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Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine Axialflussmaschine, wobei der Rotor in Bezug zu einer Rotationsache der Axialflussmaschine drehbar ist und eine Rotorscheibe aufweist, welche mehrere Rotorsegmente aufweist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Axialflussmaschine mit zumindest einem Stator und einem Rotor. Der Rotor umfasst zumindest ein erstes Rotorelement und zumindest ein zweites Rotorelement.
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Aus der
DE 10 2020 118 943 A1 ist eine Sternscheibe für einen Rotor einer fremderregten Synchronmaschine bekannt. Des Weiteren sind dort eine Synchronmaschine und ein Verfahren von Nadelwickeln von Leiterwicklungen eines Rotors bekannt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Rotor für eine Axialflussmaschine zu schaffen, sodass eine Axialflussmaschine einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Rotor und eine Axialflussmaschine gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Rotor für eine Axialflussmaschine, wobei der Rotor in Bezug zu einer Rotationsache der Axialflussmaschine drehbar ist. Der Rotor weist eine Rotorscheibe auf, welche mehrere Rotorsegmente aufweist. Jeweils ein Rotorsegment der mehreren Rotorsegmente weist einen elektrischen Leiter auf, wobei abhängig von einem durch den elektrischen Leiter fließenden elektrischen Strom ein Magnetfeld erzeugbar ist.
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Durch den erfindungsgemäßen Rotor kann eine Axialflussmaschine effizienter betrieben werden. Speziell kann eine Axialflussmaschine mit einem solchen erfindungsgemäßen Rotor ein höheres Drehmoment und eine höhere beziehungsweise verbesserte Leistungsdichte aufweisen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Rotors ist der, dass der Wirkungsgrad einer Axialflussmaschine für bestimmte verbessert werden kann. Durch die jeweiligen elektrischen Leiter der Rotorsegmente der Rotorscheibe kann auf den Einsatz von Permanentmagneten, wie bei herkömmlichen elektrischen Maschinen, verzichtet werden. Folglich weist der vorgeschlagene Rotor eine Fremderregung beziehungsweise eine Fremdrotor-Erregung auf. Durch dies kann eine Axialflussmaschine mit Fremderregung im Rotor geschaffen werden. Somit können Kosten eingespart werden und die Axialflussmaschine positiv im Sinne der Nachhaltigkeit gestaltet werden.
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Bei einem Einsatz des Rotors einer Axialflussmaschine kann also eine Axialflussmaschine geschaffen werden, welche beispielsweise im Vergleich zu herkömmlichen Axialflussmaschinen oder Radialflussmaschinen einen verbesserten Wirkungsgrad in bestimmten Bereichen aufweist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Axialflussmaschine mit zumindest einem Stator und einem Rotor nach dem vorhergehenden Aspekt oder einer vorteilhaften Weiterbildung davon.
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Insbesondere kann der vorhin geschilderte Rotor des vorherigen Aspekts in der soeben geschilderten Axialflussmaschine eingesetzt und insbesondere verwendet werden.
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Des Weiteren ist es denkbar, dass der Rotor in anderen elektrischen Maschinen, wie Axialfluss-Elektromotor oder Axialfluss-Maschine mit Doppelrotor-Topologie handelt.
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Beispielsweise kann die Axialflussmaschine den Rotor aufweisen, und an einer jeweiligen Seite des Rotors ist ein Stator beziehungsweise eine Statoreinheit angeordnet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen die nachfolgenden Figuren in:
- 1 eine schematische Darstellung eines Rotors;
- 2 eine schematische Darstellung eines Stators; und
- 3 eine schematische Darstellung einer Axialflussmaschine mit einem Rotor und zumindest einem Stator gemäß den 1 und 2.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Durch den erfindungsgemäßen Rotor kann ein Rotorfeld des Rotors variabel gesteuert werden.
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In der 1 ist eine schematische Darstellung eines Rotors 1 dargestellt. Insbesondere ist hier eine seitliche Ansicht des Rotors, also eine Draufsicht in Bezug zu einer Rotationsache 2. In Bezug zu der Rotationsache 2 beziehungsweise einer Rotationsache ist der Rotor 1 drehbar. Bei der Rotationsache 2 kann es sich ebenfalls um die Rotationsache einer Axialflussmaschine 3 (vergleiche 3) handeln. Insbesondere dient der Rotor 1 für den Einsatz in der Axialflussmaschine 3.
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Der Rotor 1 kann eine Rotorscheibe 4 beziehungsweise ein Rotorjoch aufweisen. Die Rotorscheibe 4 und insbesondere der Rotor 1 sind scheibenförmig beziehungsweise kreisförmig ausgestaltet. Die Rotorscheibe 4 kann mehrere Rotorsegmente 5 aufweisen. Die Rotorsegmente 5 können kreisförmig auf einer Oberfläche der Rotorscheibe 4 angeordnet beziehungsweise unterteilt sein.
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In herkömmlichen Axialflussmaschinen weisen die jeweiligen Segmente der Rotorscheibe Permanentmagnete zur Erzeugung eines Magnetfelds auf. Der nun hier vorgeschlagene Rotor 1 weist dahingehend eine Fremderregung auf. Hierzu weist jeweils ein jeweiliges Rotorsegment 5 der mehreren Rotorsegmente 5 einen elektrischen Leiter 6 auf. Ein jeweiliger elektrischer Leiter 6 kann durch einen elektrischen Strom beaufschlagt sein, sodass durch diesen fließenden elektrischen Strom in dem elektrischen Leiter an einem jeweiligen Rotorsegment 5 ein Magnetfeld erzeugt werden kann. Demzufolge kann jeweils ein Rotorsegment 5 mit dem dazugehörigen elektrischen Leiter 6 einen Magnetpol für den Rotor 1 und somit für die elektrische Maschine 3 erzeugen.
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Insbesondere kann ein jeweiliges Rotorsegment 5 der Rotorsegmente 5 von einem jeweiligen elektrischen Leiter 6 umwickelt sein. Insbesondere kann ein jeweiliges Rotorsegment 5 vollständig mittels des elektrischen Leiters 6 umwickelt sein.
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Insbesondere kann es sich bei dem elektrischen Leiter 6 um eine Spule handeln. Mittels des elektrischen Leiters 6 kann insbesondere ein jeweiliges Rotorsegment 5 erregt beziehungsweise magnetisiert werden.
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Somit weist der vorgeschlagene Rotor 1 nicht wie im Stand der Technik Magnete auf, sondern diese Magnete werden durch eine Spulenerregung ersetzt. Dadurch kann eine variable Steuerung der Rotorerregung durchgeführt werden.
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Der Rotor 1 weist insbesondere Schleifkontakte auf, mit welchen eine Energieübertragung beziehungsweise eine Stromübertragung an die elektrischen Leiter 6 der mehreren Rotorsegmente 5 durchgeführt werden kann. Bei den Schleifkontakten kann es sich insbesondere um Bürsten, Kohlebürsten, Schleifringe oder anderweitige Schleifelemente handeln. Mit Hilfe der Schleifkontakte kann die Spulenerregung auf den sich drehenden Rotor 1 übertragen werden. Hierbei kann bei der Rotation des Rotors 1 die elektrischen Leiter 6 mit den Schleifkontakten elektrisch koppeln. Hierbei kann beispielsweise ein Schleifkontakt beziehungsweise eine Schleifverbindung zumindest kurzzeitig entstehen, sodass ein elektrischer Strom an den elektrischen Leiter 6 übertragen werden kann. Die elektrischen Leiter 6 sind als DC-Wicklungen beziehungsweise Gleichstrom-Wicklungen ausgeführt. Mögliche Schleifkontakte des Rotors 1 sind in 1 beispielsweise durch die +/- Zeichen symbolisiert.
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In der 2 ist eine schematische Darstellung, insbesondere eine Seitendarstellung eines Stators 7 der Axialflussmaschine 3 dargestellt. Der Stator 7 weist mehrere Statorbleche 8 auf, welche kreisförmig beziehungsweise scheibenförmig an dem Stator 7 angeordnet sind.
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In der 3 ist die bereits genannte Axialflussmaschine 3 schematisch beziehungsweise eine Schnittdarstellung dargestellt. Hierbei ist zwischen dem Rotor 1 an den jeweiligen Seiten des Rotors 1 je ein Stator 7 angeordnet. Somit bewegt sich der Rotor 1 zwischen zwei Statoren 7.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rotor
- 2
- Rotationsache
- 3
- Axialflussmaschine
- 4
- Rotorscheibe
- 5
- Rotorsegmente
- 6
- elektrischer Leiter
- 7
- Stator
- 8
- Statorblech
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102020118943 A1 [0003]
