 5 a and from this leg core 5, 5 a over the other intermediate yoke core 3 a back to the leg core 6 of the control coil 9 .

Aufgrund des Eisenkernaufbaues verlaufen die magnetischen Kraftlinien des Steuer-, des Primär- und des Hauptkreises im wesentlichen in parallel zueinander ausgerichteten Ebenen.Due to the iron core structure, the magnetic lines of force of the Control, the primary and the main circuit essentially in parallel to each other aligned levels.

Die Zwischenjochkerne 3 und 3a weisen einen gegenüber den anderen Kern teilen 2, 2a, 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 6 geringeren Querschnitt auf, welcher bei der dargestellten Ausführungsform 50% des Querschnittes der Kernteile 2, 2a, 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 6 beträgt.The intermediate yoke cores 3 and 3 a have a 2, 2 a, 4, 4 a, 4 b, 4 c, 5, 5 a, 6 smaller cross-section compared to the other core, which in the embodiment shown 50% of the cross-section of the core parts 2, 2 a, 4, 4 a, 4 b, 4 c, 5, 5 a, 6 .

Je nach Einsatzfall kann der Kern 1 aus Kernteilen gleicher Permeabilität oder aber auch aus Kernteilen verschiedener Permeabilität bestehen, wobei die Zwischenjochkerne 3, 3a aus einem Material mit geringerer Permeabilität als das Material für die anderen Kernteile 2, 2a, 4, 4a, 4b, 4c, 5, 5a, 6 hergestellt sein können.Depending on the application, the core 1 can consist of core parts of the same permeability or also of core parts of different permeability, the intermediate yoke cores 3, 3 a being made of a material with a lower permeability than the material for the other core parts 2, 2 a, 4, 4 a, 4 b, 4 c, 5, 5 a, 6 can be produced.

Im folgenden sei die Funktionsweise einer elektrischen Maschine gemäß Fig. 1 und 2 näher erläutert.The functioning of an electrical machine according to FIGS. 1 and 2 will be explained in more detail below.

Bei nicht erregter Steuerspule 9 verlaufen die durch die Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c der Primärwicklung in den Kern 1 induzierten magnetischen Flüsse entsprechend der beiden Primärkreise 14 und 14a, d. h. daß die magnetischen Flüsse nicht durch die Teilspulen 8 und 8a der Sekundärspule hindurchgehen, sondern den Weg des geringeren Widerstandes gehen, nämlich durch die Zwischenjochkerne 3 und 3a. When the control coil 9 is not energized, the magnetic fluxes induced by the partial coils 7, 7 a, 7 b, 7 c of the primary winding in the core 1 correspond to the two primary circuits 14 and 14 a, ie the magnetic fluxes do not run through the partial coils 8 and 8 a go through the secondary coil, but go the way of lower resistance, namely through the intermediate yoke cores 3 and 3 a.

Wird nun die Steuerspule 9 mit Gleichstrom beaufschlagt, so bauen sich magnetische Teilflüsse entsprechend den beiden Teilsteuerkreisen 16 und 16a auf, welche die von ihnen durchflossenen Bereiche des Kernes 1 vormagnetisieren, wobei diese Vorrmagnetisierung von der an die Steuer spule 9 angelegten Gleichspannung abhängig ist, d. h. je größer die angelegte Spannung, desto größer ist die Vormagnetisierung.If the control coil 9 is now acted upon by direct current, partial magnetic fluxes corresponding to the two partial control circuits 16 and 16 a build up, which premagnetize the areas of the core 1 through which they flow, this premagnetization being dependent on the direct voltage applied to the control coil 9 , ie the greater the voltage applied, the greater the bias.

Eine solche Vormagnetisierung bewirkt, daß aufgrund des geringeren Quer schnittes der Zwischenjochkerne 3 und 3a in den in Fig. 1 durch Schraf furen kenntlich gemachten Bereichen der Zwischenjochkerne 3 und 3a eine ausreichend große magnetische Injektion bzw. Flußdichte vorhanden ist, um diese Bereiche teilweise zu sättigen, so daß ein Teil der durch die Teilspulen 7, 7a, 7b, 7c der Primärspule in den Kern 1 induzierten magnetischen Flüsse durch die Teilspulen 8, 8a der Sekundärspule gedrängt werden kann. Es ist also möglich, durch Veränderung des Sättigungsstandes in den durch Schraffuren kenntlich gemachten Bereichen einen mehr oder weniger großen Anteil der durch die Primärspule induzierten magneti schen Flüsse durch die Sekundärwicklung zu leiten. Sobald die durch Schraffuren kenntlich gemachten Bereiche der Zwischenjochkerne 3 und 3a voll gesättigt sind, sind sie für die durch die Teilwicklungen der Pri märspule induzierten magnetischen Flüsse praktisch unpassierbar, so daß diese magnetischen Flüsse voll durch die Teilspulen der Sekundärspule geleitet werden.Such premagnetization causes that due to the lower cross-section of the intermediate yoke cores 3 and 3 a in Fig. 1 indicated by hatching areas of the intermediate yoke cores 3 and 3 a, a sufficiently large magnetic injection or flux density is available to these areas partially to saturate, so that part of the magnetic fluxes induced by the partial coils 7, 7 a, 7 b, 7 c of the primary coil in the core 1 can be pushed through the partial coils 8, 8 a of the secondary coil. It is therefore possible, by changing the saturation level in the areas indicated by hatching, to conduct a more or less large proportion of the magnetic fluxes induced by the primary coil through the secondary winding. Once the areas indicated as such by hatching the Zwischenjochkerne 3 and 3 a fully saturated, they are practically impassable for the märspule by the partial windings of the Pri-induced magnetic fluxes, so that these magnetic fluxes are fully passed through the partial coils of the secondary coil.

Der in den Fig. 3 und 4 gezeigte Kern 100 für eine elektrische Maschi ne in dreiphasiger Ausführungsform besitzt zwei äußere Jochkerne 102 und 102a sowie zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne 103 und 103a, wobei die Zwischenjochkerne 103 und 103a untereinander durch zwei äußere Schenkelkerne 105 und 105a sowie einen zwischen diesen vorgese heneen mittleren Schenkelkern 105b und weiterhin durch zwischen dem mitt leren Schenkelkern 105b und den äußeren Schenkelkernen 105 und 105a vorgesehene Schenkelkerne 106, 106a zur Aufnahme je einer Steuerspule 109, 109a magnetisch gekoppelt sind. Die äußeren Schenkelkerne 105 und 105a sowie der zwischen diesen vorgesehene mittlere Schenkelkern 105b nehmen die Sekundärwicklungen 108, 108a, 108b, welche jeweils für eine Phase vorgesehen sind, auf. Jeder der Zwischenjochkerne 103 und 103a ist außer dem mit dem ihm jeweils benachbarten äußeren Jochkern 102 bzw. 102a über zwei äußere Schenkelkerne 104, 104a bzw. 104b, 104c sowie durch einen mittleren Schenkelkern 104e bzw. 104f magnetisch gekoppelt. Die Schen kelkerne 104, 104a, 104c, 104e und 104f nehmen jeweils Teilspulen 107, 107a, 107ab, 107c, 107e und 107f von Primärspulen auf, wobei die Teilspulen 107, 107b bzw. 107a, 107c bzw. 107e, 107f jeweils die Spule für eine Primärphase bilden.The core 100 shown in FIGS . 3 and 4 for an electrical machine in a three-phase embodiment has two outer yoke cores 102 and 102 a and two intermediate yoke cores 103 and 103 a arranged between them, the intermediate yoke cores 103 and 103 a being mutually connected by two outer leg cores 105 and 105 a and a between these heseen middle leg core 105 b and further by magnetically coupled between the middle leg core 105 b and the outer leg cores 105 and 105 a provided leg cores 106, 106 a for receiving a control coil 109, 109 a . The outer leg cores 105 and 105 a and the middle leg core 105 b provided between them accommodate the secondary windings 108, 108 a, 108 b, which are each provided for one phase. Each of the intermediate yoke cores 103 and 103 a is magnetically coupled to the outer yoke core 102 or 102 a, which is adjacent to it, via two outer leg cores 104, 104 a or 104 b, 104 c and by a central leg core 104 e or 104 f . The core cores 104, 104 a, 104 c, 104 e and 104 f each take sub-coils 107, 107 a, 107 , 107 c, 107 e and 107 f of primary coils , the sub-coils 107, 107 b and 107 a, respectively , 107 c and 107 e, 107 f each form the coil for a primary phase.

Infolge des Kernaufbaues ist die Steuerspule 109 zwischen den beiden Sekundärspulen 108, 108b und die Steuerspule 109a zwischen den beiden Sekundärspulen 108a, 108b angeordnet, wobei weiterhin die Sekundärspulen 108, 108b, 108a und die dazwischen vorgesehenen Steuerspulen 109, 109a nebeneinander auf gleicher Höhe angeordnet sind. Weiterhin sind die Primärteilspulen 107, 107b gegenüber der zwischen ihnen angeordneten Sekundärspule 108, die Primärteilspulen 107e, 107f gegenüber der zwischen ihnen angeordneten Sekundärspule 108b und die Primärteilspulen 107a, 107c gegenüber der zwischen ihnen vorgesehenen Sekundärspule 108a mit einem Abstand koaxial angeordnet. As a result of the core structure, the control coil 109 is arranged between the two secondary coils 108, 108 b and the control coil 109 a between the two secondary coils 108 a, 108 b, the secondary coils 108, 108 b, 108 a and the control coils 109, 109 provided in between a are arranged side by side at the same height. Furthermore, the primary coil sections 107, 107 b are opposite the secondary coil 108 arranged between them, the primary coil sections 107 e, 107 f are opposite the secondary coil 108 b arranged between them and the primary coil sections 107 a, 107 c are spaced apart from the secondary coil 108 a provided between them arranged coaxially.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die den Kern 100 bildenden Kern teile aus einer Mehrzahl von Einzelblechen, die untereinander jeweils verklebt sind, gebildet, wobei diese Kernteile derart angeordnet sind, daß deren Einzelbleche parallel zueinander verlaufen.Also in this embodiment, the core 100 forming core parts are formed from a plurality of individual sheets, which are glued to each other, these core parts are arranged such that their individual sheets run parallel to each other.

Durch den speziellen Aufbau des Kernes 100 verlaufen auch die Wickel achsen 117, 118, 119, 120 und 121 der einzelnen Teilspulen bzw. Spulen parallel zueinander und sind, wie dies insbesondere aus Fig. 4 ersicht lich ist, in der gleichen Ebene 113 angeordnet.Due to the special structure of the core 100 , the winding axes 117, 118, 119, 120 and 121 of the individual partial coils or coils run parallel to one another and, as can be seen in particular from FIG. 4, are arranged in the same plane 113 .

Wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist, weisen die mittleren Schenkelkerne 104e, 105b, 104f einen größeren Querschnitt auf als der Querschnitt der äußeren Schenkelkerne 104, 104a, 105, 105a, 104b, 104c, als der Quer schnitt der äußeren Jochkerne 102, 102a oder als der Querschnitt der die Steuerspulen 109, 109a aufnehmenden Schenkelkerne 106, 106a. Weiterhin ist aus Fig. 3 zu entnehmen, daß die Zwischenjochkerne 103, 103a gegen über den anderen Kernteilen einen geringeren Querschnitt aufweisen, wobei bei der dargestellten Ausführungsform der Querschnitt der Zwischenjoche 103 und 103a ca. 40% des Querschnittes der mittleren Schenkelkerne 104e, 105b, 104f beträgt.As can be seen from FIG. 3, the middle leg cores 104 e, 105 b, 104 f have a larger cross section than the cross section of the outer leg cores 104, 104 a, 105, 105 a, 104 b, 104 c than the cross section of the outer yoke cores 102, 102 a or as the cross section of the leg cores 106, 106 a receiving the control coils 109, 109 a. It can also be seen from FIG. 3 that the intermediate yoke cores 103, 103 a have a smaller cross-section than the other core parts, the cross-section of the intermediate yokes 103 and 103 a in the illustrated embodiment being approximately 40% of the cross-section of the middle leg cores 104 e , 105 b, 104 f.

Der Eisenkern 100 bildet für die durch die Teilspulen 107, 107a, 107b, 107c, 107e, 107f der Primärspulen, welche mit Wechselstrom beaufschlagt werden, induzierten magnetischen Flüsse vier Primärkreise 114, 114a, 114b, 114c, wie dies in Fig. 3 strichpunktiert angedeutet ist, sowie zwei Hauptkreise 115 und 115a, welche in Fig. 3 strichliert angedeutet sind, und weiterhin Steuerkreise bzw. Teilsteuerkreise 116, 116a, 116b, 116c für die von den Steuerspulen 109, 109a induzierten magnetischen Flüsse. Die Steuer- bzw. Teilsteuerkreise 116, 116a, 116b und 116c sind in Fig. 3 strich-doppelt-punktiert gekennzeichnet. Wie aus Fig. 3 weiterhin ersichtlich ist, bilden die verschiedenen Kernteile bzw. Kern abschnitte, welche die beiden Hauptkreise 115, 115a bilden, einen 3U-I- förmigen Gesamthauptkreis, das heißt einen Gesamthauptkreis, der gebildet ist durch drei über Joche miteinander verbundene Schenkel. Die die Teilsteuerkreise 116, 116a, 116b, 116c bildenden verschiedenen Kernteile bzw. Kernabschnitte sind derart angeordnet, daß sie jeweils zwischen zwei benachbarten Schenkeln des 3U-I-förmigen Gesamthauptkreises einen M- artigen Steuerkreis bilden, nämlich einerseits den M-artigen Steuerkreis, der gebildet ist durch die beiden Teilsteuerkreise 116, 116a und anderer seits den M-artigen Steuerkreis, der gebildet ist durch die beiden Teil steuerkreise 116b, 116c.The iron core 100 forms four primary circuits 114, 114 a, 114 b, 114 c for the magnetic fluxes induced by the partial coils 107, 107 a, 107 b, 107 c, 107 e, 107 f of the primary coils , which are supplied with alternating current. as is indicated by dash-dotted lines in Fig. 3, and which in dashed lines in Fig. 3, two main circuits 115 and 115 a are indicated, and further control circuits or partial control circuits 116, 116 a, 116 b, 116 c for the control coils 109, 109 a induced magnetic fluxes. The control or partial control circuits 116, 116 a, 116 b and 116 c are indicated by dash-double-dotted lines in FIG. 3. As can also be seen from FIG. 3, the various core parts or core sections, which form the two main circles 115, 115 a, form a 3U-I-shaped overall main circuit, that is to say an overall main circuit, which is formed by three interconnected by yokes Leg. The various core parts or core sections forming the partial control circuits 116, 116 a, 116 b, 116 c are arranged in such a way that they each form an M-type control circuit between two adjacent legs of the 3U-I-shaped main circuit, namely the M-type control circuit Control circuit, which is formed by the two partial control circuits 116, 116 a and on the other hand, the M-type control circuit, which is formed by the two partial control circuits 116 b, 116 c.

Die Funktionsweise einer elektrischen Maschine gemäß den Fig. 3 und 4 entspricht im Prinzip derjenigen, der in den Fig. 1 und 2 dargestell ten elektrischen Maschine. Es kann also auch bei einer elektrischen Maschine gemäß den Fig. 3 und 4, ein mehr oder weniger großer Anteil der durch die Primärspulen in den Kern 100 induzierten magnetischen Flüsse durch die Sekundärwicklungen 108, 108a, 108b gedrängt werden, indem mittels der mit Gleichstrom beaufschlagten Steuerspulen 109, 109a die in Fig. 3 durch Schraffuren kenntlich gemachten Bereiche der Zwi schenjochkerne 103, 103a, mehr oder weniger vormagnetisiert werden.The operation of an electrical machine according to FIGS. 3 and 4 corresponds in principle to that of the electrical machine shown in FIGS. 1 and 2. It can also in an electrical machine according to FIGS. 3 and 4, a more or less large proportion of the induced by the primary coil into the core 100 the magnetic fluxes through the secondary windings 108, 108 a, are urged b 108 by means of the with DC applied control coils 109, 109 a, the areas of the inter mediate yoke cores 103, 103 a, indicated by hatching in FIG. 3, are more or less pre-magnetized.

Die Kernteile der elektrischen Maschine gemäß den Fig. 1 bis 4 können auch aus anderen Materialien als zusammengeklebten Blechteilen herge stellt werden, z. B. aus quaderförmigen Ferritkörpern. The core parts of the electrical machine according to FIGS. 1 to 4 can also be made of materials other than glued sheet metal parts, for. B. from cuboid ferrite bodies.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn zumindest einzelne Körper einen runden Querschnitt aufweisen.Furthermore, it can be advantageous if at least individual bodies have one have a round cross-section.

Die in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen zeigen Eisenkerne mit anderer als quaderförmiger Ausgestaltung, nämlich mit den Jochkernen angeformten Schenkelkernen. Diese Kernteile können in besonders einfacher Weise in Ferrit-Technik hergestellt werden oder aber auch durch entsprechend ausgestanzte und untereinander zusammengehaltene Blechlamellen gebildet sein.The embodiments shown in FIGS . 5 and 6 show iron cores with a configuration other than cuboid, namely with leg cores molded onto the yoke cores. These core parts can be produced in a particularly simple manner using ferrite technology, or else can be formed by correspondingly punched-out and mutually held-together sheet metal lamellae.

Fig. 5 zeigt eine einphasige und Fig. 6 eine dreiphasige elektrische Maschine. FIG. 5 shows a single-phase and FIG. 6 a three-phase electrical machine.

Wie in Fig. 1 besitzt der Kern 201 der Fig. 5 zwei äußere Jochkerne 202 und 202a und zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne 203 und 203a. Diese Zwischenjochkerne sind mit den ihnen jeweils benachbarten, äußeren Jochkernen 202 bzw. 202a über je zwei, den äußeren Jochkernen angeformte Schenkelkerne 204, 204a bzw. 204b, 204c magnetisch gekoppelt. Die mit den Schenkelkernen 204, 204a bzw. 204b, 204c einstückig ausgebildeten Jochkerne 202, 202a bilden also U-förmige Kernteile 201a, 201b, wobei die Schenkel 204, 204a bzw. 204b, 204c jeweils die Außenstege und die äußeren Jochkerne 202 und 202a die Verbindungsstege des "U" darstellen. Die U-förmigen Kernteile 201a, 201b sind spiegelbildlich zueinander angeordnet und lagern über entsprechenden Stoßstellen auf den Zwischenjochkernen auf. As in FIG. 1, the core 201 of FIG. 5 has two outer yoke cores 202 and 202 a and two intermediate yoke cores 203 and 203 a arranged between them. These intermediate yoke cores are magnetically coupled to the respective outer yoke cores 202 and 202 a, respectively, via two leg cores 204 , 204 a and 204 b, 204 c formed on the outer yoke cores. The yoke cores 202 , 202 a formed in one piece with the leg cores 204 , 204 a and 204 b, 204 c thus form U-shaped core parts 201 a, 201 b, the legs 204 , 204 a and 204 b, 204 c respectively Outer webs and the outer yoke cores 202 and 202 a represent the connecting webs of the "U". The U-shaped core parts 201 a, 201 b are arranged in mirror image to one another and are supported on the intermediate yoke cores by means of corresponding joints.

Die zwischen den Zwischenjochkernen 203, 203a vorgesehenen Schenkelkerne 205, 206 und 205a sind je zur Hälfte jeweils einem der Zwischenjoche 203, 203a angeformt, so daß E-förmige Kernteile 201c und 201d gebildet sind. Dabei stellen die Schenkelkerne 205¹, 205a¹ bzw. 205², 205a² jeweils die Außenstege, die Schenkelkerne 206¹ bzw. 206² die Mittelstege und die Joche 203, 203a die Verbindungsstege des "E" dar. Die beiden E-Teile 201c und 201d sind spiegelbildlich zueinander vorgesehen und lagern über den Außen- und den Mittelstegen angeformte Stoßstellen aneinander auf. Diese Stoßstellen sind zweckmäßigerweise ebnend bearbeitet, z. B. gefräst und/oder geschliffen.The so that E-shaped core portions 201 c and 201 d are formed between the Zwischenjochkernen 203, 203 a provided for leg cores 205, 206 and 205 are a half each in each case one of the intermediate yokes 203, 203 formed a. The leg cores 205 ¹, 205 a¹ and 205 ², 205 a² each represent the outer webs, the leg cores 206 ¹ and 206 ² the middle webs and the yokes 203 , 203 a the connecting webs of the "E". The two E-parts 201 c and 201 d are provided as a mirror image of each other and are superimposed on each other by molded joints on the outer and middle webs. These joints are appropriately leveled, z. B. milled and / or ground.

Nachdem die sonstigen Einzelheiten, wie die Spulen, die Anordnung derselben usw. der in Fig. 5 dargestellten elektrischen Maschine praktisch identisch sind mit derjenigen gemäß Fig. 1, sind für diese Einzelheiten die gleichen Bezugszeichen verwendet, und es ist praktisch die gleiche Wirkungsweise gegeben, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 beschrieben ist.Since the other details, such as the coils, the arrangement thereof, etc. of the electrical machine shown in FIG. 5 are practically identical to those according to FIG. 1, the same reference numerals are used for these details and the same mode of operation is given practically, as described in connection with FIGS. 1 and 2.

Der in Fig. 6 gezeigte Kern 300 für die dort dargestellte elektrische Maschine in dreiphasiger Ausführungsform besitzt zwei äußere Jochkerne 302, 302a sowie zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne 303 und 303a.The core 300 shown in FIG. 6 for the electrical machine shown there in a three-phase embodiment has two outer yoke cores 302 , 302 a and two intermediate yoke cores 303 and 303 a arranged between them.

Den Jochkernen 302, 302a sind Schenkelkerne 304, 304e und 304a sowie 304b, 304f und 304c angeformt, so daß die Jochkerne 302 und 302a den Verbindungssteg, die Außenschenkel 304, 304a bzw. 304b, 304c die Außenstege und die Schenkel 304e, 304f die Mittelstege von E-förmig ausgebildeten Kernteilen 300a und 300b darstellen. Diese beiden E-Kernteile sind spiegelbildlich zueinander angeordnet und lagern mit ihren Schenkeln auf den zwischen ihnen vorgesehenen Jochkernen 303, 303a über entsprechende Stoßstellen auf.The yoke cores 302 , 302 a are leg cores 304 , 304 e and 304 a as well as 304 b, 304 f and 304 c, so that the yoke cores 302 and 302 a are the connecting web, the outer legs 304 , 304 a and 304 b, 304 c the outer webs and the legs 304 e, 304 f represent the central webs of E-shaped core parts 300 a and 300 b. These two E-core parts are arranged in mirror image to one another and rest with their legs on the yoke cores 303 , 303 a provided between them via corresponding joints.

Zwischen den Zwischenjochkernen 303 und 303a sind Schenkelkerne 305, 306, 305b, 306a und 305a vorgesehen, wobei jeweils die Hälfte dieser Schenkel einem der Jochkerne 303, 303a angeformt ist. Dabei bilden die Schenkelkerne 305¹, 305² sowie 305a¹, 305a² die Außenstege, die Mittelschenkel 305b¹, 305b² die Mittelstege und die einstückig mit ihnen verbundenen Joche 302 und 302a den Verbindungssteg von E-förmigen Eisenkernen 300c und 300d. Zwischen den Außen- und den Mittelstegen der E-förmigen Körper sind weitere Zwischenstege 306¹, 306² sowie 306a¹, 306a² vorgesehen und jeweils einstückig den ihnen zugeordneten Zwischenjochen 303 und 303a angeformt. Die so gebildeten Kerne 303c und 303d sind ebenfalls einander spiegelbildlich zugekehrt und lagern über den Schenkeln 305¹, 305², 306¹, 306², 305b¹, 305b², 306a¹, 306a², 305a¹, 305a² angeformte Stoßstellen aneinander auf. Nachdem auch hier die übrigen Einzelteile die Funktion die Wirkungsweise derjenigen elektrischen Maschine der Fig. 3 und 4 praktisch gleich sind, sind die übrigen Bezugszeichen mit denen der Fig. 3 und 4 identisch.Zwischenjochkernen between the 303 and 303 are a leg cores 305, 306, 305 b, 306 a and a provided 305, where each half of these legs is formed of a yoke cores 303, 303 a. In this form the legs of the cores 305 ¹, 305 ² and 305 a¹, 305 a² the outer webs, the center leg 305 b¹, 305, the central webs and the integrally connected to them yokes 302 and 302 b² a connecting web of the E-shaped iron cores 300 c and 300 d . Between the outer and the central webs of the E-shaped body are further intermediate webs 306 ¹, ² 306 and 306 a¹, a² provided 306 and each formed integrally with their associated intermediate yokes 303 and 303 a. The cores thus formed 303 c and 303 d also facing mirror-images of each other and stored on the legs 305 ¹, 305 ², 306 ¹, 306 ², 305 b¹, 305 b², 306 a¹, 306 a², 305 a¹, 305 a² molded joints to each other. Since the remaining individual parts, the function, the mode of operation of that electrical machine of FIGS. 3 and 4 are practically the same, the other reference numerals are identical to those of FIGS. 3 and 4.

Der in Fig. 7 gezeigte Kern 400 für eine elektrische Maschine in einphasiger Ausführungsform besitzt zwei äußere Jochkerne 402 und 402a sowie zwei zwischen diesen angeordnete Zwischenjochkerne 403 und 403a. Jeder der Zwischenjochkerne 403, 403a ist mit dem ihm jeweils benachbarten äußeren Jochkern 402 bzw. 402a über zwei äußere Schenkelkerne 404, 404a bzw. 404b, 404c sowie durch einen mittleren Schenkelkern 404e bzw. 404f magnetisch gekoppelt. Außerdem sind die Zwischenjochkerne 403 und 403a untereinander durch zwei äußere Schenkelkerne 405 und 405a sowie einen zwischen diesen vorgesehenen mittleren Schenkelkern 405b und weiterhin durch zwischen dem mittleren Schenkelkern 405b und den äußeren Schenkelkernen 405 und 405a vorgesehene Schenkelkerne 406, 406a magnetisch gekoppelt. Die mittleren Schenkelkerne 404e, 404f nehmen jeweils Teilspulen 407, 407a einer Primärwicklung auf und der zwischen den Zwischenjochkernen 403 und 403a vorgesehene mittlere Schenkelkern 405b eine Sekundärspule bzw. -wicklung 408. Die Schenkelkerne 406 und 406a nehmen jeweils eine Steuerspule 409 bzw. 409a auf.The core 400 shown in FIG. 7 for an electrical machine in a single-phase embodiment has two outer yoke cores 402 and 402 a and two intermediate yoke cores 403 and 403 a arranged between them. Each of the intermediate yoke cores 403 , 403 a is magnetically coupled to the respectively adjacent outer yoke core 402 or 402 a via two outer leg cores 404 , 404 a or 404 b, 404 c as well as by a middle leg core 404 e or 404 f. In addition, the intermediate yoke cores 403 and 403 a are magnetic to one another by two outer leg cores 405 and 405 a and a central leg core 405 b provided between them and further by leg cores 406 , 406 a provided between the middle leg core 405 b and the outer leg cores 405 and 405 a coupled. The middle leg cores 404 e, 404 f each take partial coils 407 , 407 a of a primary winding and the middle leg core 405 b provided between the intermediate yoke cores 403 and 403 a a secondary coil or winding 408 . The leg cores 406 and 406 a each hold a control coil 409 and 409 a.

Der Eisenkern 400 bildet für die durch die Teilspulen 407, 407a, welche mit Wechselstrom beaufschlagt werden, induzierten magnetischen Flüsse vier Primär- bzw. Streukreise 414, 414a, 414b, 414c, die in Fig. 7 strich-punktiert angedeutet sind, sowie zwei Hauptkreise 415, 415a, welche strichliert angedeutet sind und weiterhin Steuerkreise bzw. Teilsteuerkreise 416, 416a, 416b, 416c für die von den Steuerspulen 409, 409a induzierten magnetischen Flüsse. Die Steuer- bzw. Teilsteuerkreise 416, 416a, 416b und 416c sind in Fig. 7 strich-doppelt-punktiert gekennzeichnet.The iron core 400 forms four primary or scattering circuits 414 , 414 a, 414 b, 414 c for the magnetic fluxes induced by the partial coils 407 , 407 a, which are supplied with alternating current, which are indicated by dash-dotted lines in FIG. 7 , and two main circuits 415 , 415 a, which are indicated by dashed lines and further control circuits or partial control circuits 416 , 416 a, 416 b, 416 c for the magnetic fluxes induced by the control coils 409 , 409 a. The control or partial control circuits 416 , 416 a, 416 b and 416 c are indicated by dash-double-dotted lines in FIG. 7.

Wie aus Fig. 7 zu entnehmen ist, kann der durch eine Steuerspule 409 bzw. 409a aufgebaute magnetische Fluß sich über zwei Pfade schließen, nämlich über die durch die Teilsteuerkreise 416, 416a gebildeten Pfade für die durch die Steuerspule 409 induzierten Teilflüsse und über die durch die Teilsteuerkreise 416b, 416c gebildeten Pfade für die durch die Steuerspule 409a induzierten Teilflüsse. Weiterhin ist ersichtlich, daß auf den Teilsteuerkreisen 416, 416c jeweils lediglich eine Steuerspule 409, 409a vorgesehen ist, wohingegen auf den Teilsteuerkreisen 416a, 416b, sowohl je eine Steuerspule 409 bzw. 409a, als auch die Sekundärspule 408 angeordnet sind.As can be seen from Fig. 7, which through a control coil 409 and 409 a structured magnetic flux can close via two paths, namely the by the partial control circuits 416, 416 a formed paths for the control coil induced partial fluxes 409 and the paths formed by the partial control circuits 416 b, 416 c for the partial flows induced by the control coil 409 a. Furthermore, it can be seen that only one control coil 409 , 409 a is provided on each of the sub-control circuits 416 , 416 c, whereas on the sub-control circuits 416 a, 416 b, both a control coil 409 and 409 a and the secondary coil 408 are arranged .

Claims

1.controllable, voltage-converting, electrical machine, each with at least one primary section ( 7 , 7 a, 7 b, 7 c; 107 , 107 a, 107 b, 107 c, 107 d, 107 e) placed around a magnetizable core section in each case, 107 f; 407 , 407 a), secondary ( 8 , 8 a; 108 , 108 a, 108 b; 408 ) and control coil ( 9 ; 109 , 109 a; 409 , 409 a), with the control coil (n ) ( 9 ; 109 , 109 a; 409 , 409 a) the output AC voltage of the secondary coil (s) ( 8 , 8 a; 108 , 108 a, 108 b; 408 ) is controllable, the core ( 1 ; 100 ; 201 ; 300 ; 400 ) forms at least one main circle ( 15 ; 115 , 115 a; 415 , 415 a) on which the primary ( 7 , 7 a, 7 b, 7 c; 107 , 107 a, 107 b, 107 c, 107 d, 107 e, 107 f; 407 , 407 a) and secondary coils or coils ( 8 , 8 a; 108 , 108 a, 108 b; 408 ) are arranged, as well as at least one control circuit ( 16 , 16 a; 116 , 116 a, 116 b, 166 c; 416 , 416 a, 416 b, 416 c), on which the control coil or coils ( 9 ; 109 , 109 a; 409 , 409 a) are indicated are arranged, whereby

- The winding axes ( 10 , 11 ; 117 , 118 , 119 ) of at least one primary ( 7 , 7 a, 7 b, 7 c; 107 , 107 a, 107 b, 107 c, 107 d, 107 e, 107 f; 407 , 407 a) and at least one secondary coil ( 8 , 8 a; 108 , 108 a, 108 b; 408 ) are at least approximately aligned, ie are practically coaxial, and
- At least one primary coil ( 7 , 7 a, 7 b, 7 c; 107 , 107 b, 107 e, 107 f, 107 a, 107 c; 407 , 407 a) at an axial distance from at least one secondary coil ( 8 , 8 a ; 108 , 108 a, 108 b; 408 ) is provided, whereby
- The winding axes ( 10 , 11 , 12 ; 117 , 118 , 119 , 120 , 121 ) at least the secondary ( 8 , 8 a; 108 , 108 a, 108 b; 408 ) and the control coil (s) ( 9 ; 109 , 109 a; 409 , 409 a) are at least approximately parallel and lie in one plane, whereby
- The control coil ( 9 ; 109 , 109 a) between the secondary coils ( 8 , 8 a; 108 , 108 a, 108 b) or the secondary coil ( 108 b, 408 ) between the control coils ( 109 , 109 a; 409 , 409 a ) are arranged next to one another at least approximately at the same height, and wherein
- Have at least some of the core parts held together, parallel to each other sheet metal layers, and wherein
- The core ( 1 , 100 , 400 ) forms at least one scattering circle ( 14 , 14 a; 114 , 114 a, 114 b, 114 c; 414 , 414 a, 414 b, 414 c) on which only the primary coil or -coils ( 7 , 7 a, 7 b, 7 c; 107 , 107 a, 107 b, 107 c, 107 d, 107 e, 107 f; 407 , 407 a) is or are provided and by which when there is no current ( n) control coil or coils ( 9 ; 109 , 109 a; 409 , 409 a) of the primary coil or coils ( 7 , 7 a, 7 b, 7 c; 107 , 107 a, 107 b, 107 c, 107 d, 107 e, 107 f; 407 , 407 a) generated flux runs through, while under the influence of the current-carrying control coil or coils ( 9 ; 109 , 109 a; 409 , 409 a), the areas of the control circuit ( 14 , 14 a; 114 , 114 a, 114 b, 114 c; 414 , 414 a, 414 b, 414 c) are saturable in such a way that the primary coil ( 7 , 7 a, 7 b, 7 c; 107 , 107 a, 107 b, 107 c, 107 d, 107 e, 107 f; 407 , 407 a) generated flow is displaced onto the main circuit ( 15 ; 115 , 115 a; 415 , 415 a) on which the secondary coil or -do the washing up ( 8 , 8 a; 108 , 108 a, 108 b; 408 ) are provided.

2. Electrical machine according to claim 1, characterized in that at least some of the primary coils ( 7 , 7 a, 7 b, 7 c; 107 , 107 b, 107 e, 107 f, 107 a, 107 c; 407 , 407 a) are connected in series.

3. Electrical machine after one of claims 1 or 2, characterized in that at least some of the secondary coils are connected in series.

4. Electrical machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the main circuit ( 15 ; 115 , 115 a; 415 , 415 a) in its essence as a UI or as an M or EI circuit and the or the control circuits ( 16 + 16 a; 116 + 116 a, 116 b + 116 c; 416 + 416 a, 416 b + 416 c) are designed as M-circles.

5. Electrical machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the main circuit ( 15 , 115 + 115 a; 415 + 415 a) as an N-leg core (N 2), preferably as a 3U-I core ( Fig. 3, 4, 6 and 7) is formed and the control circuits in their nature as M-control circuits (16 + 16 a; 116 + 116 a, 116 b + 116 c; 416 + 416 a, 416 b + 416 c) are formed.

6. Electrical machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the core ( 400 ) forms at least one further control circuit ( 416 , 416 c), on which only one of the control coils ( 409 , 409 a) is arranged and that at least the core section ( 406 , 406 a), on which this control coil is accommodated, is part of a control circuit ( 416 a, 416 b), on which only one of the secondary coils ( 408 ) is additionally accommodated ( FIG. 7).

7. Electrical machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least the winding axes ( 10 , 11 , 12 ; 117 , 118 , 119 , 120 , 121 ) of the control ( 9 , 109 , 109 a; 409 , 409 a) and the primary coil (s) ( 7 , 7 a, 7 b, 7 c; 107 d, 107 b; 107 e, 107 f; 107 a, 107 c; 407 , 407 a) are at least approximately parallel.

8. Electrical machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least some of the core parts or core part sections, for. B. sintered, ferrite cores exist ( Fig. 5, 6).

9. Electrical machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least some of the core sections ( 4 , 4 a, 4 b, 4 c, 5 , 5 a, 6 ; 104 , 104 a, 104 b, 104 c, 104 e, 104 f; 105 , 105 a, 105 b, 106 , 106 a; 404 , 404 a, 404 b, 404 c, 404 e, 404 f; 405 , 405 a, 405 b; 406 , 406 a) except the sheet metal layers have at least one ferrite component.

10. Electrical machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the winding axes ( 10 , 11 , 12 ; 117 to 121 ) of the primary, the secondary and the control coil (s) at least approximately in the same plane ( 13 ; 113 ) lie.

11. Electrical machine according to one of claims 1 to 10, characterized in that the control coil ( 9 ; 109 ; 109 a; 409 , 409 a) around a core section ( 6 ; 106 , 106 a; 206 , 306 , 306 a; 406 , 406 a) is placed, the magnetic circuit with two adjacent core sections ( 3 , 3 a; 103 , 103 a; 203 , 203 a; 303 , 303 a; 403 403 a), which with at least one further core section ( 5 , 5 a; 105 , 105 a, 105 b; 205 , 205 a; 305 , 305 a, 305 b; 405 b), which is enclosed by at least one secondary coil ( 8 , 8 a; 108 , 108 a, 108 b; 408 ), magnetically are coupled such that the force line field ( 16 , 16 a; 116 , 116 a, 116 b, 116 c; 416 a, 416 b) that can be generated by the control coil ( 9 ; 109 , 109 a; 409 , 409 a) by that Core section ( 5 , 5 a; 105 , 105 a, 105 b; 205 , 205 a; 305 , 205 a, 305 b; 405 b) around which the secondary coil ( 8 , 8 a; 108 , 108 a, 108 b; 408 ) is laid, is conductive.

12. Electrical machine according to one of claims 1 to 11, characterized in that each of the coils ( 7 , 7 a, 7 b, 7 c; 8 , 8 a, 9 ; 107 , 107 a, 107 b, 107 c, 107 e, 107 f, 108 , 108 a, 108 b, 109 , 109 a; 407 , 407 a, 408 , 409 , 409 a) around a core section ( 4 , 4 a, 4 b, 4 c, 5 , 5 a, 6 ; 104 , 104 a, 104 b, 104 c, 104 e, 104 f; 105 , 105 a, 105 b, 106 , 106 a; 404 e, 404 f; 405 b; 406 , 406 a) consists of sheet metal layers held together, the joints formed over the iron core sections with transverse iron core sections ( 2 , 2 a, 3 , 3 a; 102 , 102 a, 103 , 103 a; 402 , 402 a, 403 403 a), which also consist of sheet metal layers held together, are magnetically coupled.

13. Electrical machine according to one of claims 1 to 12, characterized characterized in that the core sections encompassed by the coils Represent leg core parts and the magnetic coupling core sections are yokes.

14. Electrical machine according to one of claims 1 to 13, characterized in that the core ( 1 , 201 ) has two outer yoke cores ( 2 , 2 a; 202 , 202 a), two intermediate yoke cores arranged between them ( 3 , 3 a; 303 , 303 a), between which a leg core ( 6 ; 206 ) which couples them magnetically is provided for a control coil ( 9 ), and furthermore in each case between the outer ( 2 , 2 a; 202 , 202 a) and the intermediate yoke cores ( 3 , 3 a; 203 , 203 a) and between the intermediate yoke cores ( 3 , 3 a; 203 , 203 a) the leg cores ( 4 , 4 a, 4 b, 4 c; 5 , 5 a; 204 , 204 a, 204 b , 204 c; 205 , 205 a) for the primary ( 7 , 7 a, 7 b, 7 c) and the secondary coils ( 8 , 8 a) are provided.

15. Electrical machine according to claim 14, characterized in that between the outer ( 2 , 2 a; 202 , 202 a) and the intermediate yoke cores ( 3 , 3 a; 203 , 203 a) and between the intermediate yoke cores ( 3 , 3 a ; 203 , 203 a) two leg cores ( 4 , 4 a; 4 b, 4 c; 5 , 5 a; 204 , 204 a, 204 b, 204 c; 205 , 205 a) are provided, the order being between the Intermediate yoke cores ( 3 , 3 a; 203 , 203 a) provided leg cores ( 5 , 5 a; 205 , 205 a) placed coils ( 8 , 8 a) are secondary coils and which are between the two outer yoke cores ( 2 , 2 a; 202 , 202 a) and the intermediate yoke cores ( 3 , 3 a; 303 , 303 a) provided leg cores ( 4 , 4 a; 4 b, 4 c; 204 , 204 a, 204 b, 204 c) each a primary coil ( 7 , 7 a , 7 b, 7 c) and that between the two iron cores ( 5 , 5 a; 205 , 205 a) carrying the secondary coils ( 8 , 8 a) and between the intermediate yokes ( 3 , 3 a; 203 , 203 a) the leg core ( 6 ; 206 ) carrying the control coil ( 9 ) is provided is.

16. Electrical machine according to one of claims 1 to 15, characterized in that the cross section of the intermediate yoke cores ( 3 , 3 a; 103 , 103 a; 203 , 203 a; 303 , 303 a; 403 , 403 a) is smaller than that Cross section of the cores receiving the secondary coils ( 5 , 5 a; 105 , 105 a, 105 b; 205 , 205 a; 305 , 305 a, 305 b; 405 b).

17. Electrical machine according to one of claims 1 to 16, characterized in that the cross section of the intermediate yoke cores ( 3 , 3 a; 103 , 103 a; 203 , 203 a; 303 , 303 a; 403 , 403 a) between 10 and 70 %, preferably between 30 and 60% of the cross section of the cores receiving the secondary coils ( 5 , 5 a; 105 , 105 a, 105 b; 205 , 205 a; 305 , 305 a; 405 b).

18. Electrical machine according to one of claims 1 to 17, characterized in that the cores receiving the primary coils ( 4 , 4 a, 4 b, 4 c; 104 , 104 a, 104 b, 104 c, 104 e, 104 f; 204 , 204 a, 204 b, 204 c; 304 , 304 a, 304 b, 304 c, 304 e, 304 f; 404 e, 404 f) have at least approximately the same cross-section as the secondary coil cores ( 5 , 5 a; 105 , 105 a, 105 b; 205 , 205 a; 305 , 305 a, 305 , 305 b; 405 b).

19. Electrical machine according to one of claims 1 to 18, characterized in that the outer yoke cores ( 2 , 2 a; 102 , 102 a; 202 , 202 a; 302 , 302 a) have at least approximately the same cross section as the secondary coil cores ( 5 , 5 a; 105 , 105 a; 205 , 205 a; 305 , 305 a).

20. Electrical machine according to one of claims 1 to 19, characterized characterized in that the core carrying the control coil at least has approximately twice the cross-section like an intermediate yoke core.

21. Electrical machine according to one of claims 1 to 20, characterized characterized in that at least groups of the individual cores There are materials of different permeability.

22. Electrical machine according to claim 21, characterized in that the outer yoke cores ( 2 , 2 a; 102 , 102 a; 402 , 402 a) and / or the cores ( 5 , 5 a, 6 ; 105 , 105 a, 105 b , 106 , 106 a; 405 b, 406 , 406 a) for the secondary or control coils made of material of higher permeability than that of the intermediate yoke cores ( 3 , 3 a; 103 , 103 a; 403 , 403 a).

23. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the core ( 100 ; 300 ; 400 ) of the electrical machine has at least two outer yoke cores ( 102 , 102 a; 302 , 302 a; 402 , 402 a), at least two Intermediate yoke cores ( 103 , 103 a; 303 , 303 a; 403 , 403 a) arranged between them, the magnetic coupling between the outer ( 102 , 102 a; 302 , 302 a; 402 , 402 a) and the intermediate yoke cores ( 103 , 103 a; 303 , 303 a; 403 , 403 a) and between these two outer leg cores ( 104 , 104 a; 104 b, 104 c; 105 , 105 a; 304 , 304 a, 304 b, 304 c; 305 , 305 a; 404 , 404 a, 404 b, 404 c, 405 , 405 a) and a central leg core arranged between the latter ( 104 e, 104 f, 105 b; 304 e; 304 f; 305 b; 404 e, 404 f, 405 b) is provided and also between the intermediate yoke cores ( 103 , 103 a; 303 , 303 a; 403 , 403 a) two leg cores which couple them magnetically ( 106 , 106 a; 306 , 306 a; 406 , 406 a) Inclusion of the control coils ( 109 , 109 a; 409 , 409 a) are arranged, which are each provided between the corresponding middle leg core ( 105 b; 305 b; 405 b) and an outer leg core ( 105 , 105 a; 305 , 305 a; 405 , 405 a).

24. Electrical machine according to claim 23, characterized in that provided between the outer ( 102 , 102 a; 302 , 302 a) and the intermediate yoke cores ( 103 , 103 a; 303 , 303 a) provided outer and middle leg cores ( 104 , 104 a, 104 b, 104 c, 104 e, 104 f; 304 , 304 a, 304 b, 304 c, 304 e, 304 f) the primary coils ( 107 , 107 a, 107 b, 107 c, 107 e, 107 f) are placed and the outer leg cores ( 105 , 105 a; 305 , 305 a) provided between the intermediate yoke cores ( 103 , 103 a; 303 , 303 a) and the middle leg core ( 105 b; 305 b) provided between the latter are the secondary coils ( 108 , 108 a, 108 b).

25. Electrical machine according to one of claims 23 or 24, characterized in that the cross section of the middle leg cores ( 104 e, 104 f; 105 b; 304 e, 304 f; 305 b; 404 e, 404 f; 405 b) at least is almost twice as large as the cross section of the outer leg cores ( 104 , 104 a, 104 b, 104 c; 105 , 105 a; 304 , 304 a, 304 b, 304 c; 305 , 305 a; 404 , 404 a, 404 b, 404 c) or the cross section of the outer yoke cores ( 102 , 102 a; 302 , 302 a; 402 , 402 a) or the cross section of the cores receiving the excitation coils ( 106 , 106 a; 306 , 306 a; 406 , 406 a ).

26. Electrical machine according to one of claims 23 to 25, characterized in that the cross section of the intermediate yoke cores ( 103 , 103 a; 303 , 303 a; 403 , 403 a) between 10 to 80%, preferably 30 to 60% of the cross section of the middle leg cores ( 104 e, 104 f, 105 b; 304 e, 304 f, 305 b; 404 e, 404 f, 405 b).

27. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least individual yoke cores or yoke core sections with at least individual leg cores or leg core sections are integrally formed ( Fig. 5, 6).

28. Electrical machine according to claim 27, characterized in that at least individual yoke cores have molded leg cores (FIGS . 5, 6) or at least individual leg cores have molded yoke cores.

29. Electrical machine according to one of claims 27 or 28, characterized in that at least one of the outer yokes leg cores for the primary coils are formed ( Fig. 5, 6).

30. Electrical machine according to one of claims 27 to 29, characterized in that at least one core part is U-shaped, the outer webs of the U, the leg cores and the connecting web represent the yoke ( Fig. 5).

31. Electrical machine according to one of claims 27 to 30, characterized in that at least one of the intermediate yoke cores carries at least partially integrally formed leg cores ( Fig. 5, 6).

32. Electrical machine according to one of claims 27 to 31, characterized in that at least one of the intermediate yoke cores each has an outer web at its end regions, which form the outer leg cores, and an intermediate web provided between them and this core thus represents an E-shape ( Fig . 5).

33. Electrical machine according to one of claims 27 to 32, characterized in that two E-shaped cores ( 201 c, 201 d) are provided in mirror image to one another, the abutting outer ( 205 ¹, 205 ²; 205 a¹, 205 a²) and the central webs ( 206 ¹, 206 a¹) form the leg cores ( 205 , 206 ).

34. Electrical machine according to one of claims 27 to 33, characterized in that two U-shaped cores ( 201 a, 201 b), the connecting webs of the outer yoke cores ( 202 , 202 a) and the outer webs of the leg cores ( 204 , 204 a) form, are arranged in mirror image to each other and support with their integrally formed leg cores on the intermediate yoke cores ( 203 , 203 a).

35. Electrical machine according to one of claims 27 to 34, characterized in that at least one of the yoke cores ( 302 , 302 a) two outer ( 304 , 304 a; 304 b, 304 c) and a central web ( 304 e, 304 f ) has formed and thus forms an E-shaped core part ( 300 a, 300 b).

36. Electrical machine according to one of claims 27 to 35, characterized in that at least one of the core parts ( 300 c, 300 d), which contains the intermediate yoke ( 303 , 303 a), is E-shaped and between the outer ( 305 ¹, 305 ²; 305 a¹, 305 a²) and the middle webs ( 305 b¹, 305 b²) additional intermediate webs ( 306 ¹, 306 ²) are formed, which form at least parts of further leg cores.

37. Electrical machine according to one of claims 27 to 36, characterized in that two E-core parts provided with additional intermediate webs ( 306 ¹, 306 ²; 306 a¹, 306 a²), each containing an intermediate yoke ( 303 , 303 a), are arranged in mirror image to each other and on the connecting webs representing the intermediate yokes ( 303 , 303 a) the outer, E-shaped core parts ( 300 a, 300 b), also arranged in mirror image to each other, with their outer cores ( 304 , 304 a ; 304 b, 304 c) and intermediate webs ( 304 e, 304 f) on the intermediate yoke cores ( 303 , 303 a).

38. Electrical machine according to one of claims 27 to 37, characterized in that the intermediate yokes ( 303 , 303 a) formed on the outer ( 305 ¹, 305 ²; 305 a¹, 305 a²) and / or the middle ( 305 b¹ , 305 b²) and / or the intermediate webs ( 306 ¹, 306 ²; 306 a¹, 306 a² make up at least approximately half of the leg heights ( 305 , 305 a; 305 b; 306 , 306 a).

39. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the regions of the webs or intermediate webs or the leg and yoke cores which are directed towards one another are machined, preferably ground or milled ( FIGS. 5, 6).