[go: up one dir, main page]

DE202008016680U1 - Rotativer Motor - Google Patents

Rotativer Motor Download PDF

Info

Publication number
DE202008016680U1
DE202008016680U1 DE202008016680U DE202008016680U DE202008016680U1 DE 202008016680 U1 DE202008016680 U1 DE 202008016680U1 DE 202008016680 U DE202008016680 U DE 202008016680U DE 202008016680 U DE202008016680 U DE 202008016680U DE 202008016680 U1 DE202008016680 U1 DE 202008016680U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotary motor
stator
motor according
stators
runners
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE202008016680U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aradex AG
Original Assignee
Aradex AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aradex AG filed Critical Aradex AG
Priority to DE202008016680U priority Critical patent/DE202008016680U1/de
Publication of DE202008016680U1 publication Critical patent/DE202008016680U1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/22Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/12Machines characterised by the modularity of some components
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1823Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H02K7/183Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
    • H02K7/1838Generators mounted in a nacelle or similar structure of a horizontal axis wind turbine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

Rotativer Motor (1) mit wenigstens einem einen vorgegebenen Radius aufweisenden Statorring, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor aus einzelnen Linearmotorsegmenten (2) aufgebaut ist, wobei die Linearmotorsegmente (2) Statoren (3) aufweisen, die sich zum Statorring ergänzen, und wobei Läufer (4) als weitere Bestandteile von Linearmotorsegmenten (2) eine am Statorring drehbare Läuferanordnung bilden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen rotativen Motor.
  • Rotative Motoren der in Rede stehenden Art können insbesondere als Torquemotoren ausgebildet sein. Derartige Torquemotoren können bei kleineren bis mittleren Drehzahlen sehr große Drehmomente erzeugen, die mehrere 100.000 Nm betragen. Typischerweise werden derartige Torquemotoren in Werkzeugmaschinen, Pressen, Haspeln, Extrudern, Pumpen, Zentrifugen oder auch als Antriebe von Schiffen oder als Generatoren in Windkraftanlagen eingesetzt. Ein Nachteil bei derartigen Anwendungen sind die großen Abmessungen und das hohe Gewicht von derartigen Torquemotoren. Beispielsweise können als Generatoren in Windkraftanlagen eingesetzte Torquemotoren bis zu 100 Tonnen schwer sein und Durchmesser von mehr als sechs Meter aufweisen. Dies bedeutet hohe logistische und kostentechnische Anforderungen an den Transport und an den Einbau am eigentlichen Bestimmungsort. Auch im Servicefall entstehen meist sehr hohe Kosten, die durch Aus- und Einbau sowie Transport verursacht werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen rotativen Motor der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher bei hoher Funktionalität einen kostengünstigen Aufbau aufweist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Der erfindungsgemäße rotative Motor besteht aus wenigstens einem einen vorgegebenen Radius aufweisenden Statorring. Der Motor ist aus einzelnen Linearmotorsegmenten aufgebaut, wobei die Linearmotorsegmente Statoren aufweisen, die sich zum Statorring ergänzen. Als weitere Bestandteile von Linearmotorsegmenten bilden Läufer eine am Statorring drehbare Läuferanordnung.
  • Bei den zur Bildung des erfindungsgemäßen rotativen Motors eingesetzten Linearmotorsegmenten handelt es sich allgemein um Motorsegmente, die hinsichtlich ihres konstruktiven Aufbaus Elemente, nämlich Statoren und Läufer eines Linearmotors bilden. Dabei unterscheiden sich die erfindungsgemäßen Linearmotorsegmente von Standardelementen eines Linearmotors nur dadurch, dass diese nicht längs einer Geraden verlaufend eine Linearordnung bilden, sondern jeweils eine Krümmung aufweisen, die dem Radius des wenigstens einen Statorrings entsprechen, so dass durch Zusammenfügen der Linearmotorsegmente ein geschlossener Statorring entsteht, auf welchem sich die von den Läufern der Linearmotorsegmente gebildete Läuferanordnung drehen kann. Im Grenzfall sehr großer Radien des Statorrings des erfindungsgemäßen rotativen Motors können, wenn hinreichend viele Linearmotorsegmente mit entsprechend kleinen Abmessungen eingesetzt werden, die Linearmotorsegmente sogar entlang einer Geraden verlaufend ausgebildet sein, so dass in diesem Fall die Linearmotorsegmente exakt Standardelementen eines Linearmotors entsprechen.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen rotativen Motors besteht in dessen modularem Aufbau. Die einzelnen Linearmotorsegmente bilden einzelne Module mit geringem Gewicht und geringer Abmessung, die einfach transportierbar sind. Die einzelnen Linearmotorsegmente können am Einsatzort schnell und einfach zum rotativen Motor zusammengebaut werden. Die Linearmotorsegmente bilden dabei Module, die durch Verbindungselemente einfach miteinander verbunden werden können. Die Fertigmontage des rotativen Motors kann somit mit äußerst geringem Aufwand direkt am Einsatzort durchge führt werden. Weiterhin ist vorteilhaft, dass im Servicefall einzelne Linearmotorsegmente ausgetauscht werden können. So können defekte Teile des rotativen Motors einfach und schnell ersetzt werden.
  • Generell können für den erfindungsgemäßen rotativen Motor große Bauformen realisiert werden, wobei der rotative Motor dennoch einfach und schnell in Form der einzelnen Linearmotorsegmente transportiert werden kann.
  • Besonders vorteilhaft kann der rotative Motor als Torquemotor ausgebildet sein, der beispielsweise als Antrieb in Schiffen oder als Generator in Windkraftanlagen eingesetzt werden kann.
  • In diesem Fall weist jeder Läufer wenigstens eine Reihenanordnung mit Permanentmagneten abwechselnder Polarität auf, und jeder Stator weist eine Anordnung von Spulen auf, in welchen ein sich bewegendes Magnetfeld mit einer den Polabständen der Permanentmagneten entsprechenden Periodenlänge generierbar ist.
  • Alternativ kann der rotative Motor als Reluktanzmotor ausgebildet sein, dessen Läufer aus mangetisierbarem Material bestehen.
  • Weiterhin kann der rotative Motor als Synchronmotor ausgebildet sein, wobei mittels der Statoren Wirbelströme in den Läufern induziert werden, die ein Magnetfeld in den Läufern erzeugen.
  • Schließlich kann der rotative Motor derart ausgebildet sein, dass in den Läufern Spulen zur Generierung eines Magnetfelds vorgesehen sind.
  • Dabei erfolgt die Energiezufuhr zu den Spulen der Läufer berührungslos oder über Schleifringkontakte.
  • Im einfachsten Fall weist der erfindungsgemäße rotative Motor eine Anordnung von Linearmotorsegmenten, deren Statoren einen Statorring bilden, auf. Dabei weist jedes Linearmotorsegment neben einem Stator auch einen Läufer auf, das heißt die Anzahl der Statoren entspricht der Anzahl der Läufer. Das Drehmoment D des so ausgebildeten rotativen Motors berechnet sich dann im Fall identisch ausgebildeter Linearmotorsegmente gemäß der Beziehung D = FLin·nLin·r.
  • Dabei ist FLin die mit einem Linearmotorsegment erzeugte Kraft und nLin die Anzahl der Linearmotorsegmente im rotativen Motor. Mit r ist der effektive Radius des Statorrings bezeichnet.
  • Generell kann die Anzahl der Statoren und Läufer unabhängig voneinander gewählt werden.
  • Dabei kann der rotative Motor eine Anzahl n (n ≥ 2) von Statoren und eine Anzahl m (m ≥ 1) von Läufern aufweisen, wobei die Anzahlen n und m gleich oder verschieden groß sein können.
  • Insbesondere können die Statoren einerseits und die Läufer andererseits gleiche oder unterschiedliche Längen aufweisen.
  • Besonders vorteilhaft sind die Statoren einzeln mit separaten Wechselrichtern oder Umrichtern angesteuert. Ebenso kann ein Wechselrichter oder Umrichter unterschiedliche Statoren zu unterschiedlichen Zeiten ansteuern, wobei hierzu die aktiven Statoren über Schütze oder andere Schalter zu den jeweiligen Zeitpunkten mit dem jeweiligen Wechselrichter oder Umrichter verbunden werden.
  • Bei Ausfall einzelner Wechselrichter oder Umrichter sind diese von den Statoren trennbar und der Motorbetrieb wird über die noch intakten Wechselrichter oder Umrichter aufrecht erhalten.
  • Zur Abtrennung der defekten Wechselrichter oder Umrichter können beispielsweise Schütze vorgesehen sein. Mit dieser Konstruktion wird eine Redundanz des rotativen Motors dahingehend erzielt, dass bei Ausfall einzelner Elemente der rotative Motor nicht stillsteht sondern mit reduzierter Leistung weiterbetrieben werden kann.
  • Sind beim Betrieb des rotativen Motors einer Anzahl von Statoren keine Läufer zugeordnet, werden diese durch eine geeignete Steuerung stromlos geschaltet. Das Weglassen von Läufern in den Linearmotorsegmenten führt zwar zu einer Reduzierung des Drehmoments, jedoch auch zu einer geringeren thermischen Belastung des rotativen Motors.
  • Wie aus dieser Beziehung ersichtlich, kann das Drehmoment dadurch erhöht werden, dass der effektive Radius des rotativen Motors erhöht wird. Bei vielen Applikationen kann jedoch der Radius des rotativen Motors nicht beliebig vergrößert werden.
  • Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit der Erhöhung des Drehmoments besteht darin, den erfindungsgemäßen rotativen Motor mit mehreren Statorringen auszustatten, die konzentrisch bezüglich der Drehachse angeordnet sind und auf welchen jeweils eine Läuferanordnung drehbar angeordnet ist. Auch in diesem Fall ist der rotative Motor modular aus einzelnen Linearmotorsegmenten aufgebaut, wobei die Statoren der Linearmotorsegmente die Statorringe bilden und die Läufer der Linearmotorsegmente die Läuferanordnung bilden. Bei einem derartig ausgebildeten rotativen Motor ist dessen Gesamtdrehmoment gleich der Summe der Drehmomente der einzelnen Statorringe, die sich jeweils entsprechend der oben genannten Beziehung berechnen.
  • Bei dem mehrere Statorringe aufweisenden rotativen Motor sind zwei verschiedene Grundanordnungen möglich. Gemäß einer ersten Variante sind die Statorflächen in radialer Richtung orientiert, das heißt die Normalenvektoren der Statorflächen sind parallel zur Drehachse des rotativen Motors orientiert. In diesem Fall sind die einzelnen Statorringe in axialer Richtung übereinander in Abstand zueinander angeordnet.
  • Gemäß einer zweiten Variante sind die Statorflächen in axialer Richtung orientiert, wobei die einzelnen Statorringe in einer senkrecht zur Drehachse des Motors orientierten Ebene angeordnet sind.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1: Erstes Ausführungsbeispiel eines aus Linearmotorsegmenten aufgebauten rotativen Motors mit einem Statorring.
  • 2: Prinzipdarstellung von Linearmotorsegmenten des rotativen Motors gemäß 1.
  • 3: Querschnittdarstellung eines Linearmotorsegments des rotativen Motors gemäß 1.
  • 4: Längsschnittdarstellung eines Linearmotorsegments des rotativen Motors gemäß 1.
  • 5: Querschnittsdarstellung eines rotativen Motors mit mehreren in einer Ebene angeordneten Statorringen.
  • 6: Querschnittsdarstellung eines rotativen Motors mit mehreren übereinander liegend angeordneten Statorringen.
  • 1 zeigt ein erstes Beispiel eines rotativen Motors 1, der im vorliegenden Fall als Torquemotor ausgebildet ist. Der rotative Motor 1 ist modular aus einer vorgegebenen Anzahl von Linearmotorsegmenten 2 aufgebaut, wobei jedes Linearmotorsegment 2 einen Stator 3 und einen Läufer 4 aufweist. Die Linearmotorsegmente 2 sind im vorliegenden Fall identisch ausgebildet. Bei der Dar stellung gemäß 1 sind die Läufer 4 der beiden vorderen Linearmotorsegmente 2 weggelassen, so dass die zugeordneten Statoren 3 freiliegen und sichtbar sind. Die Statoren 3, die über nicht dargestellte Verbindungselemente verbunden sind, ergänzen sich zu einem Statorring. Von den Läufern 4, die ebenfalls durch Verbindungselemente verbunden sind, führen Verbindungsstreben 5 zu einer ringförmigen Aufnahme 6, durch welche eine nicht dargestellte Welle des rotativen Motors 1 geführt werden kann. Die Läufer 4 bilden eine auf dem Statorring drehbare Läuferanordnung, wobei die Drehung der Läuferanordnung beweglich einer entlang der Welle verlaufenden Drehachse erfolgt.
  • Die Statoren 3 und Läufer 4 weisen jeweils eine dem Motorradius, das heißt Radius der Statorringe entsprechende Krümmung auf. Ansonsten entsprechen die Linearmotorsegmente 2 Elementen eines Linearmotors, dessen Funktionsweise in 2 dargestellt ist.
  • Der Läuferstrang 7 des Linearmotors besteht aus einer Reihenanordnung von Permanentmagneten 8a, 8b, wobei Permanentmagnete 8a, 8b mit unterschiedlichen Polaritäten alternierend angeordnet sind. Dabei bildet ein Permanentmagnet 8a einen Südpol, ein Permanentmagnet 8b einen Nordpol. Der Statorstrang 9 des Linearmotors weist eine dreiphasige Spulenwicklung auf, wobei die die einzelnen Phasen bildenden Spulen in 2 mit u, v, w gekennzeichnet sind. Die Ströme in den Spulen u, v, w generieren ein sich in der mit F bezeichneten Richtung bewegendes Magnetfeld M, dessen Periodenlänge der Periodenlänge der alternierenden Permanentmagnet-Anordnung des Stators 3 entspricht. Das durch die Spulenströme im Statorstrang 9 generierte Magnetfeld übt auf die Permanentmagnete 8a, 8b des Läuferstrangs 7 Kräfte aus, wodurch sich der Läuferstrang 7 relativ zum Statorstrang 9 bewegt.
  • Der Statorring des rotativen Motors 1 entspricht hinsichtlich seiner Funktion dem Statorstrang 9 des Linearmotors. Die Läuferanordnung des rotativen Motors 1 entspricht hinsichtlich seiner Funktion dem Läuferstrang 7 des Linearmotors.
  • Die 3 und 4 zeigen den Aufbau eines Linearmotorsegments 2 des rotativen Motors 1 gemäß 1. Der Stator 3 des Linearmotorsegments 2 weist zwei in axialer Richtung des rotativen Motors 1 orientierte Statorflächen auf. Zur Generierung des wandernden Magnetfelds sind in den den Statorring bildenden Statoren 3 dreiphasige Spulenwicklungen vorgesehen, die in den 3 und 4 nicht gesondert dargestellt sind. Die Spulenanordnungen sind insbesondere als eisenlose Spulen ausgebildet. Besonders vorteilhaft bestehen die Spulen aus Profilkupfer, das heißt Kupfer mit eckigen Querschnitten, damit möglichst geringe Zwischenräume zwischen den Spulen verbleiben, wodurch der Kupferfüllfaktor erhöht wird. Zur Kühlung des Motors können in diese Statoren 3 zusätzlich Wasserkanäle eingearbeitet sein. Jeder Statorfläche liegt eine Reihenanordnung von Permanentmagneten 8a, 8b gegenüber, wobei diese Bestandteil des Läufers 4 sind. Dabei besteht jede Reihenanordnung aus einer alternierenden Folge von Permanentmagneten 8a, 8b unterschiedlicher Polarität. Jede Reihenanordnung von Permanentmagneten 8a, 8b ist einer der Statorflächen in Abstand gegenüberliegend angeordnet.
  • Wie aus den 3 und 4 ersichtlich, sind die Anordnungen der Permanentmagneten 8a, 8b des Läufers 4 in einer Umgreifung 10 gelagert. Die Umgreifung 10 ist als U-profilförmige Halterung ausgebildet, die in ihrer Längsrichtung einer der Krümmung des Stators 3 entsprechende Krümmung aufweist. Die Umgreifung 10 besteht aus einem magnetisierbaren Werkstoff wie Eisen, so dass die Umgreifung 10 nicht nur eine mechanische Befestigung des Permanentmagnets 8a, 8b bildet, sondern auch ein Schließen des magnetischen Flusses bewirkt.
  • Die Umgreifung 10 ist vorzugsweise so dimensioniert, dass ein hinreichend großer Luftspalt zwischen den Permanentmagneten 8a, 8b des Läufers 4 und dem Stator 3 verbleibt, wodurch Fertigungs- und Montagetoleranzen des Linearmotorsegments 2 aufgefangen werden.
  • Das mit dem rotativen Motor 1 gemäß 1 generierte Drehmoment kann generell durch eine Vergrößerung der Statorfläche und der Fläche der Permanentmagnete 8a, 8b erhöht werden.
  • Dabei berechnet sich das Drehmoment D des rotativen Motors 1 gemäß der Beziehung D = FLin·nLin·rwobei FLin die mit einem Linearmotorsegment 2 erzeugte Kraft, nLin die Anzahl der Linearmotorsegmente 2 im rotativen Motor 1 und r der effektive Motorradius ist.
  • Bei der Ausführungsform des rotativen Motors 1 gemäß den 1, 3, 4 weisen die Statoren 3 und Läufer 4 jeweils die gleiche Länge auf. Die jeweils benachbarten Läufer 4 und auch die jeweils benachbarten Statoren 3 schließen typischerweise nicht nahtlos aneinander an sondern sind durch Lücken getrennt. Da die Läufer 4 dieselbe Länge wie die Statoren 3 aufweisen, kommen bei dieser Konfiguration immer alle Lücken gleichzeitig zur Deckung, was sich in unerwünscht starken Drehmomentschwankungen äußert. Um diesen Störeffekt zu minimieren, werden die Statoren 3 und Läufer 4 vorteilhaft so ausgelegt, dass diese unterschiedliche Längen aufweisen. Insbesondere können die Läufer 4 größere Längen als die Statoren 3 aufweisen.
  • Der rotative Motor 1 gemäß 1 kann dahingehend abgewandelt sein, dass die Statorflächen und damit auch die zugeordneten Permanentmagnete 8a, 8b der Läufer 4 nicht in axialer Richtung, sondern in radialer Richtung orientiert sind.
  • Bei einer weiteren Abwandlung des rotativen Motors 1 gemäß 1 kann bei jedem n-ten Linearmotorsegment 2 der Läufer 4 weggelassen sein. In diesem Fall sind beim Betrieb des rotativen Motors 1 nicht alle Statoren 3 mit Läufern 4 überdeckt. Die nicht mit Läufern 4 überdeckten Statoren 3 werden mittels einer Steuerschaltung stromlos geschaltet.
  • Bei einer weiteren Abwandlung des rotativen Motors 1 gemäß 1 können der Motorradius r so groß und die Längsausdehnungen der Linearmotorsegmente 2 relativ hierzu so klein gewählt werden, dass jeweils längs einer Geraden verlaufende Linearmotorsegmente 2, das heißt Linearmotorsegmente 2 ohne Krümmung, eingesetzt werden können.
  • Zur Erhöhung des Drehmoments des rotativen Motors 1 kann dieser mehrere konzentrisch angeordnete Statorringe aufweisen. Ein erstes Beispiel hierfür zeigt 5.
  • Der rotative Motor 1 gemäß 5 weist drei konzentrisch angeordnete Statorringe auf. Die Statorringe liegen in einer senkrecht zur Drehachse des rotativen Motors 1 orientierten, horizontalen Ebene. Die Radien der Statorringe sind in diesem Fall unterschiedlich. Der innen liegende Statorring weist den kleinsten Radius auf, der außen liegende Statorring weist den größten Radius auf. Die in 5 ohne die zugeordneten Läufer 4 dargestellten Statoren 3 der einzelnen Linearmotorsegmente 2 weisen analog zur Ausführungsform gemäß 1 in axialer Richtung orientierte Statorflächen auf, das heißt die Normalenvektoren der Statorflächen sind senkrecht zur Drehachse des rotativen Moros orientiert. Die Linearmotorsegmente 2 eines Statorrings sind jeweils identisch ausgebildet. Die Läufer 4 der Linearmotorsegmente 2, welche in 5 nicht dargestellt sind, entsprechen in ihrem Aufbau der Ausführungsform gemäß den 3 und 4.
  • Das Gesamtdrehmoment D dieses rotativen Motors 1 berechnet sich aus der Summe der Drehmomente Di der drei ringförmigen Linearmotorsegment-Anordnungen wobei für die einzelnen Drehmomente Di gilt: Di = FLin,i·nLin,i·ri
  • Die Radien ri der ringförmigen Anordnungen sind bei diesem Ausführungsbeispiel unterschiedlich. Prinzipiell kann auch die Anzahl nLin,i der Linearmotorsegmente 2 in den ringförmigen Anordnungen unterschiedlich sein. Generell sind auch die in den einzelnen Linearmotorsegmenten 2 der unterschiedlichen Kräfte der Linearmotorsegmente 2, FLin,i, unterschiedlich.
  • 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines rotativen Motors 1 mit mehreren konzentrisch angeordneten Statorringen. Die Statorringe sind wieder von Statoren 3 einzelner Linearmotorsegmente 2 gebildet, wobei im vorliegenden Fall die Statorflächen in radialer Richtung orientiert sind, das heißt die Normalenvektoren der Statorflächen verlaufen parallel zur Drehachse des rotativen Motors. Jedem Stator 3 eines Linearmotorsegments 2 ist dabei ein Läufer 4 zugeordnet, wobei die Läufer 4 in 6 nicht dargestellt sind. Der Aufbau der Läufer 4 entspricht dabei wieder dem Ausführungsbeispiel gemäß den 3 und 4. Wie aus 6 ersichtlich, sind drei Statorringe in Abstand übereinander angeordnet. Die Statorringe sind identisch ausgebildet und weisen insbesondere denselben Radius r auf. Die Anzahl nLin der Linearmotorsegmente 2 pro Statorring ist ebenfalls identisch. Die Läufer 4 der Linearmotorsegmente 2, die einem Statorring zugeordnet sind, bilden jeweils eine bezüglich der Drehachse des rotativen Motors 1 drehbare Läuferanordnung.
  • Das Gesamtdrehmoment D des rotativen Motors 1 berechnet sich wieder aus der Summe der einzelnen Drehmomente Di für die einzelnen Statorringe. Da die Anzahl nLin,i, die Kräfte FLin,i und die Radien ri für alle Statorringe identisch sind, berechnet sich das Gesamtdrehmoment D gemäß folgender Beziehung D = 3·Di = 3·FLin·nLin·r.
  • 1
    Rotativer Motor
    2
    Linearmotorsegment
    3
    Stator
    4
    Läufer
    5
    Verbindungsstrebe
    6
    Aufnahme
    7
    Läuferstrang
    8a
    Permanentmagnet
    8b
    Permanentmagnet
    9
    Statorstrang
    10
    Umgreifung
    u
    Spule
    v
    Spule
    w
    Spule

Claims (23)

  1. Rotativer Motor (1) mit wenigstens einem einen vorgegebenen Radius aufweisenden Statorring, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor aus einzelnen Linearmotorsegmenten (2) aufgebaut ist, wobei die Linearmotorsegmente (2) Statoren (3) aufweisen, die sich zum Statorring ergänzen, und wobei Läufer (4) als weitere Bestandteile von Linearmotorsegmenten (2) eine am Statorring drehbare Läuferanordnung bilden.
  2. Rotativer Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Anzahl n (n ≥ 2) von Statoren (3) und eine Anzahl m (m ≥ 1) von Läufern (4) aufweist, wobei die Anzahlen n und m gleich oder verschieden groß sein können.
  3. Rotativer Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoren (3) einerseits und die Läufer (4) andererseits gleiche oder unterschiedliche Längen aufweisen.
  4. Rotativer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoren (3) und/oder Läufer (4) eine dem Radius des Statorrings entsprechende Krümmung aufweisen.
  5. Rotativer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem hinreichend großen Radius des Statorrings die Statoren (3) und/oder Läufer (4) keine Krümmung aufweisen.
  6. Rotativer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Statoren (3) jeweils durch Verbindungselemente verbindbar sind.
  7. Rotativer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Läufer (4) jeweils durch Verbindungselemente verbindbar sind.
  8. Rotativer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Läufer (4) wenigstens eine Reihenanordnung mit Permanentmagneten (8a, 8b) abwechselnder Polarität aufweist, und dass jeder Stator (3) eine Anordnung von Spulen aufweist, in welchen ein sich bewegendes Magnetfeld mit einer den Polabständen der Permanentmagneten (8a, 8b) entsprechenden Periodenlänge generierbar ist.
  9. Rotativer Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Läufer (4) zwei beidseits eines Stators (3) angeordnete Reihenanordnungen von Permanentmagneten (8a, 8b) aufweist, wobei jede Reihenanordnung in Abstand einer Statorfläche gegenüberliegt.
  10. Rotativer Motor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Reihenanordnungen von Permanentmagneten (8a, 8b) eines Läufers (4) in einer den Stator (3) umgreifenden Umgreifung (10) gelagert sind, wobei die Umgreifung (10) aus einem magnetisierbaren Werkstoff besteht.
  11. Rotativer Motor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgreifung (10) von einer U-profilförmigen Halterung gebildet ist.
  12. Rotativer Motor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnungen der Statoren (3) aus eisenlosen Spulen bestehen.
  13. Rotativer Motor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen der Statoren (3) aus Profilkupfer gewickelt sind.
  14. Rotativer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Torquemotor ist.
  15. Rotativer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Reluktanzmotor ausgebildet ist, dessen Läufer (4) aus mangetisierbarem Material bestehen.
  16. Rotativer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Asynchronmotor ausgebildet ist, wobei mittels der Statoren (3) Wirbelströme in den Läufern (4) induziert werden, die ein Magnetfeld in den Läufern (4) erzeugen.
  17. Rotativer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Läufern (4) Spulen zur Generierung eines Magnetfelds vorgesehen sind.
  18. Rotativer Motor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiezufuhr zu den Spulen der Läufer (4) berührungslos oder über Schleifringkontakte erfolgt.
  19. Rotativer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoren (3) einzeln mit separaten Wechselrichtern oder Umrichtern angesteuert sind.
  20. Rotativer Motor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall einzelner Wechselrichter oder Umrichter diese von den Statoren (3) trennbar sind, und dass der Motorbetrieb über die noch intakten Wechselrichter oder Umrichter aufrecht erhalten wird.
  21. Rotativer Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mehrere konzentrisch bezüglich einer Drehachse angeordnete Statorringe aufweist, welchen jeweils eine Läuferanordnung zugeordnet ist.
  22. Rotativer Motor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorflächen der Statoren (3) in axialer Richtung orientiert sind, und dass die einzelnen Statorringe in einer senkrecht zur Drehachse orientierten Ebene angeordnet sind.
  23. Rotativer Motor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorflächen in radialer Richtung orientiert sind, und dass die einzelnen Statorringe in axialer Richtung übereinander der in Abstand zueinander angeordnet sind.
DE202008016680U 2008-12-18 2008-12-18 Rotativer Motor Expired - Lifetime DE202008016680U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202008016680U DE202008016680U1 (de) 2008-12-18 2008-12-18 Rotativer Motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202008016680U DE202008016680U1 (de) 2008-12-18 2008-12-18 Rotativer Motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202008016680U1 true DE202008016680U1 (de) 2009-02-26

Family

ID=40385050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202008016680U Expired - Lifetime DE202008016680U1 (de) 2008-12-18 2008-12-18 Rotativer Motor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202008016680U1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009002606A1 (de) * 2009-04-23 2010-10-28 Robert Bosch Gmbh Umlaufende Transportvorrichtung mit verbessertem Antriebskonzept
DE102019000724A1 (de) * 2019-01-30 2020-07-30 Edna Evangelista Marques da Silva Konstruktion, Aufbau, Applikationen und Steuerungsverfahren von elektrischen Maschinen, Verwendung von elektrisch erregten Sekundärteilen in Linearmotoren, Levitation, magnetische Lagerung und Aufbau von elektrischen Direktmaschinen

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009002606A1 (de) * 2009-04-23 2010-10-28 Robert Bosch Gmbh Umlaufende Transportvorrichtung mit verbessertem Antriebskonzept
US8733541B2 (en) 2009-04-23 2014-05-27 Robert Bosch Gmbh Revolving transport device having an improved drive concept
DE102019000724A1 (de) * 2019-01-30 2020-07-30 Edna Evangelista Marques da Silva Konstruktion, Aufbau, Applikationen und Steuerungsverfahren von elektrischen Maschinen, Verwendung von elektrisch erregten Sekundärteilen in Linearmotoren, Levitation, magnetische Lagerung und Aufbau von elektrischen Direktmaschinen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10242833B4 (de) Elektrische Antriebsvorrichtung
EP2255431B1 (de) Trägheitsarmer direktantrieb grosser leistungsdichte
DE69604099T2 (de) Elektromagnetische drehende Maschine mit einem elektromagnetischen Lager
EP1153469B1 (de) Elektrische maschine
DE69116160T2 (de) Ein elektrischer leistungsantrieb für fahrzeuge
EP1997214B1 (de) Elektrische maschine insbesondere ein generator
DE102007005131B3 (de) Ringmotor
DE10394335B4 (de) Dreiphasige Synchronmaschine mit Permanentmagnetläufer mit Induktionskäfig
WO2007063073A2 (de) Rotationslinearantriebsanordnung
EP2160816A2 (de) Synchronmotor mit 12 statorzähnen und 10 rotorpolen
DE19614862A1 (de) Transversalflußmaschine mit Permanenterregung
EP2413482A1 (de) Fluggerät
EP2493054B1 (de) Mehrphasige Transversalflussmaschine mit geschrägten Rückschlusssegmenten
EP2605367A1 (de) Transversalflussmaschine mit Halbach-Arrays
EP0243425B1 (de) Stromrichtergespeiste synchronmaschine mit permanentmagnet-erregung
EP3167537B1 (de) Rotor mit hineinragenden stegen
DE102013213847A1 (de) Elektrische Maschine und Anordnung von elektrischen Maschinen
WO2011006809A2 (de) Segmentierter ständer für eine dynamoelektrische maschine
DE69019315T2 (de) Synchronmaschine.
DE102019000724A1 (de) Konstruktion, Aufbau, Applikationen und Steuerungsverfahren von elektrischen Maschinen, Verwendung von elektrisch erregten Sekundärteilen in Linearmotoren, Levitation, magnetische Lagerung und Aufbau von elektrischen Direktmaschinen
AT512853B1 (de) Differentialantrieb für eine Energiegewinnungsanlage
EP3289673B1 (de) Mehrphasige transversalflussmaschine
DE19704769C2 (de) Mehrsträngige Synchronmaschine mit Permanentmagneten und Spulenmodulen
DE202008016680U1 (de) Rotativer Motor
EP3672041A1 (de) Elektrische scheibenläufermaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification

Effective date: 20090402

R163 Identified publications notified
R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years
R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years

Effective date: 20120125

R157 Lapse of ip right after 6 years