Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Umwandeln von elektrischer Energie mit mindestens einem Elektromotor und mindestens einem Generator.

Durch die Druckschrift DE 195 33 870 A1 ist ein Lothar Jünger - Stromerzeuger bekannt, wobei sich ein Generator im Anker eines Elektromotors befindet und beide eine gemeinsame Welle besitzen. Damit ist die Idee verwirklicht, den Generator in den Rotor des Elektromotors zu integrieren um somit nutzbare Energie zu erzeugen. Der Elektromotor und der Generator sind dazu bekannte Asynchronmaschinen. Bezüglich der Realisierung wird nur darauf hingewiesen, dass die Radien der beiden Rotoren bei gleichen Längen unterschiedlich sind.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Umwandlung elektrischer Energie so zu schaffen, dass aus einer Drehbewegung gewandelte elektrische Energie wenigstens einem Verbraucher zur Verfügung steht.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die Vorrichtungen zum Umwandeln elektrischer Energie mit mindestens einem Elektromotor und mindestens einem Generator zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass aus einer Drehbewegung gewandelte elektrische Energie wenigstens einem Verbraucher zur Verfügung steht.

Dazu weist der Elektromotor eine drehbar gelagerte Kreisscheibe entweder mit Permanentmagneten oder mit Spulen als Rotor und ringförmig angeordnete Spulen oder Permanentmagnete als Stator auf, wobei die Permanentmagnete und die Spulen jeweils beabstandet zueinander angeordnet sind. Der Generator umfasst einen Rotor und einen Stator, wobei der Durchmesser der Kreisscheibe größer als der Durchmesser des Rotors des Generators sowie die Länge des Rotors des Generators größer als die Dicke der Kreisscheibe sind. Der Stator des Elektromotors und der Stator des Generators sind miteinander verbunden. Der Rotor des Elektromotors und der Rotor des Generators sind miteinander gekoppelt. Weiterhin ist der Generator über eine Steuereinrichtung mit dem Elektromotor und mindestens einem Anschluss zusammengeschaltet, wobei im Betriebszustand die gewandelte Energie des Generators eine Energie zum Betreiben des Elektromotors und eine Energie für wenigstens eines mit dem Anschluss verbundenen elektrischen Verbrauchers ist.

Der Elektromotor ist durch die Anwendung von Spulen und Permanentmagneten permanent erregt, wobei die Drehbewegung durch ein umlaufendes Magnetfeld generiert wird, das durch Ansteuerung von Spulen erzeugt wird. Die Spulen können gegenüber dem Rotor als Stator fixiert sein. Das Magnetfeld wirkt dabei zwischen mindestens einer Spule des Stators und einem Permanentmagneten des Rotors. Das Magnetfeld wird von den stromdurchflossenen Erregerwicklungen der Spulen erzeugt, die als Magnetkreise montiert werden können. Damit ist eine Außenpolmaschine realisiert. Mittels der Kreisscheibe als Rotor wird der Rotor des Generators angetrieben. Der Generator ist eine bekannte rotierende elektrische Maschine, in der durch elektromagnetische Induktion mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird.

Der Generator und der Elektromotor sind über die Steuereinrichtung miteinander verbunden, wobei ein Teil der erzeugten Energie zum Betrieb des Elektromotors und ein weiterer Teil zur Energieversorgung zur Verfügung steht. Dabei besitzt die Vorrichtung mindestens einen Anschluss für einen Verbraucher.

Somit stellt die Vorrichtung eine Vorrichtung für eine unterbrechungsfreie Gewinnung von Elektroenergie dar. Dabei greift die Kraft der elektromagnetischen Felder an den am weitesten von der Drehachse entfernten Punkten des mit dem Rotor des Generators verbundenen Rotor des Elektromotors an. Nach dem Erreichen des Betriebszustands, der durch die Betriebskennwerte des Elektromotors und des Generators definiert wird, wird Elektroenergie erzeugt, die durch das Verhältnis der aufgewendeten Elektroenergie pro Zeiteinheit zu der gewonnenen Elektroenergie pro Zeiteinheit definiert wird. Während der Rotation des Elektromotors wird die vom Generator generierte Elektroenergie größer als die Elektroenergie, die vom Elektromotor verbraucht wird, sein. Bedingung dazu ist, dass der Radius der Kreisscheibe als Rotor des Elektromotors größer als der Radius des damit gekoppelten Rotors des Generators ist. Die Konstruktion der Einrichtung, die die Energie der rotierenden Kreisscheibe in eine andere Energieart umwandelt, besitzt einen die Gewinnung der Energie unterstützenden Drehkörper mit einem Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser an den Angriffspunkten der Kraft ist, die die Kreisscheibe in Drehung versetzt.

In diesem Fall kann die elektrische Energie, die aus dem mechanisch mit der Kreisscheibe verbundenen Generator während dessen Rotation gewonnen wird, vorteilhafterweise zur Aufrechterhaltung der Beschleunigung der Kreisscheibe genutzt werden, wenn die gewonnene Energie größer als die in den gleichen Zeitintervallen für die Aufrechterhaltung der Rotation der Kreisscheibe notwendige Energie ist.

Dabei kann die Energie, die im Prozess der Umwandlung der Energie der rotierenden Kreisscheibe in eine andere Energieart gewonnenen wird, für die Durchführung zusätzlicher Arbeit genutzt werden, wenn eine größere Energiemenge gewonnen wird, als die für die Aufrechterhaltung der Rotation der Kreisscheibe notwendig ist.

Die Erfindung ist auf das Ergebnis der Nutzung der Wechselwirkung von rotierenden Körpern gerichtet.

Die aus dem Generator gewonnene zusätzliche Elektroenergie, die durch das Verhältnis der aufgewendeten Elektroenergie pro Zeiteinheit zu der gewonnenen Energie pro Zeiteinheit definiert wird, kann für die Aufrechterhaltung der Drehbewegung der Kreisscheibe des Elektromotors selbst und für die Verrichtung von Arbeit in anderen Einrichtungen in Form von mindestens einem Verbraucher genutzt werden. Unter der Bedingung, dass die gewonnene Elektroenergie größer ist als die für den Erhalt der Drehbewegung der Kreisscheibe aufgewendete Energie, jedoch klein genug ist, um nicht eine Kraft zu erzeugen, die in der Lage ist, die Drehbewegung der Kreisscheibe anzuhalten. Die zum Abbremsen der rotierenden Kreisscheibe aufgewendete Energie, die an einem Punkt gewonnen wird, der nicht das Zentrum der Drehachse des Rotors des Generators ist, ist in der gleichen Zeiteinheit immer größer als die Energie, die dafür verwendet wird, um die Kreisscheibe in eine Drehbewegung zu versetzen, wenn die Punkte, an denen die Kräfte angreifen, die die Kreisscheibe in eine Drehbewegung versetzen, weiter von dem Drehpunkt der Kreisscheibe und weiter von den Bremspunkten des Rotors des Generators entfernt sind. Wenn die Bremskraft des Rotors des Generators über die für die Drehbewegung der Kreisscheibe angreifende Kraft hinaus erhöht wird, kann ein Modus der Selbsterzeugung mit Gewinnung zusätzlicher Elektroenergie erreicht werden.

Die Stabilität der Selbsterzeugung der Einrichtung für die Generierung von Elektroenergie wird wie folgt bestimmt. Die Energie, die für die Aufrechterhaltung der Beschleunigung der Drehbewegung der mit dem Rotor des Generators verbundenen Kreisscheibe verbraucht wird, bewirkt eine Beschleunigung (Anlauf) der Kreisscheibe, die größer als die negative Beschleunigung (Abbremsen) des Rotors des Generators ist. Dabei muss die Bremskraft des Rotors des Generators größer als die angreifende Kraft, die eine positive Beschleunigung (Anlauf) der Rotation der Kreisscheibe bewirkt, jedoch nicht größer als der Wert sein, der eine negative (entgegengesetzte) Rotation des Rotors des Generators bewirken kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 1 1 angegeben.

Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 ist der Elektromotor mindestens bis zum Erreichen des Betriebszustandes über die Steuereinrichtung mit einem elektrischen Netz zusammengeschaltet und/oder ist die Kreisscheibe mit einer eine Drehbewegung erzeugenden Vorrichtung gekoppelt. Das betrifft den Anlauf der Einrichtung bis der Generator elektrische Energie abgibt.

Idealerweise sollte der Elektromotor bis zum Erreichen der Betriebsdrehzahl mit dem Netz verbunden sein. Die eine Drehbewegung erzeugende Vorrichtung weist mindestens einen Motor auf oder ist eine handbetriebene Vorrichtung. Für diesen Fall kann eine bekannte Verbrennungskraftmaschine zur Erzeugung der Drehbewegung der Kreisscheibe eingesetzt werden. Darüber hinaus kann der Motor auch ein externer oder integrierter Elektromotor sein, der mit einem Akkumulator als Energiequelle verbunden sein kann. Günstigerweise kann dabei der Akkumulator über eine Ladeeinrichtung mit einem Solarmodul verbunden sein, so dass die Sonnenenergie zum Anlassen der Vorrichtung nutzbar ist. Eine handbetriebene Vorrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung kann beispielsweise eine bekannte Kurbel sein, einzeln oder mit einem Mechanismus.

Außerdem kann die Kraft strömender Medien genutzt werden. Derartige Vorrichtungen sind Wind- oder Wasserkraftanlagen, wobei die strömenden Medien Luft oder Wasser sind.

Die Rotoren des Elektromotors und des Generators sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 direkt, über eine Verbindung mit voneinander lösbaren oder nicht lösbaren Verbindungselementen, über eine Kupplung oder ein Getriebe miteinander verbunden. Die Kupplung kann eine Magnetkupplung sein. Die Kupplung kann auch als extern betätigbare Schaltkupplung konstruiert sein. Die Verbindung kann in Form einer Kardankupplung ausgeführt sein. Das Getriebe ist vorteilhafterweise ein Übertragungsgetriebe, wobei entweder die Drehzahl des mit dem Rotor des Generators verbundenen Abtriebs größer als die Drehzahl des mit dem Rotor verbundenen Elektromotors oder die Drehzahl des mit dem Rotor des Generators verbundenem Abtriebs kleiner als die Drehzahl des mit dem Rotor verbundenem Elektromotors ist. Das Übertragungsgetriebe kann dazu als bekanntes Zahnrad- oder Reibradgetriebe ausgeführt sein.

Der Elektromotor und der mit ihm verbundene Generator sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 ein Modul. Die Einrichtung besteht hierbei aus wenigstens zwei über eine Kupplung und/oder Schalteinrichtung miteinander verbundenen Modulen, wobei die Module und/oder die Schalteinrichtung mit der Steuereinrichtung verbunden sind. Dem Modul kann dadurch mindestens ein weiteres Modul zugeschaltet werden, die mit den zusammengeschalteten Rotoren ein Kraftwerk bilden. Darüber hinaus können mindestens zwei Module so mit der Steuereinrichtung verbunden sein, dass zwei unabhängig voneinander arbeitende Module über die Steuereinrichtung ein Kraftwerk bilden.

Der Permanentmagnete aufweisende Rotor des Generators ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 an oder in der Permanentmagnete besitzenden Kreisscheibe des Elektromotors angeordnet. Weiterhin besitzen der Rotor des Generators und die Kreisscheibe eine gemeinsame gelagerte Welle. Die Spulen des Elektromotors und die Spulen des Generators befinden sich dabei in einem Gehäuse.

Der Permanentmagnete aufweisende Rotor des Generators ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 an oder in der Permanentmagnete besitzenden Kreisscheibe des Elektromotors angeordnet. Weiterhin befinden sich die Spulen des Elektromotors und die Spulen des Generators in einem dichten und mit einem flüssigen Medium gefüllten Gehäuse. Der Rotor des Generators ist in der Kreisscheibe ohne eine Stützwelle mit integrierten Statoren in einem Gehäuse integriert. Damit sind keine Lager notwendig.

Die Permanentmagnete und/oder Spulen der Kreisscheibe und/oder des Rotors des Generators sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 in Teilkreisen angeordnet. Die Permanentmagnete oder Spulen können sich verschiedenen Radien befinden, so dass die Ausgangsleistung der Einrichtung veränderbar ist, ohne dabei die Abmessungen der Einrichtung zu verändern.

Der Elektromotor und der Generator sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 so ausgebildet, dass das Drehmoment des mit dem Generator verbundenen Elektromotors größer als das Drehmoment des Drehwiderstandes des Generators ist.

Der Elektromotor und der Generator sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 so ausgebildet, dass der Koeffizient der Kraftnutzung des Elektromotors größer als der Koeffizient der Kraftnutzung des Generators ist. Die Permanentmagnete befinden sich nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 vorteilhafterweise im Mantel der Kreisscheibe.

Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 1 1 besitzen die Spulen jeweils einen Kern aus einem ferromagnetischen Material. Weiterhin sind die Kerne der Spulen über einen Körper aus einem ferromagnetischen Material miteinander verbunden. Der Körper kann dazu beispielsweise ein Ring sein.

Die Spulen und der Körper sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 eine U-Form. Weiterhin befinden sich die Permanentmagnete der Kreisscheibe beabstandet in der U-Form.

Die Kreisscheibe ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 wenigstens bereichsweise eine Magnetplatte mit Magnetpolen. Das stellt eine sehr einfach Realisierung dar, die insbesondere in kleinen Einrichtungen oder Geräten einsetzbar ist.

Die Kreisscheibe und der Generator sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 14 ein Kreiselinstrument oder Gyroskop einzeln oder in Verbindung mit einer kardanischen Aufhängung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Einrichtung zur Umwandlung elektrischer Energie,

Fig. 2 eine Einrichtung zur Umwandlung elektrischer Energie mit einem

angekoppelten externen Antrieb,

Fig. 3 miteinander gekoppelte Einrichtungen zur Umwandlung elektrischer

Energie,

Fig. 4 eine Einrichtung mit einem Rotor des Generators in der Kreisscheibe des Elektromotors, Fig. 5 eine Einnchtung, in der die Kreisscheibe und der Rotor des Generators durch eine gemeinsame Welle vereint sind,

Fig. 6 eine Einrichtung, wobei die Wellen der Kreisscheibe und des Rotors des

Generators über mindestens eine Kupplung verbunden sind,

Fig. 7 eine Einrichtung, wobei die Wellen der Kreisscheibe und des Rotors des

Generators über ein Getriebe miteinander verbunden sind,

Fig. 8 eine Einrichtung, wobei der Rotor des Generators mit den Magneten in der

Kreisscheibe mit den Magneten des Elektromotors auf einer

gemeinsamen Welle, die sich auf Lager abstützt, integriert sind,

Fig. 9 eine Einrichtung, wobei die Permanentmagnete oder Spulen auf

verschiedenen Radien auf der Kreisscheibe angeordnet sind,

Fig. 10 eine Einrichtung, wobei mehrere Elektromotoren an der Stirnseite des

Generators angekoppelt sind,

Fig. 1 1 eine Einrichtung, wobei die Elektromotoren an den gegenüber liegenden

Seiten des Generators angekoppelt sind,

Fig. 12 eine Einrichtung, wobei Generatoren an den gegenüber liegenden Seiten eines Elektromotors gekoppelt sind,

Fig. 13 eine Einrichtung, wobei Elektromotoren und Generatoren miteinander gekoppelt sind,

Fig. 14 eine Einrichtung, wobei die Permanentmagnete an der Stirnseite der

Kreisscheibe angeordnet sind,

Fig. 15 Einrichtungen, wobei die Permanentmagnete auf oder in den sich

gegenüberliegenden Oberflächen der Kreisscheibe angeordnet sind, Fig. 16 Einrichtung mit einer Kreisscheibe in Verbindung mit einem Rad eines schienengebundenen Fahrzeugs,

Fig. 17 Einrichtung mit einer Kreisscheibe in Verbindung mit einer Felge,

Fig. 18 einen Elektromotor der Einrichtung mit einer durchgängigen Anordnung der Magnete in der Kreisscheibe,

Fig. 19 eine Einrichtung, wobei die Magnete des Elektromotors und des

Generators in der Kreisscheibe integriert sind,

Fig. 20 einen Elektromotor, wobei die Spulen einen gemeinsamen Kern aufweisen und

Fig. 21 eine Einrichtung zur Förderung fließfähiger Medien. Die nachfolgenden Darstellungen zeigen jeweils Ausführungsformen in prinzipiellen Darstellungen.

Fig. 1 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer Einrichtung als ein Modul für die Umwandlung von elektrischer Energie in einer prinzipiellen Darstellung.

Der Elektromotor 1 ist ein permanenterregter Elektromotor 1 mit einer drehbar gelagerten Kreisscheibe 4 mit Permanentmagneten 3 als Rotor und ringförmig angeordneten Spulen 5 mit einem Kern als Stator 6. Die Permanentmagnete 3 und die Spulen 5 sind mit einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet. Die Spulen 5 sind als Stator 6 gegenüber dem Rotor 4 fest positioniert. Die Permanentmagnete 3 können am oder im Randbereich der Kreisscheibe 4 integriert sein. Dafür können auch folienartige Permanentmagnete 3 angebracht, insbesondere aufgeklebt, sein. Die Spulen 5 bestehen bekannterweise aus einem gewickelten und mit einer Isolationsschicht versehenen Metalldraht mit einem Eisenkern.

Natürlich können in den Ausführungsformen die Kreisscheibe 4 die Spulen 5 und der Stator 6 des Elektromotors 1 die Permanentmagnete 3 aufweisen.

Der Generator 2 besteht aus einem Rotor 8 mit einem kleineren Durchmesser d-2 gegenüber dem Durchmesser d-1 der Kreisscheibe 4 des Elektromotors 1 und einem Gehäuse 9 als Stator 10, der mechanisch mit dem Stator 6 des Elektromotors 1 verbunden ist. Beim bekannten Generator 7 haben das Gehäuse 9 als Stator 10 Permanentmagnete und der Rotor 8 die Erregerwicklung. Letztere kann sich auch im Gehäuse 9 befinden, in dem Fall weist der Rotor 8 Permanentmagnete auf.

Die Kreisscheibe 4 des Elektromotors 1 und der Rotor 8 des Generators 7 sind miteinander gekoppelt. Das kann über eine Kupplung oder über eine die Drehbewegung übertragende Einrichtung 16 direkt erfolgen. Die Kreisscheibe 4 besitzt als Rotor 4 eine auf Lager 1 1 montierte Welle 14. Die Welle 15 und der Rotor 8 des Generators 7 können direkt miteinander gekoppelt sein, wobei das eine feste Verbindung oder eine einstückige Ausführung ist. Das kann auch über eine die Drehbewegung übertragende Einrichtung 16 als eine Magnetkupplung oder mindestens ein Getriebe oder eine Kardankupplung erfolgen. Das Getriebe ist ein bekanntes Übertragungsgetriebe, wobei die Drehzahl der mit dem Rotor 8 des Generators 2 gekoppelten Abtriebswelle größer/kleiner als die Drehzahl der Kreisscheibe ist.

Der Generator 2 ist über eine Steuereinrichtung 12 mit dem Elektromotor 1 und mindestens einem Anschluss 7 zur Abgabe elektrischer Energie zusammengeschaltet. Wobei die Energie des Generators 2 eine den Elektromotor 1 antreibende und der elektrischen Energieversorgung mindestens eines Elektroverbrauchers an Anschluss 7 dienende Energie ist.

Die Fig. 2 zeigt eine Einrichtung zur Umwandlung elektrischer Energie mit einem angekoppelten externen Antrieb in einer prinzipiellen Darstellung.

Zum Starten können

- die Spulen 5 des Elektromotors 1 vom Stillstand bis zur Drehbewegung der Kreisscheibe 4 nacheinander über die Steuereinrichtung 12 mit einem elektrischen Netz 13 elektrisch leitend verbunden sein oder

- die miteinander gekoppelte Kreisscheibe 4 und Rotor 8 des Generators 2 können vom Stillstand bis zur Drehbewegung der Kreisscheibe 4 mit einer eine Drehbewegung erzeugenden Einrichtung mechanisch oder magnetisch verbunden sein.

Eine die Drehbewegung erzeugende Vorrichtung kann mindestens einen Motor aufweisen oder eine handbetätigbare Einrichtung sein. Als Motor kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor oder ein extern anschließbarer Elektromotor 17, der über ein elektrisches Netz oder einen Akkumulator betrieben wird, eingesetzt werden. Dazu sind die Welle 14 der Kreisscheibe 4 und die Welle 18 temporär miteinander gekoppelt.

Die Fig. 3 zeigt miteinander gekoppelte Einrichtungen zur Umwandlung elektrischer Energie in einer prinzipiellen Darstellung. In einer Ausführungsform bilden der Elektromotor 1 und der damit gekoppelte Generator 2 als Einrichtung zur Umwandlung elektrischer Energie ein Modul m, wobei die Rotoren von mindestens zwei Modulen m1 , m2 miteinander über eine Verbindung 19 gekoppelt oder über eine mechanisch oder magnetisch betätigbare Kupplung oder Schalteinheit miteinander koppelbar sind. Die Betätigungseinrichtung der Kupplung oder der Schalteinheit ist mit der Steuereinrichtung 12 verbunden. Wobei es sich um eine Steuereinrichtung 12 handelt, die entsprechend der Energieversorgung die Kupplung oder Schalteinheit der Verbindung 19 betätigt.

Die Elektromotoren 1 , Generatoren 2 und die Betätigungseinrichtung der Kupplung oder Schalteinheit sind mit der Steuereinrichtung 12 verbunden, wobei es sich um eine entsprechend der Energieversorgung die Kupplung oder Schalteinheit betätigende Steuereinrichtung 12 handelt. Die miteinander gekoppelten Module m1 , m2 sind eine Vorrichtung oder Vorrichtungen zur Energieversorgung. Im letzteren Fall sind die angeschlossenen elektrischen Verbraucher idealerweise elektrisch voneinander und damit galvanisch getrennt.

Das Modul m kann sich in einem Gehäuse befinden, was eine günstigere Variante darstellt.

Die Fig. 4 zeigt eine Einrichtung mit einem Rotor 8 des Generators 2 in der Kreisscheibe 4 des Elektromotors 1 in einer prinzipiellen Darstellung.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Rotor 8 des Generators 2 in der Kreisscheibe 4 des Elektromotors 1 integriert sein. Die Kreisscheibe 4 ist damit der Rotor des Elektromotors 1 und des Generators 2. Die Magnetfelder des Generators 2 befinden sich zwischen der Drehachse der Kreisscheibe 4 und den Magnetfeldern des Elektromotors 1. Dabei kann die Kreisscheibe 4 Permanentmagnete 3 des Elektromotors 1 und Permanentmagnete 20 für den Generator 2 aufweisen. Der Stator 6 des Elektromotors 1 und das Gehäuse 9 des Generators 2 sind eine Einheit und weisen dabei die Spulen 5 für den Elektromotor 1 und die Spulen 21 für den Generator 2 auf. Der Rotor als Kreisscheibe 4 des Elektromotors 1 und der Rotor 8 des Generators 2 befinden sich in einer Flüssigkeit 22. Damit ist hier besonders vorteilhaft das Prinzip eines Kreiselinstruments oder Gyroskops realisiert. Außerdem, kann das Modul kardanisch aufgehängt sein, oder sich im Rahmen, oder im Gehäuse befinden. Ein derartiges Gyroskop kann übrigens in der Verkehrstechnik, insbesondere zur Orientierung und Navigation, eingesetzt werden. Darüber hinaus kann dieses zur Lageregelung in Raketen, Fluggeräten oder Torpedos verwendet werden.

Die Fig. 5 zeigt in einer prinzipiellen Darstellung eine Einrichtung, in der die Kreisscheibe 4 und der Rotor 8 des Generators 2 durch eine gemeinsame Welle 23 vereint sind.

Die Fig. 6 zeigt in einer prinzipiellen Darstellung, dass die Wellen 14, 15 der Kreisscheibe 4 und des Rotors 8 des Generators 2 über mindestens eine Kupplung 24 verbunden sind.

Die Fig. 7 zeigt in einer prinzipiellen Darstellung, dass die Wellen 14, 15 der Kreisscheibe 4 und des Rotors 8 des Generators 2 über ein Getriebe 25 miteinander verbunden sind. Das Getriebe 25 ist ein Übertragungsgetriebe, wobei die Drehzahl der Abtriebswelle 14, die mit der Welle 15 des Rotors 8 des Generators 2 verbunden ist, größer ist, als die Drehzahl der mit der Welle 14 verbundenen Kreisscheibe 4 des Elektromotors 1 , oder die Drehzahl der Abtriebswelle 14, die mit der Welle 15 des Rotors 8 des Generators 2 verbunden ist, kleiner als die Drehzahl der mit der Welle 15 verbundenen Kreisscheibe 4 des Elektromotors 1 ist.

Die Fig. 8 zeigt in einer prinzipiellen Darstellung, dass der Rotor 8 des Generators 2 mit den Magneten 20 in der Kreisscheibe 4 mit den Magneten 3 des Elektromotors 1 auf einer gemeinsamen Welle 23, die sich auf Lager abstützt, integriert sind. Die Spulen 5 des Elektromotors 1 und die Spulen 21 des Generators 2 sind in einem Gehäuse untergebracht und sind Statoren des Elektromotors 1 und des Generators 2.

Die Fig. 9 zeigt eine Einrichtung in einer prinzipiellen Darstellung, wobei die Permanentmagnete 3 oder Spulen auf verschiedenen Radien, Teilkreisen, auf der Kreisscheibe 4 angeordnet sind. Die gemeinsame Welle 23 ist in den Lagern 26 gelagert. Die Fig. 10 zeigt eine Einrichtung in einer prinzipiellen Darstellung, wobei mehrere Elektromotoren 1 an der Stirnseite des Generators 2 angekoppelt sind.

Die Fig. 1 1 zeigt eine Einrichtung in einer prinzipiellen Darstellung, wobei die Elektromotoren 1 an den gegenüber liegenden Seiten des Generators 2 angekoppelt sind.

Die Fig. 12 zeigt eine Einrichtung in einer prinzipiellen Darstellung, wobei Generatoren 2 an den gegenüber liegenden Seiten eines Elektromotors 1 gekoppelt sind.

Die Fig. 13 zeigt eine Einrichtung in einer prinzipiellen Darstellung, wobei Elektromotoren 1 und Generatoren 2 miteinander gekoppelt sind.

Die Fig. 14 zeigt eine Einrichtung in einer prinzipiellen Darstellung, wobei die Permanentmagnete 3 an der Stirnseite der Kreisscheibe 4 angeordnet sind. Die Spulen 5 umgeben die Kreisscheibe 4. Elektromotoren 1 und Generatoren 2 miteinander gekoppelt sind.

Die Fig. 15 zeigen Einrichtungen in prinzipiellen Darstellungen, wobei die Permanentmagnete 3 auf (Fig. 15a) oder in (Fig. 15b) den sich gegenüberliegenden Oberflächen der Kreisscheibe 4 angeordnet sind.

Die Fig. 16 und 17 zeigen Einrichtungen in prinzipiellen Darstellungen, wobei die Kreisscheibe 4 ein Bestandteil eines anzutreibenden rotierenden Teils einer Maschine, wie zum Beispiel eines Fahrzeugs, ist. Dazu ist die Kreisscheibe 4 mit einem Rad 27 eines schienengebundenen Fahrzeugs (Darstellung in der Fig. 16) oder einer Felge 28 (Darstellung in der Fig. 17) verbunden, die weiterhin einen Fahrzeugreifen 29 trägt. Die elektrische Energie des Generators 2 aus der Drehbewegung der Kreisscheibe 4 kann gleichzeitig zum Antrieb der Kreisscheibe 4 und damit dessen Drehbewegung als Antrieb genutzt werden. Das ist insbesondere auch mit einer Ausführung entsprechend der Darstellungen der Fig. 8 und Fig. 19 vorteilhaft, wobei der Generator 2 in den Elektromotor 1 integriert ist. Damit ist weiterhin auch die Möglichkeit der Rekuperation beim Bremsen des Fahrzeugs gegeben.

Die Fig. 18 zeigt einen Elektromotor 1 der Einrichtung mit einer durchgängigen Anordnung der Magnete 3 in der Kreisscheibe 4 in einer prinzipiellen Darstellung.

Die Fig. 19 zeigt eine Einrichtung in einer prinzipiellen Darstellung, wobei die Magnete 3, 4 des Elektromotors 1 und des Generators 2 in der Kreisscheibe 4 integriert sind oder die Kreisscheibe 4 sind. Die Magnetpole sind an den Seitenflächen der Kreisscheibe 4 des Elektromotors 1 und des Rotors 8 des Generators 2 angeordnet. Damit ist beispielsweise das Prinzip eines Kreiselinstruments oder Gyroskops realisiert. Außerdem, kann das Modul kardanisch aufgehängt sein, oder sich im Rahmen, oder im Gehäuse befinden. Ein derartiges Gyroskop kann übrigens in der Verkehrstechnik, insbesondere zur Orientierung und Navigation, eingesetzt werden. Darüber hinaus kann dieses zur Lageregelung in Raketen, Fluggeräten oder Torpedos verwendet werden.

Die Fig. 20 zeigt einen Elektromotor 1 in einer prinzipiellen Darstellung, wobei die Spulen 5 so angeordnet sind, dass sie einen gemeinsamen Kern 30 haben und die Magnete 3, die auf dem Kreisbogen der Kreisscheibe 4 liegen, von beiden Seiten umranden.

Die Fig. 21 zeigt eine Einrichtung zur Förderung fließfähiger Medien in einer prinzipiellen Darstellung.

Die Kreisscheibe 4 weist bei dieser Variante Flügel 31 auf. Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung in Bezug zu den Darstellungen der Fig. 8 oder Fig. 19, wobei das die Kreisscheibe 4 umgebende Gehäuse ein Rohr 33 sind. Der Generator 2, die die Flügel 31 aufweisende Kreisscheibe 4 und die gemeinsame Welle 23 sind mittels Halter 32 versehen, so dass diese im Rohr 33 platziert sind. Zum Einen kann die Kreisscheibe 4 durch ein im Rohr 33 fließendes Medium angetrieben sein, wobei in Verbindung mit dem Generator 2 elektrische Energie erzeugbar ist. Wenigstens ein Teil dieser elektrischen Energie kann den Elektromotor 1 und damit die Kreisscheibe 4 antreiben, so dass im Betriebsfall elektrische Energie abgreifbar ist und der Strömungswiderstand der Kreisscheibe 4 im fließenden Medium einstellbar ist. Zum Anderen kann mittels der die Flügel 31 aufweisenden Kreisscheibe 4 Medium im Rohr 33 gefördert werden, wobei der Elektromotor 1 mit den Permanentmagneten 3 der Kreisscheibe 4 und die Spulen 5 im Rohr 33 eine Fördereinrichtung sind. In Verbindung mit dem angebundenen Generator 2 wird gleichzeitig elektrische Energie für den Elektromotor 1 zur Verfügung gestellt. Bei dem Medium kann es sich sowohl um Gase als auch Flüssigkeiten handeln.

Rechenbeispiel Nr. 1

Gegeben: Schwungrad mit zwei Radien, an größeren greift Kraft F-i und an kleineren greifen die Kräfte F ₂ und F ₃ an.

Tangential zum Schwungrad mit Radius P| = 50 cm,

in Form einer Scheibe mit Durchmesser D = 100 cm

und Masse m = 100 kg,

ist eine Kraft Fi =1 N (Newton) zur Beschleunigung des Schwungrades angelegt.

Tangential zur Scheibe mit Radius r ₂ = 10 cm des gleichen Schwungrades ist eine Kraft F ₂ = 1 N (Newton) zum Beschleunigen/Abbremsen des Schwungrades angelegt.

Tangential zur Scheibe mit Radius r ₂ = 10 cm des gleichen Schwungrades ist eine Kraft F ₃ = 2 N (Newton), die das Schwungrad abbremst, angelegt.

Bestimmen: die Winkelbeschleunigung - ε 1 - des Schwungrades am Angriffspunkt der Kraft - F-i, der sich am Ende des Radius - n - befindet.

Bestimmen: die Winkelbeschleunigung - ε ₂ - des Schwungrades am Angriffspunkt der Kraft - F ₂ , der sich am Ende des Radius - n - befindet.

Bestimmen: die Winkelbeschleunigung - 8 3 - des Schwungrades am Angriffspunkt der Kraft - F ₃ , der sich am Ende des Radius - r ₂ - befindet.

Bestimmen: die Drehzahl - v-i - des Schwungrades nach Einwirkung der Kraft - F-i - am Ende des Radius - r-ι - im Zeitraum - ti .

Bestimmen: die Zeit - t ₂ , die für die Beschleunigung des Schwungrades m it einer Beschleunigung - ε ₂ - bis zur Drehzahl - vi - nach Einwirkung der Kraft - F ₃ - am Ende des Radius - r ₂ - benötigt wird. Bestimmen: die Zeit - t ₃ , die für die Beschleunigung des Schwungrades mit einer Beschleunigung -83- bis zur Drehzahl - ν-ι - nach Einwirkung der Kraft - F ₃ - am Ende des Radius - r ₂ - benötigt wird.

Die Reibungskraft wird nicht berücksichtigt.

Gegeben:

D = 100-10 ^"2 m

M =100 kg

Fi= 1 N

F ₂ = 1 N

F ₃ =2N

Π = 5010 ^"2 m

r ₂ = 10-10 ^"2 m

ti = 10000 s

ε 1? ε ₂ ? £2?

V-i? t ₂ ? t ₃ ?

Lösung:

1. Nach dem II. Gesetz von Newton: Ι*ε = Σ M _F = F * r

ε = E-^E , wo r- Radius des Punktes, an dem die Kraft wirkt - I wo i = mR ² = m ^* d- ² = rnD ² - Trägheitsmoment des Schwungrades.

2 2 2 8

Wo r- Radius des Schwungrades ε =8Fr/mD ² ; [ε ]SP = N ^* m/kg *m ² = 1/c = c ^"2

Bei gleichmäßigen Drehungen:

ω = ooot + ε t

Die Beschleunigung des Schwungrades beginnt aus dem Ruhezustand heraus, bei ω ₀ = 0. Es ergibt sich: ω = ε t,

wobei ω mit der Drehzahl - v - verbunden ist.

ω = 2πν

2πν = ε t, ergibt v = ε ί/2πν

2πν = ε t, ergibt t = 2πν/ε

Bestimmung der Winkelbeschleunigung ε i des Schwundrades im Angriffspunkt der Kraft F-i _, der sich am Ende des Radius - n befindet.

F^ = ^

r! = 50*10 ^"2

m = 100

e = 8Fr/mD ² ; ε = 8Fr/m(2r) ²

ε 1 = 8F r ₁ /m(2r ) ²

ε 1 = 8 * 1 * (50 * 10 ^"2 )/100*((2 * (50* 10 ^-2 )) ² ) » 4/100 « 0,04

ε 1 « 0,04 (c ² )

Bestimmung der Winkelbeschleunigung ε ₂ des Schwundrades im Angriffspunkt der Kraft - F ₂ , der sich am Ende des Radius - r ₂ befindet.

F ₂ = 1

n = 50* 10 ^"2

r ₂ = 10 ^* 10- ²

m = 100 ε =8Fr/m(2r) ²

ε ₂ = 8F ₂ r ₂ /m(2n) ²

ε ₂ =8*1 ^" (10* 10 ^"2 )/ 100 *((2 * (50* 10 ^-2 )) ² ) = 8/100 = 0,008

ε ₂ « 0,008 (c ² )

Bestimmung der Winkelbeschleunigung - ε ₃ - des Schwundrades im Angriffspunkt der Kraft - F ₃ - der sich am Ende des Radius - r ₂ - befindet. F ₃ = 2

Γι = 5θ θ ^-2

r ₂ = 10* 10 ^"2

m = 100 ε =8Fr/m(2r) ²

ε ₂ = 8F ₃ r ₂ /m (2n) ²

ε 2 = 8 ^* 2 * (10 * 10 ^"2 ) / 100 ^* ((2 ^* (50 * 10 ^"2 )) ² ) « 1 ,6/100 = 0,016

ε 2* 0,016 (c ² )

Bestimmung der Drehzahl - ν-ι - des Schwungrades nach dem Wirken der Kraft - F-i, im Punkt am Ende des Radius P| für den Zeitraum - t-i. ε 1 * 0,04

= 10000 v = ε ί/2π

Vi = ε 1 ti / 2π

V! = 0.046,28 ^* 10000 / 6,28 * 63,69

VT ~ 63,69 (im Zeitraum - )

Bestimmung der Zeit - t ₂ , die für die Beschleunigung des Schwungrades mit einer Winkelbeschleunigung -ε ₂ - bis zu einer Drehzahl von - v-i - nach dem Angriff der Kraft - F ₃ - am Ende des Radius - r ₂ - benötigt wird. ε ₂ = 0,016

Vj ~ 63,69 v = ε t / 2π, daraus folgt: t = 2π/ε

ί = 2π/ε

t2 = 2π*νι/ε 2

t ₂ = 6,28 * 63,69 / 0,008 « 399,97 / 0,008 « 49996,65

t ₂ * 49996,65 (Sekunden) Bestimmung der Zeit - t ₃ , die für die Beschleunigung des Schwungrades m it einer Winkelbeschleunigung - 8 3 - bis zu einer Drehzahl von - ν-ι - nach dem Angriff der Kraft - F ₃ - am Ende des Radius - r ₂ - benötigt wird.

8 3 * 0,016

^ " 63,69 v = ε ^* ί/2π, daraus folgt: t = 2 /ε

ί = 2π/ε

t ₃ = 2πν-|/ε 3

t ₃ = 6,28 ^* 63,69/0,016 « 399,97/0,016 « 24998,125

t ₃ ^« 24998, 125 (Sekunden)

Aus der Lösung des Rechenbeispiels folgt, dass man, um die gleiche Drehzahl des Schwungrades, bei Anlegen der Kraft an verschiedenen Angriffspunkten der Drehachse, zu erreichen, unterschiedliche lange Zeiträume bei gleicher Angriffskraft benötigt. Wobei die Energie, die zur Aufrechterhaltung der gleichen Drehzahl notwendig ist, im gleichen Zeitraum verschieden ausfällt, wenn die Kraft für die Aufrechterhaltung der Drehzahl eine gleiche Energiemenge im gleichen Zeitraum, der für die Gewinnung dieser Kraft benötigt wird, verbraucht.

In Bezug auf das o. g. Beispiel kann der Wirkungsgrad des Systems bestimmt werden, in dem für das Beschleunigen des Schwungrades mit der Kraft Fi eine Kilowattstunde (1 kWh) verbraucht wird, und für das Abbremsen des Schwungrades eine gleichwertige Kraft F ₂ , die ein Kilowatt pro Stunde (1 kWh) generiert, und die Kraft F ₃ , die zwei Kilowatt pro Stunde (2 kWh) generiert, benutzt wird.

Beispiel

1 ) Bestimmen des Energieverbrauchs kWhi nach dem Angriff der Kraft F-i, die tangential zum Radius P| = 50 ^* 10 ^"2 m der Scheibe im Zeitraum ti = 10000 Sekunden bis zum Erreichen einer Drehzahl von vi wirkt. 2) Bestimmen der Energieausbeute kWh ₂ nach dem Angriff der Kraft F-i (Bremskraft), die tangential zum Radius r ₂ = 10 ^" 10 ^"2 m der Scheibe im Zeitraum t ₂ ~ 49996, Sekunden bis zum Erreichen einer Drehzahl von vi ~ 63,69 wirkt.

3) Bestimmen der Energieausbeute kWh ₂ nach dem Angriff der Kraft. Bestimmen die Energieausbeute kWh ₂ nach Angriff der Kraft F ₂ (Bremskraft), die tangential zum Radius r ₂ = 1010 ^"2 m der Scheibe im Zeitraum t ₃ ^s 24998, 125 Sekunden bis zum Erreichen einer Drehzahl von ν-ι ~ 63,69 wirkt.

4) Bestimmen des Leistungsverbrauchs für die Generierung der Kraft Fi

5) Bestimmen des Leistungsverbrauchs für die Generierung der Kraft F ₂

6) Bestimmen des Leistungsverbrauchs für die Generierung der Kraft F ₃

7) Bestimmen des Wirkungsgrades des dynamischen Systems, das bis zur Drehzahl vi des Schwungrades beim Angriff der Kräfte Fi und F ₃ beschleunigt wird, wobei die Bremsenergie des Schwungrades komplett für die Gewinnung von Elektroenergie genutzt wird.

Es sei bekannt, dass: 1 kW = 1000 W und

1 Stunde = 3600 Sekunden

Gegeben:

ti = 10000 (Sekunden) Zeit der Beschleunigung des Schwungrades

t ₂ « 49996,65 (Sekunden)

t ₃ ^« 24998, 125 (Sekunden) kWhi

kWh ₂

kWh ₃ Lösung kWh = ((t /3600 s) * 1000 W) / 1000 W

Elektroenergieverbrauch kWhi nach dem Angriff der Kraft F-i, die tangential zum Radius r-ι = 50 ^* 10 ^"2 m der Scheibe im Zeitraum ti = 10000 Sekunden bei einer Drehzahl des Schwungrades von ν-ι ~ 63,69 wirkt. kWhi = ((ti /3600 s) * 1000 W)/1000 W kWh ₁ = ((1000 s /3600 s) * 1000 W)/1000 W « 2,77

kWhi « 2,77 kW

Die Elektroenergieausbeute kWh ₂ nach dem Angriff der Kraft F-i (Bremskraft), die tangential zum Radius r ₂ = 10 ^" 10 ^"2 m der Scheibe im Zeitraum t ₂ ^s 49996,65 Sekunden bis einer Drehzahl von vi ~ 63,69 wirkt. kWh ₂ = ((t ₂ /3600 s) ^■ 1000 W)/1000 W kWh ₂ = ((49996,65 / 3600 s) ^■ 1000 W)/1000 W « 13,88

kWh ₂ « 13,88 kW

3) Die Elektroenergieausbeute kWh ₃ nach dem Angriff der Kraft F ₃ , die tangential zum Radius r ₂ = 1010 ^"2 m der Scheibe im Zeitraum t ₃ ^s 24998, 125 Sekunden bei einer Drehzahl von vi ~ 63,69 des Schwungrades wirkt. kWh ₃ = ((t ₃ /3600 s) ^■ 2000 W)/1000 W kWh ₃ = ((24998, 125 / 3600 s) ^■ 2000 W)/1000 W « 13,88

kWh ₃ « 13,88 kW

Bestimmen des Wirkungsgrades (WG) des Systems: Betriebszustand - Beschleunigung des Schwungrades - Abbremsen des Schwungrades nach 2 Berechnung des Angriffs der Kräfte F2 = 1 N und F3 = 2 N

(kWh2 / kWhl ) ^* 100 = WG %

WG des Systems = (13,88/2,77) ^* 100 « 501 ,08 %

WG des Systems « 501 ,08 %

Zunächst analysieren wir kurz und erinnern uns an den Hauptbegriff - was ein Drehmoment ist.

Kurz kann dieser physikalische Begriff so definiert werden: der Drehmoment (Moment der Kraft) - ist die Drehkraft, die der Hauptkörper des Motors erzeugt und an die Motorwelle weiter leitet.

In unserem Fall ist die Drehkraft ein Magnetfeld, das durch die Felder des Rotors und Stators generiert wird.

Der Begriff Drehmoment kann beispielsweise anhand eines herkömmlichen Hebels in Form eines Schraubenschlüssels dargestellt werden. Wenn wir den Schlüssel auf der festsitzenden Mutter aufsetzen, um sie vom Platz zu bewegen, und mit Kraft den Schlüssel betätigen, so beginnt auf die Mutter ein Drehmoment zu wirken. Das Drehmoment ist gleich der Kraft, die am Hebel (Schlüsselgriff) anliegt, multipliziert mit der Länge des Hebelarms. In Zahlen wird es wie folgt beschrieben: wenn am Griff des Schlüssels mit einer Länge von 1 Meter ein Gewicht von 10 kg hängt, wird auf die Mutter ein Drehmoment von 10 kg ^* m wirken. Im Sl-Maßsystem wird dieser Wert (multipliziert mit der Erdbeschleunigung - 9,81 m/s2) 98, 1 N ^* m betragen.

Aus einer einfachen Formel, die die Mechanik des Drehmomentes beschreibt, ergibt sich Folgendes: einen größeren Drehmoment kann man durch 2 Varianten bekommen, entweder durch Verlängerung des Hebels oder durch die Erhöhung des Lastgewichtes.

Betrachten wir den Begriff - Drehmoment für elektrische Maschinen. Es ist bekannt, dass sich in elektrischen Maschinen das Drehmoment quadratisch zum Durchmesser und direkt proportional zur Länge des Rotors verhält. P= M ^* n/(r + I) wobei:

P - Leistung in kW

M - Drehmoment in N ^* m n - Drehzahl der Motorwelle in 1/min mit r = Radius des Kraftangriffs

I - Rotorlänge

entsprechend: M = P/(n/(r + I))

Die Formel gilt für ein energetisch abgeschlossenes System.

Ein geschlossenes Körpersystem in der Mechanik ist eine Ansammlung von physischen Körpern, bei denen keine Wechselwirkung mit externen Körpern stattfindet. Noch strenger: das System gilt als geschlossen, wenn es eine geschlossene finite Hülle gibt, die dieses System umhüllt, so dass jede Randbedingung auf der Hülle gleich Null ist. Geschlossene Systeme im weitesten Sinne des Begriffes spielen eine fundamentale Rolle beim Studieren der Naturgesetze, denn sie stellen in der Tat die Reinheit des Experiments dar, frei von externen Faktoren. Darin liegt der Unterschied zu den nicht geschlossenen Systemen, die der Willkür der externen Einwirkung ausgeliefert sind und deshalb keine Informationen zu den Naturgesetzen geben können.

Ein dynamisches System ist eine mathematische Abstraktion für die Beschreibung und Untersuchung der Evolution von Systemen in der Zeit.

Ein dynamisches System ist ein mathematisches Modell eines Objekts oder Prozesses, oder Ereignisses. Ein dynamisches System kann ein System, das einen Zustand repräsentiert, sein. Mit diesem Ansatz beschreibt das dynamische System (in der Regel) die Dynamik eines Prozesses, nämlich den Prozess des Übergangs von einem Zustand zum anderen. Der Phasenraum des Systems ist die Gesamtheit aller möglichen Zustände eines dynamischen Systems. So wird ein dynamisches System durch seinen Ausgangszustand und das Gesetz, nach dem das System aus dem Anfangszustand in einen anderen Zustand übergeht, gekennzeichnet. Thema: Drehmoment

Der Hauptkennwert, nach dem die über die Möglichkeiten und die Anwendbarkeit des Motors entschieden wird, ist die MOTORLEISTUNG. Danach kommen seine Effizienz, Lebensdauer, Masse, Abmessungen usw.

Die Leistung ist ein Produkt von:

- Drehzahl (Drehgeschwindigkeit) der Motorwelle;

- Drehmoment der Welle;

Je höher der Wert dieser Parameter desto höher die Leistung des Motors.

Jetzt schauen wir uns die von mir dargestellte energetische Vorrichtung aufmerksam an.

1 . Es sind zwei elektrische Maschinen - Elektromotor und Generator.

2. Diese zwei elektrischen Maschinen sind miteinander über Wellen verbunden.

3. Es wird für den Anlauf Fremdenergie eingesetzt, um das System zum Drehen zu bringen.

4. Nach dem Anlauf, der durch die Drehgeschwindigkeit der beiden elektrischen Maschinen bestimmt wird, kann die zusätzliche Leistung des Generators für die Aufrechterhaltung der Drehbewegungen des Elektromotors genutzt werden.

5. Die restliche zusätzliche Leistung vom Generator kann für beliebige Bedürfnisse, bei denen elektrische Energie benötigt wird, eingesetzt werden.

Die Logik besagt, dass ein solches System von verbundenen Elektromaschinen eine Klassifizierung und Namen benötigen.

Ich schlage vor, diesen Typ von Vorrichtungen und Prozesse im Ganzen als Pseudooffenes elektrodynamisches System zu bezeichnen.

Es gibt mathematische Rechenmethoden und Beweise für dieses Verfahren. Für das pseudo-offene Elektrosystem ist die Form der unten angegebenen mathematischen Analyse am Besten geeignet. Für die Bestimmung der Qualität der Vorrichtung ist es erforderlich, einen neuen Begriff einzuführen:

Koeffizient der Kraftnutzung

Ein Kennwert, der jede elektrische Maschine separat kennzeichnet, im Weiteren „KKN" genannt.

KKN = M/P

Mathematische Analyse der Vorrichtung mit einem pseudo-offenen elektrischen Zyklus.

Als Grundlage nimmt man eine Standard-Formel zur Bestimmung der Leistung der elektrischen Maschinen P = M ^* n/(r + I).

Daraus folgt:

Beispiel:

wo:

P - Leistung, kW

M - Drehmoment, N ^* m

n - Drehzahl der Motorwelle, 1/min r - Radius des Kraftangriffs

I - Rotorlänge

Tabelle 1

Tabelle 2 Tabelle 3

Daraus folgt:

Das Theorem für Energievorrichtungen mit einem pseudo-offenen Energiekreislauf:

Für Vorrichtungen mit einem pseudo-offenen Stromkreislauf ist es notwendig, dass der KKN des Elektromotors größer ist, als der KKN des Generators (M/P des Elektromotors größer als M/P des Generators).

Dies ist das Theorem.

Unter diesen Bedingungen können wir eine höhere Ausgangsleistung als die in solchen Vorrichtungen oder Verfahren notwendige Verbrauchsenergie realisieren. Als weitere Varianten wurden realisiert:

- Darin sind Radius und Länge des Rotors des Generators konstant

- Radien und Längen des Rotors des Motors unterschiedlich

- Wirkungsgrade des Motors und des Generators sind jeweils 80%.

Ausführungsform 1

r= 200 cm, l= 20 cm dementsprechend KKN des Motors ist größer als KKN des Generators. Dabei ist der Radius des Motors größer als der Radius des Generators. r(Motor)= 200 cm - r(Generator)= 5 cm

IWirkliche Wirkungsgrad des Systems 563,20 % | Delta KKN 0,2895 ^'

Ausführungsform 2

r= 5 cm, 1= 40 cm dementsprechend KKS des Motors ist größer als KKS des Generators. Dabei ist der Radius des Motors gleich Radius des Generators. r(Motor)= 5 cm - r(Generator)= 5 cm

Ausführungsform 2

Sel bstgenerie rung fä ngt a n, wenn KKN Motor größer a ls KKN Generator M/P Motor - M/P Generator 0,009

Wirkliche Wirkungsgrad des Systems 115,20 Delta KKN i 0,0095

Ausführungsform 3

r= 2 cm, 1= 60 cm dementsprechend KKS des Motors ist größer als KKS des Generators. Dabei ist der Radius des Motors kleiner als der Radius des Generators. r(Motor)= 2 cm - r(Generator)= 5 cm

Ausführungsform 3

Sel bstgeneri erung fä ngt a n, wenn KKN Motor größer a ls KKN Genera tor; M/P Motor - M/P Ge ne rator| 0,037

Wirkliche Wirkungsgrad des Systems 158,72 ;% Delta KKN 0,0367

Dementsprechend kann man auch die geometrischen Parameter des Generators 2 verändern.

Bezugszeichen

1 Elektromotor

2 Generator

3 Permanentmagnet (Elektromotor)

4 Kreisscheibe

5 Spule (Elektromotor)

6 Stator (Elektromotor)

7 Anschluss

8 Rotor (Generator)

9 Gehäuse

10 Stator (Generator)

1 1 Lager

12 Steuereinrichtung

13 Energiequelle

14 Welle (Kreisscheibe)

15 Welle (Rotor Generator)

16 übertragende Einrichtung

17 separater Elektromotor (Anlauf)

18 Antriebswelle

19 Verbindungselement

20 Magnet (Generator)

21 Spule (Generator)

22 Flüssigkeit

23 gemeinsame Welle

24 Kupplung

25 Getriebe

26 Lager

27 Rad

28 Felge

29 Fahrzeugreifen

30 Kern

31 Flügel

32 Halter