DE3802373A1 - Magnetkraftmotor - Google Patents
MagnetkraftmotorInfo
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- DE3802373A1 DE3802373A1 DE19883802373 DE3802373A DE3802373A1 DE 3802373 A1 DE3802373 A1 DE 3802373A1 DE 19883802373 DE19883802373 DE 19883802373 DE 3802373 A DE3802373 A DE 3802373A DE 3802373 A1 DE3802373 A1 DE 3802373A1
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Description
Der Magnetkraftmotor ist ein mit Gleichstrom betriebenes Elek
tromagnetsystem, bei dem durch Ablenkung der Magnetpole des Ro
tors eine synchrone Verschiebung der Magnetfelder im Stator und
damit eine andauernde Rotation des Rotors ermöglicht wird. Die
ses Magnetsystem benötigt niedrige Gleichspannungen und ist
demnach für Akku-Betrieb bestens geeignet.
Bekannt ist die Funktion eines üblichen Gleichstrommotors, bei
dem stromdurchflossene Leiter des Ankers im Magnetfeld abgelenkt
werden. Bei normaler Drehzahl und je nach Leistung baut sich
zur Klemmspannung eine Gegen-EMK auf, die nur wenige Volt un
ter der Klemmenspannung liegt. Diese Gegen-EMK (Dynamoeffekt)
steht der zugeführten Spannung entgegen und bedeutet eine Lei
stungsminderung, die durch eine hohe Klemmenspannung ausgegli
chen werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zu ent
wickeln bei dem keine Gegen-EMK auftritt oder zumindest diese
elektrischen Verluste so gering wie möglich zu halten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Hauptanspruch mit
seinen kennzeichnenden Merkmale 1, 2, 3, 4 und 5 gelöst.
Ein Drehstrom-Kurzschlußläufer mit einer Leistung von 0,6 KW
bildet die Grundlage für das entwickelte Versuchsmodell. Sein
Stator mit 36 Zähnen und Nuten nimmt je Zahn zwei Hälften einer
im Uhrzeigersinn gewickelten Magnetspule auf, deren Anfang und
Ende an die mit A und E bezeichneten Ausgangspunkte der elek
tronischen Schaltung auf den Platinen geführt werden. Elektro
magnet und Platine ergeben zusammen eine Schaltungseinheit und
wird numerisch mit 1 bezeichnet, jede weitere in Folge mit 2-36.
Der elektronische Kollektor besteht aus 36 Platinen mit je einer
elektronischen Schaltung und einem schwarzen Kunststoffrohr mit
der Länge einer Platine, einem Innendurchmesser von 62 mm und
einer Wandstärke von 7 mm, an dessen Außenumfang längsachsig
36 vier mm tiefe Nuten und je Nut 2 senkrechte Durchbohrungen
angebracht sind. Den Abschluß an beiden Enden bilden 2 Messing
ringe mit je 36 Bohrungen an den Umfangsflächen, in die ebenso
viele Kontaktstifte eingepreßt sind. Diese bieten den steckbaren
Platinen festen Sitz und dienen der Kontaktaufnahme und Span
nungsversorgung der elektronischen Schaltung. Die Nuten er
leichtern das Einführen der Platinen und die Nutentiefe ge
währleistet den an ihrer Unterkante platzierten Reflex-Tran
sistoren einen Plansitz am Innenumfang des Kunststoffrohres.
Je 36 dieser Reflex-Transistoren bilden so 2 parallele Ring
flächen, von denen eine als Südpol- und die andere als Nord
polschalter fungieren, gemäß Nebenanspruch 3. und Bild 3.
Eine schwarze Kunststoffwalze mit einem Durchmesser von 60 mm
und der Länge einer Platine rotiert mit der Rotorwelle im
Kunststoffrohr des elektronischen Kollektors. Auf der Walzen
oberfläche befinden sich entlang der beiden Ringflächen je 2
Reflektorstreifen mit einer Länge von je 6 Reflex-Transistoren,
wobei sich zum Walzendurchmesser 2 horizontal und zu diesem 2
vertikal gegenüber stehen. So entstehen durch Parallelschaltung
von je 6 Einzelmagneten im Stator 4 Magnetpole mit der Polari
tätsfolge: Südpol-Nordpol-Südpol-Nordpol. Zwischen den
Süd- und Nordpol-Reflektorstreifen liegen jeweils 3 Reflex-
Transistoren und damit 3 Einzelmagneten unbeschaltet und bilden
den Umpolungsbereich. Stehen die Magnetpole des Rotors genau
unter diesen Bereichen, so wird deren eines Teil von den sich
gegenüberliegenden, gleichnamigen Polen abgestoßen und deren
anderes Teil von Polen ungleichnamiger Polarität angezogen, wo
bei letztere die Drehrichtung bestimmen. Dies bewirkt eine Ab
lenkung des Rotors mit der Kunststoffwalze und dazu synchron
eine Verschiebung der Magnetfelder im Stator. Durch Verdrehen
der Kunststoff- bzw. Steuerwalze auf der Rotorwelle ist eine
manuelle Verschiebung der Magnetfelder möglich und Links- oder
Rechtslauf des Rotors sowie Drehzahl 0 auf Maximum einstellbar.
Jede der 36 Magnetspulen der Elektromagnete des Stators hat
einen ohmschen Widerstand von 33 Ohm und eine Stromaufnahme
von 0,19 A. Da jedoch nur 24 Elektromagnete aktiv sind, ergibt
dies bei Parallelschaltung der Magnetspulen einen Gesamtwider
stand von 1,38 Ohm und einen Gesamtstrom von: 24 × 0,19 = 4,6 A.
Bei einer Drehzahl von ca. 1000 U/min steigt der Widerstands
wert durch Selbstinduktion um das 2,2fache auf 3,04 Ohm. Dazu
ist eine Spannung von 4,6 A × 3,04 Ohm = 14 V nötig. Die Selbst
induktion entsteht beim Abschalten der Magnetspulen im Umpolungs
bereich. Bei Drehzahl 0 sinkt der Widerstandswert durch Wegfall
der Selbstinduktion auf den Normalwert 1,38 Ohm und die Strom
aufnahme erhöht sich auf 10 A. Dieser Vorgang kann zu einer
Bremsfunktion genutzt werden.
Eine Magnetspule mit 370 Windungen und einer Strombelastung
von 0,19 A ergibt bei einer Magnetfläche von 2 qcm eine Durch
flutung von 370 × 0,19 A = 70 A, bei 1 qcm 70 A : 2 = 35 A. Die
magnetische Erregung beträgt bei einem Luftspalt von 0,1 cm × 2
= 0,2 cm, H = 35 A : 0,2 cm = 175 A/cm, die magnetische Induk
tion = 175 A/cm = 17 500 A/m : 106 × 1,26 = 0,022 Telsa. Eine
Magnetspule erzeugt bei der Magnetfläche von 2 qcm einen ma
gnetischen Fluß von 0,022 × 2 = 0,044 T, bei 6 Magneten - das
entspricht einem Magnetpol - 6 × 0,044 T = 0,264 T und bei 4
Magnetpolen 4 × 0,264 T = 1,056 T = 0,0001 WB.
Die Magnetspulen der 4 Magnetpole des Rotors haben einen ohm
schen Widerstand von 10 Ohm und eine Stromaufnahme von 0,5 A
bei einer Spannung von 5 Volt und erzeugen ebenso einen ma
gnetischen Fluß von 1,056 Telsa = 0,0001 WB.
Diese Beschreibung und technischen Daten betreffen das Ver
suchsmodell und bestätigen die Funktion dieses Magnetsystems
als Antriebsmotor mit einer Leistungsaufnahme von ca. 72 Watt.
Eine mehrfach größere Leistung wäre zu erzielen durch Erhöhung
der Ampere-Windungszahlen der Magnetspulen bei Vertiefung der
Nuten im Stator, sowie Anpassung der Transistoren und Thyri
storen der elektronischen Schaltung an den Verbraucherstrom
und an die genormten Akku-Spannungen.
Ein nach vorgenanntem Prinzip entwickelter Magnetkraftmotor
mit beliebiger Leistung ist für stationäre und vor allem mobile
Antriebsarten bestens geeignet. Mit der nötigen Akku-Kapazität
ausgerüstet ist er netzunabhängig und in jeder Beziehung um
weltfreundlich. Parallel dazu kann - mit Solarenergie - ein
weiterer Akku aufgeladen und bei Bedarf mit dem in Betrieb
befindlichen ausgetauscht werden.
Bild 2 A. Steuerwalze mit Reflektorstreifen: Süd- und Nordpol,
B. Platineunterkante: Reflex-Transistoren,
C. Magnetpole des Stators: Südpol-Nordpol,
D. Magnetpole des Rotors: Südpol-Nordpol.
B. Platineunterkante: Reflex-Transistoren,
C. Magnetpole des Stators: Südpol-Nordpol,
D. Magnetpole des Rotors: Südpol-Nordpol.
Claims (1)
- Der Magnetkraftmotor besteht aus einem Elektromagnetsystem bei dem ausschließlich der Anziehungs- und Abstoßungseffekt von Magnetpolen genutzt wird. So stehen sich im Stator und Rotor gleich viele und gleich starke Magnetpole gegenüber, die im Stator - bei Ablenkung der Rotor-Magnetpole mit der an der Ro torwelle befestigten Steuerwalze über den elektronischen Kol lektor - eine synchrone Verschiebung der Magnetfelder bewirkt und dadurch eine andauernde Drehbewegung des Rotors ermöglicht, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- 1. Bei einem 4poligen Magnetkraftmotor besteht der Statorinnen kreis aus 36 einzeln anzusteuernden Elektromagnete aus denen 4 Magnetpole gebildet werden durch je 6 nebeneinander liegen den Elektromagnete mit der Polaritätsfolge Südpol-Nordpol- Südpol-Nordpol. Die zwischen den Magnetpolen liegenden drei Elektromagnete bilden jeweils den Umpolungsbereich und sind unbeschaltet.
- 2. Über den aus 36 Platinen bestehenden elektronischen Kollektor erfolgt bei Ablenkung des Rotors und damit der Steuerwalze im Stator eine synchrone Verschiebung der Magnetfelder und der Magnetpol-Polarität.
- 3. Die elektronische Schaltung auf der Platine hat 2 Eingänge mit je einem Reflex-Transistor und einen Ausgang, an dem ein Stator-Elektromagnet angeschlossen ist. Bei Reflexion eines Reflex-Transistors tritt am Ausgang eine Spannung auf, die den Elektromagneten z. B. zu einem Südpol, der andere Reflex- Transistor dagegen durch umgekehrten Stromfluß zum Nordpol macht.
- 4. Mit den an ihrem Außenumfang angebrachten Reflexstreifen übt die Steuerwalze die Funktion eines berührungslosen Schaltens der in zwei Kreisebenen plan liegenden Reflex-Transistoren im Rohrinnern des elektronischen Kollektors aus.
- 5. Auf dem Rotorumfang mit je 90 Grad Zwischenraum befinden sich 4 Weicheisen-Magnetpolschenkel mit je einer Polbogenlänge von 60 Grad. Ihre Magnetspulen über Schleifringe mit Gleichstrom versorgt, ergeben bei Hintereinanderschaltung eine stete Ma gnetpol-Polaritätsfolge Südpol-Nordpol-Südpol-Nordpol.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883802373 DE3802373A1 (de) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | Magnetkraftmotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883802373 DE3802373A1 (de) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | Magnetkraftmotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3802373A1 true DE3802373A1 (de) | 1988-08-04 |
Family
ID=6346099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883802373 Withdrawn DE3802373A1 (de) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | Magnetkraftmotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3802373A1 (de) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1408784A (fr) * | 1964-07-06 | 1965-08-20 | Moteur digital | |
DE2133489B2 (de) * | 1971-07-06 | 1974-12-19 | W Schade | Elektronisch gesteuerte kollektorlose Gleichstrommaschine |
DE2942823A1 (de) * | 1978-11-08 | 1980-05-22 | Faulhaber Fritz | Gleichstrom-kleinmotor |
EP0094978A1 (de) * | 1982-05-24 | 1983-11-30 | Magnet-Motor Gesellschaft für magnetmotorische Technik mbH | Rotatorische, elektrische Maschine |
-
1988
- 1988-01-27 DE DE19883802373 patent/DE3802373A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR1408784A (fr) * | 1964-07-06 | 1965-08-20 | Moteur digital | |
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