WO2021143979A1 - Ringgenerator - Google Patents

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WO2021143979A1
WO2021143979A1 PCT/DE2021/100026 DE2021100026W WO2021143979A1 WO 2021143979 A1 WO2021143979 A1 WO 2021143979A1 DE 2021100026 W DE2021100026 W DE 2021100026W WO 2021143979 A1 WO2021143979 A1 WO 2021143979A1
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iron yoke
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Hartmuth Drews
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Hartmuth Drews
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    • Y02E10/70—Wind energy
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Definitions

  • the invention relates to a ring generator with low speed for water or wind turbines, according to the preamble of Pa tent friess 1, with a rotor as a ring element ring, formed by modular rotor segments, positively connected to a drivable wheel rim with a central axis of rotation and concent as a stator Risch associated stator segments fixed in the direction of rotation of the rotor and movably arranged in the direction of the rotor axis with a passage slot, formed by iron yoke units with electrical coils arranged on both sides of the continuous ring element ring.
  • Arrangements of this type are known from DE 102017010937 Al and are used to generate electricity in the gearless low speed range of, for example, five revolutions per minute, while they have very large rotor diameter to achieve a high rotational speed at low speed, which revolves as a pole wheel with alternating polarity is equipped with permanent magnets distributed over the entire ring of elements.
  • the rotor is covered only in part areas of its circumference by stator segments, the number of which depends on the mechanical performance of the primary Rotationsma machine that is to be converted into electrical energy.
  • stator segments have coil teeth individually wrapped with electrical coils, which results in a large mass of copper with great weight and high investment costs.
  • the great weight of the stator segments makes it difficult to transport and assemble them on the construction site.
  • the object of the present invention is to significantly increase the number of magnetic field changes in ring generators with low speed in order to improve the efficiency of the ring generator and to ensure an effective use of material.
  • the rotor segments of the ring element ring have ferromagnetic elements, which are assigned to iron yoke units on the sides of the rotor in the stator segments, with which at least one permanent magnet is connected and each electrical Coil formed coil teeth of at least two separate iron yoke units together, wherein the side-by-side associated iron yoke units each form a separate magnetic circuit with a ge opposite iron yoke unit.
  • the advantage of this arrangement is that the iron yoke units connected to permanent magnets are encompassed by an electrical coil, taking advantage of a saved coil winding space, and are therefore advantageously frequency-determining for the ring generator, a large number of magnetic field changes without increasing the rotational speed of the rotor act, with ferromagnetic elements arranged in the ring element ring closing the gap between the respective coil teeth as they pass through a stator segment in such a way that a magnetic circuit with the opposite iron yoke unit is created, the magnetic field of which acts inductively on the electrical coil in a constant change of direction and an electrical alternating voltage is generated.
  • the winding of the coil strand around several coil teeth advantageously results in a large saving in copper weight and investment costs compared to wrapping the coil teeth with individual coils, which ensures resource-saving and effective use of material.
  • the transport and assembly weight of the stator segments is advantageously minimized.
  • the alternating current generated by the ring generator for example in the field of renewable energies, is usually processed by a converter / inverter into grid-compatible current (50 Hz), whereby the alternating current must first be converted into direct current.
  • the higher frequency of the alternating current generated by the ring generator advantageously has a smoothing effect on the harmonics of the rectified field, so that the use of expensive capacitors that tend to wear can be minimized.
  • the ferromagnetic elements of the ring element tekranzes do not have their own magnetic forces, which advantageously means that no additional constructions such as protective covers are required, since magnetic adherence of iron-containing particles from air or water or by throwing iron nails, for example, on the ring element ring due to vandalism is excluded.
  • the rotor elements are particularly easy to handle during manufacture, transport and assembly on the construction site, since they do not have any obstructive magnetic forces.
  • Figure 1 shows an overall view of a generator with ring elements tekranz as a rotor and stationary stator segments.
  • Figure 2 is a partial view of a rotor segment with ferromagnetic elements.
  • FIG. 3 shows a cross section through a rotor segment in section plane C-C of FIG. 5, consisting of plastic with ferromagnetic elements embedded therein.
  • FIG. 4 shows the cross section through a rotor segment in section plane C-C of FIG. 5, consisting of ferromagnetic material with a raised element structure and a partial casing made of plastic.
  • Figure 5 is a partial view of a rotor segment, positively connected ver with a wheel rim made of angular profile steel.
  • 6 shows a horizontal section through a stator segment in section plane BB of FIG. 1, formed by iron yoke units with electrical coils and one connected permanent magnet each arranged on both sides of the ring element and the representation of a magnetic circuit in the lower half of the iron yoke units.
  • FIG. 7 shows a horizontal section through two iron yoke units with coils and one connected permanent magnet each and the ring element ring with two ferromagnetic elements in section plane B-B of FIG. 1 and the representation of a magnetic circuit in the upper half of the iron yoke units.
  • FIG. 8 shows a sectional view parallel to the ring element ring having ferromagnetic elements through three iron yoke units arranged radially next to one another in section plane E-E of FIG. 7 with a jointly encompassing electrical coil.
  • FIG. 9 shows a side view of three iron yoke units arranged radially next to one another, each with a connected permanent magnet and a jointly encompassing electrical coil.
  • FIG. 10 shows a horizontal section through two iron yoke units with coils and two connected permanent magnets and the ring element ring with two ferromagnetic elements in section plane B-B of FIG. 1 and the representation of a magnetic circuit in the lower half of the iron yoke units.
  • FIG. 11 shows a sectional illustration parallel to the ring element ring having ferromagnetic elements through three iron yoke units arranged parallel next to one another in sectional plane E-E of FIG. 10 with a jointly encompassing electrical coil.
  • FIG. 12 shows a side view of three iron yoke units arranged parallel next to one another, each with two connected permanent magnets and a jointly encompassing electrical coil.
  • FIG. 13 shows a perspective illustration of the arrangement of ring element wreaths having ferromagnetic elements (section) as well as opposite one another Iron yoke units with connected permanent magnets and each with a jointly encompassing electrical coil,
  • FIG. 14 shows a sectional view parallel to the ring element ring having ferromagnetic elements through the housing of a stator segment in section plane E-E of FIG. 6 with three bundles of three iron yoke units arranged in the housing, each with a jointly encompassing electrical coil and pitch angles for switching an electrical rotating field.
  • FIG. 15 shows a medium-sized water wheel with a modular integrated ring generator and wide rotor segments with four rows of ferromagnetic elements next to one another.
  • FIG. 16 shows a sectional view parallel to the ring element ring having ferromagnetic elements through three pairs of iron yokes arranged in parallel next to one another in section plane E-E of FIG. 6, each iron yoke pair being connected by a permanent magnet to form a unit and three iron yoke units having a jointly encompassing electrical coil.
  • Figure 17 shows a horizontal section through two iron yoke units in section plane B-B of Figure 1, each consisting of a pair of iron yokes with a coil and a connected permanent magnet as well as the ring element ring with two ferromagnetic elements and the representation of a magnetic circuit in the left half of the iron yoke units.
  • Figure 18 shows a horizontal section through two iron yoke units in section plane B-B of Figure 1, each consisting of a pair of iron yokes with a coil and a connected electromagnet as well as the ring element ring with two ferromagnetic elements and the representation of a magnetic circuit in the left half of the iron yoke units.
  • FIG. 19 shows a sectional illustration parallel to the ring element ring through three pairs of iron yokes arranged parallel next to one another in section plane EE of FIG. 6. Each pair of iron yokes is connected by an electromagnet to form a unit and three iron yoke units have a common electrical coil.
  • FIG. 20 shows an overall representation of a generator with ring elements tekranz as a rotor and stationary stator segments using the example of an offshore wind turbine.
  • FIG. 1 illustrates an embodiment of a ring generator, not designated, with a drivable wheel rim 2, on which a plurality of circumferentially joined, modular rotor segments 1 are attached to create a substantially circular ring-element rim 2a.
  • the ring element ring 2a forms a rotor 2b of the ring generator.
  • An exemplary direction of rotation of the ring element ring 2a around a central axis of rotation 20 of a rotor axis 21 or rotor shaft of the wheel ring 2 is provided with the reference symbol D in relation to the stator segments 3 of the ring generator representative of all other subsequent embodiments of ring generators.
  • the lined up stator segments 3 form a stator 3a through which the ring element ring 2a rotates to generate electricity.
  • a plurality of non-consistently designated ferromagnetic elements 5 is embedded in each of the rotor segments 1 .
  • the ferromagnetic elements 5 are arranged, for example, in three circular, mutually concentric tracks, not designated here. In the three tracks by way of example, the ferromagnetic elements 5 are positioned equally spaced from one another on the circumferential side.
  • the tracks of each rotor segment 1 can each have the same or, in particular in the case of more than three tracks, for example four tracks, a different number of ferromagnetic elements 5 than the respective adjacent track.
  • the ferromagnetic elements 5 in the tracks around the periphery - with otherwise the same circumferential distances between tween the ferromagnetic elements 5 - be offset from one another.
  • the ferromagnetic elements 5 in the radially outermost and the ra dial innermost track have the same distances, but are offset from one another on the peripheral side.
  • the ferromagnetic elements 5 can be completely embedded in the rotor segments 1 (FIG. 3).
  • the ferromagnetic elements 5 can also be designed as part of an unspecified ferromagnetic support structure of the rotor segments 1 of the ring element 2a, which is then at least partially covered with plastic for the purpose of corrosion protection, the plastic only forming a partial covering.
  • the ferromagnetic elements 5 can be designed, for example, as local thickenings or zones with an increased material thickness of the supporting structure of the rotor segments 1 or of the rotor element ring 2a (FIG. 4).
  • the rotor segments 1 can be formed with a synthetic material in which the ferromagnetic elements 5 are embedded on all sides to guarantee corrosion protection.
  • a large number of magnetic field changes is advantageously achieved in that iron yoke units 7 are arranged directly next to one another in the stator segment 3 and their coil teeth 6 are jointly encompassed by an electrical coil 4 (FIG. 8 and FIG. 13).
  • coil teeth of ring generators are wrapped around individually with electrical coils.
  • the coil winding space obtained here in the iron yoke units 7 of the stator segments 3 enables the iron yoke units 7 to be positioned so close to one another, determining the frequency, that their pitch angle can be set to 2/3 of the rotor pitch, whereby the number of magnetic field changes is advantageously increased by 50%.
  • a permanent magnet 8 is connected to each of the iron yoke units 7 and a magnetic circuit M is created as soon as two ferromagnetic elements 5 of the rotor segment 1 close it (FIGS. 6 and 7) 7).
  • the ferromagnetic elements 5 advantageously close the lower and the upper magnetic circuit in pairs in a periodic alternation, whereby an alternating voltage is induced in the relevant coil 4.
  • the axially spaced opposite iron yoke units 7 of the stator segment 3 form an approximately U-shaped passage slot S into which the rotor segment 1 engages radially at least in sections and at least slightly with play.
  • the magnetic circuit M is shown here with a circular dashed line (FIG. 6).
  • the ring element ring 2a made of rotor segments 1 has ferromagnetic elements 5, which are advantageously completely embedded in a load-bearing plastic structure so as to be protected against corrosion (FIGS. 2 and 3).
  • Plastic surfaces of the rotor segments 1 and the stator segments 3 work together to advantageously form a low-friction sliding bearing guide.
  • the facing (plastic) surfaces 30, 32 of the rotor segment 1 shown here have, for the sake of a better graphic clarity, non-labeled sliding planes, which are here only exemplified by a small sliding film thickness G FI , 2 of sliding bearing planes 34, 36 of the respectively assigned, einan the opposite iron yoke units 7 of the associated stator segment 3 are axially slightly spaced ( Figure 6).
  • the sliding film thickness G FI , 2 can also be almost zero in each case, so that the plain bearing planes 34, 36 of the iron yoke units 7 almost directly touch the (plastic) surfaces 30, 32 of the rotor segment 1.
  • stator segment 3 is preferably connected to a stationary support structure 42 by means of a joint 40.
  • the Ge joint 40 allows at least one displaceability of the stator segment 3 in the direction or along the axis of rotation 20 of the ring element ring 1 in order to compensate for deflections of the rotor 2b during rotation and to ensure that the run is as resistance-free as possible (as indicated by the small black arrows that are only partially indicated 44 is indicated).
  • a reversible, roller-guided only indicated in FIG. 1 can be used Be provided with a spatula and / or brush system with a water jet for water lubrication.
  • the spatula and / or brush system 46 is preferably placed in the region of an inlet 48 of the ring element crown 1 in stator segments 3. As a result, contamination of the passage slot S with friction-increasing foreign particles is excluded (FIGS. 1, 6).
  • a pitch angle ⁇ between the coil teeth 6 of the iron yoke units 7 is here, for example, approximately 2 °, while there is a pitch angle ⁇ of, for example, 3 ° between the ferromagnetic elements 5 in the middle track of the rotor segment 1 (FIGS. 8, 13).
  • a further increase in the efficiency of the ring generator and the number of magnetic field changes can advantageously be achieved by increasing the diameter of the ring element ring of stator segments 1 (FIGS. 15 and 20) and thus increasing its peripheral speed in an advantageous manner.
  • the rotor segments 1 made of plastic with the embedded ferromagnetic elements 5 can advantageously be produced in large numbers with little investment, since resources such as rare earths can be dispensed with and an effective use of material is ensured as a result.
  • one egg yoke unit 7 is connected to two permanent magnets 8 (FIG. 10), which advantageously increases the magnetic field strength.
  • the egg yoke units 7 are positioned parallel to one another (FIGS. 11 and 12), which has a favorable effect on the winding of the electrical coils 4 on rectangular bobbins in series prefabrication. Due to the large diameter of the Ringele mentekranzes, the curvature of the rotor segments 1 is compensated for by the narrow position of the iron yoke units 7.
  • an angle g between two immediately adjacent iron yoke units 7 is approximately 1.6 ° and an angle d between each circumferentially successive ferromagnetic elements 5 is approximately 2.4 ° in the middle track, their circumferential distance a is ( Figure 14).
  • Each three iron yoke units 7 of the stator segment 3 in turn carry a common coil 4.
  • x a - a / 3 applies.
  • a pitch angle e between two coils 4 directly adjacent to the circumference or the respective central iron yoke unit 7 results, for example, at about 1.2 ° + 1.6 ° / 3, which advantageously enables a rotating field circuit of the three coils (FIG. 14).
  • the rotor segment 1 has a plurality of ferromagnetic rule elements 5, the deviation here from the previous From EMBODIMENTS into four concentric tracks Si, "4 are arranged, wherein between each two ferromagnetic elements 5 of the two inner tracks S2,3 in the circumferential direction there is an offset e.
  • the track S4 is the furthest outward in the radial direction, while the track Si is the furthest inward in the radial direction.
  • three pairs of iron yokes are arranged in parallel next to one another (FIGS. 18 and 19) and each iron yoke pair is connected by a large electromagnet 9 to form an iron yoke unit 7 with a high magnetic field density when an advantageously enlarged space Z2 is used; the three iron yoke units 7 have one in common comprehensive electric coil 4 on.
  • This variant is preferably used for designs with a large scale (FIG. 20) in which permanent magnets in the required size are practically not available or are very difficult to handle or are not economically justifiable to obtain.
  • the improvement of a ring generator with low speed for water or wind turbines is proposed, the rotor 2b of which is formed from a ring element ring 2a and modular rotor segments 1 are positively connected to a drivable wheel ring 2 which has a central axis of rotation 20.
  • the stator 3a is concentrically assigned stator segments 3 with a passage slot S that are stationary in the direction of rotation D of the rotor 2a and movable in the direction of the rotor axis 21 and are formed by iron yoke units 7 with electrical coils 4 arranged on both sides of the continuous ring element ring 2a.

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Abstract

Offenbart ist die Verbesserung eines Ringgenerators mit niedriger Drehzahl für Wasser- oder Windräder, dessen Rotor (2b) aus einem Ringelementekranz (2a) gebildet ist und modulare Rotorsegmente (1) kraftschlüssig mit einem antreibbaren Radkranz (2) verbunden sind, der eine zentrale Drehachse (20) aufweist. Als Stator (3a) sind konzentrisch zugeordnete und in Drehrichtung (D) des Rotors (2a) ortsfeste sowie in Richtung der Rotorachse (21) bewegliche Statorsegmente (3) mit einem Durchlaufschlitz (S) angeordnet, die durch beiderseitig des durchlaufenden Ringelementekränzes (2a) angeordnete Eisenjocheinheiten (7) mit elektrischen Spulen (4) gebildet sind. Um einen hohen Wirkungsgrad als Folge einer großen Anzahl von Magnetfeldwechseln zu erreichen, werden im Statorsegment (3) mit einem Permanentmagnet (8) verbundene Eisenjocheinheiten (7) unter Ausnutzung des eingesparten Spulenwickelraumes nebeneinander angeordnet und von einer elektrischen Spule (4) gemeinsam umfasst. Hierdurch wird die Anzahl der auf diese Spule (4) induktiv wirkenden Magnetfeldwechsel frequenzbestimmend vorteilhaft deutlich erhöht. Die Rotorsegmente (1) des Ringelernentekranzes (2a) werden hierbei mit den Magnetkreis (M) schließenden ferromagnetischen Elementen (5) bestückt, wodurch sie mit geringen Investitionen herstellbar sind und ein effektiver Materialeinsatz gewährleistet wird.

Description

Ringgenerator
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ringgenerator mit niedriger Drehzahl für Wasser- oder Windräder, nach dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1, mit einem Rotor als Ringelementekranz, gebildet durch modulare Rotorsegmente, kraftschlüssig verbunden mit einem an- treibbaren Radkranz mit zentraler Drehachse und als Stator konzent risch zugeordnete in Drehrichtung des Rotors ortsfeste sowie in Richtung der Rotorachse beweglich angeordnete Statorsegmente mit ei nem Durchlaufschlitz, gebildet durch beiderseitig des durchlaufenden Ringelementekranzes angeordnete Eisenjocheinheiten mit elektrischen Spulen.
Anordnungen dieser Art sind nach der DE 102017010937 Al bekannt und dienen zur Stromerzeugung im getriebelosen Niedrigdrehzahlbe reich von beispielsweise fünf Umdrehungen je Minute, dabei weisen sie zur Erreichung einer hohen Umlaufgeschwindigkeit bei geringer Drehzahl sehr große Durchmesser des Rotors auf, der als Polrad mit wechselnder Polung umlaufend über den gesamten Ringelementekranz mit Permanentmagneten verteilt bestückt ist. Der Rotor wird nur in Teil bereichen seines Umfanges von Statorsegmenten überdeckt, deren An zahl sich nach der mechanischen Leistung der primären Rotationsma schine richtet, die in elektrische Energie gewandelt werden soll.
Bei dieser gattungsgemäßen Ausbildung bestehen wesentliche Nach teile, weil der gesamte Ringelementekranz mit Permanentmagneten be stückt werden muss, obwohl nur eine kleine Anzahl von ihnen zeit gleich beim Durchlaufen der Statorsegmente aktiv zur Stromerzeugung genutzt wird.
Testreihen mit einem Rotordurchmesser von 2 Metern ergaben wegen der zu geringen Umlaufgeschwindigkeit einen Wirkungsgrad von nur ca. 70 % bei der Umsetzung von mechanischer in elektrische Energie. Dabei war ein sehr unruhiger Lauf durch starke Polrastmomente zu verzeich nen.
Handelsübliche Generatoren kleinerer Bauart mit größeren Drehzahlen, hoher Umlaufgeschwindigkeit und einer großen Anzahl von Magnetfeld wechseln erreichen Wirkungsgrade von annähernd 90 %.
Nachteilig führt eine erforderliche deutliche Vergrößerung des Rin- gelementekranz-Durchmessers mit daraus folgender höherer Umlaufge schwindigkeit sowie einer größeren Anzahl von Magnetfeldwechseln zu einem noch größeren Verbrauch an Permanentmagneten. Wegen der Anzie hungskraft der Permanentmagnete besteht eine erschwerte Handhabung der mit ihnen bestückten Rotorsegmente bei Herstellung, Transport und Montage auf der Baustelle. Nachteilig muss der Ringelementekranz mit Schutzkapseln umbaut werden, damit ein magnetisches Anhaften ei senhaltiger Partikel aus Luft oder Wasser oder durch Bewurf mit bei spielsweise Eisennägeln infolge von Vandalismus am Ringelementekranz ausgeschlossen ist.
Nachteilig weisen die Statorsegmente einzeln mit elektrischen Spulen umwickelte Spulenzähne auf, was eine große Kupfermasse zur Folge hat mit großem Gewicht und hohen Investitionskosten. Das große Gewicht der Statorsegmente erschwert deren Transport und ihre Montage auf der Baustelle.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei Ringgeneratoren mit niedriger Drehzahl die Anzahl der Magnetfeldwechsel wesentlich zu erhöhen um dadurch den Wirkungsgrad des Ringgenerators zu verbessern und einen effektiven Materialeinsatz zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Ringgenerator mit den Merkma len des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß weisen die Rotorsegmente des Ringelementekranzes ferromagnetische Elemente auf, denen zu bei den Seiten des Rotors in den Statorsegmenten Eisenjocheinheiten zu geordnet sind, mit denen mindestens ein Permanentmagnet verbunden ist und jede elektrische Spule gebildete Spulenzähne von mindestens zwei getrennten Eisenjocheinheiten gemeinsam umfasst, wobei die nebeneinander zugeordneten Eisenjocheinheiten jeweils mit einer ge genüberliegenden Eisenjocheinheit einen eigenen Magnetkreis bilden.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die mit Permanent magneten verbundenen Eisenjocheinheiten unter Ausnutzung eines einge sparten Spulenwickelraumes nebeneinander angeordnet von einer elektrischen Spule gemeinsam umfasst werden und sie damit vorteilhaft frequenzbestimmend für den Ringgenerator eine hohe Anzahl von Magnet feldwechseln ohne Erhöhung der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors be wirken, wobei im Ringelementekranz angeordnete ferromagnetische Ele mente beim Durchlaufen eines Statorsegmentes den Zwischenraum zwi schen den jeweiligen Spulenzähnen im Wechsel so schließen, dass ein magnetischer Kreis mit der gegenüberliegenden Eisenjocheinheit ent steht, dessen magnetisches Feld im ständigen Richtungswechsel induk tiv auf die elektrische Spule wirkt und eine elektrische Wechselspan nung erzeugt.
Vorteilhaft bewirkt die Wicklung des Spulenstranges um mehrere Spu lenzähne eine große Einsparung an Kupfergewicht und Investitionskos ten gegenüber einer Umwicklung der Spulenzähne mit Einzelspulen, wodurch ein ressourcenschonender und effektiver Materialeinsatz ge währleistet wird. Vorteilhaft wird das Transport- und Montagegewicht der Statorsegmente minimiert.
Der vom Ringgenerator erzeugte Wechselstrom wird beispielsweise im Bereich der erneuerbaren Energien üblicherweise von einem Umrichter / Wechselrichter zu netzfähigem Strom (50 Hz) verarbeitet, wobei der Wechselstrom zunächst in Gleichstrom umgewandelt werden muss.
Vorteilhaft wirkt sich die höhere Frequenz des vom Ringgenerator er zeugten Wechselstroms glättend auf die Oberwelligkeit des gleichge richteten Feldes aus, so dass der Einsatz von zu Verschleiß neigen den teuren Kondensatoren minimiert werden kann.
Ferner wird hierbei ermöglicht, dass die Rotorsegmente keine Perma nentmagnete, sondern ferromagnetische Elemente aufweisen, die res sourcenschonend und kostengünstig einen effektiven Materialeinsatz gewährleisten und dadurch den Bau von Ringelementekränzen größeren Durchmessers mit dadurch hoher Umfangsgeschwindigkeit sowie einer großen Anzahl von Magnetfeldwechseln ermöglichen.
Vorteilhaft weisen die ferromagnetischen Elemente des Ringelemen tekranzes keine eigenen Magnetkräfte auf, wodurch vorteilhaft keine Zusatzkonstruktionen wie Schutzumhüllungen benötigt werden, da ein magnetisches Anhaften eisenhaltiger Partikel aus Luft oder Wasser oder durch Bewurf mit beispielsweise Eisennägeln infolge von Vanda lismus am Ringelementekranz ausgeschlossen ist.
Vorteilhaft zeichnen sich die Rotorelemente durch eine besonders einfache Handhabung bei Herstellung, Transport und Montage auf der Baustelle aus, da sie keine hinderlichen magnetischen Kräfte aufwei sen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 8 gekennzeichnet.
Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
In den folgenden Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung stark vereinfacht schematisch dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 eine Gesamtdarstellung eines Generators mit Ringelemen tekranz als Rotor und ortsfesten Statorsegmenten.
Figur 2 eine Teilansicht eines Rotorsegmentes mit ferromagnetischen Elementen.
Figur 3 einen Querschnitt durch ein Rotorsegment in Schnittebene C- C der Figur 5, bestehend aus Kunststoff mit darin eingebet teten ferromagnetischen Elementen.
Figur 4 den Querschnitt durch ein Rotorsegment in Schnittebene C-C der Figur 5, bestehend aus ferromagnetischem Material mit erhaben ausgeformter Elementstruktur und einer Teilumhül lung aus Kunststoff.
Figur 5 eine Teilansicht eines Rotorsegmentes, kraftschlüssig ver bunden mit einem Radkranz aus Winkel-Profilstahl. Figur 6 einen Horizontalschnitt durch ein Statorsegment in Schnitt ebene B-B der Figur 1, gebildet durch beiderseitig des Rin gelementekranzes angeordneten Eisenjocheinheiten mit elektrischen Spulen und je einem verbundenen Permanentmag neten sowie die Darstellung eines Magnetkreises in der un teren Hälfte der Eisenjocheinheiten.
Figur 7 einen Horizontalschnitt durch zwei Eisenjocheinheiten mit Spulen und je einem verbundenen Permanentmagneten sowie den Ringelementekranz mit zwei ferromagnetischen Elementen in Schnittebene B-B der Figur 1 und die Darstellung eines Mag netkreises in der oberen Hälfte der Eisenjocheinheiten.
Figur 8 eine Schnittdarstellung parallel zum ferromagnetische Ele mente aufweisenden Ringelementekranz durch drei radial ne beneinander angeordnete Eisenjocheinheiten in Schnittebene E-E der Figur 7 mit einer gemeinsam umfassenden elektri schen Spule.
Figur 9 eine Seitenansicht von drei radial nebeneinander angeordne ten Eisenjocheinheiten mit jeweils einem verbundenen Perma nentmagneten und einer gemeinsam umfassenden elektrischen Spule.
Figur 10 einen Horizontalschnitt durch zwei Eisenjocheinheiten mit Spulen und je zwei verbundenen Permanentmagneten sowie den Ringelementekranz mit zwei ferromagnetischen Elementen in Schnittebene B-B der Figur 1 und die Darstellung eines Mag netkreises in der unteren Hälfte der Eisenjocheinheiten.
Figur 11 eine Schnittdarstellung parallel zum ferromagnetische Ele mente aufweisenden Ringelementekranz durch drei parallel nebeneinander angeordnete Eisenjocheinheiten in Schnitt ebene E-E der Figur 10 mit einer gemeinsam umfassenden elektrischen Spule.
Figur 12 eine Seitenansicht von drei parallel nebeneinander angeord neten Eisenjocheinheiten mit jeweils zwei verbundenen Per manentmagneten und einer gemeinsam umfassenden elektrischen Spule.
Figur 13 eine perspektivische Darstellung der Anordnung von ferro magnetische Elemente aufweisendem Ringelementekranz (Aus schnitt) sowie einander gegenüberliegenden Eisenjocheinheiten mit verbundenen Permanentmagneten und mit jeweils einer gemeinsam umfassenden elektrischen Spule,
Figur 14 eine Schnittdarstellung parallel zum ferromagnetische Ele mente aufweisenden Ringelementekranz durch das Gehäuse ei nes Statorsegments in Schnittebene E-E der Figur 6 mit drei im Gehäuse angeordneten Bündeln aus je drei Eisenjochein heiten mit je einer gemeinsam umfassenden elektrischen Spule und Teilungswinkeln zur Schaltung eines elektrischen Drehfeldes.
Figur 15 ein mittelschlächtiges Wasserrad mit modularem integriertem Ringgenerator und breiten Rotorsegmenten mit vier Reihen ferromagnetischer Elemente nebeneinander.
Figur 16 eine Schnittdarstellung parallel zum ferromagnetische Ele mente aufweisenden Ringelementekranz durch drei parallel nebeneinander angeordnete Eisenjochpaare in Schnittebene E- E der Figur 6, wobei jedes Eisenjochpaar ist durch einen Permanentmagneten zu einer Einheit verbunden ist und drei Eisenjocheinheiten eine gemeinsam umfassende elektrische Spule aufweisen.
Figur 17 einen Horizontalschnitt durch zwei Eisenjocheinheiten in Schnittebene B-B der Figur 1, bestehend aus je einem Eisen jochpaar mit Spule und je einem verbundenen Permanentmagne ten sowie den Ringelementekranz mit zwei ferromagnetischen Elementen und die Darstellung eines Magnetkreises in der linken Hälfte der Eisenjocheinheiten.
Figur 18 einen Horizontalschnitt durch zwei Eisenjocheinheiten in Schnittebene B-B der Figur 1, bestehend aus je einem Eisen jochpaar mit Spule und je einem verbundenen Elektromagneten sowie den Ringelementekranz mit zwei ferromagnetischen Ele menten und die Darstellung eines Magnetkreises in der lin ken Hälfte der Eisenjocheinheiten.
Figur 19 eine Schnittdarstellung parallel zum Ringelementekranz durch drei parallel nebeneinander angeordnete Eisenjoch paare in Schnittebene E-E der Figur 6. Jedes Eisenjochpaar ist durch einen Elektromagneten zu einer Einheit verbunden und drei Eisenjocheinheiten weisen eine gemeinsam umfas sende elektrische Spule auf. Figur 20 eine Gesamtdarstellung eines Generators mit Ringelemen tekranz als Rotor und ortsfesten Statorsegmenten am Bei spiel eines offshore-Windrades.
Bei den in den Figuren 1 bis 20 - auf die im weiteren Fortgang der Beschreibung zugleich Bezug genommen wird - dargestellten Ausbildun gen von Ringgeneratoren wird gewährleistet, dass eine vorteilhaft große Anzahl von Magnetfeldwechseln beim Durchlaufen eines Rotorseg mentes 1 durch einen Durchlaufschlitz zwischen Statorsegmenten 3 be wirkt wird und einen hohen Wirkungsgrad des Ringgenerators bei der Wandlung der mechanischen Energie einer primären Rotationsmaschine in elektrische Energie ergibt.
Die Figur 1 illustriert eine Ausführungsform eines nicht bezeichne- ten Ringgenerators mit einem antreibbaren Radkranz 2, an dem eine Vielzahl von umfangsseitig aneinander gefügten, modularen Rotorseg menten 1 zur Schaffung eines im Wesentlichen kreisringförmigen Rin gelementekranzes 2a befestigt sind. Der Ringelementekranz 2a bildet einen Rotor 2b des Ringgenerators aus. Eine exemplarische Drehrich tung des Ringelementekranzes 2a um eine zentrale Drehachse 20 einer Rotorachse 21 bzw. Rotorwelle des Radkranzes 2 ist in Relation zu den Statorsegmenten 3 des Ringgenerators repräsentativ für alle wei teren, nachfolgenden Ausführungsformen von Ringgeneratoren mit dem Bezugszeichen D versehen.
Die aneinander gereihten Statorsegmente 3 bilden einen Stator 3a aus, durch den der Ringelementekranz 2a zur Stromerzeugung drehend hindurch läuft. In die Rotorsegmente 1 ist jeweils eine Vielzahl von nicht durchgängig bezeichneten ferromagnetischen Elementen 5 einge bettet. Die ferromagnetischen Elemente 5 sind beispielhaft in drei kreisförmigen, zueinander konzentrischen, hier nicht bezeichneten Spuren angeordnet. In den beispielhaft drei Spuren sind die ferro magnetischen Elemente 5 jeweils umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet positioniert. Die Spuren jedes Rotorsegments 1 können jeweils dieselbe oder insbesondere im Falle von mehr als drei Spu ren, z.B. vier Spuren, eine unterschiedliche Anzahl von ferromagne tischen Elementen 5 wie die jeweils benachbarte Spur aufweisen. Weiterhin können die ferromagnetischen Elemente 5 in den Spuren um fangsseitig - bei ansonsten gleichen umfangsseitigen Abständen zwi schen den ferromagnetischen Elementen 5 - zueinander versetzt sein. Die ferromagnetischen Elemente 5 in der radial äußersten und der ra dial innersten Spur weisen dieselben Abstände auf, sind aber um fangsseitig zueinander versetzt.
Die ferromagnetischen Elemente 5 können vollständig in die Rotorseg mente 1 eingebettet sein (Figur 3). Alternativ können die ferromag netischen Elemente 5 auch als ein Teil einer nicht bezeichneten fer romagnetischen Tragstruktur der Rotorsegmente 1 des Ringelemen tekranzes 2a ausgestaltet sein, die dann zum Zweck des Korrosions schutzes zumindest bereichsweise mit Kunststoff umhüllt ist, wobei der Kunststoff lediglich eine Teilumhüllung ausbildet. Die ferromag netischen Elemente 5 können in diesem Fall beispielsweise als lokale Verdickungen bzw. Zonen mit einer erhöhten Materialstärke der Trags truktur der Rotorsegmente 1 bzw. des Rotorelementekranzes 2a ausge führt sein (Figur 4). Die Rotorsegmente 1 können mit einem Kunst stoff gebildet sein, in den die ferromagnetischen Elemente 5 zur Ge währleistung des Korrosionsschutzes allseitig eingebettet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine große Anzahl von Mag netfeldwechseln vorteilhaft dadurch erreicht, dass im Statorsegment 3 Eisenjocheinheiten 7 direkt nebeneinander angeordnet sind und de ren Spulenzähne 6 von einer elektrischen Spule 4 gemeinsam umfasst werden (Figur 8 und Figur 13). Nach dem Stand der Technik werden Spulenzähne von Ringgeneratoren einzeln mit elektrischen Spulen um wickelt. Der hier in den Eisenjocheinheiten 7 der Statorsegmente 3 gewonnene Spulenwickelraum ermöglicht es, die Eisenjocheinheiten 7 frequenzbestimmend so dicht nebeneinander zu positionieren, dass ihr Teilungswinkel auf 2/3 der Rotorteilung eingestellt werden kann, wodurch die Anzahl der Magnetfeldwechsel vorteilhaft um 50% erhöht wird.
Mit den Eisenjocheinheiten 7 ist jeweils ein Permanentmagnet 8 ver bunden und es entsteht ein Magnetkreis M, sobald zwei ferromagneti sche Elemente 5 des Rotorsegmentes 1 diesen schließen (Figur 6 und 7). Die ferromagnetischen Elemente 5 schließen vorteilhaft paarweise im periodischen Wechsel den unteren und den oberen Magnetkreis, wodurch in der betreffenden Spule 4 eine Wechselspannung induziert wird. Die axial beabstandet gegenüberliegenden Eisenjocheinheiten 7 des Statorsegments 3 bilden einen annähernd U-förmigen Durchlauf schlitz S aus, in den das Rotorsegment 1 radial zumindest ab schnittsweise und zumindest geringfügig spielbehaftet eingreift. Der Magnetkreis M ist hierbei mit einer umlaufenden, gestrichelten Linie dargestellt (Figur 6). In dieser bevorzugten Ausführung weist der Ringelementekranz 2a aus Rotorsegmenten 1 ferromagnetische Elemente 5 auf, die vorteilhafterweise vollständig in eine tragende Kunst stoffStruktur korrosionsgeschützt eingebettet sind (Figur 2 und 3).
KunststoffOberflächen der Rotorsegmente 1 und der Statorsegmente 3 bilden im Zusammenwirken vorteilhafterweise eine reibungsarme Gleit lagerführung aus. Die einander zugewandten (Kunststoff-)Oberflächen 30, 32 des hier dargestellten Rotorsegments 1 weisen der besseren zeichnerischen Übersicht halber nicht bezeichnete Gleitebenen auf, die hier lediglich exemplarisch jeweils um eine geringe Gleitfilmdi cke GFI,2 von Gleitlagerebenen 34, 36 der jeweils zugeordneten, einan der gegenüberliegenden Eisenjocheinheiten 7 des zugehörigen Stator segments 3 axial geringfügig beabstandet sind (Figur 6). Alternativ kann die Gleitfilmdicke GFI,2 auch jeweils nahezu null sein, so dass die Gleitlagerebenen 34, 36 der Eisenjocheinheiten 7 die (Kunst stoff-)Oberflächen 30, 32 des Rotorsegments 1 praktisch unmittelbar berühren.
Darüber hinaus ist das Statorsegment 3 bevorzugt mittels eines Ge lenks 40 an eine ortsfeste Tragkonstruktion 42 angebunden. Das Ge lenk 40 gestattet zumindest eine Verschiebbarkeit des Statorsegments 3 in Richtung bzw. entlang der Drehachse 20 des Ringelementekranzes 1, um Auslenkungen des Rotors 2b beim Umlauf zu kompensieren und um einen möglichst widerstandsfreien Lauf zu gewährleisten (wie mit den lediglich teilweise bezeichneten kleinen schwarzen Pfeilen 44 ange deutet ist). Weiterhin kann - zumindest im Fall einer Verwendung des Ringgenerators an einem Wasserrad oder einer Wasserturbine - ein re versibles, rollengeführtes, lediglich in Figur 1 angedeutetes Spachtel- und/oder Bürstensystem mit einem Wasserstrahl zur Wasser schmierung vorgesehen sein. Das Spachtel- und/oder Bürstensystem 46 ist vorzugsweise im Bereich eines Einlaufs 48 des Ringelementekran zes 1 in Statorsegmente 3 platziert. Infolgedessen ist eine Kontami nation des DurchlaufSchlitzes S mit reibungserhöhenden Fremdparti keln ausgeschlossen (Figur 1, 6).
In dieser Ausführung werden aus Trafo-Kernblechen geschichtete Ei senwerkstoffbleche als ferromagnetische Elemente 5 in die Rotorseg mente 1 eingesetzt. Ein Teilungswinkel oczwischen den Spulenzähnen 6 der Eisenjocheinheiten 7 beträgt hier beispielhaft jeweils etwa 2°, während zwischen den ferromagnetischen Elementen 5 in der mittleren Spur des Rotorsegments 1 ein Teilungswinkel ß von exemplarisch 3° besteht (Figur 8, 13).
Eine weitere Erhöhung des Wirkungsgrades des Ringgenerators und der Anzahl von Magnetfeldwechseln kann vorteilhaft dadurch erreicht wer den, dass der Ringelementekranz aus Statorsegmenten 1 im Durchmesser vergrößert wird (Figur 15 und 20) und damit seine Umfangsgeschwin digkeit in vorteilhafter Weise ansteigt. Die Rotorsegmente 1 aus Kunststoff mit den eingebetteten ferromagnetischen Elementen 5 sind auf vorteilhafte Weise mit geringen Investitionen in großer Zahl herstellbar, da auf Ressourcen wie seltene Erden verzichtet werden kann und dadurch ein effektiver Materialeinsatz gewährleistet wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird jeweils eine Ei senjocheinheit 7 mit zwei Permanentmagneten 8 verbunden (Figur 10), was vorteilhaft eine Erhöhung der Magnetfeldstärke bewirkt. Die Ei senjocheinheiten 7 werden zu diesem Zweck parallel zueinander posi tioniert (Figur 11 und 12), was sich günstig auf das Wickeln der elektrischen Spulen 4 auf rechteckigen Spulenkörpern in der Serien vorfertigung auswirkt. Aufgrund des großen Durchmessers des Ringele mentekranzes wird die Krümmung der Rotorsegmente 1 durch die enge Stellung der Eisenjocheinheiten 7 kompensiert. Zwischen unmittelbar benachbarten Eisenjocheinheiten 7 besteht ein Winkel ocvon etwa 1,6° und zwischen direkt aufeinanderfolgenden ferromagnetischen Elementen 5 in einer mittleren Spur besteht jeweils ein Abstand von a bei einem Teilungswinkel ß von ungefähr 2,4° (Figur 11, 12). Die kom pakte Anordnung von Eisenjocheinheiten 7 und elektrischen Spulen 4 erlaubt eine besonders raum- und gewichtssparende Bauweise des Sta torsegmentes 3, was sich vorteilhaft auf Transport und Montage auf der Baustelle auswirkt und vorteilhaft einen effektiven Materialein satz gewährleistet.
Ausweislich von Figur 14 liegt ein Winkel g zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarten Eisenjocheinheiten 7 bei ca. 1,6° und ein Winkel d zwischen jeweils umfangsseitig aufeinanderfolgenden ferro magnetischen Elementen 5 beträgt in der mittleren Spur etwa 2,4°, wobei deren umfangsseitiger Abstand a ist (Figur 14). Jeweils drei Eisenjocheinheiten 7 des Statorsegments 3 tragen wiederum eine ge meinsame Spule 4. Zwischen jeweils zwei umfangsseitig unmittelbar aneinander liegenden Eisenjocheinheiten 7 innerhalb des Statorseg ments 3 besteht ein Abstand x, wobei die Beziehung x = a - a/3 gilt. Ein Teilungswinkel e zwischen zwei direkt umfangsseitig benachbarten Spulen 4 bzw. der jeweils mittleren Eisenjocheinheit 7 ergibt sich beispielhaft zu etwa 1,2° + l,6°/3, wodurch vorteilhaft eine Dreh feldschaltung der drei Spulen ermöglicht wird (Figur 14).
In einer weiteren Variante sind drei Eisenjochpaare parallel neben einander angeordnet (Figur 16 und 17) und jedes Eisenjochpaar ist bei Ausnutzung eines vorteilhaft besonders großen Zwischenraumes Zi durch einen großen Permanentmagneten 8 zu einer Eisenjocheinheit 7 mit hoher Magnetfelddichte verbunden, dabei weisen die drei Eisen jocheinheiten 7 eine gemeinsam umfassende elektrische Spule 4 auf. Das Rotorsegment 1 weist wiederum eine Vielzahl von ferromagneti schen Elementen 5 auf, die hier abweichend von den vorherigen Aus führungsformen in vier konzentrischen Spuren Si,,„4 angeordnet sind, wobei zwischen jeweils zwei ferromagnetischen Elementen 5 der beiden inneren Spuren S2,3 in Umfangsrichtung ein Versatz e besteht. Auf grund dessen ergibt sich zwischen jeweils zwei unmittelbar benach barten Eisenjocheinheiten 7 jeweils ein Abstand y = e - e/3. Die Spur S4 liegt radial am weitesten außen, während die Spur Si radial am weitesten innen verläuft. In einer weiteren Ausführungsform sind drei Eisenjochpaare parallel nebeneinander angeordnet (Figur 18 und 19) und jedes Eisenjochpaar ist bei Ausnutzung eines vorteilhaft vergrößerten Zwischenraumes Z2 durch einen großen Elektromagneten 9 zu einer Eisenjocheinheit 7 mit hoher Magnetfelddichte verbunden, dabei weisen die drei Eisen jocheinheiten 7 eine gemeinsam umfassende elektrische Spule 4 auf.
Vorzugsweise kommt diese Variante bei Bauweisen in großer Skalierung (Figur 20) zum Einsatz, bei denen Permanentmagnete in der erforder lichen Größe praktisch nicht verfügbar oder sehr schwer zu handhaben beziehungsweise wirtschaftlich nicht vertretbar zu beschaffen sind.
Es wird die Verbesserung eines Ringgenerators mit niedriger Drehzahl für Wasser- oder Windräder vorgeschlagen, dessen Rotor 2b aus einem Ringelementekranz 2a gebildet ist und modulare Rotorsegmente 1 kraftschlüssig mit einem antreibbaren Radkranz 2 verbunden sind, der eine zentrale Drehachse 20 aufweist. Als Stator 3a sind konzentrisch zugeordnete und in Drehrichtung D des Rotors 2a ortsfeste sowie in Richtung der Rotorachse 21 bewegliche Statorsegmente 3 mit einem Durchlaufschlitz S angeordnet, die durch beiderseitig des durchlau fenden Ringelementekranzes 2a angeordnete Eisenjocheinheiten 7 mit elektrischen Spulen 4 gebildet sind. Um einen hohen Wirkungsgrad als Folge einer großen Anzahl von Magnetfeldwechseln zu erreichen, wer den im Statorsegment 3 mit einem Permanentmagnet 8 verbundene Eisen jocheinheiten 7 unter Ausnutzung des eingesparten Spulenwickelraumes nebeneinander angeordnet und von einer elektrischen Spule 4 gemein sam umfasst. Hierdurch wird die Anzahl der auf diese Spule 4 induk tiv wirkenden Magnetfeldwechsel frequenzbestimmend vorteilhaft deut lich erhöht. Die Rotorsegmente 1 des Ringelementekranzes 2a werden hierbei mit den Magnetkreis M schließenden ferromagnetischen Elemen ten 5 bestückt, wodurch sie mit geringen Investitionen herstellbar sind und ein effektiver Materialeinsatz gewährleistet wird. Bezugszeichenliste
1 Rotorsegment
2 Radkranz (Ringrotor)
2a Ringelementekranz
2b Rotor
3 Statorsegment
3a Stator
4 elektrische Spule
5 ferromagnetisches Element
6 Spulenzahn
7 Eisenjocheinheit
8 Permanentmagnet
9 Elektromagnet
20 Drehachse (Ringelementekranz)
21 Rotorachse
30 Oberfläche (Rotorsegment)
32 Oberfläche (Rotorsegment)
34 Gleitlagerebene (Eisenjocheinheit)
36 Gleitlagerebene (Eisenjocheinheit)
40 Gelenk
42 Tragkonstruktion
44 schwarzer Pfeil
46 Spachtel- und/oder Bürstensystem
48 Einlauf (Rotor in Stator) oc Winkel (Eisenjocheinheit) ß Teilungswinkel (ferromagnetische Elemente)
Y Winkel (Eisenjocheinheit) d Teilungswinkel (ferromagnetische Elemente) e Teilungswinkel a Abstand (ferromagnetische Elemente)
D Drehrichtung e Versatz (ferromagnetischen Elemente)
GFI,2 Gleitfilmdicke
M Magnetkreis
S Durchlaufschlitz
Si,„4 Spur

Claims

Patentansprüche
1. Ringgenerator mit niedriger Drehzahl für Wasser- oder Windräder, mit einem Rotor als Ringelementekranz (2a), gebildet durch modulare Rotorsegmente (1), kraftschlüssig verbunden mit einem antreibbaren Radkranz (2) mit zentraler Drehachse (20), und mit als Stator (3a) konzentrisch zugeordnete in Drehrichtung (D) des Rotors (2b) orts feste sowie in Richtung der Rotorachse (21) beweglich angeordnete Statorsegmente (3) mit einem Durchlaufschlitz (S), gebildet durch beiderseitig des durchlaufenden Ringelementekranzes (2a) angeordnete Eisenjocheinheiten (7) mit elektrischen Spulen (4), dadurch gekenn zeichnet, dass die Rotorsegmente (1) des Ringelementekranzes (2a) ferromagnetische Elemente (5) aufweisen, denen zu beiden Seiten des Rotors (2b) in den Statorsegmenten (3) Eisenjocheinheiten (7) zuge ordnet sind, mit denen jeweils mindestens ein Permanentmagnet (8) verbunden ist und jede elektrische Spule (4) gebildete Spulenzähne (6) von mindestens zwei getrennten Eisenjocheinheiten (7) gemeinsam umfasst, wobei die nebeneinander zugeordneten Eisenjocheinheiten (7) jeweils mit einer gegenüberliegenden Eisenjocheinheit (7) einen ei genen Magnetkreis (M) bilden.
2. Ringgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorsegmente (1) des Ringelementekranzes (2a) aus Kunststoff mit darin korrosionsgeschützt eingebetteten ferromagnetischen Elementen (5) bestehen, wobei die Oberflächen (30, 32) der Rotorsegmente (1) Gleitlagerebenen (34, 36) aufweisen, die um eine Gleitfilmdicke (GFI,2) von Gleitlagerebenen der zugeordneten Statorsegmente (3) beab- standet sind oder diese Statorsegmente (3) berühren.
3. Ringgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetischen Elemente (5) als Teil einer ferromagnetischen Tragstruktur des Rotorsegmentes (1) ausgeformt sind, wobei die Ro torsegmente (1) Gleitlagerebenen aus Kunststoff als Teilumhüllung aufweisen, die um eine Gleitfilmdicke von Gleitlagerebenen der zuge ordneten Statorsegmente (3) beabstandet sind oder diese Statorseg mente (3) berühren.
4. Ringgenerator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung der Eisenjocheinheiten (7) und der Permanentmagnete (8) im Statorsegment (3) radial und senkrecht zur Drehrichtung des Ringelementekranzes (2a) angeordnet sind.
5. Ringgenerator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung der Eisenjocheinheiten (7) und der Permanentmagnete (8) im Statorsegment (3) tangential der Drehrichtung des Ringelemen tekranzes (2a) zugeordnet ist.
6. Ringgenerator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorsegmente (1) und die Statorsegmente (3) jeweils baugleich ausgestaltet sind und eine witterungsbeständige Umhüllung aufweisen, wobei Hohlräume mit Füllmasse ausgefüllt sind.
7. Ringgenerator nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (8) durch Elektromagnete (9) mit einer elektro nischen Steuereinheit ersetzbar sind.
8. Ringgenerator nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein reversibles über Rollen geführtes Spachtel/Bürsten-System (46) mit einem Wasserstrahl an einem Einlauf (48) des Ringelementekranzes (2a) in den Durchlaufschlitz (S) am Statorsegment (3) angeordnet ist.
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