DE1941097A1 - Magnetische Turbine - Google Patents
Magnetische TurbineInfo
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- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
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Description
PATENTANWALTDIPL1-INCHARRYROEVEr
68 m ann h eim -feudenh el m- am bogen 2 3 ■ postfach 1 24
H. August 1969 R/P
James E. McMahan
Winston-Salem/USA
Winston-Salem/USA
Magnetische Turbine
Priorität der USA-Patentanmeldung Nr. 753 355 vom 19. August 1968
Bei einer Üblichen Konstruktion von Elektromotoren bestehen diese
aus einem Rotor mit permanentaiagnetischen Polen, wogegen der Stator aus elektromagnetischen Feldpolen gebildet wird, für die der
Strom entweder von einer Wechselstromquelle oder von Kommutatoren, die mit dem Rotor rotieren, geliefert-wird. In all diesen
Fällen ist die maximale Drehzahl des Motors durch die Frequenz
des Wechselstroms oder durch die Möglichkeit des Kommutators, die Stromzuleitung in den Feldspulen schnell umzukehren, begrenzt.
11IS
"J O62! 79 Il 24 ■ . BAKK; DEUTSCHE ÜA'.K KQLN i Ii-S B2: S -- . «"!"SCHECK"; 5WLN 49-7 29
Wegen der Einschränkungen, wie sie vorstehend erwähnt wurden,, werden
nun umfangreiche Entwicklungen durchgeführt, um einen Ersatz
für die übliche Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung zu schaffen, die im allgemeinen bei Kraftfahrzeugen und in anderen,
gleich wichtigen Anwendungsfällen verwendet werden. Die Gefahren
und Nachteile, die sich aus der fortgesetzten Verwendung großer
Anzahlen von Brennkraftmaschinen ergeben, haben die Automobil-
und Motorenindustrie zu weitgehenden Entwicklungen getrieben, um
entweder eine Dampfturbine oder einen elektrisch betriebenen Motor zu schaffen, die bzw. der praktisch, wirtschaftlich und verhältnismäßig wartungsfrei ist und gut und wirtschaftlich arbeitet.
Es wurde erhebliche Entwieklungs- und Ingenieurarbeit aufgewandt
mit der Entwicklung eines wirtschaftlichen, elektrisch betätigten
Motors für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, welche gewöhnlich
eine große und starke Batterie benötigen, die dauernde Wiederaufladung benötigt und einen Betrieb des Fahrzeugs nur innerhalb
eines begrenzten Radius von einer Aufladestation aus ermöglicht.
Diese Batterie muß beträchtliche Kapazität haben, weil der Elektromotor ausschließlich von dem in der Batterie gespeicherten Potential gespeist wird.
Um die offenkundigen Schwierigkeiten bei üblichen Elektromotoren,
die für Kraftfahrzeuge und als sonstige Leistungsquellen geeignet sind, zu überwinden, wurde die vorliegende Erfindung entwickelt.
Nach bekannten Prinzipien ist eine magnetisch betätigte Turbine
vorgesehen mit einem Turbinenanker, der eine Mehrzahl von in
Umfangsrichtung auf gegenseitigem Abstand liegenden polarisierten Permanentmagneten und einen Stator mit weiteren, in Umfangsrichtung im Abstand voneinander liegenden Magnetpolen aufweist,
die nacheinander bei Verdrehung des Rotors um seine Achse den Ankerpolen gegenüberliegend zu stehen kommen. Die Turbine umfaßt
Polpolarität-Schaltkreise, welche die Polarität der Statorpole wahlweise in einer bestimmten Umdrehungsrelation zwischen den
Ankerpolen und den Statorpolen umkehren.
Um eine wirksame elektrische Turbine zur Verwendung in einem Fahrzeug oder in einer anderen Vorrichtung zu schaffen, 1st es erforderlich, eine Einheit zu haben, die verhältnismäßig wenig Strom
aufnimmt, trotzdem aber genügend mechanische Kraft abgibt, um einen Wechselstromerzeuger anzutreiben oder eine Kurbelwelle oder
dergleichen zu verdrehen. Durch die Verwendung von Permanentmagneten und Elektromagneten wird eine innere Energiequelle geschaffen, die die Rotorverdrehung bewirkt, während schwacher Strom
zur Speisung der die Drehung steuernden Elektromagnetpole verwendet wird.
Es hat sich gezeigt, daß ein bestimmtes Verhältnis von vom Stator getragenen Elektromagneten und von dem Anker getragenen Permanentmagneten besonders wirksam ist in Bezug auf die Erreichung
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-■ 4 -.
des gewünschten Drehmoments, so daß der Anker kontinuierlich in Drehung gehalten wird infolge dieses Zahlenverhältnisses und
des Trägheitsmoments des Rotors, nachdem die Drehung einmal begonnen hat. Solange als ein Minimum von 16 Elektromagneten am
Umfang des Stators und ein Minimum von 18 Permanentmagneten am
Umfang des Ankers vorgesehen ist, wird ein gleichmäßiges Verhältnis
erzielt mit der Möglichkeit eines Maximums von 4 Schaltkreisen, welche die gesamte Polarisation sämtlicher Elektromagnete,
die der Stator enthält, steuert. Jegliche Mehrfachanzahl von Permanentmagneten und Elektromagneten dieses grundsätzlichen
Verhältnisses 16 : 18 ist in gleicher Weise zur Verwnedung in der Turbinenkonstruktion geeignet.
Bei einer Ausführungsform der Turbine gewährleistet eine neuartige
konstruktive Ausführung des Elektromagnets zusätzliche Vorteile in Bezug auf die Kühlung, die Konstruktion und die Ergebnisse.
Infolge von Schlitzen, die im Kernaufbau des Elektromagnets vorgesehen sind, kann eine getrennte, eine Kraft ausübende
Vorrichtung angebracht werden, die auf das Kernmaterial eine mechanische Beanspruchung ausübt unter beträchtlicher Erhöhung
der Permeabilität; dieser Faktor gestattet den Einbau von Hochgeschwindigkeits-Schalteinrichtungen, falls solche
wünschenswert sind.
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Aus der vorangegangenen Diskussion ist ersichtlich, daß Hauptaufgabe
der Erfindung die Schaffung einer neuen, verbesserten Magnetturbine ist, die in der Konstruktion einfach, wirksam im Arbeiten und wirtschaftlich herstellbar ist. Die Magnetturbine
soll einen hohen Wirkungsgrad haben und eine Polarisation der Statorpole durch ein Maximum von 4 Schaltkreisen ermöglichen,
ungeachtet der Anzahl, wie viele Pole vorhanden sind. Die Magnetturbine soll ohne einen Kommutator auskommen und anstelle dessen
wirksam gesteuert werden durch Schaltkreise oder durch Hochgeschwindigkeits-Schaltimpulsgeräte.
Die erfindungsgemäße Magnetturbine soll außerdem ein ganz spezielles
Verhältnis der Anzahlen der Elektromaghete einerseits
und der Permanentmagnete andererseits aufweisen, wobei dieses
Verhältnis oder ein VielfÜhes davon eine hochwirksame Turbine
gewährleistet, die ein Maximum von 4 Schaltkreisen für die
Steuerung der Arbeitsweise benötigt. Ferner soll die Turbine eine neuartige Formgebung für die Elektromagnete aufweisen,
durch die die magnetische Permeabilität so weit vergrößert wird, daß die Verwendung von Hochgeschwindigkeits-Schalteinrichtungen
für die Polarisation gestattet wird.
Insgesamt gesehen soll die durch die Erfindung zu schaffende
Magnetturbine eine solche Wirksamkeit und Kapazität aufweisen, die ausreichend ist, um Kraftfahrzeuge oder andere Vorrichtungen
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als ein wirksamer Ersatz der üblichen Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung anzutreiben.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung
in Verbindung mit der Zeichnung, in der gleiche Bezugszeichen in allen Figuren ähnliche Elemente bezeichnen.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die einzelnen Elemente eines Systems zeigt, das zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs
dient und worin die Majignetturbine nach der Erfindung
das Drehmoment zum Antrieb eines elektrischen Wechselstromerzeugers
wie auch einer mechanischen Last, die durch eine Kurbelwelle oder dergleichen representiert
wird, liefert.
Fig. 2 ist ein Arbeitsdiagramm der Relation der Anker- und Stator-Pole
mit dem erfindungsgemäßen Zahlenverhältnis zwischen Elektromagneten und Permanentmagneten.
Fig. 3 ist ein Polaritätsmuster-Diagramm mit den eingetragenen Polaritäten, die an den Elektromagneten benötigt werden,
um ein Drehmoment auf die Permanentmagnete des Ankers
aufrechtzuerhalten.
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Flg. 4 zeigt die Grundeinheit der Relation der magnetischen
Kreise, wobei jeweils eine Paarung Elektromagnet zu Permanentmagnet auf einer Oberflächeneinheit und dasselbe Verhältnis auf der gegenüberliegendeη Seite dieser
Einheit erzeugt wird, und wobei die Permanentmagnete
auf dem Umfang des Ankers auf einem Abstand von der Hit'"
telllnie angeordnet sind, der gleich dem Ankerradius ist.
Fig; 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines einzelnen Elektromagnets
und Permanentmagnets der Grundeinheit, die einen
magnetischen Kreis wie in Fig. 4 gezeigt bildet, und außerdem das Kräftediagramm, welches das Kraftmoment
zeigt, das von den Permanentmagneten, die am Umfang des
Ankers befestigt sind, um dessen Drehachse herum erzeugt wird.
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf einen einzelnen Elektromagnet-Bestandteil
des Stators mit der leiterartigen Formgebung des Bestandteils und der darin befindlichen Spulen.
Fig. 7 ist eine Seitenansicht der in Fig. 6 dargestellten Einheit und zeigt die verbesserte Luftzirkulation, die durch
die Formgebung dieses Elektromagnets ermöglicht wird.
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Flg. 8 ist eine ausschnittsweise, vergrößerte Draufsicht auf die
Elektromagnetkonstruktion nach Fig. 6 und zeigt die Verwendung mechanischer, eine Spannung erzeugender Vorrichtungen
zur Veränderung der Permeabilität des Kernmaterials.
Fig. 9 ist die grafische Darstellung einer üblichen Hystereee-
. - Schleife in ausgezogenen Linien, im Vergleich zu der gestrichelten
Schleife für den Werkstoff "68 Permalloy", nachdem auf den magnetischen Werkstoff mit einer Vorrichtung,
wie in Fig. 8 gezeigt, eine Spannung ausgeübt worden ist.
Fig. Io zeigt schematisch einen einfachen mechanischen Schalter
mit einem Schleifarm, der zur Steuerung der Polarität von 4 Polpaaren im Stator der Turbine steuert.
Fig. 11 ist ein schematischer Schaltplan der elektrischen Schaltung
zur Steuerung des Arbeitens der Magnetturbine nach der Erfindung.
In der Zeichnung, deren Darstellung zum Zwecke der Erläuterung
bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung und nicht etwa
zur Einschränkung derselben dient, zeigt Fig. 2 eine Magnetturbine mit einem Rotor 2o mit Anker 21, und einem Stator 22, wobei
der Anker in der Weise mitwirkt, daB Magnetische Kreise ge-
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bildet werden,, die weiter unten beschrieben werden, sollen. Der
Rotor 2o ist mittels einer Welle 24 drehbar gelagert; die Lager dieser Welle 24 sind nicht dargestellt. Der Anker 21 umfaßt
eine Vielzahl von in UmfangsrlchtungimAbstand voneinander liegenden,
polarisierten Magnetpolen 26, die durch die Buchstaben N und S in dem in Fig. 2 dargestellten Betriebsdiagramm bezeichnet
sind; diese Pole bilden Magnete, die parallel zur Drehachse des Ankers 21 liegen, wie dies in Fig. 4 deutlicher dargestellt
ist. ... ■■■■.-... ,.- Λ -■■■■■
Die Pole des Ankers 21 können durch jegliche geeigneten Mittel
gebildet werden, wie beispielsweise durch mit elektrischem Strom gespeiste Spulen, jedoch wird bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Anker 21 aus einem permanentmagnetischen Material
gebildet, das mit einem geeigneten Bindematerial gemischt und
in die dargestellte zylindrische Form gebracht ist. Die permanentmagnetische
Polarität kann entweder baim Formgeben des Ankers oder auch nach dieser Formgebung mittels Üblicher Mittel
induziert werden.
Der Stator 22 ist um den Umfang des Ankers 21 herum angeordnet,
so daß die 16 Elektromagnete 3o so, wie in Flg. 3 gezeigt, polarisiert werden müssen, damit sie den *®ee· Rotor 2o in uhrzeiger
richtung verdrehen. Um eine Kraft auf den Rotor dauernd aufrecht
zu erhalten;» müssen die Elektromagnete 3o in ganz bestimm-
- Io -
tem Verhältnis zur Verdrehung der Permanentmagnete umgeschaltet .,,
werden, wie dies auch in Fig. 3 angedeutet ist. ......
Die Stärke der Magnetfelder zwischen dem permanentmagnetischen Ring und dem elektromagnetischen Ring, und das sich aus dieser
Magnetfeldstärke und der relativen Lage ergebende Drehmoment wird normalerweise gesteuert durch den Strom in den Elektromagnetwindungen,
die in den Figuren Io und 11 gezeigt und mit 32, 33, 35 und 37 bezeichnet sind. Die physikalische Art und
Weise der Steuerung dieser Windungen oder Spulen soll weiter unten im Detail beschrieben werden, jedoch soll an dieser Stelle
gesagt werden, daß aus Fig. 3 ersichtlich ist, daß der Elektromagnetpol Nr. 1 (siehe Fig. 2) nach jeweijfls 2o° Rotorverdrehung
umgeschaltet werden muß, um das Drehmoment auf. den Rotor 2o aufrechtzuerhalten. Nach 4o° Rotorverdrehung wiederholt sich,...,
das Muster wiederum. Beim Studium dieser Verhältnisse ist, festzustellen,
daß die Polarität des Elektromagnetpols Nr. 8 immer dieselbe ist wie die Polarität des Elektromagnetpols Nr, Ir und
die mit 9 und 16 bezeichneten Elektromagnetpole haben jeweils der Polarität der Pole Nr. 1 und 8 entgegengesetzte Polarität*- ,,„,-Dasselbe
Verhältnis besteht zwischen den Polen 2, 11, 3 und,Io, -?
den Polen 4, 13, 5 und 12 sowie den Polen Nr. 6, 15, 7 und 14. Da
die Elektromagnetpole in Gruppen von jeweils 4 Polen eingeordnet
werden können, so weit die Schaltung betroffen ist, läßt sich
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- ii -
unschwer erkennen, daß alle 16 Elektromagnete mit 4 Stromschleifen
gesteuert werden können, d.h. also mit einer Stromschleife
für jeweils 4 Elektromagnete.
Das vorstehend beschriebene Konzept läßt sich am besten darstellen
durch das Polaritätsmuster, das in Fig. 3 gezeigt ist; dort
ist erkenntlich, daß die Elektromagnetpole Nummern 1, 8, 9 und 16 bei 0°, 2o°, 4o°'usw. umgeschaltet werden müssen, bis der
Zyklus sich dann bei 36o° oder 0° wiederholt. Die Elektromagnetpole
Nummern 2, 3, 11 und Io müssen bei 5 , 25 , 45 usw. umgeschaltet
werden, bis der Zyklus beendet 1st. Die Elektromagnetpole 4, 5, 13 und 12 müssen bei lo° , 3o°, 5o° usw. umgeschaltet
werden, bis auch dieser Zyklus beendet ist. Schließlich müssen
die Elektromagnetpole 6, 7, 14 und 15 bei 15°, 35°, 55° usw. bis
zur Beendigung des Zyklus umgeschaltet werden. Dieses Gruppenmuster zeigt, daß nur eine der vier Stromschleifen, welche die
16 Elektromagnete steuern, nach jeweils 5 Rotorverdrehung umgeschaltet
werden muß, um das Drehmoment auf den Rotor aufrecht
zu erhalten.
Das Verfahren zur Umschaltung der den vier Spulen, welche die
16 Elektromagnete steuern, zugeleiteten Spannungspolarität kann
offensichtlich auf jegliche beliebige Art und Welse durchgeführt werden, wofür als representative Beispiele festzustand-Impulseinrichtungen
als auch mechanische Einrichtungen genannt
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werden können. Wegen der Einfachheit in der Schaltung, der zeitlichen
Steuerung und der Stromsteuerung ist hier ein einfaches
elektro-mechanisehes Schleifarm-System dargestellt, das eine
geeignete Steuerung für die Magnetturbine bilden kann. Ein kreisförmiges Gitter, das insgesamt mit 34 bezeichnet ist, ist
für jede der vier gleichzeitig gesteuerten Stromspulen 32, 33, 35 und 37 vorgesehen, und dieses Gitter arbeitet mit einem
Schleifarm 36 zusammen, der eine Anzahl von vorstehenden leitenden
Elementen trägt, die insgesamt mit 38 bezeichnet sind und mit den leitenden Gitterelementen 4o derart zusammenwirken
können, daß ein geschlossener Kreis von einer Stromquelle 42 durch die Spulen 32, 33, 35 und 37 zurück zu dem Grund-Spannungskreis
erzeugt werden kann, wie dies in Fig. Io gezeigt ist. Bei dieser Anordnung wird eine elektrische Leitfähigkeit von der
Hochspannungsanschlueklemme 42 der Gleichstrom-Spannungsquelle 56 durch die freiliegenden Gitterkomponenten 4o, durch das obere
Schleifarm-Leitelement 46 und durch die ausgewählte Gruppe von
Spulen 32, 33, 35 und 37 zurück zu der Anschlußklemme 48 gebildet.
Bei Verdrehung des Schleifarms um seine Mittellinie 5o
und Übergang von einem kreisförmigen Gitterelement 4o zu einer Lücke 52 wird dieser Krfeis unterbrochen, die Spulen werden abgeschaltet, und das System ist fertig für eine zweite Ein-Schaltung,
wenn dann der Schleifarm 36 das nächst darauffolgende Gitterelement berührt, wodurch dann die hiervon gesteuerten Spulen eingeschaltet und in entgegengesetzter Richtung
polarisiert werden. Die Schalteinrichtung muß mit der Welle fest
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verbunden sein,damit die Schaltung zum richtigen Zeitpunkt erfolgt,
und muß eine ausreichende Kapazität aufweisen, um eine
richtige Speisung der verschiedenen Spulen zu ermöglichen.
Der elektrische Steuerungskreis ist schematisch in Fig. 11 gezeigt;
hierin.ist die Gleichstrom-Spannüngsquelle 56, 58 auf
der einen Seite über eine Leitung 6o mit einer Schalteinrichtung 62 und sodann mit den in Reihe geschalteten Polarisierungsspulen
32, 33, 35 und 37 und schließlich über einen den Strom regelnden,, veränderbaren Widerstand 64 mit der anderen Anschlußklemme
48 der Gleichstrom-Spannungsquelle verbunden. ES ist ZU bemerken,, daß die verschiedenen Spulen-Wicklungen für die im
einzelnen bezeichneten Elektromagnete infolge der Wicklungsrichtung der Spulen nacheinander in der Richtung umgekehrt werden,
so daß eine Polarisierung umgekehrter Polarität erreicht wird« DiQ zusätzliche Wirkung der Polar!tatsumkehrüng wird bewirkt durch.die Batterie 58, die in umgekehrter Richtung, d.h.
in entgegengesetzter .Polarität zur ersten Batterie 56, angeschlossen
ist, so daß die Speisung über den Zweipol-Kontakt 62
und über die einzelnen Spulengruppen in einer entgegengesetzten
Richtung erreicht wird. Es ist klar, daß die Verdrehung des Schleiferarms 36 um die geschilderten kreisförmigen Gitter-
Schalteinrichtungen 34 die notwendige Schalteinrichtung bildet,
über welche die UMSchaltung der Polarität der verschiedenen Spü-
*'■
lengruppen bewirkt wird.
Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Formgebung für die elektromagnetische
Substanz für jeden der Elektromagnete. Das Bauteil wird
gebildet aus einer flachen, gekrümmten Platte, die insgesamt mit 57 bezeichnet ist und eine Vielzahl von Schlitzen 59 aufweist,
die sich fast über die gesamte Breite der Segmente 57
erstrecken, wie dies am besten in Fig. 6 gezeigt ist. Durch die
Vorsehung der vielen Schlitze wird die Abführung von Wärme ermöglicht
infolge der Luftströmung, wie sie in Fig. 7 durch gestrichelte Pfeile dargestellt ist; dadurch wird ein hoher
Betriebs-Wirkungsgrad ermöglicht. Der Anschluß des Elektromagnets entlang einem horizontalen teil 6o, wie in Fig. 6 gezeigt,
gestattet die gleichzeitige Ein- bzw. Umschaltung von Elektromagneten
in der in Fig. 4 gezeigten zusammengefaßten Form. Ausserdem
ermöglichen die Schlitze 59 das Einsetzen von.mechanischen oder gleichwertigen Spanneinrichtungen, wie sie mit 62
bezeichnet sind, mit denen in der elektromagnetischen Kernsubstanz 57 eine mechanische Spannung erzeugt werden ,.kann. Diese
Spannung beeinflußt die magnetischen Charakteristika in pherro-— magnetischen Werkstoffen, wie dies in dem Diagramm Fig. 9 gezeigt ist, worin die in ausgezogenen Linien gezeigte Hysterese
Schleife 64 für den Werkstoff 69 Peraalloy ohne mechanische
Spannung gilt, während die Hysterese-Schleife 66, die gestri-
00HOS/11S*
chelt eingezeichnet ist, für denselben Werkstoff gilt bei einer
Spannung von etwa 2oo kg/cm2. Das Ergebnis ist, daß die Perme- abilität
ungefähr siebenfach erhöht wird, was einen beträchtlichen Vorteil bezüglich der Umschaltzeit von einer Polarisation
auf die andere darstellt. .
Die genaue Theorie und wissenschaftliche Darlegung der Beeinflussung
der magnetischen Permeabilität durch induzierte mechanische Beanspruchungen ist von Professor Richard M. Bozonth
in seinem Buch mit dem Titel "Ferromagnetic Materials" voll
dargelegt worden.
Die vier Steuerspulen, die die Elektromagnete steuern, können durch eine Reihe von identischen Elektromagnetringen oder
-Stegen aus Elektromagneten miteinander verbunden werden und dadurch 16, 32, 48 oder jegliches beliebige andere ganzzahlige
Vielfache hiervon an Elektromagneten steuern. Es sind jeweils 18 weitere Permanentmagnete auf der Welle und 16 weitere
Elektromagnete hinzugefügt, um die Permanentmagnete anzuziehen; hierdurch wird eine weitere Stufe der magnetischen Turbine zugefügt.
Das Verhältnis der Elektromagnete zu den Permanentmagneten beträgt grundsätzlich 16 : 18, jedoch sind, wie soeben
angegeben, auch weitere Verhältnisse von 32 : 36, 64 : 72, 128 : 144 usw. möglich, wobei nach wie vor das gesamte Arbeiten
der Turbine durch lediglich vier Kontroll-Steuerkreise gesteuert werden kann.
009809/1 166 t
copy I
Die äußere Schaltung, die am wahrscheinlichsten in Fahrzeugen
benutzt wird, besteht aus einem Wechselstromerzeuger 7o, der mit der (nicht dargestellten), sich drehenden Welle gekuppelt
ist, welcher Spannung zur Wiederaufladung der Batterie 72 liefert, die den Strom für die Steuerwicklungen in der Magnetturbine
liefert. Es ist (Fig. 1) einj£ geeigneter Regler 74 zur
Regelung der der Batterie 72 zugeführten Spannung vorgesehen. Durch den Umschalt- und Steuerkreis 78 wird die Magnetturbine
durch ein Drehmoment bewegt, das zwischen dem Anker und dem Stator erzeugt wird, wie bereits beschrieben wurde. Die mechanische
Last 8o,die durch die Kurbelwelle, eine Achse oder
eine in ähnlicher Weise mechanisch belastete Einrichtung dargestellt
wird, wird durch die Verdrehung der Rotorwelle 24 angetrieben.
Eine beträchtliche Drehwirkung wird durch die Tatsache bewirkt, daß die anfängliche Bewegung des Rotors gegenüber dem Staor
durch die magnetische Anziehung einen Schwungradeffekt erzeugt
insofern, daß die in Bewegung befindliche Masse die Tendenz hat, diese Bewegung fortzusetzen, bis diese Kraft tiberwunden wird.
Dieser Schwungradeffekt bewirkt eine Unterstützung der Verdrehung des Rotors, nachdem einmal die Magnetkräfte die Rotor-Verdrehung
ausgelöst haben.
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Es wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Magnetturbine
beschrieben, die in einmaliger und eindeutiger Weise gesteuert wird durch ein Maximum von vier Steuerkreisen und die mit einem
extrem wirksamen Verhältnis der Anzahlen von Elektromagneten zu Permanentmagneten gesteuert wird. Jedoch ist für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Konstruktion von Elektromotoren
offensichtlich, daß eine beliebige Anzahl von Änderungen
in der Stator- und in der Ankerkonstruktion, in den Schaltvorrichtungen und in den Seuerkreisen wie auch bei anderen Phasen
des Erfindungskonzepts vorgenommen werden können, ohne daß dabei der in den Patentansprüchen gekennzeichnete Erfindungsgedanke
verlassen wird. Derartige Abwandlungen und Alternativen wie auch die Verwendung von mechanischen und elektrischen Äquivalenten
fallen in den Schutzumfang.
00 98 09/1156
Claims (6)
- PatentansprücheIy Magnetturbine, gekennzeichnet durch einen drehbaren Anker mit einer vorbestimmten Anzahl von polarisierten Magnetpolen, die auf dem Umfang des Ankers im Abstand voneinander angeordnet sind, einen Stator mit einer vorbestimmten Anzahl von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander liegenden Polen und höchstens vier Pol-Polaritäts-Schaltkreisen, die nach Maßgabe der Verdrehung des Ankers arbeiten und v\ i denen jeder die Polarität einer vorbestimmten Anzahl von Stator-Polpaaren bei einer bestimmten Drehstellung der Anker-Pole gegenüber den Stator-Polen umkehrt derart, daß durch die Stator-Pole eine ununterbrochene Kraftwirkung auf die polarisierten Pole des Ankers ausübt und die Drehbewegung des Ankers gegenüber dem Stator ununterbrochen fortgesetzt wird.
- 2. Hagnetturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Stator-Polpaare mindestens 16 und die Anzahl der Anker-Polpaare mindestens 18 beträgt.
- 3. Magnetturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polpolaritäts-Schaltkreise die Polaritätsschaltung der009809/11 SSStator-Pole so lange bewirken, wie das Verhältnis von 16 : 18 der Stator-Polpaare zu den Anker-Polpaaren aufrecht erhalten bleibt.
- 4. Magnetturbine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schaltkreise Einrichtungen aufweist, durch die voneinander entfernte Spannungsinpulse erzeugt werden, die bestimmte Polpaare zuerst auf die eine Polarität und dann auf die entgegengesetzte Polarität schalten, wenn der Anker gegenüber dem Stator verdreht wird.
- 5. Magnetturbine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schaltkreise ein kreisförmiges Gitter und einen Schleifarm aufweist, der proportional der Verdrehung des Ankers verdreht wird und im Zusammenwirken mit dem Gitter eine wahlweise Polarisierung bestimmter Stator-Polpaare derart bewirkt, daß eine kontinuierliche Krafterzeugung auf die Anker-Polpaare durch diese Stator-Polpaare aufrecht erhalten wird. , ■ ,-
- 6. Magnetturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Statdrpole eine Mehrzahl von im Abstand voneinander liegenden öffnungen aufweist und in diesen öffnungen krafterzeugende Mittel vorgesehen sind,009809/1156 ;- 2ο -durch die innerhalb jedes der Stator-Polpaare eine mechanische Spannung erzeugt wird, durch die die Permeabilität jedes der Polpaafe erhöht wird.009809/1166
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