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Zuletzt aktualisiert 20.10.2017

Miniaturisierter Klauenpolgenerator Technische Universität Berlin (Zentrum für geistiges Eigentum)

Unser Kooperationswunsch im Detail

Hintergrund

Zur Wandlung von mechanischer in elektrische Energie ist bereits eine Vielzahl unterschiedlichster Generatoren bekannt. Eine Form sind die sog. Transversalflussmaschinen, eine Spezialform sind Klauenpolgeneratoren. Auf Grund ihres komplexen Aufbaus, der in der komplizierten Geometrie der flussführenden Teile liegt, sind diese sehr aufwendig und teuer in der Fertigung und werden bislang in großen Mengen nur in Lichtmaschinen von Fahrzeugen eingesetzt. Ein weiterer großer Nachteil bisheriger Klauenpolgeneratoren ist deren hohes Rastmoment. Auch wenn bereits vielfältige Lösungen existieren, so steigt doch stetig die Nachfrage nach miniaturisierten Generatoren, die Kleinverbraucher, möglichst auch autark, mit Energie versorgen können.

 

Technische Beschreibung

Vorgestellt wird im folgenden ein elektrodynamischer Wandler in Klauenpolausführung mit deutlich verbesserten Betriebseigenschaften, der einfach und kostengünstig herstellbar  sowie problemlos miniaturisierbar ist. Im Gegensatz zu bekannten Generatoren weist der an der TU Berlin am FG Mikrotechnik entwickelte 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.

 

Erste Ergebnisse

Ein Prototyp des Generators wurde am Fachgebiet der TU Berlin bereits aufgebaut und vermessen. Das dabei ermittelte Rastmoment ist zwar nicht komplett Null, jedoch deutlich kleiner als bei anderen Klauenpolgeneratoren dieser Größe und stellt für den Betrieb keinerlei Einschränkung dar. Eine weitere Reduktion des Rastmomentes könnte durch eine Erhöhung der Fertigungsgenauigkeit erreicht werden. Ebenfalls wurden die effektive Klemmenspannung (Fig. 3) sowie die abgegebene Leistung bei variabler Drehzahl (Fig. 4) für unterschiedliche elektrische Belastungen untersucht. Dabei sind Klemmenspannung 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.

 

Vorteile

  • Geringes Rastmoment

  • Autarke Energiegewinnung

  • Einfacher Aufbau

  • kostengünstige Fertigung

  • als Motor verwendbar

 

Entwicklungsstand

Prototyp

 

Schutzrechte

Deutsche Patentanmeldung,

Priorität September 2014

 

Patentinhaber

Technische Universität Berlin

 

Anwendungsgebiete

Sensorik, Energy Harvesting, Verbraucherelektronik, Energiewandlung, (Tür)Schließsysteme

Art der Kooperation:
Kooperation in Forschungsprojekten
Teilefertigung / Kleinserienfertigung / Prototypenbau
Schulung / Training

Kontakt

Technische Universität Berlin (Zentrum für geistiges Eigentum) Jeanne Trommer

Dokumente zum Download

Technische Universität Berlin (Zentrum für geistiges Eigentum)

Das Präsidium der TU Berlin hat das Zentrum für geistiges Eigentum (ZfgE) mit dem Ziel ins Leben gerufen, den Technologietransfer an der TU Berlin zu vereinfachen und als zentrale Anlaufstelle für alle am Technologietransferprozess Beteiligten zu fungieren.

Im ZfgE werden die mit dem Technologietransfer zusammenhängende Gestaltung in der Praxis und die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit Fragen des geistigen Eigentums unter einem Dach zusammengefasst. Darüber hinaus soll das ZfgE der zentrale Ort für Forschung, Lehre und Weiterbildung auf dem Gebiet des Immaterialgüterrechts werden.

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