DE102019008752A1 - Hybrid reluctance planetary gear - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft neuartige Hybrid-Reluktanz-Planetengetriebe verschiedener Bauweisen, bei denen Magnete und/oder Elektrospulen zusammen mit magnetisierbaren Stoffen wie Eisen, Kobalt, Nickel, Elektroblech usw. eingesetzt werden, um mittels der Reluktanzkraft (Maxwell'scher Zug) oder Magnetkraft für den indirekten berührungslosen magnetischen Kraftschluss, über zwei Luftspalte und den zwischen diesen liegenden „Statorpolen“ hinweg, zwischen den Polen von den Planetenpolrädern und den Polen vom Sonnenpolrad zu sorgen. Eine möglichst große Zahl von Planetenrädern mit möglichst kleinen Durchmessern und, wenn möglich, hoher Polzahl, sind alle spielfrei miteinander und in einer bestimmten Phasenlage zueinander mechanisch gekoppelt und werden angetrieben. Der Abtrieb erfolgt über die Welle des Sonnenrades, deren Polräder einen möglichst großen Durchmesser, im Verhältnis zum Durchmesser der Planetenpolräder, aufweisen. Für die Polräder des Sonnenrades als auch für die Polräder der Planetenräder kommen fast alle bekannten Bauweisen von Polrädern von Reluktanz- bzw. Synchronmaschinen in Frage.Mittels Zusatzvorrichtungen lässt sich das Getriebe, je nach Ausbildung der Erregung, als regelbaren oder als nur schaltbaren Motor betreiben.The invention relates to novel hybrid reluctance planetary gears of various designs, in which magnets and / or electrocoils are used together with magnetizable materials such as iron, cobalt, nickel, electrical sheet, etc. to use the reluctance force (Maxwell's train) or magnetic force for the indirect, non-contact magnetic frictional connection, across two air gaps and the "stator poles" between the poles of the planetary pole wheels and the poles of the sun pole wheel. The largest possible number of planet gears with the smallest possible diameters and, if possible, a high number of poles, are all mechanically coupled to one another without play and in a certain phase position to one another and are driven. The output takes place via the shaft of the sun gear, the pole gears of which have the largest possible diameter in relation to the diameter of the planetary pole gears. For the pole wheels of the sun gear as well as for the pole wheels of the planetary gears, almost all known designs of pole wheels of reluctance or synchronous machines can be used. By means of additional devices, the transmission can be operated as a controllable or just switchable motor, depending on the design of the excitation.

Description

Die Erfindung betrifft neuartige Getriebebauweisen, die dem technischen Gebiet der Magnetgetriebe zugeordnet werden können.The invention relates to novel transmission designs that can be assigned to the technical field of magnetic transmissions.

Stand der TechnikState of the art

Als Stand der Technik kann nicht auf ein Reluktanzgetriebe verwiesen werden. Für ein Magnetgetriebe wird auf das Dokument EP2874293A1 verwiesen. Die hier veröffentlichte Technik macht Gebrauch von Permanentmagneten auf allen Rädern des Getriebes, die sich im Luftspalt unmittelbar gegenüber liegen, um so für einen möglichst großen Kraftschluss zu sorgen. Für den magnetischen Rückschluss sorgt hier die Halterung der Magnete beim Hohlrad. Von keiner Erfindung ist dem Verfasser bekannt, dass bei einem Magnetgetriebe Magneteisen (Blechpakete) bzw. Reluktanzkräfte zur Anwendung kommen. Es sind bei der im o.a. Dokument vorgestellten Bauweise und allen vergleichbaren Getrieben, konstruktionsbedingt, immer nur ganz wenige Magnete eines Rades gleichzeitig im Eingriff.A reluctance gear cannot be referred to as the state of the art. For a magnetic gear, refer to the document EP2874293A1 referenced. The technology published here makes use of permanent magnets on all gears of the transmission, which are directly opposite each other in the air gap, in order to ensure the greatest possible frictional connection. The magnet holder on the ring gear ensures the magnetic return. The author is not aware of any invention that magnetic iron (laminated cores) or reluctance forces are used in a magnetic gear. With the design presented in the above document and all comparable gears, due to the design, only very few magnets of a wheel are engaged at the same time.

Daher ist der Ausnutzungsfaktor für die Magnete nach diesem Stand der Technik relativ niedrig.Therefore, the utilization factor for the magnets according to this prior art is relatively low.

Aufgabetask

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hybrid-Reluktanz-Planetengetriebe so zu gestalten, dass die Funktionalität eines Elektromotors (Reluktanzmotor bzw. Synchronmotor) nachempfunden wird, wobei die Elektrospulen (konzentrierte Ständerwicklungen) durch rotierende Magnetfelder der Planetenräder ersetzt werden, mit dem Ziel, einen mechanischen bzw. elektromechanischen Leistungsverstärker zu ermöglichen. Außerdem sollte der Einsatz an Magneten auf ein Minimum reduziert oder ganz darauf verzichtet werden können. Für eine hohe Kraftübertragung sollte eine möglichst große Luftspaltfläche realisierbar sein.The object of the invention is to design a hybrid reluctance planetary gearbox in such a way that the functionality of an electric motor (reluctance motor or synchronous motor) is simulated, the electric coils (concentrated stator windings) being replaced by rotating magnetic fields of the planetary gears, with the aim of creating a to enable mechanical or electromechanical power amplifier. In addition, the use of magnets should be reduced to a minimum or it should be possible to dispense with them entirely. For a high power transmission, the largest possible air gap area should be realizable.

Lösungsolution

Die Aufgabe kann durch verschiedene Konzepte gelöst werden: bipolare Lösungen und unipolare Lösungen. Im folgenden werden zunächst unipolare Lösungen beschrieben.The task can be solved by different concepts: bipolar solutions and unipolar solutions. In the following, unipolar solutions are first described.

Unipolare LösungenUnipolar solutions

• 1a) Siehe hierzu die (1, 1a, 1b, 2, 2a, 2b und 2c). Das „Sonnenrad“ weist zwei aus Elektroblech o.ä. gefertigte Polräder (2a) und (2b) auf, die jeweils wie die Läuferräder einer Reluktanzmaschine mit ausgeprägten Polen ausgebildet sind. Die beiden Polräder des „Sonnenrades“ sind mit einem definierten axialen Abstand voneinander auf einer Welle (1), der Hauptantriebswelle, angeordnet und weisen bezüglich ihrer Pole zueinander keinen radialen Winkelversatz auf. Auf dem Sonnenrad können Magnete (27) zwischen den Polrädern vorhanden sein (2a) oder optional auf den Polen selber (2b), die das eine Rad (2a) zum Nordpolrad machen und das andere (2b) zum Südpolrad. Dieses kann optional auch mittels einer konzentrisch und berührungslos zwischen den Polrädern angeordneten Elektrospule (10a) erreicht werden (2), wobei dann ein magnetischer Rückschlussring (7) zwischen den beiden Polrädern vorhanden sein muss. Die Pollücken am Umfang des Sonnenrades sind annähernd gleichgroß wie die Pole selber. (Pollücke ~ Polweite). 1b) Um das Sonnenrad herum sind vorzugsweise mindestens zwei, besser drei und mehr Planetenradwellen (12) gleichmäßig verteilt angeordnet (1), um von der magnetischen Flussführung her ein Drehfeld zu ermöglichen, wie man es von Drehstrommaschinen her kennt, welche ebenfalls, wie das Sonnenrad, mit jeweils zwei Polrädern (11a) und (11b) (2c) aus Blechpaketen mit ausgeprägten Polen versehen sind und auch den gleichen axialen Abstand voneinander haben, wie es dem axialen Abstand zwischen den beiden Polrädern des Sonnenrades entspricht. Diese Planetenräder sind jeweils von eigenen nutenbehafteten zylindrischen Statorblechpaketen (4a/b) (2) umgeben, zu denen die Polräder (11a/b) einen kleinen Luftspalt (6) aufweisen. Die Anzahl der Nuten bzw. Polen dieser Statorblechpakete entspricht der Anzahl der Pole der Planetenräder. Nutbreite ~ Polbreite gilt für die Planetenräder als auch für deren Statorblechpakete. Diese Statorpakete (4) der Planetenräder weisen nun zu der Sonnenradseite hin einen ausgeprägten Statorpol (25) für das Sonnenrad auf, der in etwa dieselbe Polweite hat wie die Pole der Sonnenräder und wo sich der Luftspalt (5) befindet. Die Planetenräder können optional oder zusätzlich zu dem Sonnenrad, in gleicher Weise wie dieses durch Magnete oder jeweils mittels einer Spule (10b) (2c) unipolar magnetisiert werden. Die Nordpol- Planetenräder sind so ausgerichtet, dass sie mit dem Südpolrad des Sonnenrades über einen Statorpol (25) im Eingriff stehen. Damit ist gewährleistet, dass der magnetische Fluss zirkulieren kann und beispielsweise von einem Nordpol-Planetenrad (11b) über Luftspalt (6), weiter über Statorpol (25) von Blechpaket (4b) zum Luftspalt (5) und weiter zum Südpol- Sonnenrad (2b) gelangen kann. Von dort fließt er weiter über Magnete (27) (S/N) bzw. magnetischen Rückschluss (7) (2c) zum Nordpol- Sonnenrad (2a) und weiter über zweiten Luftspalt (5), zweiten Statorpol (25) und zweiten Luftspalt (6) zum Südpol- Planetenrad (11a), Planetenmagnete bzw. magnetische Rückschlusseisen (8) und wieder zurück zum Ausgang, dem Nordpol-Planetenrad (11b). Der gleiche magnetische Fluss zirkuliert also jeweils über vier Luftspalte, zwei Ständerpole (25), zwei Sonnen -Polräder und zwei Planeten- Polräder von einer Planetenwelle. Alle Planetenräder sind miteinander über beispielsweise Zahnriemen (9) o.ä. in einer definierten Winkellage zueinander fest verbunden, um einen „Drehfluss“ zu erreichen, der erst dann den gewünschten Betrieb der Maschine ermöglicht. Der gesamte magnetische Fluss muss bei dieser Bauweise immer über das zwischen den Polrädern (2a/b) liegende Rückschlusseisen (7) oder die an gleicher Stelle angeordneten Magnete (27) fließen. Die Planetenwellen (12) können jetzt alle synchron von einer Antriebsmaschine jedweder Art angetrieben werden. Die Zahl der Pole je Planetenrad kann gerade oder ungerade sein. Gleiches gilt für die Zahl der Pole vom Sonnenrad.1a) See the ( 1 , 1a , 1b , 2 , 2a , 2 B and 2c ). The "sun wheel" has two pole wheels made of electrical steel or similar ( 2a ) and ( 2 B ), which are each designed like the rotor wheels of a reluctance machine with pronounced poles. The two pole wheels of the "sun wheel" are on a shaft with a defined axial distance from each other ( 1 ), the main drive shaft, and have no radial angular offset with respect to their poles with respect to one another. Magnets ( 27 ) be present between the pole wheels ( 2a) or optionally on the poles themselves ( 2 B) that one wheel ( 2a ) make the north pole wheel and the other ( 2 B ) to the south pole wheel. This can optionally also be carried out by means of an electrocoil arranged concentrically and without contact between the pole wheels ( 10a ) can be achieved ( 2 ), with a magnetic return ring ( 7th ) must be present between the two pole wheels. The pole gaps on the circumference of the sun gear are approximately the same size as the poles themselves. (Pole gap ~ pole width). 1b) Around the sun gear are preferably at least two, better three or more planet gear shafts ( 12th ) evenly distributed ( 1 ), in order to enable a rotating field from the magnetic flux guidance, as we know it from three-phase machines, which, like the sun gear, also have two pole wheels ( 11a ) and ( 11b ) ( 2c ) are made of laminated cores with pronounced poles and also have the same axial distance from each other, as corresponds to the axial distance between the two pole wheels of the sun gear. These planetary gears are each supported by their own grooved cylindrical stator cores (4a / b) ( 2 ), to which the pole wheels ( 11a / b ) a small air gap ( 6th ) exhibit. The number of slots or poles of these laminated stator cores corresponds to the number of poles of the planetary gears. Groove width ~ pole width applies to the planetary gears as well as to their laminated stator cores. These stator packs ( 4th ) of the planet gears now have a pronounced stator pole towards the sun gear side ( 25th ) for the sun gear, which has roughly the same pole width as the poles of the sun gears and where the air gap ( 5 ) is located. The planet gears can optionally or in addition to the sun gear, in the same way as this by magnets or each by means of a coil ( 10b ) ( 2c ) are magnetized in a unipolar manner. The north pole planetary gears are aligned in such a way that they connect with the south pole wheel of the sun gear via a stator pole ( 25th ) are engaged. This ensures that the magnetic flux can circulate and, for example, from a north pole planetary gear ( 11b ) via air gap ( 6th ), further via stator pole ( 25th ) from laminated core ( 4b ) to the air gap ( 5 ) and on to the south pole sun gear ( 2 B ) can reach. From there it flows on via magnets ( 27 ) (S / N) or magnetic return ( 7th ) ( 2c ) to the north pole sun gear ( 2a ) and further over the second air gap ( 5 ), second stator pole ( 25th ) and second air gap ( 6th ) to the South Pole Planet gear ( 11a ), Planet magnets or magnetic return iron ( 8th ) and back to the exit, the north pole planetary gear ( 11b ). The same magnetic flux thus circulates over four air gaps, two stator poles ( 25th ), two sun pole wheels and two planet pole wheels from one planet shaft. All planetary gears are connected to each other via, for example, toothed belts ( 9 ) or the like firmly connected to each other in a defined angular position in order to achieve a "rotary flux" which only then enables the desired operation of the machine. With this type of construction, the entire magnetic flux must always pass through the area between the pole wheels ( 2a / b ) lying back iron ( 7th ) or the magnets arranged in the same place ( 27 ) flow. The planetary waves ( 12th ) can now all be driven synchronously by a prime mover of any kind. The number of poles per planetary gear can be even or odd. The same applies to the number of poles on the sun gear.
• 2) Zur Funktionsweise (Siehe 1):
  • Der gesamte Fluss von einem Sonnenradpol kann, wenn der Überlappungsfaktor zum Statorpol (SP) gleich 1 ist, über den Luftspalt (5) und über das Statorpaket (4) zu allen vier Polen des zugehörigen Statorpaketes gelangen. Der gesamte Fluss wird durch das Statorpaket (4) gleichmäßig auf alle seine vier Pole verteilt, um dann über die vier Luftspalte (6) auf die vier Pole der Planetenräder (11) überzugehen. Dadurch, dass immer alle Pole der Planetenräder bei der Flussführung beteiligt sind, können diese Planetenräder bezüglich des Durchmessers viel kleiner gehalten werden als die Sonnenpolräder. Es muss sichergestellt sein, dass das Rückschlusseisen (8) von den Planetenrädern vom Querschnitt her ebenfalls den ganzen Fluss eines Sonnenradpoles führen kann. Da man es hier, wegen der Pollücken, mit einem pulsierenden Fluss zu tun hat, muss der Werkstoff für die Rückschlusseisen sorgfältig ausgewählt werden. (Z.B. Ringbandkerne aus nicht orientiertem Elektroblech.) Während ein Planetenrad gerade den max. Fluss führt, sind die anderen Planetenräder von der Winkellage her gegenüber dem ersten so verdreht mit Zahnriemen (9) angeordnet (120° bzw. 240°), dass beide jeweils nur den halben Fluss führen können. Die drei Planetenräder bewirken also einen Drehfluss, während sie angetrieben werden. Da sowohl das Sonnenrad als auch die Planetenräder jeweils vier Pole aufweisen, dreht sich das Sonnenrad genauso schnell wie die drei Planetenräder. Jedes Planetenrad ersetzt also, vom Prinzip her, die Spule einer Drehstromwicklung.
  2) For the functionality (see 1 ):
  • The total flux from a sun gear pole can, if the overlap factor to the stator pole (SP) is equal to 1, via the air gap ( 5 ) and via the stator package ( 4th ) get to all four poles of the associated stator core. The entire flux is passed through the stator package ( 4th ) evenly distributed over all of its four poles, in order to then pass over the four air gaps ( 6th ) to pass over to the four poles of the planetary gears (11). Because all poles of the planet gears are always involved in the flux guidance, these planet gears can be kept much smaller in terms of diameter than the sun pole gears. It must be ensured that the return iron ( 8th ) from the planet gears in terms of cross section can also carry the entire flow of a sun gear pole. Since you are dealing with a pulsating river due to the pole gaps, the material for the back iron must be carefully selected. (E.g. toroidal tape cores made of non-oriented electrical steel.) While one planet gear is currently carrying the maximum flux, the other planet gears are angularly rotated compared to the first with toothed belts ( 9 ) arranged (120 ° or 240 °) so that both can only carry half the river. The three planet gears thus produce a rotary flux while they are being driven. Since both the sun gear and the planet gears each have four poles, the sun gear rotates just as quickly as the three planet gears. In principle, each planet wheel replaces the coil of a three-phase winding.
• 3) Berechnungsbeispiel:
  • Von der Dimensionierung her wird folgendes angenommen:
    • - Der Sonnenraddurchmesser Ds = 3 x Dp Planetenraddurchmesser.
    • - Die Anzahl der Sonnenradpole = Anzahl der Planetenradpole, d.h. : ns = np Sonnenraddrehzahl = Planetenraddrehzahl
    • - Die Polflächen aller 4 Pole eines Planetenrades zusammen sind vorzugsweise genau so groß wie die Polfläche eines Sonnenradpoles bzw. wie die des Statorpoles SP, d. h. die aktive Luftspaltfläche A von einem Sonnenradpol As = Σ Ap (Luftspaltfläche von allen Planetenradpolen eines Planetenrades zusammen).
    • - Der magnetische Fluss Φ = B × A durch die besagten Flächen ist derselbe und damit ebenso gleich. D.h. Φs = Φp.
    • - Anzahl der Planetenradanordnungen: 3
  • Da der gleiche Flussbetrag sowohl am Sonnenradpol als auch an allen Planetenradpolen zusammen wirksam ist, kann am Umfang sowohl beim Sonnenradpol als auch bei den Planetenradpolen zusammen auch jeweils nur die genau gleiche Schubkraft F (Maxwellkraft) wirken, z.B: 30 kN/qm.
  • Auf das jeweilige Drehmoment bezogen ergibt sich für das Sonnenrad Ms = F x Rs (Rs = Radius von Sonnenrad) und für das Planetenrad Mp = F x Rp (Rp = Radius von Planetenrad) . Da Rs = 3 x Rp ist, ist das Drehmoment vom Sonnenrad also dreimal so hoch wie das, welches am Planetenrad angelegt wird. Ms = 3 x Mp (so verhält es sich wie bei jedem Getriebe).
  • Da beide Räder die gleiche Anzahl Pole aufweisen, ergibt sich ein
  • Übersetzungsverhältnis von 1:1 bezüglich der Drehzahl. Die Eingangsdrehzahl np vom Planetenrad entspricht damit genau der Ausgangsdrehzahl ns vom Sonnenrad. ns = np.
  • Damit ergibt sich für die Leistung des Sonnenrades: Ps = 3 x Mp x ns x k und für die Leistung des Planetenrades Pp = Mp x np x k bzw. : Ps = 3 x Pp.
  • Die Gesamtzahl der „Arbeitstakte“ (Zugkrafttakte), die von allen Planetenrädern zusammen geleistet werden, sind immer gleich viel und gleich hoch wie die „Arbeitstakte“, die die Sonnenräder über ihre Pole erfahren. Beim Sonnenrad wirkt der Arbeitstakt bzw. der Zugkrafttakt über den Radius Rs, und beim Planetenrad wirkt dieselbe Kraft über den Radius Rp. Damit ist für dieses Beispiel nur das Durchmesserverhältnis Ds/Dp für die Leistungsverstärkung maßgebend.
  • Werden die Polräder der Planeten mit einer höheren Anzahl an Polen ausgestattet, wie beispielsweise in 1a und 1b dargestellt, so ergibt sich für die 1a mit sechs Polen ein Übersetzungsverhältnis von 6/4 = 1,5 für die Drehzahlen, d.h. ns = 1,5 x np. Nach 1b mit 8 Polen beträgt das Übersetzungsverhältnis 8/4 = 2, d.h. ns = 2 x np.
  • Da die Fläche aller Pole der Planetenräder zusammen gleichgehalten wurde, wie auch der wirksame Durchmesser, hat sich am Drehmoment nichts geändert. Die Ausgangsleistung vom Sonnenrad kann also mittels dieser Maßnahme weiter gegenüber der Eingangsleistung bei den Planetenrädern gesteigert werden.
  • Es ergeben sich dann folgende Werte für die Ausgangsleistungen: $$\text{Ps}=3\times \mathrm{1,5}\times \text{Pp}=\mathrm{4,5}\times \text{Pp}\text{, bze}\text{. Ps}=3\times 2\times \text{Pp}=6\times \text{Pp}$$
    
  • Der Verstärkungsfaktor für diese Getriebeart kann also allgemein wie folgt formuliert werden: Vf = Ds x ns / Dp x np.
  3) Calculation example:
  • In terms of dimensioning, the following is assumed:
    • - The sun gear diameter Ds = 3 x Dp planet gear diameter.
    • - The number of sun gear poles = number of planet gear poles, ie: ns = np sun gear speed = planet gear speed
    • - The pole faces of all 4 poles of a planet gear together are preferably exactly as large as the pole face of a sun gear pole or as that of the stator pole SP, ie the active air gap area A of a sun gear pole As = Σ Ap (air gap area of all planet gear poles of a planet gear together).
    • - The magnetic flux Φ = B × A through the said surfaces is the same and therefore also the same. Ie Φs = Φp.
    • - Number of planetary gear arrangements: 3
  • Since the same amount of flux is effective both on the sun gear pole and on all planet gear poles together, only exactly the same thrust F (Maxwell force) can act on the circumference of both the sun gear pole and the planet gear poles, e.g. 30 kN / qm.
  • In relation to the respective torque, the result is Ms = F x Rs (Rs = radius of the sun gear) for the sun gear and Mp = F x Rp (Rp = radius of the planet gear) for the planet gear. Since Rs = 3 x Rp, the torque from the sun gear is three times as high as that which is applied to the planet gear. Ms = 3 x Mp (it behaves like every gear).
  • Since both wheels have the same number of poles, the result is a
  • Transmission ratio of 1: 1 in relation to the speed. The input speed np from the planetary gear corresponds exactly to the output speed ns from the sun gear. ns = np.
  • This results in the power of the sun gear: Ps = 3 x Mp x ns xk and for the power of the planet gear Pp = Mp x np xk or: Ps = 3 x Pp.
  • The total number of "work cycles" (pulling force cycles) that are performed by all planetary gears together are always the same and the same as the "work cycles" that the sun gears experience via their poles. In the case of the sun gear, the work cycle or the tractive force cycle acts via the radius Rs, and in the case of the planetary gear, the same force acts via the radius Rp. In this example, only the diameter ratio Ds / Dp is decisive for the power gain.
  • If the pole wheels of the planets are equipped with a higher number of poles, for example in 1a and 1b shown, it results for the 1a with six poles a transmission ratio of 6/4 = 1.5 for the speeds, ie ns = 1.5 x np. To 1b with 8 poles the transmission ratio is 8/4 = 2, ie ns = 2 x np.
  • Since the area of all poles of the planetary gears was kept the same, as was the effective diameter, nothing has changed in terms of torque. The output power from the sun gear can therefore be increased further compared to the input power in the planetary gears by means of this measure.
  • The following values then result for the output power: $$\text{Ps}=3\times 1.5\times \text{Pp}=4.5\times \text{Pp}\text{, bze}\text{. Ps}=3\times 2\times \text{Pp}=\mathrm{6th}\times \text{Pp}$$
    
  • The gain factor for this type of transmission can therefore be formulated generally as follows: Vf = Ds x ns / Dp x np.
• 4) Anwendungsbeispiele:
  • In 5 ist ein Anwendungsbeispiel dargestellt, bei dem die drei Planetenräder über den Zahnriemen (9) von einer Zahnriemenscheibe (14) gleichen Durchmessers und in gleicher Drehrichtung wie die Abtriebswelle 1 drehend angetrieben werden.
  4) Application examples:
  • In 5 an application example is shown in which the three planet gears via the toothed belt ( 9 ) from a toothed belt pulley ( 14th ) of the same diameter and in the same direction of rotation as the output shaft 1 are driven in rotation.

Die Zahnriemenscheibe (14) muss, bei ausgeschalteter Erregung der Spule (10a), um einen Drehwinkel, entsprechend dem gewünschten Lastwinkel und der gewünschten Drehrichtung, versetzt mit der Sonnenradwelle (1) auf dieser fixiert werden. Wenn jetzt der Erregerstrom von null an gesteigert wird, wird in gleichem Maß das Drehmoment der „Maschine“ angehoben. Das so konfigurierte Getriebe würde von sich aus wie ein Motor anlaufen. Da das Getriebe wie ein Leistungsverstärker wirkt, wird ein Teil der erzeugten Leistung über den Zahnriemen (9) zurückgekoppelt, um die Maschine selbsttätig anzutreiben. Es findet eine positive Rückkopplung statt. Bei einer vorgesehenen Erregung mittels Dauermagneten gestaltet sich die Anwendung als Motor komplizierter. Es muss zusätzlich eine Haltebremse an der Welle (1) angebracht sein, die verhindert, dass die Maschine eigenständig losläuft. Das Verdrehen der Zahnriemenscheibe (14) gegenüber der Welle (1) kann nur mit einem zusätzlichen Kraftaufwand entsprechend der Maschinengröße bzw. dem vorhandenen Drehmoment erfolgen. Beim Lüften der Bremse würde die Maschine sofort mit dem eingestellten Drehmoment und in der gewünschten Drehrichtung losfahren. Eine einfache Regelung des Drehmomentes ist nicht möglich. Prinzipiell kann die positive Rückkopplung auch über eine separate Welle außerhalb des Getriebes erfolgen, die mit der An- und Abtriebswelle vom Getriebe gekoppelt ist.The toothed belt pulley ( 14th ) must, with the excitation of the coil switched off ( 10a ), offset by an angle of rotation corresponding to the desired load angle and the desired direction of rotation with the sun gear shaft ( 1 ) to be fixed on this. If the excitation current is now increased from zero, the torque of the "machine" is increased to the same extent. The gear configured in this way would start up like a motor by itself. Since the gearbox acts like a power amplifier, part of the power generated is transmitted via the toothed belt ( 9 ) is fed back to drive the machine automatically. There is positive feedback. With a planned excitation by means of permanent magnets, the application as a motor turns out to be more complicated. There must also be a holding brake on the shaft ( 1 ) that prevents the machine from starting on its own. The twisting of the toothed belt pulley ( 14th ) opposite the shaft ( 1 ) can only be done with additional effort depending on the machine size or the existing torque. When the brake is released, the machine would immediately start moving with the set torque and in the desired direction of rotation. A simple regulation of the torque is not possible. In principle, the positive feedback can also take place via a separate shaft outside the gearbox, which is coupled to the input and output shafts of the gearbox.

Eine nicht ganz so effiziente Art der Rückkopplung kann auch wie folgt durchgeführt werden: Das Getriebe wird von einem Elektromotor angetrieben. Das Getriebe treibt mit seiner Welle (1) einen Generator an. Von der elektrischen Leistung, die der Generator erzeugt, wird ein Teil wieder für den Antriebsmotor abgezweigt. Da der Motor in der Drehzahl geregelt werden kann, kann demnach der Generator indirekt über diesen Motor geregelt werden. Bei dieser Lösung muss der Generator auch die Motorverluste mit aufbringen.A not quite as efficient type of feedback can also be carried out as follows: The gearbox is driven by an electric motor. The gear drives with its shaft ( 1 ) a generator. Some of the electrical power generated by the generator is diverted back to the drive motor. Since the speed of the motor can be regulated, the generator can therefore be regulated indirectly via this motor. With this solution, the generator also has to cover the engine losses.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit besteht darin, dass jede der Planetenradwellen (12) mittels eigenem 2-poligen Synchronmotor angetrieben wird, wobei der Synchronlauf der Maschinen eben wegen der 2-poligkeit gegeben ist bzw. noch über eine gemeinsame Gleichlaufregelung gewährleistet werden muss.Another possible application is that each of the planetary gear shafts ( 12th ) is driven by its own 2-pole synchronous motor, whereby the synchronous operation of the machines is given precisely because of the 2-pole nature or has to be guaranteed via a common synchronization control.

Prinzipiell kann die Kopplung zwischen den Planetenradwellen (12) auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen: über Zahnradgetriebe, Kettenräder, Magnetgetriebe bekannter Bauweisen usw.In principle, the coupling between the planetary gear shafts ( 12th ) take place in a wide variety of ways: via gear drives, chain wheels, magnetic drives of known designs, etc.

Bipolare LösungenBipolar solutions

Die Bipolaren Lösungen können vom Aufbau her in drei Varianten aufgeteilt werden. Die Variante 1 ist vom Prinzip her ganz ähnlich wie die bereits beschriebene Unipolare Lösung. Siehe hierzu 3, 3a, 3b und 4.

1. 1) Das Sonnenrad weist zwei Polräder auf, wie für Unipolare Lösungen beschrieben. Zwischen den Polrädern kann, je nach Bedarf, ein Rückschlusseisen (7) vorhanden sein.
2. 2) Um das Sonnenrad herum sind Planetenräder in ganz ähnlicher Weise wie bei der Unipolaren Lösung mit ihren Blechpaketen (4) mit den Statorpolen (25) angeordnet. Die Planetenpolräder weisen nun Magnete auf, die radial in die Blechpakete eingelassen sind, so dass sich eine Flussverstärkung ergibt und die Streuung minimiert ist. 3 zeigt die Anordnung für einen 4-poligen Planetenläufer (3) mit zwei Nordpolen und zwei Südpolen, wobei diese sich abwechseln.

The structure of the bipolar solutions can be divided into three variants. The variant 1 is very similar in principle to the unipolar solution already described. See also 3 , 3a , 3b and 4th .

1. 1) The sun gear has two pole gears, as described for unipolar solutions. Depending on requirements, a return iron ( 7th ) to be available.
2. 2) Planet gears are around the sun gear in a very similar way to the unipolar solution with its laminated cores ( 4th ) with the stator poles ( 25th ) arranged. The planetary pole gears now have magnets that are radially let into the laminated core, so that the flux is increased and the scatter is minimized. 3 shows the arrangement for a 4-pole planetary rotor ( 3 ) with two north poles and two south poles, whereby these alternate.

Die drei Planetenräder können nun von dem Flussvektor her so zueinander fest angeordnet sein, dass der Fluss sich praktisch nur über die Polräder des Sonnenrades und die Rückschlusseisen (8) zwischen den Polrädern der Planeten schließt oder aber auch im wesentlichen über das Rückschlusseisen (7) des Sonnenrades wie bei der unipolaren Variante. Wegen der bipolaren Ausführung der Planetenräder ist der Fluss ein Wechselfluss, der höhere Verluste im Magneteisen zur Folge hat. Die zylindrischen Statorblechpakete (4c, 4d) der Planetenräder weisen nur halb so viele Innenpole auf wie es Pole beim Planetenpolrad (3) gibt. Der Gesamtfluss wird hier immer von zwei Polen gleichzeitig in „Parallelschaltung“ geführt.The three planet gears can now be so firmly arranged in relation to the flux vector that the flux is practically only via the pole gears of the sun gear and the back iron ( 8th ) closes between the pole wheels of the planets or also essentially via the return iron ( 7th ) of the sun gear as with the unipolar variant. Because of the bipolar design of the planetary gears the flux is an alternating flux, which results in higher losses in the magnet iron. The cylindrical laminated stator cores (4c, 4d) of the planetary gears only have half as many inner poles as there are poles on the planetary pole wheel ( 3 ) gives. The total flow is always led by two poles simultaneously in "parallel connection".

(3a) zeigt eine 6-polige und (3b) zeigt eine 8-polige Ausführung der Planetenräder. Das Sonnenpolrad arbeitet bei dieser Ausführung als Reluktanzläufer. Wie unschwer zu erkennen ist, kann das Sonnenpolrad bei dieser Lösung auch durch einen 4-poligen Schenkelpolläufer oder 4-poligen Vollpolläufer einer Synchronmaschine ersetzt werden. Die Polarität der Pole bei Anwendung solcher Läufer ist in () angegeben.( 3a) shows a 6-pin and ( 3b) shows an 8-pole version of the planetary gears. In this version, the sun pole wheel works as a reluctance rotor. As is easy to see, in this solution the sun pole wheel can also be replaced by a 4-pole salient pole rotor or 4-pole full pole rotor of a synchronous machine. The polarity of the poles when using such rotors is given in ().

Die Funktionsweise ist praktisch die gleiche wie für die unipolare Lösung beschrieben, mit dem Unterschied der Wechselmagnetfelder an Stelle der pulsierenden Magnetfelder. Für den Verstärkungsfaktor als auch bezüglich der Anwendungsbeispiele gilt ebenso Gleiches.The mode of operation is practically the same as described for the unipolar solution, with the difference between the alternating magnetic fields instead of the pulsating magnetic fields. The same applies to the gain factor as well as to the application examples.

Die Variante 2 ist auf (6, 7, 8 , 9, 10 und 15) dargestellt.Variant 2 is on ( 6th , 7th , 8th , 9 , 10 and 15th ) shown.

Diese Variante ist bipolar mit nur zwei Polen auf jedem Planetenrad ausgestattet und kommt vom Aufbau her einer Drehstrommaschine am ähnlichsten. Eine höhere Polzahl bezüglich der Planetenräder ist bei dieser Variante nicht möglich. Alle Polräder der Planetenräder haben die gleiche Phasenlage zueinander. Bei dieser Lösung gibt es nicht Statorpakete für jedes Planetenradsystem einzeln. Alle Planetenräder sind über einen gemeinsamen zylindrischen Statorring (15) bzw.(19) umgeben, wie bei einer Reluktanz- oder Synchronmaschine, der Aussparungen auf der Innenseite bzw. Bohrungen für die einzelnen Planetenräder aufweist, um damit den magnetischen Rückschluss zwischen allen Planetenrädern zu ermöglichen. Der magnetische Fluss muss bei dieser Variante immer über sechs Luftspalte fließen. Da der magnetische Fluss von den Planetenpolrädern nicht über axial angeordnete Rückschlusseisen geführt werden kann, muss dieser Fluss den Luftspalt (6) zweimal überwinden. Der Verstärkungsfaktor für diese Getriebeart kann also allgemein wie folgt formuliert werden: Vf = Rs x ns / Dp x np. (Beim Sonnenrad wird der Radius und beim Planetenrad (2 x R = D) der Durchmesser genommen). Für einen hohen Verstärkungsfaktor sollte das Sonnenpolrad also auch 2-polig ausgeführt werden und einen großen Durchmesser haben.This variant is bipolar with only two poles on each planetary gear and its structure is most similar to a three-phase machine. A higher number of poles with regard to the planetary gears is not possible with this variant. All pole gears of the planet gears have the same phase relation to one another. With this solution, there are no stator packs for each planetary gear system individually. All planetary gears are connected via a common cylindrical stator ring ( 15th ) or (19), as in a reluctance or synchronous machine, which has recesses on the inside or bores for the individual planet gears, in order to enable the magnetic return between all planet gears. With this variant, the magnetic flux must always flow through six air gaps. Since the magnetic flux from the planetary pole gears cannot be guided over axially arranged return iron, this flux has to pass the air gap ( 6th ) overcome twice. The gain factor for this type of transmission can therefore be formulated generally as follows: Vf = Rs x ns / Dp x np. (The radius is taken for the sun gear and the diameter for the planet gear (2 x R = D)). For a high gain factor, the sun pole wheel should also have a 2-pole design and a large diameter.

(6) zeigt ein 4-poliges Sonnenrad mit sechs Planetenrädern. Das Sonnenrad kann auch mit einem zweipoligen Polrad ausgestattet sein, deren Pole die doppelte Polweite haben wie die Pole der 4-poligen Variante. Siehe (8). Optional können die Pole vom Sonnenpolrad dann auch mit Magneten versehen sein, um ein noch höheres Drehmoment zu ermöglichen. Siehe (9).( 6th ) shows a 4-pole sun gear with six planet gears. The sun wheel can also be equipped with a two-pole pole wheel, the poles of which have twice the pole width as the poles of the 4-pole variant. Please refer ( 8th ). Optionally, the poles of the sun pole wheel can then also be provided with magnets in order to enable an even higher torque. Please refer ( 9 ).

Das Sonnenrad als auch die Planetenräder müssen bei dieser Ausführung keine zweiten Polräder aufweisen. (7) zeigt vom Prinzip her zwei gleiche Getriebe auf gemeinsamen Wellen, die aber von der Flussführung her nichts miteinander zu tun haben. Die (6a, b, c, d) zeigen, wie sich das Sonnenrad um eine ¼ Umdrehung gegen den Uhrzeigersinn dreht, während sich die Planeten synchron im Uhrzeigersinn in 60°- Schritten um eine 1/2 Umdrehung drehen. Das Übersetzungsverhältnis ist hier also 2:1. Losgelöst von dem Statorring (15) sind die diskreten Statorpole (25) als Bindeglieder zwischen den Planetenrädern und dem Sonnenrad symmetrisch um das Sonnenrad herum verteilt angeordnet. Das Sonnenrad verhält sich wie der Läufer einer Reluktanzmaschine.The sun gear as well as the planet gears do not have to have any second pole gears in this embodiment. ( 7th ) shows the principle of two identical gears on common shafts, which, however, have nothing to do with each other in terms of the flow guidance. The ( 6a, b , c , d ) show how the sun gear rotates ¼ turn counterclockwise, while the planets rotate synchronously clockwise in 60 ° steps by 1/2 turn. The gear ratio here is therefore 2: 1. Detached from the stator ring ( 15th ) are the discrete stator poles ( 25th ) arranged as a connecting link between the planet gears and the sun gear symmetrically distributed around the sun gear. The sun gear behaves like the rotor of a reluctance machine.

Bei den zweipoligen Ausführungen für das Sonnenrad (8, 9 und 15) ist das Besondere, dass immer mehrere benachbarte Planetenräder mit ihren Statorpolen (25) an der Flussführung vom selben Sonnenradpol beteiligt sind. Des weiteren drehen bei dieser Lösung das Sonnenrad und die Planetenräder in dieselbe Richtung. Die Stellung der Planetenräder in (9) ist gegenüber der Stellung der Planetenräder in (8) um 30° verdreht dargestellt. Man kann deutlich erkennen, dass das Sonnenrad dem gleichen Winkelbetrag folgen muss. (9) weist zusätzlich Magnete auf den Polen vom Sonnenrad auf, die die Magnetkraft verstärken. Da bei dieser Ausführung das Sonnenrad nur unipolar magnetisiert wird, kann die Magnetisierung hier auch über eine Spule (Doppel T Anker bzw. Schenkelpolläufer) oder wie bei einem 2-poligen Vollpolläufer einer Synchronmaschine erfolgen. Eine Besonderheit der Ausführung nach (15) ist, dass es keine Pollücken zwischen den Ständerpolen gibt. Sie sind im Ständerblechpaket (19) virtuell mit integriert. Um zu verhindern, dass der Magnetische Fluss der einzelnen Polräder kurzgeschlossen werden kann, sind Flusssperren in Form von Bohrungen (18) zwischen den einzelnen Planetenbohrungen im Blechpaket vorgesehen. Das zweipolige Sonnenrad kann wie nach (8) (ohne Magnete), wie nach (9) (mit außenliegenden Magneten), nach (15) (mit eingebetteten Magneten), nach (17) (mit Magneten, die von Eisen umgeben sind) oder aber auch als Vollpolläufer bzw. Schenkelpolläufer, wie von einer Synchronmaschine her bekannt, gestaltet sein.With the two-pole versions for the sun gear ( 8th , 9 and 15th ) is special that there are always several neighboring planet gears with their stator poles ( 25th ) are involved in the flux guidance from the same sun gear pole. Furthermore, in this solution, the sun gear and the planet gears rotate in the same direction. The position of the planet gears in ( 9 ) is opposite the position of the planet gears in ( 8th ) shown rotated by 30 °. One can clearly see that the sun gear must follow the same angular amount. ( 9 ) also has magnets on the poles of the sun gear, which increase the magnetic force. Since the sun gear is only magnetized in a unipolar manner in this version, the magnetization can also take place via a coil (double T armature or salient pole rotor) or as with a 2-pole full pole rotor of a synchronous machine. A special feature of the execution according to ( 15th ) is that there are no pole gaps between the stator poles. They are in the stator core ( 19th ) virtually integrated with. To prevent the magnetic flux of the individual pole wheels from being short-circuited, flux barriers in the form of bores ( 18th ) provided between the individual planetary bores in the laminated core. The two-pole sun gear can as after ( 8th ) (without magnets), as after ( 9 ) (with external magnets), according to ( 15th ) (with embedded magnets), according to ( 17th ) (with magnets surrounded by iron) or as a full pole rotor or salient pole rotor, as known from a synchronous machine.

Da sowohl Sonnenrad als auch die Planetenräder denselben Drehsinn aufweisen, kann eine positive Rückkopplung der Drehkraft vom Sonnenrad auf die Planetenräder, wie auf (10) dargestellt ist, erfolgen, wobei die beiden Zahnriemengetriebe (9) auf gegenüberliegenden Seiten oder derselben Seite der Maschine angeordnet sein können. Als Nachteil dieser Varianten gilt, wie für alle 2-poligen Elektromaschinen, der erhöhte Bedarf an Elektroblech. Der gesamte Fluß der Maschine muss über das Blech, wie mit Pfeilen (6) angedeutet, fließen.Since both the sun gear and the planet gears have the same direction of rotation, a positive feedback of the rotational force from the sun gear to the planet gears, as on ( 10 ) is shown, with the two toothed belt drives ( 9 ) on opposite sides or the same side of the machine can be arranged. As with all 2-pole electrical machines, the disadvantage of these variants is the increased need for electrical sheet metal. The entire flow of the machine must be over the sheet, as indicated by arrows ( 6th ) indicated, flow.

Bezüglich des Verstärkungsfaktors gilt gleiches wie für die Variante 2.With regard to the gain factor, the same applies as for variant 2.

Die Variante 3 ist auf (11,12, 16 und 17) dargestellt.The variant 3 is on ( 11 , 12th , 16 and 17th ) shown.

Diese Variante stellt nur eine Abwandlung der Variante 2 dar und löst das Problem des Materialaufwandes. Bei dieser Variante werden für das Sonnenrad und das Planetenrad jeweils zwei Polräder benötigt, wie auf (12) dargestellt. Die zwei Polräder mit Magneten oder Doppel T Anker (14) einer jeden Planetenradwelle sind von ihrer Polarität her wegen der Flussführung genau um 180° zueinander versetzt angeordnet. This variant is only a modification of variant 2 and solves the problem of material expenditure. In this variant, two pole gears each are required for the sun gear and the planet gear, as shown on ( 12th ) shown. The two pole wheels with magnets or double T armatures ( 14th ) of each planetary gear shaft are arranged offset from one another by exactly 180 ° in terms of their polarity due to the flow of flux.

Die zylindrischen Statorblechpakete (15) werden hier durch Einzelpakete bzw. Schnittbandkerne (16), (22) ersetzt, so dass der magnetische Fluss immer nur über diese Pakete, wie in (12) dargestellt, fließen kann. Optional könnte zusätzlich ein Rückschlusseisen (7) zwischen den beiden Polrädern des Sonnenrades vorgesehen werden. Die Polräder für diese Variante können genau so gestaltet sein, wie für die Variante 2 angegeben, mit dem Unterschied, dass der magnetische Fluss sich auf die einzelnen Pakete verteilt. (17) zeigt noch eine Besonderheit. Sie kombiniert die Vorteile der Varianten 2 und 3. Die zwei zyl. Blechpakete (23) sorgen dafür, dass es keine Pollücken bei dieser Variante mehr gibt. Die Flussdichte (Induktion) im Luftspalt (5) kann kleiner gehalten werden und konzentriert sich erst in den Schenkeln (Statorpolen 25) der Rückschlusseisen bzw. der Schnittbandkerne (22). Die Lösung nach (17) stellt eine insgesamt sehr vorteilhafte Variante der Erfindung dar. Bezüglich des Verstärkungsfaktors gilt gleiches wie für die Variante 2.The cylindrical laminated stator cores ( 15th ) are here by means of individual packages or cut tape cores ( 16 ), (22) replaced so that the magnetic flux only ever passes through these packets, as in ( 12th ) shown, can flow. Optionally, a back iron ( 7th ) are provided between the two pole wheels of the sun gear. The pole wheels for this variant can be designed exactly as specified for variant 2, with the difference that the magnetic flux is distributed over the individual packages. ( 17th ) shows another peculiarity. It combines the advantages of variants 2 and 3. The two cyl. Sheet metal packages ( 23 ) ensure that there are no longer any pole gaps in this variant. The flux density (induction) in the air gap ( 5 ) can be kept smaller and is only concentrated in the legs (stator poles 25th ) the back iron or the cut band cores ( 22nd ). The solution to ( 17th ) represents a variant of the invention that is very advantageous overall. With regard to the gain factor, the same applies as for variant 2.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11

Abtriebswelle vom Sonnenrad (a-magnetisch angenommen)Output shaft from the sun gear (assumed a-magnetic)

2a/b2a / b

Sonnenrad bzw. Polräder vom SonnenradSun gear or pole gears from the sun gear

33

Bipolare Polräder von den PlanetenrädernBipolar pole wheels from the planet wheels

44th

Zyl. Ständerblechpakete von den Planetenrädern mit ausgeprägten Sonnenradstatorpolen 25; a/b = Blechpakete von Unipolar Variante; c/d = Blechpakete von Bipolar VarianteCyl. Laminated stator cores from the planet gears with pronounced sun gear stator poles 25th ; a / b = sheet metal stacks of the unipolar variant; c / d = sheet metal stacks of the bipolar variant

55

SonnenpolradluftspalteSolar pole air gap

6/a6 / a

PlanetenpolradluftspaltePlanetary pole wheel air gap

77th

Magnetisches Rückschlusseisen zwischen den zwei Polrädern vom SonnenradMagnetic return iron between the two pole wheels of the sun wheel

88th

Magnetisches Rückschlusseisen (Ringbandkern) zwischen den zwei Polrädern von den PlanetenrädernMagnetic return iron (toroidal tape core) between the two pole wheels of the planet wheels

99

Die Planetenräder synchron verbindende ZahnriemenToothed belts connecting the planet gears synchronously

10a/b10a / b

Co-axial und berührungslos angeordnete Erregerspulen vom Sonnenrad bzw. PlanetenradCo-axially and contactlessly arranged excitation coils from the sun gear or planet gear

11a/b11a / b

Planetenrad bzw. Polräder von PlanetenradPlanet gear or pole gears from planet gear

1212th

PlanetenradwellePlanetary gear shaft

1313th

WellenlagerungenShaft bearings

1414th

Zahnscheibe mit SpannhülseToothed pulley with adapter sleeve

1515th

Zyl. Blechpaket für magnetischen Rückschluss aller Planetenräder gemeinsam (Ständerblechpaket für Ausführung mit diskreten Ständerpolen 25)Cyl. Laminated core for magnetic return of all planetary gears together (stator laminated core for design with discrete stator poles 25th )

1616

Magnetisches Rückschlusseisen (Schnittbandkernhälfte U-förmig) je Planetenanordnung mit zyl. Aussparung für PlanetenpolradMagnetic return iron (cut ribbon core half U-shaped) per planetary arrangement with cyl. Recess for planetary pole wheel

1717th

Planetenpolrad als TT-Anker mit Erregerspule (2-polig)Planetary pole wheel as TT armature with excitation coil (2-pole)

1818th

Bohrung als MagnetflusssperreHole as a magnetic flux barrier

1919th

Ständerblechpaket für Planetenpolräder mit integrierten Ständerpolen (25 fließend ineinander übergehend = nicht ausgeprägt)Stator core pack for planetary pole gears with integrated stator poles ( 25th flowing into each other = not pronounced)

2020th

2-poliges Planetenpolrad2-pole planetary pole wheel

2121

2-poliges Sonnenpolrad als Vollpolläufer mit magnetischer Erregung (Magnete radial eingelassen)2-pole sun pole wheel as full pole rotor with magnetic excitation (magnets radially embedded)

2222nd

Magnetisches Rückschlusseisen (Schnittbandkernhälfte U-förmig) je Planetenanordnung mit Bohrungen für Planetenpolrad mit integriertem Ständerpol SP für axiale Flussführung nach 14 Magnetic return iron (cut ribbon core half U-shaped) per planetary arrangement with holes for planetary pole wheel with integrated stator pole SP for axial flux guidance according to 14th

2323

Ständerblechpaket zur Aufnahme der magnetischen Rückschlusseisen (22)(Vermeidung von Pollücken zwischen den Ständerpolen (SP)) (23.1 = A-Seite, 23.2 = B-Seite)Stator core to hold the magnetic return iron ( 22nd ) (Avoidance of pole gaps between the stator poles (SP)) (23.1 = A-side, 23.2 = B-side)

2424

2-poliges Sonnenrad mit eingelassenen Magneten2-pole sun gear with embedded magnets

2525th

Integrierte bzw. diskrete SonnenradstatorpoleIntegrated or discrete sun gear stator poles

2626th

Schleifringe für ErregerstromSlip rings for excitation current

2727

Magnete mit Nordpol N (dunkel) und Südpol S (hell)Magnets with north pole N (dark) and south pole S (light)

FigurenlisteFigure list

• 1 Querschnitt durch Unipolar-Getriebe mit 4-poligen Planetenrädern und 4-poligem Sonnenrad; 3-phasig 1 Cross section through unipolar gear with 4-pole planetary gears and 4-pole sun gear; 3-phase
• 1a 6-polige Planetenradanordnung mit eigenem Ständerblechpaket und Sonnenrad -Statorpol (25) 1a 6-pole planetary gear arrangement with its own stator core and sun gear stator pole (25)
• 1b 8-polige Planetenradanordnung mit eigenem Ständerblechpaket und Sonnenrad -Statorpol (25) 1b 8-pole planetary gear arrangement with its own stator core and sun gear stator pole (25)
• 2 Längsschnitt durch Unipolargetriebe nach (1) mit co-axialer elektromagnetischer Erregung der zwei Sonnenradpolräder 2 Longitudinal section through unipolar gear according to ( 1 ) with co-axial electromagnetic excitation of the two sun gear pole wheels
• 2a Sonnenradpolräder mit dauermagnetischer Erregung zwischen den zwei Sonnenradpolrädern 2a Sun gear pole wheels with permanent magnetic excitation between the two sun gear pole wheels
• 2b Sonnenradpolräder, mit Magneten auf den ausgeprägten Polen angeordnet und mit Rückschlusseisen (7) 2 B Sun gear pole wheels, arranged with magnets on the salient poles and with return iron ( 7th )
• 2c Längsschnitt durch Unipolargetriebe, nach (1) mit co-axialer elektromagnetischer Erregung der Planetenradpolräder mittels der Spulen (10b) 2c Longitudinal section through unipolar gear, according to ( 1 ) with co-axial electromagnetic excitation of the planet wheel pole wheels by means of the coils ( 10b )
• 3 Querschnitt durch Bipolargetriebe mit 4-poligem Sonnenrad und 4-poligen Planetenrädern 3 Cross section through bipolar gear with 4-pole sun gear and 4-pole planet gears
• 3a 6-polige Planetenradanordnung von Bipolargetriebe nach (3) 3a 6-pole planetary gear arrangement from bipolar gear to ( 3 )
• 3b 8-polige Planetenradanordnung von Bipolargetriebe nach (3) 3b 8-pole planetary gear arrangement from bipolar gear to ( 3 )
• 4 Längsschnitt durch Bipolargetriebe nach (3) 4th Longitudinal section through bipolar gear according to ( 3 )
• 5 Schema von Treibriemenführung für positive Leistungsrückkopplung der Hauptantriebswelle auf Planetenradwelle für Getriebe nach (1 und 3) 5 Scheme of drive belt guide for positive power feedback of the main drive shaft on the planetary gear shaft for gearboxes according to ( 1 and 3 )
• 6 Querschnitt durch Bipolargetriebe mit sechs 2-poligen Planetenrädern mit gemeinsamem zyl. Ständerblechpaket und 4-poligem Sonnenrad.
  1. a) Ausgangsstellung: 0°, b) +60° Stellung, c) +120° Stellung, d) +180° Stellung der Planetenräder, mit zugehöriger Stellung des Sonnenrades
  6th Cross section through bipolar gear with six 2-pole planetary gears with common cyl. Stator core and 4-pole sun gear.
  1. a) Starting position: 0 °, b) + 60 ° position, c) + 120 ° position, d) + 180 ° position of the planet gears, with the associated position of the sun gear
• 7 Längsschnitt durch Bipolargetriebe nach (6a) 7th Longitudinal section through bipolar gear according to ( 6a)
• 8 Querschnitt durch Bipolargetriebe mit sechs 2-poligen Planetenrädern mit gemeinsamem zyl. Ständerblechpaket und 2-poligem Sonnenrad 8th Cross section through bipolar gear with six 2-pole planetary gears with common cyl. Stator core and 2-pole sun gear
• 9 Querschnitt durch Bipolargetriebe mit sechs 2-poligen Planetenrädern mit gemeinsamem zyl. Ständerblechpaket und 2-poligem Sonnenrad mit Permanentmagneterregung der Sonnenradpole 9 Cross section through bipolar gear with six 2-pole planetary gears with common cyl. Laminated stator core and 2-pole sun gear with permanent magnet excitation of the sun gear poles
• 10 Schema von Treibriemenführung für positive Leistungsrückkopplung der Hauptantriebswelle auf Planetenradwellen für Getriebe nach (8 und 9) 10 Scheme of drive belt guide for positive power feedback of the main drive shaft on planetary gear shafts for gearboxes according to ( 8th and 9 )
• 11 Querschnitt durch Bipolargetriebe mit sechs 2-poligen Planetenrädern mit eigenen axial verlaufenden Rückschlusseisen (Schnittbandkerne) und 4-poligem Sonnenrad. (Axialfluss) 11 Cross-section through a bipolar gear with six 2-pole planetary gears with their own axially running return iron (cut band cores) and a 4-pole sun gear. (Axial flow)
• 12 Längsschnitt durch Bipolargetriebe nach (11) 12th Longitudinal section through bipolar gear according to ( 11 )
• 13 Querschnitt durch eine Planetenpolradanordnung mit elektromagnetischer Erregung (Doppel T-Anker) 13th Cross-section through a planetary pole wheel arrangement with electromagnetic excitation (double T armature)
• 14 Längsschnitt durch Planetenanordnung nach (13) mit elektromagnetischer Erregung 14th Longitudinal section through planetary arrangement according to ( 13th ) with electromagnetic excitation
• 15 Querschnitt durch Bipolargetriebe mit acht 2-poligen Planetenrädern mit gemeinsamem zyl. Ständerblechpaket und 2-poligem Sonnenrad als Vollpolläufer mit voll integrierten Ständerpolen (25) (ohne Pollücken zwischen den Ständerpolen) 15th Cross section through bipolar gear with eight 2-pole planetary gears with a common cyl. Laminated stator core and 2-pole sun gear as solid pole rotor with fully integrated stator poles ( 25th ) (without pole gaps between the stator poles)
• 16 Querschnitt durch Bipolargetriebe mit acht 2-poligen Planetenrädern mit eigenen axial verlaufenden Rückschlusseisen (Schnittbandkerne) und 2-poligem Sonnenrad als Vollpolläufer (Axialfluss) mit voll integrierten Ständerpolen (25) und reduzierten Pollücken zwischen den Ständerpolen 16 Cross-section through bipolar gear with eight 2-pole planetary gears with their own axially running return iron (cut band cores) and 2-pole sun gear as a full pole rotor (axial flux) with fully integrated stator poles ( 25th ) and reduced pole gaps between the stator poles
• 17 Querschnitt durch Bipolargetriebe mit sechs 2-poligen Planetenrädern mit zwei gemeinsamen zyl. Blechpaketen (23), zur Vermeidung von Pollücken zwischen den Polen (25) nach (16) und mit 2-poligen Sonnenpolrädern mit im Läufereisen eingelassenen Magneten. Die Schnittbandkerne sind mit ihren Schenkeln in Aussparungen in den Blechpaketen eingelassen. 17th Cross-section through bipolar gear with six 2-pole planetary gears with two common cyl. Sheet metal packages ( 23 ), to avoid pole gaps between the poles ( 25th ) to ( 16 ) and with 2-pole solar pole wheels with magnets embedded in the armature. The legs of the cut tape cores are embedded in recesses in the laminated core.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

• EP 2874293 A1 [0002]EP 2874293 A1 [0002]

Claims (10)

Magnet-Planetengetriebe dadurch gekennzeichnet, dass a) im Luftspaltbereich zwischen dem Sonnenpolrad (2) bzw. den Sonnenpolrädern (2a, 2b) und den jeweils zugeordneten Planetenpolrädern (11, bzw. 11a, 11b) feststehende Statorpole (25) vorhanden sind, die diskret oder in anderen Bauteilen (Blechpakete 4, 19, 22, 23) integriert sein können und über die der magnetische Fluss zwischen den Polrädern geführt wird, wobei der magnetische Fluss jeweils einen ersten Luftspalt (5) zwischen Sonnenpolrad und Statorpol (25) und einen zweiten Luftspalt (6) zwischen Statorpol (25) und Planetenpolrad, bzw. auch in anderer Reihenfolge, überwinden muss, um von einem Polrad zum anderen zu gelangen; b) die Wellen der Planetenpolräder alle miteinander in einer bestimmten Winkellage zueinander mechanisch (oder elektromotorisch) fest miteinander gekoppelt sind, um von der magnetischen Flussführung her beim Sonnenrad einen Drehfluss wie bei einer Drehstrommaschine oder auch nur einen Wechselfluss wie bei der 1-phasigen Maschine zu bewirken, wobei die Anzahl der Phasen unbegrenzt ist und der Antrieb des Getriebes über diese miteinander gekoppelten Planetenwellen erfolgt; c) die Polräder vom Sonnenrad und den Planetenrädern direkt oder indirekt, unipolar oder bipolar mittels Dauermagneten oder Elektrospulen magnetisiert werden können, wobei die Ausführungen von den Polrädern wie von Reluktanzläufern, Schenkelpolläufern oder Vollpolläufern, von Synchronmaschinen her bekannt, ausgeführt bzw. gestaltet sein können.Magnetic planetary gear, characterized in that a) in the air gap area between the sun pole wheel (2) or the sun pole wheels (2a, 2b) and the respectively assigned planetary pole wheels (11, or 11a, 11b) there are fixed stator poles (25) which are discretely or in other components (laminated cores 4, 19, 22, 23) and via which the magnetic flux is guided between the pole wheels, the magnetic flux having a first air gap (5) between the sun pole wheel and stator pole (25) and a second Air gap (6) between stator pole (25) and planetary pole wheel, or in a different order, has to be overcome in order to get from one pole wheel to the other; b) the shafts of the planetary pole wheels are all mechanically (or electrically) firmly coupled to one another in a certain angular position to each other, in order to provide a rotary flux in the sun gear as in a three-phase machine or just an alternating flux as in the 1-phase machine cause, the number of phases is unlimited and the drive of the transmission takes place via these planetary shafts coupled to one another; c) the pole wheels of the sun wheel and the planet wheels can be magnetized directly or indirectly, unipolar or bipolar by means of permanent magnets or electric coils, whereby the designs of the pole wheels such as reluctance rotors, salient pole rotors or full pole rotors, known from synchronous machines, can be designed or designed. Planetengetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass a) jedes der Planetenpolräder sein eigenes Statorblechpaket (4a, 4b) aufweist, welches auf der zum zugehörigen Sonnenpolrad hin zugewandten Außenseite eine Ausformung als Statorpol (25) für das jeweils zugeordnete Sonnenpolrad (2a, 2b) hat, über welchen der magnetische Fluss vom Sonnenpolrad zum Planetenpolrad über eine Vielzahl von Innenpolen gelangt, wobei die Anzahl der Innenpole dieser Statorblechpakete genau der selben Anzahl der Pole auf den Planetenpolrädern entspricht und wobei immer alle Pole gleichzeitig (in Parallelschaltung) den gesamten Fluss, der über den Statorpol (25) in immer nur einer Richtung fließt, führen; b) der magnetische Fluss für das Getriebe entweder von einer coaxial zwischen den Sonnenpolrädern (2a, 2b) angeordneten Elektrospule (10a), oder von coaxial zwischen den Planetenpolrädern (4a, 4b) angeordneten Elektrospulen (10b), oder von Magneten (27) die entweder zwischen den Polrädern oder auf den Polen der Polräder selbst angebracht sein können, oder aber auch von einer beliebigen Kombination von Elektrospulen und Magneten erzeugt wird; c) je nach Bedarf es magnetische Rückschlusseisen (7) zwischen den Polrädern des Sonnenrades und (8) zwischen den Polrädern der Planeten gibt, die aus Ringbandkernen o. ä. gestaltet sein können und dafür sorgen, dass der magnetische Fluss möglichst verlustarm zwischen diesen Polrädern fließen kann; d) jedes einzelne Planetenradsystem bestehend aus Lagerung (13), Welle (12), den Polrädern (11), den zugehörigen Blechpaketen (4a, 4b), dem Erregersystem (10b, 27) und/oder Rückschlusseisen (8) (falls vorhanden) jeweils nach dem Baukastenprinzip zu einer abnehmbaren Baueinheit zusammengebaut sind und wahlweise an stirnseitig angeordneten Lagerschilden oder an mittig zwischen den Polrädern angeordneten Befestigungselementen befestigt sind.Planetary gear according to Claim 1 characterized in that a) each of the planetary pole wheels has its own stator lamination stack (4a, 4b), which on the outside facing the associated sun pole wheel has a shape as a stator pole (25) for the respectively assigned sun pole wheel (2a, 2b), via which the Magnetic flux from the sun pole wheel to the planet pole wheel reaches a large number of inner poles, whereby the number of inner poles of these stator laminations corresponds exactly to the same number of poles on the planetary pole gears and with all poles always at the same time (in parallel connection) the total flux flowing through the stator pole (25 ) flows in only one direction at a time, lead; b) the magnetic flux for the transmission either from an electrocoil (10a) coaxially arranged between the sun pole wheels (2a, 2b), or from electrocoils (10b) arranged coaxially between the planetary pole wheels (4a, 4b), or from magnets (27) can be attached either between the pole wheels or on the poles of the pole wheels themselves, or it can also be generated by any combination of electrocoils and magnets; c) Depending on requirements, there are magnetic return irons (7) between the pole wheels of the sun wheel and (8) between the pole wheels of the planets, which can be made of toroidal cores or the like and ensure that the magnetic flux between these pole wheels is as low as possible can flow; d) each individual planetary gear system consisting of bearing (13), shaft (12), the pole wheels (11), the associated laminated cores (4a, 4b), the excitation system (10b, 27) and / or return iron (8) (if present) are each assembled according to the modular principle to form a removable unit and are optionally attached to end shields arranged on the end face or to fastening elements arranged centrally between the pole wheels. Planetengetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass a) jedes der Planetenpolräder (3) sein eigenes Statorblechpaket (4c, 4d) aufweist, welches auf der zum zugehörigen Sonnenpolrad hin zugewandten Außenseite eine Ausformung als Statorpol (25) für das Sonnenpolrad hat über welchen der magnetische Fluss zum Planetenpolrad über eine Vielzahl von Innenpolen gelangt, wobei die Anzahl der Innenpole dieser Statorblechpakete genau der halben Anzahl der Pole auf den Planetenpolrädern entspricht und wobei immer alle Innenpole dieser Statorblechpakete gleichzeitig (in Parallelschaltung) den gesamten Wechselfluss, der über den Statorpol (25) fließt, führen; b) der magnetische Fluss der bipolaren Polräder (3) der Planetenräder entweder von Magneten oder Elektrospulen nach dem Vollpol- oder Schenkelpolprinzip erzeugt wird, wobei der Fluss im wesentlichen nur über die Planetenpolräder (3), die Sonnenpolräder (2) und Rückschlusseisen (8) geführt wird, oder aber optional als Gesamtfluss aller Planetenpolräder über die Sonnenpolräder (2) und Rückschlusseisen (7) zwischen den Sonnenpolrädern geführt wird; c) je nach Bedarf es magnetische Rückschlusseisen (7) zwischen den Polrädern des Sonnenrades und (8) zwischen den Polrädern der Planeten gibt, die aus Ringbandkernen o. ä. gestaltet sein können und dafür sorgen, dass der magnetische Fluss möglichst verlustarm zwischen diesen Polrädern fließen kann; d) jedes einzelne Planetenradsystem bestehend aus Lagerung (13), Welle (12), den Polrädern (3), den zugehörigen Blechpaketen (4c, 4d), dem Erregersystem und/oder Rückschlusseisen (8), jeweils nach dem Baukastenprinzip zu einer abnehmbaren Baueinheit zusammengebaut und wahlweise an stirnseitig angeordneten Lagerschilden oder an mittig zwischen den Polrädern angeordneten Befestigungselementen befestigt sind.Planetary gear according to Claim 1 characterized in that a) each of the planetary pole wheels (3) has its own laminated stator core (4c, 4d), which on the outside facing the associated sun pole wheel has a shape as a stator pole (25) for the sun pole wheel via which the magnetic flux to the planetary pole wheel is transferred a plurality of inner poles arrives, the number of inner poles of these laminated stator cores corresponds to exactly half the number of poles on the planetary pole wheels and all inner poles of these laminated stator cores always lead the entire alternating flux flowing over the stator pole (25) at the same time (in parallel connection); b) the magnetic flux of the bipolar pole wheels (3) of the planetary gears is generated either by magnets or electro-coils according to the full pole or salient pole principle, the flux essentially only via the planetary pole gears (3), the sun pole gears (2) and return iron (8) is performed, or optionally as the total flow of all planetary pole gears via the sun pole gears (2) and return iron (7) between the sun pole gears; c) Depending on requirements, there are magnetic return irons (7) between the pole wheels of the sun wheel and (8) between the pole wheels of the planets, which can be made of toroidal cores or the like and ensure that the magnetic flux between these pole wheels is as low as possible can flow; d) each individual planetary gear system consisting of bearing (13), shaft (12), the pole wheels (3), the associated laminated cores (4c, 4d), the excitation system and / or return iron (8), each according to the modular principle to form a removable unit assembled and optionally fastened to end shields arranged at the end or to fastening elements arranged centrally between the pole wheels. Planetengetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass a) alle Planetenpolräder jeweils nur mit einem Polpaar ausgestattet sind und zusammen über ein gemeinsames Statorblechpaket (15) bzw. (19) für den magnetischen Rückschluss zwischen diesen Planetenpolrädern verfügen und zusätzlich entweder noch diskrete Ständerpole (25) auf der jeweils zum Sonnenpolrad hin zugewandten Innenseite aufweisen, über welchen der magnetische Fluss zum Planetenpolrad gelangt oder, aber dass die Ständerpole (25) voll in diese Blechpakete (19) integriert sind und es dafür aber Flusssperren (18) zwischen diesen „virtuellen Ständerpolen“ gibt, die den Streufluss minimieren; b) der magnetische Fluss der bipolaren Polräder (3) der Planetenräder entweder von Magneten oder Elektrospulen nach dem Vollpol- oder Schenkelpolprinzip erzeugt wird, wobei die Magnete bei magnetischer Erregung, je nach Zweckmäßigkeit, oberflächlich auf den Polen(20), radial (21) oder umfangsmäßig eingebettet (24) sein können; c) die Polräder vom Sonnenrad nach diesem Anspruch, die zwei Pole und mehr aufweisen können, nach dem Prinzip von einem Reluktanzläufer mit ausgeprägten Polen oder nach Vagati gestaltet sein können; d) die Polräder vom Sonnenrad die nur zwei Pole aufweisen, zusätzlich zu den Polrädern der Planeten, genau wie unter b) beschrieben, magnetisiert sein können.Planetary gear according to Claim 1 characterized in that a) all planetary pole gears are each equipped with only one pair of poles and together via a common stator core (15) or (19) for the have magnetic yoke between these planetary pole wheels and additionally either have discrete stator poles (25) on the inside facing the sun pole wheel, via which the magnetic flux reaches the planetary pole wheel, or that the stator poles (25) are fully integrated into these laminated cores (19) and there are flux barriers (18) between these “virtual stator poles” that minimize the leakage flux; b) the magnetic flux of the bipolar pole wheels (3) of the planetary gears is generated either by magnets or electro-coils according to the full pole or salient pole principle, whereby the magnets with magnetic excitation, depending on the expediency, superficially on the poles (20), radially (21) or can be circumferentially embedded (24); c) the pole wheels from the sun gear according to this claim, which can have two poles and more, can be designed according to the principle of a reluctance rotor with pronounced poles or according to Vagati; d) the pole wheels of the sun wheel, which have only two poles, can be magnetized in addition to the pole wheels of the planets, exactly as described under b). Planetengetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass a) alle Planetenpolräder jeweils nur mit einem Polpaar ausgestattet sind und jeweils über eigene Statorblechpakete (16) bzw. (22) für den magnetischen Rückschluss zwischen den Planetenpolrädern eines Planetenrades bzw. einer Planetenwelle verfügen und zusätzlich entweder noch diskrete Ständerpole (25) auf der jeweils zum Sonnenpolrad hin zugewandten Innenseite aufweisen, über welche der magnetische Fluss vom Sonnenpolrad zum Planetenpolrad gelangt, oder aber dass die Ständerpole (25) voll in die Blechpakete (22) integriert sind; b) der magnetische Fluss der bipolaren Polräder (3) der Planetenräder entweder von Magneten oder Elektrospulen nach dem Vollpol- oder Schenkelpolprinzip erzeugt wird, wobei die Magnete bei magnetischer Erregung, je nach Zweckmäßigkeit, oberflächlich auf den Polen(20), radial (21) oder umfangsmäßig eingebettet (24) sein können; c) jedes einzelne Planetenradsystem bestehend aus Lagerung (13), Welle (12), den Polrädern (20), den zugehörigen Blechpaketen (16, 22), dem Erregersystem (17, 20) jeweils nach dem Baukastenprinzip zu einer abnehmbaren Baueinheit zusammengebaut und wahlweise an stirnseitig angeordneten Lagerschilden oder an mittig zwischen den Polrädern angeordneten Befestigungselementen befestigt sind wobei auch ein „fliegender“ Anbau mit Lagerung zwischen den Polrädern vom Sonnenrad für diese Befestigungselemente möglich ist; d) die Polräder vom Sonnenrad nach diesem Anspruch, die zwei Pole und mehr aufweisen können, nach dem Prinzip von einem Reluktanzläufer mit ausgeprägten Polen oder nach Vagati gestaltet sein können; e) die Polräder vom Sonnenrad die nur zwei Pole aufweisen, zusätzlich zu den Polrädern der Planeten, genau wie unter b) beschrieben, magnetisiert sein können.Planetary gear according to Claim 1 characterized in that a) all planetary pole gears are each equipped with only one pole pair and each have their own stator lamination stacks (16) or (22) for the magnetic return between the planetary pole gears of a planetary gear or a planetary shaft and additionally either discrete stator poles (25 ) have on the inner side facing the sun pole wheel, via which the magnetic flux reaches the planet pole wheel from the sun pole wheel, or that the stator poles (25) are fully integrated into the laminated cores (22); b) the magnetic flux of the bipolar pole wheels (3) of the planetary gears is generated either by magnets or electro-coils according to the full pole or salient pole principle, whereby the magnets with magnetic excitation, depending on the expediency, superficially on the poles (20), radially (21) or can be circumferentially embedded (24); c) each individual planetary gear system consisting of bearing (13), shaft (12), the pole wheels (20), the associated laminated cores (16, 22), the excitation system (17, 20) each assembled according to the modular principle to form a removable unit and optionally are fastened to end shields arranged on the end face or to fastening elements arranged centrally between the pole wheels, with a "floating" attachment with mounting between the pole wheels of the sun gear being possible for these fastening elements; d) the pole wheels from the sun wheel according to this claim, which can have two poles and more, can be designed according to the principle of a reluctance rotor with pronounced poles or according to Vagati; e) the pole wheels of the sun wheel, which have only two poles, can be magnetized in addition to the pole wheels of the planets, exactly as described under b). Planetengetriebe nach Anspruch 1 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass um jedes der zwei Sonnenpolräder herum ein zyl. Blechpaket (23) angeordnet ist, welches jeweils dafür sorgt, dass keine Pollücken zwischen den benachbarten Statorpolen (25) der Statorblechpakete (22) erst entstehen können und über welche der magnetische Fluss jeweils von einem Blechpaket (23.1) über die Statorblechpakete (22) zum anderen Blechpaket (23.2) gelangen kann.Planetary gear according to Claim 1 and 5 characterized in that around each of the two sun pole wheels a cyl. Laminated core (23) is arranged, which ensures that no pole gaps between the adjacent stator poles (25) of the stator laminated cores (22) can arise and through which the magnetic flux in each case from a laminated core (23.1) via the stator laminated cores (22) to other laminated core (23.2) can get. Planetengetriebe nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass es eine positive mechanische Rückkopplung über ein Getriebe, z.B. Zahnriemen (9) o.ä., zwischen der Abtriebswelle (1) und der Antriebswelle (12) gibt, welches dafür sorgt, dass dauerhaft ein definierter Drehwinkelversatz (Lastwinkel) zwischen diesen Wellen aufgespannt bleibt, der es ermöglicht, dass das Getriebe praktisch als Motor entweder über eine vorhandene Elektromagnetische Erregung betrieben werden kann oder mittels einer Erregung über Dauermagnete, wobei dann alle aus sicherheitstechnischen Gründen erforderlichen Zusatzgeräte, wie z.B Magnetkupplung und Haltebremsen vorhanden sind, die unkontrolliertes Losfahren der Maschine verhindert.Planetary gear according to Claim 1 to 6th characterized in that there is a positive mechanical feedback via a gear, e.g. toothed belt (9) or the like, between the output shaft (1) and the drive shaft (12), which ensures that a defined rotational angle offset (load angle) between remains clamped on these shafts, which enables the gearbox to be operated practically as a motor either via an existing electromagnetic excitation or by means of excitation via permanent magnets, in which case all additional devices required for safety reasons, such as magnetic coupling and holding brakes, are available, the uncontrolled The machine is prevented from starting. Planetengetriebe nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe von einem regelbaren Elektromotor angetrieben wird und welches selber über die Sonnenradwelle (1) einen Generator antreibt, wobei die positive Rückkopplung dadurch erfolgt, dass ein Teil der vom Generator erzeugten Leistung für den Antriebsmotor verwendet wird.Planetary gear according to Claim 1 to 6th characterized in that the transmission is driven by a controllable electric motor and which itself drives a generator via the sun gear shaft (1), the positive feedback taking place in that part of the power generated by the generator is used for the drive motor. Planetengetriebe nach Anspruch 1 bis 6 und 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder bei 2-poliger Ausführung mechanisch nicht miteinander synchronisiert sind, sondern dass jede Planetenradwelle (12) einzeln, jeweils von einer eigenen 2-poligen Synchronmaschine angetrieben wird, wobei diese Synchronmaschinen selber über eben diese Zweipoligkeit miteinander automatisch synchron am selben Netz laufen oder aber, dass eine elektronische Regelung dafür sorgt, dass diese Motoren synchron und mit richtiger Phasenlage zueinander laufen können (Gleichlaufregelung), wobei auch hier eine positive Rückkopplung der für die Maschine benötigten Leistung nach Anspruch 8 erfolgen kann.Planetary gear according to Claim 1 to 6th and 8th characterized in that the planetary gears are not mechanically synchronized with each other in the 2-pole version, but that each planetary gear shaft (12) is driven individually, each by its own 2-pole synchronous machine, these synchronous machines themselves being automatically synchronized with one another via this two-pole arrangement Mains run or that an electronic control ensures that these motors can run synchronously and with the correct phase position to each other (synchronization control), with positive feedback of the power required for the machine here as well Claim 8 can be done. Planetengetriebe nach Anspruch 1 bis 6, 8 und 9 dadurch gekennzeichnet, dass mittels dem Getriebe nicht nur eine beliebige Maschine angetrieben wird, sondern auch immer noch zusätzlich parallel ein Generator für die positive Energierückkopplung für den oder die Antriebsmotoren der Planetenräder.Planetary gear according to Claim 1 to 6th , 8th and 9 characterized in that not only any machine is driven by means of the transmission, but also a generator for the positive energy feedback for the drive motor or motors of the planetary gears.

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