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Dokumentenidentifikation DE19633086A1 30.01.1997
Titel Permanent-Generator mit einstellbarem Drehmoment
Anmelder Leyrer, Alwin, Dipl.-Ing. (FH), 85084 Reichertshofen, DE
Erfinder Leyrer, Alwin, Dipl.-Ing. (FH), 85084 Reichertshofen, DE
DE-Anmeldedatum 16.08.1996
DE-Aktenzeichen 19633086
Offenlegungstag 30.01.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.01.1997
IPC-Hauptklasse H02K 21/02
Zusammenfassung Bei Permanent-Generatoren mit stark schwankender Antriebs-Drehzahl ist auch die Leistungsabgabe an angeschlossene Verbraucher entsprechend unterschiedlich. Eine zusätzliche Stabilisierung ist aufwendig und verlustreich. Der neue Generator soll durch Reduzierung des Antriebs-Drehmoments bei steigender Drehzahl sowohl antriebsseitig (mechanisch) als auch ausgangsseitig (elektrisch) eine Konstanthaltung der Leistung ermöglichen.
Das Drehmoment wird durch das stufenlose Abschwächen des magnetischen Flusses in den Generator-Spulen durch Öffnen des Magnetkreises bzw. Kurzschließen des Magneten abgesenkt.
Der Generator eignet sich besonders gut als Fahrraddynamo, der ab einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit die Nennleistung der Lichtanlage genau einhält. Damit hat ein Radfahrer bei Nacht eine bessere Beleuchtung bei langsamer Fahrt und weniger Kraftaufwand bei schneller Fahrt.
Aber auch bei anderen Generatoren (in Kraftfahrzeugen, Notstrom-, Windgeneratoren u. ä.) kann eine Drehmoment-Einstellung u. U. sinnvoll sein.

Beschreibung[de]

Es ist ein bekanntes Problem, daß bei Generatoren wie Fahrraddynamos, Kfz.-Lichtmaschinen, Windgeneratoren, mobilen Stromerzeugern u. ä. mit stark schwankenden Belastungszuständen eine Regelung der Leistung auf elektrischem oder elektronischem Weg schwierig und mit Verlusten behaftet ist. Ein mechanisches Getriebe - evtl. stufenlos - stellt in der Regel eine viel zu aufwendige und ebenfalls mit Verlusten und Verschleiß behaftete Lösung dar.

Die in den Patentansprüchen angegebene Erfindung soll z. B. eine konstante Leistungsabgabe eines Fahrraddynamos ab einer bestimmten Mindestdrehzahl ermöglichen, wobei die mechanische Leistungsaufnahme bei steigender Drehzahl durch entsprechend abnehmbares Drehmoment ebenfalls nahezu konstant bleiben soll.

Das Drehmoment kann durch Abschwächen des Magnetflusses in der Generator-Spule reduziert werden, wie in den Patentansprüchen erklärt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß keine Verluste durch zusätzliche, die elektrische Leistung begrenzende Elemente auftreten. Außerdem verschwinden proportional zur Magnetfluß-Abschwächung auch noch die Ummagnetisierungsverluste im Kern der Generator-Spule.

Der für eine praktische Ausgestaltung erforderliche Stellantrieb kann in Form eines Servo-Antriebs mit zugehöriger Regelelektronik ausgeführt sein.

Eine wesentlich einfacherer Konstruktionsmöglichkeit bietet jedoch der Einsatz eines Fliehkraftreglers.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen die Wirkungsweise veranschaulichen und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 schematische Darstellung eines Generators, dessen Permanent-Magnet (1) aus dem Stator- Blechpaket (2) heraus in das Flußumleitblech (3) gezogen werden kann.

Das Flußumleitblech (3) ist starr mit der Achse (4) verbunden, während sowohl der Magnet (1) als auch der Stellring (5) auf ihr axial verschiebbar sind. Magnet (1) und Stellring (5) sind miteinander durch Stäbe (6) verbunden. Diese sind durch Bohrungen im Flußumleitblech (3) geführt, wodurch auch die Drehbewegung auf Magnet (1) und Stellring (5) übertragen wird. Der Stellring (5) kann mit Hebel (7) vom Stellantrieb (8) verschoben werden.

Fig. 2 einen Magnet-Rotor mit hochpermeablen Polplatten (9) und Flußumleitblech (3) in Kombintion mit einem Fliehkraftregler (10). Durch geeignete Formgebung der Polenden (11) erreicht man eine Kompensation der Wirkkurve des Fliehkraftreglers (10) dahingehend, daß das Leistungsprodukt aus Drehmoment und Drehzahl konstant bleibt innerhalb des Regelbereiches.


Anspruch[de]
  1. 1. Permanent-Generator mit einstellbarem Drehmoment, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Fluß durch die Generator-Spulen während des Betirebs stufenlos abgeschwächt werden kann zur Regelung der Leistung bei variabler Drehzahl.
  2. 2. Generator nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschwächen des Magnetflusses
    1. - durch Herausziehen des Magneten aus dem Magnetkreis werkstoffbedingt keine Entmagnetisierung des Magneten erfolgt,
    2. - durch ein Flußumleitblech am Magneten keine Wirbelstrombremse entsteht, indem das Flußumleitblech mit dem Magneten mitläuft.






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