DE202019106776U1 - Elektrischer Generator mit Sekundärspulen - Google Patents

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    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14Stator cores with salient poles

Abstract

Elektrischer Generator, der Folgendes aufweist:
einen Rotor mit einer Magnetanordnung, die zum Erzeugen eines primären Magnetfelds ausgelegt ist; und
einen Stator mit Ankerspulen, wobei der Rotor so um den Stator rotiert werden kann, dass das primäre Magnetfeld einen Strom in den Ankerspulen induziert; wobei der elektrische Generator ferner Folgendes aufweist:
Sekundärwicklungen, die um den oder außerhalb des Stators bereitgestellt sind, wobei die Sekundärwicklungen zum Erzeugen eines sekundären Magnetfelds ausgelegt sind, das mit dem primären Magnetfeld interagiert und es erhöht oder steigert; und
eine Schaltanordnung, die zum Schalten einer Intensität und/oder Polarität des Magnetfelds der Sekundärwicklungen auf der Basis einer Position des Rotors relativ zu den Sekundärwicklungen ausgelegt ist.

Description

  • GEBIET DER OFFENBARUNG
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Elektromaschinen und spezieller einen elektrischen Generator, der sein Magnetfeld in einem rotierenden Teil des Generators erzeugt.
  • HINTERGUND DER OFFENBARUNG
  • In einer herkömmlichen Elektromaschine, z. B. einem elektrischen Generator, wird ein Magnetfeld von einem Rotor durch Versorgen von um den Rotor gewickelten Feldspulen mit einem Gleichstrom produziert. In einem bestimmten Generatortyp wird der Strom den Feldspulen während der Rotation des Rotors über ein Bürsten- und Schleifringsystem zugeführt. Die Feldspulen können aufgrund der Rotation des Rotors großen Zentrifugalkräften unterliegen. Zum Sichern der Feldspulen werden diese häufig mit einem Harz überzogen und in Spulschlitze auf einem Rotorkörper eingelegt.
  • Eine Anzahl von Umdrehungen in der Rotorspule, die sich auf die Stärke des Magnets und wiederum auf eine Höhe eines induzierten EMF in den Statorspulen bezieht, ist durch die Größe des Rotorhohlraums begrenzt. Zusammenfassend ist die Verwendung des Rotors als Magnetflussquelle im Generator zwar praktikabel, hat aber praktische Einschränkungen, nämlich die Notwendigkeit für ein Bürsten- und Schleifringsystem, die Notwendigkeit zum Sichern der Feldspulen, so dass sie den Zentrifugalkräften widerstehen, und schließlich der physikalische Raum im Rotorhohlraum, der wiederum Größe und Stärke des Magnets begrenzt.
  • Die Anmelderin hält fest, dass es Bemühungen zum Steuern oder Beeinflussen der Feldspulen durch den Einbau von Sekundärspulen gibt.
  • US4887020 (selbstkompensierender bürstenloser Generator) offenbart sekundäre Statorspulen, deren Funktion es ist, Strom zu erzeugen, der dann zurück zu den Rotorspulen gespeist wird. US9912206 (Motor mit Dämpfungsmitteln) offenbart sekundäre Statorspulen, deren Funktion es ist, ein Dämpfungsdrehmoment auf dem Rotor über sein eigenes Magnetfeld zu erzeugen, das von den durch ihn fließenden induzierten Strömen produziert wird. In beiden diesen Fällen werden in den Sekundärspulen Ströme induziert, um eine bestimmte Funktion zu erfüllen.
  • US7545056 (Sättigungssteuerung einer Elektromaschine) und US20040239202 (Architektur für Elektromaschine) beschreiben beide Generatoren, die Sekundärspulen im Stator enthalten, die mit einem Gleichstrom gespeist werden. Die in diesen Patenten beschriebenen Generatoren sind beide Dauermagnet-Generatoren. Dauermagnet-Generatoren sind in der Weise begrenzt, dass ihre Ausgangsspannung nur durch die Drehzahl der Maschine reguliert werden kann. Diese Patente befassen sich mit dem Erhöhen der Steuerfähigkeit des Ausgangs von Dauermagnet-Generatoren. Dies erfolgt durch Integrieren von Sekundärsteuerwicklungen in den Stator der Maschine. Die Steuerwicklungen produzieren ein Magnetfeld, das von dem von den Dauermagneten im Rotor produzierten Magnetfeld magnetisch isoliert ist. Die Funktion des Magnetfelds der Steuerwicklungen ist es, das Sättigungsniveau des Statormaterials zu variieren. Durch Variieren des Sättigungsniveaus wird der Widerstand des Magnetkreises variiert, um dadurch die von den Stromwicklungen induzierte Ausgangsspannung zu beeinflussen. Dieses Verfahren ergibt ein gewisses Maß an Kontrolle über den von der Dauermagnet-Maschine erzeugten Ausgang, das jedoch unzureichend ist, da zusätzliche Leistung benötigt wird, um einen Rückweg zu sättigen, wodurch die Ausgangsleistung verringert wird. Allgemein gilt: Je mehr Eingangsleistung in die Maschine eingespeist wird, desto weniger Nettoausgangsleistung produziert sie.
  • Die Anmelderin wünscht einen verbesserten elektrischen Generator. Die Anmelderin schlägt die Realisierung dieses verbesserten elektrischen Generators durch Bereitstellen von Sekundärspulen vor, die anders ausgelegt sind als der Stand der Technik, dessen Offenbarungen der Anmelderin bekannt sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
  • Demgemäß stellt die Offenbarung einen elektrischen Generator bereit, der Folgendes aufweist:
    • einen Rotor mit einer Magnetanordnung, die zum Erzeugen eines primären Magnetfelds ausgelegt ist; und
    • einen Stator mit Ankerspulen, wobei der Rotor so um den Stator rotiert werden kann, dass das primäre Magnetfeld einen Strom in den Ankerspulen erzeugt,
    wobei der elektrische Generator ferner Folgendes aufweist:
    • Sekundärwicklungen, die um den und außerhalb des Stators bereitgestellt sind, wobei die Sekundärwicklungen zum Erzeugen eines sekundären Magnetfelds ausgelegt sind, das mit dem primären Magnetfeld interagiert und es vergrößert oder steigert; und
    • eine Schaltanordnung, ausgelegt zum Schalten von Intensität und/oder Polarität des Magnetfelds der Sekundärwicklungen auf der Basis einer Position des Rotors relativ zu den Sekundärwicklungen.
  • Die Magnetanordnung des Rotors kann in Form eines Elektromagnets mit Feldspulen oder eines Dauermagnets vorliegen.
  • Die Sekundärspulen können somit zum Erhöhen oder Steigern des in den Ankerspulen von um den oder außerhalb des Stators induzierten Stroms ausgelegt sein, mit anderen Worten: nicht von innerhalb des Stators, wo der Rotor untergebracht sein kann. Dies kann zu einer höheren Ströminduktion (und somit Erzeugung) ohne Erhöhung oder sogar unter Reduzierung der Rotorkomplexität führen. Diese reduzierte Rotorkomplexität kann auf Kosten von Leistung gehen, die zum Ansteuern der Sekundärwicklungen zum Erzeugen des sekundären Magnetfelds nötig ist.
  • Der elektrische Generator kann zum Zuführen eines Stroms, z. B. eines Gleichstroms, zu den Sekundärspulen ausgelegt sein. Der Strom kann von der Schaltanordnung bereitgestellt oder geregelt werden.
  • Die Anmelderin ist der Ansicht, dass ein technischer Vorteil der vorliegenden Offenbarung gegenüber den Offenbarungen des Standes der Technik wie im Hintergrund erwähnt der ist, dass es in den Offenbarungen des Standes der Technik keine magnetische Verbindung zwischen dem Magnetfeld des Rotors und dem anderswo produzierten Magnetfeld gibt, z. B. in den sekundären Statorspulen. Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, dies durch Gewährleistung zu verbessern, dass das außerhalb des Rotors produzierte sekundäre Magnetfeld (oder der Magnetfluss), z. B. durch die Sekundärspulen, einheitlich und konstruktiv zu dem vom Rotor produzierten Magnetfluss beiträgt, um die Leistung des Generators zu erhöhen.
  • Anders ausgedrückt, schlägt die vorliegende Offenbarung die Idee vor, einen Teil (oder sogar den größten Teil) der Magnetflussproduktion vom Rotor weg zu verlagern und stattdessen Magnetfluss außerhalb des Rotors, z. B. in oder durch den Stator, im Rückweg oder sogar außerhalb der Maschine zu produzieren. Die von den beiden unterschiedlichen Quellen (den Feldspulen und den Sekundärspulen) erzeugten Felder (das Primärfeld und das Sekundärfeld) können konstruktiv arbeiten.
  • Das Produzieren von Fluss außerhalb des Rotors, z. B. innerhalb des Stators und außerhalb des Stators anstatt im Rotor, kann zahlreiche Vorteile haben, nämlich der Stator ist stationär und dadurch entfällt gegebenenfalls die Notwendigkeit für das verlustbehaftete Bürsten- und Schleifringsystem, und es brauchen keine Zentrifugalkräfte ausgeglichen zu werden. Der Stator befindet sich außerhalb des Rotors, daher gibt es weniger Raum- oder Größenbeschränkungen für die sekundären Statorspulen, im. Gegensatz zu den Platzbeschränkungen, denen die Rotorspulen unterliegen. Die anderen Vorteile sind, dass die Kühlungsanforderungen möglicherweise weniger kompliziert sind und dass Reparatur und Wartung im Vergleich zum Rotor als Magnetfeldquelle vereinfacht werden. Durch Vergrößern des außerhalb des Rotors erzeugten Magnetfelds können dadurch Volumen und Raum reduziert werden, die innerhalb der Maschine im Rotor benötigt werden.
  • Die Schaltanordnung kann zum Bereitstellen eines Schaltalgorithmus in Abhängigkeit von der Rotorposition ausgelegt sein.
  • Die Sekundärspulen können an einer oder mehreren der folgenden Stellen bereitgestellt sein:
    • an einer Innensektion des Stators;
    • an einer Außensektion des Stators; und/oder
    • völlig außerhalb des Stators.
  • Wenn das Magnetfeld außerhalb des Stators erzeugt wird, dann kann ein hoch magnetisch durchlässiges Material zum Verbinden und Führen des sekundären Magnetfelds zum Stator benutzt werden. Das hoch magnetisch durchlässige Material kann Mu-Metall, gereinigtes Eisen oder Supermalloy umfassen.
  • Figurenliste
  • Die Offenbarung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die schematischen Begleitzeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt:
    • 1 eine schematische Querschnittsansicht eines vereinfachten herkömmlichen Zweipol-Generators;
    • 2 eine schematische Querschnittsansicht eines elektrischen Generators gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung;
    • 3 eine schematische Ansicht einer Sekundärspulenschaltung in Abhängigkeit von der Rotorposition im elektrischen Generator von 2;
    • 4 eine grafische Darstellung einer Funktionskurve von Sekundärspulenstrom vs Rotorposition im elektrischen Generator von 2;
    • 5 eine grafische Ansicht einer geglätteten Stufenfunktionskurve von Sekundärspulenstrom vs Rotorposition im elektrischen Generator von 2;
    • 6 eine schematische Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform eines elektrischen Generators gemäß der Offenbarung;
    • 7 eine schematische Darstellung einer Sekundärspulenumschaltung in Abhängigkeit von der Rotorpositiön im elektrischen Generator von 2;
    • 8 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines elektrischen Generators gemäß der Offenbarung mit zwei äußeren Elektromagneten für einen Vierpol-Generator;
    • 9 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines elektrischen Generators gemäß der Offenbarung mit zwei Nordpolen an beiden Enden, die mit einem Stator verbunden sind;
    • 10 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines elektrischen Generators gemäß der Offenbarung mit zwei Südpolen und einem mittleren Nordpol, verbunden mit einem Stator;
    • 11 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines elektrischen Generators gemäß der Offenbarung mit Sekundärspulen, die zwei Nordpole und zwei Südpole umfassen;
    • 12 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines elektrischen Generators gemäß der Offenbarung mit zwei Nordpolen und keinen Südpolen, die mit einem Stator verbunden sind; und
    • 13 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines elektrischen Generators gemäß der Offenbarung, mit zwei Nordpolen und zwei Südpolen mit einer magnetischen Barriere für eine größere äußere Magnetflächenabdeckung in Verbindung mit einem Stator.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die folgende Beschreibung der Offenbarung wird als befähigende Lehre der Offenbarung gegeben. Die jeweilige Fachperson wird erkennen, dass zahlreiche Änderungen an der beschriebenen Ausführungsform vorgenommen werden können, während die günstigen Ergebnisse der vorliegenden Offenbarung weiterhin erzielt werden. Es wird auch offensichtlich sein, dass einige der gewünschten Vorteile der vorliegenden Offenbarung durch Auswählen von einigen der Merkmale der vorliegenden Offenbarung erreicht werden können, ohne andere Merkmale zu nutzen. Demgemäß wird die Fachperson erkennen, dass Änderungen und Anpassungen an die vorliegende Offenbarung möglich sind und in einigen Umständen möglicherweise sogar wünschenswert sein können und Teil der vorliegenden Offenbarung sind. So wird die nachfolgende Beschreibung als die Grundsätze der vorliegenden Erfindung illustrierend und nicht als einschränkend gegeben.
  • 1 zeigt eine herkömmliche zweipolige Elektromaschine. Die herkömmliche Maschine besteht aus einem Stator 1, der Ankerspulen 2 und einen Feldspulen 4 enthaltenden Rotor 3 enthält. Ein Gleichstrom wird den Rotorfeldspulen 4 zugeführt. Die Richtung des Stroms durch die Rotorspulen 4 ist durch einen Kreuz- und Punktindex dargestellt, wobei, das Kreuz Strom in die Seite und der Punkt Strom aus der Seite repräsentieren. Die illustrierte Stromrichtung in den Rotorfeldspulen 4 führt zu dem beobachteten Magnetfeld 5 in der Maschine.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, bei der das herkömmliche Design so modifiziert wurde, dass es Sekundärspulen 6 im Stator aufweist. Man beachte, dass der äußere Teil des Stators 7, der als Rückweg für die Maschine dient, im Vergleich zum herkömmlichen Design radial auswärts extrudiert wurde. Dadurch wird der Statorschlitz 8 vergrößert, so dass Raum für die und Zugang zu den Sekundärspulen 6 geschaffen wird. Das Extrudieren des Rückwegs nach außen erhöht auch die Zugänglichkeit der Statorankerspulen 9, so dass die Spulen leichter gekühlt werden können.
  • Die Sekundärspulen 6 werden mit einem externen Gleichstrom angeregt, wobei die Richtung dieses Stroms ebenfalls durch den Kreuz- und Punktschlüssel dargestellt ist, wobei der Punkt die Stromrichtung aus der Seite und das Kreuz die Stromrichtung in die Seite repräsentiert. Man beachte, dass die Sekundärspulen 6a auf der linken Seite der Maschine eine andere Stromrichtung haben als die Spulen auf der rechten Seite der Maschine 6b. Dadurch soll gewährleistet werden, dass das von den Sekundärspulen 6 erzeugte Magnetfeld das von den Rotorfeldspulen 10 produzierte Magnetfeld ergänzt.
  • Die Sekundärspulen entlang der Mittellinie der Maschine 6c werden nicht mit Strom gespeist, da dies das Magnetfeld in der Maschine destruktiv stören würde, daher kein Kreuz- oder Punktindex. Damit die sekundären Statorspulen 6 konstruktiv zu dem von den Rotorfeldspulen 10 produzierten Magnetfeld beitragen, muss die Stromrichtung durch sie in Abhängigkeit von der Position des Rotors 11 geschaltet werden.
  • 3 illustriert, wie der Strom durch die sekundären Statorspulen 6 in Abhängigkeit von der Rotorposition geschaltet wird. Mit Bezug auf den Referenzbuchstaben A in 3, die eine spezifische sekundäre Statorspule hervorhebt, ist ersichtlich, dass sich die Stromrichtung durch diese Spule von aus der Seite auf null in die Seite ändert, wenn sich der Rotor von Position 1 zu Position 2 zu Position 3 bewegt. Dadurch wird gewährleistet, dass das von den sekundären Statorspulen 6 produzierte Magnetfeld seine Orientierung ändert, um sich ständig selbst mit dem während der Rotation des Rotors 11 von den Rotorfeldspulen 9 produzierten rotierenden Magnetfeld auszurichten.
  • 4 ist eine beispielhafte Kurve des Stroms, der der mit dem Referenzbuchstaben A markierten Sekundärspule zugeführt wird, gegenüber der Rotorposition in Grad in 3. 4 soll zeigen, wie sich das Vorzeichen des Stroms, das Richtung anzeigt, in Abhängigkeit von der Rotorposition ändert. Man beachte, dass diese Ausführungsform nicht auf die in 4 gezeigte Stufenfunktionswellenform beschränkt ist.
  • In der Praxis könnte eine Reihe von Wellenformen auf die Sekundärspulen angewendet werden, solange sich ihr Vorzeichen in Abhängigkeit von der Rotorposition ändert, um zu gewährleisten, dass ihr Magnetfeld konstruktiv zum Magnetfeld des Rotors beiträgt. Ein Beispiel für eine alternative Wellenform ist in 5 gezeigt. Hier wurde die Schaltfunktion abgerundet, um die Schaltübergänge zu glätten. Wenn die Stromänderungsrate durch ein Solenoid hoch ist, dann bewirkt dies ein großes induziertes Magnetfeld, das zu einer Spitze in der induzierten Ausgangswellenform führt. Das Glätten des Schaltübergangs hilft dabei, diese Spitzen in der Ausgangsspannung abzumildern.
  • 6 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In dieser Ausführungsform wird die sekundäre Statorspule 12 vom Generatorkörper 13 weg extrudiert, anstatt dass sie denselben Schlitz nutzen wie die Statorankerspulen in der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Der Magnetfluss wird über eine Flussbrücke 14 zum Generatorkörper übertragen. Um zu gewährleisten, dass der von der Sekundärspule 12 produzierte Fluss tatsächlich den Luftspalt 15 überquert und sich mit dem Magnetfluss 16 des Rotors verbindet, musste ein Luftspalt 17 in die Statorrückleitung eingeführt werden.
  • Dieser Luftspalt 17 kann ein Magnetflusswiderstandsmittel sein, das Luft oder nicht magnetisches Material umfasst. Dieser Luftspalt 17 gewährleistet, dass der von der Sekundärspule 12 produzierte Fluss den Rotor nicht umgeht und wiederum den Fluss zwingt, die Ankerwicklungen 18 zu schneiden, was zu einer größeren induzierten Ausgangsspannung führt.
  • Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die sekundäre Statorspule 12 ihre eigene magnetische Trägerstruktur 19 hat, die physisch von der des Generators 13 entfernt ist. Dies erlaubt ein leichteres Kühlen der Sekundärspule 12 sowie eine leichtere Wartung, da der Generator bei der Wartung der Sekundärspule nicht abgeschaltet werden muss. Damit die Sekundärspule konstruktiv zu dem vom Rotor 16 produzierten Magnetfluss beiträgt, muss ein ähnlicher Schaltalgorithmus wie in der vorherigen Ausführungsform benutzt werden.
  • 7 zeigt, wie die Stromrichtung, die mit dem Punkt- und Kreuzindex beschrieben ist, in der sekundären Statorspule 12 von Position 1 bis 3 gleich bleibt, sich aber ändert, wenn der Rotor 16 die 90° Position passiert, wie durch Vergleichen der Positionen 3 und 4 ersichtlich ist. Die Änderung der Stromrichtung in der Sekundärspule 12 ist notwendig, um zu gewährleisten, dass sich der von der Sekundärspule produzierte Fluss mit dem vom Rotor 16 produzierten ausrichtet. Während sich die Orientierung des Rotors 16 ändert, ändert sich auch sein Magnetfluss, daher die erforderliche Änderung der Orientierung des Magnetflusses der Sekundärspule 12, um zu gewährleisten, dass sie einander entsprechen.
  • Die Sekundärwicklungen der elektrischen Generatoren der 2-3 sind umfangsmäßig um den Stator angeordnet. Der Stator kann als Rückschlusseisen fungieren, um einen Rückweg für das Magnetfeld/den Magnetfluss bereitzustellen. In den 6-13 sind die Sekundärwicklungen jedoch außerhalb und beabstandet vom Stator bereitgestellt. Arme oder Kerne des magnetisch durchlässigen Materials werden dann eingebaut, um einen Rückweg von den Sekundärwicklungen zum Stator bereitzustellen, so dass das sekundäre Magnetfeld mit dem Rotor interagieren kann.
  • Einige Ausführungsformen haben eine größere Magnetfeldstärke, die außerhalb des Rotors erzeugt wird, wenn es zwei Nordpole gibt, die das Magnetfeld in den Rückweg speisen, und andere haben ein größeres im Rotor erzeugtes Magnetfeld, um den Magnetfluss zum Rotor zu fördern. Wo zwei Nordpole das Magnetfeld in den Rückweg speisen, hat der Elektromagnet zwei Spulen mit zwei unterschiedlichen Stromrichtungen zum Erzeugen der beiden Nordpole an den beiden Enden mit einem Südpol in der Mitte, dessen Feld innerhalb des Magnets in Richtung der Nordpole in jeder Richtung fließt/orientiert ist. Das Gegenteil ist der Fall, wenn es zwei Südpole an beiden Enden gibt, die mit dem Nordpol im Rückweg verbunden sind, und einen Nordpol in der Mitte, der mit dem Südpol im Rückweg verbunden ist, zu dem das Südpolfeld fließt.
  • Einige Ausführungsformen sind elektrische Generatoren mit mehreren Polen, z. B. ein elektrischer 8-Pol-Generator mit vier Nordpolen von externen Elektromagneten, die mit den vier Südpolen des elektrischen Generators verbunden sind. Das außerhalb der Maschine erzeugte Magnetfeld muss axial sein und entlang dem durchlässigen Material in die Rückleitung fließen. Der Weg des Magnetfeldes bei Erzeugung außerhalb der Maschine muss so kurz wie möglich sein, um einen optimalen Betrieb der Elektromaschine zuzulassen.
  • Zur Verkürzung des Magnetfeldbewegungspfads muss die Elektromagnetspule optimal sehr nahe am Rückweg enden, so dass das Magnetfeld keinen langen Weg hat. Zum Führen des Magnetflusses in den Rotor und zur Vermeidung eines Kurzschlusses des Magnetflusses hat der Rückweg mehrere Luftspalte wie in 7 illustriert, die in diesem Fall zwei Luftspalte hat. Für eine Vierpol-Maschine gibt es vier Luftspalte. Die Anzahl von Polen entspricht der Anzahl von Luftspaltpunkten.
  • BEDINGUNGEN
    1. 1. Ein elektrischer Generator, von dem einige der Magnetfelder außerhalb des Rotors erzeugt werden, mit einer elektronischen Steuerung, die die Richtung des Stroms mit Bezug auf die Rotorposition in Sekundärspulen und Elektromagnete ändert, um deren Polarität zu ändern, um konstruktiv und einheitlich Magnetfelder dem Magnetkreis durch den Rückweg hinzuzufügen.
    2. 2. Der elektrische Generator gemäß Bedingung 1, wobei sich die Sekundärspulen zum Erzeugen eines sekundären Magnetfeldes in der äußeren Region des Stators befinden, wobei der Stator das äußere Element um den Rotor ist.
    3. 3. Der elektrische Generator gemäß Bedingung 1, wobei sich die Sekundärspulen zum Erzeugen eines sekundären Magnetfeldes in der inneren Region des Stators befinden, wobei der Stator das innere Element um den Rotor ist.
    4. 4. Der elektrische Generator gemäß Bedingung 1, wobei sich die (Elektromagnete) Sekundärspulen zum Erzeugen eines sekundären Magnetfeldes außerhalb der Elektromaschine befinden.
    5. 5. Der elektrische Generator gemäß Bedingung 4, wobei, wenn die Maschine eine Anzahl X von Polen hat, der Rückweg eine Anzahl X von Magnetwiderstandsmitteln mit Luftspalten hat, das heißt, der Rückweg für eine Zweipol-Maschine hat zwei Luftspalte und der für eine Vierpol-Maschine hat vier Luftspalte.
    6. 6. Der vierpolige elektrische Generator gemäß Bedingung 5, wobei es zwei äußere Elektromagnete mit zwei Nordpolenden gibt, die mit den zwei Südpolen der Elektromaschine verbunden sind.
    7. 7. Der vierpolige elektrische Generator gemäß Bedingung 5, wobei es zwei Elektromagnete mit vier Nordpolenden gibt, die mit den zwei Südpolen der Elektromaschine verbunden sind.
    8. 8. Der mehrpolige elektrische Generator mit den Nordpolen der externen Elektromagnete, die das Magnetfeld in die Generatorsüdpole speisen.
    9. 9. Der elektrische Generator gemäß Bedingung 4, wobei das außerhalb des Rotors erzeugte Magnetfeld größer ist als das in den Rotorelektromagneten erzeugte Magnetfeld, um den Magnetfeldfluss in Wicklungen zu verbessern.
    10. 10. Der elektrische Generator gemäß Bedingung 4, bei dem die externen Elektromagnete mit magnetischer Barriere zwischen den Elektromagneten, wo der Oberflächenkontaktbereich mit Rückweg einen größeren Oberflächenbereich auf dem Rückweg bedeckt.
    11. 11. Der elektrische Generator gemäß Bedingung 4, bei dem die Magnetfelder durch ein hohes magnetisch durchlässiges Material geführt werden, das Mu-Metall, Supermalloy mit größerem Oberflächenbereich umfasst.
    12. 12. Der elektrische Generator gemäß Bedingung 1, bei dem die Elektromagnetpole sehr nahe am Rückweg enden und hohes magnetisch durchlässiges Material haben, das Mu-Metall umfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 4887020 [0005]
    • US 9912206 [0005]
    • US 7545056 [0006]
    • US 20040239202 [0006]

Claims (3)

  1. Elektrischer Generator, der Folgendes aufweist: einen Rotor mit einer Magnetanordnung, die zum Erzeugen eines primären Magnetfelds ausgelegt ist; und einen Stator mit Ankerspulen, wobei der Rotor so um den Stator rotiert werden kann, dass das primäre Magnetfeld einen Strom in den Ankerspulen induziert; wobei der elektrische Generator ferner Folgendes aufweist: Sekundärwicklungen, die um den oder außerhalb des Stators bereitgestellt sind, wobei die Sekundärwicklungen zum Erzeugen eines sekundären Magnetfelds ausgelegt sind, das mit dem primären Magnetfeld interagiert und es erhöht oder steigert; und eine Schaltanordnung, die zum Schalten einer Intensität und/oder Polarität des Magnetfelds der Sekundärwicklungen auf der Basis einer Position des Rotors relativ zu den Sekundärwicklungen ausgelegt ist.
  2. Elektrischer Generator nach Anspruch 1, wobei die Sekundärwicklungen zum Vergrößern oder Steigern des Stroms ausgelegt sind, der in den Ankerspulen von um den oder außerhalb des Stators induziert wird, der operativ zu einer höheren Strominduktion (und somit Leistungserzeugung) ohne Erhöhung der Rotorkomplexität führt.
  3. Elektrischer Generator nach Anspruch 1, der zum Zuführen eines Stroms zu den Sekundärwicklungen ausgelegt ist, wobei der Strom von der Schaltanordnung bereitgestellt oder gesteuert wird.
DE202019106776.4U 2018-12-07 2019-12-05 Elektrischer Generator mit Sekundärspulen Expired - Lifetime DE202019106776U1 (de)

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ZA2018/08263 2018-12-07
ZA201808263 2018-12-07

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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