DK182406B1 - Metode til at skabe og ændre et roterende magnetisk felt (RMF) i en motor eller generator - Google Patents

Abstract

Metode til at skabe og ændre et roterende magnetisk felt (RMF) i en motor eller generator. Opfindelsen er en metode til at skabe et roterende magnetisk felt (RMF), hvor en del parametre som er forbundet til magnetfeltet og rotationen, potentielt kan kontrolleres for at skabe nye typer af roterende magnetisk felter (RMF). Metoden kan kontrollere magnetfeltet på flere måder, bl.a antallet af poler, dipoler og det generelle udseende. Metoden kan kontrollere rotationen på flere måder, bla forskellige typer og sekvenser af rotationen. Derudover magter metoden også at ændre magnetfeltet og rotationen medens magnetfeltet roterer, hvilket potentielt kan bruges til kontinuerlig optimering af moment og effektivitet til en given belastning eller applikation.

Description

DK 182406 B1 1

Metode til at skabe og ændre et roterende magnetisk felt (RMF) i en motor eller generator.

Opfindelsen er en metode til at skabe et roterende magnetisk felt (RMF), hvor en del parametre omkring magnetfeltet og rotationen, potentielt kan kontrolleres for at skabe nye typer af roterende magnetisk felter (RMF).

Metoden kan kontrollere magnetfeltet på flere måder, bl.a med hensyn til antallet af poler, dipoler og det generelle udseende. Metoden kan kontrollere rotationen på flere måder, bla med forskellige typer og forløb af rotationen.

Derudover magter metoden også at ændre magnetfeltet og rotationen medens magnetfeltet roterer, hvilket potentielt kan bruges til kontinuerlig optimering af moment og effektivitet til en given belastning eller applikation.

Kendt teknik. 3-Faseteknikken:

Den nok mest kendte metode til at skabe et roterende magnetisk felt (RMF) af høj kvalitet, er brugen af 3 faser og sinus signaler. Metoden er mere end 100 år gammel. Princippet I 3-faseteknikken er at rotationen, af det magnetiske felt, skabes af faseforskel mellem 3 eller sinus formede signaler (faser) med samme frekvens, som er tilført spoler 1 statoren med fast placering.

Men den normale udformning af faseteknikken har begrænsninger, den bruger en fast forbindelse mellem udgangstrin og spoler, og en fast kurveform, og

DK 182406 B1 2 magter ikke at ændre udseendet af magnetfeltet, medens magnetfeltet roterer.

Nærmest liggende kendt teknik.

Pga 3-faseteknikkens begrænsninger, som nævnt i foregående afsnit, vurderes nærmest liggende kendt teknik at være US 2022/0006340 A1 (Hunstable),

Herefter alene kaldt ”Hunstable”.

Hunstable beskriver en Multitunnelmotor og styreenhed til en elektrisk motor, hvor motorstyreenheden dynamisk kan ændre antallet af faser og polantallet 1 den elektriske maskine. Hunstable kan med andre ord, ligesom ny teknik, som det beskrives senere, ændre udseendet af det magnetiske felt dynamisk, medens maskinen roterer.

Der hvor Hunstable afviger fra ny teknik, som den beskrives senere, er måden hvorpå det magnetiske felt ændres medens maskinen roterer.

Hunstable har 4 krav, (krav 7,8,16,17) Der beskriver at Spolerne elektrisk kobles sammen. Hunstable viser også på figur 8, at der kan bruges ”electronic switches” (S1,S2,S3,54,S5,S6) til at elektrisk at koble spolerne sammen.

I [0155] er der et eksempel på at disse switches er åbne, og den elektriske maskine fungerer som en konventionel motor med ”six-phase windings”. I

[0156] er det beskrevet, at motor controller 701 lukker for S1,S3,S5, og den elektriske maskine fungerer nu som en konventionel motor med ”three-phase windings”.

Udseendet af det roterende magnetiske felt, ændres med andre ord, medens feltet roterer, ved elektrisk eller elektronisk, at at lægge 2 eller flere spoler sammen, således at flere spoler i praksis fungerer som én spole.

Derudover afviger Hunstable fra Ny teknik, ved at der alene, som det er defineret i Hunstable krav 1, er tale om en elektrisk maskine, med en special

DK 182406 B1 3 tororid magnetisk rotor, med spoler monteret indeni. Hvor, som det forklares i

[0099] at 1 visse udførelsesformer , kobles de individuelle magneter, der danner den toroidformede magnetiske cylinder, til forskellige komponenter i bagjernskredsløbet”. Som det yderligere forklares i [0015] så øges fluxtætheden ved permanent magnetmanipulation, ved hjælp af flere magnetiske tunneler. En væsentlig del af virkemåden, er med andre ord, den specielle magnetiske cylinder, med flere magnetiske tunneler, og med spolerne monteret indeni.

Andre eksempler på kendt teknik i eksisterende patenter;

Her er gennemgang af en række patenter der dukker op ved søgning i patent litteraturen, ved søgning på fraser der har relevans til kendt og ny-teknik. Det gennemgås kort hvordan eksemplerne alligevel afviger væsentligt fra ny- teknik.

Det mest relevante eksisterende patent (HUNSTABLE) er allerede nævnt i indledningen til kendt teknik, så det er ikke med her. Resten er nævnt i tilfældig rækkefølge. -JP2004222383A; En form for motorstyring for en switched reluctance motor, men det fremgår af tegninger og tekst at det er baseret på 3-fase teknik (fase u/v/w). -US10056859B2; En form for motorstyring for en switched reluctance motor, men det fremgar af tegninger og tekst at det er baseret pa 3-fase teknik, styringen fokuserer pa at kontrollere hvornar der skiftes mellem faserne. -US11228260B2 En form for motorstyring for en switched reluctance motor, men det fremgar af figur 1 og 2, at det er baseret pa 3-faser (fase A,B,C).

DK 182406 B1 4

-US6922037B2, Formålet med opfindelsen er at synkronisere puls modulation af fasesignalerne, med rotations hastigheden af motoren for at reducere harmonisk forvrængning.

Den overordnede funktion er at en signalgenerator genererer et pulsmoduleret signal, der har en frekvens, der er synkroniseret med rotorens rotationsfrekvens, og det pulsmodulerede signal driver samtidig invertersystemet.

Opfindelsen gør både bruge af digitalt delay og skifte registre, for at synkronisere faserne til motoren, med puls modulationen af samme.

Patentet afviger fra ny-teknik bla. ved at der ikke er brugt dynamisk forbindelse til at rotere magnetfeltet og patentet ændrer ikke udseendet af det magnetiske felt mht til poler, feltlinier el lign.

-CN103440954B, der er tale om en metode der angiveligt skulle skabe et roterende magnetisk felt, men metoden er rent mekanisk, der bruges ikke elektriske signaler eller dynamiske forbindelser.

-WO2002067276A1, der er tale om en slags “rotations transformer” til brug i generatorer og motorer, Igen er det et rent mekanisk apparat, og der bruges ikke elektriske signaler, dynamiske forbindelser, eller andet relevant. -US20190068041A1, beskriver et magnetisk drev ”Multi-degree-of-freedom motor design” der kan skabe bevægelse i flere retninger, med brug af reducerede antal faser.

Der skabes ikke et roterende magnetisk felt.

-USS5627444, der bruges et skifte-register, men det er en del af et kredsløb der måler rotor-position og induktion i motorens spoler, og der er tale om et 2 fase system, uden dynamiske ændringer til det roterende magnetiske felt. -US5023527A der bruges et shift register, men det er en del af et kredsløb der måler back-emf og der er tale om et 3 fase system.

DK 182406 B1

-US8373527B2; Der nævnes magneter i et kodet mønster, men det er til brug i et magnetisk fastgørelses system.

Der skabes ikke et roterende magnetisk felt. -US7750781B2, et roterende magnetisk felt er nævnt, opfindelsen angår brug 5 af 2 dimensionelle arrays af permanente magneter til at skabe et magnetisk felt, der påvirkes af et roterende magnetisk felt, dvs der er ikke tale om at skabe det roterende magnetisk felt, men alene et design der kan rotere 1 et roterende magnetisk felt. -EP3611515A1; På figur 16 er der nævnt et skifte-register, men det er som en del af en bevægelses sensor, der potentielt kan bruges i motorer.

Skifte- registeret bruges således ikke til at skabe et roterende magnetisk felt der kan drive en motor. -JP5968422B2; Magnetisk felt og skifte-register nævnes, Men det er som en del af et sensor kredsløb.

Skifte-registeret bruges således ikke til at skabe et roterende magnetisk felt der kan drive en motor. -KR100810011B1; Nævner tilfældige konfigurationer af magneter i en motor lignende konstruktion, men apparatet er en slags roterende puls generator.

Der skabes ikke et roterende magnetisk felt der kan drive en motor. -US9625278B2; Det roterende magnetiske felt nævnes, men det er i forbindelse med et apparat til at måle rotorens rotation. -EP2954341B1; Det roterende magnetiske felt nævnes, men det er i forbindelse med et apparat til at måle rotorens rotation.

DK 182406 B1 6 -WO2012026685A2, Der er tale om en linear motor, så der skabes ikke et roterende magnetisk felt, og motoren drives af 3 faser hvilket vises på image 17. Abstract nævner også at motoren drives af faseforskellen. -US6118244A, Nævner et shift-register / ring counter, men disse bruges til at holde styr på hvor i rotationen den elektriske motor er, hvilket bruges til at måle strømmen og styre motorens omdrejninger mm. Der er ikke tale om at ændre det magnetiske felt eller skabe et roterende magnetisk felt med en dynamisk forbindelse. -US8688346B2; På figur 12 er vist noget der kan have ligheder med ny- teknik, idet mange spoler i statoren drives uafhængigt. Men det fremgår af teksten flere steder at der er tale om 3 fase teknik, og at spolerne, i stedet for at være serieforbundet i statoren, opdeles i mindre grupper og drives af mindre halvledere, for at opnå højere switching frekvens i modulationen, og mindre termisk tab. Der er således ikke tale om en dynamisk forbindelse, og rotationen af det magnetiske felt skabes med fase forskel.

Ny teknik;

Det nye er en metode, som indeholder en rotationen af det magnetiske felt, som skabes ved en dynamisk forbindelse mellem et elektrisk”mønster” og spolerne i statoren.

Det magnetiske felt styres og ændres via Mønsteret, Rotationen styres og ændres via den dynamiske forbindelse.

Det roterende magnetiske felt (RMF), skabes ved at Mønsteret er opdelt i mindre dele, som flyttes i forhold til spolerne 1 statoren, 1 den dynamiske forbindelse.

DK 182406 B1 7

Både mønsteret og den dynamiske forbindelse, har flere parametre der kan ændres under drift, hvilket tilsammen giver mange kombinations muligheder, og mange muligheder for at optimering medens det magnetiske felt roterer, og medens motoren eller generatoren (MG) er i drift.

Princippet I ny teknik.

Princippet I ny-teknik er at Rotationen, af det magnetisk felt skabes i en dynamisk forbindelse mellem et mønster der er opdelt i mindre dele, og spolerne i statoren.

Vigtigste kendetegn i ny teknik;

Rotations hastigheden (RPM), og forløbet af det roterende magnetiske felt (RMF) styres i den dynamiske forbindelse. Udseendet af det det roterende magnetiske felt (RMF), styres primært af mønsteret, men kan sekundært manipuleres I den dynamiske forbindelse.

Typiske egenskaber ved ny-teknik:

Separationen mellem signal (mønster) og justeringen af hastigheden I den dynamiske forbindelse, gør blandt andet at flere egenskaber der er låst I Fase- teknikken, kan justeres med ny-teknik. Herunder er en liste med 17 egenskaber der kan justeres med ny teknik. Listen skal ikke betragtes som komplet, men tjener primært til at gøre forskellene tydelige.

Pktl. Den maksimale udnyttelse af spolerne kan justeres op til 100%. og det kan potentielt skabe et stærkere magnetisk felt, og mere drejningsmoment eller effekt fra samme størrelse motor eller generator (MG)

DK 182406 B1 8

Pkt2. Antallet af signaler på spolerne kan justeres. Alle signaler på spolerne er normalt lavet ud fra mønsteret, men der kan skabes mange signaler ud fra kombinationer mellem mønsteret og den dynamiske forbindelse der begge har et højt antal af mulige opsætninger. Dette er bla illustreret på figur 2 og 3.

Ydermere kan antallet af signaler ændres medens det magnetiske felt roterer.

Pkt3. Der kan godt være et enkelt signal (mønsteret), der roterer magnetfeltet, men hvis man måler på spolerne kan der være lavet mange signaler ud af mønsteret, hvilket også er beskrevet I pkt 2. Ydermere kan man dynamisk parre et forskelligt antal spoler, og dermed ændre forholdet mellem signaler og spoler.

Pkt4. Kurveformen kan justeres. Kurveformen kan ændres, trinløst eller i meget fine trin, til andet end sinus, uden det nødvendigvis ødelægger termisk effektivitet. Dette er bla. Muligt fordi det ikke er frekvensen der bestemmer

RPM, så kurveformer der indeholder harmoniske frekvenser har ikke samme negative effekt på den termiske effektivitet.

Pkt5. Kurveformen er ikke afhængig af modulation. Ny-teknik kan ændre kurveformen til "firkant”, hvilket betyder at kurveformen enten styrer strømmen “on” eller “off”, således at behovet for ekstra modulation fjernes.

Dette er muligt fordi Ny-teknik ikke ændrer hastigheden med frekvensen, og derfor ikke er så følsom overfor kurveforme med mange harmoniske frekvenser. Man kan sige, at når ny teknik driver spolerne med firkanter, så bliver signalet til en vis grænse "selvmodulerende”, og modulations frekvensen kan ændres trinvist, ved at ændre antallet af poler I magnetfeltet.

Ændringe af poler behandles senere I tekst og tegninger.

Pkt6. Magnetfeltets udseende kan justeres. Magnetfeltet kan ændres, trinløst

DK 182406 B1 9 eller i meget fine trin, uden anden begrænsning end nøjagtigheden af den elektronik man bruger. Magnetfeltet kan enten ændres ved at ændre mønsteret, eller ved at manipulere mønsteret i den dynamiske forbindelse. Det er muligt at ændre det magnetiske felt, dynamisk, medens motoren eller generatoren (MG) er 1 drift, hvilket potentielt kan bruges til at forbedre efffektivitet, drejningsmoment eller andre vigtige egenskaberved motoren eller generatoren (MG).

Pkt7. Elektrisk fase-forskel mellem signalerne kan ændres, for at optimere effektivitet eller andet.

Pkt8. Mekanisk vinkel mellem signalernes placering kan ændres, for at optimere effektivitet eller andet.

Pkt9. Forbindelser mellem signaler og spoler er dynamisk. Det er denne dynamiske forbindelse, sammen med mønsteret, der gør det muligt at ændre en række egenskaber med ny-teknik.

Pktl0. De enkelte Signaler, og deres magnet felter kan ændre placering I statoren. Dette kan først udnyttes til at skabe et magnetfelt der ikke er afhængig af fase-forskel og sammenlægning af flere magnetfelter med forskellig retning. Dette kaldes her også direkte skabte magnetiske poler, og er illustreret på figur 4B og dækket af krav 17. Dernæst kan man rotere de direkte skabte magnetfelter, ved at de enkelte signaler, der her kaldes mønstre, ændrer placering I Statoren (S), og derved skabe et roterende magnetisk felt (RMF). Det kaldes her direkte magnetisk rotation, og grund princippet er vist på figur 4B, og det er dækket af krav 19. Princippet går ud på, at man med den dynamiske forbindelse "flytter” signalet I forhold til spoler og stator, og der med skaber en rotation. Man kan sammenligne med figur 4A (Prior art)

DK 182406 B1 10 der viser hvordan fase-teknikken både bruger en fase-forskel og en sammenlægning af magnetfelter for at skabe rotationen af det magnetiske felt.

Direkte magnetisk rotation kan benyttes på alle tegninger hvor der er angivet en flytning (F) af det magnetiske felt, og det er muligt at øge opløsningen af mønsteret, således at man nærmer sig en trinløs, analog rotation, dette er vist på figur 6B.

Pktl11. Rotationen af det magnetiske felt, er ikke afhængig af magnetisk sammenlægning. Som allerede nævnt (I pkt 10 ) er ny-teknik ikke afhængig af magnetisk sammenlægning for at skabe et roterende magnetisk felt (RMF), dette er bla vist på figur 4B.

Man skal bemærke at selvom rotationen er ikke afhængig af magnetisk sammenlægning, så kan magnetisk sammenlægning sagtens forekomme, forskellen er bare at hvis de magnetfelter der lægges samme, ikke er faset og vinklet som det er krævet I fase-systemet (Se figur 4A), så vil rotationen alene kommer fra flytningen af magnetfeltet, dette er vist på figur 6B, hvor en masse magnetfelter lægges sammen, men der er ikke nogen rotation med mindre mønsteret flyttes (F) I forhold til spolerne.

Pkt12. Spolernes ”udbredelse” kan ændres. I ny-teknik er det muligt både via mønsteret og via manipulation I den dynamiske forbindelse, at lægge flere spoler sammen, således at de fungerer som én spole med større "udbredelse”.

Man kan også drive spolerne med et mønster der har inaktive spoler /dele og dermed kontrollere hvor mange spoler der bruges til en magnetisk pol.

Pkt.13. Regulering af drejningsmomentet, kan I ny-teknik kan ske på flere måder,

DK 182406 B1 11

A) Ved at variere strømmen I spolerne, eller variere vinklen mellem rotor og magnetfelt, uden at ændre det generelle udseende at det roterende magnetiske felt (RMF), Ligesom I fase-teknikken.

B) Ved at ændre udseendet af det roterende magnetiske felt (RMF). Det kan være at ændre antallet af poler I det roterende magnetiske felt, at ændre udbredelsen af polerne, at ændre fordelingen af strømmen I forhold til spolerne. De fleste ændringer til mønsteret, vil påvirke magnetfeltet så meget at det øjeblikkelige drejningsmoment, eller det maksimalt opnåelige drejningsmoment ændres.

Pkt.14. Ny teknik er ikke låst til fase rotation.

A) Rotation af det magnetiske felt kan skabes ved at flytte strømfordelingen I forhold til spolerne.

B) Det resulterende magnetiske felt kan skabes direkte, uden at lægge flere dipoler / faser sammen.

C) Ny teknik kan emulere fase rotation, med den forskel at bla det magnetiske felt kan ændres dynamisk.

D) Ny teknik kan lave en hybrid rotation, hvor rotations kan være en kombination af fase rotation og flytning af strømfordelingen.

Pkt.15. Ny teknik er ikke Låst til syncronous eller switched. Ny teknik kan dynamisk skifte mellem de 2 typer, ved at tilpasse magnetfeltet , både I forhold til kurveformen af strømmen og antallet af poler I forhold til rotoren.

Og dette kan ny-teknik ændre medes motoren eller generatoren er I drift.

DK 182406 B1 12

Dette er dækket af krav 23, og har naturligvis relevans I forhold til syncronous eller switched reluctance motorer, men også har bredere aplikation, idet mange motorstyrringer enten er "analoge” baseret på sinus- signaler, eller “digitale” baseret på signaler der enten er “on” eller “off”, hvor ny teknik magter at skifte imellem disse former for motorstyringer.

Pkt16. Spolerne i statoren kan med fordel alle være uafhængige. Som det også er nævnt I teksten til figur 3, så gør uafhængige spoler, hvilket også er dækket af krav 4, det muligt at ændre vinklen af magnetfelter I statoren væk fra diagonalt / modsat /180 grader, hvilket bla er brugt på figur 7A, "delstepping” der er dækket af krav 32. Uafhængige spoler kan også bruges til lave og justere "elektronisk skew”. Elektronisk skew er en metode til at reducere ujævnt drejningsmoment (ENG; torque ribble). I ny teknik kan det laves og justeres ved justere tidsfaktoren I den dynamiske forbindelse, således at mange spoler ikke tænder eller slukker nøjagtigt samtidig, men hvis de enkelte spoler skal kunne justeres uafhængigt af hinanden, kræver det at de ikke er paret 2 og 2.

Pkt.17. Ny teknik kan ændre returvejene. Det er muligt at ændre de magnetiske returveje, dette er også beskrevet på figur 19 A-D. a) Simpelt ved at kontrollere hvilke spoler der er parret.

B) Mere avanceret ved at blokere eller forstærke en returvej med magnetiske felter. En nordpol vil gerne forbinde med en sydpol I bagsiden af statoren, man hvis der på vejen imellem disse to poler er en nordpol, så svækker man returvejen for den oprindelige nordpol, og forstærker returvejen for den oprindelige sydpol. Man kan også sige at den oprindelige sydpol har fået en ny returvej, som er kortere.

DK 182406 B1 13

C) man kan sørge for at der er "huller” I mønsteret, dvs inaktive spoler som skaber en returvej igennem rotoren.

Man kan på disse måder ændre returvejene, men endnu vigtigere er det at man samtidig ændrer de magnetiske felters retning I forhold til rotoren. Og man kan potentielt, ved at rotere mønstre der skaber mange poler med korte returveje, reducere kravet for magnetisk materiale I bagsiden af statoren.

Den nye Tekniske virkning ved opfindelsen, set i forhold til kendt teknik.

Overordnet er det nye ved opfindelsen, en metode til at rotere et magnetisk felt hvor 2 overordnede egenskaber kan ændres dynamisk, dvs medens det magnetiske felt roterer og motoren eller generatoren er i drift; 1) Magnetfeltet kan ændres. -Kendt teknik kan primært ændre styrken af det magnetiske felt, hvis man ser bort fra den deformation af det magnetiske felt som belastningen på rotoren kan skabe, så er formen på magnetfeltet konstant medens det roterer. -Ny teknik, kan udover styrken ændre en række egenskaber ved det magnetiske felt, her kan nævnes et par som er relevante; Formen på magnetfeltet, antallet af poler eller dipoler i magnetfeltet, udbredelsen af poler eller dipoler i statoren, områder med ingen eller meget svagt magnetisk felt. 2) Rotation kan ændres. (sekvens, kurveform, antal af signaler) -Kendt teknik kan typisk kun ændre rotations hastigheden og rotations retningen. Fase-teknikken bruger 2 eller 3 faser (Figur 21 A)der typisk er sinus kurver, som er faste og repeteres i en uendelighed. Brushless

DK 182406 B1 14 dc motorer bruger en digital udgave af fase-teknikken (figur 21 B), som fast bruger den samme sekvens, hvor med magnetfeltet flyttes.

Switched reluctance motorer bruger også en forenklet digital udgave af fase-teknikken, som fast bruger den samme sekvens, hvor med magnetfeltet flyttes. -Ny teknik skaber rotationen på en ny måde, hvor et ”mønster” flyttes 1 forhold til spolerne i statoren. Mønsteret er opdelt i dele der repræsenterer en del af det magnetiske felt i statoren. Ved at flytte de forskellige dele, på forskellige måder, kan man ændre mere end rotations hastighed og retning. Fordi mønsteret kan bestå af mange dele, så findes der også mange forskellige ”typer” af ”flyt” der kan skabe rotation. Her skal nævnes nogle vigtige; Den simple er at hele mønsteret flyttes på en gang, ved at flytte alle dele som mønsteret indeholder, samtidigt.

Man kan også flytte mønsteret af flere omgange ved at tage én eller flere dele af gangen, indtil hele mønsteret er flyttet.

Især på digitale mønstre, der består af blokke med ens dele, kan man nøjes med at flytte forkant og bagkant på blokken, fordi det er her ændringerne sker, det kaldes her et ”Tank-flyt” og er beskrevet på figur 7B og i krav 39.

Man kan opdele mønsteret i endnu flere og mindre dele, og flytte flere gange for at rotere mønsteret én omgang i statoren, Det kan reducere ”torque ripple” i visse tilfælde.

I stedet for at fokusere på delene, kan man fokusere på hvilke dele der er med til at skabe hvilke poler eller dipoler i statoren, og flytte 1 eller flere poler eller dipoler af gangen. På den måde kan man undgå at flytningen af et helt mønster, undervejs kommer til at ”beskadige” en pol eller dipol, på en måde der påvirker effektiviteten, eller man kan

DK 182406 B1 15 direkte sørge for at de enkelte poler og dipoler flyttes på en måde som har en gavnlig effekt.

Man kan også flytte de 2 ender af en dipol forskudt. Således at en ende af 1 eller flere dipoler flyttes før den anden. Igen kan det reducere ”torque ripple”, og i visse konfigurationer af magnetfelt og rotor, kan det potentielt skabe en effekt som minder om ”half stepping” i stepper motorer, men er opnået på en anden måde.

Hvis man skal sammenligne kendt teknik og ny teknik mht til rotation, så løber man ind i det problem at det ikke har været muligt at finde en ”standard” for hvilke typer og metoder der bruges til rotation af magnetfelter i motorer og generatorer. Man kan finde oversigter over motorer og generatorer, der har inddelinger fra 4 til 48 forskellige typer.

Så for at skabe en fælles ramme der kan bruges til at sammenligne kendt teknik og ny teknik mht til hvordan rotationen skabes, så fokuseres der her på 3 egenskaber der er essentielle for hvordan rotationen skabes. Der findes andre andre egenskaber som kan bruges til at fremhæve forskellene, men de 3 valgte er velkendte og så universelle at de kan bruges på alle motorer og generatorer. Andre egenskaber kan findes i de 17 punkter i beskrivelsen.

Rækkefølge; Rækkefølgen som de enkelte spoler i statoren aktiveres med, er i kendt teknik fast. Kendt teknik har typisk 2 rækkefølger, en for hver omdrejnings retning.

Ny-teknik kan teoretisk, og i praktik aktivere spolerne i hvilken som helst rækkefølge, ved at ændre flytningen af mønsteret. Fordelene ved dette er kort beskrevet i afsnittet herover hvor de forskellige flyt kort er beskrevet, og mere udførligt i resten af teksten.

Kurveform; Kendt teknik bruger normalt en fast kurveform, enten en ren sinus som i fase-teknikken, eller en anden fast kurveform som

DK 182406 B1 16 brushless dc motorer, eller switched reluctanse motorer.

Ny teknik kan ændre kurveformen fuldstændigt, som det bla. er beskrevet på figur 6E og 16A.

Antallet af signaler; Kendt teknik bruger normalt et fast antal forskellige signaler som kan måles på spolerne. Det er typisk 2 eller 3 faser. Ny teknik kan ændre antallet af forskellige signaler som kan måles på spolerne, det bruges bla til at ændre antallet af poler eller dipoler i det magnetiske felt.

Dynamisk forbindelse.

Et meget vigtigt, overordnede teknisk aspekt ved opfindelsen, er overgangen til en dynamisk forbindelse (se eksempelvis fig. 17).

Den dynamiske forbindelse adskiller ny-teknik, fra fase-teknikken der har en fast forbindelse (Loddet, skruet el lign).

Den dynamiske forbindelse adskiller også ny-teknik, fra tidlige motortyper der brugte kul eller slæberinge til at skabe en forbindelse der fulgte en fast, mekanisk låst rækkefølge, ved at ny teknik dynamisk og elektronisk kan ændre rækkefølgen, og samtidig udnytter halvledere der ikke bliver slidt på samme måde.

Ligesom den dynamiske forbindelse kan bruges til at manipulere mønsteret, og ændre magnetfeltet der roterer.

Og den dynamiske forbindelse overtager reguleringen af hastigheden, således at mønsteret kan bruges til at ændre magnetfeltet.

Koordinering.

Et andet vigtigt overordnet teknisk aspekt, er ikke umiddelbart så tydeligt i processen og blokdiagrammet, men er alligevel en utrolig vigtig for den tekniske implementering. Det er den overordnede, koordinering af forholdet mellem mønster og flyttet i den dynamisk forbindelse, som her varetages af

DK 182406 B1 17

RMF-kontrolleren (se eksempelvis fig. 17). Det er normalt ikke muligt at ændre mønsteret, uden at tage højde for den dynamiske forbindelse og omvendt. Et eksempel på dette kunne være at hvis man ændrer periodetiden på mønsteret, uden samtidig at tilpasse flyttet i den dynamiske forbindelse, så vil man typisk ende i en situation hvor magnetfeltet ikke passer overens med rotoren, hvilke vil ødelægge effektiviteten.

Multiplum af variabler. 2 variabler der multipliceres med hinanden giver et utal af variations muligheder. For ny teknik betyder det at der er et utal af nye parametre der kan optimeres for at øge effektiviteten I forskellige drift situationer, fordi både mønsteret og den dynamiske forbindelse kan varieres. -Overgangen fra fra fast til dynamisk forbindelse mellem signal, og spoler, gør det muligt at gå fra fase-rotation til direkte rotation af det magnetiske felt, og brugen af et signal (mønster) der kan styre og ændre magnetfeltet. -Overgangen til et mønster der kan ændres på flere parametre, er vigtig fordi processen som mønsteret indgår I, betyder at mønsteret kommer til at styre magnetfeltet, og man opnår derved et magnetfelt der kan tilpasses til driftsituationen, medens motoren eller generatoren roterer.

Teknisk virkning ved opfindelsen i forhold til fase-teknikken, hvor regulering af hastigheden er brugt som eksempel.

Det overordnede princip er illustreret på figur 1 A/B/C hvor regulering af hastigheden er brugt som eksempel for at fremhæve forskelle.

DK 182406 B1 18

Kendt-teknik; (Fase-teknikken Fig. 1B) roterer det magnetiske felt ved hjælp af en fase forskel, regulerer hastigheden af rotationen med frekvensen af faserne, og har en fast forbindelse, typisk loddet, mellem faser og spoler.

Ny-teknik; (Fig. 1C) roterer det magnetiske felt ved hjælp af en dynamisk forbindelse 1 mellem et ”mønster og spolerne, og regulerer hastigheden i den dynamiske forbindelse. Man kan sige at justering af tiden I den dynamiske forbindelse, skaber en variabel udbredelses hastighed, dvs at hastigheden hvor med det magnetiske felt bevæger sig rundt 1 statoren kan varieres med tidsfaktoren. Det udnyttes her at hastigheden er tilbagelagt afstand pr. tidsenhed. Afstanden mellem spolerne er fast, så man kan ændre hastigheden af det roterende magnetiske felt, ved at justere den tidsfaktor som den dynamiske forbindelse bruger til ”flytte” mønsteret / magnetfeltet rundt i statoren.

Hvis man går lidt dybere ind i principperne bag den tekniske virkning, for kendt og ny-teknik, så kan man sige at; -Kendt teknik; Skaber et resulterende magnetisk felt ved vektor addition af typisk 2 eller 3 faser, fordi det er samme frekvens, og fast fase-forskel, roterer det resulterende magnetiske felt nøjagtigt én omgang (360 grader) på én periodetid af input frekvensen, og man skal derfor styre hastigheden med frekvensen. -Ny teknik; har en variabel udbredelses hastighed, der skabes i den dynamiske forbindelse. Det betyder at den kan justere omdrejnings hastigheden uafhængigt af input frekvensen. Det betyder at fordi forbindelsen er dynamisk, kan den også tage ”døde” data, og skabe et repetitivt ”live” signal ud af det. Den dynamiske forbindelse kan også skabe en variabelt fase- forskel mellem flere signaler, og dermed skabe et resulterende magnetisk felt

DK 182406 B1 19 ved vektor addition af flere faser, men omdrejningshastigheden styres primært i den dynamiske forbindelse, uafhængigt at input.

Flere eksempler på teknisk virkning ved opfindelsen i forhold til kendt teknik.

Her kommer et eksempel, hvor opfindelsen har flere tekniske virkninger som ikke er mulige med kendt teknik. Eksemplet handler om switched og syncronoous reluctance motorer.

Kendt teknik; fungere enten som en switched eller syncronous reluctance motor. -Meget kort og forenklet kan man sige at syncronous reluctance motorer, har et magnetfelt der er skabt med fase-teknikken og som kontinuerligt roterer, magnetfeltet og rotorens har samme antal poler og er låst til hinanden, hvilket skaber en vis evne til selv at regulere drejningsmomentet. Hvis motoren belastes ændres vinklen mellem magnetfelt og rotor, og motoren producerer naturligt mere drejningsmoment. Motortypen er med andre ord forholdsvis let at regulere, men den har de begrænsninger I maksimal udnyttelse af strømkapaciteten I spoleren som følger med fase-teknikkens brug af sinus signaler. -En switched reluctance motor bruger typisk et magnetfelt og en rotor der har forskellige antal poler, den roterer normalt magnetfeltet med en digital variation af fase-teknikken, hvor magnetfeltet "springer” Idet det slukkes I en postion, og derefter tændes I en ny position, og hvor rotoren hele tiden prøver at følge med magnetfeltet. Kort og meget forenklet kan man sige at fordele ved switched er de digitale signaler kan have en kurveform der tilfører mere effekt end sinus, tilgengæld springer magnetfeltet, så det er mere krævende at

DK 182406 B1 20 regulere drejningsmoment mm.

Ny-teknik; Kan dynamisk skifte mellem noget der har magnetiske egenskaber og teknisk virkning der minder om både syncronous og switched. Et eksempel på dette er det omtalte "tank-flyt” (tegning 7B, krav 39), hvor flere spoler lægges sammen til at skabe en magnetisk pol, og hvor forkant og bagkant skiftes I hvert flyt, men de centrale dele af magnetfeltete ikke ændres

I et enkelt flyt. Alt efter hvor mange spoler der er lagt sammen, får man således et variabelt forhold mellem noget der skiftes (switched) og noget der ikke skiftes (svarende til syncronous). Faktisk er ny-teknik så fleksibelt at hybride rotorer der bruger kombinationer af permanente magneter og reluktans, kan optimeres for effektivitet ved at indsætte inaktive dele I mønsteret, dette er beskrevet på figur 22D-F.

Dette er teknisk opnået

Metoden består af 4 trin; -1) Vælge RMF-parametre i RMF Kontrolleren. -2) Koordinering af et ”mønster” og et ”flyt”, i RMF kontrolleren. -3) Generering af det valgte mønster i mønstergeneratoren. -4) Eksekvering af flyttet i den dynamiske forbindelse, hvor mønsteret flyttes i forhold til de stationære spoler i statoren (S).

Den vigtigste enkelte tekniske forskel er overgangen til en dynamisk forbindelse, idet brugen af den dynamiske forbindelse gør det muligt at:

DK 182406 B1 21 -Tilpasning af rotationen; Ny teknik kan direkte rotere magnetfeltet, ved at bruge den dynamiske forbindelse til at flytte magnetfeltet i forhold til statorens spoler. Rent teknisk er det egentligt mønsteret der flyttes i forhold til statorens spoler, men da mønsteret repræsenterer strømfordelingen i mellem spolerne, betyder det at magnetfeltet flyttes sammen med mønsteret. -Tilpasse magnetfeltet; fordi magnetfeltet kan roteres uden brug af fase- forskel, adskilles mønsteret fra justeringen af hastigheden der nu styres af den dynamiske forbindelse. Dette frigør mønsteret, således at mønsteret kan bruges til at tilpasse magnetfeltet. Disse tilpasninger af magnetfeltet kan potentielt bruges til at optimere effektiviteten til forskellige driftssituationer.

Som eksempler på disse tilpasninger af magnetfeltet, som også er med i tegninger og tekst kan nævnes; ændring af kurveformen, ændring af antallet af poler, ændring af polernes udbredelse, inaktive dele i magnetfeltet. -Opdeling af magnetfeltet; Fordi magnetfeltet kan roteres uden brug af fase- forskel, er ny teknik ikke begrænset til analoge signaler der er kontinuerlige i tidsdomænet, men magnetfeltet kan opdeles i forskellige dele, og roteres forskudt eller samlet. Dette muliggør en masse tilpasninger af rotationen af magnetfeltet. Disse tilpasninger af rotationen kan potentielt bruges til at optimere effektiviteten til forskellige driftssituationer. Som eksempler på disse tilpasninger af rotationen, som også er med i tegninger og tekst kan nævnes; del-flyt fig. 7Aog tank-flyt fig. 7B. -Dynamiske ændringer af rotation, magnetfelt og opdelinger. Som allerede nævnt kan ny teknik realisere rotationer, magnetfelter og opdelinger af magnetfelter der ikke kan realiseres på samme måde med kendt teknik. Et meget vigtigt aspekt ved ny teknik dog også at rotation, magnetfelt og opdelinger kan ændres medens motoren eller generatoren er 1 drift, det muliggør at dynamiske ændringer kan bruges til at optimere effektiviteten i

DK 182406 B1 22 forskellige driftsituationer.

RMF kontrolleren.

RMF kontrolleren er navnet på den del af de elektroniske kredsløb (E) der kontrollerer dannelsen af det roterende magnetiske felt (RMF), hvor RMF- parametre her er rotations parametre og magnetisk felt parametre, hvor rotations parametre kan være men ikke er begrænset til; rotations retning og rotations hastighed, hvor magnetisk felt parametre kan være men ikke er begrænset til; antallet af magnetiske poler i det magnetiske felt, den gennemsnitlige styrke af det magnetiske felt, og størrelsen af de magnetiske poler i grader i forhold til en stator inddelt i 360 grader, hvor valget kan være initialiseret af, men ikke er begrænset til; en opstarts, udvælgelses eller sammenligs procedure, et input fra bruger eller sensor.

Som det ses er det overordnet RMF kontrolleren der styrer både mønsteret og den dynamiske forbindelse, dette er nødvendigt, bla. Fordi mønsteret skal være kendt, for at kunne forbinde det korrekt til spolerne og skabe den korrekte rotation af det korrekte magnetfelt, man kan med andre ord sige at

RMF kontrolleren er den der binder det hele sammen.

Mønsteret:

Mønsteret skal forstås bredt. Mønsteret indeholder information om en ønsket strømfordelingen mellem spolerne, Det kan være et analogt eller digitalt signal, eller data i hukommelse eller lign. Men gennem forbindelsen af mønster med spolerne, bliver mønsteret til den faktiske fordeling af strømmen som funktion af spolerne, Og fordi strømmen I spolerne skaber et magnetfelt, bliver mønsteret til magnetfeltet I statoren. Mønsterets repræsenterer med andre ord udseendet, på det ønskede magnetiske felt, og ved at ændre på mønsteret kan man ændre på udseendet af det magnetiske felt. Og når den dynamiske forbindelse flytter mønsteret I forhold til spolerne, kan man flytte

DK 182406 B1 23 og rotere magnetfeltet I statoren. Mønsteret er således en central del af rottering og ændring af det magnetiske felt, og dermed også en central del af forskellige optimeringer af effektiviteten. Men rent teknisk er genering af mønsteret ikke specielt udfordrende. De fleste ændringer på mønsteret, der er vist på de forskellige figurer, kan let realiseres med kendt teknik. Der kan bruges forskellige kendte typer at signal, funktions, eller arbitrary waveform generatorer.

Årsagen til at der her bruges en termologi som “menster”, i stedet for "signal", er at der er grundlæggende forskelle. Mønsteret er ofte uforudsigeligt, fordi at der er så mange parametre der potentielt kan ændres dynamisk, og fordi mønsteret kan indeholde information om mange forskellige dele, potentielt hundredvis af dele, som skal til for at skabe et magnetfelt. Mønsteret er ikke nødvendigvis repetitivt, og grundfrekvensen bestemmer ikke omdrejnings hastigheden. Modsat faseteknikken hvor signalerne (faserne) er kontinuerlige signaler, så behøver mønsteret kun at bestå af en ”stump” der roteres 1 en uendelighed for at skabe et kontinuerligt roterende magnetfelt. Mønsteret kan være ”døde” data i en hukommelse, der først vækkes til live, når den dynamiske forbindelse roterer det. Mønsteret kan have en en kvalitet ligesom hvis man zoomer ind på en håndfuld sting i et broderi, så kan det være svært at forudsige det samlede ”billede”, Dette i modsætning til faserne i fase-systemet; hvis man har bare en lille del af én fase, ville man kunne genskabe hele sinusen (frekvens og amplitude) og man ville også kunne genskabe de andre faser.

Mønsteret kan af alle de her nævnte grunde have egenskaber der afviger meget fra kendt teknik, hvorfor termen mønster” her er valgt.

Rotation af mønsteret; I de fleste tilfælde har mønsteret en fast ”længde”, og rotationen skabes, lidt forenklet ved at cirkulere det samme mønster igen og igen, når mønsteret når til den sidste spole i statoren, flyttes det til den første

DK 182406 B1 24 spole, og starter forfra på en rotation. Dette er bla vist på figur 12, der bruger et shift register der er ring-koblet, til at skabe cirkulationen. I de tilfælde hvor mønsteret kontinuerligt beregnes, og derfor ikke har en fast længde, kan cirkulationen kodes ind i mønsteret samtidig med beregningen, og en fast ring-kobling er her ikke nødvendig. Dette er f.eks. tilfældet på figur 11, hvor den dynamiske forbindelse er kodet i software, indeni en mikro-processor.

Fordi mønsteret ud af mikro-processoren (Data out) føder spolerne direkte, uden nogen form for hardware ring-kobling, så skal rotationen og cirkulation være kodet ind i mønsteret (Data out).

Den dynamiske forbindelse;

Forbindelsen mellem signal og strømkilde, eller strømkilde og spoler, kan være fast eller dynamisk, hvor en fast forbindelse karakteriseres ved at den ikke ændres medens det magnetiske felt roterer, hvor en fast forbindelse kan være udført som, men er ikke er begrænset til; ledninger og printbaner der er skruet, loddet eller krympet sammen, hvor en dynamisk forbindelse her betyder at forbindelsen kan ændres medens det magnetiske felt roterer.

Rotationen af mønsteret, og dermed det magnetiske felt, sker primært i den dynamiske forbindelse.

Teoretisk kan den dynamiske forbindelse skabes, I en meget begrænset version, med mekaniske roterende kontakter eller lign, men opfindelsen fokuserer af hensyn til driftsikkerhed og fleksibilitet, på versioner der kan realiseres med forskellige former for elektronik hardware og software.

Fokuset på elektronik og det faktum at opfindelsen bruger et signal (mønster) og en opsætning af forbindelsen, der begge ændres medens motoren eller generatoren roterer, adskiller opfindelsen fra tidlige motortyper der brugte faste kontakter med "kul” eller lign, for at skabe rotationen af det magnetiske felt.

DK 182406 B1 25

Opfindelsen inkluderer dynamiske forbindelser der er skabt med Elektronik, eks. Ved tilpasning af teknikker som sampling, skifte-registre, multipleksing mm. Der er eksempler på den dynamiske forbindelse baseret på elektronik 1 bla. Figur 2,3,9,10,11,12, 17 og 18.

Opfindelsen inkluderer dynamiske forbindelser der er kan være kodet i software eller anden form for digital signal behandling, der findes et eksempel på dette på figur 11.

Opfindelsen inkluderer mønstre der er gemt I hukommelse som ”døde” data, årsagen er, at der efter mønsteret kommer en dynamisk forbindelse der kan skabe ”live”, repetitive signaler ud af data. Man kan også teknisk skabe en mønstergenerator, ved at have en hukommelse og en enhed der udlæser data, og dermed skaber en data-strøm, der kan fungere som et ”live” mønster.

Den dynamiske forbindelse kan valgfrit også manipulere mønsteret. F.eks. ved at vende hele mønsteret, dele af mønstret eller ved at aktivere eller deaktivere dele af mønsteret, dette er bl.a. omtalt på figur 6D og 11.

Manipulation af mønstret kræver mere fleksibiltet i den dynamiske forbindelse end alene at flytte /rotere mønsteret, hvorfor der er nogle af de omtalte teknikker til at skabe en dynamisk forbindelse, ikke er velegnede til manipulering af mønsteret.

Den dynamiske forbindelse, forklaret ud fra sampling.

På figur 2 og 3 er et af hovedprincipperne i ny-teknik, nemlig en dynamisk forbindelse der skaber dynamisk rotation og eventuel manipulering af magnetfeltet, forklaret ud fra den kendte teknik “sampling”. Det betyder ikke at ny-teknik er direkte baseret på sampling, som nævnt skal sampling tilpasses for at bruges til ny-teknik. Og som det efterfølgende vises kan dynamisk rotation og manipulering af magnetfeltet også opnås med andre teknikker.

Sampling er alene valgt som første eksempel på dynamisk forbindelse der

DK 182406 B1 26 skaber rotation og manipulering af magnetfeltet, fordi at sampling som den er forklaret i litteraturen, er den teknik der har en forklarings ramme der bedst kan bruges til at forklare hvad der sker i den dynamiske forbindelse. Der udover kan tilpasset sampling bruge til at skabe en meget fleksibel dynamisk forbindelse. Hvis man kigger på det rent teoretisk, så ville en ideel dynamisk forbindelse, være istand til at forbinde enhver del af mønsteret, med enhver spole, til enhver tid og i enhver rækkefølge. Tilpasset sampling kan komme meget tæt på dette ideal, hvor i mod nogle af de andre teknikker vist til at skabe en dynamisk forbindelse, kan have flere begrænsninger.

Ny-teknik afviger på flere punket fra sampling teknikken som den normalt implementeres, der er 4 vigtige tilpasninger man skal have i baghovedet, når man skal forstå dynamisk rotation og manipulering af magnetfeltet. 1) Kendt input; -Sampling bruges typisk til at digitalisere et ukendt signal, det betyder bla at man kan løbe ind i uheldige fænomener som alliasing eller undersampling, fordi man principielt ikke kender det signal man sampler på. -Når ny-teknik bruges til dynamisk rotation og manipulering af magnetfeltet, så arbejder man med et kendt input, fordi genereringen af mønsteret er koordineret af det samme kredsløb (RMF kontrolleren), som efterfølgende styrer den dynamiske forbindelse. Det betyder blandt andet, at man helt kan undgå de uheldige fænomener ved sampling, eller direkte udnytte dem. Det betyder også at eftersom man her sampler et kendt mønster, så ved man principielt hvilke samples, der repræsenterer data der skal pares med hvilke spoler og hvordan data skal ”vendes” og roteres i forhold til statoren for at opnå et ønsket roterende magnetisk felt (RMF). Det betyder også at mange manipulationer kan laves både i mønsteret eller efterfølgende i datastrømmen igennem den dynamiske forbindelse. Eksempelvis kan man slukke en spole eller en hel pol i et magnetfelt, både ved at manipulere mønsteret, eller ved at ”slukke” den tilsvarende del af datastrømmen i den dynamiske forbindelse.

DK 182406 B1 27 2) Manipulation; -Kendt teknik bruger typisk sampling til at måle på, digitaliser og gemme et ukendt signal.

Et typisk scenario fra et digitalt oscilloskop vil være at man bruger sampling til at måle frekvensen og andre parametre på et ukendt signal. -Ny teknik bruger noget der har lighedspunkter med sampling for for at rotere mønstret / magnetfeltet i statoren og til eventuelt at manipulere mønstret.

Som et eksempel på manipulation kan nævnes, at ”frekvensen af mønsteret” ikke er så vigtig, dels fordi mønsteret ikke nødvendigvis er en sinus med en veldefineret frekvens, dels fordi frekvensen kan manipuleres til det man ønsker.

Et typisk scenario i den nye teknik, vil således være, at man elektronisk ændrer frekvensen, ved at ændre udlæsnings hastigheden til spolerne.

Man kan på denne måde manipulere antallet af poler i det magnetiske felt, ved at synkronisere udlæsningen med et helt antal af perioder af mønsteret.

Denne nøjagtige synkronisering er mulig fordi mønsteret, som allerede nævnt, principielt er et kendt signal.

Hvis man eks. laver en synkronisering hvor udlæsningen lige netop når at gentage et mønster der består af én periode af et sinus, 4 gange på en rotation af det magnetiske felt, så kan man skabe et magnetisk felt der roterer med 4 dipoler ( 4 magnetiske nordpoler og 4 magnetiske sydpoler). Dette er illustreret på figur 6B og figur 6C.

Og ved dynamisk at ændre den nævnte synkronisering kan man dynamisk ændre magnetfeltet til at have et hvilket som helst antal roterende dipoler, men i praksis vil antallet af dipoler normalt skulle være et antal som rotoren magnetisk kan udnytte.

Manipulationen af antallet af poler i det roterende magnetiske felt (RMF), har lighedspunkter med det fenomen man ser på et digitalt oscilloskop hvor man ændrer udlæsnings hastigheden til displayet ved at ændre ”timebasen”, og hvor man uanset input frekvensen, ville kunne fin-justere ”timebasen” så man lige netop har et helt antal perioder af input signalet på skærmen.

Ny-teknik kan yderligere manipulere det roterende magnetiske felt (RMF), ved at ændre mønsteret, en oplagt mulighed

DK 182406 B1 28 er at ændre kurveformen. Der kommer eksempler på dette, og andre manipulationer af magnetfeltet i efterfølgende tekst og tegninger. 3) Dynamisk rotation; -Kendt teknik roterer magnetfeltet ved fase-forskellen mellem 2 eller 3 faser. -Ny-teknik, bruger den dynamiske forbindelsen til at flytte et "mønster" i forhold til spolerne i statoren, for derved at skabe en dynamisk rotation af det magnetiske felt. 4) Analog rottering og manipulation;-Sampling bruges normalt til digitalisering, dvs en proces hvor man laver et analogt signal om til et digitalt signal. -Ny-teknik bruger en teknik der har lighedspunkter med sampling, men ikke for digitaliseringen. Istedet udnyttes af man ved at sample på forskellige måder, på et kendt signal, kan dele mønsteret op på forskellige måder, som giver fordele i forhold til at flytte, rotere og manipulere mønsteret og magnetfeltet. Den dynamiske forbindelse kan således sagtens fungere med mønstre der er analoge, digitale eller modulerede, for det er ikke digitaliseringen i sig selv der udnyttes, men muligheden for at flytte, rotere og manipulere mønsteret. Den fleksible opdeling, der er nødvendig for rotationen og visse manipulationer kan også skabes med andre teknikker end tilpasset sampling, der findes eksempler på andre teknikker der kan tilpasses til at lave en dynamisk forbindelse, på figur 9-12.

Fordelene ved ny-teknik.

En vigtig fordel ved den nye teknik, er at man dynamisk, medens motoren eller generatoren er i drift, kan ændre flere parametre, her nævnes nogle meget vigtige; -Udnyttelsen af spolerne kan hæves til 100%, fordi den nye teknik ikke er afhængig af sinus signaler med en faseforskel, for at rotere det magnetiske felt. Dette er bla omtalt på figur 6E og 16A.

DK 182406 B1 29 -Kurveformen kan ændres uden det sænker effektiviteten på samme måde som hos fase-teknikken, da den nye teknik ikke er afhængig af faseforskel på sinus signaler, til rotationen. Den nye teknik er således også mere tolerant overfor forvrængning af kurveformen, da den ikke bruger kurveformen til rotationen, og ikke kræver en sinus formet kurveform. Dette er bla omtalt på figur 6E. -Fleksibilitet i rotationen; Fordi mønsteret består af en mængde kendte dele, kan man pille det fra hinanden og sætte det sammen på mange måder, og dermed ændre udseendet af det roterende magnetiske felt. Det giver en utrolig fleksibilitet. Fleksibiliteten kan udover at ændre udseendet af det magnetiske felt, også bruges til at manipulere rotationen, eller hvad der driver rotationen af det magnetiske felt.

Figurfortegnelse;

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningerne, hvor

Figur 1A; generel motorstyring.

Figur 1B prior art motorstyring.

Figur 1C; ny-teknik motorstyring.

Figur 2; 3-fase emulering.

Figur 3 forbedret 3-fase emulering med et lige antal uafhængige spoler.

Figur 4A/B; forskel fase og direkte magnetisk rotation.

DK 182406 B1 30

Figur 4A; fase rotation.

Figur 4B; direkte magnetisk rotation.

Figur 5A/B; sammenligning af emuleret fase-rotation og hybrid rotation.

Figur 5A; emuleret 3 fase-signal.

Figur 5B; hybrid rotation.

Figur 6A-E; eksempler på direkte magnetisk rotation.

Figur 6A; direkte magnetisk rotation.

Figur 6B; ”over opløst mønster”

Figur 6C; ændring af antallet af poler.

Figur 6D; aktivering, fasevending og flytning af dele.

Figur 6E; ændring af kurveform og strømkapacitet.

Figur 7A; del-stepping.

Figur 7B; tank-stepping.

Figur 8; Ændring af de magnetiske feltliniers retning.

Figur 9; dynamisk forbindelse med flyt af dele i forhold til spolerne.

Figur 10; dynamisk forbindelse med flyt af forbindelse.

DK 182406 B1 31

Figur 11; dynamisk forbindelse med software.

Figur 12; dynamisk forbindelse med ring-koblet shift-register.

Figur 13; hybrid rotor.

Figur 14; strømkilder.

Figur 15A/B/C; hybrid rottering af det magnetiske felt.

Figur 15 A; emuleret 3-fase signal, begrænset antal spoler.

Figur 15B; emuleret 3-fase signal, alle spoler.

Figur 15C; direkte magnetisk rotation.

Figur 16A/B/C/D; metoder til overgange.

Figur 16A; ændring af rise/fall time.

Figur 16B; flytning af hele mønstret.

Figur 16C; flytning én del af gangen.

Figur 16D; flytning af en dipol.

Figur 17; blokdiagram af ny-teknik.

Figur 18; optaget funktion.

Figur 19A/B/D; styring af flux I statoren.

DK 182406 B1 32

Figur 20A/B/D/E/F; eksempel på styring med ændring af magnetfelt mm.

Figur 21A; analog 3 fase-teknik.

Figur 21 B; digital 3 fase-teknik.

Figur 22 A-F tilpasning af ny-teknik til forskellige rotor typer.

Figur 23 dynamisk beregnet flyt.

Figur 24 grafisk beregnet flyt.

Figur 25 A-B kompenseret grafisk beregnet flyt.

Figur 26 timet vægtet flyt.

Forklaring figur 1;

Figur 1A viser en principiel motorstyring, hvor der er strømforsyningen (PWR), som leverer elektrisk energi til motoren via elektronikken.

Elektronikken som omdanner den elektriske energi til flere signaler, som tilsammen kan skabe et roterende magnetisk felt (RMF), i statoren (5), ved at styre strømmen i flere spoler (6) monteret på eller i statoren. Statoren, som er befæstelse for spoler (6), og eventuelt også bruges til at styre de magnetiske feltlinier. Spolerne, der virker som elektromagneter, de modtager elektrisk energi fra elektronikken, i form af elektiske signaler som skaber et roterende magnetisk felt (RMF), som kan bruges til at rotere en Rotor (R) i en elektrisk motor eller bremse rotoren i en generator.

Figur 1B (prior art) og figur 1C (ny-teknik) sammenligner principielle forskelle i måden at ændre rotations hastigheden af det roterende magnetiske felt.

DK 182406 B1 33

Forklaring figur 1B; -Prior art (figur 1B) bruger en variabel frekvens til at ændre rotations hastigheden, men har en fast forbindelse, i form af loddede og skruede ledninger, mellem frekvensen (faserne) og spolerne i statoren

Forklaring figur 1C; -Ny-teknik (figur 1C ) bruger en dynamisk forbindelse sammen med en tidsfaktor til at ændre rotations hastigheden. På figur 1C er vist en dynamisk forbindelse, her illustreret med et symbol udformet som en form for roterende kontakt. De nærmere detaljer om den dynamiske forbindelse gennemgås efterfølgende, men principielt er der tale om en rotation af mønsteret, som kan sammenlignes med det man ville kunne opnå med mange roterende mekaniske kontakter, men fordi forbindelsen typisk er dynamisk og elektronisk, kan funktionen af forbindelsen ændres medens motoren eller generatoren fungerer, og der er ikke noget mekanisk slid. Det illustrerede symbol er også en simplificering af det der reelt sker, f.eks illustrerer det ikke at mønsteret indeholder information om flere dele af magnetfeltet, som skal kanaliseres til de rigtige spoler i statoren, 1 den rigtige rækkefølge, for at få det rigtige udseende af magnetfeltet der roterer. Men hvis man bruger symbolet som en forenkling af principet i ny-teknik, så kan man få en forståelse af, at hastigheden af rotationen, styres i den dynamiske forbindelse.

Sammenligning mellem kendt teknik og ny-teknik; -Kendt teknik (figur 1B); benytter sig af en fast forbindelse mellem signalerne (faser) og spoler. Magnetfeltet roterer fordi der er fase-forskel mellem faserne.

Hastigheden justeres med frekvensen af faserne. -Ny-teknik (figur 1C); benytter sig af en dynamisk forbindelse mellem signalet (Mønsteret) og spoler. Den dynamiske forbindelse kan rotere magnetfeltet, stoppe det og vende omdrejnings retningen. Hastigheden af rotationen kan justeres med en tidsfaktor i den dynamiske forbindelse.

Mønsteret bestemmer udseendet af det magnetiske felt der roteres. Mønsteret

DK 182406 B1 34 og dermed det magnetiske felt, kan ændres uafhængigt af hastigheden af rotationen.

Forklaring figur 2;

Figur 2; Skaber en fælles referenceramme mellem kendt teknik og ny-teknik, idet der med sampling som eksempel vises hvordan man ved at sample på et kendt signal (mønsteret) kan trække 3 faser ud af signalet, og emulere den kendte teknik (fase-rotation med 3 faser). Som tidligere nævnt er ny-teknik meget fleksibel med hensyn til tilpasning af det magnetiske felt, og kan derfor også tilpasses til at emulere kendt teknik. Det skal dog pointeres at der ikke nødvendigvis er nogen fordel ved dette, idet de allerede nævnte ulemper ved kendt teknik også opstår ved emuleringen. Emuleringen forudsætter nemlig at man låser en række parametre til faste værdier eller hinanden, fordi kendt teknik er låst på en tilsvarende måde. Denne låsning skaber en væsentligt begrænsning 1 muligheden for dynamisk at ændre magnetfeltet medens det roterer. Så figur 2 tjener alene som en fælles referenceramme, og et udgangspunkt til at vise forskelle mellem kendt og ny-teknik. Det vises b.la. efterfølgende hvordan det roterende magnetiske felt (RMF) dynamisk kan ændres, når man bruger ny-teknik uden at låse parametrene, og hvordan man med ny-teknik kan opnå fordele, som ikke kan realiseres med 3-fase teknikken. Parametre der låses for at emulere 3 faser med ny-teknik. a) Mønsteret er en sinus, b) Mønsteret består lige netop af 1 periode, c) Der er 3 samples på mønstrets periodetid, eller et multiplum af 3, således at de 3 faser senere let kan uddrages af det samplede. d) Indlæsnings hastigheden og udlæsnings hastigheden er den samme, således at mønsterets frekvens kommer til at bestemme rotations hastigheden. e) Data der udlæses til spolerne, skal tages 3 steder i den samplede data-

DK 182406 B1 35 strøm, hvor de 3 steder skal passe med at der netop er 120 graders forskel i den samplede sinus. f) Antallet af uafhængige spoler i statoren er skal være 3, svarende til de 3 faser der er trukket ud af de samplede data. g)De 3 uafhængige spoler i statoren, skal fysisk være placeret i statoren med 120 graders afstand. Hver uafhængig spole skal deles i 2, hvor de 2 dele placeres modsat i statoren og fase vendes for at hver af de 3 samplede faser, kan lave en magnetisk nord og en magnetisk sydpol i statoren.

Figuren viser hvordan det er muligt med en tilpasset form for sampling at trække 3 faser ud af et sinusformet mønster eller signal. Så man får 3 samplede signaler (her A,B,C) der netop har 120 graders faseforskel. Forudsat at elektronikken er opdelt som kendt teknik med 3 ”kanaler” (faser) og statoren 1 motoren eller generatoren er opdelt som kendt teknik med parvis koblede spoler og 6/12/18 eller 24 spoler 1 alt, alt efter hvor mange poler motoren har, så kan man med de samplede signaler drive motoren med de 3 faser. Forskellen på denne emulering og kendt teknik 3-fase teknik, er at samplingen udgør en dynamisk forbindelse der kan ændres. Hvorimod kendt teknik benytter faste forbindelser der er lodet, krympet eller skruet sammen og derfor ikke kan ændres dynamisk. Ved at ændre samplingen, og behandlingen af de data man har samplet, kan man ændre hvilke dele (”Samples”) af mønsteret der forbindes til hvilke spoler og hvornår.

Forklaring figur 3;

Figur 3 viser en forbedret emulering af kendt 3 fase teknik med ny-teknik, ved hjælp af tilpasset sampling.De vigtige fordele ved at have uafhængige spoler, og et lige antal kanaler forklares.

Hvis man sammenligner figur 2 og 3, kan man se at der på fig. 3 samples 6

DK 182406 B1 36 gange på mønsteret, og elektronikken (E) har 6 kanaler, der styrer 6 spoler i statoren. Umiddelbart skulle man ikke tro at figur 3 var en forbedring, fordi den mere kompleks, men der er alligevel nogle forhold der gør visse aspekter af figur 3 er en forbedring.

Sampling uden begrænsninger. Det man skal tage med i overvejelserne er at vi laver en sampling af et kendt signal, som teoretisk, og i de fleste opsætninger er fuldstændigt uden begrænsninger. Samplingen skaber en form for dynamisk forbindelse, hvor vi kan lave en ”forbindelse” mellem et hvilket som helst punkt på mønsteret, og hvilken som helst spole i statoren, i hvilken som helst rækkefølge, til et hvilket som helst tidspunkt. Det er muligt fordi vi kan sætte sample-raten højt op, vi kender mønsteret, så vi kan lave enhver timing mellem mønsteret og samplingen, og fange ethvert punkt på mønsteret.

Og eftersom vi har samplet et kendt signal, så ved vi principielt hvad hver sample ”indeholder”, så vi kan bagefter blande eller manipulere de samplede data på hvilken måde vi ønsker.

Men på figur 2, er der nogle mekaniske begrænsninger, der gør at vi ikke kan udnytte at samplingen, og den efterfølgende manipulation kan være uden begrænsninger. a) På figur 2 er spolerne koblet 2 og 2 sammen. Det betyder at vi begrænser magnetfeltet til altid kun at have Nord og sydpol overfor hinanden i statoren, dvs. med 180 graders afstand 1 statoren. I praksis betyder det at vi ikke kan ændre vinklen væk fra 180 grader og ikke kan udnytte magnetfelter der dynamisk ændrer vinkelen, eller magnetfelter der bruger en vinkel mellem nord og sydpol der ikke er 180 grader. b) På figur 2 er der er et ulige antal (3) signaler til spolerne. Men eftersom magnetfelter altid har et lige antal poler, fordi Nord og sydpol optræder i ”par” (dipoler) , så kan man ikke direkte styre alle nord og sydpoler i statoren med et ulige antal signaler.

DK 182406 B1 37

Sagt på en lidt anden måde, så kan man med et lige antal signaler, forbundet til et lige antal uafhængige spoler, direkte skabe, styre og rotere dipoler indeni statoren. Dette kaldes også direkte magnetisk rotation her, og er forklaret nærmere på figur 4B.

Forklaring figur 4A/B ;

Figur 4A/B viser forskellen på fase og direkte magnetisk rotation af et magnetfelt.

Forklaring figur 4A ; Øverst, på figur 4A, ses faseteknikkens generering af magnetfeltet. Det er kendetegnende for et magnetfelt skabt af fase teknikken at: a) Den resulterende magnetiske dipol, markeret med N-S linien, er 1 3 fase- teknikken, skabt af 3 magnetiske dipoler som er lagt sammen, markeret med 3 stiplede linier indeni statoren. Fase-teknikken kræver denne sammenlægning af flere dipoler for at fungere. Hvis man fjerner bare 1 fase, og dermed én magnetisk dipol fra en 3 faset motor, så falder motorens effektivitet så voldsomt, at motoren i de fleste applikationer vil være ubrugelig. Man kan også sige at fase-teknikken bruger en indirekte måde til at skabe den resulterende magnetiske dipol, fordi der er en sammenlægnings proces imellem strømmen i spolerne, og det resulterende magnetiske felt. b) I fase-teknikkens er der altid en forskel mellem strømmen i spolerne, vinklen på de dipoler der lægges sammen og den resulterende magnetiske dipol. Forskellen for et 3 fase system er 120 grader. I Eksemplet figur 4A, er der taget et øjebliksbillede hvor strømmen i fase A er i fase med den resulterende magnetiske dipol (N-S linien), men for fase B og fase C, gælder det at strømmen 1 spolerne er 60 grader væk, fra at være maksimal ud for den

DK 182406 B1 38 resulterende magnetiske dipol.

Forklaring figur 4B ; Figur 4B viser til sammenligning med figur 4A, et direkte skabt magnetfelt. Figuren viser at til tidspunktet T1, er spole I og 9 aktive, således at der skabes en dipol i statoren imellem spole I og 9. Til tidspunktet T2, flyttes /roteres hele ”billedet” til den ene side således at spole 2 ogl0 nu er aktive, og der sker det, der her kaldes en direkte magnetisk rotation. Kendetegnende for det direkte skabte magnetfelt er; a) Der er ikke nødvendigt at lægge flere dipoler sammen, for at skabe eller flytte magnetfeltet. Man kunne tro at der var tale om en ”1-fase system”, men det er ikke helt korrekt, eftersom det ikke er en fase-forskel der driver rotationen. Bemærk at man sagtens kan have flere dipoler der lægges sammen, for at skabe den resulterende magnetiske dipol, men det er bare ikke nødvendigt for at skabe rotationen. b) Der er, som figuren viser, ikke forskel mellem fasen af strømmen i spolerne og polerne i det resulterende magnetiske felt. Et direkte skabt magnetisk felt behøver ikke denne forskel for at kunne skabe et roterende magnetisk felt, fordi det ikke er nødvendigt at lægge flere dipoler sammen, for at skabe det resulterende magnetiske felt og rotationen. Der kan opstå grænsetilfælde hvor der er en mindre forskel, den er bare ikke nødvendig for at skabe det resulterende magnetiske felt og rotationen.

Man kan sige at det er en direkte måde til at skabe den resulterende magnetiske dipol, fordi det ikke er nødvendigt med en sammenlægnings proces imellem strømmen i spolerne, og det resulterende magnetiske felt.

Forklaring figur SA/B ;

Figur SA/B viser forskellen mellem emuleret fase-rotation og hybrid rotation.

Figurene giver også en dybere forklaring på forskellen på fase-rotation og direkte magnetisk rotation.

DK 182406 B1 39

Forklaring figur SA; Figur SA viser hvordan et emuleret 3-fase signal, som det der er gennemgået på figur 3, kan integreres 1 et stator med 24 uafhængige spoler. Det der svarer til "Fase A", er tilført spole 1 og 2 og fasevendt til spole 13 og 14. Forbindelserne til fase B og C fremgår af tegningerne. Det vigtige på figur 5A, er at faserne tilføres til de samme spoler hele tiden, så rotationen af det magnetiske felt sker alene ved fase-rotation.

Højre side; Viser sammenhængen mellem amplituden af faserne og numrene på spolerne 1 statoren. Det er et øjebliksbillede hvor amplituden af fase A, på spole 1-2 og 13-14, er maksimal og fase B og C er 50% af maksimal. Pilene over faserne illusterer at amplituden af faserne vil ændres med tiden.

Venstre side; Viser statoren med 24 spoler, placeringen af de 3 faser og de dipoler de skaber. Pilen indeni statoren illustrer at det magnetisk felt roterer.

Forklaring figur 5B ; Figur 5B viser en hybrid rotation af det magnetiske felt, bestående af en fase-rotation skabt af faserne A/B/C, og en direkte magnetisk rotation skabt af flytningen (F) af faserne A/B/C i forhold til spolerne. Det skal her bemærkes at fasernes ikke mere tilføres til de samme spoler hele tiden, men at hele mønsteret med de 3 faser flyttes (F) i forhold til spolerne.

Og den resulterende rotations hastighed, er en funktion af både fasernes frekvens og den direkte magnetiske rotation.

Forklaring figur 6A-E ;

Figur 6A-E gennemgår gennemgår forskellige muligheder ved rotation af det roterende magnetiske felt (RMF).

Forklaring figur 6A; Figur 6A. Viser til venstre et digitalt mønster bestående af ligeså mange dele som der er uafhængige spoler i statoren. Pilen (F) indikerer at hele mønsteret flyttes til en side. Til højre vises statoren her med 16 spoler. Retningen på den resulterende dipol vises med N-S linien. Pilen indeni statoren, indikerer at dipolen roterer, pga flytningen af mønsteret (F).

DK 182406 B1 40

Forklaring figur 6B ; Figur 6B. Viser et mønster som 6A, men mønsteret er ”over opløst” fordi mønsteret består af flere dele end der er uafhængige spoler i statoren. opløsningen er øget, således at mønsteret nærmer sig et analogt signal. Det ses til venstre at opløsningen nu er 3 x højere, hvilket betyder at mønsteret skal flyttes 3 gange, for hver spole, hvilket er vist for 1 spole (1).

D.vs at mønsteret skal flyttes 48 gange for at rotere 1 gang i statoren.

Forklaring figur 6C ; Figur 6C. Viser at antallet af poler i det roterende magnetiske felt (RMF), dynamisk kan ændres med antallet af perioder af mønsteret på en rotation af mønsteret, dvs 360 grader. Hvis der sammenlignes med figur 6B, så er der 4 perioder i mønsteret på 6C, og det resulterer i 4 roterende dipoler i statoren. Ændringen kan ske dynamisk, medens motoren eller generatoren roterer, forudsat at der bruges en form for dynamisk forbindelse mellem mønsteret og spolerne, 1 stedet for en fast forbindelse. De magnetiske dipoler er antydet i statoren til højre, men den faktiske retning af dipolerne i statoren afhænger af hvilke retninger som rotoren favoriserer.

Ændringen af antallet af poler kan stamme både fra mønsteret, eller manipulation af mønsteret i den dynamiske forbindelse.

Forklaring figur 6D ; Figur 6D. Viser aktivering eller de-aktivering af dele af mønsteret, samt fasevendig, eller flytning af en del af mønsteret. På figur 6D er halvdelen af perioderne fjernet, og én periode er fasevendt eller flyttet, sammenlignet med figur 6C. Fjernelsen af perioderne, reducerer antallet af poler i det roterende magnetiske felt (RMF), og fasevendingen ændrer vinkelen på de mulige dipoler i statoren, hvilket ses hvis man sammenligner de magnetiske poler i statoren på figur 6C og 6D. Når man skal flytte et mønster i forhold til de stationære spoler, kræver det at man har styring af, og koordinering af hvilke ”dele” af mønsteret der på et givent tidspunkt skal forbindes til hvilke spoler. En positiv bivirkning ved dette behov for styring og koordinering, er at det er muligt at manipulere magnetfeltet, eksempelvis

DK 182406 B1 41 er det her muligt at aktivere eller deaktivere dele af det magnetiske felt, medens det roterer, via mønstret eller direkte i kredsløbene der roterer magnetfeltet.

Forklaring figur 6E ; Figur 6E. Viser ændring kurveformen af mønsteret som samtidig vil påvirke strøm kapaciteten. Direkte rotering af det magnetiske felt, er ikke afhængig af at signalet / mønsteret skal være en sinus. Det er derfor muligt helt frit at vælge kurveformen

På figur 6E vises en ændring af kurveformen fra trekant, til sinus og videre til firkant. Trekanten har fordel af at strømmen stiger / falder med konstant hastighed, sinus har fordel af at den reducerer de harmoniske frekvenser, firkant har fordel af at strømmen i alle spoler er maksimal, hvilket giver højere strømkapacitet og potentielt større drejningsmoment.

Forklaring figur 7A ;

Figur 7A viser ”del-stepping”, det er teknik hvor dele af mønsteret, som i magnet feltet udgør en dipol, bestående af en nord og sydpol, roteres tidsforskudt, hvilket også betyder at vinklen mellem polerne ændres igennem skiftet. Eksempel; Først (trin 1) er spole 1 og 4 aktive og danner dipolen, dernæst (trin 2) er I og 5 aktive, og til sidst (trin 3) er spole 2 og 5 aktive. Det er en metode til at hæve opløsningen, som kun er mulig med dynamisk forbindelse, og kræver at hver spole kan styres uafhængig af spolerne i den modsatte side af statoren. Det er således ikke muligt med fase-teknikken hvor modsatte spolerne er koblet sammen.

Forklaring figur 7B ;

Figur 7B viser ”tank-stepping” det er en speciel form for rotation af det magnetiske felt som er muligt med dynamisk forbindelse, hvor det er muligt dynamisk at lægge flere spoler sammen til en pol. På samme måde som bæltet

DK 182406 B1 42 på en “tank” eller bæltekøretøj, skaber fremdrift ved at når der sættes et led ned foran, så hæves der et led bagerst. På samme måde roteres magnetfeltet ved at hvert nord/sydpol består af mange spoler. Eksempelvis (trin 1) kan spole I til 12 lave en nordpol, og spole 13 til 24 laver en sydpol. Magnetfeltet flyttes så (trin 2) ved at skifte spole 1 ”ned” til sydpol, og spole 13 ”op” til nordpol. Tegningen skal forstås som at, ”op /ned” på de enkelte trin repræsenterer forskellig strømretninger, og det forudsættes i eksemplet så at spolerne i statoren er forbundet så ”op/ned” strømretning også skaber nord og sydpol i det magnetiske felt. Tegningen er også simplificeret, for at lette forståelsen, i praksis vil strømmen normalt være med højere opløsning.

Forklaring figur 8;

Figur 8 viser ændring af de magnetiske feltliniers retning, fra primært paralle til krydsende, og hvordan man kan styre feltlinierne igennem en rotor med polariteten af feltet. Dette kræver naturligvis en rotor der magnetisk tillader dette, for at kunne udnyttes i praksis. Eksemplet (trin 1) viser at spole I og 3 og 7 og 5, er aktive som nord /sydpol. I trin 2, ændres strøm retningen i spole

I og 5, og feltlinierne skifter til krydsende.

Forklaring figur 9 ;

På figur 9 vises en grundlæggende måde den dynamiske forbindelse kan fungere. Her flyttes mønsterets dele, hvilket skaber forbindelse til en ny spole.

Her har del-1 af mønsteret forbindelse til spole s4 i første tidsinterval (til) og flyttes til spole s3 i næste tidsinterval (ti2). Den på figur 9 viste måde kan eksempelvis realiseres med tilpasning af kendte teknikker som skifte-register som uddybes på figur 12, eller digitalt delay, ligesom flytning af data i

DK 182406 B1 43 registre som det f.eks ses i maskinkode eller software kan skabe den samme effekt, forudsat at samspillet mellem hardware og software er designet til dette.

Forklaring figur 10 ;

På figur 10 flyttes en forbindelse, således at der skabes nye forbindelser mellem en del af mønsteret til en ny spole, styret af tidsfaktoren. I første tidsinterval (til) er del-1 af mønsteret forbundet til spole s4, i næste tidsinterval (ti2)er samme del (del-1) forbundet til spole s3 osv. Lige bagved del-1 af mønsteret kommer del-2 af mønsteret osv osv, dette er ikke vist på tegningen for at gøre den mere overskuelig. Den på figur 10 viste måde kan eksempelvis realiseres med tilpasning af kendte teknikker som multipleksing eller sampling.

Forklaring figur 11 ;

Figur 11 viser hvordan den dynamiske forbindelse kan styres af software / kode, og supleres af sampling og pulsmodulation. Mønsteret køres gennem en PWM enkoder, der laver mønsteret puls moduleret, pwm signalet fødes til en U-processor sammen med data der bruges til at identificere de enkelte dele af pwm-signalet. Input på u-processoren, sampler pwm-signalet og opdeler det i dele, svarende til et multiplum af antallet af spoler i statoren. Nu kan u- processoren via software, styre omdrejnings retning som retningen delene dynamisk roteres i forhold til spolerne, og omdrejnings hastigheden som tidsfaktoren hvormed den dynamiske forbindelse roteres. Hvor efter den software / kode genererede dynamiske forbindelse, via de 8 data out, styrer strømmen i spolerne i statoren.

DK 182406 B1 44

Hvis u-processoren er hurtig nok kan den også beregne mønsteret, og tilpasse puls bredden, så årsagen til at bruge en pwm enkoder her er primært for at aflaste u-processoren, som så kan være en billigere type, eller sample frekvensen kan hæves. Man skal også tænke på at dette er et eksempel på dynamisk forbindelse via software / kode, og data out, registre og instruktions sæt 1 u-processoren er er ikke beregnet til at lave en dynamisk forbindelse der der roterer et mønster mellem 8 spoler, uafhængigt af hinanden, så beregningerne der skal laves i software kan let blive mere komplicerede og ressourcekrævende end funktioner u-processoren direkte er designet til.

Bemærk også at data out kun er 8 bit til 8 spoler, det betyder at hver spole kun har 1 bit til rådighed, det er dog ikke så vigtigt her fordi informationen om strømmængden her ikke ligger i antallet af bits, men i pulsmodulationen, som kan have en meget høj opløsning af pulsbredden, forudsat at sampleraten er høj nok.

Forklaring figur 12 ;

Figur 12 viser et eksempel på et shift-register der er koblet i ring, hvilket er en simpel måde at realisere en dynamisk forbindelse, hvor mønsteret roteres ved at blive flyttet i registeret, hvor registeret samtidig skaber forbindelsen til spolerne.

I eksemplet kommer data (mønsteret) parallelt ind og skiftes serielt mod højre, ved hjælp af et clock signal der ikke er vist. Mønsteret kan så rotere i registeret, og skabe det roterende magnetiske felt fordi hver ”celle” er forbundet til en spole 1 statoren. Så længe der er brug for samme udseende på magnetfeltet, kan det samme mønster rotere, og hastigheden kan styres ved tidsfaktoren, der her er periodetiden på clock signalet.

DK 182406 B1 45

Eksemplet viser et shift register med en bit-bredde på 4 bit (4x 1-bit), 1 praksis vil bit-bredden normalt være meget større, i det bit-bredden her bestemmer hvor mange elektromagneter / spoler i motorens stator, man kan styre uafhængigt af hinanden.

Eksemplet viser et shift register med en bit-dybde på 1 bit, i praksis vil bit dybden normalt være væsentligt større. Bit-dybden bestemmer i hvor mange niveauer man kan indstille strømmen. Et bit giver kun 2 niveauer, som kan bruges til on/off eller 2 strømretninger. 8 bit giver 256 niveauer, svarende til at man kan styre hver strømretning i 128 niveauer.

En fordel ved shift-registre, er at de ofte kan fungere på flere måder. De findes i udførsler der kan modtage data både serielt og som her parallelt. Parallelle data ind har den fordel at man ikke skal vente en rotation på at opdatere et helt magnetfelt. Og shift-registre kan ring-kobles som her, således at i perioder hvor mønsteret er konstant, kan det samme mønster rotere indeni registeret uden ændringer, men hastigheden af det roterende magnetiske felt, kan stadig justeres med clock frekvensen (tidsfaktoren).

Bemærk også at Figur 12 er forenklet ved at shift registeret direkte trækker spolerne i motor eller generatoren (MG), de pt. kendte typer af shift-registre vil kræve en form for strømforstærkning (strømkilder) for at kunne trække en motor der yder mere end få milli-watt. Men eftersom både shift-registre og strømkilder kan laves med digitale kredsløb, kan der godt i fremtiden komme kredsløb der integrerer shift-registre med strømkilder der kan drive motorer med høj effekt.

Forklaring figur 13 ;

Figur 13 viser øverst en rotor der er opdelt i forskellige cylindre. Her er det 3 cylindre og der er tale om en hybrid rotor, hvor cylinder I og 3 baseret på et

DK 182406 B1 46 andet princip end cylinder 2 der her fungerer med permanente magneter (PM).

I midten er vist hvordan denne hybride rotor ved lave RPM kan drives med et mønster 1 cylinder 1 og 3 der muliggør aktivering af de permanente magneter for ekstra drejningsmoment (torque).

Nederst er vist hvordan denne hybride rotor eksempelvis ved ved Høj RPM kan drives med et mønster i cylinder 1 og 3 der muliggør at de permanente magneter ikke bliver aktiveret.

Forklaring figur 14 ;

Figur 14 viser 2 eksempler på måder at lave strømkilder.

Figur 14 A, er en H-bro der er en kendt teknik til f.eks brushless motorstyring, den findes både som halv og hel bro og til balanceret eller enkelt forsyning.

Figur 14 B er en variation af en binær strømkilde som også er kendt teknik, men normalt brugt til mindre strømme. Princippet er at man direkte kan konvertere et digitalt signal, her bestående af 8bit data (D0-D7), til et analogt eller micro-step signal ved at forbinde data linierne til strømkilder hvor mængden af strøm de enkelte bit kan tænde/ slukke er vægtet efter værdien af den enkelte bit. Her er vægtningen udført ved at de enkelte strømkilder er forbundet til forskellige spændinger. Et andet brugt system er at vægtningen ligger i en seriemodstand der indgår i en strøm modkobling.

Forklaring figur 15A/B/C ;

Figur 15A/B/C Viser hybrid rotering af det magnetiske felt.

Forklaring figur 15A ; Figur 15 A (lav belastning) viser emuleret 3 fase signal tilført til kun 6 ud af 24 spoler i en stator. Ved at begrænse antallet af spoler signalerne tilføres, hæver man den gennemsnitlige strøm 1 spolerne for en given belastning, ved lav belastning kan det være med til at reducere

DK 182406 B1 47 hysterese tab.

Forklaring figur 15B ; Figur 15B (middel belastning) viser emuleret 3 fase signal tilført til alle 24 spoler i en stator. Fordi faserne er forskudt, er den gennemsnitlige strøm ca. 68% af den teoretisk maksimale strøm, hvilket er den højest mulige gennemsnitlige strøm for 3 fase systemet.

Forklaring figur 15C ; Figur 15C (Høj belastning) for at hæve den gennemsnitlige strøm, og dermed styrken af magnetfeltet, er rotationen ændret til direkte magnetisk rotation, med et mønster der er meget tæt på en firkant. Det viste mønstrer giver en teoretisk, gennemsnitlige strøm der er 92% af det teoretisk maksimale, idet 20 spoler har fuld strøm og 4 spoler har halv strøm. Hvis rise/fall time på firkanten nærmere sig nul, nærmer den gennemsnitlige strøm sig 100 %. Til venstre ses en stator, her med 24 spoler, hver spole tilføres mønsteret (M), som flyttes (F), og dermed skaber et roterende magnetisk felt (RMF). Til højre ses sammenhængen mellem mønsteret og spolerne på en lige, akse, hvilket muliggør at mønsteret ses som elektriske signaler normalt ses, og relateres til spolerne, hvor 1, 13 og 24 er nummeret. Det ses også at hele mønsteret flyttes (F), hvilket er samme flytning (F) der ses til venstre, bare i cirkulær form.

Illustrationen af direkte magnetisk rotation på figur 15C er lidt anderledes, end den der f.eks. findes på figur 4B og 5B, dette er gjort for at uddybe forståelsen, og lette sammenligningen med figur 15A og 15B.

Forklaring figur 16A/B/C/D ;

Figur 16A/B/C/D viser metoder til at lette overgange 1 strømmen 1 spolerne.

Overgange kan eksempelvis give variationer i drejningsmomentet, støj og andre gener.

Forklaring figur 16A ; Figur 16A viser til højre øverst vs, nederst at man kan ændre rise/fall time, eller kurveformen på mønsteret, helst kombineret med at

DK 182406 B1 48 tidsopløsningen øges og der skal flere individuelle flyt til at flytte mønsteret det der svarer til 360 grader delt med antallet af spoler i statoren. Nederst til højre er forkant / bagkant lagt helt ned og ændringen i strømmen i spolerne er trukket så lang tid som det er muligt uden at reducere amplituden. Trekanten har generelt en fordel frem for en sinus, idet rise/fall time er konstant igennem hele kurveformen og ændringen i strømmen er så lille som den kan blive.

Modsat en sinus der har en forskellig hældning igennem hele kurveformen.

Bemærk at den gennemsnitlige strøm kan sænkes endnu mere ved at reducere amplituden på trekanten, og at rise/fall time kan justeres i en kontinuerlig, glidende bevægelse, og justere den gennemsnitlige strøm, og dermed styrken af magnetfeltet og drejningsmomentet, fra 0 til tæt på 100%.

Forklaring figur 16B/C/D ; Figur 16B/C/D sammenligner måder at flytte mønstre der består af mange poler / skift på en rotation, hvor det igen vises hvordan overgange kan lettes.

Forklaring figur 16B ; Figur 16B viser den simple, hvor hele mønsteret flyttes samtidig, det er den måde der er brugt på mange figurer fordi den illustrerer hele processen i et eller 2 billeder. Men denne metode indeholder ikke nogen manipulationer for at forbedre overgang, andet end en eventuel regulering af rise/fall time.

Forklaring figur 16C ; Figur 16C, viser en måde mønsteret kan flyttes en del af gangen. Først flyttes den del af mønsteret der aktiverer spole 1 til spole 2, dette er vist (1.Ste flyt). Dernæst skal del 2,3,4 osv flytes på tilsvarende måde, dette er ikke vist. Måden giver en god fordeling af overgangene, men tidsopløsning skal øges tilsvarende. Hvis der er 1ms til at flytte hele mønsteret så skal hvert flyt maksimalt tage 1/24 ms, fordi der her er 24 spoler.

Forklaring figur 16D ; Figur 16D, viser hvordan et mønster bestående af flere dipoler kan flyttes en dipol af gangen. Fordelen i forhold til at flytte en del af gangen, er at flytning af hele mønsteret tager kortere tid, og dipolen er intakt

DK 182406 B1 49 igennem hele flyttet.

Forklaring figur 17 ;

Figur 17, viser et typisk blok diagram med de vigtigste blokke i ny-teknik.

Elektronikken (E) består af en RMF kontroller der koordinerer en mønstergenerator og den dynamiske forbindelse. Output af den dynamiske forbindelse, styrer via strømkilder (I) strømmen i spolerne i statoren i motoren eller generatoren (MG). Derudover er der en strømforsyning (PWR) til hele elektronikken.

Forklaring figur 18 ;

Figur 18, viser "optaget funktion". Optaget funktion er her navnet på en videre udvikling af ny-teknik, hvor man optager funktionen af mønsteret og den dynamiske forbindelse, og senere afspiller den. Hvis man sammenligner figur 18 med figur 17, ses det at optaget funktion indeholder flere funktioner /processer og at elektronikken er opdelt i 2 (E1 og E2).

Virkemåden er den at man først (E1) optager funktionen af mønsteret og den dynamiske forbindelse, og gemmer det i hukommelse.

Senere (E2) afspiller man så hukommelsen, og bruger det afspillede til at drive spolerne i statoren, og dermed skaber et roterende magnetisk felt.

Fordelen ved denne opdeling er at man kan spare vægt under afspilning. Et scenario kunne være en motorstyring til en drone-motor, hvor man optager de mønstre der er mest effektive til at drive motoren i kendte drift situationer, og gemmer disse. Bagefter kan man lave en ret simpel og let motorstyring der afspiller de gemte mønstre inkl. rotationen af det magnetiske felt, skabt i den dynamiske forbindelse. Optagelserne kunne indeholde mønstre med direkte

DK 182406 B1 50 magnetisk rotation, der typisk kan udvikle mere drejningsmoment end fase- teknikken, samtidig med at motorstyringen er simpel og let.

Ulempen ved optaget funktion, er at man godt kan optage mønstre til flere driftsituationer, men man kan ikke trinløst tilpasse parametrene som man kan i grundformen af ny teknik (figur 17), så der vil være grænser for hvor høj effektivitet man kan opnå, sammenlignet med grundformen af ny teknik (figur 17).

Forklaring Figur 19A/B/D; styring af flux I statoren. 19A: Viser en konfiguration som den der bruges I kendt teknik, hvor nord og sydpoler er modsat hinanden, I statoren. Ulempen ved denne konfiguartion mht flux, er at hvis mange spoler er aktive og strømmen er høj, så kan mængden af flux der cirkulerer I statoren blive høj, og det vil kræve meget magnetisk materiale I bagsiden af statoren for at undgå mætning. Pilen angiver hvilken vej flux fra spole 1 kan kanaliseres. 19B: Her er polerne I magnetfeltet ændret, således at flux fra spole 1 må finde andre kanaler. Fluxen kan nu finde en modsat pol, ved spole 4 og den afstand fluxen skal tilbagelægge er kortere. 19C: Her er alle spoler I statoren aktive, men spole I kan lave et kredsløb med de 2 spoler på hver side, så afstanden er kortest muligt. Hvis man sammenligner med figur 19A, og forestiller sig at alle spoler I en halvdel af statoren havde en polaritet, og modsatte side havde modsat polaritet, så skulle den samlede fluxmængde (på fig 19A) passere overgangen mellem de 2 halvdele af statoren, hvilket denne skulle dimensioneres efter. Men fordi (på figur 19C), at feltets polaritet hele tiden skifter, bliver den mængde flux der skal passsere mellem nord og syd væsentligt begrænset, og statoren behøver mindre magnetisk materiale på bagsiden. 19D: Her er antallet af aktive spoler reduceret, og spole 1 kan finde en

DK 182406 B1 51 “partner” via de inaktive spoler på hver side, dette kræver dog at rotoren har en opbygning der tillader denne ekstra fluxvej.

Forklaring figur 20A/B/D/E/F

Serien af tegninger figur 20A/B/D/E/F, viser eksempler på at man kan styre en motor eller generator ved at ændre magnetfeltet mm.

Figur 20A: Viser et mønster, beregnet til en stator med 48 spoler. Mønsteret skaber én magnetisk dipol som ikke er vist. Mønsteret kan flyttes med metoden tank-step vist på figur 7B. Fordi fordelingen af strømmen er en firkant, vil det virke som om motoren “stepper”, fordi de enkelte spoler enten er "on” eller "off” medens mønsteret flyttes, uanset opløsningen af det flyt der laves, vil strømmen pga firkant signalet enten være “on” eller “off”. Det skal bemærkes at alle spoler er aktive og det kunne være med maksimal strøm,

Dvs udnyttelsen af spolerne er 100%. Problemet med denne konfiguration med 180 graders forskel på nord og syd pol, er at mængden af flux der skal kanaliseres gennem bagsiden af statoren. Dette er også forklaret på figur 19

A-D.

Figur 20B: Her er antallet af poler I det magnetiske felt øget 6x. Det betyder a) mængden er flux der kanaliseres mellem nord og syd er reduceret ca. 6X. b) Frekvensen af mønsteret er hævet, hvilket kan være en fordel fordi tidspunkter hvor der er brug for maksimalt drejningsmoment, ofte er ved lav

RPM, det vil sige at der ofte ikke vil være brug for ekstra modulation, fordi mønsteret er "selvmodulerende” og man kan kontrollere frekvensen. c) Udnyttelsen af spolerne er stadig 100%.

Figur 20C: Hvis der er brug for mindre drejningsmoment, kan man ændre kurven til "trekant”, eller ændre rise/fall time på firkanten trinløst, hvilket I begge tilfælde vil ændre den gennemsnitlige strøm I spolerne, og dermed

DK 182406 B1 52 drejningsmomentet. Et andet vigtigt aspekt ved trekanten, er at modsat firkanter der vil styre strømmen on/of, så kan man med en trekant eller sinus gradvist skrue op/ned for strømmen. Typisk ville man ændre opløsningen af tiden, således at overgangen fra helt on, til off eller modsat polaritet er fordelt over 10-100 steps. Et problem med ikke firkantede signaler, er at de ikke er selvmodulerede, det kan man løse ved at bruge digitale signaler der først konverteres til analog I strømkilderne, som vist på figur 14 nederst, eller man kan tilføre modulation. Forudsat at opløsningen er høj, kan man således trinløst, eller med meget høj opløsning, gå fra noget der er digitalt (switched) og selvmodulerende (figur 20A/ og B) til noget der mere svarer til en analog (syncronous) driftform som vist på figur 20C.

Figur 20D: Efterhånden som omdrejnings hastigheden stiger, kan man reducere antallet af poler, for at forhindre at ændringen I strømmmen I spolerne sker for hurtigt. Her er der ikke noget problem med mængden af flux

Ibagsiden af statoren, fordi den gennemsnitlige strøm er reduceret af fordelings kurven, som er en trekant.

Figur 20 E/F: Refererer til hinanden, og viser hvordan poler helt kan fjernes fra mønsteret. Enten ved ændring I mønsteret, eller ved manipulation I den dynamiske forbindelse. At fjerne poler, sænker drejningsmomentet, men dette kunne også opnås ved at sænke amplituden / strømmen I spolerne. Årsagen til at man alligevel kan vælge at fjerne noget af mønsteret, er at det er en metode der kan bruges til at undgå at strømmen I de enkelte spoler bliver så lille, at hysterese tabet bliver forholdsvist stort. Ved at koncentrere strømmen I færre spoler, får man en højere gennemsnitlig strøm I de aktive spoler. Omvendt kan man, ved høj belastning, også vælge at hæve antallet af spoler der trækker strøm, for at sænke strømmen I de enkelte spoler, og mindske tabet pga mætning I de magnetiske materialer.

DK 182406 B1 53

Forklaring figur 21;

Forklaring figur 21A ;Figur 21A, viser kendt teknik i form af en motor drevet af 3 faser, i form af et analogt sinus signal.

Forklaring figur 21B ;Figur 21B viser kendt teknik i form af en motor drevet af et 3 fase digitalt step signal, signalet svarer til det der driver en “brushless

DC motor”, eller en 3fase stepmotor der ”halfstepper”. Et 3 fase signal er valgt, selvom 2 faser er mest almindeligt 1 digitale motorstyringer, fordi de tillader let sammenligning med figur 21A, og viser at Faserne grundlæggende er de samme, bare i analog og digital form med forskellig opløsning.

Forklaring figur 22;

Figur 22 A-F viser tilpasning af ny-teknik til forskellige rotor typer.

Figur 22 A/B viser et eksempel på hvordan metoden kan tilpasses en motor med en rotor baseret på permanente magneter (vist til højre på begge tegninger).

På figur 22 A er mønsteret en sinus (øverst), som kan opdeles I mindre dele, eksempelvis med sampling, og flyttes I forhold til statoren I den dynamiske forbindelse. Fordi kurveformen er en sinus, er den gennemsnitlige strøm ca det samme som for fase-teknikken, men “torque ripple” kan typisk reduceres ved at flytte mønsteret I små trin.

På figur 22 B er mønsteret ændret til en firkant (øverst), hvilket betyder at den gennemsnitlige strøm er større, og magnetfeltet stærkere. "Torque ribble” og "switching losses” kan potentielt reduceres ved at lægge forkant og bagkant lidt ned, og flyte mønsteret I flere trin for hver spole.

Forklaring figur 22 C/D; Figur 22 C/D viser et eksempel på hvordan metoden kan tilpasses en motor med en rotor baseret på magnetisk reluktans.

Figur 22 C viser som sammenligning hvordan hvordan fase-teknikken normalt styrer en en rotor baseret på magnetisk reluktans. Hvis man

DK 182406 B1 54 analyserer geometrien mm for denne motor, kan man beregne at maksimalt 67% af spolerne er aktive samtidig, og fordi polerne er mindre end "udskæringerne” påvirker magnetfeltet I gennemsnit anslået 20-40% af overfladen på rotoren. Mht til "torque ripple”, så skiftes ca. 30-50% af strømmen I hvert skift.

Figur 22 D viser et eksempel på hvordan ny-teknik kan styre en rotor baseret på magnetisk reluktans. Rotoren (vist til højre) er ændret således at her udgør "udskæringerne” kun 25% af den samlede overflade, dette er muligt fordi spolerne også dækker en mindre vinkel. Hvis man analyserer geometrien mm for denne motor, kan man beregne at maksimalt 75% af spolerne er aktive samtidig, og fordi polerne er større påvirker magnetfeltet I gennemsnit anslået 75% af overfladen på rotoren. Mht til “torque ripple”, så skiftes kun 2 ud af 12 spoler, svarende til 14% af strømmen I hvert skift.

Forklaring figur 22 E/F; Figur 22 E/F viser et eksempel på hvordan metoden kan tilpasses en motor med en Hybrid rotor baseret på magnetisk reluktans og permanente magneter.

Figur 22 E viser et eksempel på hvordan ny-teknik kan tilpasse mønsteret, og derved magnetfeltet, således at magnetfeltet har reduceret bredde. Dette kan potentielt bruges til at positionere de inaktive spoler ud for magneterne, og potentielt reducere "back emf” fra magneterne.

Figur 22 F viser et eksempel på hvordan ny-teknik kan tilpasse mønsteret, og derved magnetfeltet, således at alle spoler er aktive samtidige, og hele overfladen på rotoren påvirkes af magnetfeltet, hvilket potentielt kan øge drejningsmomentet. Rotation af mønsteret kan eksempelvis ske ved at flytte hele mønsteret på én gang, de permanente magneter skal nok sørge for at rotoren følger det magnetiske felt. Alternativt kan der bla. flyttes ved at bruge "tank-flyt” (Figur 7B) ved at lægge forkant/bagkant lidt ned (Figur 16 A) og flytte I mindre trin (Figur 6 A&B) , grafisk beregnet flyt (figur 24), eller

DK 182406 B1 55 grafisk beregnet og kompencerete flyt (figur 25) alle alternativer vil potentielt reducere “torque ripple”.

Forklaring figur 23 A/B/C/D;

Figur 23 A/B/C/D viser det der her kaldes ”dynamisk beregnet flyt”, det er en teknik hvor man udnytter flyttet i dynamiske forbindelse til at positionere magnetfeltet med højere opløsning. Det betyder i praksis at man kan opnå en mere kontinuerlig rotation af det magnetiske felt.

Et stort Problemet med kendt teknik mht. digitale rotationer kan være at magnetfeltet ”springer”, forstået på den måde at magnetfeltet slukkes og tændes på forskellige positioner i statoren, hvilket kan give problemer med ”torque rible”, og kræver en meget nøjagtig timing.

I systemer der kombinerer analoge og digitale metoder, hvor man f.eks har en analog sinus der digitaliseres, kan man udnytte ”microstepping”, hvor den analoge sinus digitaliseres med høj opløsning, således at ændringer i strømmen sker i mange små ”microstep. Den teknik kan man desværre sjældent bruge på rene digitale systemer, bl.a fordi rise/fall time på et digitalt on/off signal typisk er så høj, at digitaliseringen ikke kan fange den.

Dynamisk beregnet flyt, udnytter flyttet i den dynamiske forbindelse, til at beregne / indsætte positioner i mellem 2 spoler, og derved gøre rotationen af magnetfeltet mindre ”springende”, hvilket potentielt kan mindske ”torque riple” og gøre timingen af rotationen mere nøjagtig.

Figur 23 A viser udgangspositionen. I venstre kasse ses en række data (Data

X4) hvilket bare indikerer at der er 4X data, for hver spole i statoren. Det er det der også kaldes et ”over opløst mønster”. Den typiske måde til at opnå de nødvendig data ville være at have et mønster, med lige så mange dele som spoler i statoren, og så ”oversample” mønsteret 4X, eller beregne de nødvendige data i software. De 8 data, fødes til 2 forskellige summations

DK 182406 B1 56 forstærkere (Al og A2), som hver styrer en strømkilde der trækker en spole (S1 og S2) og yderst til venstre er retningen af det resulterende magnetfelt vist med en pil i forhold til statoren. I udgangspositionen, har spole S1 strømmen ”4” og S2 har strømmen ”0” hvilket giver et magnetfelt der er udfor S1 1 statoren.

Figur 23 B viser placeringen af magnetfeltet efter 1 flyt. Her har spole S1 strømmen ”3” og S2 har strømmen ”1” hvilket giver et magnetfelt der er flyttet ca. 15 grader henimod S2.

Figur 23 C viser placeringen af magnetfeltet efter 2 flyt. Her har spole S1 strømmen ”2” og S2 har strømmen ”2” hvilket giver et magnetfelt der er maksimalt ca. midt imellem S1 og S2.

Figur 23 D viser placeringen af magnetfeltet efter 3 flyt. Her har spole S1 strømmen ”1” og S2 har strømmen ”3” hvilket giver et magnetfelt der er roteret ca. 3/4 af vejen mellem S1 og S2.

Bemærkninger; -Data-mængden og antallet af spoler mm. kan naturligvis være højere end det her viste eksempel, således at en meget høj opløsning af rotationen er mulig. -Den her viste analoge summations kobling, kan håndtere alle kurveformer, både digitale firkanter og analoge sinus-signaler, og er således velegnet til systemer hvor kurveformen af mønsteret dynamisk kan ændres. -Den her viste analoge sumations kobling, kan i mange tilfælde med fordel erstattes af en beregning i software. Eller den kan udføres som en summerende A/D konverter i stil med den der er vist på figur 14B. -Multipliceringen af data-mængden, kan laves i hardware med eks.

Oversampling, men den kan også laves i software. Specielt gælder det at hvis den dynamiske forbindelse alene forbinder digitale data, med 1 bit opløsning, så vil et logisk ”1” i multipliceringen altid blive til en række af logiske ”1”, så man kan 1 software lave en 100x “oversampling” alene med en tæller der kan

DK 182406 B1 57 tælle til 100, som så repræsenterer de 100 x ”1”, og suplere med en registrering af hvor "kanten /overgangen” befinder sig.

Det er naturligvis også muligt at have et mønster der fra starten har flere dele, end der er uafhængige spoler i statoren (S).

-Sammenfattende kan man sige at man med dynamisk beregnet flyt, især 1 digitale systemer kan opnå en meget høj opløsning af rotationen, uden at bruge voldsomt mange spoler.

En motor baseret på kendt teknik, har typisk 12-24 spoler i statoren.

Ny-teknik, baseret på en dynamisk forbindelse, 24 spoler i statoren og dynamisk beregnet flyt med 16 dynamiske positioner mellem spolerne, vil kunne opløse én rotation 1 384 positioner. -dynamisk beregnet flyt, betyder at rene digitale on/off signaler får en ”overgang”, der kan sammenlignes med rice/fall tiden på analoge signaler, dette vil påvirke effekt indholdet af kurveformen.

Det er teknisk muligt, at variere hvor stort en del af mønsteret der indgår i beregningen af overgangen, således af overgange kan være mere stejl når der er brug for meget drejningsmoment, men det vil typisk hæve ”torque rible”. - Effekt indholdet af kurveformen, vil påvirkes mindre, jo flere spoler der bruges til at skabe hver magnetisk pol /dipol.

Eksempelvis vil Effekt indholdet blive påvirket minimalt ved en kurveform som figur 22B, hvor der bruges 24 spoler til hver magnetiske pol. -Dynamisk beregnet flyt har paralleller til det der i statestik benævnes ”moving average” og de forskellige variationer af dette.

Der er også paralleller til filtre i signalbehandling, der ofte bruger beregninger baseret på et mindre data-mængde, som flyttes i forhold til en stor data-mængde.

Det der adskiller dynamisk beregnet flyt, er at det nødvendige flyt i den dynamiske forbindelse aktivt bruges til at flytte den mindre data-mængde, 1 den store data-mængde, og at output af beregningen bruges til at flytte et magnetfelt mellem 2 spoler.

DK 182406 B1 58 -Tri & multi-state logik; det skal bemærkes at eksemplet er forenklet, for at princippet skal fremgå tydeligere. I de fleste aplikationer vil man bruge både magnetiske nord og syd-poler i statoren, hvilke kunne realiseres ved at data indeholdt mere end de to illustrerede tilstande (logisk ”1” og logisk ”nul”), typisk ville man bruge tri-state logik, eller f.eks 8 bit data der har en opløsning på 256. -Vægtning og grafisk beregning. Det er muligt at vægte data input. I eksemplet ville det svare til at de 4 modstande før forstærkerne (A1 og A2) havde forskellige værdier. Typisk ville man vægte, så de yderste modstande påvirkede beregningen mindre end dem i midten. Hvis input data har en høj opløsning, og skiftet mellem høj/lav er en forholdsvis lige line, så kan man faktisk nøjes med data fra midten. Man kan med andre ord benytte sig af at hvis man tegner en ret linie i et koordinatsystem, så vil midtpunktet på linien også repræsentere middelværdien, så man kan her sige at man laver en form for grafisk beregning, ofte med en reduceret nøjagtighed. Når begge forstærkere får data der repræsenterer den samme rette linie, er der ikke nogen fejl. Men der kan opstår situationer hvor beregningen indeholder en fejl, som man i mange tilfælde kan leve med fordi kredsløbene kan simplificeres meget.

Med andre ord, kan man i praksis, forudsat at mønsteret overvejende indeholder rette linier (e.ks firkanter og trekanter), og man sørger for at oversample med et ulige antal (eks 3,5,7 etc), med god nøjagtighed nøjes med at bruge de midterste data, og stadig opnå at flytte magnetfeltet med høj opløsning, som det er illustreret på figur 23A-D.

Forklaring figur 24.

Figur 24 viser grafisk beregnet flyt, der er en simplificering af dynamisk beregnet flyt. Figur 24 viser at hvis bare kurveformen består af rette linier, så kan man lave en ”beregning” alene ved hjælp af data / information fra midten

DK 182406 B1 59 af linjen. Det særlige ved rette linier, er at midten af linjen repræsenterer ”middelværdien” af hele linjen, og man kan også finde hældningen af linjen med 2 punkter et hvilket som helst sted på linjen.

Fordelen ved grafisk beregnet flyt, er at man ved kurveformer der indeholder mange punkter på en overgang mellem 2 spoler, kan undgå at lave mange beregninger 1 software eller hardware.

Ulemperne ved grafisk beregnet flyt er at;

A) kurveformen skal indeholde mere information, det er ikke nok med en digitalt ”on /Off” signal, kurveformen skal have en rise og fall time, fordi hvis man kun bruger ét data-punkt der repræsenterer en hel linie, så er der ikke nødvendigvis nogen egentligt beregning, fordi man gå ud fra at de rette linier 1 kurveformen allerede indeholder resultatet af beregningen. Behovet for en rise og fall time, er ikke nødvendigvis noget stort problem, det er ikke noget større teknisk problem at skabe en kurveform med en veldefineret rise og fall time, og for opfindelsen gælder det at rotorens omdrejningshastighed styres uafhængigt af kurveformen og frekvensen af kurveformen, så kurveformen skal ikke ”genberegnes” hver gang hastigheden ændres.

B) En anden Ulempe ved grafisk beregnet flyt er der skabes en fejl. Fejlen opstår når den del-mængde som beregningen dækker, indeholder data eller information fra 2 eller flere rette linier. Fejlen resulterer typisk 1 at magnetfeltets transition mellem 2 spoler, ikke kommer til at forløbe fuldstændigt lineært med konstant hastighed. Igen er det ikke nødvendigvis noget stort problem, magnetfeltets transition mellem de 2 spoler kommer normalt til at starte og slutte i den rigtige position, men hastigheden vil normalt variere lidt undervejs. Og hvis magnetfeltets transition mellem de 2 spoler er opdelt i 10-100 flyt, vil hastigheds ændringen mellem hvert flyt være lille, og påvirkningen af effektiviteten vil tilsvarende være acceptabel i mange applikationer. Fejlen er også illusteret på figur 25A.

DK 182406 B1 60

Forklaring figur 25 ;

Figur 25 A-b viser kompenceret grafisk beregnet flyt.

Figur 25 A viser den fejl som grafisk beregnet flyt kan lave. Selvom kurveformen består af rette linier, og der er en rise / fall time, kan der opstå en fejl, når beregningen udtager en delmængde som indeholder data fra 2 el flere rette linier, fordi den mindre del af del-mængden der bruges ( Her ”0”) ikke repræsenterer middelværdien af hele del-mængden, så den korrekte beregning er 1/3, men det grafisk beregnede flyt kommer fejlagtigt ud med 70”.

Figur 25 B viser hvordan man kan kompencere for fejlen i figur 25A.

Princippet er at man kompenserer kurveformen, så hvert punkt på kurven faktisk repræsenterer resultatet af den beregning man ønsker, ved en given størrelse af delmængden. I eksemplet på figur 25B indeholder del-mængden 3 værdier, og man ved at fejlen kun opstår når de 3 værdier spænder over 2 eller flere forskellige lige linier. Så kurveformen omkring overgangen mellem de lige linier, skal kompenseres, så den mindre del af del-mængden, der bruges for at repræsentere hele delmængden, rent faktisk repræsenterer hele delmængden. I eksemplet, består delmængden af 3 værdier (0,0,1) og forudsat at beregningen bruger middelværdien til at beregne flyttet, så burde den miderste værdi være ”0.3”, så i det punkt skal kurven kompenseres til at være 0,3. Det skal bemærkes at; -Eksemplet bruger en analog kurve til illustration, kurveformen kan også være digitaliseret uden det ændrer på effekten af kompenseringen. -Eksemplet bruger en del-mængde på 3, teoretisk kan del-mængden være alle tal, bare man tager højde for det i kompenseringen. -Eksemplet bruger en del-mængde der er et ulige tal, dette gør det let at finde midten, men teoretisk kan del-mængden også være 2 værdier omkring midten eller være I værdi forskudt fra midten, man skal bare tage hensyn til valget i det videre forløb, eller leve med en unøjagtighed.

DK 182406 B1 61 -Eksemplet viser en analog beregning (Al), og det er grafisk antydet at beregningen ikke er nødvendig, når ét punkt på kurven (her 0,3) repræsenterer resultatet af en faktisk beregning af en hel del-mængde, som det er tilfældet på figur 25 B. Det er antydet ved, at de punkter man kan se bort fra, på figur 25 B er tegnet med stiblet linie mellem kurveform og beregning. Og det det punkt der skal bruges, er fuldt optegnet mellem kurveform og beregning. -Eksemplet bruger en beregning der er en middelværdi, hvilket er hurtigt og nøjagtigt i forbindelse med rette linier. Men potentielt kan der være applikationer hvor en grafisk kompenseret beregning med fordel kan tage udgangspunkt i en kurveform der ikke alene består af rette linier og bruge beregninger der afviger fra middelværdien. Udover at kompensere for fejl i beregningen, er det også muligt at kompensere for andre faktorer der påvirker rotationen mellem 2 spoler, det kunne eksempelvis være små ulineariteter i magnetfelterne mellem spolerne. -Hvis man sammenligner rotation af et magnetfelt baseret på kompenseret grafisk beregnet flyt, med en brushless de motor som vist på figur 21B, eller en 3 fase motor som vist på figur 21A, eller lignende, så kan en motor eller generator baseret på kompenseret grafisk beregnet flyt, både opløse rotationen i lige så mange trin som er nødvendige uden at bruge flere signaler med forskellig fase, og samtidig kompensere for unøjagtigheder i magnetfelterne i mellem 2 spoler i statoren (S). Man kan med rise/fall time styre både hvor lang tid det overordnet tager at flytte et magnetfelt mellem 2 spoler, samtidig med at udseendet at kurveformen under rise/fall time, styrer det eksakte forløb af flytningen af magnetfeltet. Og evnen til at styre det eksakte forløb af flytningen af magnetfeltet, er noget som ikke på samme måde, eller i samme grad, findes hos kendt teknik.

Forklaring Figur 26;

DK 182406 B1 62

Figur 26 viser timet vægtet flyt. Det er en metode hvor man kan time flytningen af magnetfeltet, som udnytter de tilfælde hvor magnetfeltet er opdelt 1, eller efterfølgende bliver opdelt 1, flere dele end der er uafhængige spoler i statoren. Det gælder eksempelvis på figur 23,24,25, der bruger forskellige beregninger til at beregne strømmen i spolerne i statoren. For figur 24 og 25 gælder det, at der er data / information der smides væk og ikke bruges i det videre forløb efter beregningen. Det der er interessant, er hvis man kigger på figur 23 B-D, så ses det at den dynamiske forbindelse flytter data / kurveform i forhold til beregningen. Det betyder så, at det er forholdet mellem den dynamiske forbindelse og beregningen, der bestemmer hvornår et mønster faktisk kommer til at styre strømmen i en spole. Det medfører så, at her hvor der er data / information der smides væk i beregningen, så kan man faktisk bruge det der ellers smides væk, til at ændre timingen og flytte magnetfeltet i forhold til rotoren. Figur 26 viser, at hvis der er 100 punkter for hver spole i statoren, så kan man ændre timingen +/- 50 punkter i forhold til midtpunktet af del-mængden. Man skulle tro at det fuldstændig ville ødelægge nøjagtigheden af den grafiske beregning der er hjertet 1 figur 24 og 25, men dette er ikke nødvendigvis tilfældet. Princippet i den grafiske beregning, er at man kun kigger på et eller meget få punkter på en kurveform, og går ud fra at de nøjagtigt repræsenterer en større delmængde. Derfor beror nøjagtigheden primært af hvor korrekt kurveformen er. Og pga. flyttet i den dynamiske forbindelse vil det at ændre timingen +/- 50 punkter, primært påvirke hvornår et givent punkt kontrollerer strømmen i en given spole. Sagt med andre ord, så kan de punkter der eller smides væk bruges til nøjagtigt at time flyttet af magnetfeltet mellem 2 spoler i statoren. Hvis der er 20 spoler i statoren og hver overgang mellem 2 spoler er opløst i 100 punkter, så svarer det til at magnetfeltet kan flyttes / times med en nøjagtighed på 0,18 grader i forhold til de 360 grader på én rotation.

Claims (39)

DK 182406 B1 63 Krav

1. Metode for generering af et roterende magnetisk felt (RMF) i en elektrisk motor eller generator (MG) ved hjælp af en RMF kontroller, KENDETEGNET ved at metoden s omfatter følgende trin: e Vælge RMF-Parametre i RMF kontrolleren (1703), * Koordinering i RMF kontrolleren (1703), af et mønster og dettes flytning i forhold til spolerne, baseret på de valgte parametre, hvor mønsteret er et signal der indeholder information om fordelingen af strøm i mellem de enkelte spoler (1708) i statoren (S), hvor informationen som minimum er opdelt i, eller efterfølgende bliver opdelt i ligeså mange dele, som der er elektrisk uafhængige spoler i statoren, hvor fordelingen af strømmen skaber det magnetiske felt 1 statoren, * Generering af mønsteret (1704), - Eksekvering af flytningen af mønsteret i en dynamisk forbindelse (1705), hvor mønsteret flyttes i

DK 182406 B1 64 forhold til spolerne i statoren (S), hvor flyttet valgfrit kan indeholde en ændring af mønsteret.

2. Metode ifølge krav 1, KENDETEGNET ved at strømmen i spolerne kan ændres til over 75 %, af den s maksimale samtidige strøm i alle spoler, hvor ændringen sker medens feltet roterer.

3. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved at alle spoler i statoren (S) er elektrisk isoleret fra hinanden, og aktiveres uafhængigt af hinanden.

4, Metode ifølge krav 3, KENDETEGNET ved et lige antal spoler.

5. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved at kurveformen af signalerne på spolerne primært består af rette linier.

6. Metode ifølge ethvert af de foregående krav,

DK 182406 B1 65 KENDETEGNET ved at kurveformen af signalerne på spolerne, kan ændres medens feltet roterer.

7. Metode ifølge krav 6, KENDETEGNET ved at stige eller falde tiden på kurveformen ændres.

8. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved at strømmen i spolerne i statoren, ikke er tilført modulation, udover den modulation mønsteret eventuelt tilfører strømmen i spolerne.

9. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved ændring af det roterende magnetiske felt (RMF), ved ændringer i mønsteret, medens feltet roterer.

10. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved ændring af antallet af magnetiske syd eller nord poler i det roterende magnetiske felt (RMF), hvor ændringen sker medens feltet roterer.

DK 182406 B1 66

11. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved ændring af hvor mange spoler i statoren, der bruges til at skabe én magnetisk nord eller magnetisk sydpol i det roterende magnetiske felt (RMF), s hvor ændringen sker medens feltet roterer.

12. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved at en eller flere magnetiske nord eller syd poler i det roterende magnetiske felt består af et enkelt magnetisk felt, eller er skabt af spoler i statoren, der er drevet med signaler med ens fase.

13. Metode ifølge krav 12, KENDETEGNET ved at en eller flere magnetiske nord eller syd poler i det roterende magnetiske felt, er opdelt i mindre dele, hvor de mindre dele kan flyttes uafhængigt af hinanden, og i forhold til spolerene i statoren (S).

14. Metode ifølge ethvert af kravene 12-13, KENDETEGNET ved at de magnetiske nord eller syd poler, roteres ved eksekvering af flytningen af mønsteret i

DK 182406 B1 67 forhold til spolerne i statoren, hvor flytningen tager hensyn til placeringen og rækkefølgen af spolerne i statoren (S), for at skabe kontinuerlig rotation af det roterende magnetiske felt (RMF).

15. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved at mønsteret eller den dynamiske forbindelse (1705) udnyttes til at emulere fase rotation (fig. SA).

16. Metode ifølge ethvert af kravene 14- 15, KENDETEGNET ved Hybrid rotation af magnetfeltet (fig.

SB).

17. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved ændring af de magnetiske returveje i statoren (fig. 19 A-D), hvor returveje af magnetisk flux i 1s den ikke aktive del af statoren ændres, hvor den magnetiske flux skaber et kredsløb mellem nord og sydpol af en spole der går strøm i, hvor den ikke aktive del af statoren her er den del der ikke er beviklet eller inden i en

DK 182406 B1 68 spole, eller har en grænselade mod rotoren, hvor ændringen sker medens feltet roterer.

18. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved at den dynamiske forbindelse (1705) helt eller delvist er er opnået med sampling.

19. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved en eksekvering af flytningen, hvor dele af mønsteret flyttes (fig. 9).

20. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved en eksekvering af flytningen, hvor forbindelser flyttes (fig. 10).

21. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved at den dynamiske forbindelse (1705) udnytter software til flytning af, eller ændring af mønsteret.

22. Metode ifølge ethvert af de foregående krav,

DK 182406 B1 69 KENDETEGNET ved at den dynamiske forbindelse (1705) er en optaget funktion (fig. 18).

23. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved at det roterende magnetiske felt (RMF) er opdelt i dele, men roteres som en helhed, hvor den magnetiske styrke af de enkelte dele kan justeres uafhængigt af hinanden.

24. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved at det roterende magnetiske felt (RMF) er opdelt i dele der roteres tidsmæssigt forskudt (fig. 7B), hvor strømmen i de enkelte spoler styres uafhængigt af de andre spoler i statoren.

25. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved at mønsteret, er opdelt i, eller bliver opdelt i, flere dele end der er elektrisk uafhængige spoler i statoren (fig. 6B), hvor opdelingen er i tidsdomænet.

26. Metode ifølge krav 25, KENDETEGNET ved en

DK 182406 B1 70 beregning af magnetfeltets retning med en delmængde (fig. 23A), hvor mulige nye positioner af magnetfeltes retning imellem 2 eller flere spoler i statoren beregnes, og magnetfeltet flyttes til den beregnede position, hvor beregningen er baseret på en delmængde udvalgt af en større mængde der repræsenterer mønsterets opdeling i dele, hvor eksekveringen af flyttet samtidig udvælger delmængden til beregningen, hvor de enkelte dele der indgår i en delmængde, valgfrit kan være vægtet før beregningen.

27. Metode ifølge ethvert af kravene 25-26, KENDETEGNET ved et flyt med vægtning før beregning, hvor vægtningen er baseret på kendskab til det grafiske udseende af en kurveform domineret af rette linier.

28. Metode ifølge ethvert af kravene 25-27, KENDETEGNET ved et flyt der som minimum er kompenseret for fejl i beregningen på grund af udvælgelsen eller vægtningen af de dele der indgår i beregningen (fig. 25 A), hvor fejlen kan forudses ud fra

DK 182406 B1 71 kendskab til kurveformen, udvælgelsen eller vægtningen, hvor kompenseringen er tilføjet kurveformen, hvor kompenseringen valgfrit også kan indeholde kompensering for andre uliniariteter der påvirker s effektiviteten af flytning af magnetfeltet til en ny position i forhold til statoren (S).

29. Metode ifølge ethvert af kravene 27-28, Kendetegnet ved et flyt hvor timingen af flyttet af magnetfeltet i forhold til spolerne i statoren forskydes (fig. 25 B), hvor timingen forskydes ved at forskyde den delmængde der bruges til beregningen.

30. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved et flyt hvor RMF kontrolleren roterer 2 dele af mønsteret, der skaber 2 poler af en 1s magnetisk dipol forskudt i tidsdomænet (fig. 7 A).

31. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved et flyt af en magnetisk dipol med forkant og bagkant (fig. 7 B), hvor dipolen er dannet af af

DK 182406 B1 72 2 grupper af spoler med hver sin polaritet, hvor flytning af dipolen sker ved at fjerne en spole på bagkanten, og tilføje en spole på forkanten af begge grupper, hvor forkant og bagkant refererer til omdrejningsretningen, hvor en spole s gruppe består af 2 eller flere spoler.

32. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved en hybrid rotor, hvor rotoren (R) er opdelt i cylindre i dens aksiale retning, hvor mindst 2 cylindre er forskellige med hensyn til fordelingen af magnetisk reluktans eller magnetiske poler, hvor mindst 2 cylindre har sin egen gruppe af spoler, hvor minimum 2 grupper af spoler efter behov kan drives af forskellige mønstre, eller samme mønster forskudt i tidsdomænet.

33. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved strømkilderne (1706) konverterer et digital signal til en analog strøm.

34. Metode ifølge krav 33, KENDETEGNET ved at opløsningen af amplituden af strømmen i spolerne, er

DK 182406 B1 73 større end 4 bit eller 16 niveauer.

35. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved at mindste enhed af tid som RMS kontrolleren kan inddele flytningen eller rotationen af et s mønster i, ved en given omdrejnings hastighed på rotoren, er mindre end den tid et det tager et fast punkt på rotoren at rotere fra centrum af en spole til centrum af næste spole, hvor spolerne er monteret lige efter hinanden i statoren.

36. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved at ændringer i strømmen i en spole, trækkes i tidsdomænet, ved at øge stige og faldetid på signalerne.

37. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved ændring af antallet af spoler der samtidig er inaktive medens feltet roterer, hvor de enkelte spoler er uden strøm i minimum 0,1% af den samlede tid en rotation af rotoren tager.

DK 182406 B1 74

38. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, KENDETEGNET ved RMF kontrolleren (1703) justerer det gennemsnitlige antal af spoler der går strøm i.

39. Metode ifølge ethvert af de foregående krav, s KENDETEGNET ved at RMF kontrolleren (1703) justerer timingen af flyttet af de enkelte dele af mønsteret individuelt.