DE102004054832A1

DE102004054832A1 - Stator especially for a reluctance motor or magnetic drive has teeth separated by intermediate spaces that hold devices to generate a given magnetic field

Info

Publication number: DE102004054832A1
Application number: DE200410054832
Authority: DE
Inventors: Simone Wolff
Original assignee: LEVITEC GmbH
Current assignee: LEVITEC GmbH
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2006-06-08
Also published as: DE102004054832A8

Abstract

A stator (40), especially for a reluctance motor or magnetic drive, comprises magnetic teeth (43,44) with adjacent teeth separated by an intermediate space (45,46) having devices (60) to generate magnetic fields with given flux directions in the intermediate spaces. Independent claims are also included for the following: (A) an electric motor, especially a reluctance motor, comprising the above; and (B) a magnetic drive comprising the above.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stator insbesondere für einen elektrischen Motor oder ein magnetisches Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zudem betrifft die Erfindung einen elektrischen Motor, insbesondere einen Reluktanz-Motor, sowie ein magnetisches Getriebe, in dem der Stator zum Einsatz kommt.The The invention relates to a stator, in particular for an electric motor or a magnetic transmission according to the preamble of the claim 1. In addition, the invention relates to an electric motor, in particular a reluctance motor, as well a magnetic gearbox in which the stator is used.

Elektrische Motoren, die nach dem Reluktanz-Prinzip arbeiten, sind bekannt. So beschreiben Bergmann et al. in dem Lehrbuch „Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 2, 8. Auflage, Elektromagnetismus, Berlin, New York, de Gryter, Seite 165" einen Reluktanz-Schrittmotor. Der bekannte Reluktanz-Schrittmotor weist als Rotor einen weichmagnetischen Innenläufer mit vier Zähnen auf. Um den Rotor herum ist ein Stator mit drei bestrombaren Polpaaren angeordnet. Bei Bestromung eines Polpaares werden die am nächsten liegenden Rotorzähne von dem Polpaar angezogen, weil damit der magnetische Widerstand des magnetischen Kreises, d.h. die Reluktanz minimiert wird.electrical Motors that operate on the reluctance principle are known. Bergmann et al. in the textbook "Textbook of Experimental Physics, Volume 2, 8th Edition, Electromagnetism, Berlin, New York, de Gryter, Page 165 "a reluctance stepper motor. The known reluctance stepping motor has a soft-magnetic rotor internal rotor with four teeth on. Around the rotor is a stator with three current-carrying pole pairs arranged. When energized a Polpaares are the closest rotor teeth attracted by the pole pair, because so the magnetic resistance of the magnetic circuit, i. the reluctance is minimized.

Ein ähnlicher, bekannter Reluktanz-Motor ist in 5 dargestellt, wobei anstelle eines Innenläufers ein Außenläufer als Rotor verwendet wird. Der Rotor ist symbolisch durch zahnförmige Elemente 9 dargestellt. Koaxial zum ringförmigen Rotor ist ein Stator angeordnet, der symbolisch durch U-förmige Elemente 11 dargestellt ist. Die beiden Schenkel jedes U-förmigen Statorelements 11 bilden die zahnförmigen Pole des Stators. Um eine Drehbewegung des Rotors zu ermöglichen, ist es notwendig, dass die Lücken oder Zwischenräume zwischen den Statorelementen 11 ausreichend groß sind. In der Regel sind die Zwischenräume, in Drehrichtung des Rotors betrachtet, etwa so breit wie die Statorelemente 11. Zwischen den Schenkelpaaren der Statorelemente 11 ist eine Ringspule 10 eingebettet, die das Hauptmagnetfeld zum Betreiben des elektrischen Motors erzeugt. Bei dem bekannten Reluktanz-Motor wird, wie in 5 angedeutet, das von der Spule 10 erzeugte magnetische Feld auf alle Zähne der Statorelemente 11 verteilt. Ein Drehmoment wird deshalb nur in dem Winkelabschnitt erzeugt, in dem sich die Rotorzähne 9 aus der in 5 gezeigten Stellung – Rotorzähne 9 befinden sich zwischen benachbarten Statorelementen 11 – entgegen dem Uhrzeigersinn bis zu den nächstliegenden Statorelementen 11 bewegen, so dass Statorelemente 11 und Rotorzähne 9 miteinander fluchten. Bewegt sich der Rotor weiter, wirkt zwischen gegenüberliegenden Statorelementen 11 und Rotorzähnen 9 infolge hervorgerufener Wirbelströme solange ein Bremsmoment, bis die Rotorzähne 9 wieder zwischen benachbarten Statorelementen 11 liegen. Demzufolge trägt bei dem bekannten Reluktanz-Motor nur etwa die Hälfte der umfangsseitigen Statorfläche zur Erzeugung eines Drehmoments bei.A similar known reluctance motor is in 5 represented, wherein instead of an inner rotor, an external rotor is used as a rotor. The rotor is symbolic by tooth-shaped elements 9 shown. Coaxially with the annular rotor, a stator is arranged symbolically by U-shaped elements 11 is shown. The two legs of each U-shaped stator element 11 form the tooth-shaped poles of the stator. In order to allow a rotational movement of the rotor, it is necessary that the gaps or spaces between the stator elements 11 are sufficiently large. In general, the interstices, viewed in the direction of rotation of the rotor, are about as wide as the stator elements 11 , Between the leg pairs of the stator elements 11 is a toroidal coil 10 embedded, which generates the main magnetic field for operating the electric motor. In the known reluctance motor is, as in 5 indicated by the coil 10 generated magnetic field on all teeth of the stator elements 11 distributed. A torque is therefore generated only in the angular section in which the rotor teeth 9 from the in 5 shown position - rotor teeth 9 are located between adjacent stator elements 11 - counterclockwise to the nearest stator elements 11 move so that stator elements 11 and rotor teeth 9 aligned with each other. If the rotor continues to move, it acts between opposing stator elements 11 and rotor teeth 9 as a result of generated eddy currents as long as a braking torque until the rotor teeth 9 again between adjacent stator elements 11 lie. As a result, in the known reluctance motor, only about half of the circumferential stator surface contributes to the generation of a torque.

Ferner sind Wechselstrom-Motoren bekannt, die nach dem Transversalfluss-Prinzip arbeiten. Eine derartige Transversalfluss-Maschine ist beispielsweise aus der DE 296 21 166 U1 bekannt. Derartige Transversalfluss-Motoren umfassen wenigstens einen Stator und einen Läufer, die den von einer Spule erzeugten Magnetfluss führen und somit magnetische Kreise bilden. Da der von der Spule hervorgerufene magnetische Fluss im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung des Läufers verläuft, spricht man auch von Transversalfluss-Maschine. Der Läufer weist an seiner zum Stator weisenden Oberfläche Permamentmagnete auf, die in Umfangsrichtung wechselweise magnetisiert sind.Furthermore, AC motors are known which operate on the transversal flux principle. Such a transverse flux machine is for example from the DE 296 21 166 U1 known. Such transverse flux motors comprise at least one stator and one rotor, which guide the magnetic flux generated by a coil and thus form magnetic circuits. Since the magnetic flux produced by the coil runs essentially transversely to the direction of movement of the rotor, this is also referred to as the transverse flux machine. The rotor has on its surface facing the stator to permanent magnets, which are alternately magnetized in the circumferential direction.

Eine derartige Transversalfluss-Maschine ist schematisch auch in 6 dargestellt. Dabei weist die beispielhafte Transversalfluss-Maschine einen ringförmigen Außenläufer 15 auf, an dessen Innenseite in radialer Richtung magnetisierte Permanentmagnete 16 angeordnet sind. Innerhalb des Außenläufers 15 ist ein ringförmiger Stator mit umfangsseitig verteilten Zähnen 11 koaxial angeordnet. Die umfangsseitig verteilten Zähne 11 können einen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Eine das Erregerfeld erzeugende Ringspule 10 ist beispielsweise innerhalb des Stators angeordnet. Schematisch sind in 6 ein Magnetfluss 13 während des Betriebs und ein Magnetfluss 5 dargestellt, der sich infolge der Permanentmagnete 16 des Außenläufers 15 im Leerlauf des Motors ergibt. Nachteilig ist bei dem bekannten Transversalfluss-Motor, dass, wenn die Spule 10 unbestromt ist und somit der Motor im Leerlauf betrieben wird, ein Magnetfluss über die Zähne 11 des Stators und den Außenläufer 15 geführt wird, so dass auch im Leerlauf hohe Verlustlusleistungen infolge von Wirbelströmen verursacht werden.Such a transverse flux machine is also schematically shown in FIG 6 shown. In this case, the exemplary transverse flux machine has an annular outer rotor 15 on, on the inside thereof in the radial direction magnetized permanent magnets 16 are arranged. Inside the outer rotor 15 is an annular stator with circumferentially distributed teeth 11 arranged coaxially. The circumferentially distributed teeth 11 may have a U-shaped cross-section. An excitation field generating ring coil 10 is located, for example, within the stator. Schematically are in 6 a magnetic flux 13 during operation and a magnetic flux 5 represented, due to the permanent magnets 16 of the outside runner 15 when the engine is idling. A disadvantage of the known transverse flux motor, that when the coil 10 is energized and thus the engine is idling, a magnetic flux across the teeth 11 of the stator and the external rotor 15 is guided, so that even at idle high loss of power due to eddy currents are caused.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Stator zu schaffen, mit dem vorzugsweise ein elektrischer Motor, insbesondere einen Reluktanz-Motor und ein magnetisches Getriebe aufgebaut werden können, die ein kleines Bauvolumen aufweisen können, und wobei der elektrische Motor sowohl im Betrieb als auch im Leerlauf niedrigere Verlustleistungen als die eingangs genannten bekannten elektrischen Motoren erzeugt.Of the The present invention is therefore based on the object, a stator to provide, with the preferably an electric motor, in particular a Reluctance motor and a magnetic gear can be built, the may have a small volume, and wherein the electric motor lower power losses both during operation and when idling produced as the aforementioned known electric motors.

Ein Kerngedanke der Erfindung ist darin zu sehen, einen mit Zähnen versehenen Stator zu entwickeln, bei dem der von einer Erregerspule oder einem Permanentmagneten erzeugte magnetischen Fluss gezielt innerhalb des Stators geführt wird.One Core idea of the invention is to be seen in a toothed To develop a stator in which the of an exciting coil or a Permanent magnets generated magnetic flux within targeted led the stator becomes.

Ein derartiger Stator sorgt insbesondere bei Reluktanz-Motoren oder magnetischen Getrieben für ein kontinuierliches Drehmoment.One Such stator provides especially in reluctance motors or magnetic Geared for one continuous torque.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass mit einem solchen Stator durch induzierte Wirbelströme bedingte Verlustleistungen reduziert werden können. Mit dieser Maßnahme wird beispielsweise das Material eines elektrischen Motors weniger stark belastet. Demzufolge kann auf separate Kühleinrichtungen verzichtet werden, welche bei einer Wechselstrommaschine gemäß der DE 296 21 166 U1 erforderlich sind.Another advantage is the fact that with such a stator induced by induced eddy currents power losses can be reduced. With this measure, for example, the material of an electric motor is less heavily loaded. Consequently, it can be dispensed with separate cooling devices, which in an alternator according to the DE 296 21 166 U1 required are.

Das oben genannte technische Problem wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The The above technical problem is explained by the features of the claim 1 solved.

Danach ist ein Stator, insbesondere für einen Reluktanz-Motor oder ein magnetisches Getriebe, vorgesehen, welcher mehrere Zähne aufweist, wobei benachbarte Zähne jeweils durch einen Zwischenraum getrennt sind. Um magnetische Felder gezielt durch den Stator führen zu können, sind Einrichtungen zum Erzeugen von Magnetfeldern mit vorbestimmter Flussrichtung in den Zwischenräumen vorgesehen.After that is a stator, especially for a reluctance motor or a magnetic gear provided, which has a plurality of teeth, with adjacent teeth each separated by a gap. To magnetic fields lead targeted through the stator to be able to are means for generating magnetic fields with predetermined Flow direction in the interstices intended.

Vorzugsweise enthalten die Erzeugungseinrichtungen Permanentmagnete, die in den Zwischenräumen eingesetzt sind und diese zumindest teilweise ausfüllen. Anstelle von Permanentmagneten können auch entsprechend dimensionierte Spulen verwendet werden.Preferably The generators contain permanent magnets, which in the interspaces are used and fill them at least partially. Instead of of permanent magnets can Also appropriately sized coils are used.

Um zu verhindern, dass ein Hauptmagnetfeld durch alle Statorzähne verläuft, weisen die Permanentmagnete in benachbarten Zwischenräumen entgegengesetzte Polaritäten auf. Zudem sind die Permanentmagnete parallel zur Anordnungsrichtung der Zähne magnetisiert. Mit diesen Maßnahmen wird erreicht, dass Magnetfelder nur durch jeden zweiten Statorzahn und nicht durch jeden Statorzahn geführt werden, wodurch der Wirkungsgrad eines elektrischen Motors oder eines magnetischen Getriebes erhöht und dessen Bauvolumen reduziert werden kann.Around to prevent a main magnetic field from passing through all the stator teeth the permanent magnets in adjacent spaces on opposite polarities. In addition, the permanent magnets are parallel to the arrangement direction of the Teeth magnetizes. With these measures is achieved that magnetic fields only by every second stator tooth and not be guided by each stator tooth, whereby the efficiency an electric motor or a magnetic gear increases and whose Construction volume can be reduced.

Vorzugsweise sind die bezüglich der Anordnungsrichtung der Statorzähne parallel verlaufenden Seiten der Zwischenräume schmaler als die entsprechenden Seiten der Zähne. Durch diese Maßnahme wird der Wirkungsgrad von Maschinen, in denen der Stator eingesetzt werden kann, erhöht, da die Wirkfläche der Zähne, das ist die Fläche, durch die der magnetische Fluss geleitet wird, größer ist.Preferably are the re the arrangement direction of the stator teeth parallel sides the spaces between narrower than the corresponding sides of the teeth. This measure will the efficiency of machines in which the stator is used can, increased, because the effective area the teeth, that's the area through which the magnetic flux is conducted is larger.

Eine besonderer Ausgestaltung sieht einen Stator mit U-förmigem Querschnitt vor.A special embodiment provides a stator with U-shaped cross section.

Das oben genannte technische Problem wird ebenfalls mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.The above technical problem is also with the features of claim 7 solved.

Danach ist ein elektrischer Motor, insbesondere ein Reluktanz-Motor vorgesehen, der wenigsten einen, mehrere Zähne aufweisenden Stator aufweist. Benachbarte Statorzähne sind jeweils durch einen Zwischenraum oder eine Lücke getrennt. Ferner weist der elektrische Motor wenigstens eine dem Stator zugeordnete Einrichtung zur Erzeugung des Hauptmagnetflusses, insbesondere eine Spule auf. Weiterhin ist ein, mehrere zahnförmige Elemente aufweisender Läufer vorgesehen, dessen zahnförmige Elemente durch einen Luftspalt getrennt den Statorzähnen gegenüber stehen. Um Verlustleistungen während des Betriebs und im Leerlauf reduzieren zu können, sind Einrichtungen vorgesehen, die in den Zwischenräumen des Stators Magnetfelder mit vorbestimmter Flussrichtung erzeugen.After that is provided an electric motor, in particular a reluctance motor, the least one, several teeth comprising stator. Adjacent stator teeth are each separated by a gap or a gap. Further points the electric motor at least one device associated with the stator for generating the main magnetic flux, in particular a coil. Furthermore is one, several tooth-shaped Elements having runners provided, the tooth-shaped elements separated by an air gap facing the stator teeth. To power losses during the To be able to reduce operating and idling, facilities are provided those in the interstices of the stator generate magnetic fields with a predetermined flow direction.

An dieser Stelle sei bereits erwähnt, dass der Läufer in einem Linear-Motor oder als Rotor in Form eines Innen- oder Außenläufer zum Einsatz kommen kann.At this point should already be mentioned that the runner in a linear motor or as a rotor in the form of an internal or external rotor for Use can come.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Further developments are the subject of the dependent claims.

Die Erzeugungseinrichtungen sind Permanentmagnete, die in den Zwischenräumen eingesetzt sind und diese zumindest teilweise ausfüllen.The Generators are permanent magnets inserted in the spaces and at least partially fill them.

Alternativ können anstelle von Permanentmagneten auch Spuleneinrichtungen verwendet werden.alternative can Instead of permanent magnets and coil devices used become.

Die in benachbarten Zwischenräumen angeordneten Permanentmagnete weisen wechselnde Polaritäten auf, so dass der von der stromdurchflossenen Spule erzeugte Magnetfluss nicht, wie bei herkömmlichen Reluktanz-Motoren durch jeden Statorzahn fließt, sondern nur durch jeden zweiten Statorzahn. Mit anderen Worten wird ein magnetischer Kreis nur über einen ersten, dritten, fünften usw. Statorzahn gebildet. Auf diese Weise wird vermieden, dass bei laufendem Betrieb des elektrischen Motors Bremsmomente erzeugt werden, wie dies in Verbindung mit dem bekannten, in 5 gezeigten Reluktanz-Motor oben erläutert worden ist.The permanent magnets arranged in adjacent interspaces have alternating polarities, so that the magnetic flux generated by the current-carrying coil does not flow through each stator tooth, as in conventional reluctance motors, but only through every second stator tooth. In other words, a magnetic circuit is formed only over a first, third, fifth, etc. stator tooth. In this way it is avoided that during operation of the electric motor braking torques are generated, as in connection with the known, in 5 shown reluctance motor has been explained above.

Demzufolge sind die Permanentmagnete in Bewegungsrichtung des Motors magnetisiert.As a result, the permanent magnets are magnetized in the direction of movement of the motor.

Um Verlustleistungen im Betrieb des elektrischen Motors möglichst niedrig halten und höhere Drehmomente erzeugen zu können, sind die parallel zur Bewegungsrichtung des Läufers verlaufenden Seiten der zahnförmigen Elemente schmaler als die entsprechenden Seiten der Statorzähne.Around Power losses in the operation of the electric motor possible keep low and higher torques to be able to produce are the sides of the running parallel to the direction of movement of the rotor tooth-shaped Elements narrower than the corresponding sides of the stator teeth.

Um Streueffekte in den magnetischen Kreisen, die von den Statorzähnen und zahnförmigen Elementen des Läufers gebildet werden, zu verringern, sind Rückflusselemente auf der den Statorzähnen abgewandten Seite des Stators angeordnet.To scatter effects in the magnetic Krei To reduce sen, which are formed by the stator teeth and tooth-shaped elements of the rotor, return elements are arranged on the stator teeth of the opposite side of the stator.

Der wenigstens eine Stator und der Läufer können ringförmig ausgebildet sein, wobei der Läufer als Innen- oder Außenläufer ausgebildet sein kann. Natürlich sind je nach Ausführung des Läufers als Innen- oder Außenläufer die Statorzähne an der Innen- bzw. Außenseite des Stators vorzusehen.Of the at least one stator and the rotor can be annular be, with the runner as Internal or external rotor formed can be. Naturally are depending on the version of the runner as internal or external rotor the stator teeth on the inside or outside to provide the stator.

Alternativ kann der elektrische Motor auch als Linear-Motor ausgebildet sein.alternative The electric motor can also be designed as a linear motor.

Um eine kompakte Bauweise zu erhalten, weist der wenigstens eine Stator ein U-förmiges Querschnittsprofil auf, wobei die Spule zur Erzeugung des Hautmagnetfeldes dann in dem Stator eingebettet sein kann.Around To obtain a compact design, the at least one stator a U-shaped cross-sectional profile on, wherein the coil for generating the skin magnetic field then in can be embedded in the stator.

Um einen elektrischen Motor zu schaffen, bei dem das magnetische Feld im Betrieb vornehmlich in Längsrichtung des Motors geführt wird, sind wenigstens zwei Statoren im Abstand zueinander angeordnet. Sind Stator und Läufer ringförmige ausgebildet, sind die Statoren bezüglich der Längsachse des elektrischen Motors hintereinander angeordnet. Zweckmäßigerweise erstrecken sich die zahnförmigen Elemente des Läufers über die gesamte Breite eines Stators bzw. mehrerer Statoren.Around to create an electric motor in which the magnetic field in operation mainly in the longitudinal direction of the engine is at least two stators spaced apart. Are stator and runner annular formed, the stators with respect to the longitudinal axis of the electric motor arranged one behind the other. Expediently extend the tooth-shaped Elements of the runner over the entire width of a stator or more stators.

Jeder Stator kann aus mehreren separaten Segmenten, die zueinander beabstandet sein können, zusammengesetzt sein, wobei jedem Stator, jedem Statorsegment oder jedem Statorsegment-Paar jeweils eine Erregerspule zugeordnet sein kann. Bei einer ringförmigen Ausgestaltung des Stators und des Läufers kann entlang der Längsachse ein magnetisch leitender Zylinder zur Führung des Hauptmagnetfeldes eingesetzt sein.Everyone Stator can be made up of several separate segments that are spaced apart could be, be composed, with each stator, each stator segment or Each stator segment pair to be assigned in each case an excitation coil can. In an annular Embodiment of the stator and the rotor can along the longitudinal axis a magnetically conductive cylinder for guiding the main magnetic field be used.

Die Spule kann beliebige Formen, beispielsweise eine Ringwicklung und andere Wicklungsanordnungen darstellen.The Coil can be any shape, such as a ring winding and represent other winding arrangements.

Der Stator und der Läufer können jeweils aus gestanztem und geformtem Blech hergestellt sein.Of the Stator and the runner can each made of stamped and formed sheet metal.

Das oben genannte technische Problem wird ebenfalls durch die Merkmale des Anspruchs 19 gelöst.The The above technical problem is also due to the features of claim 19 solved.

Danach ist ein magnetisches Getriebe vorgesehen, welches wenigstens einen Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist. Ferner weist das magnetische Getriebe wenigstens eine dem Stator zugeordnete Einrichtung zum Erzeugen eines rotierenden Magnetfeldes und einen, mehrere zahnförmige Elemente aufweisenden Läufer auf, wobei die zahnförmigen Elemente durch einen Luftspalt getrennt den Statorzähnen gegenüberstehen. Um eine kompakte Bauweise und einen verbesserten Wirkungsgrad zu erreichen, sind Einrichtungen zum Erzeugen von Magnetfeldern mit vorbestimmter Flussrichtung in den Zwischenräumen vorgesehen.After that a magnetic transmission is provided, which at least one Stator according to one of the claims 1 to 6. Furthermore, the magnetic transmission has at least a device associated with the stator for generating a rotating Magnetic field and one, several tooth-shaped elements having runner on, with the tooth-shaped Elements separated by an air gap facing the stator teeth. To a compact design and improved efficiency too reach, are devices for generating magnetic fields with predetermined flow direction provided in the spaces.

Eine besonders kompakte und platzsparende Bauweise wird dadurch erreicht, dass der Läufer, der Stator und die Einrichtung zum Erzeugen eines rotierenden Magnetfeldes im wesentlichen ringförmig ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet sind.A particularly compact and space-saving design is achieved by that the runner who Stator and the device for generating a rotating magnetic field formed substantially annular and are arranged coaxially with each other.

Zweckmäßigerweise enthält die Einrichtung zum Erzeugen eines rotierenden Magnetfeldes wenigstens ein Paar von Permanentmagneten, die ein Polpaar bilden.Conveniently, contains the means for generating a rotating magnetic field at least a pair of permanent magnets forming a pole pair.

Um eine magnetisches Getriebe mit einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis zu erhalten, ist die Anzahl der Statorzähne ein geradzahliges Vielfaches der Anzahl an Polpaaren und die Anzahl zahnförmiger Läuferelemente entspricht der halben Anzahl an Statorzähnen plus der Anzahl an Polpaaren.Around a magnetic gear with a predetermined gear ratio to obtained, the number of stator teeth is an even multiple the number of pole pairs and the number of tooth-shaped rotor elements corresponds to the half the number of stator teeth plus the number of pole pairs.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei werden gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to several embodiments in conjunction explained in more detail with the accompanying drawings. It will be the same Components provided with the same reference numerals. Show it:

1 die Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Reluktanz-Motors mit ringförmigem Stator und ringförmigem Außenläufer, 1 the front view of a reluctance motor according to the invention with annular stator and annular outer rotor,

2a, b eine perspektivische Ansicht des in 1 dargestellten Reluktanz-Motors mit unterschiedlich Drehrichtung, 2a , b is a perspective view of the in 1 illustrated reluctance motor with different rotational direction,

3 eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrischen Motors mit zwei separaten Statoreinrichtungen, 3 an alternative embodiment of the electric motor according to the invention with two separate stator devices,

4 einen ähnlichen Aufbau wie in 3 dargestellt, wobei lediglich ein Stator verwendet wird, 4 a similar structure as in 3 in which only one stator is used,

5 einen bekannten Reluktanz-Motor, 5 a known reluctance motor,

6 eine bekannte Transversalfluss-Maschine und 6 a known transverse flux machine and

7 ein magnetisches Getriebe, in dem die Erfindung verwirklicht ist. 7 a magnetic transmission in which the invention is realized.

1 zeigt eine Vorderansicht eines beispielhaften Reluktanz-Motors, bei dem lediglich der einfachen Darstellung wegen nur ein ringförmiger Stator 40 und ein als Außenläufer ausgebildeter Rotor 30 dargestellt sind. Der ringförmige Außenläufer 30, der mit einer nicht dargestellten Welle des Reluktanz-Motors verbunden sein kann, ist wiederum nur schematisch durch zahnförmige Elemente 9 dargestellt, die umfangsseitig und in äquidistanten Abstand zueinander angeordnet sind. Der Außenläufer 30 ist vorzugsweise aus einem magnetisch leitfähigen Blech hergestellt. Innerhalb des Außenläufer ist der ringförmige Stator 40 koaxial zum Außenläufer 30 angeordnet. 1 shows a front view of an exemplary reluctance motor, in which only for the sake of simplicity of a ring-shaped stator 40 and a rotor formed as an external rotor 30 are shown. The annular outer rotor 30 , which may be connected to a shaft of the reluctance motor, not shown, is again only schematically by tooth-shaped elements 9 represented, which are arranged circumferentially and in equidistant distance from each other. The external rotor 30 is preferably made of a magnetically conductive sheet metal. Within the outer rotor is the annular stator 40 coaxial with the external rotor 30 arranged.

Wie am besten in den 2a und 2b zu sehen, weist der Stator 40 im Querschnitt ein U-förmiges Profil auf, wodurch ein in den 2a und 2b rechts liegender, umlaufender Flansch 41 und ein links angeordneter, umlaufender Flansch 42 entsteht. Die radial nach außen weisende Seite des Flansches 41 weist, umfangsseitig verteilt, mehrere Zähne 43 auf, während die radial nach außen weisende Seite des Flansches 42, umfangsseitig verteilt, mehrere Zähne 44 aufweist. Benachbarte Zähne 44 bilden Zwischenräume oder Lücken 45, während die Zähne 43 auf dem äußeren Flansch 41 des Stators 40 Zwischenräume oder Lücken 46 bilden. Die parallel zur Bewegungsrichtung des Rotors 30 liegenden Seiten 43a und 44a der Zähne 43 bzw. 44 sind breiter als die entsprechenden Seiten der Zwischenräume oder Lücken 45 und 46. In jeder Lücke 45 und 46 ist ein Permanentmagnet 60 eingesetzt. Die Höhe der Permanentmagnete 60 ist im vorliegenden Beispiel niedriger als die Höhe der Zähne 43 und 45.How best in the 2a and 2 B to see, the stator points 40 in cross section a U-shaped profile, whereby a in the 2a and 2 B right, circumferential flange 41 and a left-hand peripheral flange 42 arises. The radially outward-facing side of the flange 41 has, distributed circumferentially, several teeth 43 on while the radially outward-facing side of the flange 42 , circumferentially distributed, several teeth 44 having. Adjacent teeth 44 form gaps or gaps 45 while the teeth 43 on the outer flange 41 of the stator 40 Gaps or gaps 46 form. The parallel to the direction of movement of the rotor 30 lying sides 43a and 44a the teeth 43 respectively. 44 are wider than the corresponding sides of the gaps or gaps 45 and 46 , In every gap 45 and 46 is a permanent magnet 60 used. The height of the permanent magnets 60 in the present example is lower than the height of the teeth 43 and 45 ,

Die Permanentmagnete 60 sind derart magnetisiert, dass deren Nord N – und Südpole S jeweils an der Innenseite zweier Zähne 43 bzw. 45 anliegen. Permanentmagnete 60 in benachbarten Lücken weisen jeweils entgegengesetzte Polaritäten auf, wie dies in den 2a und 2b dargestellt ist. Wie in den 2a und 2b weiter gezeigt, ist in die durch die beiden Flansche 91 und 42 gebildete Nut im Stator 40 eine ringförmige Spule 10 eingebettet. Fließt durch die Spule 10 ein Strom entgegen dem Uhrzeigersinn, wird ein magnetisches Feld erzeugt, dessen Feldlinien schematisch in 2a angedeutet sind. Fließt durch die Spule 10 hingegen ein Strom im Uhrzeigersinn, wird ein magnetisches Feld erzeugt, dessen Feldlinien schematisch in 2b angedeutet sind. Wie in den 12a und 2b deutlich erkennbar ist, verlaufen die Feldlinien des durch die bestromte Spule 10 erzeugten Hauptmagnetfeldes dank der in die Lücken 45 und 46 eingesetzten Permanentmagnete 60 nicht durch jeden Statorzahn 43, 44, sondern nur durch jeden zweiten Statorzahn. Gemäß 2a verlaufen Feldlinien des Hauptmagnetfeldes im wesentlichen nur durch die Statorzähne, deren jeweilige Seiten an die Nordpole N zweier benachbarter Permanentmagnete 60 anstoßen. Gemäß 2b verlaufen Feldlinien des Hauptmagnetfeldes im wesentlichen nur durch die Statorzähne, deren jeweilige Seiten an den Südpole S zweier benachbarter Permanentmagnete 60 anstoßen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass im laufenden Betrieb keine Bremsmomente in dem elektrischen Motor erzeugt werden, wie dies bei den bekannten, eingangs beschriebenen Reluktanz-Motoren der Fall ist.The permanent magnets 60 are magnetized such that their north N and south poles S are respectively on the inside of two teeth 43 respectively. 45 issue. permanent magnets 60 in adjacent gaps each have opposite polarities, as in the 2a and 2 B is shown. As in the 2a and 2 B shown further in is through the two flanges 91 and 42 formed groove in the stator 40 an annular coil 10 embedded. Flows through the coil 10 a counter-clockwise current, a magnetic field is generated whose field lines are schematically shown in FIG 2a are indicated. Flows through the coil 10 however, a current in a clockwise direction, a magnetic field is generated, whose field lines are schematically in 2 B are indicated. As in the 12a and 2 B is clearly visible, run the field lines of the energized coil 10 generated main magnetic field thanks to the in the gaps 45 and 46 used permanent magnets 60 not by every stator tooth 43 . 44 but only through every second stator tooth. According to 2a Field lines of the main magnetic field essentially pass only through the stator teeth, whose respective sides to the north pole N of two adjacent permanent magnets 60 nudge. According to 2 B Field lines of the main magnetic field essentially pass only through the stator teeth, their respective sides to the south pole S of two adjacent permanent magnets 60 nudge. In this way, it is ensured that during operation no braking torques are generated in the electric motor, as is the case with the known reluctance motors described above.

Um den magnetischen Rückfluss zu verbessern, sind auf der, dem Außenläufer 30 abgewandten Seite des Stators 40 Rückflusselemente 4 vorgesehen.To improve the magnetic reflux, are on the, the external rotor 30 opposite side of the stator 40 Return items 4 intended.

Wir betrachten noch einmal 1, in der die Vorderansicht des in den 2a und 2b gezeigten Reluktanz-Motors abgebildet ist. 1 zeigt den magnetischen Fluss 5 durch den Stator 40 im Leerlauf des Motors, d. h. im unbestromten Zustand der in den 2a und 2b gezeigten Spule 10. Deutlich zu sehen ist, dass die von den Permantentmagneten 60 herrührenden Magnetfelder nur im Stator 40 und nicht durch den Außenläufer 30 geleitet werden. Dadurch können die Verlustleistungen gegenüber den eingangs beschriebenen Transversalflussmotoren deutlich reduziert werden.We will look again 1 in which the front view of the in the 2a and 2 B shown reluctance motor is shown. 1 shows the magnetic flux 5 through the stator 40 idle of the engine, ie in the de-energized state in the 2a and 2 B shown coil 10 , It can be clearly seen that the of the permanent magnets 60 originating magnetic fields only in the stator 40 and not by the external rotor 30 be directed. As a result, the power losses compared to the transversal flux motors described above can be significantly reduced.

In 3 ist ein weitere Ausführungsbeispiel eines Reluktanz-Motors dargestellt, der zwei ringförmige Statoren 70 und 80 aufweist, die bezogen auf eine gedachte Längsachse hintereinander angeordnet sind. Der Stator 70 wird von 4 Statorsegmenten 71, 72, 73 und 74 gebildet, wobei die Statorsegmente 72 und 74 und die Statorsegmente 71 und 73 diametral zueinander angeordnet sind und jeweils ein Polpaar bilden. In ähnlicher Weise ist der Stator 80 aus vier Statorsegmenten zusammengesetzt, wobei wegen der perspektivischen Darstellung nur die Statorsegmente 82 und 83 sichtbar sind. Die beiden nicht sichtbaren Statorsegmente sowie die Statorsegmente 82 und 84 stehen sich diametral gegenüber und bilden jeweils ein Polpaar. Lediglich der einfacheren Darstellung wegen ist ein Außenläufer 30 lediglich durch ein einziges zahnförmiges Element 9 dargestellt. Um einen effizienten magnetischen Kreis zwischen den Statoren 70 und 80 und dem Außenläufer 30 zu erzeugen, erstrecken sich dessen zahnförmige Elemente 9 im Wesentlichen über die gesamte Breite der beiden Statoren 70 und 80. Innerhalb der Statoren 70 und 80 sowie des Außenläufers 30 verläuft koaxial ein ferromagnetischer Zylinder 90.In 3 is shown another embodiment of a reluctance motor, the two annular stators 70 and 80 has, which are arranged with respect to an imaginary longitudinal axis one behind the other. The stator 70 is from 4 stator segments 71 . 72 . 73 and 74 formed, wherein the stator segments 72 and 74 and the stator segments 71 and 73 are arranged diametrically opposite each other and each form a pole pair. Similarly, the stator 80 composed of four stator segments, with only the stator segments because of the perspective view 82 and 83 are visible. The two invisible stator segments and the stator segments 82 and 84 are diametrically opposed and each form a pole pair. Only for the sake of simplicity is an external rotor 30 only by a single tooth-shaped element 9 shown. To create an efficient magnetic circuit between the stators 70 and 80 and the external rotor 30 to produce, extend its tooth-shaped elements 9 essentially over the entire width of the two stators 70 and 80 , Inside the stators 70 and 80 as well as the external rotor 30 runs coaxially a ferromagnetic cylinder 90 ,

Im vorliegenden Beispiel ist jedem Statorsegment eine Spule zugeordnet. Dies bedeutet, dass dem Statorsegment 71 eine Spule 101, dem Statorsegment 72 eine Spule 102, dem Statorsegment 73 eine Spule 103 und dem Statorsegment 74 eine Spule 104 zugeordnet sind. In gleicher Weise ist den nicht sichtbaren Statorsegmenten 81 und 84 des Stators 80 jeweils eine Spule zugeordnet. Dem Statorsegment 82 ist, wie 3 zeigt, eine Spule 112 und dem Statorsegment 83 eine Spule 113 zugeordnet. Fließt ein Strom in entgegengesetztem Uhrzeigersinn durch die Spulen, ergibt sich der schematisch dargestellte magnetische Flussverlauf, der mit Bezugsziffer 120 gekennzeichnet ist.In the present example, each stator segment is assigned a coil. This means that the stator segment 71 a coil 101 , the stator segment 72 a coil 102 , the stator segment 73 a coil 103 and the stator segment 74 a coil 104 assigned. In the same way is the invisible stator segments 81 and 84 of the stator 80 each assigned a coil. The stator segment 82 is like 3 shows a coil 112 and the stator segment 83 a coil 113 assigned. If a current flows through the coils in an anticlockwise direction, the magnetic flux diagram shown schematically is given by the reference numeral 120 is marked.

Jedes Statorsegment der beiden Statoren 70 und 80 weist Zähne 130 bzw. 135 auf, die umfangsseitig, vorzugsweise in äquidistantem Abstand zueinander angeordnet sind. Die Zähne 130 und 135 sind durch Zwischenräume oder Lücken 140 bzw. 145 voneinander getrennt. In jeder Lücke ist ein Permanentmagnet 60 eingesetzt, der die Lücke vollständig ausfüllen kann, aber nicht muss. Die Anordnung der Permanetmagnete 60 in den Lücken 140 und 145 sowie Sinn und Zweck der Permanentmagnete sind die gleichen wie hinsichtlich des in den 2a und 2b beschriebenen Reluktanz-Motors, so dass, um Wiederholungen zu vermeiden, auf den dazugehörenden Beschreibungsteil verwiesen wird.Each stator segment of the two stators 70 and 80 has teeth 130 respectively. 135 on, the circumferentially, preferably in equidistant distance from each other are arranged. The teeth 130 and 135 are through gaps or gaps 140 respectively. 145 separated from each other. In every gap is a permanent magnet 60 which can fill the gap completely but does not have to. The arrangement of permanent magnets 60 in the gaps 140 and 145 as well as sense and purpose of the permanent magnets are the same as regards the in the 2a and 2 B described reluctance motor, so that in order to avoid repetition, reference is made to the corresponding part of the description.

Dank der eingesetzten Permanetmagnete 60 wird erreicht, dass, wenn ein Strom entgegen den Uhrzeigersinn durch die Spulen fließt, die hervorgerufenen Magnetfelder immer nur durch jeden zweiten Zahn 130 bzw. 135 eines Statorsegments fließen, wie dies durch die mit 120 bezeichneten Feldlinien in 3 dargestellt ist. Wie in 3 deutlich wird, verlaufen die von den Spulen erzeugten Magnetfelder im Wesentlichen entlang der Längsachse des Außenläufers 30.Thanks to the permanent magnets used 60 is achieved that, when a current flows counter-clockwise through the coils, the magnetic fields generated only ever by every second tooth 130 respectively. 135 a stator segment flow, as by the with 120 designated field lines in 3 is shown. As in 3 becomes clear, the magnetic fields generated by the coils extend substantially along the longitudinal axis of the outer rotor 30 ,

In 4 ist nunmehr ein Reluktanz-Motor dargestellt, bei dem die von Spulen 150, 151, 152 und 153 erzeugten Hauptmagnetfelder radial in einem als Außenläufer fungierenden Rotor 180 verlaufen. Der in 4 dargestellte Reluktanz-Motor unterscheidet sich von dem in 3 dargestellten Reluktanz-Motor im Wesentlichen dadurch, dass nur ein Stator verwendet wird, der aus vier Statorsegmenten 161, 162, 163 und 164 aufgebaut ist. Die vier Statorsegmente 161 bis 164 bilden wiederum einen ringförmigen Stator, der umfangsseitig verteilt Zähne 130 aufweist, die durch Lücken 140 voneinander getrennt sind.In 4 Now, a reluctance motor is shown, in which the coil 150 . 151 . 152 and 153 generated main magnetic fields radially in a functioning as an external rotor rotor 180 run. The in 4 shown reluctance motor is different from that in 3 shown reluctance motor essentially in that only one stator is used, which consists of four stator segments 161 . 162 . 163 and 164 is constructed. The four stator segments 161 to 164 in turn form an annular stator, the circumferentially distributed teeth 130 that has gaps 140 are separated from each other.

In jeder Lücke 140 ist ein Permanentmagnet 60 eingesetzt, der die Lücke teilweise ausfüllen kann. Der Außenläufer 180 weist an seiner Innenfläche zahnförmige Elemente 185 auf, die, in Umlaufrichtung des Außenläufers 180 betrachtet, eine Breite aufweisen, die im Wesentlichen der Breite der Zähne 130 der Statorsegmente 161 bis 164 entsprechen. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die zahnförmigen Elemente der Außenläufer und die Zähne jedes Stators, die in den 1 bis 4 dargestellt sind, im Wesentlichen die gleiche Breite aufweisen können. Die zahnförmigen Elemente der Außenläufer können aber auch schmaler oder breiter als die Zähne jedes Stators sein. Fließt der Strom durch die Spulen 150 bis 153 im Uhrzeigersinn, ergibt sich ein Magnetfluss, der in 4 schematisch dargestellt und mit Bezugsnummer 170 gekennzeichnet ist. Benachbarte Permanentmagnete 60 sind wie die in den 1, 2 und 3 verwendeten Permanentmagnete unterschiedlich polarisiert, so dass der von Spulen 150 bis 153 erzeugte Hauptmagnetfluss jeweils nur durch jeden zweiten Statorzahn 130 fließt. Hinsichtlich der Anordnung und der Funktionsweise der Permanentmagnete wird auf die Schilderung hinsichtlich der 2a und 2b verwiesen.In every gap 140 is a permanent magnet 60 used, which can fill in the gap partially. The external rotor 180 has tooth-shaped elements on its inner surface 185 on, the, in the direction of rotation of the external rotor 180 considered to have a width that is substantially the width of the teeth 130 the stator segments 161 to 164 correspond. It should be noted that the tooth-shaped elements of the external rotor and the teeth of each stator, which in the 1 to 4 are shown, may have substantially the same width. The tooth-shaped elements of the external rotor can also be narrower or wider than the teeth of each stator. The current flows through the coils 150 to 153 clockwise, there is a magnetic flux that flows in 4 shown schematically and with reference number 170 is marked. Neighboring permanent magnets 60 are like those in the 1 . 2 and 3 used permanent magnets differently polarized, so that of coils 150 to 153 generated main magnetic flux only by each second stator tooth 130 flows. With regard to the arrangement and operation of the permanent magnets is on the description in terms of 2a and 2 B directed.

Wie bei den in den 1, 2 und 3 dargestellten Reluktanz-Motoren verhindern die eingesetzten Permanentmagnete 60, dass beim Überstreichen der Rotorzähne 185 über die Statorzähne 130 infolge von Wirbelströmen Bremsmomente auf den Außenläufer 180 wirken. Wie bereits erwähnt, wirkt dank der eingesetzten Permanentmagnete und deren gewählter Polarität ein Drehmoment nahezu über den gesamten Umfang des Stators.As with the in the 1 . 2 and 3 shown reluctance motors prevent the permanent magnets used 60 that when sweeping the rotor teeth 185 over the stator teeth 130 due to eddy currents braking torques on the external rotor 180 Act. As already mentioned, thanks to the permanent magnets used and their chosen polarity, a torque acts almost over the entire circumference of the stator.

In 7 ist ein magnetisches Getriebe schematisch dargestellt. Das magnetische Getriebe weist eine antreibbare Welle 200 auf, an der zwei Permanentmagnete 210a und 210b diametral zueinander angeordnet sind. Die Permanentmagnete 210a und 210b sind in Richtung des vertikal eingezeichneten Pfeil magnetisiert und bilden ein Polpaar. Die infolge der rotierenden Permanentmagnete 210a und 210b hervorgerufenen rotierenden Magnetfelder sind skizzenhaft dargestellt und mit Bezugsziffer 220 bezeichnet. Ein ringförmiger, Zähne 43 und 44 aufweisender Stator 40 mit einem U-förmigen Querschnitt ist koaxial und im Abstand zu den Permanentmagneten 210a und 210b angeordnet. Der Stator 40 entspricht in seinem Aufbau dem in den 2a und 2b gezeigten Stator 40, so dass, um Wiederholungen zu vermeiden, auf die entsprechende Beschreibung verwiesen wird. Wichtig ist jedoch, dass in die von benachbarten Zähne 43 und 44 gebildeten Zwischenräume 46 bzw. 45 Permanentmagnete 60 mit der in 2a oder 2b gezeigten Polarität eingesetzt sind. Anstelle eines im Querschnitt U-förmigen Stators können zwei oder mehrere separate, hintereinander angeordnete Statoren entsprechend dem in 3 gezeigten Aufbau verwendet werden.In 7 a magnetic transmission is shown schematically. The magnetic gear has a drivable shaft 200 on, at the two permanent magnets 210a and 210b are arranged diametrically opposite each other. The permanent magnets 210a and 210b are magnetized in the direction of the vertical arrow and form a pole pair. The result of the rotating permanent magnets 210a and 210b caused rotating magnetic fields are sketchy and with reference numeral 220 designated. An annular, teeth 43 and 44 having stator 40 with a U-shaped cross-section is coaxial and spaced from the permanent magnets 210a and 210b arranged. The stator 40 corresponds in its construction in the 2a and 2 B shown stator 40 so, to avoid repetition, reference is made to the appropriate description. It is important, however, that in the teeth of neighboring teeth 43 and 44 formed spaces 46 respectively. 45 permanent magnets 60 with the in 2a or 2 B shown polarity are used. Instead of a cross-sectionally U-shaped stator, two or more separate, successively arranged stators according to the in 3 shown construction can be used.

Im Abstand zum Stator 40 ist ein Außenläufer 30 mit zahnförmigen Elementen 9 koaxial dazu angeordnet. Ein weiterer wichtiger Unterschied zu herkömmlichen magnetischen Getrieben ist darin zu sehen, dass die rotierenden Permanentmagnete 210a, 210b, der Stator 40 und der Außenläufer 30 koaxial angeordnet sind, d. h. eine gemeinsame Mittelachse besitzen. Herkömmliche magnetische Getriebe sind ähnlich wie mechanische Getriebe aufgebaut. Sie weisen zum Beispiel ein großes und ein kleines mehrpoliges Rad auf, deren Mittelachsen nicht zusammenfallen. Das in 7 dargestellte magnetische Getriebe weist eine kompaktere Bauweise und höhere übertragbare Drehmomente als herkömmliche magnetische Getriebe auf. Höhere übertragbare Drehmomente können deshalb erzielt werden, da die in die Lücken 45 und 46 des Stators 40 eingesetzten Permanentmagnete 60 dafür sorgen, dass das von den Permanentmagneten 210a und 210b hervorgerufene rotierende Hauptmagnetfeld nur durch jeden zweiten Zahn und nicht durch jeden Zahn 43 und 44 des sich im Hauptmagnetfeld befindlichen Stators 40 verläuft.In the distance to the stator 40 is an external rotor 30 with tooth-shaped elements 9 arranged coaxially thereto. Another important difference to conventional magnetic gears is the fact that the rotating permanent magnets 210a . 210b , the stator 40 and the external rotor 30 are arranged coaxially, ie have a common center axis. Conventional magnetic transmissions are constructed similar to mechanical transmissions. For example, they have a large and a small multi-pole wheel whose center axes do not coincide. This in 7 shown ma Gnetische transmission has a more compact design and higher transferable torques than conventional magnetic transmission. Higher transferable torques can therefore be achieved because in the gaps 45 and 46 of the stator 40 used permanent magnets 60 make sure that of the permanent magnets 210a and 210b caused main rotating magnetic field only by every second tooth and not by each tooth 43 and 44 of the stator located in the main magnetic field 40 runs.

Im vorliegenden Beispiel weist der Stator 40 zwei ringförmige Statorsegment 41 und 42 auf, die jeweils 80 Zähne 44 bzw. 43 tragen. Der Außenläufer 30 weist 41 zahnförmige Elemente 9 auf. Diese Anzahl ergibt sich aus dem Ansatz, dass die Anzahl an zahnförmigen Elementen des Außenläufers der halben Anzahl an Statorzähnen 43 oder 44 plus der Anzahl an Polpaaren 210a, 210b ist. Wenn sich nunmehr die auf der Welle 200 angeordneten Permanentmagnete 210a und 210b einmal um 360° drehen, dreht sich der Außenläufer 30 um zwei Statorzähne 43 und 44 weiter, so dass sich ein Übersetzungsverhältnis von 40:1 ergibt.In the present example, the stator 40 two annular stator segment 41 and 42 on, each one 80 teeth 44 respectively. 43 wear. The external rotor 30 has 41 tooth-shaped elements 9 on. This number results from the approach that the number of tooth-shaped elements of the external rotor of half the number of stator teeth 43 or 44 plus the number of pole pairs 210a . 210b is. If now on the wave 200 arranged permanent magnets 210a and 210b once turn 360 °, turns the external rotor 30 around two stator teeth 43 and 44 continue, so that there is a gear ratio of 40: 1.

Es versteht sich von selbst, dass zahlreiche Ausführungsvarianten unter den Erfindungsgedanken fallen, sofern Läufer und Stator zahnförmige Elemente aufweisen und in den Lücken zwischen den Statorzähnen magnetische Felder vorbestimmter Polarität, die insbesondere durch Permanentmagnete hervorgerufen werden, vorliegen. Obwohl in den 1 bis 4 nur Reluktanz-Motoren mit Außenläufern dargestellt sind, versteht sich, dass auch Reluktanz-Motoren mit Innenläufern verwendet werden können, wenn der Stator entsprechend angepasst wird. Neben Reluktanz-Motoren mit Innen- und Außenläufern können auch Linear-Motoren hergestellt werden, die das erfindungsgemäße Prinzip verwirklichen.It goes without saying that numerous embodiments fall within the scope of the invention, provided rotor and stator have tooth-shaped elements and magnetic fields of predetermined polarity, which are caused in particular by permanent magnets, are present in the gaps between the stator teeth. Although in the 1 to 4 only reluctance motors with external rotors are shown, it is understood that reluctance motors with internal rotors can be used if the stator is adjusted accordingly. In addition to reluctance motors with internal and external rotors and linear motors can be produced, which realize the principle of the invention.

Claims

Stator, in particular for a reluctance motor or a magnetic gear, with a plurality of teeth ( 43 . 44 ; 130 . 135 ), wherein adjacent teeth are each separated by a gap ( 46 . 45 ; 140 . 145 ), characterized by facilities ( 60 ) for generating magnetic fields having a predetermined flow direction in the gaps ( 46 . 45 ; 140 . 145 ).

Stator according to claim 1, characterized in that the generating means ( 60 ) Permanent magnets are in the spaces ( 46 . 45 ; 140 . 145 ) are used and fill them at least partially.

Stator according to claim 2, characterized in that the permanent magnets ( 60 ) in adjacent spaces ( 46 . 45 ; 140 . 145 ) have opposite polarities.

Stator according to claim 2 or 3, characterized in that the permanent magnets ( 60 ) parallel to the arrangement direction of the teeth ( 43 . 44 ; 130 . 135 ) are magnetized.

Stator according to one of claims 1 to 4, characterized in that with respect to the arrangement direction of the teeth ( 43 . 44 ; 130 . 135 ) parallel sides of the spaces narrower than the corresponding sides ( 43a . 44a ; 130a . 135a ) the teeth ( 43 . 44 ; 130 . 135 ) are.

Stator according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the stator ( 40 . 41 . 42 ) has a U-shaped cross-section.

Electric motor, in particular a reluctance motor, with at least one stator ( 40 ; 70 . 80 ) according to one of claims 1 to 6, at least one of the stator ( 40 ; 70 . 80 ) associated device ( 10 . 101 - 104 ; 161 - 164 ) for providing a main magnetic field and having one, a plurality of tooth-shaped elements ( 9 ; 185 ) runners ( 30 ; 180 ), wherein the tooth-shaped elements ( 9 ) separated by an air gap the stator teeth ( 43 . 44 ; 130 . 135 ), characterized by facilities ( 60 ) for generating magnetic fields having a predetermined flow direction in the gaps ( 46 . 45 ; 140 . 145 ) of the stator ( 40 ; 70 . 80 ).

Electric motor according to claim 7, characterized in that the generating means ( 60 ) Permanent magnets are in the spaces ( 46 . 45 ; 140 . 145 ) and at least partially complete them, and that the facility ( 10 ; 101 - 104 ; 161 - 164 ) is a coil for providing a main magnetic field.

Electric motor according to claim 8, characterized in that the permanent magnets ( 60 ) in adjacent spaces ( 46 . 45 ; 140 . 145 ) have changing polarities.

Electric motor according to claim 7 or 8, characterized in that the permanent magnets ( 60 ) in the direction of movement of the runner ( 30 . 180 ) are magnetized.

Electric motor according to one of claims 7 to 10, characterized in that parallel to the direction of movement of the rotor ( 30 . 180 ) running sides of the spaces narrower than the corresponding pages ( 43a . 44a ; 130a . 135a ) of the Stator teeth ( 43 . 44 ; 130 . 135 ) are.

Electric motor according to one of claims 1 to 11, characterized in that on the stator teeth ( 43 . 44 ; 130 . 135 ) facing away from the stator ( 40 ; 70 . 80 ) Reflux elements ( 4 ) are arranged.

Electric motor according to one of claims 1 to 12, characterized in that the at least one stator ( 40 ; 70 . 80 ) and the runner ( 30 . 180 ) are annular.

Electric motor according to claim 13, characterized that the runner an indoor or outdoor runner is.

Electric motor according to claim 13 or 14, characterized in that the at least one stator ( 40 . 41 . 42 ) has a U-shaped cross-sectional profile and that the coil ( 10 ) in the stator ( 40 . 41 . 42 ) is embedded.

Electric motor according to one of Claims 1 to 15, characterized by at least two stators ( 70 . 80 ), which are arranged one behind the other and at a distance to each other.

Electric motor according to one of claims 1 to 10, characterized in that each stator ( 70 . 80 ) of several separate segments ( 71 - 74 ; 82 . 83 ), which may be spaced apart from each other, and in that each stator, stator segment or stator segment pair has a respective coil ( 101 - 104 ; 150 - 153 ) assigned.

Electric motor according to one of claims 1 to 17, characterized in that the at least one stator ( 40 ; 70 . 80 ) and the runner ( 30 . 180 ) are produced from punched and shaped sheet metal.

Magnetic gear, with at least one stator ( 40 ) according to one of claims 1 to 6, at least one of the stator ( 40 ) associated device ( 210a . 210b ) for generating a rotating magnetic field ( 220 ) and with one, several tooth-shaped elements ( 9 ) runners ( 30 ), wherein the tooth-shaped elements ( 9 ) separated by an air gap the stator teeth ( 43 . 44 ), characterized by facilities ( 60 ) for generating magnetic fields having a predetermined flow direction in the gaps ( 45 . 46 ).

Magnetic gear according to claim 19, characterized in that the rotor ( 30 ), the stator ( 40 ) and the facility ( 210a . 210b ) are formed to form a rotating magnetic field substantially annular and coaxial with each other.

Magnetic gear according to claim 19 or 20, characterized in that the device ( 210a . 210b ) includes at least one pair of permanent magnets forming a pole pair for generating a rotating magnetic field.

Magnetic gear according to claim 21, characterized in that the number of stator teeth ( 43 . 44 ) is an even multiple of the number of pole pairs, and that the number of tooth-shaped rotor elements ( 9 ) of half the number of stator teeth ( 43 . 44 ) plus the number of pole pairs.