Electromagnetic energy converter based on the claw pole principle

Abstract

ZusammenfassungDieser Beitrag stellt einen elektrodynamischen Wandler vor, der im Vergleich zu konventionellen E‑Maschinen wettbewerbsfähige Betriebseigenschaften aufweist, beliebig skalierbar und kostengünstig herzustellen ist. Der Wandler ist geeignet, in vielfältigen Anwendungen als effizienter und effektiver Generator oder Motor eingesetzt zu werden. Der hier vorgestellte prototypische Wandler ist eine zweiphasige Außenläufer-Zahnpolmaschine mit permanenterregtem Rotor und Ringspulen am Stator. Die Maschine ist an das Klauenpolprinzip angelehnt und besitzt Zahnpolpaare. Der Versatz der beiden Teilsysteme zueinander beträgt elektrisch 90°, und sie erzeugen jeweils ein zeitlich pulsierendes Drehmoment. Die Rotorzahnreihen jedes Systems weisen jeweils einen elektrischen Versatz von 180° zueinander auf. Ein weichmagnetischer Kompositwerkstoff wird verwendet, um den magnetischen Fluss in allen drei Raumrichtungen führen zu können. Der Prototyp generiert pro Spule bei einer Drehzahl von 1500 U/min eine Spannung von 30 V und erzeugt eine extrapolierte Wirkleistung von 350 W.