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Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage, mit einer Rotorblattnabe, einem Generator, und einem Magnetgetriebe, welches antriebsseitig mit der Rotorblattnabe und abtriebsseitig mit dem Generator verbunden ist.
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Solche Windenergieanlagen mit einem Magnetgetriebe sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei derartigen Windenergieanlagen ist es für einige Generatortypen zweckmäßig, die Rotor- und damit Nabendrehzahl mittels eines Getriebes hin zu höheren Antriebszahlen für einen Generator zu wandeln. Der Generator kann sodann kleiner, leichter und somit kostengünstiger konstruiert werden.
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Aus dem Stand der Technik ist ferner bekannt, zur Wandlung der Nabendrehzahl kein konventionelles Zahnradgetriebe einzusetzen, sondern ein einstufiges Magnetgetriebe. Bei solchen Magnetgetrieben erfolgt die Kraftübertragung von der Antriebsseite des Getriebes zur Abtriebsseite berührungslos. Hieraus resultiert - abgesehen von einem eventuellen Lagerverschleiß - eine weitestgehende Verschleißfreiheit eines solchen Getriebes. Die Kraftübertragung erfolgt mithin quasi verlustfrei und somit mit hohem Wirkungsgrad. Auch gerät ein solches Magnetgetriebe bei einer eventuellen Überlast lediglich in einen Schlupfzustand, wobei im Vergleich zu einem mechanischen Getriebe eine Beschädigung durch Überlast wirksam vermieden wird.
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Bei den aus dem Stand der Technik vorbekannten einstufigen Magnetgetrieben zur Verwendung in Windenergieanlagen wirkt sich jedoch aus, dass das maximale Übersetzungsverhältnis eines solchen einstufigen Getriebes Grenzen unterworfen ist. Mithin ist die maximal zu realisierende Abtriebsdrehzahl eines solchen Getriebes bei gegebener Rotor- und damit Antriebsdrehzahl begrenzt. Somit sind die Generatoren aufgrund der geringeren Betriebsdrehzahl typischerweise größer zu dimensionieren und weisen somit eine höhere Generatormasse auf. Das Erreichen einer hohen Kosteneffizienz der Getriebe-Generator-Anordnung wird erschwert.
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Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Windenergieanlage der eingangs bezeichneten Art dahingehend weiterzubilden, dass die im Stand der Technik aufgefundenen Nachteile möglichst weitgehend behoben werden. Insbesondere soll eine Windenergieanlage angegeben werden, welche ein möglichst verschleiß- und wartungsarmes Getriebe aufweist, welches ferner höhere Abtriebsdrehzahlen und höhere Kosteneffizienz einer Getriebe-Generator-Anordnung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Windenergieanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Magnetgetriebe als mehrstufiges, insbesondere zweistufiges Magnetgetriebe ausgebildet ist. Das Magnetgetriebe ist vorzugsweise abtriebsseitig drehfest mit dem Generator verbunden, d. h. entweder starr oder mittels einer elastischen Kupplung.
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Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass ein mehrstufiges Magnetgetriebe im Vergleich zu einem einstufigen Magnetgetriebe höhere Übersetzungsverhältnisse erlaubt und gleichzeitig immer noch kompakte äußere Abmessungen aufweist. Der Generator einer Windenergieanlage kann damit mit höheren Antriebsdrehzahlen betrieben werden. Dieses hat zur Folge, dass sich Generatoren leichter und kompakter auslegen lassen, ohne dass dies negative Folgen für den Wirkungsgrad der Windenergieanlage mit sich bringt. Das vorgeschlagene mehrstufige Magnetgetriebe ist dabei weitestgehend verschleißfrei, wartungsarm und zuverlässig. Darüber hinaus besteht ein wirkungsvoller Schutz gegenüber Überlast, welche bei einem mechanischen mehrstufigen Getriebe zu einer Beschädigung des Getriebes führen könnte.
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Dabei ist das Magnetgetriebe vorzugsweise als zweistufiges Magnetgetriebe ausgebildet ist. Die Ausbildung des Getriebes als zweistufiges Getriebe hat sich dabei als guter Kompromiss bezüglich einer hinreichenden Flexibilität im Hinblick auf das durch das Getriebe zu realisierenden Übersetzungsverhältnis und der mechanischen Komplexität erwiesen.
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Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass die erste Getriebestufe des Magnetgetriebes ein Hohlrad, einen Modulator und ein Sonnenrad aufweist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Getriebestufe des Magnetgetriebes als Standgetriebe ausgebildet, bei dem das Hohlrad rotierbar gelagert und mit der Rotorblattnabe verbunden ist, und der Modulator feststehend ausgebildet ist. Dabei ist das Hohlrad der ersten Getriebestufe mit dem Antrieb - also mit der Rotorblattnabe - verbunden.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die erste Getriebestufe des Magnetgetriebes als Umlaufradgetriebe ausgebildet, bei dem das Hohlrad feststehend ausgebildet ist, und der Modulator rotierbar gelagert ausgebildet und mit der Rotorblattnabe verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Rotorblattnabe mit dem Modulator drehfest verbunden, wobei das Hohlrad feststehend ausgebildet ist.
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Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass das Sonnenrad rotierbar gelagert ist. Mit anderen Worten wird damit in der ersten Getriebestufe die antriebsseitig durch die Rotorblattnabe bereitgestellte Drehzahl in eine höhere Drehzahl übersetzt, wobei diese höhere Drehzahl an dem Sonnenrad der ersten Getriebestufe anliegt. Bevorzugt ist das Sonnenrad unabhängig davon, ob die erste Getriebestufe des Magnetgetriebes als Standgetriebe oder als Umlaufradgetriebe ausgebildet ist, rotierbar gelagert. Das Sonnenrad stellt damit die Abtriebsseite der ersten Getriebestufe dar.
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Weiterhin bevorzugt weist die zweite Getriebestufe des Magnetgetriebes ein Hohlrad und einen Modulator auf. Gemäß einer ersten alternativen Ausführungsform ist die zweite Getriebestufe des Magnetgetriebes als Standgetriebe ausgebildet, bei dem das Hohlrad rotierbar gelagert und mit dem Sonnenrad der ersten Getriebestufe verbunden ist, und der Modulator ist feststehend ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform ist das Hohlrad der zweiten Getriebestufe antriebsseitig mit dem abtriebsseitigen Hohlrad der ersten Getriebestufe gekoppelt.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die erste Getriebestufe des Magnetgetriebes als Umlaufradgetriebe ausgebildet, wobei das Hohlrad feststehend ausgebildet ist, der Modulator rotierbar gelagert und mit dem Sonnenrad der ersten Getriebestufe verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das abtriebsseitige Sonnenrad der ersten Getriebestufe mit der Antriebsseite der zweiten Getriebestufe dergestalt gekoppelt, dass das Sonnenrad der ersten Getriebestufe drehfest mit dem Modulator der zweiten Getriebestufe verbunden ist.
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Die zweite Getriebestufe des Magnetgetriebes weist vorzugsweise ein Sonnenrad auf. Das Sonnenrad bildet dabei die Abtriebsseite der zweiten Getriebestufe aus. Bevorzugt weist dabei das Sonnenrad eine höhere Drehzahl als das Hohlrad, bzw. der Modulator auf, wobei das Sonnenrad vorzugsweise rotierbar gelagert ist. Mit anderen Worten, wird mittels des zweistufigen Magnetgetriebes die Nabendrehzahl übersetzt in eine höhere Drehzahl, welche schließlich an dem abtriebsseitigen Sonnenrad der zweiten Getriebestufe anliegt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Generator einen Rotor und einen Stator auf, wobei der Rotor des Generators mit dem Sonnenrad der zweiten Getriebestufe verbunden ist. Dabei ist bevorzugt, dass die Übersetzungen der ersten Getriebestufe und in der zweiten Getriebestufe so angepasst werden, dass der Generator in Abhängigkeit von der Nabendrehzahl möglichst kompakt und leicht ausgelegt werden kann, bei im Vergleich zur Verwendung eines einstufigen Getriebes vergleichbarem Wirkungsgrad.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist das Sonnenrad der zweiten Getriebestufe des Magnetgetriebes einen Stator auf, der als Generatorstator ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist bei einem derartigen Aufbau der Generator baulich zumindest partiziell in die zweite Getriebestufe des Magnetgetriebes integriert. Die zweite Getriebestufe weist dabei vorzugsweise lediglich antriebsseitig ein rotierbares Hohlrad oder einen rotierbaren Modulator auf, wobei alle übrigen Komponenten unbeweglich relativ zueinander und zum Achszapfen bzw. Maschinenträger ausgebildet sind. Die zweite Getriebestufe realisiert damit nicht länger eine mechanische Übersetzung von der Antriebsseite zur Abtriebsseite, sondern vielmehr eine magnetische Übersetzung. Im Rahmen dieser magnetischen Übersetzung wird ein schnell umlaufendes Drehfeld generiert, welches einen elektrischen Strom in dem Generatorstator induziert.
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Die Vorteile eines solchen in die zweite Getriebestufe integrierten Generators sind vielfältig und liegen beispielsweise darin, dass der erforderliche Bauraum einer derartigen Anordnung gering ist und gleichzeitig die Masse eines solchen in einem Magnetgetriebe integrierten Generators bezogen auf die Getriebegeneratoreinheit geringer ist, als die Massen der entsprechenden Einzelkomponenten, wenn diese auf klassische Weise kombiniert würden. Darüber hinaus kann die Anzahl der rotierenden Teile mittels einer solchen Anordnung reduziert werden, da auf Seiten der zweiten Getriebestufe lediglich das Hohlrad rotierbar gelagert ist. Alle übrigen Komponenten sind unbeweglich relativ zueinander und zum Achszapfen bzw. Maschinenträger angeordnet und unterliegen somit keinem Verschleiß, insbesondere auch keinem Lagerverschleiß.
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Weiter vorzugsweise weist der Generatorstator eine Wicklung auf, welche als gleichpolige Drehfeldwicklung ausgebildet ist. Eine solche Wicklung, bzw. Wicklungsart hat sich als besonders vorteilhaft im Hinblick auf den Energieertrag eines solchen Generators, bzw. Generatorstators herausgestellt.
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Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist der Generatorstator benachbart zum Modulator der zweiten Getriebestufe angeordnet, und/oder sind der Generatorstator und der Modulator koaxial zueinander angeordnet. Dabei ist bevorzugt, dass ein Luftspalt zwischen den einzelnen Komponenten verbleibt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das Magnetgetriebe und/oder der Generator mittels eines Hauptlagers oder mittels zweier Lager an einem Achszapfen gelagert. Dabei ist bevorzugt, dass das Hauptlager als Wälzlager oder Gleitlager ausgebildet ist. Das Hauptlager trägt somit die Masse des Magnetgetriebes und/oder des Generators, bzw. der Magnetgetriebe-Generatorkombination. Der Achszapfen kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das Magnetgetriebe mittels einer elastischen Abstützung an dem Achszapfen oder an dem Maschinenträger abgestützt. Dabei ist die elastische Abstützung vorzugsweise verstellbar ausgebildet und weist besonders bevorzugt mindestens eine Elastomer-Drehmomentstütze auf. Hierdurch lässt sich das Getriebemoment abstützen und die auf den Achszapfen, bzw. den Maschinenträger wirkenden Rückstellkräfte reduzieren bzw. dämpfen. Ferner lassen sich akustische Vorteile realisieren. So führt die akustische Entkoppelung des Getriebes und Generators von dem Achszapfen, bzw. Maschinenträger, zu eine Reduzierung der beim Betrieb einer Windenergieanlage entstehenden Schallemissionen, und es findet gleichsam eine Dämpfung der im Betrieb auftretenden Vibrationen statt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen das Hohlrad und/oder das Sonnenrad der ersten und/oder zweiten Getriebestufe Magneten auf. Vorzugsweise sind die Magneten ferner so angeordnet, dass diese im Betrieb Magnetpolpaare ausbilden.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform sind zumindest einige der Magneten als Permanentmagneten ausgebildet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform sind die Magneten als fremderregte Magneten ausgebildet. Durch die Konfiguration und Anzahl der Magneten lässt sich vorteilhaft das Übersetzungsverhältnis der betreffenden Magnetgetriebestufen wunschgemäß beeinflussen.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass das Hohlrad, das Sonnenrad und der Modulator der ersten und/oder zweiten Getriebestufe koaxial zueinander angeordnet sind. Eine solche Bauform hat sich als besonders platzsparend herausgestellt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Anzahl der Magnetpolpaare des Sonnenrades der ersten Stufe ungleich der Anzahl der Magnetpolpaare des Sonnenrades der zweiten Stufe und/oder die die Anzahl der Magnetpolpaare des Sonnenrades der ersten Stufe kein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Magnetpolpaare des Sonnenrades der zweiten Stufe. Vorzugsweise ist ferner die Anzahl der Magnetpolpaare des Hohlrades der ersten Stufe ungleich der Anzahl der Magnetpolpaare des Hohlrades der zweiten Stufe und/oder die Anzahl der Magnetpolpaare des Hohlrades der ersten Stufe kein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Magnetpolpaare des Hohlrades der zweiten Stufe. Hierdurch wird das Auftreten von Rastmomenten zwischen den betreffenden Getriebestufen vermieden.
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Weiterhin wird bevorzugt, dass die Anzahl der Magnetpolpaare des Hohlrades der ersten und/oder zweiten Stufe ungleich der Anzahl der Magnetpolpaare des Sonnenrades der ersten und/oder zweiten Stufe ist und/oder die die Anzahl der Magnetpolpaare des Hohlrades der ersten und/oder zweiten Stufe kein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Magnetpolpaare des Sonnenrades der ersten und/oder zweiten Stufe ist. Hierdurch wird das Auftreten von Rastmomenten innerhalb der betreffenden Getriebestufen vermieden.
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Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Modulator und dem Hohlrad und/oder dem Sonnenrad der ersten und/oder zweiten Getriebestufe ein Luftspalt oder ein magnetisch nicht leitfähiges Material angeordnet. Der Wirkungsgrad des Magnetgetriebes lässt sich durch eine zielgerichtete Dimensionierung des Luftspaltes bzw. des magnetisch nicht leitfähigen Materials optimieren.
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Die Erfindung ist vorstehend unter Bezugnahme auf eine Windenergieanlage beschrieben worden. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Magnetgetriebe für eine Windenergieanlage. Die Erfindung löst die eingangs bezeichnete Aufgabe in Bezug auf das Magnetgetriebe, indem das Magnetgetriebe als mehrstufiges, insbesondere zweistufiges Magnetgetriebe ausgebildet ist. Das Magnetgetriebe macht sich die gleichen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen zunutze, wie die erfindungsgemäße Windenergieanlage. Diesbezüglich wird auf die obigen Ausführungen verwiesen und deren Inhalt hiermit einbezogen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.
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Hierbei zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Windenergieanlage in einer perspektivischen Darstellung;
- 2 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Windenergieanlage gemäß 1 in einer Schnittansicht;
- 3 das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage gemäß den 1 bis 2 in einer perspektivischen Ansicht;
- 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage in einer Schnittdarstellung;
- 5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage in einer Schnittansicht;
- 6 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage in einer Schnittansicht;
- 7 das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage gemäß der 1 bis 3 mit einem in die zweite Getriebestufe integrierten Generator, und
- 8 ein erfindungsgemäßes Magnetgetriebe in einer Schnittansicht.
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1 zeigt eine Windenergieanlage 100 mit einem Turm 102 und einer Gondel 104. An der Gondel 104 ist ein Rotor 106 angeordnet. Der Rotor 106 weist drei Rotorblätter 108 auf, welche mit einem Spinner 110 verbunden sind. Der Rotor 106 wird im Betrieb durch den Wind in eine Rotationsbewegung versetzt und treibt dadurch einen Generator (siehe nachfolgende Fig.) in der Gondel 104 an, welcher die Rotationsenergie des Rotors 106 in elektrischen Strom wandelt.
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2 zeigt eine Gondel 104, welche einen Achszapfen 114 aufweist, auf welchem mittels einer Hauptlagerung 116 eine Rotornabe 112 gelagert ist. Die Rotorblattnabe 112 ist über einen rotierenden Getriebesteg 136 mit einem Hohlrad einer ersten Getriebestufe 124 eines Magnetgetriebes 118 verbunden. Koaxial und benachbart zum Hohlrad der ersten Getriebestufe 124 ist ein Modulator der ersten Getriebestufe 126 angeordnet. Der Modulator 126 ist vorliegend mittels des feststehenden Getriebestegs 138 ortsfest relativ zum Achszapfen 114 angeordnet. Benachbart zu dem Modulator der ersten Getriebestufe 126 ist das drehbar gelagerte Sonnenrad der ersten Getriebestufe 128 angeordnet. Die erste Getriebestufe wird somit durch das Hohlrad 124, den Modulator 126, und das Sonnenrad 128 gebildet. Dabei findet eine Drehzahlübersetzung dahingehend statt, dass das Sonnenrad der ersten Getriebestufe 128 abtriebsseitig schneller rotiert als das antriebsseitige Hohlrad 124.
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Das Sonnenrad der ersten Getriebestufe 128 ist mittels eines Kopplungsabschnittes 148 verbunden mit einem Hohlrad einer zweiten Getriebestufe. Mit anderen Worten wird das Hohlrad der zweiten Getriebestufe 130 mittels des Kopplungsabschnittes 148 durch das Sonnenrad der ersten Getriebestufe angetrieben. Benachbart zu dem Hohlrad der zweiten Getriebestufe 130 ist ein Modulator der zweiten Getriebestufe 132 angeordnet. Dieser ist mittels des feststehenden Getriebestegs 138 unbeweglich relativ zum Achszapfen 114 angeordnet.
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An den Modulator der zweiten Getriebestufe 132 angrenzend ist ein Sonnenrad der zweiten Getriebestufe 134 angeordnet. Dieses Sonnenrad der zweiten Getriebestufe 134 bildet die Abtriebsseite der zweiten Getriebestufe und des Magnetgetriebes 118 insgesamt. Das Sonnenrad der zweiten Getriebestufe 134 ist über eine Generatorwelle 146 mit einem Generatorrotor 142 eines Generators 120 verbunden.
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Neben dem Generatorrotor 142 weist der Generator 120 einen Generatorstator 140 auf. Die Anordnung aus Magnetgetriebe 118 und Generator 120 ist neben der Hauptlagerung 116 relativ zu dem Achszapfen 114 mittels einer Abstützung 122 abgestützt. Insgesamt ist damit die erste Getriebestufe gebildet durch das Hohlrad 124, dem Modulator 126 und das Sonnenrad 128 als Standgetriebe ausgebildet.
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Auch die zweite Getriebestufe mit dem Hohlrad 130, dem Modulator 132 und dem Sonnenrad 134 ist als Standgetriebe ausgebildet. Sowohl der Modulator der ersten Getriebestufe 126 als auch der Modulator der zweiten Getriebestufe 132 sind unbeweglich relativ zueinander und zum Achszapfen 114 angeordnet. Eine vergrößerte Ansicht des Magnetgetriebes 118 ist zusätzlich in 3 gezeigt.
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4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Magnetgetriebes 218. Das Magnetgetriebe 218 weist eine erste Getriebestufe mit einem Hohlrad 224, einem Modulator 226 sowie einem Sonnenrad 228 auf. Abweichend zu dem aus den 1 bis 3 bekannten Ausführungsbeispiel, ist die erste Getriebestufe des Magnetgetriebes 218 als Umlaufgetriebe ausgebildet, bei dem das Hohlrad der ersten Getriebestufe 224 unbeweglich relativ zum Achszapfen (nicht gezeigt) und zum Modulator 232 der zweiten Getriebestufe angeordnet ist, der Modulator 226 jedoch rotierbar. Das Sonnenrad der ersten Getriebestufe 228 ist ebenfalls rotierbar gelagert und über den Kopplungsabschnitt 248 verbunden mit dem Hohlrad der zweiten Getriebestufe 230.
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Die zweite Getriebestufe mit dem Hohlrad 230, dem Modulator 232 und dem Sonnenrad 234 ist wie in dem Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 3 als Standgetriebe ausgebildet, wobei der Modulator 232 unbeweglich relativ zum Achszapfen (nicht gezeigt) und zum Hohlrad der ersten Getriebestufe 224 angeordnet ist und das Hohlrad 230 sowie das Sonnenrad 234 rotierbar gelagert sind. Das Sonnenrad der zweiten Getriebestufe 234 ist über die Generatorwelle 246 verbunden mit dem Generator 220 beziehungsweise mit dem Generatorrotor 242. Der Generatorstator 240 ist unbeweglich und ortsfest angeordnet.
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Ein drittes alternatives Ausführungsbeispiel eines Magnetgetriebes 318 ist in 5 gezeigt. Dabei ist die erste Getriebestufe gebildet durch das Hohlrad 324, dem Modulator 326 sowie das Sonnenrad 328 analog zu dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 als Standgetriebe ausgebildet, wobei der Modulator 326 unbeweglich relativ zum Getriebesteg 338 und zum Achszapfen (nicht gezeigt) angeordnet ist, das Hohlrad 324 sowie das Sonnenrad 328 jedoch drehbar.
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Das Sonnenrad der ersten Getriebestufe 328 ist nunmehr mittels des Kopplungsabschnittes 348 gekoppelt mit dem Modulator 232 der zweiten Getriebestufe. Das Hohlrad der zweiten Getriebestufe ist dagegen unbeweglich relativ zum Achszapfen (nicht gezeigt) und zum Modulator 326 der ersten Getriebestufe angeordnet. Das Sonnenrad der zweiten Getriebestufe 334 ist drehbar angeordnet und über die Generatorwelle 346 mit dem Rotor 342 des Generators 320 verbunden.
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Ein viertes alternatives Ausführungsbeispiel eines Magnetgetriebes 418 ist in 6 gezeigt. Bei dem in der 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Modulator der ersten Getriebestufe 426 drehbar gelagert und angetrieben. Das Hohlrad der ersten Getriebestufe 424 hingegen ist unbeweglich relativ zum Achszapfen (nicht gezeigt) und zum Hohlrad 430 der zweiten Getriebestufe angeordnet. Das Sonnenrad der ersten Getriebestufe 428 ist rotierbar gelagert und mittels des Kopplungsabschnittes 448 verbunden mit dem Modulator der zweiten Getriebestufe 432. Das Hohlrad der zweiten Getriebestufe ist unbeweglich relativ zum Hohlrad 424 der ersten Getriebestufe angeordnet. Das Sonnenrad der zweiten Getriebestufe ist rotierbar gelagert und verbunden mit dem Rotor 442 des Generators 420.
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7 zeigt eine Gondel 104 gemäß 2, wobei jedoch das ursprüngliche Sonnenrad der zweiten Getriebestufe nunmehr ersetzt wurde durch einen Generatorstator 154. Dieser Generatorstator 154 ist unbeweglich relativ zum Achszapfen 114 und zum Modulator 126 der 1. Getriebestufe angeordnet und weist eine Statorwicklung 152 auf. Die zweite Getriebestufe gebildet aus dem Hohlrad 130, dem Modulator 132 sowie dem Stator 152 realisiert somit nicht länger eine mechanische Übersetzung sondern eine magnetische Übersetzung unter Generierung eines schnellumlaufenden Drehfeldes, welches in dem Generatorstator 154 beziehungsweise in dessen Wicklungen 152 einen elektrischen Strom induziert.
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Der schematische Aufbau eines Magnetgetriebes 118 ist in einer alternativen Schnittdarstellung in 8 gezeigt. Das Magnetgetriebe 118 weist das Hohlrad der ersten Getriebestufe 124 auf, wobei an dem Hohlrad 124 Magneten 156 angeordnet sind. Angrenzend an das Hohlrad der ersten Getriebestufe 124 ist koaxial der Modulator der ersten Getriebestufe 126 angeordnet. An dem Sonnenrad der ersten Getriebestufe 128 sind wiederum Magnete 156 angeordnet. Durch die Modulation der Magnetfelder der Magneten 156 in Zusammenschau mit dem Modulator 126 erfolgt eine magnetische Übersetzung zwischen der Antriebsseite der ersten Getriebestufe (Hohlrad 124) und der Abtriebsseite der ersten Getriebestufe (Sonnenrad 128). Selbiges gilt analog für die zweite Getriebestufe gebildet aus dem Hohlrad 130, dem Modulator 132 sowie dem Sonnenrad 134.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Windenergieanlage
- 102
- Tum
- 104
- Gondel
- 106
- Rotor
- 108
- Rotorblätter
- 110
- Spinner
- 112
- Rotorblattnabe
- 114
- Achszapfen
- 116
- Hauptlagerung
- 118
- Magnetgetriebe
- 120
- Generator
- 122
- Abstützung
- 124
- Hohlrad 1. Getriebestufe
- 126
- Modulator 1. Getriebestufe
- 128
- Sonnenrad 1. Getriebestufe
- 130
- Hohlrad 2. Getriebestufe
- 132
- Modulator 2. Getriebestufe
- 134
- Sonnenrad 2. Getriebestufe
- 136
- Getriebesteg rotierend
- 138
- Getriebesteg feststehend
- 140
- Generatorstator
- 142
- Generatorrotor
- 144
- Lager
- 146
- Generatorwelle
- 148
- Kopplungsabschnitt
- 150
- Magnetgetriebe mit integriertem Generator
- 152
- Statorwicklung
- 154
- Generatorstator
- 156
- Magneten
- 218
- Magnetgetriebe
- 220
- Generator
- 224
- Hohlrad 1. Getriebestufe
- 226
- Modulator 1. Getriebestufe
- 228
- Sonnenrad 1. Getriebestufe
- 230
- Hohlrad 2. Getriebestufe
- 232
- Modulator 2. Getriebestufe
- 234
- Sonnenrad 2. Getriebestufe
- 236
- Getriebesteg rotierend
- 238
- Getriebesteg feststehend
- 240
- Generatorstator
- 242
- Generatorrotor
- 244
- Lager
- 246
- Generatorwelle
- 248
- Kopplungsabschnitt
- 318
- Magnetgetriebe
- 320
- Generator
- 324
- Hohlrad 1. Getriebestufe
- 326
- Modulator 1. Getriebestufe
- 328
- Sonnenrad 1. Getriebestufe
- 330
- Hohlrad 2. Getriebestufe
- 332
- Modulator 2. Getriebestufe
- 334
- Sonnenrad 2. Getriebestufe
- 336
- Getriebesteg rotierend
- 338
- Getriebesteg feststehend
- 340
- Generatorstator
- 342
- Generatorrotor
- 344
- Lager
- 346
- Generatorwelle
- 348
- Kopplungsabschnitt
- 418
- Magnetgetriebe
- 420
- Generator
- 424
- Hohlrad 1. Getriebestufe
- 426
- Modulator 1. Getriebestufe
- 428
- Sonnenrad 1. Getriebestufe
- 430
- Hohlrad 2. Getriebestufe
- 432
- Modulator 2. Getriebestufe
- 434
- Sonnenrad 2. Getriebestufe
- 436
- Getriebesteg rotierend
- 438
- Getriebesteg feststehend
- 440
- Generatorstator
- 442
- Generatorrotor
- 444
- Lager
- 446
- Generatorwelle
- 448
- Kopplungsabschnitt
