DE102004058046A1 - Hochpolige permanenterregte Synchronmaschine mit Zahnspulen - Google Patents

Hochpolige permanenterregte Synchronmaschine mit Zahnspulen Download PDF

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Abstract

Die permanenterregte Synchronmaschine (1) hat einen Läufer (3) und einen Ständer (2), der ein dreisträngiges, mit Zahnspulen aufgebautes Wicklungssystem (8) enthält. Der Ständer (2) weist insgesamt drei oder sechs Nuten (5) auf, zwischen denen jeweils ein Zahn (6, 7) gebildet ist. In den Nuten (5) sind insgesamt drei Zahnspulen (9) angeordnet, von denen jede einem der drei Wicklungsstränge zugeordnet ist. Es ist eine Nutzpolpaarzahl (p¶N¶) von vier oder fünf vorgesehen. Der Läufer (3) ist mit der doppelten Nutzpolpaarzahl (p¶N¶) gleichmäßig über den Umfang verteilter Permanentmagnete (18) versehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine permanenterregte Synchronmaschine mit einem Läufer und mit einem Ständer, der ein dreisträngiges, mit Zahnspulen aufgebautes Wicklungssystem enthält.
  • Eine solche permanenterregte Synchronmaschine kommt derzeit in verschiedenen Ausführungsformen zum Einsatz. Beispiele sind in der DE 199 61 760 A1 und in der DE 101 24 415 A1 beschrieben. Bei einem gängigen Maschinentyp geht eine niedrige Spulenzahl, von z.B. drei, stets mit einer niedrigen Nutzpolpaarzahl, von z.B. eins, einher. Derartige Maschinen werden bei der Grundpolpaarzahl des Ständers betrieben. Bekannt sind auch sogenannte Oberwellen-Maschinen, bei denen eine Polpaarzahl des Läufers einem ganzzahligen Vielfachen der Grundpolpaarzahl des Ständers entspricht. Solche hochpoligen Synchronmaschinen haben z.B. eine Nutzpolpaarzahl von vier, wobei aber immer auch eine höhere Spulenanzahl vorgesehen ist. Üblich sind dann neun oder zwölf Spulen.
  • Bei der Auslegung dieser permanenterregten Synchronmaschinen wird insbesondere auf eine preiswerte Realisierung und eine möglichst hohe Ausnutzung geachtet. Die Ausnutzung ist definiert als erzielbares Drehmoment pro Bauvolumen. Weitere ebenfalls maßgebliche Kriterien betreffen die Möglichkeit zum Betrieb mit einer hohen, d.h. im Bereich einiger 100 V liegenden Spannung und eine möglichst geringe Baugröße. Trotz der vielen verfügbaren Varianten ist noch keine optimale Ausführungsform, die den genannten Anforderungen gleichermaßen gerecht wird, bekannt.
    •
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine permanenterregte Synchronmaschine der eingangs bezeichneten Art anzugeben, die eine hohe Ausnutzung aufweist und sich kostengünstig herstellen lässt.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1. Bei der erfindungsgemäßen permanenterregten Synchronmaschine handelt es sich um eine solche, bei der
    • a) der Ständer insgesamt drei oder sechs Nuten aufweist, zwischen denen jeweils ein Zahn gebildet ist,
    • b) in den Nuten insgesamt drei Zahnspulen angeordnet sind, von denen jede einem der drei Wicklungsstränge zugeordnet ist,
    • c) eine Nutzpolpaarzahl von vier oder fünf vorgesehen ist, und
    • d) der Läufer mit der doppelten Nutzpolpaarzahl gleichmäßig über den Umfang verteilter Permanentmagnete versehen ist.
  • Aufgrund der mit einer hohen Nutzpolpaarzahl kombinierten niedrigen Spulenanzahl stellt die erfindungsgemäße Synchronmaschine eine deutliche Abkehr von den bislang üblichen Maschinenkonzepten dar, die stets eine Kombination von niedriger Spulenanzahl mit niedriger Nutzpolpaarzahl oder von hoher Spulenanzahl mit hoher Nutzpolpaarzahl enthalten. Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass sich bei der für eine dreisträngige Synchronmaschine kleinstmöglichen Spulenanzahl von drei eine sehr hohe und verglichen mit den bekannten Ausführungsformen auch deutlich verbesserte Ausnutzung erzielen lässt, wenn eine hochpolige Auslegung mit einer Nutzpolpaarzahl von vier oder fünf vorgesehen wird. Die aufgrund der niedrigen Spulenanzahl ebenfalls niedrige Nutanzahl trägt wie auch die Verwendung von Zahnspulen mit zu einer einfachen und damit preiswerten Herstellung der erfindungsgemäßen Maschine bei. Außerdem ermöglichen die niedrige Nutanzahl und die aufgrund der Zahnspulen resultierenden kleinen Wickelköpfe eine geringe Gesamtbaugröße.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen permanenterregten Synchronmaschine ergeben sich aus den Merkmalen der von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche.
  • Vorzugsweise hat der Ständer insgesamt sechs Nuten und in jeder der Nuten sind nur Windungen einer einzigen der drei Zahnspulen angeordnet. In Umfangsrichtung wechselt sich dann ein bewickelter Zahn mit einem unbewickelten Zahn ab. Diese einschichtigen Zahnspulen umschließen jeweils einen Zahn und sind durch einen unbewickelten Zahn baulich voneinander getrennt. Dadurch ergibt sich konstruktionsbedingt eine sehr gute elektrische Isolation der Zahnspulen gegeneinander, ohne dass hierfür gesonderte Isolationsmittel eingesetzt werden müssten. Außerdem weist diese Ausführungsform mit den sechs Nuten eine besonders hohe Ausnutzung auf.
  • Bei einer weiteren Variante ist eine Zahnbreite der bewickelten Zähne gemäß 0,75·bM < bZ < 1,25·bM dimensioniert, wobei mit bZ die Zahnbreite der bewickelten Zähne und mit bM eine Magnetbreite der Permanentmagnete bezeichnet ist. Dann resultiert eine besonders gute Magnetflussführung. Die Kopplung des Magnetfeldes zwischen Ständer und Läufer ist sehr effizient. Insbesondere ist die Zahnbreite der bewickelten Zähne im Wesentlichen genauso groß wie die Magnetbreite der Permanentmagnete.
  • Weiterhin können die Zahnspulen als vorgefertigte Formspulen ausgebildet sein. Dies vereinfacht die Fertigung erheblich. Diese Variante kommt ohne eine am Ständerblechpaket erfolgende Bewicklung der Zähne aus, die andernfalls eine aufwändige und damit kostensteigernde Fädeltechnik beinhalten kann. Die Verwendung von Formspulen führt außerdem zu einer auf den Nutquerschnitt bezogenen sehr hohen Kupfer-Nutfüllung, wodurch der ohmsche Spulenwiderstand sinkt und die Ausnutzung steigt.
  • Eine andere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Zahnspulen jeweils eine Wicklung aus mehreren Windungen umfassen und die jeweiligen Wicklungen so ausgebildet sind, dass benachbarte Windungen während des Betriebs auf nur geringfügig voneinander abweichendem elektrischem Potential liegen. Insbesondere beträgt die Potentialdifferenz zwischen benachbarten Windungen nur einen Bruchteil des zwischen den beiden Spulenzuleitungen anliegenden elektrischen Potentials. So ist also vor allem auch die mit der einen Zuleitung verbundene erste Windung innerhalb der Wicklung örtlich getrennt von der mit der anderen Zuleitung verbundenen letzten Wicklung angeordnet. Dadurch kann der elektrische Isolationsaufwand für die zur Herstellung der Zahnspulen verwendeten elektrischen Leiter reduziert und ein höherer Kupfer-Anteil in die Nuten eingebracht werden. Die genaue Platzierung der einzelnen Windungen lässt sich besonders gut mittels einer Vorfertigung von Formspulen erzielen.
  • Vorzugsweise haben die Nuten jeweils eine dem Läufer zugewandte und offen ausgebildete Seite, so dass sich die insbesondere als vorgefertigte Formspulen ausgebildeten Zahnspulen leicht einsetzen lassen. Außerdem bewirken die offenen Nuten ein hinsichtlich eines geberlosen Betriebs vorteilhaftes Induktivitätsverhalten.
  • Weiterhin ist es günstig, wenn die Nuten jeweils zwei sich vom Läufer weg erstreckende und parallel zueinander angeordnete Seitenwände aufweisen. Verglichen mit radial verlaufenden Seitenwänden ist die parallele Ausführung besser für ein Einsetzen vorgefertigter Formspulen geeignet und ermöglicht außerdem eine höhere Kupfer-Nutfüllung.
  • Um die Zahnspulen in den Nuten zu sichern, können die Nuten weiterhin mit einem Nutverschlusselement abgedeckt sein. Letzteres ist insbesondere als einfach herzustellendes und leicht zu platzierendes geschlitztes Rohr ausgebildet. Vorzugsweise ist das Nutverschlusselement aus einem elektrisch isolierenden und/oder nichtmagnetischen Material. Dann beeinflusst es weder das magnetische noch das elektrische Verhal ten der Synchronmaschine in unerwünschter Weise. Beispielsweise besteht das Nutverschlusselement aus einem Kunststoff oder einer Keramik.
  • Eine andere Variante ist dadurch ausgezeichnet, dass auf dem Läufer eine Magnetpolbedeckung von 4/5, also von 80 %, einer Polteilung der Permanentmagnete vorgesehen ist. Diese Maßnahme unterdrückt eine zu einer Drehmomentwelligkeit führenden Wechselwirkung von Läufer- und Ständer-Magnetfeldwellen. Insbesondere wird so die fünfte Oberwelle zur Nutzpolpaarzahl unterbunden, wodurch zumindest eine Reduzierung der unerwünschten Drehmomentwelligkeit erreicht wird.
  • Ebenfalls günstig hinsichtlich der Vermeidung von Drehmomentwelligkeit ist eine Ausführungsform, bei der der Ständer eine dem Läufer zugewandte, einen Umfang aufweisende, zylindrische Begrenzungsfläche hat, die insbesondere bei einer Innenläufer-Maschine die Wandfläche der Ständerbohrung ist. Die Nuten weisen jeweils eine Nutschlitzbreite auf, die gleich dem durch die dreifache Nutzpolpaarzahl geteilten Umfang ist. Diese Maßnahme unterdrückt ein sogenanntes Nutrasten bei der dritten Oberwelle zur Nutzpolpaarzahl sowie bei allen ganzzahligen Vielfachen zur dritten Oberwelle.
  • Die permanenterregte Synchronmaschine kann sowohl mit einem Innenläufer als auch mit einem Außenläufer ausgeführt sein. Das vorstehend beschriebenen günstigen Ausgestaltungen lassen sich bei beiden Ausführungsformen einsetzen.
    •
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer hochpoligen permanenterregten Synchronmaschine im Querschnitt,
  • 2 ein Nutverschlusselement der permanenterregten Synchronmaschine von 1 und
  • 3 ein über dem Umfangswinkel und ein über der Polpaarzahl aufgetragenes Diagramm des Strombelags im Ständer einer permanenterregten Synchronmaschine.
  • Einander entsprechende Teile sind in den 1 und 2 mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist eine als Motor ausgebildete permanenterregte Synchronmaschine 1 in Querschnittsdarstellung gezeigt. Sie enthält einen Ständer 2 mit einer zylindrischen Ständerbohrung sowie einen in der Ständerbohrung angeordneten Läufer 3, der um eine Drehachse 4 drehbar gelagert ist. Der Läufer 3 ist ein Innenläufer. Der Ständer 2 hat an seiner dem Läufer 3 zugewandten inneren Wandung sechs Nuten 5, zwischen denen jeweils Zähne 6 und 7 gebildet sind. Ein außen umlaufendes Joch verbindet die Zähne 6 und 7 miteinander. In den Nuten 5 ist ein dreisträngiges Wicklungssystem 8 mit insgesamt drei Zahnspulen 9 angeordnet, von denen jede in 1 durch eine unterschiedliche Schraffur kenntlich gemacht ist.
  • Jede der Zahnspulen 9 umschließt einen der Zähne 6, so dass sich in Umfangsrichtung ein bewickelter Zahn 6 mit einem unbewickelten Zahn 7 abwechselt. In jeder der Nuten 5 sind nur Windungen von einer einzigen der Zahnspulen 9 angeordnet. Es handelt sich also um einschichtige Zahnspulen 9.
  • Die Nuten 5 weisen einen fast parallelogrammförmigen Querschnitt auf. Zwei sich in das Innere des Ständers 2 erstreckende Nutseitenwände 10 und 11 sind parallel zueinander. Eine dem Läufer zugewandte Nutstirnseite 12 ist nicht eben, sondern entsprechend dem Krümmungsradius der Ständerbohrung gebogen ausgebildet, so dass nur näherungsweise eine Parallelität zu einem gegenüberliegenden Nutboden 13 gegeben ist. Die Nutstirnseite 12 ist vollständig offen. Aufgrund dieser Nutform haben die bewickelten und die unbewickelten Zähne 6 bzw. 7 eine verschiedene Querschnittsform.
  • Die spezielle Nutform mit den parallelen Nutseitenwänden 10 und 11 und der offenen Nutstirnseite 12 ermöglicht eine Ausgestaltung der Zahnspulen 9 als vorgefertigte Formspulen, die einfach in den Ständer 2 eingesetzt werden können.
  • Zur Lagesicherung der so eingesetzten Zahnspulen 9 ist ein Verschlusselement 14 in Gestalt eines geschlitzten Kunststoff-Rohres 15 vorgesehen, das in der perspektivischen Darstellung von 2 gezeigt ist. Es enthält an den Stellen, an denen es über die Zähne 6 und 7 geschoben wird, Schlitze 16 bzw. 17, deren Breite entsprechend der an der Bohrungswand vorliegenden Breite der Zähne 6 bzw. 7 voneinander abweicht.
  • Der Läufer 3 ist mit acht Permanentmagneten 18 versehen. Dadurch ergibt sich für die permanenterregte Synchronmaschine 1 eine Nutzpolpaarzahl pN von vier. Bei der permanenterregten Synchronmaschine 1 handelt es sich also um eine hochpolige Oberwellen-Maschine. Eine Magnetbreite bM der Permanentmagnete 18 ist in etwa gleich einer Zahnbreite bZ der bewickelten Zähne 6.
  • Die Nuten 5 weisen jeweils eine Nutschlitzbreite bN auf, die gleich dem durch die dreifache Nutzpolpaarzahl pN geteilten Umfang der zylindrischen Ständerbohrung ist. Im Ausführungsbeispiel liegt bei einem Bohrungsdurchmesser D von 37 mm somit eine Nutschlitzbreite bN von 9,687 mm vor.
  • Die Permanentmagnete 18 sind so auf dem Läufer 3 angeordnet, dass sich insgesamt acht gleichmäßig über den Umfang verteilte Magnetpole 19 ergeben. Einem Magnetpol 19 ist eine Polteilung τP zugewiesen, die durch einen Winkelbereich eines Umfangswinkels α gebildet ist. Die Permanentmagnete 18 erstrecken sich in Umfangsrichtung nicht über den gesamten Winkelbereich der Polteilung τP, sondern nur über einen Teil x·τP.
  • Die Größe x bezeichnet dabei eine Polbedeckung. Sie hat einen Wert kleiner als eins. Im Ausführungsbeispiel liegt die Polbedeckung x bei 4/5, also bei 80%.
  • Im Folgenden werden die Wirkungsweise und Vorteile der permanenterregten Synchronmaschine 1 näher beschrieben.
  • Sie weist aufgrund der bislang unbekannten Kombination der niedrigen Nutanzahl (oder Spulenanzahl) mit der hohen Nutzpolpaarzahl pN eine besonders hohe Ausnutzung auf.
  • Eine niedrige Nutanzahl ist – wie auch die Verwendung der Zahnspulen 9 – günstig für eine kleine Baugröße und eine kostengünstige Herstellung. Darüber hinaus wurde herausgefunden, dass die beiden Polpaarzahlen p vier und fünf eine herausragende Stellung genießen.
  • Bei kleineren Polpaarzahlen p von eins oder zwei ist eine relativ große Jochhöhe im Ständer 2 erforderlich, so dass die Nutquerschnittsfläche bezogen auf die gesamte Querschnittsfläche des Ständers 2 klein wird. Dadurch ergibt sich nur eine verhältnismäßig kleine Kupfer-Nutfüllung. Außerdem resultiert aufgrund der dann relativ großen Wickelköpfe nur ein niedriger Wickelfaktor. Letzterer und die niedrige Nutquerschnittsfläche führen zur Erhöhung des ohmschen Widerstands des Wicklungssystems 8. Demgegenüber ist bei einer Polpaarzahl p von vier oder fünf der ohmsche Widerstand deutlich kleiner.
  • Bei höheren Polpaarzahlen p von sieben und mehr nimmt ein im Ständer 2 bei einer sinnvollen Nutschlitzbreite bN erzielbarer Strombelag IB ab. Ebenso sinkt die Magnetbreite bM der Permanentmagnete 18. Weiterhin treten höhere Frequenzen auf, wodurch die Eisenverluste im Ständer 2 steigen. Dies alles führt zu einem Absinken der Ausnutzung verglichen mit dem erfindungsgemäß erkannten Optimum bei den Polpaarzahlen p von vier oder fünf.
  • Im Ausführungsbeispiel ist deshalb für die Nutzpolpaarzahl pN der Wert vier vorgesehen. Durch Variation der Nutschlitzbreite bN und der (mittleren) Spulenweite der Zahnspulen 9 lässt sich ein Ständermagnetfeld mit einem dominanten Anteil bei der Polpaarzahl p = 4 einstellen.
  • Für einen so ausgelegten Ständer 2 sind in den Diagrammen von 3 Verläufe eines Strombelags IB dargestellt, der in zwei der Zahnspulen 9 des Wicklungssystems 8 eingeprägt ist. Es ist eine Nutschlitzbreite bN von 18° und eine Spulenweite von 50° vorgesehen. Im oberen Diagramm ist der Strombelag IB über dem Umfangswinkel α, im unteren über der Polpaarzahl p aufgetragen, wobei der Verlauf des unteren Diagramms mittels einer Fouriertransformation aus dem des oberen Diagramms bestimmt ist. Aus dem unteren Diagramm geht hervor, dass die als Nutzpolpaarzahl pN vorgesehene Polpaarzahl p = 4 dominant ist.
  • Während des Betriebs kann die permanenterregte Synchronmaschine 1 eine unerwünschte Drehmomentwelligkeit aufweisen, für die verschiedene Ursachen in Frage kommen.
  • Zum einen führen Reluktanzkräfte zwischen den Permanentmagneten 18 und den Zähnen 6 und 7 zu zyklischen Schwankungen des magnetischen Leitwerts und verursachen ein Nutrasten. Als Konsequenz enthält das Drehmoment einen Anteil mit einem Pendeldrehmoment.
  • Mittels der im Ausführungsbeispiel gewählten speziellen Dimensionierung der Nutzschlitzbreite bN wird das Nutrasten bei der dritten Oberwelle zur Nutzpolpaarzahl pN, also bei der Polpaarzahl p = 12, sowie bei allen ganzzahligen Vielfachen der Polpaarzahl p = 12 unterdrückt. Hierbei ist die allgemein gültige Beziehung:
    Figure 00090001
    zugrunde gelegt, wobei mit D der Durchmesser der inneren zylindrischen Begrenzungsfläche des Ständers 2 und mit p0 die Polpaarzahl, bei der das Nutrasten erstmals unterdrückt werden soll, bezeichnet ist. Bei Anwendung von Gleichung (1) ergibt sich die Nutschlitzbreite bN als Bogenlänge. Analog ist eine Gleichung möglich, bei der anstelle des Umfangs D·π der Umfangswinkel von 360° entsprechend einem Vollumlauf angegeben ist. Die dann resultierende Nutschlitzbreite bN ist als Umfangswinkelsegment in Winkelgrad angegeben.
  • Ursächlich für die Drehmomentwelligkeit sind neben dem Nutrasten auch Wechselwirkungen von Läufer- und Ständer-Magnetfeldwellen in einem Luftspalt 20, der zwischen dem Ständer 2 und dem Läufer 3 vorhanden ist. Besonders störend sind die fünfte und die siebte Oberwelle zur Nutzwelle des sich im Luftspalt 20 ausbildenden magnetischen Luftspaltfeldes.
  • Die fünften Oberwellen des Ständerfelds und des Läuferfelds drehen im Luftspalt 20 in entgegengesetzte Richtungen und erzeugen somit Rastungen bei dem Sechsfachen einer Nutzpolpaarzahl pN. Um diesen Anteil zu unterdrücken, ist es ausreichend, wenn die fünfte Oberwelle entweder des Ständerfelds oder des Läuferfelds gering gehalten wird. Als Unterdrückungsmaßnahme kommt für das Ständerfeld ein Wicklungssystem 8 in Frage, das bei der fünften Oberwelle einen geringen Wicklungsfaktor aufweist, oder für das Läuferfeld eine Polbedeckung, die zu einer niedrigen fünften Oberwelle des Läuferfelds führt. Im Ausführungsbeispiel ist die zweite Variante gewählt. Die Polbedeckung x ist mit dem Wert 4/5 gerade so gewählt, dass die fünfte Oberwelle des Läuferfelds wirksam reduziert wird.
  • Neben der hohen Ausnutzung, der kostengünstigen Herstellung und der niedrigen Drehmomentwelligkeit hat die permanenterregte Synchronmaschine 1 weitere Vorteile. So kann sie mit sehr kleinen Außenabmessungen, wie z.B. mit einem Außendurch messer von 40 oder 72 mm, realisiert werden. Trotzdem ist ein Betrieb an sehr hohen elektrischen Spannungen von 600 V und mehr möglich. Aufgrund der räumlichen Trennung der Zahnspulen 9 durch jeweils einen unbewickelten Zahn 7 ist eine hohe inhärente elektrische Isolation gegeben. Der einfache Aufbau des Ständers 2 eignet sich sehr gut zur Segmentierung und für eine weitgehend automatisierte Fertigung.
  • Damit erschließt sich ein breites Einsatzspektrum, das den Bereich der Servomotoren aber vor allem auch einfache Motoranwendungen umfasst.

Claims (13)

  1. Permanenterregte Synchronmaschine mit einem Läufer (3) und mit einem Ständer (2), der ein dreisträngiges, mit Zahnspulen (9) aufgebautes Wicklungssystem (8) enthält, wobei a) der Ständer (2) insgesamt drei oder sechs Nuten (5) aufweist, zwischen denen jeweils ein Zahn (6, 7) gebildet ist, b) in den Nuten (5) insgesamt drei Zahnspulen (9) angeordnet sind, von denen jede einem der drei Wicklungsstränge zugeordnet ist, c) eine Nutzpolpaarzahl (pN) von vier oder fünf vorgesehen ist, und d) der Läufer (3) mit der doppelten Nutzpolpaarzahl (pN) gleichmäßig über den Umfang verteilter Permanentmagnete (18) versehen ist.
  2. Permanenterregte Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, der Ständer (2) insgesamt sechs Nuten (5) aufweist und in jeder der Nuten (5) nur Windungen einer einzigen der drei Zahnspulen (9) angeordnet sind, so dass sich in Umfangsrichtung ein bewickelter Zahn (6) mit einem unbewickelten Zahn (7) abwechselt.
  3. Permanenterregte Synchronmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zahnbreite (bZ) der bewickelten Zähne (6) gemäß 0,75·bM < bZ < 1,25·bM dimensioniert ist, wobei mit bZ die Zahnbreite der bewickelten Zähne (6) und mit bM eine Magnetbreite der Permanentmagnete (18) bezeichnet ist.
  4. Permanenterregte Synchronmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnspulen (9) als vorgefertigte Formspulen ausgebildet sind.
  5. Permanenterregte Synchronmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnspulen (9) jeweils eine Wicklung aus mehreren Windungen umfassen und die jeweiligen Wicklungen so ausgebildet sind, dass benachbarte Windungen während des Betriebs auf nur geringfügig voneinander abweichendem elektrischem Potential liegen.
  6. Permanenterregte Synchronmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (5) jeweils eine dem Läufer (3) zugewandte und offen ausgebildete Seite (12) aufweisen.
  7. Permanenterregte Synchronmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (5) jeweils zwei sich vom Läufer (3) weg erstreckende und parallel zueinander angeordnete Seitenwände (10, 11) aufweisen.
  8. Permanenterregte Synchronmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (5) mit einem Nutverschlusselement (14) abgedeckt sind.
  9. Permanenterregte Synchronmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutverschlusselement (14) als geschlitztes Rohr (15) ausgebildet ist.
  10. Permanenterregte Synchronmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutverschlusselement (14) aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.
  11. Permanenterregte Synchronmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutverschlusselement (14) aus einem nichtmagnetischen Material besteht.
  12. Permanenterregte Synchronmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Läufer (3) eine Polbedeckung (x) von 80% einer Polteilung (τP) der Permanentmagnete (18) vorgesehen ist.
  13. Permanenterregte Synchronmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (2) eine dem Läufer (3) zugewandte zylindrische Begrenzungsfläche mit einem Umfang hat und die Nuten (5) jeweils eine Nutschlitzbreite (bN) aufweisen, die gleich dem durch die dreifache Nutzpolpaarzahl (pN) geteilten Umfang ist.
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