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Rotierender Übertrager

Kontaktlose rotierende Energie-Übertrager können immer dann sinnvoll eingesetzt werden, wenn die Energieübertragung auf ein rotierendes System mittels Schleifringen technische oder wirtschaftliche Probleme verursacht. Ein Einsatzbeispiel ist die Energieübertragung auf den Rotor einer elektrisch erregten Synchronmaschine. Üblicherweise werden kontaktlose rotierende Energie-Übertrager mittels sogenannten Topfkernen aufgebaut und stoßen daher bei der Varianz des Bauraumes und der maximal übertragbaren Leistung schnell an eine Grenze.

Am Institut für elektrische Energiewandlung wurde unter Berücksichtigung der Kosten, der Drehzahlfestigkeit, des Wirkungsgrades und des Gewichtes ein völlig neues Konzept einer rotierenden induktiven Energieübertragungsstrecke entworfen. Gegenüber anderen bekannten kontaktlosen Übertragern konnte, ohne die Verluste wesentlich zu vergrößern, der Einsatz von teuren und schweren Ferritmaterialien deutlich gesenkt werden. Das Prinzip des Übertragers basiert auf einer nicht vollständig ausgeprägten Flussführung aus einzelnen Ferrit-Plättchen und einer Wicklungsanordnung mit definiertem magnetischem Flussverlauf. Die Kombination aus dieser nicht ausgeprägten Flussführung mittels einzelnen Ferrit Plättchen und der Wicklungsanordnung sorgt bei massiver Senkung des Materialeinsatzes für einen relativ hohen Koppelfaktor und relativ geringe Wirbelstromverluste im Aluminium.

Die rotierende induktive Energieübertragungsstrecke kann für Anwendungen mit fast beliebiger Drehzahl, Durchmesser und Leistung skaliert und adaptiert werden. Durch den Aufbau mit einzelnen Ferrit-Plättchen sind Konstruktionen mit sehr großem freien Innendurchlass realisierbar. Mögliche Anwendungen sind das Ersetzen von wartungsintensiven und teuren Schleifringsystemen, beispielsweise in elektrisch erregten Synchronmaschinen.

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Institut für Elektrische Energiewandlung