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TU Berlin

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Klauenpolgenerator

Dreidimensionales CAD-Modell des Aufnehmers
Lupe
Prototyp
Lupe

Patent 14020/TUB

Diese Erfindung bietet einen Generator, der mechanische in elektrische Energie umwandelt und beispielsweise in elektronischen Türschließsystemen und Energiewandlungssystemen zur Anwendung kommt.

Hintergrund

Für die Wandlung von mechanischer in elektrische Energie sind bereits eine Vielzahl unterschiedlichster Generatoren bekannt. Eine Form sind die sog. Transversalflussmaschinen, und eine Spezialform die Klauenpolgeneratoren. Auf Grund ihres komplexen Aufbaus, der sich in der komplizierten Geometrie der flussführenden Teile begründet, sind diese sehr aufwendig und teuer in der Fertigung. Bislang werden Sie daher in großen Mengen nur in Lichtmaschinen von Fahrzeugen eingesetzt. Ein weiterer großer Nachteil bisheriger Klauenpolgeneratoren ist ihr hohes Rastmoment.

Technische Beschreibung

Erste Ergebnisse Ein Prototyp des Generators wurde am Fachgebiet der TU Berlin aufgebaut und vermessen. Das dabei ermittelte Rastmoment ist deutlich kleiner als bei anderen Klauenpolgeneratoren dieser Größe und stellt für den Betrieb keinerlei Einschränkung dar. Weitere Reduktionen des Rastmomentes könnten sicher durch eine erhöhte Fertigungsgenauigkeit erreicht werden. Ebenfalls wurden die effektive Klemmspannung sowie die abgegebene Leistung bei variabler Drehzahl für unterschiedliche elektrische Belastungen untersucht. Dabei sind Klemmspannung und abgegebene Leistung erwartungsgemäß von der gewählten Belastung abhängig. Zum Erreichen der maximalen Leistung ist eine Anpassung der Last an die Impedanz des Generators erforderlich. Der Vorteil des Klauenpolgenerators gegenüber anderen Bauformen ist dessen hohe Polteilung. Notwendige Spannungen werden somit schon bei relativ geringen Drehzahlen erreicht.

Vorteile

  • Geringes Rastmoment
  • Autarke Energiegewinnung
  • Einfacher Aufbau
  • Kostengünstige Fertigung
  • Verwendung als Motor möglich

Anwendungsmöglichkeiten

Der Generator kann in folgenden Bereichen eingesetzt werden: verschiedene sensorische Anwendungen, Energy-Harvesting-Systeme, Unterhaltungselektronik, elektronische Türschließsysteme und Energiewandlungssysteme.

Auch wenn bereits vielfältige Lösungen existieren, steigt doch stetig die Nachfrage nach miniaturisierten Generatoren die Kleinverbraucher möglichst autark mit Energie versorgen können.

Dazu wurde dieser elektrodynamische Wandler in Klauenpolausführung mit deutlich verbesserten Betriebseigenschaften entwickelt, der einfach und kostengünstig herstellbar, sowie problemlos miniaturisierbar ist. Im Gegensatz zu bekannten Generatoren weist dieser einen speziellen Aufbau mit zwei durchgängig in eine Richtung axial magnetisierten Magneten und zwei zueinander versetzt angeordneten Klauen auf. Zudem liegt der Luftspalt immer zwischen 2 flussführenden Weicheisen-Bauteilen und ist somit sehr genau einstellbar. Durch die Verwendung der zwei Klauen kann die Summe der magnetischen Widerstände nahezu konstant gehalten werden, wodurch sich ein nur äußerst geringes Rastmoment ergibt. 

Möglichkeiten der Zusammenarbeit

  • F&E Kooperation
  • Lizenzierung
  • Patentkauf

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Lizenzmanagerin

Ina Krüger
+49 (0)30 314-75916