Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ringgenerator mit niedriger Drehzahl für Wasser- oder Windräder, nach dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1, mit einem Rotor als Ringelementekranz, gebildet durch modulare Rotorsegmente, kraftschlüssig verbunden mit einem an- treibbaren Radkranz mit zentraler Drehachse und als Stator konzent risch zugeordnete in Drehrichtung des Rotors ortsfeste sowie in Richtung der Rotorachse beweglich angeordnete Statorsegmente mit ei nem Durchlaufschlitz, gebildet durch beiderseitig des durchlaufenden Ringelementekranzes angeordnete Eisenjocheinheiten mit elektrischen Spulen.

Anordnungen dieser Art sind nach der DE 102017010937 Al bekannt und dienen zur Stromerzeugung im getriebelosen Niedrigdrehzahlbe reich von beispielsweise fünf Umdrehungen je Minute, dabei weisen sie zur Erreichung einer hohen Umlaufgeschwindigkeit bei geringer Drehzahl sehr große Durchmesser des Rotors auf, der als Polrad mit wechselnder Polung umlaufend über den gesamten Ringelementekranz mit Permanentmagneten verteilt bestückt ist. Der Rotor wird nur in Teil bereichen seines Umfanges von Statorsegmenten überdeckt, deren An zahl sich nach der mechanischen Leistung der primären Rotationsma schine richtet, die in elektrische Energie gewandelt werden soll.

Bei dieser gattungsgemäßen Ausbildung bestehen wesentliche Nach teile, weil der gesamte Ringelementekranz mit Permanentmagneten be stückt werden muss, obwohl nur eine kleine Anzahl von ihnen zeit gleich beim Durchlaufen der Statorsegmente aktiv zur Stromerzeugung genutzt wird.

Testreihen mit einem Rotordurchmesser von 2 Metern ergaben wegen der zu geringen Umlaufgeschwindigkeit einen Wirkungsgrad von nur ca. 70 % bei der Umsetzung von mechanischer in elektrische Energie. Dabei war ein sehr unruhiger Lauf durch starke Polrastmomente zu verzeich nen.

Handelsübliche Generatoren kleinerer Bauart mit größeren Drehzahlen, hoher Umlaufgeschwindigkeit und einer großen Anzahl von Magnetfeld wechseln erreichen Wirkungsgrade von annähernd 90 %.

Nachteilig führt eine erforderliche deutliche Vergrößerung des Rin- gelementekranz-Durchmessers mit daraus folgender höherer Umlaufge schwindigkeit sowie einer größeren Anzahl von Magnetfeldwechseln zu einem noch größeren Verbrauch an Permanentmagneten. Wegen der Anzie hungskraft der Permanentmagnete besteht eine erschwerte Handhabung der mit ihnen bestückten Rotorsegmente bei Herstellung, Transport und Montage auf der Baustelle. Nachteilig muss der Ringelementekranz mit Schutzkapseln umbaut werden, damit ein magnetisches Anhaften ei senhaltiger Partikel aus Luft oder Wasser oder durch Bewurf mit bei spielsweise Eisennägeln infolge von Vandalismus am Ringelementekranz ausgeschlossen ist.

Nachteilig weisen die Statorsegmente einzeln mit elektrischen Spulen umwickelte Spulenzähne auf, was eine große Kupfermasse zur Folge hat mit großem Gewicht und hohen Investitionskosten. Das große Gewicht der Statorsegmente erschwert deren Transport und ihre Montage auf der Baustelle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei Ringgeneratoren mit niedriger Drehzahl die Anzahl der Magnetfeldwechsel wesentlich zu erhöhen um dadurch den Wirkungsgrad des Ringgenerators zu verbessern und einen effektiven Materialeinsatz zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Ringgenerator mit den Merkma len des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß weisen die Rotorsegmente des Ringelementekranzes ferromagnetische Elemente auf, denen zu bei den Seiten des Rotors in den Statorsegmenten Eisenjocheinheiten zu geordnet sind, mit denen mindestens ein Permanentmagnet verbunden ist und jede elektrische Spule gebildete Spulenzähne von mindestens zwei getrennten Eisenjocheinheiten gemeinsam umfasst, wobei die nebeneinander zugeordneten Eisenjocheinheiten jeweils mit einer ge genüberliegenden Eisenjocheinheit einen eigenen Magnetkreis bilden.

Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die mit Permanent magneten verbundenen Eisenjocheinheiten unter Ausnutzung eines einge sparten Spulenwickelraumes nebeneinander angeordnet von einer elektrischen Spule gemeinsam umfasst werden und sie damit vorteilhaft frequenzbestimmend für den Ringgenerator eine hohe Anzahl von Magnet feldwechseln ohne Erhöhung der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors be wirken, wobei im Ringelementekranz angeordnete ferromagnetische Ele mente beim Durchlaufen eines Statorsegmentes den Zwischenraum zwi schen den jeweiligen Spulenzähnen im Wechsel so schließen, dass ein magnetischer Kreis mit der gegenüberliegenden Eisenjocheinheit ent steht, dessen magnetisches Feld im ständigen Richtungswechsel induk tiv auf die elektrische Spule wirkt und eine elektrische Wechselspan nung erzeugt.

Vorteilhaft bewirkt die Wicklung des Spulenstranges um mehrere Spu lenzähne eine große Einsparung an Kupfergewicht und Investitionskos ten gegenüber einer Umwicklung der Spulenzähne mit Einzelspulen, wodurch ein ressourcenschonender und effektiver Materialeinsatz ge währleistet wird. Vorteilhaft wird das Transport- und Montagegewicht der Statorsegmente minimiert.

Der vom Ringgenerator erzeugte Wechselstrom wird beispielsweise im Bereich der erneuerbaren Energien üblicherweise von einem Umrichter / Wechselrichter zu netzfähigem Strom (50 Hz) verarbeitet, wobei der Wechselstrom zunächst in Gleichstrom umgewandelt werden muss.

Vorteilhaft wirkt sich die höhere Frequenz des vom Ringgenerator er zeugten Wechselstroms glättend auf die Oberwelligkeit des gleichge richteten Feldes aus, so dass der Einsatz von zu Verschleiß neigen den teuren Kondensatoren minimiert werden kann.

Ferner wird hierbei ermöglicht, dass die Rotorsegmente keine Perma nentmagnete, sondern ferromagnetische Elemente aufweisen, die res sourcenschonend und kostengünstig einen effektiven Materialeinsatz gewährleisten und dadurch den Bau von Ringelementekränzen größeren Durchmessers mit dadurch hoher Umfangsgeschwindigkeit sowie einer großen Anzahl von Magnetfeldwechseln ermöglichen.

Vorteilhaft weisen die ferromagnetischen Elemente des Ringelemen tekranzes keine eigenen Magnetkräfte auf, wodurch vorteilhaft keine Zusatzkonstruktionen wie Schutzumhüllungen benötigt werden, da ein magnetisches Anhaften eisenhaltiger Partikel aus Luft oder Wasser oder durch Bewurf mit beispielsweise Eisennägeln infolge von Vanda lismus am Ringelementekranz ausgeschlossen ist.

Vorteilhaft zeichnen sich die Rotorelemente durch eine besonders einfache Handhabung bei Herstellung, Transport und Montage auf der Baustelle aus, da sie keine hinderlichen magnetischen Kräfte aufwei sen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 8 gekennzeichnet.

Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

In den folgenden Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung stark vereinfacht schematisch dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine Gesamtdarstellung eines Generators mit Ringelemen tekranz als Rotor und ortsfesten Statorsegmenten.

Figur 2 eine Teilansicht eines Rotorsegmentes mit ferromagnetischen Elementen.

Figur 3 einen Querschnitt durch ein Rotorsegment in Schnittebene C- C der Figur 5, bestehend aus Kunststoff mit darin eingebet teten ferromagnetischen Elementen.

Figur 4 den Querschnitt durch ein Rotorsegment in Schnittebene C-C der Figur 5, bestehend aus ferromagnetischem Material mit erhaben ausgeformter Elementstruktur und einer Teilumhül lung aus Kunststoff.

Figur 5 eine Teilansicht eines Rotorsegmentes, kraftschlüssig ver bunden mit einem Radkranz aus Winkel-Profilstahl. Figur 6 einen Horizontalschnitt durch ein Statorsegment in Schnitt ebene B-B der Figur 1, gebildet durch beiderseitig des Rin gelementekranzes angeordneten Eisenjocheinheiten mit elektrischen Spulen und je einem verbundenen Permanentmag neten sowie die Darstellung eines Magnetkreises in der un teren Hälfte der Eisenjocheinheiten.

Figur 7 einen Horizontalschnitt durch zwei Eisenjocheinheiten mit Spulen und je einem verbundenen Permanentmagneten sowie den Ringelementekranz mit zwei ferromagnetischen Elementen in Schnittebene B-B der Figur 1 und die Darstellung eines Mag netkreises in der oberen Hälfte der Eisenjocheinheiten.

Figur 8 eine Schnittdarstellung parallel zum ferromagnetische Ele mente aufweisenden Ringelementekranz durch drei radial ne beneinander angeordnete Eisenjocheinheiten in Schnittebene E-E der Figur 7 mit einer gemeinsam umfassenden elektri schen Spule.

Figur 9 eine Seitenansicht von drei radial nebeneinander angeordne ten Eisenjocheinheiten mit jeweils einem verbundenen Perma nentmagneten und einer gemeinsam umfassenden elektrischen Spule.

Figur 10 einen Horizontalschnitt durch zwei Eisenjocheinheiten mit Spulen und je zwei verbundenen Permanentmagneten sowie den Ringelementekranz mit zwei ferromagnetischen Elementen in Schnittebene B-B der Figur 1 und die Darstellung eines Mag netkreises in der unteren Hälfte der Eisenjocheinheiten.

Figur 11 eine Schnittdarstellung parallel zum ferromagnetische Ele mente aufweisenden Ringelementekranz durch drei parallel nebeneinander angeordnete Eisenjocheinheiten in Schnitt ebene E-E der Figur 10 mit einer gemeinsam umfassenden elektrischen Spule.

Figur 12 eine Seitenansicht von drei parallel nebeneinander angeord neten Eisenjocheinheiten mit jeweils zwei verbundenen Per manentmagneten und einer gemeinsam umfassenden elektrischen Spule.

Figur 13 eine perspektivische Darstellung der Anordnung von ferro magnetische Elemente aufweisendem Ringelementekranz (Aus schnitt) sowie einander gegenüberliegenden Eisenjocheinheiten mit verbundenen Permanentmagneten und mit jeweils einer gemeinsam umfassenden elektrischen Spule,

Figur 14 eine Schnittdarstellung parallel zum ferromagnetische Ele mente aufweisenden Ringelementekranz durch das Gehäuse ei nes Statorsegments in Schnittebene E-E der Figur 6 mit drei im Gehäuse angeordneten Bündeln aus je drei Eisenjochein heiten mit je einer gemeinsam umfassenden elektrischen Spule und Teilungswinkeln zur Schaltung eines elektrischen Drehfeldes.

Figur 15 ein mittelschlächtiges Wasserrad mit modularem integriertem Ringgenerator und breiten Rotorsegmenten mit vier Reihen ferromagnetischer Elemente nebeneinander.

Figur 16 eine Schnittdarstellung parallel zum ferromagnetische Ele mente aufweisenden Ringelementekranz durch drei parallel nebeneinander angeordnete Eisenjochpaare in Schnittebene E- E der Figur 6, wobei jedes Eisenjochpaar ist durch einen Permanentmagneten zu einer Einheit verbunden ist und drei Eisenjocheinheiten eine gemeinsam umfassende elektrische Spule aufweisen.

Figur 17 einen Horizontalschnitt durch zwei Eisenjocheinheiten in Schnittebene B-B der Figur 1, bestehend aus je einem Eisen jochpaar mit Spule und je einem verbundenen Permanentmagne ten sowie den Ringelementekranz mit zwei ferromagnetischen Elementen und die Darstellung eines Magnetkreises in der linken Hälfte der Eisenjocheinheiten.

Figur 18 einen Horizontalschnitt durch zwei Eisenjocheinheiten in Schnittebene B-B der Figur 1, bestehend aus je einem Eisen jochpaar mit Spule und je einem verbundenen Elektromagneten sowie den Ringelementekranz mit zwei ferromagnetischen Ele menten und die Darstellung eines Magnetkreises in der lin ken Hälfte der Eisenjocheinheiten.

Figur 19 eine Schnittdarstellung parallel zum Ringelementekranz durch drei parallel nebeneinander angeordnete Eisenjoch paare in Schnittebene E-E der Figur 6. Jedes Eisenjochpaar ist durch einen Elektromagneten zu einer Einheit verbunden und drei Eisenjocheinheiten weisen eine gemeinsam umfas sende elektrische Spule auf. Figur 20 eine Gesamtdarstellung eines Generators mit Ringelemen tekranz als Rotor und ortsfesten Statorsegmenten am Bei spiel eines offshore-Windrades.

Bei den in den Figuren 1 bis 20 - auf die im weiteren Fortgang der Beschreibung zugleich Bezug genommen wird - dargestellten Ausbildun gen von Ringgeneratoren wird gewährleistet, dass eine vorteilhaft große Anzahl von Magnetfeldwechseln beim Durchlaufen eines Rotorseg mentes 1 durch einen Durchlaufschlitz zwischen Statorsegmenten 3 be wirkt wird und einen hohen Wirkungsgrad des Ringgenerators bei der Wandlung der mechanischen Energie einer primären Rotationsmaschine in elektrische Energie ergibt.

Die Figur 1 illustriert eine Ausführungsform eines nicht bezeichne- ten Ringgenerators mit einem antreibbaren Radkranz 2, an dem eine Vielzahl von umfangsseitig aneinander gefügten, modularen Rotorseg menten 1 zur Schaffung eines im Wesentlichen kreisringförmigen Rin gelementekranzes 2a befestigt sind. Der Ringelementekranz 2a bildet einen Rotor 2b des Ringgenerators aus. Eine exemplarische Drehrich tung des Ringelementekranzes 2a um eine zentrale Drehachse 20 einer Rotorachse 21 bzw. Rotorwelle des Radkranzes 2 ist in Relation zu den Statorsegmenten 3 des Ringgenerators repräsentativ für alle wei teren, nachfolgenden Ausführungsformen von Ringgeneratoren mit dem Bezugszeichen D versehen.

Die aneinander gereihten Statorsegmente 3 bilden einen Stator 3a aus, durch den der Ringelementekranz 2a zur Stromerzeugung drehend hindurch läuft. In die Rotorsegmente 1 ist jeweils eine Vielzahl von nicht durchgängig bezeichneten ferromagnetischen Elementen 5 einge bettet. Die ferromagnetischen Elemente 5 sind beispielhaft in drei kreisförmigen, zueinander konzentrischen, hier nicht bezeichneten Spuren angeordnet. In den beispielhaft drei Spuren sind die ferro magnetischen Elemente 5 jeweils umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet positioniert. Die Spuren jedes Rotorsegments 1 können jeweils dieselbe oder insbesondere im Falle von mehr als drei Spu ren, z.B. vier Spuren, eine unterschiedliche Anzahl von ferromagne tischen Elementen 5 wie die jeweils benachbarte Spur aufweisen. Weiterhin können die ferromagnetischen Elemente 5 in den Spuren um fangsseitig - bei ansonsten gleichen umfangsseitigen Abständen zwi schen den ferromagnetischen Elementen 5 - zueinander versetzt sein. Die ferromagnetischen Elemente 5 in der radial äußersten und der ra dial innersten Spur weisen dieselben Abstände auf, sind aber um fangsseitig zueinander versetzt.

Die ferromagnetischen Elemente 5 können vollständig in die Rotorseg mente 1 eingebettet sein (Figur 3). Alternativ können die ferromag netischen Elemente 5 auch als ein Teil einer nicht bezeichneten fer romagnetischen Tragstruktur der Rotorsegmente 1 des Ringelemen tekranzes 2a ausgestaltet sein, die dann zum Zweck des Korrosions schutzes zumindest bereichsweise mit Kunststoff umhüllt ist, wobei der Kunststoff lediglich eine Teilumhüllung ausbildet. Die ferromag netischen Elemente 5 können in diesem Fall beispielsweise als lokale Verdickungen bzw. Zonen mit einer erhöhten Materialstärke der Trags truktur der Rotorsegmente 1 bzw. des Rotorelementekranzes 2a ausge führt sein (Figur 4). Die Rotorsegmente 1 können mit einem Kunst stoff gebildet sein, in den die ferromagnetischen Elemente 5 zur Ge währleistung des Korrosionsschutzes allseitig eingebettet sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine große Anzahl von Mag netfeldwechseln vorteilhaft dadurch erreicht, dass im Statorsegment 3 Eisenjocheinheiten 7 direkt nebeneinander angeordnet sind und de ren Spulenzähne 6 von einer elektrischen Spule 4 gemeinsam umfasst werden (Figur 8 und Figur 13). Nach dem Stand der Technik werden Spulenzähne von Ringgeneratoren einzeln mit elektrischen Spulen um wickelt. Der hier in den Eisenjocheinheiten 7 der Statorsegmente 3 gewonnene Spulenwickelraum ermöglicht es, die Eisenjocheinheiten 7 frequenzbestimmend so dicht nebeneinander zu positionieren, dass ihr Teilungswinkel auf 2/3 der Rotorteilung eingestellt werden kann, wodurch die Anzahl der Magnetfeldwechsel vorteilhaft um 50% erhöht wird.

Mit den Eisenjocheinheiten 7 ist jeweils ein Permanentmagnet 8 ver bunden und es entsteht ein Magnetkreis M, sobald zwei ferromagneti sche Elemente 5 des Rotorsegmentes 1 diesen schließen (Figur 6 und 7). Die ferromagnetischen Elemente 5 schließen vorteilhaft paarweise im periodischen Wechsel den unteren und den oberen Magnetkreis, wodurch in der betreffenden Spule 4 eine Wechselspannung induziert wird. Die axial beabstandet gegenüberliegenden Eisenjocheinheiten 7 des Statorsegments 3 bilden einen annähernd U-förmigen Durchlauf schlitz S aus, in den das Rotorsegment 1 radial zumindest ab schnittsweise und zumindest geringfügig spielbehaftet eingreift. Der Magnetkreis M ist hierbei mit einer umlaufenden, gestrichelten Linie dargestellt (Figur 6). In dieser bevorzugten Ausführung weist der Ringelementekranz 2a aus Rotorsegmenten 1 ferromagnetische Elemente 5 auf, die vorteilhafterweise vollständig in eine tragende Kunst stoffStruktur korrosionsgeschützt eingebettet sind (Figur 2 und 3).

KunststoffOberflächen der Rotorsegmente 1 und der Statorsegmente 3 bilden im Zusammenwirken vorteilhafterweise eine reibungsarme Gleit lagerführung aus. Die einander zugewandten (Kunststoff-)Oberflächen 30, 32 des hier dargestellten Rotorsegments 1 weisen der besseren zeichnerischen Übersicht halber nicht bezeichnete Gleitebenen auf, die hier lediglich exemplarisch jeweils um eine geringe Gleitfilmdi cke G _FI ,2 von Gleitlagerebenen 34, 36 der jeweils zugeordneten, einan der gegenüberliegenden Eisenjocheinheiten 7 des zugehörigen Stator segments 3 axial geringfügig beabstandet sind (Figur 6). Alternativ kann die Gleitfilmdicke G _FI ,2 auch jeweils nahezu null sein, so dass die Gleitlagerebenen 34, 36 der Eisenjocheinheiten 7 die (Kunst stoff-)Oberflächen 30, 32 des Rotorsegments 1 praktisch unmittelbar berühren.

Darüber hinaus ist das Statorsegment 3 bevorzugt mittels eines Ge lenks 40 an eine ortsfeste Tragkonstruktion 42 angebunden. Das Ge lenk 40 gestattet zumindest eine Verschiebbarkeit des Statorsegments 3 in Richtung bzw. entlang der Drehachse 20 des Ringelementekranzes 1, um Auslenkungen des Rotors 2b beim Umlauf zu kompensieren und um einen möglichst widerstandsfreien Lauf zu gewährleisten (wie mit den lediglich teilweise bezeichneten kleinen schwarzen Pfeilen 44 ange deutet ist). Weiterhin kann - zumindest im Fall einer Verwendung des Ringgenerators an einem Wasserrad oder einer Wasserturbine - ein re versibles, rollengeführtes, lediglich in Figur 1 angedeutetes Spachtel- und/oder Bürstensystem mit einem Wasserstrahl zur Wasser schmierung vorgesehen sein. Das Spachtel- und/oder Bürstensystem 46 ist vorzugsweise im Bereich eines Einlaufs 48 des Ringelementekran zes 1 in Statorsegmente 3 platziert. Infolgedessen ist eine Kontami nation des DurchlaufSchlitzes S mit reibungserhöhenden Fremdparti keln ausgeschlossen (Figur 1, 6).

In dieser Ausführung werden aus Trafo-Kernblechen geschichtete Ei senwerkstoffbleche als ferromagnetische Elemente 5 in die Rotorseg mente 1 eingesetzt. Ein Teilungswinkel oczwischen den Spulenzähnen 6 der Eisenjocheinheiten 7 beträgt hier beispielhaft jeweils etwa 2°, während zwischen den ferromagnetischen Elementen 5 in der mittleren Spur des Rotorsegments 1 ein Teilungswinkel ß von exemplarisch 3° besteht (Figur 8, 13).

Eine weitere Erhöhung des Wirkungsgrades des Ringgenerators und der Anzahl von Magnetfeldwechseln kann vorteilhaft dadurch erreicht wer den, dass der Ringelementekranz aus Statorsegmenten 1 im Durchmesser vergrößert wird (Figur 15 und 20) und damit seine Umfangsgeschwin digkeit in vorteilhafter Weise ansteigt. Die Rotorsegmente 1 aus Kunststoff mit den eingebetteten ferromagnetischen Elementen 5 sind auf vorteilhafte Weise mit geringen Investitionen in großer Zahl herstellbar, da auf Ressourcen wie seltene Erden verzichtet werden kann und dadurch ein effektiver Materialeinsatz gewährleistet wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird jeweils eine Ei senjocheinheit 7 mit zwei Permanentmagneten 8 verbunden (Figur 10), was vorteilhaft eine Erhöhung der Magnetfeldstärke bewirkt. Die Ei senjocheinheiten 7 werden zu diesem Zweck parallel zueinander posi tioniert (Figur 11 und 12), was sich günstig auf das Wickeln der elektrischen Spulen 4 auf rechteckigen Spulenkörpern in der Serien vorfertigung auswirkt. Aufgrund des großen Durchmessers des Ringele mentekranzes wird die Krümmung der Rotorsegmente 1 durch die enge Stellung der Eisenjocheinheiten 7 kompensiert. Zwischen unmittelbar benachbarten Eisenjocheinheiten 7 besteht ein Winkel ocvon etwa 1,6° und zwischen direkt aufeinanderfolgenden ferromagnetischen Elementen 5 in einer mittleren Spur besteht jeweils ein Abstand von a bei einem Teilungswinkel ß von ungefähr 2,4° (Figur 11, 12). Die kom pakte Anordnung von Eisenjocheinheiten 7 und elektrischen Spulen 4 erlaubt eine besonders raum- und gewichtssparende Bauweise des Sta torsegmentes 3, was sich vorteilhaft auf Transport und Montage auf der Baustelle auswirkt und vorteilhaft einen effektiven Materialein satz gewährleistet.

Ausweislich von Figur 14 liegt ein Winkel g zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarten Eisenjocheinheiten 7 bei ca. 1,6° und ein Winkel d zwischen jeweils umfangsseitig aufeinanderfolgenden ferro magnetischen Elementen 5 beträgt in der mittleren Spur etwa 2,4°, wobei deren umfangsseitiger Abstand a ist (Figur 14). Jeweils drei Eisenjocheinheiten 7 des Statorsegments 3 tragen wiederum eine ge meinsame Spule 4. Zwischen jeweils zwei umfangsseitig unmittelbar aneinander liegenden Eisenjocheinheiten 7 innerhalb des Statorseg ments 3 besteht ein Abstand x, wobei die Beziehung x = a - a/3 gilt. Ein Teilungswinkel e zwischen zwei direkt umfangsseitig benachbarten Spulen 4 bzw. der jeweils mittleren Eisenjocheinheit 7 ergibt sich beispielhaft zu etwa 1,2° + l,6°/3, wodurch vorteilhaft eine Dreh feldschaltung der drei Spulen ermöglicht wird (Figur 14).

In einer weiteren Variante sind drei Eisenjochpaare parallel neben einander angeordnet (Figur 16 und 17) und jedes Eisenjochpaar ist bei Ausnutzung eines vorteilhaft besonders großen Zwischenraumes Zi durch einen großen Permanentmagneten 8 zu einer Eisenjocheinheit 7 mit hoher Magnetfelddichte verbunden, dabei weisen die drei Eisen jocheinheiten 7 eine gemeinsam umfassende elektrische Spule 4 auf. Das Rotorsegment 1 weist wiederum eine Vielzahl von ferromagneti schen Elementen 5 auf, die hier abweichend von den vorherigen Aus führungsformen in vier konzentrischen Spuren Si, _, „4 angeordnet sind, wobei zwischen jeweils zwei ferromagnetischen Elementen 5 der beiden inneren Spuren S2,3 in Umfangsrichtung ein Versatz e besteht. Auf grund dessen ergibt sich zwischen jeweils zwei unmittelbar benach barten Eisenjocheinheiten 7 jeweils ein Abstand y = e - e/3. Die Spur S4 liegt radial am weitesten außen, während die Spur Si radial am weitesten innen verläuft. In einer weiteren Ausführungsform sind drei Eisenjochpaare parallel nebeneinander angeordnet (Figur 18 und 19) und jedes Eisenjochpaar ist bei Ausnutzung eines vorteilhaft vergrößerten Zwischenraumes Z2 durch einen großen Elektromagneten 9 zu einer Eisenjocheinheit 7 mit hoher Magnetfelddichte verbunden, dabei weisen die drei Eisen jocheinheiten 7 eine gemeinsam umfassende elektrische Spule 4 auf.

Vorzugsweise kommt diese Variante bei Bauweisen in großer Skalierung (Figur 20) zum Einsatz, bei denen Permanentmagnete in der erforder lichen Größe praktisch nicht verfügbar oder sehr schwer zu handhaben beziehungsweise wirtschaftlich nicht vertretbar zu beschaffen sind.

Es wird die Verbesserung eines Ringgenerators mit niedriger Drehzahl für Wasser- oder Windräder vorgeschlagen, dessen Rotor 2b aus einem Ringelementekranz 2a gebildet ist und modulare Rotorsegmente 1 kraftschlüssig mit einem antreibbaren Radkranz 2 verbunden sind, der eine zentrale Drehachse 20 aufweist. Als Stator 3a sind konzentrisch zugeordnete und in Drehrichtung D des Rotors 2a ortsfeste sowie in Richtung der Rotorachse 21 bewegliche Statorsegmente 3 mit einem Durchlaufschlitz S angeordnet, die durch beiderseitig des durchlau fenden Ringelementekranzes 2a angeordnete Eisenjocheinheiten 7 mit elektrischen Spulen 4 gebildet sind. Um einen hohen Wirkungsgrad als Folge einer großen Anzahl von Magnetfeldwechseln zu erreichen, wer den im Statorsegment 3 mit einem Permanentmagnet 8 verbundene Eisen jocheinheiten 7 unter Ausnutzung des eingesparten Spulenwickelraumes nebeneinander angeordnet und von einer elektrischen Spule 4 gemein sam umfasst. Hierdurch wird die Anzahl der auf diese Spule 4 induk tiv wirkenden Magnetfeldwechsel frequenzbestimmend vorteilhaft deut lich erhöht. Die Rotorsegmente 1 des Ringelementekranzes 2a werden hierbei mit den Magnetkreis M schließenden ferromagnetischen Elemen ten 5 bestückt, wodurch sie mit geringen Investitionen herstellbar sind und ein effektiver Materialeinsatz gewährleistet wird. Bezugszeichenliste

1 Rotorsegment

2 Radkranz (Ringrotor)

2a Ringelementekranz

2b Rotor

3 Statorsegment

3a Stator

4 elektrische Spule

5 ferromagnetisches Element

6 Spulenzahn

7 Eisenjocheinheit

8 Permanentmagnet

9 Elektromagnet

20 Drehachse (Ringelementekranz)

21 Rotorachse

30 Oberfläche (Rotorsegment)

32 Oberfläche (Rotorsegment)

34 Gleitlagerebene (Eisenjocheinheit)

36 Gleitlagerebene (Eisenjocheinheit)

40 Gelenk

42 Tragkonstruktion

44 schwarzer Pfeil

46 Spachtel- und/oder Bürstensystem

48 Einlauf (Rotor in Stator) oc Winkel (Eisenjocheinheit) ß Teilungswinkel (ferromagnetische Elemente)

Y Winkel (Eisenjocheinheit) d Teilungswinkel (ferromagnetische Elemente) e Teilungswinkel a Abstand (ferromagnetische Elemente)

D Drehrichtung e Versatz (ferromagnetischen Elemente)

GFI,2 Gleitfilmdicke

M Magnetkreis

S Durchlaufschlitz

Si,„4 Spur