-
Die
Erfindung betrifft ein stufenlos arbeitendes Elektrogetriebe.
-
Bei
herkömmlichen
Zahnradgetrieben ist die Drehzahl stufenweise variierbar, wobei
zum Schalten der Zahnradgetriebe Reibkupplungen oder hydraulische
Kupplungen vorgesehen sind. Wenngleich derartige Getriebe einen
hohen mechanischen Wirkungsgrad aufweisen, haben Sie dennoch den
Nachteil, dass auf Grund der stufenweisen Drehzahlregelung in den
meisten Fällen
nicht der optimale Drehzahlbereich z.B. eines Verbrennungsmotors
genutzt werden kann. Dies hat zur Folge, dass der energetische Gesamtwirkungsgrad
aus Getriebe und Verbrennungsmotor in der Regel relativ schlecht
ist.
-
Ferner
sind stufenlos arbeitende Getriebe mit Riemen oder Schubgliederketten
bekannt. Diese haben den Vorteil, dass eine stufenlose Drehzahlregelung
möglich
ist. Das Vorsehen von Riemen weist jedoch den Nachteil auf, dass
diese starken Alterungseinflüssen
ausgesetzt sind und der Gesamtwirkungsgrad derartiger Getriebe relativ
schlecht ist. Schubgliederkettengetriebe weisen den Nachteil auf, dass
das maximal übertragbare
Drehmoment im Vergleich zu Zahnradgetrieben eher beschränkt ist.
-
Ferner
sind bei Fahrzeugen mit geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten, wie
beispielsweise bei Baumaschinen und Ackerschleppern, hydrostatische Antriebe
bekannt. Bei diesen wird die Leistung des Verbrennungsmotors in
einen Ölstrom
umgewandelt, der sodann einen Ölmotor
antreibt. Obwohl der mechanische Wirkungsgrad eines hydrostatischen
Antriebs relativ schlecht ist, können
in Verbindung mit einem hoch entwickelten Getriebe-Motor-Management relativ
gute Gesamtwirkungsgrade erzielt werden. Derartige Getriebe weisen
jedoch neben der erzielbaren geringen Fahrzeuggeschwindigkeit den Nachteil
auf, dass die Herstellungskosten eher hoch sind.
-
Da
Elektromotoren gut regelbar sind, ist es ferner bekannt, mit Hilfe
eines Verbrennungsmotors einen Generator zur Erzeugung von elektrischer
Energie anzutreiben und die Drehzahlregelung durch eine Modulation
der Frequenz, der Spannung und/oder des elektrischen Stroms vorzunehmen.
Da sich die Wirkungsgrade der einzelnen Bestandteile Verbrennungsmotor,
elektrischer Generator, Regelung und elektrischer Motor multiplizieren,
weisen derartige Maschinen einen relativ schlechten Gesamtwirkungsgrad
auf.
-
Grundsätzliches-Funktionsweise
einer elektrischen Maschine: Rotierende elektrische Maschinen sind
Energiewandler, die eine Umformung zwischen elektrischer und mechanischer
Energie vornehmen. Die Leistung einer elektrischen Maschine wird
auf der einen Seite durch die Größe der elektrischen
Spannung U und dem Strom I, auf der anderen Seite durch das Drehmoment
M und die Drehzahl n bestimmt.
-
Elektrischer Generator:
-
Ein
extern angetriebener Läufer
(Rotor) induziert in einem mit einer Wicklung versehenen Ständer (Stator)
bei Drehzahldifferenzen zwischen Rotor und Stator ein elektrisches
Feld. Dieses Feld führt
in der Statorwicklung bei Kurzschluss oder Belastung zu einer elektrischen
Leistung. Durch den Leistungsfluss im Stator entsteht ein (Rück-) Drehmoment.
-
Elektrischer Motor:
-
Umgekehrt
verursacht ein Leistungsfluss im Stator auf den Rotor ein Drehmoment.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, ein stufenloses Elektrogetriebe mit hohem
Wirkungsgrad und großem
Drehzahlbereich bzw. großer
Spreizung zu schaffen.
-
Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein stufenloses Elektrogetriebe
gemäß Anspruch
1.
-
Die
Erfindung betrifft ein stufenlos arbeitendes Elektrogetriebe, welches
einen hohen mechanischen Wirkungsgrad aufweist und für einen
weiten Drehzahlbereich nutzbar ist. Die bislang übliche räumliche Trennung von Generator
und Motor ist erfindungsgemäß aufgehoben
und zu einer Einheit zusammengefügt.
-
Der
Stator ist hierbei nicht fest, sondern drehbar gelagert. Der Rotor
ist in dem hier beschriebenen elektrischen Getriebe als drehbare
Eingangswelle, der Stator als drehbare Ausgangswelle ausgeführt (es
kann sowohl der Läufer
eingangsseitig und der Stator ausgangsseitig als auch der Stator
eingangsseitig und der Läufer
ausgangsseitig ausgeführt
werden).
-
Über ein
elektrisches Kraftübertragungselement
ist die Eingangswelle erfindungsgemäß mit einer Ausgangswelle verbunden.
Hierbei weist das elektrische Kraftübertragungselement in der Regel mit
der Eingangswelle verbundene Magnete auf, die in mit der Ausgangswelle
verbundenen Spulen eine Leistung induzieren. Eingangs- und Ausgangswellen sind
erfindungsgemäß zur Übertragung
der Drehbewegung von der Eingangs- auf die Ausgangswelle nicht formschlüssig miteinander
verbunden.
-
Ggf.
kann zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle ein mechanisches
und/oder elektrisches Getriebe zur Drehzahlregelung vorgesehen sein.
-
Durch Öffnen eines
beispielsweise eine Spule kurzschließenden Schalters wird das Drehmoment verringert,
so dass die Drehzahl der Abtriebswelle verringert wird. Die Drehzahlregelung
erfolgt somit mit Hilfe einer lastabhängigen Drehmomenterzeugung.
Dies kann durch Variieren der elektrischen Leistung erfolgen. Ebenso
ist es möglich,
elektrische Leistung abzuführen
und diese beispielsweise für
andere Verbraucher zu nutzen oder einer Batterie bzw. Akkumulator
zuzuführen.
-
Vorzugsweise
weist die Schalteinrichtung eine Modulationseinrichtung auf, durch
die eine Modulation der Frequenz, der Spannung und/oder des Stroms
möglich
ist. Hierdurch ist es möglich,
die Drehzahl der Ausgangswelle stufenlos zu variieren. Besonders
bevorzugt ist es hierbei, die Modulationseinrichtung in elektronische
Schalter zu integrieren.
-
Die
mit der Eingangswelle verbundenen Magnete können zumindest teilweise als
Elektromagnete ausgebildet sein. Durch eine elektrische Anregung der
Magnete können
Magnetfelder unterschiedlicher Stärke hervorgerufen werden. Dies
führt zu
einer Veränderung
der in den Spulen induzierten Spannung und somit zur Beeinflussung
der Drehzahl der Ausgangswelle.
-
Das
erfindungsgemäße Elektrogetriebe weist
insbesondere den Vorteil auf, dass ein hoher Gesamtwirkungsgrad
von vorzugsweise über
90% erzielt werden kann. Ferner ist das Getriebegewicht verglichen
mit bekannten Getrieben sehr gering. Auch die Gesamtwärmeverluste
sind äußerst gering und
gegenüber
beispielsweise hydrostatischen Getrieben etwa nur halb so hoch.
Da das Getriebe, von Schmierstoffen abgesehen, ölfrei arbeitet, sind die Herstellungskosten
relativ gering. Ferner ist das Getriebe verschleißarm, da
insbesondere keine mechanischen Schaltvorgänge erfolgen. Des Weiteren
ist der Aufbau des Getriebes variierbar, so dass es an die einzelnen
Drehzahlbereiche bestimmter Einsatzgebiete auf einfache Weise angepasst
werden kann.
-
Die
vorstehenden Gemeinsamkeiten der Erfindung sind insbesondere anhand
der nachstehend anhand der Zeichnungen beschriebenen zwei Varianten
ersichtlich.
-
Es
zeigen
-
1 eine
schematische Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, und
-
2 eine
schematische Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
-
Das
erfindungsgemäße elektrische
Getriebe gemäß einer
ersten bevorzugten Variante (1) weist
eine mit einer Antriebseinrichtung verbindbare Eingangswelle 80 auf.
Hierbei kann es sich bei der Antriebseinrichtung beispielsweise
um einen Verbrennungsmotor handeln.
-
Ferner
weist das Getriebe eine Ausgangswelle 60 auf, wobei die
Eingangswelle 80 und die Ausgangswelle 60 über eine
elektrische Kraftübertragungseinrichtung
miteinander verbunden ist. Eingangs- und Ausgangswelle sind nicht
formschlüssig miteinander
verbunden. Zwischen der Eingangswelle 80 und der Ausgangswelle 60 wird
ein elektrisches Feld aufgebaut, das ein Drehmoment erzeugt, welches
als Schleppmoment lastabhängig
die Ausgangswelle 60 der Eingangswelle 80 folgen
lässt.
-
Da
das Schleppmoment des Getriebes wie auch alle sonstigen mechanischen
Widerstände
im Getriebe immer zur Folge haben, dass die Ausgangswelle 60 von
der Eingangswelle 80 mitgezogen wird, kommt es erfindungsgemäß zu einer
Steigerung des mechanischen Wirkungsgrades des Getriebes.
-
Um
die Drehzahl der Ausgangswelle 60 bezogen auf die Drehzahl
der Eingangswelle 80 zu regeln, ist eine lastabhängige Drehmomenterzeugung notwendig.
Dies erfolgt entweder über
die Variation der elektrischen Leistung oder über die Erzeugung der elektrischen
Leistung, wobei diese im letzteren Fall ganz oder teilweise an weitere
Verbraucher oder Akkumulatoren abgegeben werden kann.
-
Die
erste bevorzugte Ausführungsform
des Elektrogetriebes (1) weist eine Eingangswelle 80 auf,
die eingangsseitig über
ein Lager 82 in einem Gehäuse 84 gelagert ist.
An einer Außenseite 86 der Eingangswelle
sind Magnete 88 angeordnet.
-
Eine
Ausgangswelle 60 ist über
ein Lager 62 ebenfalls in dem Gehäuse 84 gelagert. Die
Ausgangswelle 60 überlagert
die Eingangswelle 80 teilweise, wobei die Ausgangswelle 60 in
dem Bereich, in dem sie die Eingangswelle 80 umgibt, als
Hohlwelle ausgebildet ist. In diesem Bereich sind an einer Innenseite 64 der
Ausgangswelle 60 Spulen 66 angeordnet, die dem
Magneten 88 gegenüberliegen. Durch
Drehen der Eingangswelle 80, die mit einer Antriebseinrichtung,
wie einem Verbrennungsmotor, verbunden sein kann, erfolgt auf Grund
der Magnete 88 die Induktion einer Spannung in den Spulen 66. Die
einzelnen Spulen 66 sind über Schalteinrichtungen 68 kurzschließbar. Durch
Kurzschließen
einer Spule 66 wird ein Magnetfeld aufgebaut. Dies wirkt derart
mit den Magneten 88 zusammen, dass ein Drehen der Ausgangswelle 60 hervorgerufen
wird.
-
Mit
Hilfe der elektrischen Kraftübertragungseinrichtung 66, 88 erfolgt
eine Übertragung
der Drehzahl der Eingangswelle 80 auf die Ausgangswelle 60. Dies
erfolgt auf Grund des zwischen der Eingangswelle 80 und
der Ausgangswelle 60 aufgebauten elektrischen Feldes, das
ein Drehmoment erzeugt. Durch ein derartiges „Schleppmoment" folgt die Ausgangswelle 60 lastabhängig der
Eingangswelle 80. Dies wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass einzelne oder sämtliche
Spulen 66 kurz geschlossen sind. Die Drehzahl der Ausgangswelle 60 kann
dadurch geregelt werden, dass nur einzelne der Spulen 66 über die
Schalter 68 kurzgeschlossen werden. Ebenso können elektronische,
modulierbare Schalter vorgesehen sein, um den durch die Spulen 66 fließenden Strom
variieren zu können.
Ferner können die
Magnete 88 als Elektromagnete ausgebildet sein, so dass
deren Induktionsleistung ebenfalls variabel ist.
-
Die
Eingangswelle 80 ist neben dem Lager 82 innerhalb
der Ausgangswelle 60 über
ein weiteres Lager 70 gelagert. Die Ausgangswelle 60 ist
neben dem Lager 62 über
ein Lager 72, das sich auf der Eingangswelle 80 abstützt, gelagert.
-
Regelung der Drehzahldifferenzen
zwischen Eingangs- und Ausgangswelle:
-
Zur
Leistungsübertragung
ist es erforderlich, dass eine Drehzahldifferenz zwischen Eingangs-
und Ausgangswelle vorhanden ist. Folgende Regelvarianten zur Veränderung
von übertragbaren
Drehmomenten und Ausgangsdrehzahlen sind möglich:
- 1.
Kurzgeschlossene Statorwicklungen (oder technische Alternativen)
und Permanentmagnete oder nicht geregelte Elektromagnete auf dem Läufer.
- 2. Kurzgeschlossene Statorwicklungen und regelbare Elektromagnete
auf dem Läufer.
- 3. Permanentmagnete oder nicht geregelte Elektromagnete auf
dem Läufer
und Statorwicklungen, die über
Schalter kurzgeschlossen werden können.
- 4. Lösung
2. und 3. kombiniert, d.h., regelbare Elektromagnete auf dem Läufer in
Kombination mit Statorwicklungen, die über Schalter kurzgeschlossen
werden können.
-
Das
erfindungsgemäße elektrische
Getriebe gemäß der zweiten
bevorzugten Ausführungsform (2)
weist eine mit einer Antriebseinrichtung 11 verbindbare
Eingangswelle auf. Hierbei kann es sich bei der Antriebseinrichtung
beispielsweise um einen Verbrennungsmotor handeln. Ferner weist
das Getriebe eine Ausgangswelle auf, wobei die Eingangswelle und
die Ausgangswelle über
eine elektrische Kraftübertragungseinrichtung
miteinander verbunden ist. In der Ausgangswelle ist ein Proportionalgetriebe 30–34 und 38 gelagert.
Es liegt ein geteilter Rotor vor, der aus einem generatorischen
Teil 10 und einem motorischen Teil 36 besteht.
Beide bewegen sich durch das in der Ausgangswelle gelagerte Proportionalgetriebe
gegenläufig
zueinander. Die Drehzahlen und Richtungen des Generator- und des Motorteils
sind umgekehrt proportional zur Drehzahldifferenz zwischen dem generatorischen
Teil der Eingangswelle 11 und der Ausgangswelle 20,
resp. zwischen Rotor und Stator.
-
Diese
Proportionalität
wird erreicht, in dem die vorzugsweise Zahnräder 30, 34, 38,
die die beiden Rotorhälften
in gegenläufige
Rotation versetzen, auf einer (oder mehreren) Wellen 32 (oder
Halbwellen) gelagert sind, die wiederum in der Ausgangswelle 20, 28 (resp.
dem Stator) gelagert ist.
-
Die
Erzeugung eines Drehmomentes, welches zwischen Eingangs- und Ausgangswelle
wirkt und je nach Ausgangswiderstand zu einer Mitnahme der Ausgangswelle
mit der Eingangswelle führt,
erfolgt zweistufig:
- 1. durch die Erzeugung
einer elektrischen Leistung im Generatorteil und
- 2. durch den Verbrauch dieser im Generatorteil erzeugten elektrischen
Leistung im Motorteil des Getriebes.
-
Die
Eingangswelle im generatorischen Teil 11 des Getriebes
bewegt sich vorauseilend gleichläufig
zur Ausgangswelle 20. Die Eingangswelle im motorischen
Teil 36 bewegt sich proportional gegenläufig zur Eingangswelle 11 und
damit gegenläufig
zur Ausgangswelle 20.
-
Beide
Kräfte
wirken in die gleiche Richtung: das durch die Leistungserzeugung
verursachte Drehmoment wirkt als Schleppmoment ebenso auf die Ausgangswelle 20 wie
das durch die motorische Leistung erzeugte Drehmoment als Schubmoment auf
die Ausgangswelle 20 wirkt. Beide Momente, die bezogen
auf die Ausgangswelle 20 in die gleiche Drehrichtung wirken,
addieren sich zum Gesamtmoment.
-
Bedingt
durch das Proportionalgetriebe verhalten sich die Drehzahlen der
Eingangswelle im generatorischen Teil 10 des Getriebes
absolut betrachtet umgekehrt proportional zu den Drehzahlen im motorischen
Teil 36 des Getriebes. Dies hat zur Folge, das (eine gleiche
Anzahl von Magneten im generatorischen wie im motorischen Teil des
Getriebes vorausgesetzt) die Frequenzen zwischen Eingangswelle im
generatorischen Teil des Getriebes und der Ausgangswelle und zwischen
der Eingangswelle im motorischen Teil des Getriebes und der Ausgangswelle unabhängig von
der Frequenz selber immer gleich hoch sind. Es ist daher nicht notwendig,
zur Leistungsregelung des Getriebes eine (immer leistungsmindernde)
Modulation der Frequenzen vorzunehmen.
-
Da
das Schleppmoment des generatorischen Teil des Getriebes wie auch
das Schubmoment im motorischen Teil des Getriebes als auch alle sonstigen
mechanischen Widerstände
im Getriebe in der Regel zur Folge haben, dass die Ausgangswelle 20 von
der Eingangswelle 10 mitgezogen wird, kommt es erfindungsgemäß zu einer
Steigerung des mechanischen Wirkungsgrades des Getriebes.
-
Die
zweite bevorzugte Ausführungsform
eines Elektrogetriebes weist eine Eingangswelle 11 auf.
Die Eingangswelle 11 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
eingangsseitig über
ein Lager 12 in einem Gehäuse 14 gehalten. Die
Eingangswelle 11 weist an einer Außenseite mehrere am Umfang
verteilte Magnete 18 auf. Die Eingangswelle 11 ist
mit einer Eingangs- bzw. Antriebseinrichtung, wie einem Verbrennungsmotor,
verbunden.
-
Eine
Ausgangswelle 20 ist über
ein Lager 22 ebenfalls in dem Gehäuse 14 gelagert und
auf der gegenüberliegenden
Seite über
ein Lager 24 auf der Eingangswelle 10 abgestützt. Die
Ausgangswelle 20 ist teilweise als Hohlwelle ausgebildet,
so dass die Eingangswelle 11 zumindest in dem Bereich,
in dem die Magnete 18 angeordnet sind, von der Ausgangswelle 20 umgeben
ist. Dem Magneten 18 gegenüberliegend trägt die Ausgangswelle 20 mehrere
Spulen 26. Da zwischen den Magneten 18 und den
Spulen 26 eine Relativbewegung stattfindet, wirken die
Magnete 18 und die Spulen 26 als erste elektrische
Kraftübertragungseinrichtung,
da durch die Magnete 18 in den Spulen 26 Leistung
induziert wird.
-
Mit
Hilfe der ersten elektrischen Kraftübertragungseinrichtung 18, 26 erfolgt
eine Übertragung
der Drehzahl der Eingangswelle 11 auf die Ausgangswelle 20.
Dies erfolgt auf Grund des zwischen der Eingangswelle 11 und
der Ausgangswelle 20 aufgebauten elektrischen Feldes, das
ein Drehmoment erzeugt. Durch ein derartiges „Schleppmoment" folgt die Ausgangswelle 20 lastabhängig der
Eingangswelle 11. Dies wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass einzelne oder sämtliche
Spulen 26 kurz geschlossen oder mit dem motorischen Teil
verbunden sind.
-
Im
dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel
(2) ist ferner ein mechanisches Getriebe, das mindestens
eins oder mehrere Zahnräder 30 aufweist,
die auf einer Querachse 32 drehbar gelagert sind, dargestellt.
Die Querachse 32 ist fest mit der in diesem Bereich ebenfalls
hohlen Ausgangswelle 20 verbunden. Die Zahnräder 30 stehen
in kämmendem Eingriff
mit einer Verzahnung 34, die an der Stirnseite der Eingangswelle 10, 11 vorgesehen
ist.
-
Auf
der der Stirnverzahnung 34 gegenüberliegenden Seite ist koaxial
zu der Eingangswelle 10, 11 eine Zwischenwelle 36 vorgesehen.
Die Zwischenwelle 36 weist ebenfalls eine Stirnverzahnung 38 auf,
die mit den Zahnrädern 30 ebenfalls
kämmend
in Eingriff steht.
-
Durch
Drehen der Antriebswelle 10 wird die Abrollgeschwindigkeit
der Zahnräder 30 auf
der Stirnverzahnung 34 variiert. Dies hat eine Veränderung
der Drehzahl über
die Querachse 32 mit den Zahnrädern 38 verbundene
Zwischenwelle 36 zur Folge. Um die Ausgangswelle 20 zu
drehen, ist diese an ihrer Innenseite mit Spulen 44 versehen,
wobei die Spulen 44 vorzugsweise regelmäßig am Umfang verteilt angeordnet
sind. Die Spulen 44 sind vorzugsweise gleichartig wie die
Spulen 26 angeordnet.
-
Den
Spulen 44 sind von dem gegenüberliegenden Magneten 42 mechanisch
entkoppelt vorgesehen. Durch den in den Spulen 44 fließenden Strom wird
ein Magnetfeld erzeugt. Die hierdurch erzeugte Magnetkraft wirkt
auf die Magneten 42 und bewirkt ein Drehen der Ausgangswelle 20.
Dieses bildet die zweite Kraftübertragungseinrichtung.
-
Eine
Drehmomentvariierung kann dadurch erfolgen, dass beispielsweise
nur ein Teil der Spulen 44 ein Magnetfeld erzeugt oder
die Stärke
der von den Spulen 44 erzeugten Magnetfelder variiert wird.
-
Die
Leistungsversorgung der Spulen 44 erfolgt im dargestellten
Ausführungsbeispiel
mit Hilfe der ersten elektrischen Kraftübertragungseinrichtung 18, 26,
wobei eine oder mehrere Schalteinrichtungen 46 vorgesehen
sind.
-
Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
erfolgt die Lagerung der Eingangswelle 10, 11 vorzugsweise zusätzlich zu
dem Lager 12 über
ein Lager 48, das zwischen der Eingangswelle 10 und
der Ausgangswelle 20 angeordnet ist.
-
Die
Zwischenwelle 36 ist vorzugsweise über zwei Lager 50, 52,
die im Inneren der Ausgangswelle 20 angeordnet sind, gelagert.
-
Vergleicht
man das erfindungsgemäße Elektrogetriebe
mit einem elektrischen Motor oder Generator, so entspricht die Eingangswelle 10 dem
Rotor und die Ausgangswelle 20 einem Stator, wobei es sich
um einen „drehbaren
Stator" handelt.
Die Eingangswelle 10 sowie die Zwischenwelle 36 entsprechen
somit einem geteilten Rotor, der über das mechanische Getriebe 30, 32, 34,
bei dem es sich insbesondere um ein Proportionalgetriebe handelt,
miteinander verbunden ist. Der geteilte Rotor weist auf der in 2 linken
Seite einen generatorischen Teil und auf der rechten Seite einen
motorischen Teil auf. Die beiden Teile bewegen sich auf Grund des
mechanischen Getriebes 30, 32, 34 gegenläufig. Die
Drehzahl und die Richtung des Generatorteils und des Motorteils
sind somit umgekehrt proportional. Diese Proportionalität wird erreicht,
in dem die vorzugsweise Zahnräder 30, 32, 34, 38,
die die beiden Rotorhälften
in gegenläufige
Rotationen versetzen, auf einer (oder mehreren) Wellen 32 (oder
Halbwellen) gelagert sind, die wiederum in der Ausgangswelle 20, 28 (resp.
dem Stator) gelagert ist.
-
Um
die Drehzahl der Ausgangswelle bezogen auf die Drehzahl der Eingangswelle
zu regeln, ist eine lastabhängige
Drehmomenterzeugung notwendig. Dies erfolgt unabhängig von
der Frequenz der elektrischen Leistung ausschließlich über die Variation der elektrischen
Leistung. Dabei wird die gesamte im generatorischen Teil des Getriebes
erzeugte elektrische Leistung im Regelfall in situ in motorische Leistung
umgesetzt. Es wird im Regelfall nur die Leistungserzeugung geregelt,
nicht aber der erzeugte Leistung selbst (leistungsmindernd) moduliert.
-
Regelung der Drehzahldifferenzen
zwischen Eingangs- und Ausgangswelle:
-
Zur
Leistungsübertragung
ist es erforderlich, dass die Ausgangsdrehzahl geringer als die
Eingangsdrehzahl ist. Folgende Regelvarianten zur Veränderung
von übertragbaren
Drehmomenten und Ausgangsdrehzahlen sind möglich:
- 1.
Kurzgeschlossene Statorwicklungen (oder technische Alternativen)
und Permanentmagnete oder nicht geregelte Elektromagnete auf dem Läufer.
- 2. Kurzgeschlossene Statorwicklungen und regelbare Elektromagnete
auf dem Läufer.
- 3. Permanentmagnete oder nicht geregelte Elektromagnete auf
dem Läufer
und Statorwicklungen, die über
Schalter kurzgeschlossen werden können.
- 4. Lösung
2. und 3. kombiniert, d.h., regelbare Elektromagnete auf dem Läufer in
Kombination mit Statorwicklungen, die über Schalter kurzgeschlossen
werden können.
-
Die
vorgenannten Regelmöglichkeiten
1–4 sind
im „generatorischen" Teil des Getriebes
möglich, ohne
den motorischen Teil zu nutzen. Im Regelfall wird der generatorische
und der motorische Teil des Getriebes genutzt, wodurch sich im motorischen
Teil folgende zusätzliche
Regelmöglichkeiten
ergeben.
- 5. Regelbare Elektromagnete auf dem
Läufer.
- 6. Permanentmagnete oder nicht geregelte Elektromagnete.
- 7. Teilweise zugeschaltete Statorwicklungen, die vom generatorischen
Teil des Getriebes oder externen Leistungsquellen gespeist werden.
-
Es
ist auch möglich,
die im generatorischen Teil des Getriebes erzeugte Leistung an einen
externen Verbraucher oder Akkumulator ganz oder teilweise auszuschleusen.
Weiterhin ist es möglich,
das Getriebe mit einem Elektromotor zu kombinieren, der z.B. aus
einem Akkumulator stammende elektrische Leistung in eine zusätzliche
oder alleinige Unterstützung
der Drehmomente, Leistung und Drehzahl der Ausgangswelle umwandelt.