DE10241239A1

DE10241239A1 - Electric power motor for required torque has a planetary magnet moving on a closed path around a central magnet's central axis and rotating on its own axis

Info

Publication number: DE10241239A1
Application number: DE2002141239
Authority: DE
Inventors: Marcus Reid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2004-03-18

Abstract

A planetary magnet (2) moves on a closed path around a central magnet's (1) central axis and rotates on its own axis in respect of a fixed system of coordinates on the central magnet. A coil structure (3,4) fits in a center plane between the central magnet's adjacent north and south poles and generates a time-variable magnet field.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Kraftmaschine.The present invention relates to an electric power machine.

Gegenwärtige elektrische Kraftmaschinen basieren im wesentlichen auf Elektromagneten zur Erzeugung der benötigten Drehmomente. Die extrem hohen Kräfte, die sich auf kleinem Raum mit modernen Permanentmagneten erzeugen lassen, sind bislang bei der Konstruktion elektrischer Kraftmaschinen kaum genutzt worden. Die vorliegende Erfindung soll diesem Mangel abhelfen.Current electric engines are based essentially on electromagnets to generate the required torques. The extremely high forces that are created in a small space with modern permanent magnets have so far been involved in the construction of electrical power machines hardly been used. The present invention addresses this shortcoming remedy.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Kraftmaschine nach Anspruch 1. Grundgedanke dieser Maschine ist, das Drehmoment, das auf einen Planetenmagneten im Magnetfeld des zentralen Magneten wirkt, solange nicht die Pole beider Magnete exakt einander zugewandt sind, zu nutzen, um durch das koppelnde Getriebe eine Bewegung des Planetenmagneten auf der geschlossenen Umlaufbahn anzutreiben. Diese führt den Planetenmagneten bis zu einer Position in der Ebene zwischen benachbarten Nord- und Südpolen des zentralen Magneten, in der entweder ein Nordpol oder ein Südpol des Planetenmagneten dem zentralen Magneten zugewandt ist und das auf den Planetenmagneten einwirkende Drehmoment minimal ist. In dieser Stellung des Planetenmagneten soll auf diesen ein antiparalleles Feld der Spulenanordnung einwirken, welchen den Planetenmagneten auf seiner Bahn weitertreibt.This task is solved by an electric engine according to claim 1. basic idea of this Is the torque on a planetary magnet in the machine The magnetic field of the central magnet acts as long as the poles are not to use both magnets exactly facing each other to use the coupling gear a movement of the planetary magnet on the closed orbit. This leads the planetary magnet up to to a position in the plane between neighboring north and south poles of the central magnet, in which either a north pole or a south pole of the Planetary magnet facing the central magnet and that on the torque acting on the planetary magnet is minimal. In this Position of the planetary magnet is said to be an anti-parallel Field of the coil arrangement act, which the planetary magnet continues on its path.

Vorzugsweise sind die geschlossene Bahn und der zentrale Magnet kreisrund; dies erlaubt es, den Planetenmagneten in geringem Abstand von der Oberfläche des zentralen Magneten entlang zu führen, wo sie einem im wesentlichen radialen Feld ausgesetzt sind, welches in der Ebene zwischen benachbarten Polen praktisch verschwindet.Preferably the are closed Orbit and the central magnet circular; this allows the planetary magnet a short distance from the surface of the central magnet respectively, where they are exposed to a substantially radial field which practically disappears in the plane between neighboring poles.

Auch die Planetenmagneten sind vorzugsweise kreisrund, so daß während ihres gesamten Bewegungszyklus ein konstanter, geringer Luftspalt zwischen ihnen und dem zentralen Magneten aufrechterhalten werden kann, so daß starke Magnetkräfte wirken können.The planet magnets are also preferred circular, so that during your a constant, small air gap between the entire movement cycle them and the central magnet can be maintained, so that strong magnetic forces can work.

Das mit der erfindungsgemäße Maschine erzeugbare Drehmoment läßt sich ohne wesentliche Vergrößerung der Maschine vervielfachen, wenn eine Mehrzahl von Planetenmagneten vorgesehen wird, die auf der geschlossenen Bahn bewegbar sind.That with the machine according to the invention Torque can be generated without significantly increasing the Multiply machine when a plurality of planetary magnets is provided, which are movable on the closed path.

Die Zahlen der Planetenmagnete sind zweckmäßigerweise so gewählt, daß der Abstand zwischen benachbarten Planetenmagneten mindestens gleich ihrem Durchmesser bzw. Polabstand ist, um zu verhindern, daß magnetische Kopplung der Planetenmagneten untereinander die Wirksamkeit der Maschine beeinträchtigt.The numbers of the planet magnets are expedient chosen so that the Distance between adjacent planet magnets at least equal their diameter or pole spacing to prevent magnetic Coupling the planetary magnets among themselves the effectiveness of Machine affected.

Vorzugsweise ist der zentrale Magnet aus einer Mehrzahl von Ringsegmenten zusammengesetzt, die entweder einen magnetischen Nordpol am äußeren Umfang und einen Südpol am inneren Umfang des Ringsegmentes oder umgekehrt aufweisen und die entlang der geschlossenen Bahn mit jeweils abwechselnder Polung angeordnet sind.Preferably the central magnet composed of a plurality of ring segments, either a magnetic north pole on the outer circumference and a south pole have on the inner circumference of the ring segment or vice versa and the along the closed path with alternating polarity are arranged.

Zwischen je zwei benachbarten dieser Ringsegmente ist zweckmäßigerweise eine Spule der Spulenanordnung angeordnet.Between every two of them Ring segments is convenient a coil of the coil arrangement is arranged.

Die geschlossene Bahn der Planetenmagnete kann sowohl außerhalb des äußeren Umfanges des Ringes als auch innerhalb von dessen innerem Umfang verlaufen. Es können auch zwei geschlossene Bahnen an einer Kraftmaschine, sowohl innerhalb als auch außerhalb des Ringes, vorgesehen werden, um das bei gegebener Baugröße der Maschine erzielbare Drehmoment weiter zu vergrößern.The closed path of the planet magnets can be both outside the outer circumference of the Ring as well as within its inner circumference. It can also two closed tracks on one engine, both inside and also outside of the ring, can be provided to the given size of the machine further increase achievable torque.

Der zentrale Magnet kann in einem Gestell der Kraftmaschine ortsfest gehalten sein; in diesem Falle fällt das an den zentralen Magneten gekoppelte Koordinatensystem mit dem eines Betrachters zusammen, und Bewegung der Achsen der Planetenmagnete auf den erwähnten Umlaufbahnen ist für einen Betrachter augenfällig. Alternativ können der zentrale Magnet und die Planetenmagnete jeweils um in einem Gestell ortsfest gelagerte Achsen drehbar sein; in diesem Falle rotiert das an den zentralen Magneten gekoppelte Koordinatensystem, und im Koordinatensystem eines Betrachters rotiert der zentrale Magnet relativ zu den ortsfesten Achsen der Planetenmagnete. Für die Wirkungsweise der Maschine sind beide Möglichkeiten gleichwertig.The central magnet can be in one Frame of the engine to be held stationary; in this case does that fall coordinate system coupled to the central magnet with one Viewer together, and movement of the axes of the planetary magnets on the mentioned Orbits is for striking a viewer. Alternatively, you can the central magnet and the planetary magnets are all around in one Frame axially fixed axes can be rotated; in this case rotates the coordinate system coupled to the central magnet, and the central one rotates in a viewer's coordinate system Magnet relative to the fixed axes of the planet magnets. For the way it works the machine are both options equivalent to.

Das Getriebe, welches die Drehung der Planetenmagneten um ihre eigene Achse an ihre Bahnbewegung koppelt, kann ähnlich einem bekannten Planetengetriebe aufgebaut sein, mit einem mit dem zentralen Magneten starr verbundenen Sonnenrad und jeweils einem Planetenrad für jeden Planetenmagneten, das mit dessen Eigendrehachse starr verbunden ist.The gearbox, which is the rotation the planetary magnet couples to its orbital motion around its own axis, can be similar a known planetary gear can be built, with one with the central Magnets rigidly connected sun gear and one planet gear each for each Planetary magnet that is rigidly connected to its own axis of rotation is.

Die Planetenräder können an einem gemeinsamen Träger drehbar montiert sein, der auch als Abtriebswelle der Kraftmaschine fungieren kann.The planet gears can be rotated on a common carrier be mounted, which also act as the output shaft of the engine can.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren.Other features and advantages of Invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the attached Characters.

1 zeigt eine schematische Vorderansicht einer elektrischen Kraftmaschine gemäß dem Grundprinzip der Erfindung; 1 shows a schematic front view of an electric engine according to the basic principle of the invention;

2 veranschaulicht den Bewegungsablauf an der Maschine von 1; 2 illustrates the sequence of movements on the machine from 1 ;

3 zeigt eine Seitenansicht der Maschine aus 1; 3 shows a side view of the machine 1 ;

4 veranschaulicht die Beschaltung einer Spule in der Kraftmaschine aus 1; 4 illustrates the wiring of a coil in the engine 1 ;

5 zeigt eine weiterentwickelte Ausgestaltung der Kraftmaschine mit zwei Paaren von Planetenmagneten auf zwei verschiedenen Bahnen; 5 shows a further developed embodiment of the engine with two pairs of planetary magnets on two different tracks;

6 zeigt eine schematische Seitenansicht der Maschine aus 5; und 6 shows a schematic side view of the machine 5 ; and

7 zeigt eine zweite Weiterentwicklung der Maschine. 7 shows a second development of the machine.

In der Darstellung der 1 ist die erfindungsgemäße Maschine unter Fortlassung tragender Teile auf ihren zentralen Magneten 1 und einen Planetenmagneten 2 reduziert. Der zentrale Magnet 1 besteht hier aus zwei halbkreisförmigen Ringsegmenten 11, 12, wobei das Ringsegment 11 den magnetischen Nordpol an seinem äußeren Umfang und den Südpol an seinem inneren Umfang hat, während beim Ringsegment 12 die Verhältnisse umgekehrt sind.In the representation of the 1 is the inventor machine according to the invention with the omission of load-bearing parts on its central magnets 1 and a planet magnet 2 reduced. The central magnet 1 here consists of two semicircular ring segments 11 . 12 , with the ring segment 11 has the magnetic north pole on its outer circumference and the south pole on its inner circumference, while in the ring segment 12 the situation is reversed.

Die beiden Ringsegmente erzeugen in ihrer Umgebung ein Magnetfeld mit in der Fig. obenliegendem Nordpol und untenliegendem Südpol; in einer – hier horizontalen – Ebene zwischen den beiden Polen zwischen den zwei Ringsegmenten 11 sind zwei Spulen 3, 4 mit ferromagnetischem Kern angeordnet, die bei Versorgung mit einem Erregerstrom ein in radialer Richtung des zentralen Magneten 1 angeordnetes Feld mit vom Vorzeichen des Erregerstroms abhängiger Polung erzeugen.The two ring segments generate a magnetic field in their surroundings with the north pole at the top and the south pole at the bottom; in a - here horizontal - plane between the two poles between the two ring segments 11 are two coils 3 . 4 Arranged with a ferromagnetic core, which when supplied with an excitation current in the radial direction of the central magnet 1 generate arranged field with polarity dependent on the sign of the excitation current.

Der zentrale Magnet 1 ist starr verbunden mit einem ersten Zahnrad 5, welches mit einem zweiten Zahnrad 6 von gleicher Zähnezahl kämmt. Ein mit der Achse des zweiten Zahnrades 6 starr verbundener, kreiszylindrischer Planetenmagnet 2 ist in geringem Abstand von dem äußeren Umfang des zentralen Magneten 1 angeordnet. In der in 1 gezeigten Stellung ist sein Feld orthogonal zu dem des oberen Ringsegmentes 11 orientiert, und es wirkt auf ihn ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn.The central magnet 1 is rigidly connected to a first gear 5 which with a second gear 6 with the same number of teeth. One with the axis of the second gear 6 rigidly connected, circular cylindrical planet magnet 2 is a short distance from the outer circumference of the central magnet 1 arranged. In the in 1 shown position is its field orthogonal to that of the upper ring segment 11 oriented, and it acts on it a counterclockwise torque.

Die in 1 gezeigte Stellung des Planetenmagneten 2 entspricht der Stellung a in 2. Das auf den Planetenmagneten 2 wirkende Drehmoment führt zu einem Abrollen der Zahnräder 5, 6 aufeinander, mit der Folge, daß der Planetenmagnet 2 in seinem Bestreben, sich mit seinem Südpol dem Nordpol des zentralen Magneten zu nähern, am Außenumfang des zentralen Magneten über die Position b schließlich in die Position c bewegt. In der Position c liegt der Südpol des Planetenmagneten dem Umfang des zentralen Magneten 1 gegenüber, allerdings befindet sich der Planetenmagnet hier in dem – bei ausgeschalteter Spule 3 – im wesentlichen feldfreien Zwischenraum zwischen den zwei Ringsegmenten 11, 12. In diesem Moment wird die Spule 3 mit einem Strom erregt, der ein Magnetfeld entgegengesetzt zu dem des Planetenmagneten 2 erzeugt. Der Planetenmagnet 2 befindet sich nun in einer labilen Gleichgewichtslage, aus der er sich durch Massenträgheit weiterbewegt auf den Umfang des Ringsegmentes 12. Hier wirkt wiederum ein Drehmoment auf ihn, welches ihn über die Positionen d, e, f weitertreibt zur gegenüberliegenden Spule 4. Hier wird im Moment des Durchganges des Planetenmagneten 2 erneut ein abstoßendes Magnetfeld erzeugt, welches ihn weitertreibt auf das Segment 11.In the 1 shown position of the planetary magnet 2 corresponds to position a in 2 , That on the planet magnets 2 acting torque causes the gears to roll 5 . 6 on each other, with the result that the planetary magnet 2 in its attempt to approach the north pole of the central magnet with its south pole, finally moved to position c on the outer circumference of the central magnet via position b. In position c the south pole of the planet magnet lies around the circumference of the central magnet 1 opposite, however, the planet magnet is here in the - with the coil switched off 3 - Substantially field-free space between the two ring segments 11 . 12 , At that moment the coil 3 excited with a current that opposes a magnetic field to that of the planetary magnet 2 generated. The planet magnet 2 is now in an unstable equilibrium position, from which it moves on to the circumference of the ring segment due to inertia 12 , Here again a torque acts on it, which drives it through the positions d, e, f to the opposite coil 4 , Here is the moment of passage of the planetary magnet 2 generated a repulsive magnetic field again, which drives it onto the segment 11 ,

Zum Erregen der Spulen 3, 4 kann ein gepulster Gleichstrom verwendet werden. Alternativ kann ein gepulster Strom verwendet werden, der in dem Moment, wo der Planetenmagnet die Spule zu überqueren beginnt, zunächst noch eine anziehende Kraft auf diesen ausübt und wenn der Planetenmagnet sich mittig vor der Spule befindet, sein Vorzeichen wechselt, um eine abstoßende Kraft zu erzeugen.For energizing the coils 3 . 4 a pulsed direct current can be used. Alternatively, a pulsed current can be used which, at the moment when the planetary magnet begins to cross the coil, initially exerts an attractive force thereon and when the planetary magnet is in the middle in front of the coil, its sign changes to a repulsive force produce.

Durch mit der Umlaufbewegung des Planetenmagneten 2 synchronisiertes Erregen der Spulen 3, 4 wird dessen Bewegung in Gang gehalten, und Abtriebsdrehmoment kann abgegriffen werden.With the orbital movement of the planetary magnet 2 synchronized excitation of the coils 3 . 4 its movement is kept going and output torque can be tapped.

3 zeigt eine Seitenansicht der oben beschriebenen Kraftmaschine. Bei dieser Ausgestaltung ist der zentrale Magnet 1 und das mit ihm verbundene Zahnrad 5 auf einer Achse 7 montiert, die an zwei Seitenplatten 8 der Kraftmaschine drehbar gelagert ist. Genauso ist der Planetenmagnet 2 und das mit ihm verbundene Zahnrad 6 auf einer Welle drehbar zwischen den Seitenplatten 8 gelagert. D, h. hier drehen sich beide Magnete 1, 2 gleichzeitig und gegenläufig. Dies ändert jedoch nichts am oben beschriebenen Funktionsprinzip der Kraftmaschine, denn bezogen auf ein mit dem zentralen Magneten 1 rotierendes Koordinatensystem bewegt sich der Planetenmagnet 2 auf eine kreisförmigen Umlaufbahn um den zentralen Magneten 1. 3 shows a side view of the engine described above. In this configuration, the central magnet 1 and the gear connected to it 5 on one axis 7 mounted on two side plates 8th the engine is rotatably mounted. The planet magnet is exactly the same 2 and the gear connected to it 6 rotatable on a shaft between the side plates 8th stored. D, h. here both magnets are rotating 1 . 2 simultaneously and in opposite directions. However, this does not change the operating principle of the engine described above, because it relates to one with the central magnet 1 rotating coordinate system the planet magnet moves 2 in a circular orbit around the central magnet 1 ,

4 zeigt eine Weiterentwicklung der Kraftmaschine mit insgesamt 4 Planetenmagneten 21, 22, 23, 24, von denen die zwei Magnete 21, 24 außerhalb der Ringsegmente 11, 12 des zentralen Magneten und die zwei Magneten 22, 23 innerhalb der Ringsegmente angeordnet sind. Die Planetenmagnete 21, 22 bzw. 23, 24 rotieren jeweils gegensinnig mit gleicher Geschwindigkeit und unterstützen sich so gegenseitig in ihrer Wirkung. Das erreichbare Drehmoment ist bei der Maschine nach 4 etwa 4mal so groß wie nach 1. Die Spulen 3, 4 werden jedesmal erregt, wenn sie zwischen zwei Planetenmagneten passieren, also doppelt so häufig wie bei 1. Die zwei Spulen 3, 4 sind in Reihe oder parallel mit einer gleichen Stromversorgung verbunden und erzeugen so gleichzeitig Magnetfelder in gleicher Orientierung. 4 shows a further development of the engine with a total of 4 planet magnets 21 . 22 . 23 . 24 of which the two magnets 21 . 24 outside the ring segments 11 . 12 of the central magnet and the two magnets 22 . 23 are arranged within the ring segments. The planet magnets 21 . 22 respectively 23, 24 rotate in opposite directions at the same speed and thus support each other in their effect. The achievable torque is after on the machine 4 about 4 times the size of after 1 , The spools 3 . 4 are excited every time they pass between two planet magnets, twice as often as in 1 , The two coils 3 . 4 are connected in series or in parallel to the same power supply and thus simultaneously generate magnetic fields in the same orientation.

Bei der Ausgestaltung der 5 sind insgesamt jeweils 6 Planetenmagnete außerhalb bzw. innerhalb der Ringsegmente 11, 12 angeordnet. 6 zeigt in einer schematischen Seitenansicht die Magnete und das zugehörige Getriebe. Den inneren und äußeren Planetenmagneten ist jeweils ein inneres bzw. äußeres Zahnrad 9 bzw. 10 zugeordnet. Die Zahnräder 9, 10 haben gleiche Zähnezahlen und kämmen miteinander, so daß die Planetenmagneten jeweils gegensinnig mit gleicher Geschwindigkeit rotieren. An der Welle jedes äußeren oder inneren Planetenmagneten (in diesem Ausführungsbeispiel an den äußeren) ist ferner ein zweites, größeres Zahnrad 13 montiert, welches mit einem Sonnenrad 14 von gleicher Zähnezahl kämmt, das starr mit dem zentralen Magneten 1 verbunden ist.When designing the 5 are a total of 6 planet magnets outside or inside the ring segments 11 . 12 arranged. 6 shows a schematic side view of the magnets and the associated gear. The inner and outer planet magnets are each an inner and outer gear 9 or 10 assigned. The gears 9 . 10 have the same number of teeth and mesh with each other so that the planet magnets rotate in opposite directions at the same speed. On the shaft of each outer or inner planet magnet (in this embodiment on the outer) there is also a second, larger gear 13 mounted, which with a sun gear 14 with the same number of teeth, rigid with the central magnet 1 connected is.

Es können, wie im Ausführungsbeispiel der 2 gezeigt, die Achsen der Planetenmagneten ortsfest gehalten sein, so daß deren Drehung um ihre eigene Achse eine Drehung des Zahnrades 12 und damit auch des zentralen Magneten 1 erzwingt. In diesem Fall kann die Achse des zentralen Magneten als Abtriebsachse der Kraftmaschine dienen. Alternativ ist auch möglich, den zentralen Magneten 1 und das Sonnenrad 12 ortsfest zu halten und die Planetenmagneten 2 mitsamt ihrer Zahnräder 9, 10, 13 an einem drehbaren Träger 15 zu befestigen. In diesem Fall erzwingt die Drehung der Planetenmagnete 2 eine Drehung des Trägers 15 um die Achse des zentralen Magneten 1, und eine mit dem Träger 15 verbundene Welle kann als Abtriebswelle genutzt werden. Da wegen der kleinen Abmessungen der Planetenmagnete 2 im Vergleich zum zentralen Magneten 1 deren Masse wesentlich geringer ist, ist hier das zu überwindende Trägheitsmoment geringer als wenn der zentrale Magnet 1 rotiert, und Reibungsverluste können geringer gehalten werden.It can, as in the embodiment of the 2 shown, the axes of the planetary magnets to be held stationary, so that their rotation about their own axis rotation of the gear 12 and thus also the central magnet 1 forces. In In this case, the axis of the central magnet can serve as the output axis of the engine. Alternatively, the central magnet is also possible 1 and the sun gear 12 keep stationary and the planet magnets 2 together with their gears 9 . 10 . 13 on a rotatable carrier 15 to fix. In this case, the planet magnets are forced to rotate 2 a rotation of the carrier 15 around the axis of the central magnet 1 , and one with the carrier 15 connected shaft can be used as an output shaft. Because of the small dimensions of the planet magnets 2 compared to the central magnet 1 the mass of which is much smaller, the moment of inertia to be overcome is less than if the central magnet 1 rotates, and friction losses can be kept lower.

Denkbar, obwohl in der Fig. nicht dargestellt, ist auch, ein Hohlrad um die Zahnräder 13 herum anzuordnen, auf das die Drehung der Zahnräder 13 übertragen wird, und eine Abtriebswelle an das Hohlrad zu koppeln.A ring gear around the gears is also conceivable, although not shown in the figure 13 to arrange around on the rotation of the gears 13 is transmitted, and to couple an output shaft to the ring gear.

Bei der Ausgestaltung der 7 ist der zentrale Magnet 1 aus vier Ringsegmenten 11, 12 mit jeweils paarweise entgegengesetzter Magnetpolung aufgebaut, zwischen denen jeweils ein Spule 3 angeordnet ist. Wie bei den oben betrachteten Ausführungsbeispielen können die Achsen der Eigendrehung der Planetenmagneten 2 ortsfest sein, und es rotieren sowohl die Planetenmagneten 2 als auch der zentrale Magnet 1 um ihre Achse; oder es kann der zentrale Magnet 1 ortsfest sein, und die Planetenmagneten bewegen sich auf einer geschlossenen Umlaufbahn um diesen. Bei Betrachtung aus einem an den zentralen Magneten gekoppelten Koordinatensystem sind diese beiden Alternativen mechanisch äquivalent.When designing the 7 is the central magnet 1 from four ring segments 11 . 12 each with pairs of opposite magnetic polarity, between each of which a coil 3 is arranged. As with the exemplary embodiments considered above, the axes of self-rotation of the planetary magnets can 2 be stationary, and both the planet magnets rotate 2 as well as the central magnet 1 around their axis; or it can be the central magnet 1 be stationary, and the planet magnets move in a closed orbit around it. When viewed from a coordinate system coupled to the central magnet, these two alternatives are mechanically equivalent.

An den Zentralmagneten 1 ist ein Zahnrad 5 starr gekoppelt, welches mit mit dem Planetenmagneten 2 gekoppelten Zahnrädern 6 kämmt . Die Zahnzahl des Zahnrades 5 ist zweimal so groß wie die der Planetenräder 6, so daß die Planetenmagneten 2 mit der doppelten Winkelgeschwindigkeit rotieren wie im Falle der 1. Die Spulen 3 werden auch hier jeweils zum Zeitpunkt des Durchgangs eines Planetenmagneten 2 erregt, um auf diesen eine abstoßende Kraft auszuüben und ihn zum nächsten Ringsegment 11 oder 12 weiterzubewegen.On the central magnet 1 is a gear 5 rigidly coupled, which with the planetary magnet 2 coupled gears 6 combs. The number of teeth on the gear 5 is twice the size of that of the planet gears 6 so that the planet magnets 2 rotate at twice the angular velocity as in the case of the 1 , The spools 3 are also here at the time of passage of a planetary magnet 2 excited to exert a repulsive force on it and to the next ring segment 11 or 12 keep moving.

Wie man leicht sieht, kann die Zahl der Ringsegmente auch größer sein als 4; sie kann im Prinzip einen beliebigen geradzahligen Wert annehmen. Dabei müssen die Zahnzahlen der Zahnräder 5, 6 so gewählt sein, daß die Planetenmagneten 2 bei jedem Durchgang vor einer Spule 3 dieser mit einem Pol exakt zugewandt ist.As you can easily see, the number of ring segments can also be greater than 4; in principle, it can take any even number. The number of teeth on the gears 5 . 6 be chosen so that the planetary magnets 2 with each pass in front of a coil 3 it faces exactly with one pole.

Auch bei dieser Ausgestaltung kann die Zahl der Planetenmagnete größer gewählt werden als in der Fig. dargestellt, und es können zusätzliche Planetenmagnete innerhalb der Ringsegmente 11, 12 angeordnet sein.In this embodiment too, the number of planetary magnets can be chosen larger than that shown in the figure, and additional planetary magnets can be located within the ring segments 11 . 12 be arranged.

Um sicherzustellen, daß die Planetenmagnete 2 bei ihrem Durchgang vor den Spulen 3, 4 im wesentlichen keinem Magnetfeld der Ringsegmente 11, 12 ausgesetzt sind, sollte der Durchmesser der Planetenmagnete 2 nicht größer sein als die Breite der Spulen 3, 4 in Umfangsrichtung des zentralen Magneten 1.To make sure the planet magnets 2 as they pass in front of the coils 3 . 4 essentially no magnetic field of the ring segments 11 . 12 the diameter of the planetary magnets 2 not be larger than the width of the coils 3 . 4 in the circumferential direction of the central magnet 1 ,

Anstelle der hier betrachteten zylindrischen Planetenmagnete können auch solche mit elliptischem oder stabförmigem Längsschnitt zum Einsatz kommen. In diesem Fall wird zweckmäßigerweise auch beim zentralen Magneten von der Kreisform abgewichen: der Querschnitt des zentralen Magneten ergibt sich aus der Anforderung, dass der rotierende Planetenmagnet auf seiner kreisförmigen Umlaufbahn stets einen konstanten, sehr geringen Abstand zur Oberfläche des zentralen Magneten haben soll.Instead of the cylindrical planet magnets considered here can even those with an elliptical or rod-shaped longitudinal section are used. In this case, it is also expedient the central magnet deviated from the circular shape: the cross-section of the central magnet results from the requirement that the rotating planet magnet in its circular orbit always one constant, very small distance from the surface of the central magnet should have.

Claims

Electric power machine with - a central magnet ( 1 ) and - at least one related to one on the central magnet ( 1 ) fixed coordinate system on a closed path about a central axis of the central magnet and movable about its own axis rotating planet magnet ( 2 ), - at least one coil arrangement arranged in a central plane between adjacent north and south poles of the central magnet ( 3 . 4 ) to generate a time-varying magnetic field, as well as - a gear ( 5 . 6 ; 9 . 10 . 13 . 14 ) to couple the internal rotation of the planetary magnet ( 2 ) to the orbital movement in such a way that at a point where the orbit crosses the plane of the coil arrangement, a pole of the planetary magnet (2) faces a pole of the time-varying magnetic field.

Electric motor according to claim 1, characterized in that the closed path and the central magnet ( 1 ) are circular.

Electric motor according to claim 2, characterized in that the at least one planet magnet ( 2 ) is circular.

Electric motor according to claim 3, characterized in that an air gap between the central magnet ( 1 ) and the planet magnet ( 2 ) is less than 1 mm on the entire closed path.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of planet magnets ( 2 ) are movable on the closed track.

Electric motor according to claim 5, characterized in that the number of planetary magnets ( 2 ) is selected so that the distance between neighboring planet magnets is equal to their pole spacing.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the central magnet ( 1 ) from a plurality of ring segments ( 11 . 12 ) which has a magnetic north pole on the outer circumference of the ring segment and a south pole on the inner circumference or vice versa, and which are arranged along the closed path with alternating polarity.

Electric motor according to claim 7, characterized in that the coil arrangement ( 3 . 4 ) a coil between every two adjacent ring segments ( 3 ; 4 ) includes.

Electric motor according to claim 7 or 8, characterized in that the closed path outside the outer circumference of the ring segments ( 11 . 12 ) runs.

Electric motor according to claim 7 or 8, characterized in that the closed path within the inner circumference of the ring segments ( 11 . 12 ) runs.

Electric motor according to claim 7 or 8, characterized in that a closed path inside and one outside the ring segments ( 11 . 12 ) runs.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that a current source for exciting the coils ( 3 . 4 ) the coil arrangement with the movement of the planetary magnets ( 2 ) is synchronized to generate a current for generating a repulsive magnetic field when a planetary magnet ( 2 ) the sink ( 3 . 4 ) happens.

Electric motor according to one of the preceding claims, in which the number of poles of the central magnet ( 1 ) is two, four or six.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission is connected to the central magnet ( 1 ) rigidly connected sun gear ( 14 ) and for every planet magnet ( 2 ) a planet gear rigidly connected to its own axis of rotation ( 9 . 10 ) includes.

Electric motor according to claim 14, characterized in that the planet gears ( 10 ) on a common carrier ( 15 ) are rotatably mounted.