DE102006036707B3 - Direct drive of short axial spacing, has permanent magnet carrying rotor or clean soft magnetic rotor, where stator has one or multiple stator blocks of soft magnetic composite material with sector shaped hollow cylindrical part - Google Patents

Direct drive of short axial spacing, has permanent magnet carrying rotor or clean soft magnetic rotor, where stator has one or multiple stator blocks of soft magnetic composite material with sector shaped hollow cylindrical part

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DE102006036707B3
DE102006036707B3 DE200610036707 DE102006036707A DE102006036707B3 DE 102006036707 B3 DE102006036707 B3 DE 102006036707B3 DE 200610036707 DE200610036707 DE 200610036707 DE 102006036707 A DE102006036707 A DE 102006036707A DE 102006036707 B3 DE102006036707 B3 DE 102006036707B3
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DE200610036707
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Inventor
Rainer Marquardt
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COMPOUND DISK DRIVES GMBH, DE
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Marquardt, Rainer, Prof.-Dr.-Ing.
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos

Abstract

The drive has a permanent magnet carrying rotor or a clean soft magnetic rotor. A stator has one or multiple stator blocks of soft magnetic composite material with a sector shaped hollow cylindrical part, which has two notches, rotating in a peripheral direction. The notches immerse with periphery in the rotor exterior. One notch holds one or multiple electrical conductors with a positive current direction and other notch holds conductors with a negative current direction of a stator winding. Radial grooves arrange four pointing interfaces of the notches in the rotor exterior.

Description

  • Die Erfindung betrifft elektrische Antriebe, die bei äußerst geringem Trägheitsmoment und kurzer, axialer Baulänge hohe spezifische Drehmomente ermöglichen, sowie hohe Anforderungen an die Gleichförmigkeit des Drehmomentes erfüllen. The invention relates to electric actuators, which allow high specific torque at extremely low moment of inertia and a short, axial length, as well as high demands on the uniformity of the torque fulfill. Derartige Anforderungen treten ua bei Werkzeugmaschinen im oberen Leistungsbereich und bei Radnabenmotoren auf. Such requirements occur, inter alia, for machine tools in the upper performance range and in-wheel motors. Für letztere sind zusätzlich die axial kurze Bauform und minimale Geräuschemissionen von großer Bedeutung. The latter are also the axially short construction and minimal noise emissions of major importance.
  • Stand der Technik: State of the art:
  • Unter Berücksichtigung des Standes der Technik kann die Forderung nach hohem spezifischem Drehmoment am besten von permanenterregten Maschinen erfüllt werden. In consideration of the prior art, the requirement for high specific torque can be best met by permanently excited machines. Entsprechende Maschinen sind entweder als polyphasige, permanenterregte Synchronmaschinen oder als Transversalflussmaschinen ausgeführt, weil diese kleine Polteilungen und hohe Kraftdichten ermöglichen. These are, running either as polyphase, permanent magnet synchronous machines or as transverse flux because allowing this small pole pitches and high power densities. Die erstgenannte Bauform ist ua aus The former design is, inter alia, DE 10 2004 045 939 A1 DE 10 2004 045 939 A1 , („Permanenterregte Synchronmaschine mit Unterdrückungsmitteln zur. Verbesserung der Drehmomentwelligkeit") und aus ( "Permanent magnet synchronous machine with suppressants for. Improving the torque ripple") and from DE 103 04 030 A1 DE 103 04 030 A1 („Elektromotorischer Antrieb") bekannt. Letzterer weist sektorförmige Statorteile auf. Diese Ausführungen haben ua die folgenden ungünstigen Charakteristiken: . ( "The electric motor drive") known latter has sector-shaped stator These statements shall include the following unfavorable characteristics.:
    • • Der Rotor benötigt zwecks Bildung eines magnetischen Rückschlusses erhebliche Mengen Weicheisenmaterial, die das Trägheitsmoment und das Gewicht erhöhen. • The rotor requires substantial amounts of soft iron material, which increase the inertia moment and the weight for the purpose of forming a magnetic yoke.
    • • Die Statorpole tragen jeweils einzelne Polspulen zur elektrischen Erregung. • The stator poles each carry individual pole coils for electrical excitation. Dies führt bei den für hohe Kraftdichten notwendigen, hochpoligen Ausführungen zu hohem Wicklungsaufwand und hohen Kupferverlustleistungen im Stator. This results in the need for high power densities, high pole versions too high winding cost and high copper power losses in the stator.
  • Die zweitgenannte Bauform ist bezüglich dieses Punktes wesentlich günstiger, weil die Statorwicklung als einfache Ringwicklung ausgeführt werden kann und extrem hochpolige Ausführungen besser realisierbar sind. The second-mentioned design is on this point much cheaper because the stator winding can be designed as a simple ring winding and extremely high way versions are more feasible.
  • Bauformen von Transversalflussmaschinen sind ua aus Designs of transverse flux machines include from DE 101 10 719 A1 DE 101 10 719 A1 („Transversalflussmaschine mit mehreren einsträngigen Erregerteilen") und ( "Transverse flux machine with a plurality of single stranded pathogen parts") and DE 198 48 123 C1 DE 198 48 123 C1 („Transversalflussmaschine mit Rotor-Sammler") und aus ( "Transverse flux machine with rotor-collector"), and from DE 3536 538 A1 DE 3536 538 A1 („Transversalflussmaschine mit Permanenterregung") bekannt. Letzterer weist einzelne C-förmige Statorteile – am Umfang verteilt – auf. Eine geometrisch ähnliche Bauform, allerdings nach dem Reluktanzprinzip, ist aus . ( "Transverse flux machine with permanent excitation") known latter has a single C-shaped stator - distributed over the periphery - in a geometrically similar design, however, according to the reluctance principle, is made. US 3005 118 US 3005 118 („Electric Motors") bekannt. ( "Electric Motors") known.
  • Eine weitere Bauform einer Transversalflussmaschine ist aus Another design of a transverse flux machine is off DE 102 40 704 B4 DE 102 40 704 B4 („Hochpolige, mehrphasige Wechselstrommaschine mit transversaler Flussführung") bekannt. Die Permanentmagnete sind hier dem Stator zugeordnet. Der Rotor besteht aus mehreren, einstückigen Ferritkernschalen. known ( "Multi-pole, multi-phase ac machine with transverse flux guidance"). The permanent magnets are assigned here to the stator. The rotor consists of several integral Ferritkernschalen.
  • Leider weisen diese Bauformen – neben einer komplizierten, vielteiligen Konstruktion – weitere problematische Eigenschaften auf: Unfortunately, these designs - in addition to a complicated, multi-part construction - more problematic properties:
    • • Die einfach realisierbare Ringwicklung erzeugt ein ausgeprägtes Streufeld, welches unerwünschte Verluste in benachbarten, metallischen Konstruktionsteilen hervorruft. • The easy to implement stator coil generates a strong stray field, which causes undesirable losses in adjacent metallic construction parts. Dies ist in beengten Einbausituationen ein schwerwiegendes Problem. This is a serious problem in confined installation situations.
    • • Die Ringwicklung ermöglicht prinzipbedingt nur eine einsträngige Maschine mit hoher Momentenpulsation, so dass ia mehrere solcher Maschinen (phasenversetzt gespeist) in axialer Reihung auf einer Welle angeordnet werden müssen. • the ring winding inherently allows only a single-stranded machine with high torque pulsation, so that ia (fed out of phase) has a plurality of such machines have to be arranged in axial succession on a shaft. Dadurch entstehen ein axial großer Raumbedarf und unerwünschte Torsionsschwingungen der Welle. This creates a large axial space requirements and undesirable torsional vibrations of the shaft.
    • • Der Rotor benötigt zur Feldführung und Feldkonzentration („Rotor-Sammler") erhebliche Mengen Weicheisenmaterial zusätzlich zu den Permanentmagneten, wodurch das Trägheitsmoment und das Gewicht ungünstigerweise zunehmen. • The rotor field required to guide and field concentration ( "Rotor-collector") considerable amounts of soft iron material in addition to the permanent magnets, whereby the moment of inertia and the weight increase unfavorably.
    • • Die Gleichförmigkeit der erzeugten Vortriebskraft ist unbefriedigend, so dass zwecks Verminderung von Drehmomentpulsationen eine hohe Strangzahl (ia größer 3) und/oder eine elektronische, rotorwinkelabhängige Steuerung der Strangströme notwendig wird. • The uniformity of the driving force generated is not satisfactory, so that in order to reduce torque pulsations a high number of strands (generally greater than 3) and / or an electronic, rotor angle-dependent control of the phase currents is necessary. Beide Maßnahmen haben einen ungünstigen Einfluss auf den technischen Aufwand für die zugehörige Leistungselektronik und den erzielbaren Wirkungsgrad. Both measures have an adverse effect on the technical effort for the associated power electronics and the achievable efficiency. Diesbezüglich wünschenswert ist eine Anordnung, die bereits prinzipbedingt pro Strang in einem sehr weiten Rotorwinkelbereich ein hohes, weitgehend konstantes Nutzmoment liefert. In this regard, desirable is an assembly, which already provides inherently per strand in a very wide angular range rotor a high, substantially constant useful torque.
  • Um die Probleme der Ringwicklung zu vermeiden, sind auch Transversal flussmaschinen mit verteilter Wicklung angegeben worden. To avoid the problems of the stator coil, also transversal flow machine are been given distributed winding. Eine entsprechende Ausführung ist aus der Patentschrift A corresponding embodiment is known from the patent DE 10 2004 006 890 B3 DE 10 2004 006 890 B3 („Mehrsträngige Transversalflussmaschine mit verteilter Wicklung") bekannt. ( "Multi-leg transverse flux distributed winding") is known.
  • Die Polteilung der mehrsträngigen Wicklung lässt sich hier um ein Vielfaches größer als die durch die Permanentmagnete des Rotors vorgegebene Teilung wählen, so dass ein größerer Wicklungsquerschnitt – verglichen mit einer polyphasigen Synchronmaschine gleicher Polteilung verfügbar ist. The pole pitch of multi-strand winding can be many times greater than the select by the permanent magnets of the rotor predetermined pitch here, so that a larger winding cross section - compared with a polyphase synchronous machine of the same pole pitch is available. Nachteilig ist hingegen der hohe Aufwand für die zugehörige Leistungselektronik (siehe however, a disadvantage is the high cost of the associated power electronics (see 5 5 in in DE 10 2004 006 890 B3 DE 10 2004 006 890 B3 , der sich in der Zahl der benötigten Wechselrichter und in hohen Anforderungen bezüglich deren Schaltfrequenz und Spannungsreserve zeigt. Which is reflected in the number of required inverter and high demands regarding their switching frequency and voltage reserve. Die genannten ungünstigen Punkte bzgl. mechanischer Konstruktion/Fertigung und des hohen Trägheitsmomentes des Rotors bleiben bestehen. remain the aforementioned unfavorable points regarding. mechanical design / production and the high moment of inertia of the rotor.
  • Ziel der Erfindung ist es, einen einfach zu fertigenden, axial kurzen Direktantrieb mit extrem geringem Trägheitsmoment und Gewicht zu ermöglichen. The aim of the invention is to provide an easy to manufacture, axially short direct drive with an extremely low moment of inertia and weight. Die einfache Fertigung schließt die Einsetzbarkeit von in Formen preßbarem, weichmagnetischem Verbundmaterial ein. The simple production includes the applicability of compactable in forms of soft magnetic composite material. Die Nachteile der bekannten Ausführungen sollen vermieden werden, so dass als weitere Ziele der Erfindung zu nennen sind: The disadvantages of the known embodiments are to be avoided are so to be mentioned as other objects of the invention:
    • • Einfache Konstruktion mit einer minimalen Anzahl von Teilen – insbesondere ohne mechanisch mit pulsierenden Kräften belastete Fügestellen. • Simple design with a minimum number of parts - particularly without mechanically loaded with pulsating forces joints.
    • • Minimierung mechanischer Schwingungsanregungen, die durch pulsierende, axiale und radiale Kraftkomponenten zwischen Rotor und Stator entstehen und unerwünschte Geräuschemissionen und Lagerbelastungen verursachen. • minimize mechanical vibration excitation caused by pulsating, axial and radial force components between stator and rotor and cause unwanted noise and bearing loads.
    • • Vermeidung starker Streufelder, die unerwünschte Verluste in benachbarten, metallischen Konstruktionsteilen hervorrufen. • avoid strong stray fields that undesirable losses in adjacent metallic construction parts cause.
    • • Weitgehend gleichmäßige Vortriebskraft ohne die Notwendigkeit der rotorwinkelabhängigen Strangstromsteuerung oder hoher Strangzahlen/Phasenzahlen welche den Aufwand für die Leistungselektronik erhöhen – dh: Phasenzahlen ab zwei sollen sinnvoll realisierbar sein. • Largely uniform driving force without the need for rotor angle-dependent phase current control or high train speeds / phase numbers which increase the cost of power electronics - ie: Phase numbers from two to be meaningful feasible.
    • • Hohe Kraftdichte, die ähnlich hohe Werte wie Transversalflussmaschinen mit Ringwicklung erreicht. • High power density achieved similarly high levels as transverse flux machines with ring winding.
  • Gemäß der Erfindung werden die oben genannten Ziele dadurch erreicht, dass der Stator entsprechend Anspruch 1 gestaltet wird. According to the invention, the above objects are achieved in that the stator is designed in accordance with claim. 1 Die beiden letztgenannten Punkte lassen sich in Kombination mit einem permanentmagnetischen Rotor erzielen, der entsprechend Anspruch 2 bzw. 8 gestaltet wird. The latter two points can be achieved in combination with a permanent-magnet rotor, which is designed according to claim 2 and 8 respectively.
  • Zwecks einfacherer Erläuterung der Erfindung seien zunächst die möglichen Ausgestaltungen der Rotoren angeführt: For ease of explanation of the invention first of all the possible configurations of the rotors may be cited:
  • 1 1 zeigt einen Trägerring shows a carrier ring 3 3 aus amagnetischem Material – vorzugsweise faserverstärkter Kunststoff – mit Ausschnitten zum Einsetzen der Permanentmagnete of non-magnetic material - preferably fiber reinforced plastic - with cut-outs for insertion of the permanent magnets 2 2 . , Die Dicke des Trägerringes, senkrecht zur Zeichenebene, ist an die Dicke der Permanentmagnete The thickness of the support ring, perpendicular to the plane, is the thickness of the permanent magnets 2 2 angepasst. customized. Die Befestigung der Permanentmagnete The fixing of the permanent magnets 2 2 kann zB durch eine Klebung erfolgen. can be done by gluing. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen liegt ua darin, dass die betragsmäßig großen Fliehkräfte bei drehendem Rotor direkt vom Trägerring An advantage of the invention lies in the fact that the large magnitude centrifugal forces when the rotor rotates from the carrier ring 3 3 aufgenommen werden können und somit nicht durch zusätzliche Bandagen beherrscht werden müssen. can be absorbed and thus do not have to be controlled by additional bandages. Solche Bandagen sind zB von konventionellen, permanenterregten Maschinen mit Oberflächenmagneten bekannt und in der Serienfertigung problematisch. Such bandages are known, for example from conventional, permanent-magnet machines with surface magnets and problematic in serial production.
  • Die Trägerringe The support rings 3 3 können zusätzlich beidseitig mit dünnen Deckscheiben can additionally on both sides with thin cover plates 9 9 aus amagnetischem Material abgedeckt werden. be covered by non-magnetic material. Diese Material kann zB ein Kunststoff mit guter Gleitfähigkeit der Oberfläche sein. This material may for example be a plastic with good sliding surface. In den erfindungsgemäßen Anordnungen ist diese Maßnahme einfach und sinnvoll durchführbar. In the inventive arrangements, this measure is simple and reasonably practicable. Sie bietet ua den Vorteil, dass bei gelegentlich auftretenden harten mechanischen Schockbeanspruchungen des Antriebes Beschädigungen durch Anstreifen des Rotors am Stator vermieden werden können. among other things, it offers the advantage that with occasional severe mechanical shock, as the drive will help prevent damage by rubbing of the rotor to the stator.
  • Es ist weiterhin möglich, dass die Trägerringe It is also possible that the support rings 3 3 und die Deckscheibe and the cover plate 9 9 konstruktiv ein Kunststoffteil bilden, so dass dieses Teil taschenförmige Hohlräume aufweist in welche die Permanentmagnete radial von innen gesteckt werden. constructively form a plastic part, so that this part has pocket-shaped cavities in which the permanent magnets are radially inserted from the inside. Auf diese Weise kann eine zusätzliche Klebung der Permanentmagnete In this way, an additional bonding of the permanent magnets 2 2 entbehrlich werden, weil – unter der Voraussetzung einer engen Passung- die Permanentmagnete be unnecessary, because - assuming a narrow Passung- the permanent magnets 2 2 durch die Fliehkräfte positioniert werden. are positioned by the centrifugal forces.
  • Gemäß der Erfindung werden nun zwei oder mehrere dieser mit Permanentmagneten According to the invention will now be two or more of these with permanent magnets 2 2 bestückten Trägerringe assembled support rings 3 3 in einem frei wählbaren axialen Abstand in eine mechanische Rotorkonstruktion eingesetzt. inserted in a freely selected axial distance in a mechanical rotor construction. Diese Rotorkonstruktion und die verwendeten Materialien können frei nach den konstruktiven Erfordernissen gewählt werden, da bei den erfindungsgemäßen Anordnungen keine nennenswerten Streufelder außerhalb der Trägerringe This rotor construction and the materials used can be chosen freely according to the constructive requirements, since with the inventive arrangements, no significant stray fields outside the support rings 3 3 und Statorklötze and Statorklötze 1 1 auftreten. occur.
  • Die Trägerringe The support rings 3 3 sind erfindungsgemäß im wesentlichen nur den Umfangskräften ausgesetzt, die zur Übertragung des Drehmomentes auf die mechanische Rotorkonstruktion auftreten. according to the invention are subjected to only the circumferential forces substantially occurring for transmitting the torque on the mechanical rotor construction. Die Umfangskräfte können beispielsweise nicht nur durch eine Verklebung sondern vorteilhafterweise auch durch eine Verzahnung der Trägerringe The peripheral forces, for example, not only by bonding but also advantageously by a toothing of the carrier rings 3 3 übertragen werden. be transmitted.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht darin, dass die Permanentmagnete Another advantage of the design according to the invention is that the permanent magnets 2 2 – zwecks Minimierung parasitärer Verluste und resultierender, störender Erwärmung der Permanentmagnete - to minimize parasitic losses and resulting, interfering heating of the permanent magnets 2 2 – problemlos segmentiert oder aufgeteilt werden können (siehe Anspruch 7). - can be easily segmented or divided (see claim 7). 2 2 zeigt, beispielhaft für den unteren Permanentmagnet shows, by way of example for the lower permanent magnet 2 2 , eine Aufteilung in radialer Richtung, die einfach realisierbar und wirkungsvoll ist. , A division in the radial direction, which is easy to implement and effective. Weder die magnetischen Eigenschaften noch die mechanische Befestigung oder die Fliehkraftbeanspruchung werden dadurch nennenswert ungünstiger. Neither the magnetic properties nor the mechanical attachment or the centrifugal stresses are thereby appreciably unfavorable.
  • Alternativ ist eine Rotorversion (siehe Anspruch 3) ohne Permanentmagnete Alternatively, a rotor version (see claim 3) without permanent magnets 2 2 möglich, die zu einem reinen Reluktanzantriebsprinzip führt. possible, which leads to a pure Reluktanzantriebsprinzip. Die Permanentmagnete The permanent magnets 2 2 werden dann durch weichmagnetische Teile are then soft-magnetic parts 13 13 ersetzt. replaced. Das Reluktanzprinzip führt zu einer geringeren Kraftdichte, hat jedoch für Sonderanwendungen betriebliche Vorteile – wie allgemein aus der Literatur bekannt ist. The reluctance leads to a lower power density, but has operational advantages for special applications - as is well known from the literature.
  • Um die erfindungsgemäßen Vorteile zu erzielen, ist der Stator des Direktantriebes gemäß Anspruch 1 zu gestalten. In order to achieve advantages of the invention, the stator of the direct drive according to claim 1 is to be designed. Als vorteilhaft hervorzuheben sind insbesondere die mechanisch einteiligen Statorklötze Advantageous emphasized are in particular the mechanical one-piece Statorklötze 1 1 , die ohne jegliche Fügestellen auskommen. That work without any joints. Dadurch werden Probleme der mechanischen Festigkeit der Konstruktion und potentiell auch Geräuschprobleme vermieden. This problem of the mechanical strength of the structure and potentially noise problems are avoided. Die einteilige Ausführung unter Verwendung von weichmagnetischem Verbundmaterial – welches bekanntlich nur eine geringe Permeabilität aufweist – wird in entscheidendem Maße durch die erfindungsgemäß kurze und günstige Flussführung ermöglicht. The one-piece design using a soft magnetic composite material - which is known to have only a low permeability - is made possible in a decisive extent, by the present invention short breaks flux guide. Ohne diese Voraussetzung wäre der Einsatz von Verbundmaterial an Stelle von üblichen Eisenblechen mit erheblichen Drehmomenteinbußen verbunden. Without this, the use of composite materials instead of conventional iron sheets would have considerable torque losses.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Statorklötze The inventive design of Statorklötze 1 1 müssen diese als externe Kraftkomponente nur die zu nutzende Umfangskraft übertragen. they must transfer as an external force component only to-use peripheral force.
  • Prinzipbedingte und unerwünschte Kraftkomponenten in axialer oder radialer Richtung treten nicht in nennenswerter Größe auf. Conditional principle and undesirable components of force in the axial or radial direction does not occur in appreciable size.
  • Dieser Vorteil ermöglicht eine leichte und gewichtssparende mechanische Befestigung der Statorklötze This advantage enables easy and weight-saving mechanical attachment of Statorklötze 1 1 sowie ihre freizügige, räumliche Anordnung. as well as their permissive, spatial arrangement. Es sind Statorklötze There are Statorklötze 1 1 mit beliebig kurzer Umfangslänge einsetzbar, die nur einen geringen Winkelbereich des Rotors überdecken. can be used with an arbitrarily short circumferential length which only cover a small angular range of the rotor.
  • Weiterhin ist es nicht zwingend pro Strang mindestens zwei diametral gegenüberliegende Statorklötze Furthermore, it is not mandatory per strand at least two diametrically opposed Statorklötze 1 1 einzusetzen – eine derartige Aufteilung der Statorklötze use - such sharing of Statorklötze 1 1 hat jedoch den Vorzug geringster Lagerbelastung, da symmetrische Kräftepaare gebildet werden. but has the advantage of minimal bearing load as balanced force pairs are formed. Des weiteren sind erfindungsgemäße Ausführungen mit innenliegendem Stator oder außenliegendem Stator möglich. Further versions of the invention with internal or external position stator stator are possible. Lediglich die Krümmung der Statorklötze Only the curvature of the Statorklötze 1 1 in Umfangsrichtung ist sinngemäß der Innen- oder Außenkontur des Rotors anzupassen. in the circumferential direction of the inner or outer contour of the rotor is accordingly adapted. 4 4 zeigt beispielhaft eine Version der Statorklötze exemplifies a version of Statorklötze 1 1 für innenliegenden Stator. for inner stator.
  • Die Statorwicklung the stator winding 4 4 selbst ist erfindungsgemäß so einfach gestaltet, dass eine Ausführung mit direkter Leiterkühlung technisch gut realisierbar wird (siehe Anspruch 5). itself is according to the invention so simple in design that execution of direct conductor cooling is technically well realized (see claim 5). Diese Möglichkeit ist äußerst vorteilhaft, weil die Statorwicklung This possibility is extremely advantageous because the stator winding 4 4 der erfindungsgemäßen Direktantriebe ia die einzige Komponente ist, die bei hoher Ausnutzung eine forcierte Kühlung benötigt. the direct drive according to the invention ia is the only component that requires forced cooling at a high efficiency. Weitere Erläuterungen zur Gestaltung der Statorwicklungen Additional notes on the design of the stator windings 4 4 werden im folgenden am Beispiel der zweiphasigen Ausführung ( are the following (the example of the two-phase embodiment 12 12 , . 13 13 ) gegeben. ) Was added.
  • Weitere Erläuterungen erfolgen an Hand der folgenden Bilder: Es stellen dar: Further explanations be made from the following images: It represent:
  • 1 1 : Einen der Trägerringe : One of the carrier rings 3 3 des Rotors in Draufsicht. of the rotor in plan view. Dieser besteht aus amagnetischem Material - vorzugsweise faserverstärktem Kunststoff. This consists of non-magnetic material - preferably fiber reinforced plastic. Die Dicke, senkrecht zur Zeichenebene, ist an die Dicke der Permanentmagnete The thickness, perpendicular to the plane, is the thickness of the permanent magnets 2 2 angepasst. customized. Der radial außenliegende Randbereich des Trägerringes The radially outer edge region of the support ring 3 3 ist in seiner Stärke den auftretenden Fliehkräften angepasst. adapted to the centrifugal forces occurring in its strength. Dieser oder der andere Randbereich kann zusätzlich verbreitert, verstärkt und/oder mit einer Verzahnung versehen sein, um die zu übertragenden Drehmomente/Umfangskräfte aufzunehmen. This or the other edge region may additionally widened, reinforced and / or provided with a toothing to be to accommodate the torques to be transmitted / circumferential forces.
  • Die Trägerringe The support rings 3 3 können des weiteren mit Deckscheiben may further with shields 9 9 versehen sein, die als zusätzliche Teile oder als integraler Bestandteil der Trägerringe be provided as additional parts or as an integral part of the carrier rings 3 3 ausgeführt sind. are executed. Letzteres kann Vorteile bzgl. möglicher Beschädigungen der Permanentmagnete The latter can regarding benefits. Possible damage of the permanent magnets 2 2 oder bzgl. deren Befestigung bieten. or respect. offer their attachment.
  • 2 2 : Ein mit Permanentmagneten : A permanent magnet 2 2 bestückter Trägerring stocked carrier ring 3 3 . , Der unterste Permanentmagnet ist beispielhaft in einzelne Teilmagnete aufgeteilt. The lower permanent magnet is exemplary divided into individual partial magnets. Eine derartige Aufteilung der Permanentmagnete ist bei den erfindungsgemäßen Anordnungen ohne nennenswerte Nachteile durchführbar und bietet ua den Vorteil reduzierter Verlustleistung und Erwärmung der Permanentmagnete Such a division of the permanent magnets is feasible with the inventive arrangements without significant disadvantages and provides, inter alia, the advantage of reduced power dissipation and heating of the permanent magnets 2 2 (siehe Anspruch 7). (See claim 7).
  • Die Permanentmagnete können alternativ auch durch geometrisch ähnliche Teile aus weichmagnetischem Material The permanent magnets can alternatively also by geometrically similar parts of soft magnetic material 13 13 ersetzt werden (siehe Anspruch 3). be replaced (see claim 3).
  • 3 3 : Eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Statorklotzes : An embodiment of the invention Statorklotzes 1 1 . , Die sichtbaren Kanten der vier radial genuteten Grenzflächen The visible edges of the four radially grooved interfaces 5 5 sind schematisch in Schwarz hervorgehoben. schematically highlighted in black. Der Statorklotz the Statorklotz 1 1 ist vorzugsweise einteilig aus einem in Formen preßbaren, weichmagnetischem Verbundwerkstoff hergestellt. is preferably compressible in one piece from a molding made of soft-magnetic composite material.
  • 4 4 : Eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Statorklotzes : An embodiment of the invention Statorklotzes 1 1 mit detaillierter Ansicht auf die umlaufenden Einschnitte with detailed view of the surrounding cuts 7 7 und die genuteten Grenzflächen and the grooved interfaces 5 5 mit den radial ausgerichteten Nuten with the radially aligned grooves 6 6 . , Der Abstand der Nuten gegeneinander innerhalb der selben Grenzfläche entspricht einem Teilungsmaß (c), welches hier Polteilung genannt wird (siehe auch The spacing of the grooves against each other within the same interface corresponds to a pitch (c), which is here called pole pitch (see also 18 18 ). ). Dieses Teilungsmaß ist auf allen Grenzflächen gleich. This pitch is the same on all interfaces. Dieses Maß wäre – streng genommen in Form eines Winkelmaßes anzugeben – der einfacheren Erläuterung halber, wird jedoch im folgenden die in der Literatur übliche lineare Abwicklung verwendet. This measure would be - indicate, strictly speaking, in the form of an angle measurement - For convenience of explanation, but is used in the following, the usual linear development in the literature.
  • Für die technische Ausführung der Statorklötze For the technical execution of the Statorklötze 1 1 sind sowohl rechteckige, „lineare" Nuten als auch sektorförmige, „winkeltreue" Nuten zulässig. are both rectangular, "linear" grooves and sector-shaped, "conformal" grooves permitted.
  • Für gewichtsoptimierte Ausführungen sind – infolge der geringen radialen Ausdehnung der Statorklötze For weight-optimized versions - due to the small radial extent of the Statorklötze 1 1 – diese Unterschiede nicht von wesentlicher Bedeutung. - these differences are not significant.
  • Die kreisbogenförmige Krümmung des Statorklotzes The arcuate curvature of Statorklotzes 1 1 ist an die des Rotors angepasst. is adapted to that of the rotor. In In 4 4 ist sie dargestellt für den Fall, dass die Statorklötze radial von innen über die Trägerringe it is shown for the case that the Statorklötze radially from the inside via the support rings 3 3 geschoben werden sollen. to be pushed. Eine gegenläufige Ausführung der Krümmung erlaubt es die Statorklötze An opposite execution of curvature allows the Statorklötze 1 1 radial von außen über die Trägerringe radially from the outside over the support rings 3 3 , zu schieben. to push.
  • 5 5 : Ein Querschnitt eines Statorklotzes : A cross section of Statorklotzes 1 1 mit Blick in Umfangsrichtung – mit zusätzlicher Darstellung des Querschnittes der Statorwicklung facing in the circumferential direction - with additional representation of the cross section of the stator 4 4 . , Der realisierbare Querschnitt ist hier durch die Breite der Einschnitte The recoverable cross-section is formed here by the width of the incisions 7 7 eingeengt. concentrated.
  • 6 6 : Wie : As 5 5 , jedoch mit größerem Querschnitt der Statorwicklung But with a greater cross section of the stator winding 4 4 . ,
  • Diese Variante hat keine nennenswerten Nachteile bzgl. der Güte der magnetischen Dimensionierung. This variant has regarding any significant disadvantages. The quality of the magnetic dimensioning. Sie erfordert jedoch eine Vergrößerung der Statorklötze However, it requires an increase in the Statorklötze 1 1 in axialer Richtung, so dass das Gewicht der Statorklötze in the axial direction, so that the weight of Statorklötze 1 1 geringfügig ansteigt. slightly increases.
  • 7 7 : Wie : As 6 6 , jedoch zusätzlich mit radialer Vergrößerung der Statorklötze , But with the radial enlargement of the Statorklötze 1 1 . , Bezüglich der Vor- und Nachteile gelten sinngemäß die Anmerkungen zu Regarding the pros and cons of the Notes shall apply mutatis mutandis to 6 6 . ,
  • 8 8th bis to 11 11 zeigen beispielhaft in schematischer Form mögliche Anordnungen der Statorklötze show an example in schematic form possible arrangements of the Statorklötze 1 1 relativ zum Rotor in Draufsicht. relative to the rotor in plan view. Die gestrichelte Linie auf den Statorklötzen The dotted line on the Statorklötzen 1 1 kennzeichnet jeweils die nicht sichtbare Kante der Einschnitte in each case denotes the non-visible edge of the cuts 7 7 der Statorklötze. the Statorklötze. In Nähe dieser Kante befindet sich jeweils die Statorwicklung Near the edge of each is the stator winding 4 4 . ,
  • Diese Kennzeichnung dient hier nur zur Vereinfachung der folgenden Erläuterungen und insbesondere zur Unterscheidung von radial innen und radial außenliegenden Statorklötzen. This designation is used here only to simplify the following discussion and in particular to distinguish between radially inner and radially outer Statorklötzen. Bei allen folgenden Ausführungsformen können die elektrischen Anschlüsse der Statorwicklung In all following embodiments, the electrical connections of the stator winding can 4 4 in den freien Winkelbereichen zwischen den Statorklötzen in the free regions between the angle Statorklötzen 1 1 herausgeführt werden. are brought out. In diesem Freiraum kann auch die elektrische Verbindung der Leiter mit positiver Stromrichtung und der Leiter mit negativer Stromrichtung durchgeführt werden – siehe Anspruch 1. Dies ist jedoch nicht zwingend, da dies auch außerhalb dieses Raumes erfolgen kann. In this space, the electrical connection of the circuit can be performed with positive current direction and the head with a negative current direction - see claim 1. However, this is not mandatory, as this can also be done outside of this room. Letzteres kann insbesondere bei einer Ausführung der Statorwicklung The latter may, in particular, in an embodiment of the stator winding 1 1 nach Anspruch 5 vorteilhaft sein. be advantageous according to claim. 5 Die Größe des freien Winkelbereiches zwischen den Statorklötzen The amount of free angular range between Statorklötzen 1 1 ist frei wählbar – große Freiräume ergeben jedoch Einbußen bzgl. des maximal erreichbaren Drehmomentes. is arbitrary - but a lot of freedom arise concerning loss of the maximum attainable torque..
  • Es zeigen im einzelnen: Shown in detail:
  • 8 8th : Eine Ausführung mit 3 Statorklötzen : An embodiment 3 Statorklötzen 1 1 die innenliegend angeordnet sind. which are arranged inside. Soll diese Anordnung ein möglichst konstantes Drehmoment abgeben, ist sie mit drei um jeweils 120° versetzten Strömen zu speisen und die Statorklötze sind gegeneinander um ein Drittel der Polteilung zu versetzen. If this arrangement deliver a constant torque as possible, it is to supply three staggered by 120 ° and the streams are mutually Statorklötze to move to a third of the pole pitch. Dieses Vorgehen ist allgemein bekannt – zB von Reluktanzmaschinen. This procedure is commonly known - for example, by reluctance machines.
  • 9 9 : Eine Ausführung mit 3 Statorklötzen : An embodiment 3 Statorklötzen 1 1 , die außenliegend angeordnet sind. That are arranged on the outside. Des weiteren gelten die gleichen Gesichtspunkte wie bei Furthermore, the same considerations apply as for 8 8th erläutert. explained.
  • 10 10 : Eine Ausführung mit 2 Statorklötzen : An embodiment 2 Statorklötzen 1 1 , die außenliegend angeordnet sind. That are arranged on the outside. Eine solche Anordnung ließe sich zweiphasig speisen- wäre jedoch bzgl. der Lagerkräfte ungünstig, da keine symmetrischen Kräftepaare gebildet werden. Such an arrangement could be two phases of dishes would be concerning. The bearing forces unfavorable because no balanced force pairs are formed.
  • 11 11 : Eine Ausführung mit 4 Statorklötzen : A model with 4 Statorklötzen 1 1 , die hier beispielhaft außenliegend angeordnet sind. Which are arranged by way of example outboard here. Eine solche Anordnung kann bereits mit einer geringen Anzahl von Statorklötzen Such an arrangement can already with a small number of Statorklötzen 1 1 symmetrische Kräftepaare erzeugen und somit die Lagerbelastung minimieren. generate symmetrical pairs of forces and thus minimize the bearing load. Die Erfindung ermöglicht es, diese Anordnung bereits mit der minimalen Phasenzahl von 2 sinnvoll einsetzen zu können, weil die Erfindung besonders weitgehende Freiheitsgrade bietet einen gewünschten Kraftverlauf der Nutzkraft als Funktion des Umfangsweges/Drehwinkels zu erzielen (siehe auch die Erläuterungen zu The invention makes it possible to use this arrangement makes sense already with the minimum number of phases of 2 because the invention particularly extensive degrees of freedom provides a desired force curve of the net force as a function of the circumferential path / angle of rotation to achieve (see also the explanations 18 18 ). ).
  • Deshalb ist bereits mit einem leistungselektronischen Umformer, der nur zwei (um 90°) phasenverschobene Ströme (i A , i B ) einspeist, ein weitestgehend konstantes Drehmoment erreichbar. Therefore, the only two phase-shifted (90 °) currents (i A, i B) a largely constant torque is already equipped with a power electronic converter, feeds, accessible. Weitere Vorteile dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen bezüglich der günstigen. Other advantages of this preferred embodiment of the invention made with regard to the cost. Ausführungsmöglichkeiten der Statorwicklungen Design options of the stator windings 4 4 . ,
  • Die folgenden Bilder ( The following pictures ( 12 12 und and 13 13 ) dienen zur Erläuterung vorteilhafter Ausführungen der Statorwicklungen ) Serve to illustrate advantageous embodiments of the stator windings 4 4 am Beispiel einer zweiphasig – mit den Strömen (i A , i B ) mit 90° relativem Phasenversatz – gespeisten Maschine. the example of a two-phase - with the currents (i A, i B) with a 90 ° relative phase delay - fed machine.
  • Um die zeichnerische Darstellung übersichtlicher zu gestalten, ist es notwendig die beiden umlaufenden Einschnitte To make the graphic representation clearer, it is necessary the two circumferential cuts 7 7 der Statorklötze the Statorklötze 1 1 sichtbar darzustellen. visible display. Die beiden Einschnitte The two cuts 7 7 jedes Statorklotzes liegen senkrecht zur Zeichenebene hintereinander. each Statorklotzes are perpendicular to the plane one behind the other. Zwecks besserer Übersicht sind sie deshalb in For clarity, they are therefore 12 12 und and 13 13 radial nebeneinander und als sichtbar dargestellt. shown radially adjacent to one another and as visible.
  • 12 12 : Eine Ausführung der Statorwicklungen : An embodiment of the stator windings 4 4 , die sich auch für innenleitergekühlte Leiter eignet. Which is also suitable for inner-conductor-cooled conductors. Es ist beispielhaft die Windungszahl Eins dargestellt – höhere Windungszahlen pro Statorklotz It is exemplified the turn number one - higher number of turns per Statorklotz 1 1 sind als selbstverständlich bekannt und sind ebenso ausführbar. are known as self-evident and are also executable. Für die vorgesehene, zweiphasige Speisung (i A , i B ) sind in bekannter Weise die Statorklötze For the proposed two-phase feed (i A, i B) are in a known manner the Statorklötze 1.1 1.1 und and 1.3 1.3 um ein Viertel einer Polteilung gegen die Statorklötze by a quarter of a pole pitch against the Statorklötze 1.2 1.2 und and 1.4 1.4 zu versetzen: to move:
  • 13 13 : Eine Ausführung der Statorwicklungen : An embodiment of the stator windings 4 4 die sich insbesondere für innenleitergekühlte Leiter eignet (siehe Anspruch 4). which is suitable in particular for the inner-conductor conductor-cooled (see claim 4). Es ergibt sich bei sehr günstiger und kurzer räumlicher Leiterführung eine höhere wirksame Induktivität sowie günstige Verhältnisse bezüglich der möglichen maximalen, elektrischen Erregung eines Statorklotzes This results in very favorable and short spatial conductor guide a higher effective inductance as well as favorable conditions with respect to the possible maximum, the electrical excitation of a Statorklotzes 1 1 . , Die höhere Induktivität ist bekanntlich für eine bessere Auslegung des Feldsschwächbereiches erwünscht. The higher inductance is known to be desirable for a better interpretation of Feldsschwächbereiches.
  • Das Kühlmedium kann vorteilhaft (in zwei hydraulisch parallelen oder seriellen Kreisen) von A1 nach A2 und von B1 nach B2 innerhalb der elektrischen Leiter geführt werden (siehe Anspruch 4). The cooling medium may advantageously be performed (in two hydraulically parallel or serial circuits) from A1 to A2 and from B1 to B2 in the electric circuit (see claim 4).
  • 14 14 : Ein Querschnitt durch eine beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Direktantriebes mit außenliegenden Statorklötzen : A cross-section through an exemplary embodiment of a direct drive according to the invention with external Statorklötzen 1 1 . , Die Teile The parts 11 11 bzw. or. 12 12 sind beispielhaft ein rotationssymmetrisches Gehäuse are exemplary of a rotationally symmetrical housing 11 11 und eine Hohlwelle and a hollow shaft 12 12 . , Die Lagerung kann mit Wälzlagern oder Gleitlagern in bekannter Weise erfolgen. The storage can be done with rolling bearings or plain bearings in a known manner.
  • 15 15 : Wie : As 14 14 , jedoch mit innenliegenden Statorklötzen However, with internal Statorklötzen 1 1 . , Verglichen mit Compared to 14 14 wird hier das Teil here is the part 11 11 rotieren, dh es bildet den glockenförmigen Rotor. rotate, ie it forms the bell-shaped rotor.
  • 16 16 : Ausführungsbeispiel analog : Embodiment analog 14 14 , jedoch ist zusätzlich die vorteilhafte Anordnung der Lager However, in addition to the advantageous arrangement of the bearings 10 10 in dem weitgehend feldfreien Raum zwischen den Einschnitten in the largely field-free space between the incisions 7 7 dargestellt. shown. Diese Anordnung ergibt zusätzlich eine kompakte, raumsparende Bauweise und ermöglicht geringe Luftspalte und Toleranzen durch die räumliche Nähe der Lager This arrangement also results in a compact, space-saving design, and allows small air gaps and tolerances of the spatial proximity of the bearing 10 10 zu den Luftspalten (siehe Anspruch 9). to the air gaps (see claim 9).
  • 17 17 : Ausführungsbeispiel analog : Embodiment analog 15 15 , mit der bei , With at 16 16 erläuterten, vorteilhaften Anordnung der Lager described advantageous arrangement of the bearing 10 10 . ,
  • 18 18 : Eine Ansicht von außen auf einen Statorklotz A view from the outside to a Statorklotz 1 1 und die Anordnung der Permanentmagnete and the arrangement of the permanent magnets 2 2 , die beispielsweise sichtbar wird, wenn in That is, for example, visible when in 15 15 das mechanische Teil the mechanical part 11 11 durchsichtig ist oder entfernt würde. is transparent or would be removed. Diese Ansicht dient hier nur der folgenden Erläuterung der Dimensionierung/Bemessung. This view is only the following explanation of the sizing / dimensioning.
  • Die Trägerringe The support rings 3 3 sind der Übersicht halber weggelassen, da sie für die elektromagnetische Funktion ohne Bedeutung sind. for clarity are omitted because they are the electromagnetic function without significance.
  • Um eine hohe Kraftdichte zu erzielen, wird bekanntlich eine kleine Polteilung (hier: c) angestrebt. In order to achieve high power density, a small pole pitch is known (here: c) targeted. Diese ist erfindungsgemäß frei wählbar; This is according to the invention be freely selected; zB durch die Geometrie der Presswerkzeuge. for example, by the geometry of the pressing tools. Es ist jedoch günstig, das Maß (c) groß gegenüber dem Luftspalt zu halten, dh: beispielsweise das Zehnfache des Luftspaltes. It is advantageous, however, to keep the measure (c) is large compared to the air gap, ie: for example, ten times the air gap. Ein besonders kleiner Luftspalt ist jedoch in Verbindung mit der Maßnahme nach Anspruch 9 gut realisierbar, so dass besonders kleine Polteilungen möglich werden. However, a particularly small air gap is readily achievable in connection with the measure according to claim 9, so that particularly small pole pitches are possible.
  • Die Permanentmagnete The permanent magnets 2 2 sind im Gegensatz zu bekannten Anordnungen mit einem deutlich größeren Quotienten von Dicke in Magnetisierungsrichtung (b) zu Breite der Polfläche (a) zu dimensionieren, ia ist ein Quotient (b/a) größer Eins ausführbar und vorteilhaft. are to be dimensioned in contrast to known arrangements having a much larger ratio of thickness in the magnetization direction (b) to the pole face width (a), IA is a ratio (b / a) greater than one feasible and advantageous. Auch die Gefahr einer Entmagnetisierung ist deutlich reduziert. The danger of demagnetization is significantly reduced. Eine große Breite der Nuten (größer als c/2) ist ausführbar und ergibt einen großen Quotienten der Flussdichte in Luftspaltnähe zu der Flussdichte im Volumen der Statorklötze A large width of the grooves (greater than c / 2) is executed and results in a large ratio of the flux density in the air gap proximity to the flux density in the volume of Statorklötze 1 1 . , Dies Maßnahme trägt wesentlich dazu bei den Einsatz von Verbundmaterial für die Statorklötze This measure contributes significantly to the use of composite material for Statorklötze 1 1 gemäß der Erfindung sinnvoll zu ermöglichen. to allow useful according to the invention.
  • Entsprechend dem Stand der Technik und Wissenschaft wird eine Optimierung der Bemessung und Geometrie durch numerische Feldberechnungsverfahren/3D-Simulation erfolgen. According to the state of the art and science to optimize the design and geometry by numerical field calculation method / 3D simulation will take place. Die Erfindung bietet besonders weitgehende Freiheitsgrade die Geometrie so zu optimieren, dass ein gewünschter Kraftverlauf als Funktion des Umfangsweges/Drehwinkels erzielt wird. The invention provides particularly extensive degrees of freedom to optimize the geometry so that a desired force curve is obtained as a function of the circumferential path / angle of rotation. Insbesondere ist eine über sehr hohe Winkelbereiche weitgehend konstante Nutzkraft erreichbar. In particular, a very high angular ranges largely constant net force is achievable.
  • 19 19 : Zeigt die Anordnung analog : Shows the arrangement analogous 18 18 , jedoch mit zusätzlicher Aufteilung der Permanentmagnete However, with additional allocation of permanent magnets 2 2 entsprechend Anspruch 8. Diese Maßnahme ist geeignet einen nochmals vergrößerten Winkelbereich weitgehend konstanter Nutzkraft zu erzielen sowie den Mittelwert der Nutzkraft weiter zu steigern. according to claim 8. This measure is suitable to achieve a further enlarged angle range substantially constant net force and increase the average of the net force on.

Claims (9)

  1. Direktantrieb axial kurzer Baulänge mit einem Permanentmagnete tragenden Rotor oder einem rein weichmagnetischen Rotor, wobei der Stator aus einem oder mehreren, aus weichmagnetischem Verbundwerkstoff gefertigten Statorklötzen ( Direct drive axially short length with a permanent magnets rotor carrying or a pure soft-magnetic rotor, wherein the stator (from one or more, made of soft magnetic composite Statorklötzen 1 1 ) besteht, die die Form eines sektorförmigen Hohlzylinderteiles mit zwei in Umfangsrichtung umlaufenden Einschnitten ( ), Which (the shape of a sector-shaped hollow cylindrical member with two circumferential sipes in the circumferential direction 7 7 ) aufweisen, die in die Außenbereiche des Rotors mit ihrem Umfang eintauchen, und von welchen der eine Einschnitt einen oder mehrere elektrische Leiter mit positiver Stromrichtung und der andere Einschnitt einen oder mehrere elektrische Leiter mit negativer Stromrichtung einer Statorwicklung ( ) Which dip into the outer regions of the rotor with its periphery, and of which the one cut one or more electrical conductors one or more electrical conductors (with positive current direction and the other recess with a negative current direction, a stator winding 4 4 ) aufnimmt und des weiteren die vier zu den Außenbereichen des Rotors weisenden Grenzflächen ( ) Receives and further the four faces towards the outer regions of the rotor interfaces ( 5 5 ) der zwei Einschnitte ( () Of the two incisions 7 7 ) mit radial ausgerichteten Nuten ( ) (With radially oriented grooves 6 6 ) versehen sind. ) Are provided.
  2. Direktantrieb nach Anspruch 1, wobei der scheibenförmige, zylinderförmige oder glockenförmige Rotor radial in seinem Außenbereich zwei oder mehrere, jeweils mit einer geraden Anzahl von Permanentmagneten ( Direct drive according to claim 1, wherein the disc-shaped, cylindrical or bell-shaped rotor radially two or more (in its outer region in each case with an even number of permanent magnets 2 2 ) bestückte Trägerringe ( ) Stocked support rings ( 3 3 ) aus amagnetischem Material besitzt, welche in die Einschnitte ( ) Made of non-magnetic material, which (in the incisions 7 7 ) des Stators eintauchen, wobei die Permanentmagnete ( ) Of the stator are immersed, wherein the permanent magnets ( 2 2 ) in jedem der Trägerringe ( ) (In each of the support rings 3 3 ) so orientiert sind, dass die Verbindungslinie ihrer magnetischen Nord- und Südpole in Umfangsrichtung zeigt, benachbarte Permanentmagnete ( ) Are oriented so that the line connecting their magnetic north and south poles is in the circumferential direction, adjacent permanent magnets ( 2 2 ) sich jeweils abstoßen, sowie die radial ausgerichteten Nuten ( ) Repel each, as well as radially oriented grooves ( 6 6 ) der Statorklötze ( () Of the Statorklötze 1 1 ) auf mindestens zwei der vier Grenzflächen ( ) (On at least two of the four interfaces 5 5 ) einen Winkelversatz relativ zu der gegenüberliegenden Grenzfläche aufweisen. ) Have an angular offset relative to the opposite boundary surface.
  3. Direktantrieb nach Anspruch 1, wobei der scheibenförmige, zylinderförmige oder glockenförmige Rotor radial in einem Außenbereich zwei oder mehrere mit einer Anzahl von weichmagnetischen Teilen ( Direct drive according to claim 1, wherein the disc-shaped, cylindrical or bell-shaped rotor radially two or more (in an outer region with a plurality of soft magnetic parts 13 13 ) bestückte Trägerringe ( ) Stocked support rings ( 3 3 ) aus amagnetischem Material besitzt, welche in die Einschnitte ( ) Made of non-magnetic material, which (in the incisions 7 7 ) der Statorklötze ( () Of the Statorklötze 1 1 ) eintauchen. ) Dip.
  4. Direktantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zugehörige leistungselektronische Umformer zweiphasig ausgeführt ist und/oder die Statorwicklungen ( Direct drive according to one of the preceding claims, wherein the associated power electronic converters is performed in two phases and / or the stator windings ( 4 4 ) durch die umlaufenden Einschnitte ( ) (By the circumferential sipes 7 7 ) aller Statorklötze ( ) Of all Statorklötze ( 1 1 ) geführt sind. ) Are guided.
  5. Direktantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Statorwicklung ( Direct drive according to one of the preceding claims, wherein the stator winding ( 4 4 ) als Hohlleiter ausgeführt ist, dessen Inneres von gasförmigen oder flüssigen Kühlmitteln durchströmt wird. ) Is constructed as a waveguide whose interior is flowed through by a gaseous or liquid coolants.
  6. Direktantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trägerringe ( Direct drive according to one of the preceding claims, wherein the support rings ( 3 3 ) und/oder die Grenzflächen ( () And / or the boundary surfaces 5 5 ) des/der Statorklötze ( () Of / the Statorklötze 1 1 ) durch dünne Deckscheiben ( ) (By thin cover plates 9 9 ) aus amagnetischem Material abgedeckt sind, die zusätzlich oder als integraler Bestandteil der Trägerringe ( ) Are covered from non-magnetic material, which (in addition or as an integral part of the carrier rings 3 3 ) oder der Statorklötze ( ) Or Statorklötze ( 1 1 ) ausgeführt sind. ) Are executed.
  7. Direktantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Permanentmagnete ( Direct drive according to one of the preceding claims, wherein the permanent magnets ( 2 2 ) in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung Trennfugen aufweisen oder vollständig in einzelne Teilmagnete aufgeteilt sind. ) Have in the radial direction and / or in the circumferential direction and / or in axial direction or separating joints are completely divided into individual sub-magnets.
  8. Direktantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Permanentmagnete ( Direct drive according to one of the preceding claims, wherein the permanent magnets ( 2 2 ) in axialer Richtung in mindestens je zwei Teilmagnete aufgeteilt sind, die in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind oder die Trägerringe ( ) Are divided in axial direction into at least two for each sub-magnets which are circumferentially offset against each other or the support rings ( 3 3 ) in axialer Richtung mindestens in zwei Teilträgerringe mit zugehörigen Permanentmagneten ( ) (In the axial direction in at least two partial support rings with associated permanent magnet 2 2 ) aufgeteilt sind, die in Umfangsrichtung gegeneinander winkelversetzt sind oder die Permanentmagnete ( are split), which are angularly offset in the circumferential direction against each other or the permanent magnets ( 2 2 ) schräge, nicht rechtwinklige Polflächen aufweisen. ) Oblique, not having rectangular pole faces.
  9. Direktantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zur Lagerung eingesetzte Wälzlager oder Gleitlager ( Direct drive according to one of the preceding claims, wherein used for the storage roller bearings or plain bearings ( 10 10 ) im weitgehend feldfreien Raum axial zwischen den Einschnitten ( ) In a largely field-free space axially (between the incisions 7 7 ) der Statorklötze ( () Of the Statorklötze 1 1 ) angeordnet sind. ) Are arranged.
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