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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Generatoranordnung zur Verwendung in Lageranordnungen und auf Lager, die mit solch einer Generatoranordnung ausgerüstet sind.
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Hintergrund der Erfindung
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Es ist bekannt, Lager mit Sensoren und elektronischen Geräten verschiedenen Typs auszurüsten. Diese Geräte müssen mit Leistung versorgt werden, während die standardmäßigen Dimensionen des Lagers aufrechterhalten werden. Ferner sollten die Leistungslösungen skalierbar und kosteneffizient sein.
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Eine interne Leistungsversorgung kann implementiert sein durch eine Batterie, was jedoch die Gebrauchsdauer begrenzt, da die Lebensdauer der Batterie begrenzt ist. Zusätzlich sind die Umweltbedingen, beispielsweise hohe Temperaturen, sehr herausfordernd. Ein besserer Weg der internen Leistungsversorgung ist, die benötigte Leistung innerhalb des Lagers zu erzeugen. Die letztgenannte Herangehensweise ist auch bekannt als Energieerntung bzw. Energiegewinnung (energy harvesting).
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Das Dokument
US 5,440,184 A offenbart ein zweireihiges Kegelrollenlager, das einen Generator zur Erzeugung elektrischer Energie aufweist. Der Generator umfasst einen Rotor und einen Stator, die zwischen den zwei Reihen von Wälzkörpern angeordnet sind. Der Rotor trägt eine Mehrzahl von Permanentmagneten mit alternierender Polarität und der Statorring ist versehen mit einer Mehrzahl von Zähnen, die Windungseinschübe trennen und jeweils eine Spule tragen. Die Zähne und die Zentralachse der Spule sind radial einwärts orientiert auf die Permanentmagneten zu.
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Die Bauweise, die in der
US 5,440,184 A vorgeschlagen wird, ist nicht sehr flexibel und hat einen beschränkten Funtionsumfang.
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Das Dokument
WO 2013/160035 offenbart eine Leistungserzeugungsanordnung, die konfiguriert ist, um in eine Lageranordnung integriert zu sein, wobei die Leistungserzeugungsanordnung mit einen magnetischen Rad wechselwirkt, das magnetisch polarisiertes Material mit alternierenden Polarisationsrichtungen aufweist.
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Kurzzusammenfassung der Erfindung
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Die Erfindung strebt danach, eine Generatoranordnung mit einem flexibel Design und einem breiten Funktionsumfang und einer breiten Benutzbarkeit zur Verfügung zu stellen.
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Die Erfindung geht aus von einer Generatoranordnung zur Energiegewinnung in einer Lageranordnung, wobei die Lageranordnung eine erste und eine zweite Komponente aufweist, wobei die erste Komponente ausgebildet ist, bezüglich der zweite Komponente zu rotieren und umgekehrt. Die Generatoranordnung umfasst eine Mehrzahl von Spulen, die an der ersten Komponente befestigt sind und ausgebildet sind, mit einem magnetischen Ring mit alternierenden Magnetisierungsrichtungen wechselzuwirken, wobei der magnetische Ring an der zweiten Komponente befestigt ist.
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Die Erfinder schlagen vor, dass die Spulen derart platziert und orientiert sind, dass eine Windungsachse der Spulen im Wesentlichen in Umfangsrichtung orientiert ist bezüglich einer Rotationsachse der Lageranordnung. Die Anordnung korrespondiert zu einer Anordnung von einem Linearmotor des Lorentz-Typs, der Lorentzkräfte verwendet bei der Einwirkung auf einen Leiter, der Strom trägt in eine Richtung transversal sowohl zu einem externen magnetischem Feld als auch zur Richtung des Stroms. Die Orientierung der Spulen ist derart, dass der Bereich der Windung nahe an dem magnetischen Ring eine Lorentzkraft erfährt, die stärker ist als diejenige Lorentzkraft, die auf die Teile der Windung einwirkt, die entfernt von dem magnetischen Ring sind, wenn die Spule ein periodisch variierendes magnetisches Feld durchquert. Die periodischen Veränderungen des magnetischen Felds, das die Spule durchsetzt in einer Umfangsrichtung des Lagerrings und in einer Axialrichtung in Bezug auf die Windungsachse der Spulen macht sich in periodisch variierenden Spannungen über die Spule hinweg bemerkbar und schließlich in einem Wechselstrom, der zur Energiegewinnung verwendet werden kann.
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Die erste Komponente und die zweite Komponente können ein Außenring oder ein Innenring eines Lagers oder Komponenten, die drehfest daran befestigt sind, sein. In anderen Ausführungsbeispielen, kann einer der Komponenten ein Lagerkäfig oder Führungsring sein, der angeordnet ist zwischen zwei Reihen von Wälzkörpern, z. B. in einem doppelreihigen Pendelrollenlager.
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Die Bauweise nach der Erfindung ist hochgradig anpassbar, weil Spulen hinzugefügt oder entfernt werden können in einer einfachen Weise, weil sie in einer Reihe ausgerichtet sind.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, sind die Spulen auf einem stangenförmigen Generatorkern angeordnet, der sich in Umfangsrichtung bezüglich einer Rotationsachse der Lageranordnung erstreckt. Der Generatorkern kann leicht der Krümmung angepasst werden, und zwar durch Biegen des Kerns oder durch das Verwenden eines geeignet gebogenen Kerns mit der erwünschten Länge. Vorzugsweise ist der stangenförmige Generator ein Körper, der durch das Laminieren von Siliziumstahlblechen hergestellt ist.
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Die Erfindung strebt danach, eine Generatoranordnung zur Verfügung zu stellen, die verwendbar ist in einem sehr breiten Bereich von Rotationsgeschwindigkeiten der Lagerung. Dies erfordert hohe Effizienz bei geringen Rotationsgeschwindigkeiten und beschränkte Ströme bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten, das letzte um Schäden von nachfolgenden elektronischen Schaltungen zu vermeiden. Die Erfinder schlagen vor, absichtlich Verluste zu erhöhen durch Wirbelströme bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten durch das Verwenden eines stangenförmigen Generatorkerns, der geformt ist als ein Körper, welcher gemacht ist aus einem Stapel von Metallblechen, die wenigstens teilweise unlaminiert sind. Die unlaminierten Bereiche können begleitet sein durch laminierte Bereiche, wobei letztere bereitgestellt sind in Positionen, wo erhöhter Wärmetransport benötigt ist. Desweiteren schlägt die Erfindung vor, absichtlich Verluste zu generieren durch Wirbelströme durch das Einwickeln oder Einpacken der Spulen in eine Aluminiumpackung.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Längsrichtung des Querschnitts orientiert in eine Axialrichtung in Bezug auf eine Rotationsachse der Lageranordnung, wobei die Spulen vorzugsweise derart angeordnet sind, das ein Bereich des Spulendrahts, der am nächsten zu dem magnetischen Ring angeordnet ist, gerade ist, d. h. derart geformt ist, dass er gerade in Axialrichtung verläuft.
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In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Magnetisierungsrichtungen radial orientiert in Bezug auf eine Rotationsachse der Lageranordnung.
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Der Magnetring kann einfach und mit hoher Präzision hergestellt werden, wenn der Magnetring einen magnetischen Rückschlussring aufweist und eine Mehrzahl von Permanentmagneten aufweist, die daran befestigt sind. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst der Magnetring eine Mehrzahl von Permanentmagneten, die in einer Halbach-Konfiguration angeordnet sind.
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Die Erfindung schlägt weiter vor, dass die Generatoranordnung einen Gleichrichter und einen Spannungsregler aufweist, die dazu ausgelegt sind, eine an den Spulen induzierte Eingangsspannung zu einer im Wesentlichen konstanten Klemmenspannung zu transformieren.
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Für typische Anwendungen ist der Lagergeschwindigkeitsbereich, innerhalb welchem die gewonnene Energie benötigt wird, zwischen 120 Umdrehungen pro Minute und 3400 Umdrehungen pro Minute. Diese Zahlen bestimmen den minimalen/maximalen Spannungsbereich für das Design der Elektronik. Der benötige Ausgangsgleichspannungsbereich ist typischer Weise zwischen 2,5 Volt und 5,5 Volt, und bestimmt die Windungszahl der Spule, die in direkter Beziehung zu der Spannungserzeugung in einem gegebenen Geschwindigkeitsbereich steht. Die Leistung, die innerhalb des definierten Geschwindigkeitsbereichs zur Verfügung steht, soll typischer Weise bei 50 mW liegen, wobei dies erreicht werden kann durch das Anpassen der Größe der Energiegewinnungsvorrichtung. Für typische Radlageranwendungen ist die Betriebstemperatur zwischen –20 °C und 85 °C. Die Wahl der Qualität der Permanentmagnete in Bezug auf ihre Beständigkeit gegen Demagnetisierung sollte diesen Temperaturbereich berücksichtigen, wobei mögliche Spitzentemperaturen von 120 °C oder 140 °C möglich sein sollten.
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Die typische Lagerungstemperatur ist zwischen –40°C und 85°C und sollte berücksichtigt werden, wenn die Spezifikationen für Lagerung- und Transportbedingungen für Klebstoff, der zwischen Magneten und Stahlring verwendet wird, bestimmt werden.
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Ein herausfordernder Aspekt der Umwandlung ist der große Geschwindigkeitsbereich der Lager. Am unteren Ende wird von der Energiegewinnungsvorrichtung erwartet, dass ihre Funktion startet bei 120 Umdrehungen pro Minute. Da das zur Verfügung stehende Volumen zur Energiegewinnung beschränkt ist, gibt es eine physikalische Grenze bezüglich der Leistung, die bei geringer Geschwindigkeit geerntet werden kann. Da Leistung skaliert wie das Quadrat der elektromotorischen Kraft, vermindert jedes Prozent an Spannungsabfall, das im Umwandler auftritt, die zur Verfügung stehende Leistung um etwa 2 %. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft eine nicht zu kleine elektromotorische Kraft zu generieren, so dass der (minimale) Spannungsabfall im Umwandler nicht einen großen prozentualen Abfall in der zur Verfügung stehenden Leistung bewirkt.
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Am oberen Ende soll das Lager mit 3400 Umdrehungen pro Minute laufen (28,3× schneller als die geringste Betriebsgeschwindigkeit). Mit Toleranzen, Systemvariablen (z. B. Temperatur) und Sicherheitsspielraum ist das Verhältnis zwischen der geringsten und der höchsten elektromotorischen Kraft etwa 1 zu 50. Diese Zahl schließt Spielräume, die für erhöhte Energiegewinnung aufgrund von Faktoren wie kalte Temperatur, kleinere Luftzwischenräume und geringes Zu-schnell-Drehen mit ein.
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Für sich genommen ist das Entwerfen von Elektronik, das die höchste elektromotorische Kraft überleben kann, keine triviale Aufgabe. Vorzugsweise ist die Impedanzgeneratoranordnung passend zugeordnet zu der zu erwartenden Impedanz des Verbrauchers unter Verwendung des Maximalleistungsübertragungstheorems, d. h. so dass die maximale Leistung transferiert werden kann von der Quelle zum Verbraucher. Nach einem Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, eine Drahtstärke auszuwählen, so dass der Widerstand der gesamten Quelle (eine oder mehrere Aufsammelspulen) gleich ist wie der antizipierte Verbraucherwiderstand.
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Gleichrichtung wandelt die einer Wechselspannung entsprechende elektromotorische Kraft (EMF), die von der Energiegewinnungsvorrichtung gewonnen wird, zu Gleichspannung um. Der Gleichrichter der Anordnung gemäß der Erfindung verwendet Schottky Dioden, die inhärenter Weise eine geringe Vorwärtsspannung haben. In weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung ist es möglich, synchrone Gleichrichter zu verwenden, die aktive Schalter verwenden (Feldeffekttransistoren) um die Vorwärtsspannung sogar noch weiter zu verringern, wenn die notwendige Ruheleistung zur Kontrolle der Schalter vorhanden ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind Kondensatoren in dem Gleichrichter vermieden, da bei diesen die Gefahr besteht, sperrig oder anfällig für Alterung zu sein. Die Kondensatoren haben den zusätzlichen Nachteil, dass Stromspitzen bei der Ladung resultieren, wodurch die gesamte Effizienz und Nutzung der Quelle reduziert wird.
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Der Bereich von handhabbaren Rotationsgeschwindigkeiten kann stark vergrößert werden durch das Hinzufügen eines Vorreglerkreises zur Elektronik. Die Schaltungstopologie sollte vorzugsweise gerichtet sein auf die folgenden Herausforderungen:
- – die Schaltung sollte nicht viel Leistung zur Funktion benötigen (< 1 mW), insbesondere bei kleinen Geschwindigkeiten
- – die Schaltung sollte aktiv (in Betrieb) bei der geringsten speisenden elektromotorischen Kraft sein (bei der geringsten Geschwindigkeit) (bei Spannungen ≥ 2 V)
- – alle in Reihe geschalteten Elemente, die vorhanden sind, sollten keinen signifikanten Spannungsabfall hinzufügen (> 0,1 V) und
- – die Schaltung sollte keine signifikanten Kosten oder Volumen hinzufügen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Vorreglerschaltung dazu ausgelegt, wenigstens einige der Spulen elektrisch abzutrennen, wenn eine Rotationsgeschwindigkeit der Lageranordnung einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Die elektrisch abgetrennten Spulen tragen nicht zur Energiegewinnung bei, so dass die Gesamteffizienz reduziert ist. Dies führt zu reduzierten Ausgangsspannungen und Ausgangsströmen und hilft deshalb Schäden in der Schaltung zu vermeiden.
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Die Erfinder schlagen ferner vor, die Polarität von wenigstens einer der Spulen bei hoher Rotationsgeschwindigkeit zu ändern, so dass die Spule mit geänderter Polarität den Beitrag einer anderen Spule aufhebt.
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Die Erfinder haben herausgefunden, dass eine besonders stabile und effiziente Generatoranordnung erreicht werden kann durch das Verbinden einer Gruppe von wenigstens drei der Spulen zu einer Drei-Phasen-Schaltung. Vorzugsweise ist die Anzahl der Spulen ein ganzzahliges Vielfaches von drei und alle Spulen sind sternverbunden in einer Drei-Phasen-Schaltung in entsprechenden Gruppen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Generatoranordnung bzw. Energiegewinnungseinheit integriert in eine Lagerendkappe oder Dichtung.
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Energie ist gewonnen von den Geschwindigkeitsunterschieden zwischen den beiden Lagerringen. Das Gerät weist einen magnetisierten Rotor und einen stangenförmigen Stator auf. In dem stangenförmigen Stator ist die Elektrizität generiert durch elektromagnetische Induktion. Die gewonnene Energie kann für verschiedene Anwendungen verwendet werden, unter anderem für: Sensoren, Kontroller und drahtlose Datenübersendung. Der permanentmagnetische Rotor oder magnetische Ring erzeugt ein magnetisches Feld. Die Magneten sind angeordnet in alternierender Konfiguration, d. h. mit der Magnetisierungsrichtung von benachbarten Magneten in entgegengesetzte Richtungen weisend. Das magnetische Feld ist angezogen von einer Metallstange, die in Umfangsrichtung mit dem Rotor ausgerichtet ist.
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Die Spulen sind die Metallstange gewickelt oder über die Metallstange aufgepasst, d. h. so dass eine zentrale Windungsachse der Spule in die Umfangsrichtung des Lagers orientiert ist und die Spulen eine Länge in die Umfangsrichtung haben, die gleich oder weniger ist wie die Länge des Magnets.
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Elektrisch sind die Spulen in entgegengesetzte Richtungen gewunden, d. h. benachbarte Spulen haben entgegengesetzte Polarität.
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Wenn der magnetische Ring rotiert, „sieht“ der stangenförmige Generatorkern einen sich periodisch veränderten Fluss, der eine elektromotorische Kraft generiert in den Spulen. Die Spannung der elektromotorischen Kraft ist linear abhängig von der Geschwindigkeit. Der Geschwindigkeitsbereich von Lagern ist relativ groß, was Probleme erzeugt in der Leistungselektronik. Vorzugsweise sollte die Leistungselektronik in der Lage sein, Spannungen zwischen 1,5 bis 3 und 75 bis 70 Volt zu erzeugen und zu handhaben.
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Die obigen Ausführungsformen der Erfindung sowie die beigefügten Ansprüche und Figuren zeigen viele verschiedene charakterisierende Merkmale der Erfindung in spezifischen Kombinationen. Der Durchschnittsfachmann wird leicht in der Lage da zu sein weitere Kombinationen oder Unterkombinationen dieser Merkmale zu beachten, um die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, anzupassen.
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Kurze Beschreibung der Figuren:
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Generatoranordnung gemäß der Erfindung, die an einem Lager befestigt ist;
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2 ist ein Querschnitt der Generatoranordnung nach 1;
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3 ist ein schematisches Konzept einer Regulator und Vorregulatorschaltung einer Generatoranordnung gemäß der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele:
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1 zeigt eine Generatoranordnung zur Gewinnung von Energie in einer Lageranordnung, die einen Außenring als eine erste Komponente 10 und einen Innenring als eine zweite Komponente 12 aufweist. Die Generatoranordnung umfasst eine Vielzahl von Spulen 14, die befestigt sind an der ersten Komponente 10 und ausgelegt sind, um mit einem magnetischen Ring 16 zu interagieren. Der magnetische Ring 16 weist alternierende Magnetisierungsrichtungen auf und ist an der zweiten Komponente 12 befestigt.
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Die Spulen 14 sind auf einem stangenförmigen metallischen Generatorkern 18 angeordnet und derart orientiert, dass eine Windungsachse der Spulen entlang des Generatorkerns 18 orientiert ist, und zwar im Wesentlichen in eine Umfangsrichtung in Bezug auf eine Rotationsachse der Lageranordnung.
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Wie im Querschnitt in 2 gezeigt ist, ist der stangenförmige Generatorkern 18 ein bogenförmiger Körper, der durch das Laminieren von Siliziumstahlblechen hergestellt ist. Der stangenförmige Generatorkern erstreckt sich in Umfangsrichtung in Bezug auf die Rotationsachse der Lageranordnung. Der Generatorkern 18 kann unlaminierte Bereiche aufweisen. Im Prinzip kann die Stange des stangenförmigen Generatorkerns gebogen sein in jeden Radius, um einem weiten Bereich von Lagern angepasst zu sein. Zusätzlich ist das Design modular. Mehrere Blöcke (z. B. Blöcke mit fünf Spulen auf einem Generatorkern) können kombiniert sein.
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Die Spulen haben orthozyklische Windungen mit einem hohen Füllfaktor und einen ausgedehnten oder quadratischen Querschnitt in einem Bereich senkrecht zu deren Windungsachse wie in 2 gezeigt. Ein Bereich des Spulendrahts, der am nächsten zu dem magnetischen Ring angeordnet ist, ist gerade, so dass der Bruchteil der Umfangskomponente des magnetischen Flusses des Magnetrings 16, der von der Spule eingefangen wird, maximiert ist.
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Der Magnetring 16 umfasst einen magnetischen Rückschlussring 16a und eine Vielzahl von Permanentmagneten 16b, die daran befestigt sind. Die Magnetisierungsrichtungen der Permanentmagnete 16b sind alternierend orientiert, und zwar radial auswärts und einwärts in Bezug auf eine Rotationsachse der Lageranordnung und/oder in einer Halbach-Konfiguration.
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Die Generatoranordnung oder die Energiegewinnungsvorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben ist, ist integriert in eine Lagerendkappe oder eine Dichtung. Die räumlichen Designanforderungen für die beabsichtigte Benutzung in Lagerungen ist strikt beschränkt durch die Standardlagerdimensionen. In einem typischen Beispiel ist die Breite der Energiegewinnungsvorrichtung maximal 4,3 mm, der äußere Radius der Rotationseinheit (Rotor) ist maximal 65,5 mm, der innere Radius des magnetischen Rings kann mindestens 58 mm sein, und der Stator der Energiegewinnungsvorrichtung sollte ein Bogen sein und dessen maximale Winkelspannweite ist 180°.
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Die Generatoranordnung umfasst ferner einen Gleichrichter 20 und einen Spannungsregler, die dazu ausgelegt sind, eine Eingangsspannung, die in den Spulen induziert wird, in eine im Wesentlichen konstante Klemmenspannung zu transformieren, wie in 3 dargestellt.
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Die Bauweise der Energiegewinnungsvorrichtung, wie sie bisher beschrieben wurde, ist dazu in der Lage, elektrische Leistung als Folge der Lagerrotation zu produzieren. Die Leistung muss beeinflusst werden, bevor sie elektrischen Geräten zur Verfügung gestellt werden kann. Die erzeugte elektromotorische Kraft (EMF) ist, durch die Beschaffenheit des Energiegewinnungswandlers, eine Wechselspannung, die in Frequenz und Amplitude proportional ist zu der Winkelgeschwindigkeit des Lagers. Die Wechselspannung muss typischer Weise transformiert werden in eine Gleichspannung, die zwischen 2,5 Volt und 5 Volt liegt, um für die Stromversorgung elektronischer Geräte von Nutzen zu sein.
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Der Geschwindigkeitsbereich von 120 Umdrehungen pro Minute und 3400 Umdrehungen pro Minute ist ein ziemlich großer Bereich im Hinblick darauf, dass die erzeugte Spannung direkt proportional zu der Geschwindigkeit ist, und die Leistung proportional ist zum Quadrat der Geschwindigkeit. Das Problem, das aus diesem extensiven Geschwindigkeitsbereich resultiert ist, dass nicht genug Leistung vorhanden ist mit einer moderaten magnetischen Auslegung, d. h. einer geringen Anzahl von Spulen 14 und einem kostengünstigen magnetischen Ring 16 von niedrigerer Qualität, außer eine Energiespeicherungseinheit wird verwendet. Auf der anderen Seite ist es klar, dass bei höheren Geschwindigkeiten (größer als 450 Umdrehungen pro Minute) die benötigte Leistung von 50 mW leicht erreicht werden kann, sogar wenn einiger Verlust erlaubt wird.
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Um die obigen Anforderungen zu erfüllen, umfasst die elektronische Schaltung eine Vorreglerschaltung 22, die dazu ausgelegt ist, wenigstens einige der Spulen 14 elektrisch abzutrennen, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Lageranordnung einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Die Vorreglerschaltung 22 mit verschiedenen Stufen von Gleichrichtern ist in 3 gezeigt. Der Vorregler 22 kann als „Befähigungsmittel“ für ein Generatordesign für Lagerungen gesehen werden, wobei ein einziges magnetisches und elektronisches Design verwendbar ist für den gesamten Geschwindigkeitsbereich der Lagerung.
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Die Spulen 14 sind in Gruppen von jeweils 3 aufgeteilt und sind als Drei-Phasen-Schaltung verbunden. Die Generatoranordnung gemäß diesem Ausführungsbeispiel vermeidet Kondensatoren durch das Platzieren der Aufsammlungsspulen 14 in der Drei-Phasen-Schaltung von 3. Wegen dem Phasen-Offset von jeder der Spulen 14 werden Senkungen in der gleichgrrichteten Spannung vermieden und die Notwendigkeit für ein Speicherungsgerät (Kondensator) wird umgangen.
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Die Spulenanordnung gemäß der Erfindung korrespondiert zu einer Drei-Phasen-Aufsammelspule, wobei jede Phase aus n Elementen besteht. Diese Elemente sind in Reihe geschaltet; die Verbindungen können angesehen werden als „Multiabgriffs“ Ausgabe, wobei jeder nachfolgende „Abgriff“ erhöhte Spannung bietet. Um den Spulen zu erlauben, bei geringster Geschwindigkeit zu funktionieren, sollten die Gleichrichterdioden an den Abgriffen platziert sein, die die größte elektromotorische Kraft produzieren, d. h. an den Extremstellen eines sternverbundenen Schaltkreises. Wenn die elektromotorische Kraft zu hoch wird, werden die Extremstellen abgetrennt und die Dioden bekommen diese erhöhte elektromotorische Kraft nicht zu spüren. Stattdessen werden andere (geringe) Abgriffsstellen in den Gleichrichter verbunden, um den Verbraucher nahtlos mit Leistung zu versehen.
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Dies wird bewerkstelligt durch das Verwenden von Festkörperbauelementen M1 M2 M3, welches Metalloxidsemiconductor-Geräte mit Verarmungsschicht sind. Wenn keine Stimulierung vorhanden ist (d. h. während eines Anfangs mit geringer Geschwindigkeit) sind sie an. Dies vermeidet zusätzlichen Verlust, wenn die Leistung gering ist. Der „Boden“ Punkt in der Schaltung aus 3 ist der (bedingte) „Stern“ Punkt der Drei-Phasen-Maschine. Alle Aufsammelspulen 14 in jedem Zweig (d.h. n = q + p) tragen aktiv dazu bei, Leistung zu erzeugen.
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Nach dem Einschalten soll die Ansteuerung die Metalloxidhalbleiter-Geräte M1, M2, M3 abschalten. Ein einziges Gerät kann verwendet werden, um alle drei Metalloxidhalbleiter-Geräte M1, M2, M3 mit Leistung zu versorgen. Dies kann ein optisches Gerät sein, das eine galvanische Trennung zwischen dem gleichgerichteten Output (wo das Treffen von Entscheidungen stattfindet) und dem Sternpunkt (wo das Schalten benötigt wird) zur Verfügung stellt.
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Wenn M1, M2, M3 abgeschaltet werden, tragen nur 3× ’p‘ Aufsammelspulen zur Energiegewinnung bei.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5440184 A [0004, 0005]
- WO 2013/160035 [0006]
