Zum Thema: Hocheffiziente elektrische Maschinen, wie Energiesparmaschinen
und hochstdynamische Antriebe, nach dem Luftspulenprinzip
(aus der Internetseite: http://www.sternen-motoren.de/gewinne.htm)
Aus dem Gewinnbeispiel 6:
6. Schlussbetrachtung
Eine elektromagnetische Erregung ist auch bei der Doppel-Scheibenmaschine
optimal axial anzubringen, wie es in [1],
S.589 zu sehen ist und die Wechselstrommaschine
von Siemens und Halske, der ersten sehr erfolgreich und in großer
Zahl eingesetzten Luftspulenscheibenmaschine aus dem Jahr 1878 [12],
zeigt. Auch eine später über Jahrzehnte erfolgreich eingesetzte
französische
Dynamomaschine mit Luftspaltwicklung von Desroziers [13] verwendete
diese Technik.
Wie das Gewinnbeispiel 4
(Bild 3 und 4) [14] zeigt, spart die Ausführung der Doppel-Scheibenmaschinen
allein durch die bessere Kupfernutzung und den raumsparenden Aufbau 50%
Maschinenvolumen, gegenüber einer herkömmlichen permanenterregten
Trommelmaschine gleichen Durchmessers. Diese axiale Volumeneinsparung
kann für die erhöhte elektromagnetische Erregung (aufgrund des
verlängerten Luftspaltes bei Luftspulenmaschinen) genutzt werden.
Darüber hinaus kann die elektromagnetische Erregung auch hochwirksam
mit einer gefalteten Erregerspule z.B. als Innenpolerregung (siehe am
Beispiel der Linearmaschine [15]) ausgelegt werden, welches
den Vorteil der fast 100% Kupfernutzung, sowohl in der Erregerspule als
auch in der Ankerspule, der Maschine bringt. Die Energiezufuhr für
die Innenpole würde dann beispielsweise durch eine Hohlwelle oder
-achse erfolgen.
Auch die Anwendung einer gemischten elektro- und permanentmagnetischen
Erregung wäre vorteilhaft. So kann man einerseits ein relativ kleines
Maschinenvolumen erreichen und gleichzeitig die Kosten für Magneten
beschränken.
Da sich bezüglich der Bedeutung der Anschaffungskosten und des Wirkungsgrades
von elektrischen Maschinen im Moment ein Bewusstseinswandel bei den Maschinenanwendern
vollzieht (Fachaufsatz
1, Einführung, [16]), ist eine permanenterregte Lösung
zu bevorzugen.
Durch die Vergleichsberechnungen und die angegeben Möglichkeiten
der weiteren Optimierung, ist bewiesen, dass Luftspulenmaschinen hoher
Leistung auch auf engstem Raum Platz finden, so dass sie bei gleicher
Leistung kleiner ausgelegt werden können als herkömmliche Eisenmaschinen
und dabei naturgemäßer weise leichter sind und höchste
Wirkungsgrade aufweisen.
Auch aufgrund weiterer Forschungsergebnisse
[10] und [11]
ist anzunehmen, dass Luftspulenmaschinen nach dem Luftspulenprinzip, in
der Ausführung mit permanenterregter und auch mit elektromagnetischer
Erregung, kleiner sind als Eisenmaschinen gleicher Leistung und dabei
wesentlich bessere Maschineneigenschaften haben.
Der Nachweis der kleinen Baugröße wurde anhand einer Drehstromwicklung
mit der geringen Spulenzahl von 12 Spulen als Synchronmaschine geführt.
Darüber hinaus gilt das Ergebnis auch für Asynchronmaschinen,
die nach dem Luftspulenprinzip aufgebaut sind [17] und vielfältige
Ausführungsformen haben.
Eine Variante einer Asynchronmaschine ist eine Doppel-Scheibenmaschine,
bei der die Primärwicklung eine Luftspule ist, die um die mittlere
Scheibe herumgefaltet ist. Die Mittlere Scheibe trägt (beherbergt)
die Kurzschlusswicklung in Form einer gefalteten Spule (ähnlich der
Primärwicklung). Die Kurzschlusswicklung ist entweder im Eisenblechpaket
eingelassen oder wird nur von diesem getragen, so dass sie selbst eine
Luftspule ist. Die äußeren Scheiben der Maschine sind entweder
ebenfalls Kurzschlussläufer wie die mittlere Scheibe oder sie sind
Reluktanzläufer. Eine andere vorteilhafte Variante ist, dass sie
Permanentmagneten tragen. Durch die Permanentmagneten wird ein Teil des
Primärfeldes verlustlos zur Verfügung gestellt. Dies erhöht
die Effizienz der Maschine erheblich.
Nicht alle Varianten der Asynchronmaschinen, so wie die beschriebene,
sind derzeit auf der Internetseite (Asynchronmaschinen
[17]) ersichtlich. Bitte nehmen Sie zu mir Kontakt auf, ich informiere
Sie gerne.
Literatur:
[1] Thompson Silvanus P., Dynamoelektrische Maschinen Bd.II, S. Verlag Wilhelm Knapp 1901, S.586-587, S.588-589, S.590-591 (S.586-591 im Pdf-Format zum Ausdrucken)
[2] Bobzin Jörg, Methode der Vergleichsberechnung,
(http://www.sternen-motoren.de/methode.htm)
[3] Bobzin Jörg, Fachaufsatz 2, S.4 (http://www.sternen-motoren.de/PDFs/Fach2.pdf)
[4] Chr. Leymann, Abschlußbericht zum Forschungsvorhaben WE 274/75,
eisenloser Gleichstrom-Scheibenläufermotor mit Permanentmagneterregung,
Technische Universität Braunschweig 1985
[5] Kapp Gisbert, Dynamomaschinen für Wechsel- und Gleichstrom, Springer-Verlag,
Oldenbourg-Verlag, 1899, S.603-603,
S.604-605, S.606,
(S.603-606 im Pdf-Format zum Ausdrucken)
[6] Bobzin Jörg, Gewinnbeispiel 4, Punkt 1. und 2.,
(http://www.sternen-motoren.de/gewinne.htm)
[7] Bobzin Jörg, Gewinnbeispiel 4, Bild 5 bis 7,
(http://www.sternen-motoren.de/gewinne.htm)
[8] Bobzin Jörg, Fachaufsatz 1, S.14,15, (http://www.sternen-motoren.de/PDFs/Fach1.pdf)
[9] Bobzin Jörg, Konstruktionsformen der Doppel-Scheibenmaschine, Fig.3-8,
18,19
(http://www.sternen-motoren.de/dop_sche.htm)
[10] Bobzin Jörg, kurz dargestellt im Angebot 3, S. 2 bis 3,
(http://www.sternen-motoren.de/PDFs/Ang3.pdf)
[11] Bobzin Jörg, vertiefend dargestellt im Fachaufsatz 3, S.11 bis
14
(http://www.sternen-motoren.de/PDFs/Fach3.pdf)
[12] Bobzin Jörg, Fachaufsatz 3, Bild 12, (http://www.sternen-motoren.de/fachaufs.htm)
[13] Thompson Silvanus P., Dynamoelektrische Maschinen Bd.II, S. Verlag Wilhelm Knapp 1901, S. 452
[14] Bobzin Jörg, Gewinnbeispiel 4, Bild 3 und 4, (http://www.sternen-motoren.de/gewinne.htm)
[15] Bobzin Jörg, Patentanmeldung 1, Fig.36, (http://www.sternen-motoren.de/patent.htm)
[16] Bobzin Jörg, Fachaufsatz 1, Einführung, (http://www.sternen-motoren.de/fachaufs.htm)
[17] Bobzin Jörg, Asynchronmaschinen, (http://www.sternen-motoren.de/asynch.htm)
Autor:
Dipl.-Ing. Jörg Bobzin ist Forscher und Entwickler von hocheffizienten
elektrischen Maschinen und ganzheitlicher Wissenschaft und Technik