DE2923052A1 - Magnet-umlauf-motor - Google Patents

Description

• Magnet - Umlauf - Motor
• Die Erfindung betrifft einen Motor mit feststehendem Ankerfeld als Stator und rotierenden permanent-magnetischen Systemen, der insbesondere als Antrieb für elektrisch betriebene Fahrzeuge dienen kann.
• Bei derartigen Fahrzeugen ist eine Motorleistung erforderlich, die einerseits einen kräftigen Antrieb gewährleistet und andererseits die in der Antriebsbatterie gespeicherte elektrische Energie höchst ökonomisch verbraucht.
• Es ist bekannt, daß bisher für solche Fahrzeuge verwendete Motoren die in den Batterien gespeicherte Energie zu schnell verbrauchen, wodurch die Reichweiten solcher Fahrzeuge mit einer Batterieladung sehr begrenzt sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine bessere Ausnutzung der in der Batterie gespeicherten Energie zu erreichen.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß drei aus der Technik bekannte physikalische Eigenschaften in dem erfindungsgemäßen Gegenstand kombiniert sind und zwar: 1.) eine während des Betriebes ständig mit hohen Drehzahlen -ähnlich einer Turbine- rotierende Schwungmasse, 2.) die Möglichkeit mittels der ohne fremden Energieaufwand vorhandenen permanent-magnetischer Kraft linien und relativ kurzer zusätzlicher Stromimpulse das Drehmoment des Motors ingang zu halten.
• 3.) mittels wechselnder Magnetkraftlinien in den Drahtwicklungen der im Stator positionierten Ankersegmente in bekannter Weise Wechselströme zu erzeugen, um über Gleichrichter die Antriebsbatterie nachzuladen, wenn kinetische Bewegungsenergie des Fahrzeuges z¢/Inganghalten des Motors zur Verfügung steht.
• Um einen solchen Motor zu erstellen, läßt man um ein feststehendes Ankerfeld (im Stator), wie im schematischen Beispiel (Abb. 1) der Patent zeichnungen angegeben, zwei mit einer Welle festverbundene Permanent-Magnetsysteme (Fig. 1 u. 2) als Rotor umlaufen, wobei das Ankerfeld (Fig. 3 u. 4) von zwei Seiten magnetisch beeinflußt wird und dadurch weitgehende Selbststeuerung der Umpolung magnetischer Kraftlinien veranlaßt, wobei die Uberwindung der Dotpunkte in geeigneter Weise durch kurze Stromimpulse in den Ankerwicklungen unterstützt wird, um das Drehmoment des Rotors ingang zu halten und denselben auf hohe Drehzahlen zu bringen.
• Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile bestehen besonders darin, daß 1.) durch die große Schwungmasse des mit schwergewichtigen Permanent-Magneten bestückten, mit hoher Drehzahl umlaufenden Rotors, kräftige Drehmomente über in der Technik bekannte und erprobte Getriebe zum Antrieb des Bahrzeugs erzeugt werden können, 2.) einerseits mit der Schwungmasse des Rotors und andererseits durch die als Beispiel gezeigten oder zweckmäßigeren Formen der im Stator befindlichen Ankersegmente weit gehendst e Selbststeuerung der ohne Energieaufwand vorhandenen Magnetkraftlinien für das Drehmoment erreicht wird, wozu kurze (evtl. elektronisch gesteuerte) Stromimpulse in den Ankerwicklungen ausreichen um die Totpunkt des Motors zu überwinden.
• 3.) die Bewegungsenergie des Fahrzeuges bei Freilauf=, Tal= und Bremsfahrten so ausgenutzt wird, daß der über das erwähnte Getriebe gekoppelte Motor ständig weiter rotiert, wobei dessen Ankerwicklungen dabei von den rotierenden Magnetfeldern beeinflußt werden und dadurch zur Stromerzeugung für die Nachladung der Antriebsbatterie genutzt wird und deren Leistungskapazität verbessert.
• Eine schematische Darstellung des Magnet-Umlauf-Motors zeigt die Abb. 1 und ein Ausführungsbeispiel ist in Abb. 2 dargestellt.
• Es zeigen Fig. 1 das äußere System des Rotors aus Permanentmagneten.
• Fig. 2 das innere System des Rotors aus Permanentmagneten Fig. 3 elektrische Wicklungen in den Ankersegmenten des Stators.
• Fig. 4 Ankersegmente als Beispiel oder zweckmäßigere Formen im Stator.
• Fig. 5 Magnetåoch der inneren Permanentmagnete im Rotor Fig. 6 Magnetjoch der äußeren Permanentmagnete im Rotor Fig. 7 Rotorwelle.
• Fig. 8 Motorgehäusea Fig, 9 Statorhalterung am Motorgehäuse, Der Stator, bestehend aus Ankersegmenten mit elektrischen Wicklungen kann mit dem Motorgehäuse in einer die magnetischen Kraftlienien nicht beeinflussenden Anordnung fest verbunden sein.
• Der Rotor, bestehend aus den beiden kreisförmigen inneren und äüsseren Permanent-Magnetfeldern ist nachfolgend näher beschrieben.
• Das äußere Magnetfeld kann in einem trommelförmigen Magnetjoch positioniert sein, das mit der Motorwelle fest verbunden ist.
• Das innere Magnetfeld ist ebenfalls mit der Welle über ein Magnetäoch so verbunden, daß es verstellbar zu dem äußeren Magnetfeld eingerichtet ist, um seine Magnetpole in die zur selbststeuernden Eotpunktüberwindung günstigste Lage einzustellen, damit der Motor mit relativ kurzen zusätzlichen Stromimpulsen betrieben werden kann.
• Die Wirkungsweise des Motors ist aus der schematischen Darstellung nach Abb. 1 so zu erkennen, daß die feststehenden Ankersegmente (Fig.4) im Stator zwangsläufig so beeinflußt werden, um mit den Magnetfeldern (Fig.1) des Rotors magnetische Brücken an seinen Polen zu bilden und dabei den Rotor bewegen, wobei dieser Vorgang von dem inneren Magnetfeld (Fig.2) unterstützt wird wenn geeignete Polarität einwirkt.
• Nur wenn die permanentmagnetische Polarisierung des Ankers zu Totpunkten führt, d.h. wenn die Selbststeuerung an diesen Punkten nicht erfolgen kann, werden mittels kurzer Stromimpulse in den Wicklungen (Fig.3) der Ankersegmente diese so magnetisiert, daß die Magnet systeme des Rotors ohne selbsthemmende Einwirkung diese Totpunkt überwinden können.
• Auf diese Weise wird das Drehmoment des Rotors erzeugt und wie bei einer Turbine auf hohe Drehzahlen gebracht.
• Durch die erhebliche Schwungmasse des Rotors in Verbindung mit dem durch geeignete Formgebung der Ankersegmente gelenkten Magnetkraftlinienfluß wird weitgehende Selbststeuerung der Kraftlinien inform Anziehung und Abstoßung erreicht, unterstützt durch kurze Stromimpulse, um das Drehmoment des Rotors zu erzeugen und diesen auf hohe Drehzahlen zu bringen.
• Infolge der vorerwähnten Selbststeuerung wird der Antriebsbatterie erheblich weniger entnommen, als dieses mit bisher gebräuchlichen Motoren erforderlich war.
• In Momenten, in denen der Motor während des Fahrbetriebes nicht zum Antrieb genutzt wird, kann die Bewegungsenergie des Fahrzeugs zur Stromerzeugung dienen, z.B. bei Freilauf=, Tal= oder Bremsfahrten, weil der Rotor -angetrieben über das (auch abschaltbare) Fahrzeugetriebe ständig mit hohen Drehzahlen weiter umläuft.
• Seine um die Ankersegmente mit den elektrischen Wicklungen umlaufenden Magnetfelder induzieren in bekannter Weise Wechselströme, die über Gleichrichter zum Nachladen der Antriebsbatterie dienen.
• Leerseite

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. agnet-Umlauf-Motor mit umlaufenden Permanent-Magneten als triebsaggregat und Stromerzeuger,insbesonders für elektrisch betriebene Fahrzeuge und ähnliche Zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß ein über geeignete Magnetjoche, mit einer Welle verbundenes, aus einem inneren und äußeren Permanentmagnetsystem bestehender Rotor, der mit geeigneter Anzahl solcher Magnete bestückt ist, um einen feststehenden Stator mit eingebauten Ankersegmenten und elektrischen Wicklungen umläuft, und diesen von zwei Seiten, dem inneren und dem äußeren Radius, magnetisch so beeinflußt, daß seine Ankersegmente den Rotor zwangsläufig bewegen und eine fortlaufende Selbststeuerung magnetischer Anziehung und Abstoßung so regeln, damit nur geringe Totpunkte in dieser Selststeuerung eintreten, die mittels Fremdenergie inform kurzer zweckmäßig gesteuerter Stromimpulse in den Ankerwicklungen durch Fremderregung der Ankersegmente im Stator überwunden werden, wodurch der ständige Umlauf des Rotors erfolgt, während dieser bei kinetischem Antrieb (z.B. der Bewegungsenergie des Fahrzeugs) infolge fortlaufender Rotation der Magnetfelder am Stator wechselnde Polarisation der Ankersegmente bewirkt und Wechselströme in seinen Wicklungen induziert, die über Gleichrichter die Antriebsbatterie nachladen.
2. 2. Magnet-Umlauf-Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit Einrichtungen versehen ist, um die inneren (der Welle nächstgelegenen) Magnetpole gegen die äußeren Magnetpole verstellbar zu regeln.
3. 3. Magnet-Umlauf-Motor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit anderen zweckmäßiger geformten, als die in Darstellung Abb. 1 gezeigten Ankersegmente versehen ist, welche die wechselnde Polarisierung mit hohen Frequenzen zulassen.
4. 4. Magnet-Umlauf-Motor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit mehreren Magnetsystemen und Statoreinrichtungen versehen ist, deren Totpunkt im Gleichtakt, oder gegeneinander verschoben oder veränderbar sind.
5. Patentansprüche: 5. Magnet-Umlauf-Motor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotor oder Stator, oder an beiden Agßegaten optische, magnetische, Sensoren oder andere Einrichtungen so angebracht sind, daß diese über geeignete Elektronik oder auf andere Weise die Stromimpulse für die Totpunktüberwindung präzise und ökonomisch steuern können.
6. 6. Magnet-Umlauf-Motor nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen werden, um bei Abschaltung der Steuerstromimpulse, die infolge des Rotorumlaufes erzeugte elektrische Energie verlustfrei gewonnen und verwendet werden kann.