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Title:
SYNCHRONOUS ELECTROMECHANICAL TRANSFORMER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/117243
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a synchronous electromechanical transformer that can be used as a multi-phase motor and generator, has a high specific torque, a small or negligible stop moment, a small moment irregularity, can be quietly operated, and has good heat permeability between the windings and the housing. It contains a rotor having uniformly distributed magnetic poles (4), and two stators (2) with concentrated windings (8) of at least two electrical phases. The individual stator contains the same number of similarly arranged electromagnetic poles (9) of each of at least two electrical phases arranged in related groups (7) of at least two electromagnetic poles of the same electric phase. The stator poles (9) can contain magnetically permeable polar cores and can be uniformly or non-uniformly distributed. The number of electromagnetic poles of the stator differs from that of the rotor by the product between the number of stator groups (7), the electromagnetic poles of said stator groups pertaining to the same electrical phases, and a natural number that is not a multiple of the number of electrical phases. A radial, axial and linear embodiment of the transformer is possible.

Inventors:
PETEK MARKO (SI)
Application Number:
PCT/SI2005/000015
Publication Date:
December 08, 2005
Filing Date:
May 23, 2005
Export Citation:
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Assignee:
PETEK MARKO (SI)
MEIER MOJCA (SI)
PETEK ALENKA (SI)
PETEK MAJA MARIJA (SI)
International Classes:
H02K16/04; H02K21/12; H02K29/03; H02K21/22; H02K21/24; H02K41/03; (IPC1-7): H02K29/03; H02K16/04
Foreign References:
DE3609351A11987-09-24
DE10019801A12002-01-24
US5986376A1999-11-16
US5212419A1993-05-18
US5006745A1991-04-09
JP2002369467A2002-12-20
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2003, no. 04 2 April 2003 (2003-04-02)
BIANCHI N ET AL: "DESIGN TECHNIQUES FOR REDUCING THE COGGING TORQUE IN SURFACE-MOUNTED PM MOTORS", IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, IEEE INC. NEW YORK, US, vol. 38, no. 5, September 2002 (2002-09-01), pages 1259 - 1265, XP001132462, ISSN: 0093-9994
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 015, no. 355 (E - 1109) 9 September 1991 (1991-09-09)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 101 (E - 1327) 2 March 1993 (1993-03-02)
ZHU Z Q ET AL: "INFLUENCE OF DESIGN PARAMETERS ON COGGING TORQUE IN PERMANENT MAGNET MACHINES", IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY CONVERSION, IEEE INC. NEW YORK, US, vol. 15, no. 4, 1 December 2000 (2000-12-01), pages 407 - 412, XP002206342, ISSN: 0885-8969
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2003, no. 03 5 May 2003 (2003-05-05)
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Claims:
GEÄNDERTE ANSPRÜCHE [beim Internationalen Büro am 01 Dezember 2005 (01.12.05) eingegangen- ursprüngliche Ansprüche
1. 17 durch geänderte Ansprüche 1. 10 ersetzt (3 Seiten)] 1 Synchroner elektromechanischer Umformer, der eine radiale, axiale oder lineare Konstruktion aufweist, enthält zwei Statoren und einen Rotor, der sich zwischen den 5 beiden Statoren befindet und in Bezug auf diese bewegt werden kann; der Rotor enthält ungefähr gleichmäßig verteilte, alternierend orientierte Magnetpole; der Stator enthält Pole mit oder ohne magnetisch permeablen Polkernen und einen oder mehr magnetisch permeable Teile, durch welche sich der magnetische Fluß zwischen benachbarten Polen auf der Seite schließt, die nicht an den Magnetspalt grenzt, dadurch gekennzeichnet, o dass der Stator eine gleiche Zahl von gleich angeordneten Elektromagnetpolen von jeder der mindestens zwei elektrischen Phasen enthält, die in zusammenhängende Gruppen von mindestens zwei Elektromagneτpolen angeordnet sind, wobei alle Elektromagnetpole der individuellen Gruppe derselben elektrischen Phase angehören und die benachbarten Elektromagnetpole der selben Gruppe elektrisch um 180° versetzt sind; die Zahl der 5 Rotorpole, die an den Magnetspalt mit individuellem Stator grenzen, (M), unterscheidet sich von der Zahl der Elektromagnetpole des Stators (E) ums Produkt zwischen der Zahl von Statorgruppen, deren Elektromagnetpole derselben elektrischen Phase angehören, (G), und einer Naturzahl {«), die nicht das Vielfache von der elektrischen Phasenzahl (F) ist, M= E ' ± nG; die benachbarten Elektromagnetpole, die zu verschiedenen Statorgruppen gehören, sind elektrisch um 180° + sgn(M. E) (180° / F) n versetzt; die Naturzahl n ist vorzugsweise gleich eins, die Zahl der Statorgruppen des individuellen Stators, deren Elektromagnetpole derselben elektrischen Phase angehören, (G) gleich eins oder zwei; die Zahl der Rotorpole, die an den Magnetspalt mit individuellem Stator grenzen, ist bei beiden Statoren gleich; beide Statoren haben die gleichen Polzahl und Polverteilung; die Windung individueller Phase enthält einen oder mehrere parallel geschaltete Teilstränge, wobei jeder Teilstrang eine gleiche Zahl der Elektromagnetpole beider Statoren enthält und alle Elektromagnetpole individueller Statorgruppe dem selben Teilstrang angehören; die Statoren sind in Bezug auf die Magnetpole des Rotors so angeordnet, dass sich die Wirkungen beider Statoren addieren.
2. Synchroner elektromechanischer Umformer nach Anspruch I5 dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagnetpole des Stators gleichmäßig verteilt sind und die Pol windungen der Elektromagnetpole individueller Statorgruppe in der Serie geschaltet werden.
3. Synchroner elektromechani scher Umformer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der an den Magnetspalt mit dem Stator grenzende Magnetpole größer als die Elektromagnetpolzahl des Stators ist (M > E) und die Elektromagnetpole so verteilt sind, dass der Lagenabstand benachbarter Elektromagnetpole individueller Statorgruppe dem durchschnittlichen Lagenabstand der benachbarten Rotorpole gleich ist.
4. Synchroner elektromechanischer Umformer nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elefctromagnetpole des Stators magnetisch permeable Polkerne enthalten und dass sich zwischen den Statorgruppen magnetisch permeable Pole befinden, die zu keiner elektrischen Phase gehören.
5. Synchroner elektromechanischer Umformer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Statoren in Richtung der Rotorbewegung höchstens um G I (2E) des Lagenabstandes der benachbarten Rotorpole gegenseitig versetzt sind und die Polwindungen gegenüberliegender Elektromagnetpole des ersten und zweiten Stators dem selben Teilstrang gehören.
6. Synchroner elektromechanischer Umformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoren in Richtung der Rotorbewegung um eine ganze Zahl der Rotorpole gegenseitig versetzt sind, vorzugsweise um die dem Quotient Ml (2G) nächstliegende ganze Zahl der Rotorpole.
7. Synchroner elektromechanischer Umformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator aus individuellen Polen zusamengesetzt wird und dass die Elektromagnetpole mit zugehörenden Polwindungen als gleiche Teile hergestellt werden.
8. Synchroner elektromechanischer Umformer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Polkerne aus magnetisch permeablem Material mit anisotropen magnetischen Eigenschaften hergestellt werden, vorzugsweise aus kornorientiertem ERSATZBiAK (REGEL 26) 21 Elektroblech; dass die Richtung mit optimalen magnetischen Eigenschaften mit der Richtung des Magnetfeldes im Kernschaft übereinstimmt.
9. Synchroner elektromechanischer Umformer nach Anspruch \, dadurch 5 gekennzeichnet, dass als Magnetpole Permanentmagnete eingesetzt werden, vorzugsweise aus den Materialien auf der Basis seltener Erden; dass der Rotor mit Ausnahme der Magnetpole keine magnetisch permeablen oder elektrisch leitenden Teile enthält; dass die Magnetpole miteinander mit Polymeren, vorzugsweise durch Füller verstärkt, verbunden sind und dass der Teil des Rotors, der die Magnetpole enthält, mit o dem selben Material mit der Welle beziehungsweise mit den Teilen, die zur Verbindung mit der Welle dienen, verbunden ist.
10. Synchroner elektromechanischer Umformer nach Anspruch I5 dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der elektrischen Phasen zwei, drei oder vier ist.
Description:
SYNCHRONER ELEKTROMECHANISCHER UMFORMER

TECHNISCHES FELD Die Erfindung bezieht sich auf einen synchronen elektromechanischen Umformer. Es kann nach der internationalen Klassifikation in H02K16/04, H02K21/12, H02K26 und H02K1/06 eingeordnet werden. Die Erfindung löst das Problem der Konstruktion eines mehrphasigen synchronen elektromechanischen Umformers mit konzentrierten Windungen, der ein großes Drehmoment, ein sehr kleines oder vernachlässigbares Rastmoment, eine kleine Momentungleichmäßigkeit, minimales Trägheitsmoment, kleine Vibrationen und große Wärmedurchlässigkeit zwischen den Windungen und dem Gehäuse hat.

STAND DER TECHNIK Nach den meisten bekannten Lösungen enthalten die Elektromagnetpole magnetisch permeable Polkerne. Um ein kleines Rastmoment zu erzielen, unterscheiden sich die Elektromagnetpolzahl und die Magnetpolzahl voneinander. In Bezug auf die Konstruktion des Elektromagnetteiles können die Lösungen in drei Gruppen eingeteilt werden. Die erste Gruppe enthält die Lösungen mit je einem Rotor und einem Stator, die sowohl in den Patentschriften EP0094978, EP0216202, EP0291219, EP0295718, DE10049883, WO2004006415, DE10322018 und ähnlichen beschrieben sind, die die Konstruktionen mit ungefähr gleichmäßig verteilten Elektromagnetpolen behandeln als auch in der Patentschrift EP0454183, wo die Elektromagnetpole abschnittlich in gleichem Abstand wie Rotorpole verteilt sind. Die Lösungen mit einem Stator haben im Vergleich mit denen mit zwei Statoren deutlich schlechtere Wärmedurchlässigkeit zwischen den Statorwindungen und dem Gehäuse, große mechanischen Biegebelastungen des Rotors, größere hervorgerufene Rotorschwingungen und schlechtere Ausnutzung der Magnetpole des Rotors. Wegen größeren Parasitmagnetflußes zwischen benachbarten Elektromagnetpolen haben die Lösungen mit einem Stator und einem Rotor ein kleineres spezifisches Drehmoment. In zweiter Gruppe sind die Lösungen mit zwei Rotoren und einem Stator. Einige Ausführungen sind in WO03103114, US6664692 und ähnlichen beschrieben. Die Ausführungen, bei denen sich der Stator zwischen zwei Rotoren befindet, haben oft eine kleinere mechanische Starrheit der Verbindung zwischen dem Stator und dem Gehäuse. In der dritten Gruppe befinden sich die Lösungen mit einem Rotor und zwei Statoren. Eine derartige Ausführung wird in der Patentschrift CA2341272 beschrieben. Ihre Schwäche liegt in der komplexen Rotorstruktur, die für die Fertigung aufwendig ist. Die Patentschrift DE19856647 beschreibt eine andere Ausführung, bei der die Magnete auf einem magnetisch permeablen Rotorjoch befestigt sind. Die Ausführung leidet unter zusätzlichen Energieverlusten im Rotorjoch, etwas geringerem spezifischem Drehmoment und nicht optimaler Ausnutzung der Magnetpole. Die Rotor- und die Statorpolzahl stehen im Verhältnis 4 : 3, deswegen hat die Ausführung ein mäßiges Rastmoment und Gleichlauf. In Fällen mit höheren Polzahlen sind durch veränderliche Magnetfelder verursachte Verluste größer als in Fällen, wo sich die Rotorpolzahl von der Statorpolzahl nur wenig unterscheidet. Die Phasenkopplung ist groß, weil die benachbarten Elektromagnetpole zu verschiedenen elektrischen Phasen gehören. In der Patentschrift CA2444759 wird eine axiale Konstruktion mit dem Verhältnis der Rotor- und Statorpolzahl von 8 : 6 beschrieben, wobei die Statoren gegeneinander verdreht sind. Dadurch verkleinert sich das Rastmoment ein wenig, die Biegebelastungen des Rotors nehmen dagegen zu. Die Eigenschaften, die durch das Polzahl Verhältnis bestimmt werden verhalten sich gleich wie bei der Ausführung nach DE 19856647. In der Patentschrift US5751089 wird eine zweiphasige Konstruktion mit gleichmäßig verteilten Stator- und Rotorpolen, deren Zahl gleich ist, beschrieben. Beide Statoren sind gegeneinander um einen halben Pol versetzt. Diese Konstruktion hat ein relativ großes Rastmoment. Dieselbe Schrift beschreibt auch die Lösung mit einer beliebigen geraden Phasenzahl, wobei mit steigender Phasenzahl das Rastmoment vermindert werden kann. Diese Lösung ist aber unpraktisch, weil vier- und mehrphasige Motorsteuerungen nicht sehr verbreitet sind.

TECHNISCHE LÖSUNG In der Erfindung wird eine Konstruktion mit zwei Statoren und einem Rotor, der sich zwischen den beiden Statoren befindet, vorgeschlagen. Die Konstruktion hat in Bezug auf die Form und gegenseitige Lage von Rotor und Statoren radiale, axiale und lineare Ausführung. Bei einigen Ausführungen enthalten die Elektromagnetpole magnetisch permeable Polkerne. Synchroner elektromechanischer Umformer, weiter als Motor bezeichnet, kann als mehrphasiger Motor und Generator eingesetzt werden. Er funktioniert mit elektrischen Mehrphasensystemen, bei denen die Phasendifferenz zwischen benachbarten Pseudophasen 180°, dividiert durch die Phasenzahl, beträgt, was auch das normale Dreiphasensystem und das Zweiphasensystem mit um 90° versetzten Phasen umfasst. Der elektromagnetische Teil enthält zwei Statoren 2 und einen Rotor 1, der sich zwischen den beiden Statoren befindet und kann sich in Bezug auf diese bewegen. Die Statoren sind starr mit dem Gehäuse verbunden oder sind selbst ein Teil des Gehäuses. Der Rotor enthält ungefähr gleichmäßig verteilte, alternierend orientierte Magnetpole 4. Die Magnetpole sind ungefähr parallel zur Richtung, die rechteckig zu grenzender Fläche mit dem Magnetspalt zwischen den Magnetpolen und individuellem Stator steht, orientiert. Der Stator enthält gegen den Rotor gerichtete Pole 5 und einen oder mehr magnetisch permeable Teile 6, durch die sich der magnetische Fluß zwischen benachbarten Polen auf der Seite schließt, die nicht an den Magnetspalt mit dem Rotor grenzt. Der Stator enthält die gleiche Zahl von gleich angeordneten Elektromagnetpolen jeder von mindestens zwei elektrischen Phasen, die in zusammenhängenden Gruppen 7 von mindestens zwei Elektromagnetpolen angeordnet sind, wobei alle Elektromagnetpole der individuellen Gruppe derselben elektrischen Phase angehören und die benachbarten Elektromagnetpole derselben Gruppe elektrisch um 180° versetzt sind. Die Zahl der Rotorpole, die an den Magnetspalt mit individuellem Stator grenzen, (M), unterscheidet sich von der Zahl der Elektromagnetpole des Stators (E) ums Produkt zwischen der Zahl von Statorgruppen, deren Elektromagnetpole derselben elektrischen Phase angehören, (G), und einer Naturzahl (n), die nicht das Vielfache von der elektrischen Phasenzahl (F) ist, M - E ± nG. Um die durchschnittliche elektrische Phase und die durchschnittliche magnetische Phase im Bereich der individuellen Statorgruppe abzustimmen, werden die benachbarten Elektromagnetpole, die zu verschiedenen Statorgruppen gehören, elektrisch um 180° + sgn(M- E) (180° / F) n versetzt. Die Zahl n ist vorzugsweise gleich eins, weil in dem Fall die durchschnittliche absolute Phasendifferenz zwischen der magnetischen Phase des Rotors und der elektrischen Phase des Stators am kleinsten sein kann. Die Magnetpole des Rotors können bei den Statoren, die Gruppen mit größeren Elektromagnetpolzahlen enthalten, besser ausgenutzt werden. Wenn der Stator bei rotatorischer Ausführung mehr als eine Statorgruppe der individuellen Phase enthält, stimmt der Gesamtschwerpunkt der Lagen von Elektromagnetpolen, die derselben Phase angehören, vorzugsweise mit der Rotorachse überein. Bei rotatorischen Ausführungen ist die Zahl der Rotorpole, die an den Magnetspalt mit individuellem Stator grenzen, (M), eine gerade Zahl.

KURZE BILDERBESCHREBUNG Die Konstruktion wird mit Hilfe einiger Beispiele und Bilder näher erläutert, und zwar: Fig. 1 dreiphasige radiale Ausführung, wobei jeder Stator 18 gleichmäßig verteilte Elektromagnetpole mit magnetisch permeablen Polkernen enthält und der Rotor 20 Magnetpole enthält Fig. 2 A und 2B zwei Beispiele der Rotorausführung Fig. 3 dreiphasige radiale Ausführung, wobei jeder Stator 24 Elektromagnetpole mit magnetisch permeablen Polkernen enthält, die abschnittlich in dem selben Abstand wie die Rotorpole verteilt sind, und der Rotor 26 Magnetpole enthält. Fig. 4A bis 4F die Ausführungen der Statoren, die magnetisch permeable Polkerne enthalten Fig. 5A und 5B die Ausführung von magnetisch permeablen Polkernen der Gruppe von Elektromagnetpolen, bei der sich die Form der Polkerne so verändert, dass die Differenz zwischen magnetischer Phase des Rotors und elektrischer Phase des Stators verkleinert wird Fig. 6A bis 6E Übergänge zwischen benachbarten Statorgruppen die Elektromagnetpole mit magnetisch permeablen Polkernen enthalten, wobei der Abstand zwischen benachbarten Elektromagnetpolen, die verschiedenen Statorgruppen angehören, größer ist als der Abstand der benachbarten Elektromagnetpole derselben Statorgruppe Fig. 7 dreiphasige radiale Ausführung, wobei jeder Stator 21 gleichmäßig verteilte Elektromagnetpole ohne magnetisch permeable Polkeme enthält und der Rotor 20 Magnetpole enthält Fig. 8 dreiphasige radiale Ausführung, wobei jeder Stator 18 gleichmäßig verteilte Elektromagnetpole mit magnetisch permeablen Polkernen enthält und der Rotor 16 Magnetpole enthält und die Statore gegeneinander um 4 Rotorpole verdreht sind.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Die Zahl der Rotorpole, die an den Magnetspalt mit individuellem Stator grenzen, (M), ist bei den beiden Statoren gleich. Es zeichnen sich besonders jene Ausführungen aus, bei welchen der individuelle Rotorpol 4 an beide Magnetspalten grenzt und der Rotor mit Ausnahme der Pole keine magnetisch permeablen oder elektrisch leitenden Teile enthält. Durch die veränderlichen Magnetfelder verursachte Energieverluste im Rotor können in solchen Fällen minimal sein. Die Magnetpole können am besten ausgenutzt werden, weil die notwendige magnetische Spannung zur Erzeugung des magnetischen Flußes der Rotorpole am kleinsten ist. Die Kräfte auf individuellem Rotorpol, die nicht zum Ausgangsmoment beitragen, können in solchen Fällen am besten kompensiert werden. Gleichzeitig kann auch das Drehmoment, das auf den individuellen Rotorpol wirkt und Biegespannungen im Rotor verursacht, minimal sein. Um mechanische Starrheit zu steigern und magnetischen Fluß zwischen benachbarten Rotorpolen zu schließen, enthält der Rotor bei einigen Ausführungen ein magnetisch permeables Joch 11, auf welchem von beiden Seiten die Magnetpole befestigt sind. Gewöhnlich ist die Masse des Rotors größer als bei einem Rotor ohne Joch, was auch in einem größeren Trägheitsmoment und einer größeren Wärmekapazität resultiert. Solche Ausführungen nutzen die Magnetpole etwas schlechter aus, weil magnetischer Fluß auf einer Seite durch das Joch geschlossen wird. Das und die größere Rotormasse haben ein etwas kleineres spezifisches Drehmoment zur Folge, wegen zusätzlicher Energieverluste im Joch steigen auch durch die veränderlichen Magnetfelder verursachte Energieverluste im Rotor. Die Magnetpole des Rotors sind vorzugsweise so verteilt, dass die Lagen von Polen auf beiden Seiten des Jochs übereinstimmen. Damit können die Kräfte und Momente, die auf einem Abschnitt des Rotors wirken und nicht zum Ausgangsmoment beitragen, am besten kompensiert werden. Gleichzeitig wird vorgezogen, dass ausgeglichene Magnetpole auf beiden Seiten des Rotors gleichsinnig orientiert sind, weswegen die Magnetpole besser ausgenutzt werden und leichter zu magnetisieren sind. Die Magnetpole können in Bezug auf die Elektromagnetpole in der Richtung der Rotorbewegung geneigt werden, womit kleinere Momentungleichmäßigkeit und mehr sinusförmige induzierte Spannung in Statorwindungen erreicht werden, doch wird mit größerer Neigung auch das erreichbare Drehmoment kleiner. Mit größerer Neigung sinkt auch das Rastmoment bei den Ausführungen, die magnetisch permeable Statorpole enthalten. Bei einigen Statorausführungen kann ein kleineres Rastmoment damit erreicht werden, dass der Lagenabstand der Rotorpole periodisch ein wenig verändert wird. Als Magnetpole werden vorzugsweise Permanentmagnete eingesetzt, wobei höchstes spezifisches Drehmoment mit magnetischen Materialien auf der Basis seltener Erden erreicht werden kann. Es werden einzelne oder mehrpolige Permanentmagnete eingesetzt, die vorzugsweise eine rechteckige Form haben oder in der Form gegenseitig gleicher Segmente sind. Die Magnete werden normalerweise am besten ausgenutzt, wenn der von ihnen besetzte Teil siebzig bis funfundachtzig Prozent des Umfangs der Fläche, die an den Magnetspalt mit individuellem Stator grenzt, beträgt. Der Rotor wird vorzugsweise aus Magnetpolen 4 gebaut, die über ihre nicht an den Magnetspalt mit Statoren grenzenden Seiten mit den Elementen 10 aus magnetisch nicht permeablem und elektrisch nicht leitendem Material, vorzugsweise Polymeren oder Keramik, verbunden sind. Die Polymere werden vorzugsweise durch Füller verstärkt, die ihre mechanischen Eigenschaften und Starrheit des Rotors verbessern, was zu ruhigerem Lauf beiträgt. Durch Füller können auch die thermischen Eigenschaften des Rotors verbessert und der Wärmeausdehnungskoeffizient angepasst werden. Der wird vorzugsweise so angepasst, dass bei Temperaturänderung im Motor das Verhältnis beider Magnetspaltbreiten ungefähr erhalten bleibt. Der Teil des Rotors, der die Magnetpole enthält, wird vorzugsweise mit demselben Material mit der Welle beziehungsweise mit den Teilen, die zur Verbindung mit der Welle dienen, verbunden. Der Rotor wird vorzugsweise so hergestellt, dass die Magnetpole entsprechend verteilt und mit Bindematerial vergossen werden. Vorzugsweise wird gleichzeitig auch die Verbindung mit der Welle hergestellt. Die Magnete werden normalerweise komplett eingegossen, wodurch sie vor Korrosion und mechanischen Beschädigungen geschützt werden und wodurch auch Bröckeln verhindert wird. Für eine gute Wärmeableitung ist es wichtig, dass die Bindematerialschicht auf den Magnetpolflächen, die an den Magnetspalt grenzen, gute Wärmedurchlässigkeit und guten Wärmeübergang ermöglicht. Dem Elektromagnetpol gehört ein Teil der Windung 8 der Phase an, zu der er gehört. Vorzugsweise hat jeder Elektromagnetpol der Statorgruppe seine eigene Windung, die ganz ihm gehört, weil solche Windungen die kleinsten Dimensionen und den kleinsten elektrischen Wiederstand haben und auch die höchsten Windungsfüllfaktoren und die höchste Wärmedurchlässigkeit zwischen den Windungen und dem Gehäuse ermöglichen. Die Windung der Statorgruppe kann auch so ausgeführt werden, dass die Mittelpunkte der Umwicklungen, die zu individuellem Elektromagnetpol der Gruppe gehören, nur bei jedem zweitem Elektromagnetpol mit seiner Lage übereinstimmen. In solchen Fällen enthält die Statorgruppe vorzugsweise eine gerade Zahl von Elektromagnetpolen. Die Windung der Statorgruppe kann auch als eine Meanderwindug ausgeführt werden, wobei die Gruppe vorzugsweise eine gerade Zahl der Elektromagnetpole enthält. Die Statorpole können gleichmäßig verteilt werden. Bei solcher Verteilung gleicht der Lagenabstand benachbarter Elektromagnetpole derselben Statorgruppe dem der benachbarten Elektromagnetpole, die verschiedenen Statorgruppen angehören. Die Abweichung zwischen magnetischer Phase des Rotors und elektrischer Phase des Stators wird auf die Übergänge zwischen den Statorgruppen zu immer größer. Die Phasendifferenz zwischen magnetischer und elektrischer Phase ist bei jedem Elektromagnetpol der Statorgruppe verschieden, darum werden vorzugsweise die Windungen aller Elektromagnetpole individueller Statorgruppe in Serie geschaltet, womit die Ausgleichströme zwischen individuellen Elektromagnetpolen verhindert werden und ein sinusförmigerer Verlauf der induzierten Spannung in Windungen erreicht wird. Ein Beispiel solcher Ausführung stellt das Bild 1 dar. Wenn sich die Zahl der Rotorpole, die an den Magnetspalt mit individuellem Stator grenzen, (M), von der Zahl der Elektromagnetpole des Stators (E) unterscheidet, können die Elektromagnetpole so verteilt werden, dass der Lagenabstand benachbarter Elektromagnetpole, die derselben Statorgruppe 14 angehören, dem durchschnittlichen Lagenabstand der Rotorpole gleicht und kleiner als der Lagenabstand benachbarter Elektromagnetpole, die verschiedenen Statorgruppen 12, 13 angehören, ist. Eine solche Ausführung wird im Bild 3 dargestellt. Wegen kleinster durchschnittlicher absoluter Phasendifferenz zwischen der magnetischen Phase des Rotors und der elektrischen Phase des Stators können bei solchen Statorausführungen höchste spezifische Drehmomente erreicht werden. Wenn der Stator Elektromagnetpole mit magnetisch permeablen Polkernen enthält, hat solche Statorausführung ein größeres Rastmoment und einen trapezförmigeren Verlauf der induzierten Spannung in der Windung als eine Statorausführung mit gleichmäßig verteilten Elektromagnetpolen. Beides kann teilweise durch periodische Veränderung des Lagenabstandes der Rotorpole vermindert werden. Dabei gleicht die Periode der Veränderung vorzugsweise der Zahl der Rotorpole. Wenn sich die Zahl der Rotorpole, die an den Magnetspalt mit individuellem Stator grenzen, (M), von der Zahl der Elektromagnetpole des Stators (E) unterscheidet und die Zahl n größer als eins ist, können die Elektromagnetpole individueller Statorgruppe gleichmäßig verteilt werden so, dass die Zahl der gegenliegenden Rotorpole um ein Drittel des Rotorpols größer ist als die Zahl der Elektromagnetpole der Statorgruppe. Der Lagenabstand benachbarter Elektromagnetpole, die verschiedenen Statorgruppen angehören, ist um (n - 1) / F des durchschnittlichen Lagenabstandes der Rotorpole größer als der Lagenabstand benachbarter Elektromagnetpole, die derselben Statorgruppe angehören. Wegen kleinerer durchschnittlicher absoluter Phasendifferenz zwischen magnetischer Phase des Rotors und elektrischer Phase des Stators können mit solchen Statorausführungen höhere spezifische Drehmomente als bei denen mit gleichmäßig verteilten Elektromagnetpolen erreicht werden, obwohl beide ein vergleichbares Rastmoment haben. In Bezug auf die magnetischen Eigenschaften der Statorpole hat der Stator zwei Varianten. Bei erster Variante enthalten die Statorpole magnetisch permeable Polkerne 9. Die Polkerne werden von den Rotorpolen durch einen magnetischen Spalt getrennt, die im Vergleich mit der Dimension des Rotorpols in der Richtung der Rotorbewegung schmal ist und vorzugsweise bei allen Statorpolen gleich ist. Normalerweise erweitern sich die Polkerne in der Nähe des Magnetspalts mindestens in einer Richtung, die ungefähr rechteckig zur Richtung des Magnetfeldes im Magnetspalt steht, vorzugsweise in paralleler Richtung mit der Rotorbewegung. Damit vergrößert sich der magnetische Fluß durch den Polkern, was zu einer besseren Ausnutzung des Kernmaterials und der Stromleiter führt. Gleichzeitig verkleinern sich die Demagnetisierungskräfte und veränderliche Magnetfelder in den Rotorpolen. Der erweiterte Polkern besteht aus einem Kopf 16 und einem Schaft 15, der vorzugsweise parallele Seiten hat. Die Köpfe der benachbarten Polkerne berühren sich vorzugsweise nicht. Der Spalt zwischen benachbarten Köpfen ist vorzugsweise größer als die Breite des Magnetspalts zwischen dem Polkern und den Rotorpolen. Bei einigen Ausführungen vergrößert sich die Magnetspaltbreite an den Rändern des Polkerns, womit sich das Rastmoment und der Anteil der höheren harmonischen Frequenzen der veränderlichen Magnetfelder in den Rotorpolen verkleinern. Der größere Teil des magnetischen Flußes fließt durch den Polkern. Varianten, die magnetisch permeable Polkerne enthalten, zeichnen sich hauptsächlich durch ein höheres spezifisches Drehmoment, bessere Ausnutzung der Magnetpole des Rotors, kleinere veränderliche Magnetfelder in den Windungen, bessere Ausnutzung der Stromleiter und gewöhnlich auch durch höhere Wärmedurchlässigkeit zwischen den Windungen und dem Gehäuse aus. Magnetisch permeable Polkerne weisen vorzugsweise eine große magnetische Permeabilität, hohe Sättigungsinduktion, kleine Ummagnetisierungsverluste und kleine elektrische Leitfähigkeit aus. Polkerne werden vorzugsweise aus gegenseitig elektrisch isolierten Lamellen aus magnetisch permeablem Blech beziehungsweise Folie oder aus im elektrisch nicht leitenden Material gegossenen magnetisch permeablen Teilchen oder magnetisch permeablem Ferrit hergestellt. Wenn das Material der Polkerne anisotrope magnetische Eigenschaften aufweist, stimmt die Richtung mit optimalen magnetischen Eigenschaften vorzugsweise mit der Richtung des Magnetfeldes im Kernschaft 15 überein. Die Polkeme 9 werden vorzugsweise in einem Stück mit zugehörigem Teil des magnetisch permeablen Statorjochs 6 hergestellt, können aber auch als selbstständige Elemente hergestellt und aufs Statorjoch befestigt werden. Die Ausführungen, die einen Teil des Statorjochs enthalten, haben gewöhnlich höhere Wärmedurchlässigkeit zwischen den Windungen und dem Gehäuse. Bilder 4A bis 4F stellen einige Ausführungen der Statoren mit magnetisch permeablen Polkernen dar. Bei den Ausführungen auf den Bildern 4A und 4B wird der Stator aus Elementen, die den Polkern und einen Teil des Statorjochs enthalten, über welches magnetischer Fluß zwischen benachbarten Polkernen geschlossen wird, zusammengesetzt. Elektrisch isolierende Spalten 17, die benachbarte Polkerne voneinander trennen, sind schmal, so dass der Magnetspannungsabfall klein ist. Mit größerem Spaltgebiet wird der Magnetspannungsabfall am Spalt 17 verkleinert, deswegen werden benachbarte Elemente vorzugsweise durch schiefe Spalten getrennt, was das Bild 4A darstellt. Die Spalten werden vorzugsweise mit elektrisch nicht leitendem, gut wärmedurchlässigem Bindemittel gefüllt, das die benachbarten Statorelemente elektrisch isoliert, die Starrheit des Rotors erhöht und akustische Schwingungen dämpft. Bei den Ausführungen auf den Bildern 4C und 4D enthält das individuelle Statorelement mehrere Polkerne und den Teil des Statorjochs, der sie verbindet. Wenn bei der Ausführung auf dem Bild 4C beide Elektromagnetpole derselben elektrischen Phase angehören, weist sie kleinste Transformatorkopplung zwischen den Windungen verschiedener elektrischer Phasen auf. Bei den Ausführungen auf den Bildern 4E und 4F werden Polkerne als selbstständige Elemente hergestellt und auf das Statorjoch geklebt beziehungsweise mit Hilfe von Stiften und Nuten am Statorjoch befestigt. Bei solchen Ausführungen ist es möglich, die Polwindung als einen selbständigen Teil herzustellen, der bei der Zusammensetzung des Stators auf den Polkern aufgesetzt wird. Mit Ausnahme der Ausführung auf dem Bild 4D ermöglichen die Materialien mit anisotropen magnetischen Eigenschaften, beispielsweise kornorientiertes Elektroblech, kleinere Energieverluste in magnetisch permeablen Statorteilen. Bei den Statorausführungen, bei denen die Elektromagnetpole gleichmäßig verteilt sind, kann sich die Form der Polkerne individueller Statorgruppe so verändern, dass die Differenz zwischen magnetischer Phase des Rotors und elektrischer Phase des Stators verkleinert wird. Damit wird das spezifische Drehmoment erhöht, doch nimmt gleichzeitig auch das Rastmoment zu. Normalerweise haben näher zu den Übergängen zwischen benachbarten Statorgruppen liegende Elektromagnetpole bei solchen Ausführungen unsymmetrischere Polkernköpfe, die in Bezug auf den Kernschaft auch um ein größeres Maß 18 versetzt werden, was auf den Bildern 5 A und 5B dargestellt ist. Die Statorausführungen, bei denen der Abstand zwischen den verschiedenen Statorgruppen angehörenden benachbarten Elektromagnetpolen größer als der zwischen benachbarten Elektromagnetpolen derselben Statorgruppe ist, können Pole 19 mit magnetisch permeablen Polkernen enthalten, die zu keiner elektrischen Phase gehören und sich zwischen den Statorgruppen befinden. Damit werden die Veränderungen des Magnetfeldes an den Übergängen zwischen benachbarten Statorgruppen verkleinert, was auch so erreicht werden kann, dass die Polkernköpfe benachbarter Elektromagnetpole, die verschiedenen Statorgruppen angehören, 12, 13 so geformt werden, dass sich das Magnetspaltgebiet mit den Rotorpolen an den Übergängen zwischen benachbarten Statorgruppen vergrößert. Einige Beispiele der Übergänge zwischen benachbarten Statorgruppen sind auf den Bildern 6 A bis 6E dargestellt. Bei der zweiten Variante sind alle Statorpole auch Elektromagnetpole und enthalten keine magnetisch permeablen Teile. Der Elektromagnetpol kann einen Windungsträger 20 enthalten, der vorzugsweise aus elektrisch nicht leitendem Material besteht. Magnetischer Fluß des Elektromagnetpols verläuft überwiegend durch die Polwindung, die sich zum Hauptteil im Magnetspalt zwischen dem Rotor und magnetisch permeablem Statorjoch 6 befindet. Deswegen werden die Windungen so gestaltet, dass die Wirbelstromverluste klein gehalten werden. Die zweite Statorvariante zeichnet sich hauptsächlich durch ein vernachlässigbares Rastmoment, Abwesenheit der Ummagnetisierungsveluste in den Polkernen, kleine veränderliche Magnetfelder in den Rotorpolen und sehr einfache Polherstellung aus. Wegen besserer Ausnutzung der Magnetpole des Rotors können mit kleinerer Zahl von Statorgruppen, deren Elektromagnetpole derselben elektrischen Phase angehören, (G), höhere spezifische Drehmomente erreicht werden. Bei größerer Statorpolzahl ist magnetischer Fluß des individuellen Elektromagnetpols kleiner, weswegen das magnetisch permeable Statorjoch 6 einen kleineren Durchschnitt haben kann. Die Magnetpole des Rotors werden kleineren Entmagnetisierungskräften ausgesetzt, weil der Teil der Windung, der dem individuellen Elektromagnetpol angehört, kleiner ist. Normalerweise wird bei größerer Statorpolzahl auch die Wärmedurchlässigkeit zwischen den Windungen und dem Gehäuse größer. Weil sich die Rotorpolzahl vorzugsweise von der Statorpolzahl nur wenig unterscheidet, sind durch veränderliche Magnetfelder verursachte Energieverluste bei größerer Statorpolzahl größer, was noch besonders bei den Varianten, die magnetisch permeable Statorpolkerne enthalten, eintrifft. Das Rastmoment ist bei den Statorvarianten mit gleichmäßig verteilten Polen, die magnetisch permeable Polkerne enthalten, proportional zum Quotient zwischen der Zahl von Statorgruppen, deren Elektromagnetpole derselben elektrischen Phase angehören, (G), und der Zahl der Elektromagnetpole des Stators (E). Um das Rastmoment zu minimieren, soll deswegen der Stator vorzugsweise eine große Zahl der Elektromagnetpole enthalten, die in wenigen Statorgruppen verteilt werden. Bei den Statoren mit magnetisch permeablen Polkernen, die mehr als eine Statorgruppe jeder elektrischen Phase enthalten, kann das Rastmoment auch durch periodisch veränderlichen Lagenabstand der Rotorpole vermindert werden. Das Rastmoment kann auch durch eine Neigung der Statorpole in Bezug auf die Rotorpole in der Richtung der Rotorbewegung vermindert werden, obwohl diese Methode bei Statoren, die aus einzelnen Polen bestehen, unpraktisch ist. Der Stator besteht vorzugsweise aus gleichen Elementen, die einen oder mehrere Pole und den Teil, durch welchen sich magnetischer Fluß zwischen benachbarten Polen schließt, enthalten. Bei den Ausführungen mit höherer Elementenzahl treten kleinere durch Temperaturänderung hervorgerufene mechanische Spannungen und gewöhnlich kleinere akustische Schwingungen ein. Die höchsten Windungsfüllfaktoren und Windungsdichten können bei Statoren, die aus einzelnen Polen bestehen, erreicht werden, wo jeder Pol separat gewunden wird. Bei separat gewundenen Polen können normalerweise ein größerer Stromleiterdurchschnitt bei gleichen Windungsdimensionen, bessere Wärmedurchlässigkeit der Windung und bessere Wärmeübertragung zwischen der Windung und dem Polkern erreicht werden. Das alles führt zu besserer Wärmedurchlässigkeit zwischen den Windungen und dem Gehäuse. Das magnetisch permeable Statorjoch 6 kann zwischen den Statorgruppen unterbrochen werden, womit eine kleinere Transformatorkopplung zwischen den Windungen individueller Phasen erreicht wird, obwohl damit normalerweise gleichzeitig spezifisches Drehmoment vermindert und das Rastmoment erhöht wird. Der Stator beziehungsweise seine Elemente werden elektrisch isolierend an das Gehäuse geklebt oder mit mechanischen Befestigungselementen befestigt. Kontakte zwischen dem Stator und dem Gehäuse haben vorzugsweise gute Wärmedurchlässigkeit. Die Zahl der Statorgruppen des individuellen Stators, deren Elektromagnetpole derselben elektrischen Phase angehören, (G), wird vorzugsweise gleich eins oder zwei. Die Polzahl und die Polverteilung sind vorzugsweise bei beiden Statoren identisch. Die Elektromagnetpole beider Statoren sind vorzugsweise elektromagnetisch gleichwertig. Die Statoren sind in Bezug auf die Magnetpole des Rotors so angeordnet, dass die durchschnittliche Phase der Windung individueller elektrischer Phase bei beiden Statoren ungefähr synchron ist. Die Windung der individuellen Phase bildet vorzugsweise eine oder mehrere parallel geschaltete 'Teilwindungen. Vorzugsweise gehören alle Elektromagnetpole individueller Statorgruppe derselben Teilwindung an. Individuelle Teilwindung enthält vorzugsweise die gleiche Zahl der Elektromagnetpole beider Statoren, womit die Ausgleichströme zwischen den Teilwindungen bekämpft werden, besonders dann, wenn die Elektromagnetpole beider Statoren magnetisch nicht gleichwertig sind. Bei rotatorischer Ausführung des Stators mit mehr als einer Statorgruppe der individuellen Phase stimmt vorzugsweise der gesamte Schwerpunkt der Pollagen aller Elektromagnetpole, die derselben Teilwindung angehören, mit Rotorwelle überein. Damit kann die Biegebelastung der Rotorwelle auch beim Ausfall einer Teilwindung oder ganzer Windung einer Phase klein gehalten werden. Wenn beide Statoren die gleiche Polzahl und Polverteilung haben und die Lagen der Magnetpole des Rotors auf beiden Rotorseiten übereinstimmen, hat die Konstruktion in Bezug auf gegenseitige Versetzung der Elektromagnetpole des ersten und zweiten Stators mehrere Varianten. Bei der ersten Variante sind die Statoren in der Richtung der Rotorbewegung höchstens um G I (2E) des Lagenabstandes der benachbarten Rotorpole gegenseitig versetzt. Individuelle Teüwindung enthält vorzugsweise die gleiche Zahl gegenüberliegender Elektromagnetpole des ersten und zweiten Stators. Diese Varianten zeichnen sich durch minimale mechanische Biegebelastungen des Rotors und minimale Erregerwirkung auf die Rotorpole, die Eigenschwingungen des Rotors verursachen, aus. Gleichzeitig werden die Biegebelastungen der Rotorwelle klein gehalten, auch beim Ausfall einer Teilwindung oder der ganzen Windung einer Phase. Deswegen haben solche Konstruktionsvarianten den ruhigsten Lauf. Wenn die Statoren gegenseitig nicht versetzt sind, kann ein höchstes Drehmoment erreicht werden. Bei Statorvarianten, die magnetisch permeable Polkerne enthalten, kann normalerweise mit einer gegenseitigen Versetzung der Statoren um G I (2E) des Lagenabstandes der benachbarten Rotorpole das Rastmoment gemindert werden und sinusförmigerer Spannungsverlauf in den Windungen erreicht werden. Bei der zweiten Variante sind die Statoren in der Richtung der Rotorbewegung um eine ganze Zahl der Rotorpole gegenseitig versetzt, vorzugsweise um die dem Quotient Ml (2G) nächstliegende ganze Zahl der Rotorpole. Wenn die Statoren um eine ungerade Zahl der Rotorpole versetzt werden, wird die Polarität der Windungen von einem der beiden Statoren umgedreht. Mit diesen Konstruktionsvarianten können höchste spezifische Drehmomente erreicht werden, weil die Entmagnetisierungskräfte auf den Rotorpolen am kleinsten sind. Eine kleinere Amplitude des veränderlichen Magnetfeldes in den Rotorpolen und ein kleinerer Anteil der höheren harmonischen Frequenzen im Vergleich mit der ersten Variante ermöglichen kleinere Energieverluste im Rotor. Doch sind die Biegebelastungen des Rotors und die Erregerkräfte auf die Rotorpole, die Eigenschwingungen des Rotors hervorrufen, im Vergleich mit der ersten Variante groß, wie auch die Phasenkopplung zwischen den Windungen. Bei den Statoren mit nur einer Statorgruppe der individuellen Phase treten bei dieser Variante große Biegebelastung der Rotorwelle ein. Wenn die Statorpole gleichmäßig verteilt werden, sind die Rotorpolzahl und die Statorpolzahl vorzugsweise so ausgewählt, dass die gegeneinander liegenden Elektromagnetpole beider Statoren um eine Hälfte des Lagenabstandes der benachbarten Statorpole versetzt sind. In dem Fall sind die Entmagnetisierungskräfte sowie die veränderlichen Magnetfelder in den Magnetpolen am niedrigsten. Bei den Statorausführungen mit magnetisch permeablen Polkernen, bei denen Elektromagnetpole abschnittlich im gleichen Lagenabstand wie die Rotorpole verteilt sind, wird das Rastmoment am niedrigsten, wenn die Statorpole gegenseitig um 1/(2F) des durchschnittlichen Lagenabstandes der benachbarten Rotorpole versetzt sind und der Lagenabstand der Rotorpole sich periodisch um ±1/(8F) des durchschnittlichen Lagenabstandes der benachbarten Rotorpole verändert. Das Gehäuse des Motors wird vorzugsweise aus Metall hergestellt. Dabei werden Aluminium- und Magnesiumlegierungen vorgezogen. Im Motorgehäuse können Kanäle für flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel integriert werden, wobei die Kanäle vorzugsweise parallel zu Flächen, durch welche die Statoren mit dem Gehäuse verbunden sind, verlaufen. Bei radialer Ausführung der Konstruktion werden die Magnetpole in radialer Richtung in Bezug auf die Rotorwelle orientiert. Der Teil des Rotors, der die Magnetpole enthält, hat normalerweise eine Ringform und wird radial zwischen beiden Statoren angeordnet. Bei axialer Ausführung der Konstruktion werden die Magnetpole parallel zur Rotorwelle orientiert. Der Teil des Rotors, der die Magnetpole enthält, hat normalerweise die Form einer Scheibe. Die Magnetpole werden bei linearer Ausführung der Konstruktion rechteckig zur Richtung der Rotorbewegung orientiert. Die Konstruktion mit zwei Statoren hat im Vergleich mit solcher, die nur einen Stator enthält, kleineren Anteil des parasitisch zwischen benachbarten Elektromagnetpolen sich schließenden magnetischen Flußes, was auch zu besserer Ausnutzung der Magnetpole bei höheren Drehmomenten führt. Im allgemeinen können bei zweistatorischen Konstruktionen höhere spezifische Drehmomente als bei einstatorischen erreicht werden. Ein kleiner Unterschied zwischen der Rotorpolzahl und Statorpolzahl sorgt dafür, dass auch bei den Statoren mit magnetisch permeablen Polkernen das Rastmoment und die Momentungleichmäßigkeit klein gehalten werden können. Deswegen und wegen eines guten Ausgleichs der mechanischen Kräfte hat die beschriebene Konstruktion einen sehr ruhigen Lauf. Der individuelle Stator wird bei zweistatorischer Konstruktion mechanisch weniger belastet als bei einstatorischer Konstruktion. Die Biegebelastungen des Rotors und der Rotorwelle können wesentlich kleiner als bei Konstruktionen mit nur einem Stator sein. Konstruktionen mit zwei Statoren gewährleisten eine deutlich bessere Wärmedurchlässigkeit zwischen den Windungen und dem Gehäuse als Konstruktionen mit ähnlichen Fähigkeiten, die nur einen Stator enthalten. Wegen erhöhtes elektrischen Widerstandes der Statorwindungen und kleinerer magnetischer Energie der Magnetpole bei höheren Temperaturen hat ein Temperaturanstieg im Motor negative Wirkung auf die Motorfähigkeiten. Durch bessere Wärmeableitung kann die Temperatur des Motors bei beschriebener Konstruktion niedriger als bei herkömmlichen Konstruktionen mit einem Stator gehalten werden, was zu leichteren und leistungsfähigeren Motoren führt, die noch besonders für den Direktantrieb von Fahrzeugen geeignet sind.