DE102008057391A1 - Synchronmaschine eines Innenpermanentmagnettyps - Google Patents

Synchronmaschine eines Innenpermanentmagnettyps Download PDF

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Abstract

Eine Synchronmaschine weist einen Stator (3) und einen Rotor (1), der dem Stator (3) gegenüberliegt und auf einer Welle (2) desselben in einer Umfangsrichtung drehbar ist, auf. Der Rotor (1) hat ausgeprägte magnetische Pole (15), die ein Reluktanzdrehmoment erzeugen, und magnetentspringende magnetische Pole, die unter Verwendung von Permanentmagneten (11, 12), die in dem Rotor (1) eingebettet sind, ein Magnetdrehmoment erzeugen. Die Maschine weist eine Einrichtung (11, 12, 13, 19) zum Verschieben einer magnetisch im Wesentlichen mittigen Position eines magnetischen Flusses, der von den Permanentmagneten (11, 12) ausgeht, um einen elektrischen Winkel pi/2 plus einem vorbestimmten Winkel DeltaTheta aus einer Bezugsposition, die als eine mittige Position zwischen gepaarten ausgeprägten magnetischen Polen (15), die jeden magnetischen Pol der Maschine bilden, unter den ausgeprägten magnetischen Polen (15) angenommen wird, in der Umfangsrichtung auf. Eine maximale Amplitude einer Summe zwischen einer harmonischen Komponente des Magnetdrehmoments und des Reluktanzdrehmoments wird daher von derselben, die bei der Bezugsposition ohne die Verschiebung erhalten wird, geändert.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf und nimmt durch Bezugnahme die japanische Patentanmeldung Nr. 2007-297866 , eingereicht am 16. November 2007, auf.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • (Technisches Gebiet)
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen IPM-(= Interior Permanent Magnet = Innenpermanentmagnet)Typ einer Synchronmaschine und insbesondere auf eine Synchronmaschine eines IPM-Typs, die ein Magnetdrehmoment und ein Reluktanzdrehmoment bzw. synchrones Drehmoment erzeugt.
  • (Verwandte Technik)
  • Es ist eine Synchronmaschine bekannt, die ein Magnetdrehmoment und ein Reluktanzdrehmoment erzeugt (auf eine solche Synchronmaschine wird im Folgenden als eine Reluktanz-Perallelverwendungs-Magnet-Synchronmaschine Bezug genommen). Eine der geläufigsten Reluktanz-Perallelverwendungs-Magnet-Synchronmaschinen ist ein Synchronmotor eines IPM-(Innenpermanentmagnet-)Typs.
  • Das Reluktanzdrehmoment Tr wird erhalten, wenn ein Unterschied zwischen der q-Achsen-Induktivität Lq und der d-Achsen-Induktivität Ld vorgesehen ist. Da der magnetische Widerstand eines Permanentmagneten höher ist, ist die q-Achsen-Induktivität Lq üblicherweise hinsichtlich der Stärke größer gemacht als die d-Achsen-Induktivität Ld. Dies ist jedoch nicht die einzige mögliche Struktur. Die d-Achsen-Induktivität Ld kann hinsichtlich der Stärke größer als die q-Achsen-Induktivität Lq gemacht sein.
  • Bei der normalerweise verwendeten Struktur, bei der die Intensität der q-Achsen-Induktivität Lq größer als dieselbe der d-Achsen-Induktivität Ld ist, sind ausgeprägte magnetische Pole bei den q-Achsen-Positionen angeordnet, und Permanentmagnete sind bei den d-Achsen-Positionen angeordnet, um die Intensität der q-Achsen-Induktivität Lq zu erhöhen.
  • Die ausgeprägten magnetischen Pole können durch eine Struktur realisiert sein, bei der die äußere Oberfläche eines Rotors, der aus einem weichmagnetischen Material hergestellt ist, in dem radial Äußeren bei jedem elektrischen Winkel π räumlich ausgeprägt hergestellt ist. Die ausgeprägten magnetischen Pole können zusätzlich durch Einbetten von Flussbarrieren innerhalb eines zylindrischen Stators, der aus einem weichmagnetischen Material hergestellt ist, realisiert sein. Beispiele der Reluktanz-Parallelverwendungs-Magnet-Synchronmaschine sind beispielsweise in den offengelegten japanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen Nr. 2000-60038 , 2001-339922 , 2002-44920 und 2003-324875 gezeigt. Es ist weit bekannt, dass die Reluktanz-Parallelverwendungs-Magnet-Synchronmaschine die Fähigkeit sowohl eines Erzeugens eines Reluktanzdrehmoments Tr als auch eines Magnetdrehmoments Tm hat, wodurch das Drehmoment, das heißt, die Ausgangsleistung pro Körpergewicht, größer ist.
  • Die herkömmliche Reluktanz-Parallelverwendungs-Magnet-Synchronmaschine ist jedoch dahin gehend nicht ausreichend, dass die Maschine zum Erhöhen des Ausgangsdrehmoments gezwungen ist, eine größere Menge eines Seltenerdmagneten, der sehr teuer ist, zu verwenden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorhergehenden herkömmlichen Technik gemacht, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Synchronmaschine zu schaffen, die in der Lage ist, ein Ausgangsdrehmoment zu erhöhen, während unterdrückt wird, dass sich eine Verwendungsmenge eines Magneten erhöht.
  • Um die Aufgabe zu lösen, weist eine Synchronmaschine der vorliegenden Erfindung einen Stator, der eine zylindrische Form hat, die eine axiale Richtung, eine radiale Richtung und eine Umfangsrichtung hat, einen Rotor, der dem Stator gegenüberliegt und auf einer Welle desselben in der Umfangsrichtung drehbar ist, wobei der Rotor ausgeprägte magnetische Pole, die ein Reluktanzdrehmoment erzeugen, und magnetentspringende magnetische Pole, die ein Magnetdrehmoment durch Verwenden von Permanentmagneten, die in dem Rotor eingebettet sind, erzeugen, hat, und eine Einrichtung zum Verschieben einer magnetisch im Wesentlichen mittigen Position eines magnetischen Flusses, der von dem Permanentmagneten in der Umfangsrichtung ausgeht, auf, um einen elektrischen Winkel π/2 plus einem vorbestimmten Winkel Δθ aus einer Bezugsposition, die als eine mittige Position zwischen gepaarten ausgeprägten magnetischen Polen, die jeden magnetischen Pol der Maschine bilden, unter den ausgeprägten magnetischen Polen angenommen wird, wodurch eine maximale Amplitude einer Summe zwischen einer harmonischen Komponente des Magnetdrehmoments und des Reluktanzdrehmoments von einer maximalen Amplitude einer Summe zwischen der harmonischen Komponente des Magnetdrehmoments und des Reluktanzdrehmoments geändert wird, die beide bei der Bezugsposition ohne die Verschiebung erhalten werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • 1 eine Teilquerschnittsansicht einer Synchronmaschine eines IPM-Typs (und eines Innenrotortyps) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Ansicht in der axialen Richtung der Maschine geschnitten ist.
  • 2A ein Beispiel von sowohl einem Magnetdrehmoment als auch einem Reluktanzdrehmoment, die aus einem in 1 gezeigten Rotor erhalten werden;
  • 2B durch Beispiele erläuternd die Trapezform einer räumlichen Verteilung eines magnetischen Flusses von Permanentmagneten, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet sind;
  • 3 eine Teilquerschnittsansicht einer Synchronmaschine eines IPM-Typs gemäß einer ersten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels, wobei die Ansicht in der axialen Richtung der Maschine geschnitten ist;
  • 4 eine Teilquerschnittsansicht einer Synchronmaschine eines IPM-Typs gemäß einer zweiten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels, wobei die Ansicht in der axialen Richtung der Maschine geschnitten ist;
  • 5 eine teilgeschnittene perspektivische Ansicht des Rotors einer Synchronmaschine eines IPM-Typs gemäß einer dritten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels;
  • 6 Simulationsresultate, die unterschiedliche synthetisierte Maxima eines Drehmoments, das durch verschiedene Rotorproben, deren Magnetmengen geändert sind, erzeugt wird;
  • 79 bildlich die Strukturen von Rotorproben 1 bis 3, die bei der Simulation verwendet werden;
  • 10 bildhaft dargestellt die Struktur einer herkömmlichen Rotorprobe, welche ebenfalls zum Vergleich bei der Simulation verwendet wird;
  • 11 eine Teilquerschnittsansicht einer Synchronmaschine eines IPM-Typs (und Außenrotortyps) gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Ansicht in der axialen Richtung der Maschine geschnitten ist;
  • 12 eine Teilquerschnittsansicht einer Synchronmaschine eines IPM-Typs (und Innenrotortyps) gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Ansicht in der axialen Richtung der Maschine geschnitten ist;
  • 13 eine teilvergrößerte Ansicht, die einen Bereich, der einen in
  • 12 gezeigten vorderen Permanentmagneten aufweist, zeigt;
  • 14 eine teilvergrößerte Ansicht, die einen Bereich, der einen in
  • 12 gezeigten hinteren Permanentmagneten aufweist, zeigt; und
  • 15 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht des Rotors einer Synchronmaschine des IPM-Typs gemäß der dritten Modifikation.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Im Folgenden sind Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen Synchronmaschinen eines IPM-Typs gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen und Modifikationen der Erfindung beschrieben.
  • In den folgenden Ausführungsbeispielen und Modifikationen handelt es sich um ein Teilmodell pro magnetischem Pol des inneren Rotors einer Synchronmaschine eines Mehrpol-Innenpermanentmagnet-Typs. Dies ist jedoch nicht das einzige Beispiel, und der Rotor kann geeignet hinsichtlich der Zahl von magnetischen Rotorpolen und/oder Rotortypen abgeändert sein. Die Synchronmaschine ist als ein Synchronmotor bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben, jedoch nicht auf den Motor begrenzt.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Bezug nehmend auf 12 ist im Folgenden eine Synchronmaschine eines Innenpermanentmagnet-(IPM-)Typs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 1 ist eine Teilschnittansicht des Rotors der Synchronmaschine, die in der axialen Richtung derselben geschnitten ist, um die innere Teilstruktur des Rotors zu zeigen.
  • Bei der in 1 gezeigten Struktur gibt es einen Rotor 1, eine Drehungswelle 2 und einen Stator 3. Der Stator 3 ist mit einem Statorkern versehen, wobei Schlitze und ein Zahn auf der inneren Oberfläche desselben gebildet sind, und eine Statorspule in den Schlitzen gewickelt ist. Da eine solche Statorkernstruktur bekannt ist, ist deren detaillierte Beschreibung hier weggelassen.
  • Der Rotor 1 ist mit einem Rotorkern 10, der aus einem weichmagnetischen Material hergestellt ist, vordere Permanentmagneten 11, hintere Permanentmagneten 12 und Segmenten, die aus weichmagnetischem Material hergestellt sind, hergestellt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind „vordere(r, s), frontale(r, s) oder Frontalseiten..." und „hintere(r, s) oder Hinterseiten..." in einer Drehrichtung (einer Gegenuhrzeigerrichtung in 1) derart definiert, dass auf den Kopf in der Drehrichtung als frontal Bezug genommen ist.
  • Der Rotorkern 10 ist mit einem Jochabschnitt 14, der in näherungsweise einen Zylinder, der an der Drehungswelle 2 festgemacht ist und aus einem weichmagnetischen Material hergestellt ist, gebildet ist, zusätzlich zu ausgeprägten magnetischen Polen 15, Speichenabschnitten 16 und einem verbindenden Abschnitt 17 versehen. Wie in 1 gezeigt ist, steht jeder ausgeprägte magnetische Pol 15 von der äußeren Oberfläche des zylindrischen Jochabschnitts 14 in einer radial nach außen gerichteten Richtung hin zu dem Stator vor. Jeder der Speichenabschnitte 16 verbindet den äußeren Abschnitt des Jochabschnitts und jedes Segment 13 steif. Jeder der verbindenden Abschnitte 17 verbindet sowohl vordere als auch hintere Enden von jedem Segment 13 mit einer Seitenoberfläche des äußersten Endes von jedem ausgeprägten magnetischen Pol 15 steif. Jeder elektrische Winkel π, eine Kombination eines ausgeprägten magnetischen Pols 15, von zwei Speichenabschnitten 16, eines Segments 13 und eines verbindenden Abschnitts 17 ist zusammen mit dem Jochanschnitt 14 vorgesehen. Die Segmente 13, der Jochabschnitt 14, die Speichenabschnitte 16 sind aus einer Mehrzahl von magnetischen Stahlblechen, die in eine vorbestimmte Form gestanzt sind und auf einander laminiert sind, um ein vereinheitlichtes Glied zu bilden, hergestellt.
  • Jedes Segment 13 ist zwischen zwei ausgeprägten magnetischen Polen 15 positioniert, die durch einen elektrischen Winkel von π voneinander in der Umfangsrichtung getrennt sind, und liegt der inneren Umfangsoberfläche des Stators 3 mit einem kleinen, zwischen denselben gebildeten Spalt gegenüber. An einem mittigen Teil, jedoch näher zu der Umgangshinterseite von jedem Segment 13 in der Drehrichtung, ist eine konkave Nut 19, die sich in der axialen Richtung erstreckt, gebildet.
  • Jeder der vorderen Permanentmagnete 11 befindet sich auf der radial inneren Seite des verbindenden Abschnitts 17 und ist zwischen dem frontalen Ende eines Segments 13 in der Drehrichtung und einer Seitenendfläche des ausgeprägten magnetischen Pols 15, die dem frontalen Ende des Segments 13 gegenüberliegt, angeordnet.
  • Der Jochabschnitt 14, die zwei ausgeprägten magnetischen Pole 15, das Segment 13 und die zwei Permanentmagnete 11 und 12 sind gelegen, um einen Raum zu zerschneiden, der einen nicht-magnetischen Zwischensegment-/Joch-Abschnitt 18 bildet. Das heißt, dieser Abschnitt 18 liegt zwischen den Basisabschnitten eines Paars von ausgeprägten magnetischen Polen 15 und 15, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind, um eine vorbestimmte Breite W1 zwischen dem Segment 13 und der äußeren Umgangsoberfläche des Jochabschnitts 14 in der radialen Richtung zu haben.
  • Dieser nicht-magnetische Zwischensegment-/Joch-Abschnitt 18 kann mit Harz oder einem nicht-magnetischen Metall gefüllt sein.
  • Sowohl vordere als auch hintere Permanentmagnete 11 und 12, die dem Segment 13 gegenüberliegen, liefern magnetische Flächen 11A und 12A, die den gleichen magnetischen Pol haben. Der vordere Permanentmagnet 11 ist hinsichtlich seiner äußeren Gestalt größer als der hintere Permanentmagnet 12, derart, dass der Frontale 11 in der Lage ist, dem Segment 13 eine größere Menge eines magnetischen Flusses als der hintere Permanentmagnet 12 zu geben. Die magnetische Fläche 11A des vorderen Permanentmagneten 11, die dem Segment 13 gegenüberliegt, ist hinsichtlich eines Bereichs A (A11, A12) und eines Anordnungswinkels θ (θ11, θ12) größer als die magnetische Fläche 12A des hinteren Permanentmagneten 12, die ebenfalls dem Segment 13 gegenüberliegt. Der Anordnungswinkel All und A12 wird aus der radialen Richtung der Synchronmaschine, die als eine Basis genommen wird, gemessen.
  • Als ein Resultat der äußeren Umfangsflächen des Segments 13, das dem Stator 3 gegenüberliegt, ist ein vorderer Umfangsabschnitt F stärker magnetisiert als ein hinterer Umfangsabschnitt R. Aufgrund dieses Ungleichgewichts der Magnetisierung gibt der vordere Umfangsabschnitt F dieses Segments dem Stator 3 eine größere Menge eines magnetischen Flusses als der hinterer Umfangsabschnitt R.
  • Die Speichenabschnitte 16 können aus einem weichmagnetischen Material oder einem nicht-magnetischen Material hergestellt sein. Die Speichenabschnitte 16 können ferner aus laminierten magnetischen Stahlblechen hergestellt sein. Diese Speichenabschnitte 16 können Glieder sein, die mit dem Jochabschnitt 14 und dem Segment 13 integriert sind, oder können als Glieder, deren Enden an den Jochabschnitt 14 bzw. das Segment 13 passen und die als voneinander getrennte Glieder erzeugt werden, erzeugt werden. Dieses Paar von Speichenabschnitten 16 und 16 hat in der Umfangsrichtung eine Breite W2 zwischen denselben, und diese Breite W2 ist derart eingestellt, dass die Breite W2 bei einer axial äußeren Position kleiner als dieselbe bei einer axial inneren Position ist. Bei diesem Beispiel wird die Breite W2 allmählich kleiner, so wie die Position nach außen in der axialen Richtung fortschreitet.
  • Bei diesem Synchronmotor lässt wie bei der herkömmlichen magnetischen Synchronmaschine ein Zuführen von Strömen von Drehungsvektoren zu den Statorspulen zu, dass sich der Motor in Synchronisation mit der magnetischen Drehungswinkelgeschwindigkeit dreht.
  • <Grundkonzept der vorliegenden Erfindung>
  • Im Folgenden ist nun Bezug nehmend auf 2A das Grundkonzept der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Die Amplitude eines Magnetdrehmoments Tm, das durch die magnetentspringenden magnetischen Pole erzeugt wird, ändert sich einen Zyklus, während sich ein Phasenwinkel zwischen dem Vektor eines Statorstroms oder eines sich drehenden magnetischen Felds, das durch den Statorstrom erzeugt wird, und der mittigen Umfangsposition von magnetentspringenden magnetischen Polen von –π nach +π ändert. Diese Änderung ist bekannt und kann als eine Magnetdrehmomentwellenform dargestellt sein. Ähnlicherweise ändert sich die Amplitude eines Reluktanzdrehmoments Tr, das hauptsächlich erzeugt wird, wenn die ausgeprägten magnetischen Pole hinsichtlich ihres magnetischen Widerstands niedriger sind (das heißt hinsichtlich ihrer Induktanz höher sind) zwei Zyklen, während sich ein Phasenwinkel zwischen dem Vektor eines Statorstroms oder eines sich drehenden magnetischen Felds, das durch den Statorstrom erzeugt wird, und der mittigen Umfangsposition von ausgeprägten magnetischen Polen von –π nach +π ändert. Diese Änderung ist bekannt und kann als eine Reluktanzdrehmomentwellenform dargestellt sein.
  • Bei dem herkömmlichen IPM wird die mittige Umfangsposition von ausgeprägten magnetischen Polen normalerweise als eine q-Achse genommen, während die mittige Umfangsposition von magnetentspringenden magnetischen Polen normalerweise als eine d-Achse genommen wird, die von der d-Achse um einen elektrischen Winkel von π/2 getrennt ist. Das Drehmoment T (= Tm + tr), das durch Synthetisieren des Magnet drehmoments Tm und des Reluktanzdrehmoments Tr erzeugt wird, ist in 2A an Beispielen erläutert, wobei das synthetisierte Drehmoment T durch eine Wellenform 100 gezeigt ist. In 2A zeigt eine Wellenform 101 eine Grundkomponente des Magnetdrehmoments Tm, und eine Wellenform 102 zeigt eine Grundkomponente des Reluktanzdrehmoments Tr. Die Grundkomponente des Magnetdrehmoments Tm hat eine Frequenz erster Ordnung, während die Grundkomponente des Reluktanzdrehmoments eine Frequenz zweiter Ordnung hat, das heißt die zweiten Harmonischen hat.
  • Wenn die Tatsache berücksichtigt wird, dass das Reluktanzdrehmoment Tr hauptsächlich aufgrund kleiner Mengen des magnetischen Widerstands der ausgeprägten magnetischen Pole erzeugt wird, ist es aus 2A bekannt, dass die Reluktanzdrehmomentwellenform nach rechts oder links in 2A verschoben wird, indem der Phasenwinkel der mittigen Umfangsposition der ausgeprägten magnetischen Pole relativ zu dem Statorstromvektor geändert wird. Dies bedeutet, dass in 2A ein Verschieben der Reluktanzdrehmomentwellenform nach rechts oder links relativ zu der Magnetdrehmomentwellenform in Änderungen in der synthetisierten Wellenform der Reluktanz- und der Magnetdrehmomentwellenform resultiert. Das heißt, ein Verschieben der mittigen Umfangsposition von einem der magnetentspringenden magnetischen Pole und der ausgeprägten magnetischen Pole zu dem anderen macht es möglich, die Amplitude der synthetisierten Wellenform zu ändern. Es wird bevorzugt, dass diese Verschiebung durchgeführt wird, um das synthetisierte Drehmoment zu erhöhen.
  • Die Erfinder haben zwei Verfahren zum Erhöhen des synthetisierten Drehmoments entworfen. Das erste Verfahren besteht darin, beide Spitzen der Grundkomponentenwellenform (die zweiten Harmonischen) 102 des Reluktanzdrehmoments Tr und die Grundkomponentenwellenform (die Frequenz erster Ordnung) des Magnetdrehmoments Tm nahe zu einander in 2A zu bringen. Um dieses Spitzenangleichen oder diese Spitzennähe zu erreichen, zeigt 2A eine Verschiebung der Wellenform 102 um einen elektrischen Winkel von 45 Grad oder ungefähr 45 Grad zum Erhöhen des synthetisierten Drehmoments nach rechts.
  • Das zweite Verfahren besteht darin, die Spitze einer Wellenform 103 der dritten harmonischen Komponente des Magnetdrehmoments Tm so weit wie möglich nahe zu derselben der Wellenform 102 der Grundkomponente (den zweiten Harmonischen) des Reluktanzdrehmoments Tr in dem Phasenbereich zu bringen. Bei dem in 2A gezeigten Beispiel gibt es lediglich einen elektrischen Winkel von 15 Grad oder ungefähr 15 Grad zwischen den Phasen dieser Wellenformen 103 und 102. Eine leichte Änderung des Phasenwinkels zwischen dem magnetischen Fluss von den magnetentspringenden magnetischen Polen und dem magnetischen Fluss von den ausgeprägten magnetischen Polen resultiert somit in einer exakten oder annähernden Übereinstimmung der Spitzen von beiden Wellenformen 102 und 103. Dieses zweite Verfahren ist ein Phasenverschiebungsverfahren, das eine Erhöhung des synthetisierten Drehmoments liefert, wobei die Erhöhungsmenge desselben nicht größer als dieselbe, die durch das erste Verfahren gewonnen wird, ist. Das zweite Verfahren ist jedoch gegenüber dem ersten dahin gehend vorteilhaft, dass strukturelle Änderungen, die dem Rotor vermittelt werden sollten, um den Phasenwinkel zwischen beiden Polen zu ändern, aufgrund einer geringeren Menge einer Phasenverschiebung (zum Beispiel 15 Grad bis 45 Grad) weniger sind.
  • Es wird davon ausgegangen, dass das technische Konzept, dass der Phasenwinkel zwischen der mittigen Umfangsposition von ausgeprägten magnetischen Polen und einer im Wesentlichen mittigen Umfangsposition von magnetentspringenden magnetischen Polen von einem elektrischen Winkel π/2 verschoben wird, in der Vergangenheit überhaupt nicht bekannt war. Die Vorteile, die aus einer solchen Phasenverschiebung resultieren, nämlich ein Ändern oder Erhöhen des synthetisierten Drehmoments, waren natürlich nicht bekannt. Nebenbei bemerkt bezieht sich die im Wesentlichen mittige Umfangsposition von magnetentspringenden magnetischen Polen auf eine magnetisch mittige Position eines magnetischen Flusses für einen magnetischen Pol entlang des Umfangs des Rotors.
  • Die Merkmale des Rotors gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind im Folgenden beschrieben.
  • Das erste Markmal besteht darin, dass das weichmagnetische Segment 13 zwischen den zwei ausgeprägten magnetischen Polen 15 angeordnet ist, um einen magnetischen Fluss zu dem Stator 3 zu übertragen und von demselben zu empfangen, und die Permanentmagnete 11 und 12 sind vor und nach dem Segment 13 angeordnet. Diese Anordnung macht es möglich, dass die Umfangsverteilung (die räumliche Wellenform) eines Magnetfelds (Feld von den Magneten), das von der äußeren Umfangsfläche des Magnets 13 ausgeht, zu dem Stator 3 eine Trapezform annähert. Daher kann diese trapezförmige magnetische Verteilung so viel wie möglich von der dritten harmonischen Komponente haben. Wie in 2B gezeigt ist, sind beide Enden dieser trapezförmigen magnetischen Verteilung (räumlichen Wellenform) hinsichtlich der Amplitude höher als der mittige Abschnitt derselben, da die Permanentmagnete 11 und 12 an beiden Enden in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Permanentmagnete 11 und 12 sind zusätzlich relativ nahe zu der äußeren Umfangsoberfläche des Rotors 1 angeordnet, wodurch es möglich ist, die Menge eines Magneten (das heißt die Menge eines verwendeten Magnetmaterials, um den Permanentmagneten zu erzeugen), die zum Sicherstellen der Menge eines magnetischen Flusses notwendig ist, verglichen mit einem herkömmlichen Rotor eines Innenmagnettyps mit den gleichen Spezifikationen zu reduzieren.
  • Ein zweites Merkmal besteht darin, die konkave Nut 19 dem mittigen Abschnitt der dem Stator gegenüberliegenden Oberfläche des Segments 13 zu geben, wobei der mittige Abschnitt fast bei der Umfangsmitte zwischen den ausgeprägten magnetischen Polen liegt. Diese konkave Nut 19 reduziert den Magnetfluss bei dem mittigen Umfangsabschnitt des Segments 13 (diese Umfangsposition entspricht der d-Achse des herkömmlichen IPM), derart, dass der räumlichen Verteilung des Magnetflusses eine steilere Trapezform gegeben wird, die die höheramplitudige dritte harmonische Komponente umfasst. Die Menge eines Magnetflusses, der von dem Segment 13 zu dem Stator 3 abgegeben wird, ist bis zu einem bestimmten Ausmaß durch die Kapazitäten der Permanentmagnete 11 und 12 bestimmt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verteilt das Segment 13 diese Menge eines Magnetflusses zu den frontalen und hinteren Umfangsabschnitten, um der räumlichen Umfangsverteilung des Magnetflusses eine Trapezform zu geben. Dies bedeutet, dass der Magnetfluss räumliche harmonische Komponenten hat, die die dritte harmonische Komponente einer höheren Amplitude umfassen. Durch Verwenden der Phasenverschiebung kann daher das Drehmoment, das durch die Maschine erzeugt wird, ohne weiteres geändert oder erhöht werden.
  • Ein drittes Merkmal besteht darin, dass der hintere Permanentmagnet 12 relativ zu der radialen Richtung flacher als der vordere Permanentmagnet 11 ist. Dies macht es möglich, dass der Magnetfluss, der von dem vorderen Permanentmagneten 11 übertragen und durch einen frontalen Umfangsabschnitt des Segments 13 empfangen wird, hinsichtlich einer Menge größer ist, als der Magnetfluss, der von dem hinteren Permanentmagneten 12 übertragen und durch einen frontalen Umfangsabschnitt des Segments 13 empfangen wird. Das heißt, was den Magnetfluss, der zu dem Stator 3 übertragen wird, betrifft, ist der frontale Umfangsabschnitt größer als der hintere Umfangsabschnitt. Dies bedeutet, dass die Umfangsposition, durch die der Magnetfluss zu dem Stator 3 übertragen wird, von der Umfangsmitte des Segments 13 im Wesentlichen (das heißt magnetisch) nach vorne verschoben ist.
  • Ein viertes Merkmal besteht darin, dass der vordere Permanentmagnet 11 hinsichtlich der Größe größer hergestellt ist als der hintere Permanentmagnet 12, derart, dass der vordere Permanentmagnet 11 eine größere Menge eines Magnetflusses zu dem Segment 13 abgibt als derselbe von dem hinteren Permanentmagnet 12. Dies lässt ferner zu, dass die wesentliche (das heißt magnetische) Umfangsposition des Magnetflusses in der Umfangsrichtung nach vorne von der Umfangsmitte des Segments 13 verschoben ist.
  • Als ein Resultat der vorhergehenden Merkmale ist die Trapezverteilung des magnetischen Flusses entlang der äußeren Umfangsoberfläche des Rotors 2 um einen vorbestimmten Winkel Δθ in der Umfangsrichtung, wie in 1 dargestellt ist, aus der ursprünglichen d-Achsen-Position nach vorne verschoben. In dieser Beschreibung ist die ursprüngliche d-Achsen-Position als eine Position definiert, die in der Umfangsrichtung um einen elektrischen Winkel von π/2 von der q-Achse verschoben ist, die der Umfangsmitte zwischen den ausgeprägten magnetischen Polen 15 wie bei der herkömmlichen IPM-Synchronmaschine entspricht.
  • <Vorteile>
  • Auf diese Weise ist verglichen mit der mittigen Umfangsposition zwischen den ausgeprägten magnetischen Polen 15 aus der Position, aus der das Reluktanzdrehmoment im Wesentlichen erzeugt wird, die Umfangsposition, aus der das Magnetdrehmoment im Wesentlichen erzeugt wird, aus der ursprünglichen d-Achsen-Position nach vorne verschoben. Von dem Standpunkt der räumlichen Wellenform kann daher die Spitze der dritten harmonischen Komponente nahe zu der Spitze der Grundwellenkomponente (der zweiten Ordnung) des Magnetdrehmoments sein oder dieselbe überlappen. Es ist daher möglich, das synthetisierte Drehmoment zwischen dem Magnetdrehmoment und dem Reluktanzdrehmoment durch Verschieben des Phasenwinkels des Magnetdrehmoments um einen kleinen Winkel Δθ (der beispielsweise 5–25 Grad ist, wie es im Folgenden detailliert dargestellt ist) zu erhöhen. Obwohl die strukturellen Änderungen und Erzeugungsschritte des Rotors für die Phasenwinkelverschiebung geringer, vereinfacht oder bezüglich eines Erhöhens unterdrückt sein können, kann das synthetisierte Drehmoment erhöht werden.
  • Wie in 2A gezeigt ist, sind bei den räumlichen Frequenzen sowohl die Grundkomponenten-(zweiter Ordnung)Wellenform 102 des Reluktanzdrehmoments als auch die Grund-(erster Ordnung)Komponentenwellenform 101 des Magnetdrehmoments nahe zueinander oder zur Überlappung miteinander gebracht. Um eine solche nahe oder überlappende Beziehung zwischen den Spitzen zu erreichen, wird die Wellenform 101 dritter Ordnung des Magnetdrehmoments hin zu der Grundkomponentenwellenform 102 des Reluktanzdrehmoments um einen elektrischen Winkel von 5–25 Grad (= Δθ), vorzugsweise nahezu 15 Grad, verschoben. Dieser Winkelbereich von 5–25 Grad wird unter Berücksichtigung der Tatsache bestimmt, dass der Phasenunterschied zwischen der zweiten und der dritten Drehmomentspitze in dem Bereich von „15 ± 10 Grad" meistens anwesend ist.
  • Bei der in 1 gezeigten Struktur wirken die gepaarten Speichenabschnitte 16 und die gepaarten verbindenden Abschnitte 17 gegenseitig beim mechanischen Tragen jedes Segments von dem Jochabschnitt 14 und den ausgeprägten magnetischen Polen 15 zusammen. Das heißt, ein Teil des Segments 13, der zwischen dem gepaarten verbindenden Abschnitten 17 ist, wird durch die mehreren (zum Beispiel zwei) Speichenabschnitte 16 bei getrennten Punkten in der Umfangsrichtung getragen, derart, dass eine Beanspruchung, die auf die Speichenabschnitte 16 angewendet wird, in der Umfangsrichtung verteilt wird. Es ist daher möglich, zu unterdrücken, dass das Segment 13 den verbindenden Abschnitten 17 und den Speichenabschnitten 16 eine Torsionskraft (die in dem axialen Abschnitt erscheint) vermittelt, während sich der Rotor 1 dreht. Es ist ferner möglich, die Vibrationswiderstandsfähigkeit des Segments 13 anzuheben.
  • Die Umfangsbreite zwischen den gepaarten Speichenabschnitten 16 reduziert sich, sowie der axiale Abstand axial nach Außen fortschreitet. Der Rückprall des Segments 13 kann daher in der Umfangsrichtung ferner durch Anheben der Steifigkeit gegen eine Vibration reduziert werden.
  • Nebenbei bemerkt sind bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel die Vorder- und Hinterpermanentmagnete 11 und 12 bei den Positionen angeordnet, die in der axialen Richtung verglichen mit dem herkömmlichen IPM näher zu dem äußeren Umfang des Rotors 1 sind, und die in der Umfangsrichtung zu den ausgeprägten magnetischen Polen 15 benachbart sind. Es wurde herausgefunden, dass diese Magnetanordnung sowohl die räumliche Grundkomponente als auch die räumliche dritte harmonische Komponente des Magnetflusses, der zu dem Stator 3 zu liefern ist, erhöht. Es wird angenommen, dass diese Erhöhung dank einer Reduzierung von Leckkomponenten des Magnetflusses und eines kurzgeschlossenen magnetischen Wegs, entlang dem der magnetische Fluss läuft, verursacht wird.
  • (Modifikationen)
  • Verschiedene Modifikationen des vorhergehenden Ausführungsbeispiels sind im Folgenden beschrieben.
  • Bezug nehmend auf 3 ist im Folgenden eine erste Modifikation beschrieben. Bei dieser Modifikation ist ein Ende 11A des vorderen Permanentmagneten 11 abgefast, um eine abgeschnittene Fläche zu haben, wobei das Ende 11A dem vorderen der verbindenden Abschnitte 17 gegenüberliegt. Zwischen der Endfläche 11A des vorderen Permanentmagneten 11 und dem verbindenden Abschnitt 17 ist daher ein Luftspalt 20 gebildet, der als eine Flussbarriere dient, um einen Leckfluss zu reduzieren. Dieser Luftspalt 20 ist gebildet, um den vorderen Permanentmagneten 11 zu befähigen, eine größere Menge eines Magnetflusses zu dem Statur 3 zu speisen.
  • Bezug nehmend auf 4 ist im Folgenden ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei dieser Modifikation ist ein Ende 12A des hinteren Permanentmagneten 12 abgefast, um eine abgeschnittene Fläche zu haben, wobei das Ende 12A dem hinteren der verbindenden Abschnitte 17 gegenüberliegt. Im Gegensatz zu der ersten Modifikation besteht kein Luftspalt zwischen dem hinteren Permanentmagneten 12 und dem verbindenden Abschnitt 17. Der Grund dafür besteht darin, dass es keine Notwendigkeit gibt, den Magnetfluss zu dem Stator 3 so viel von dem hinteren Permanentmagneten zu speisen. Der hintere verbindende Abschnitt 17 kann daher um eine Dicke, die der abgefasten Menge entspricht, verdickt sein, so, dass das Tragen des Segments 13 verstärkt ist.
  • Bezug nehmend auf 5 ist im Folgenden ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei dieser Modifikation sind zwei nicht-magnetische Scheiben 21 auf beiden axialen Enden des Rotors 1 ohne einen Spalt platziert, obwohl lediglich eine Scheibe in 5 gezeigt ist. Jede Scheibe 21 hat einen äußeren Durchmesser, der näherungsweise gleich dem äußeren Durchmesser des Rotorkerns 10 ist. Die Scheiben 21 tragen in der axialen Richtung die Permanentmagnete 11 und 12. Die Scheiben 21 verhindern zusätzlich, dass der Rotor eine große Menge eines Ungleichgewichts aufgrund beispielsweise eines Kühlmediums, das teilweise in dem nicht-magnetischen Abschnitt zwischen den Jochabschnitten gehalten wird, hat.
  • Bezug nehmend auf 6 bis 10 sind im Folgenden Simulationsresultate beschrieben, wobei die Simulationen durch die Erfinder gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben wurden.
  • Die Simulationen wurden unter Verwendung von Rotorproben mit Permanentmagneten 11 und 12 verschiedener Abmessungen ausgeführt. 6 zeigt die Simulationsresultate. Bei der Simulation wurde den Rotorproben 1 bis 3, die gemäß der vorliegenden Erfindung strukturiert waren, die gleiche magnetische Restflussdichte zugewiesen, es wurden jedoch Magnetmengen, die 33%, 50% bzw. 100% der Magnetmenge eines herkömmlichen Rotors 4 entsprechen, zugewiesen. 79 stellen jeweils die Strukturen der Rotorproben 13 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. 10 stellt die Struktur der herkömmlichen Rotorprobe 4 dar, bei der es zwei Flussbarrieren zwischen einem Jochabschnitt und einem Segment, die zwischen einem Paar von ausgeprägten magnetischen Polen und einem Segment positioniert sind, gibt, und zwei Permanentmagnete jeweils in den Flussbarrieren angeordnet sind.
  • Die Simulationsresultate zeigen, dass die Rotorprobe 3 hinsichtlich der Drehmomentwelligkeiten näherungsweise gleich der herkömmlichen Rotorprobe 4 ist und hinsichtlich des Drehmoments höher als die herkömmliche ist. Wenn daher das Drehmoment der Rotorprobe 3 auf dem Niveau, das durch die herkömmliche Rotorprobe 4 geliefert wird, gelassen wird, kann die Magnetmenge der Rotorprobe 3 stärker reduziert werden. Verglichen mit der herkömmlichen Rotorprobe 4 sind die Rotorproben 1 und 2 bezogen auf das Drehmoment hinsichtlich der Tatsache vergleichsweise höher, dass die Mengen der Magneten jeweils hinunter auf 33% und 50% des herkömmlichen reduziert wurden. Als ein Resultat kann durch Anwenden der Struktur der vorliegenden Erfindung die Menge des Magneten reduziert werden, wenn das gleiche Drehmoment oder fast der gleiche Drehmomentwert gewonnen wird. In dieser Hinsicht können die Rotorproben 13 „Rotoren mit einer geringeren Magnetmenge" genannt werden.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Bezug nehmend auf 11 ist im Folgenden ein zweites Ausführungsbeispiel der Synchronmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und einem anschließenden Ausführungsbeispiel sind identischen oder ähnlichen Elementen zu denselben bei dem ersten Ausführungsbeispiel die gleichen Bezugsziffern zum Vermeiden einer redundanten Beschreibung gegeben.
  • 11 zeigt eine Teilschnittansicht eines Rotors 2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Dieser Rotor 2 ist in einen äußeren Rotor strukturiert. Bei dieser äußeren Rotorstruktur ist ein nicht-magnetischer Zwischensegment-/Joch-Abschnitt 180, der innerhalb des Rotors 2 gebildet ist, mit einem Harz gefüllt, das als ein nicht-magnetisches Material dient. Dieses Füllverfahren lässt zu, dass der Abschnitt 180 selbst das Segment 13 und die Permanentmagnete 11 und 12 trägt, was stark die Tolerierbarkeit der Zentrifugalkraft verbessert.
  • Das heißt, bei der äußeren Rotorstruktur ist es nicht notwendig, so stark die Toleranz gegenüber der Zentrifugalkraft in Berücksichtigung zu ziehen, derart, dass das Drehungsverhalten bei höheren Geschwindigkeiten stark verbessert werden kann.
  • (Drittes Ausführungsbeispiel)
  • Bezug nehmend auf 1215 ist im Folgenden ein drittes Ausführungsbeispiel der Synchronmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der hintere verbindende Abschnitt aus der Struktur entfernt, derart, dass das hintere Ende des Segments 3 in der Drehrichtung von der Seite des äußersten Endes des hinteren ausgeprägten magnetischen Pols 15, wie in 12 und 14 gezeigt ist, getrennt ist.
  • Diese Trennungsstruktur verhindert, dass das Segment 13 eine Zugbeanspruchung darin durch Ziehen des äußersten bzw. des hinteren Endes des Segments 13 in jeweils entgegengesetzten Richtungen wegen einer Kraft, die bei der Drehung verursacht wird, erzeugt. Es ist somit möglich, die Breite des vorderen verbindenden Abschnitts 17 in der radialen Richtung zu reduzieren. Das Flussleck bei dem hinteren Ende des Segments 13 kann reduziert werden, da sich dort kein verbindender Abschnitt befindet.
  • Wie in 13 und 14 gezeigt ist, werden die vorderen und hinteren Permanentmagnete 11 und 12 derart erzeugt, dass die Breiten der Magnete 11 und 12 in der Um fangsrichtung nach und nach, sowie die Position in der axialen Richtung fortschreitet, groß werden. Diese allmählich eine Breite erhöhende Struktur kann die Permanent-Entmagnetisierung von Magnetabschnitten verhindern, die nahe zu einem äußeren Abschnitt von jedem ausgeprägten magnetischen Pol liegen, wobei der äußere Abschnitt eine höhere magnetische Flussdichte hat. Es ist außerdem möglich, die Fläche von Magneten größer zu machen, während ihre Volumina bei der gleichen Menge beibehalten werden, so dass das Magnetdrehmoment erhöht wird.
  • Wie in 14 und 15 gezeigt ist, ist zusätzlich eine nicht-magnetische Platte 100 an dem Permanentmagneten 12 angebracht. Diese Platte 100 verhindert, dass der Permanentmagnet 12 aufgrund der Zentrifugalkraft aus dem Rotor fliegt.
  • Die vorliegende Erfindung kann in mehreren anderen Formen ausgeführt sein, ohne von dem Geist derselben abzuweichen. Die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele und Modifikationen sollen daher lediglich darstellend und nicht einschränkend sein, da der Schutzbereich der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch die denselben vorhergehende Beschreibung definiert sein soll. Alle Änderungen, die in die Grenzen und Schranken der Ansprüche fallen oder Äquivalente solcher Grenzen und Schranken sollen daher durch die Ansprüche umfasst sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (14)

  1. Synchronmaschine mit: einem Stator (3), der eine zylindrische Form hat, die eine axiale Richtung, eine radiale Richtung und eine Umfangsrichtung hat; einem Rotor (1), der dem Stator (3) gegenüberliegt und auf einer Welle (2) desselben in der Umfangsrichtung drehbar ist, wobei der Rotor (1) ausgeprägte magnetische Pole (15), die ein Reluktanzdrehmoment erzeugen, und magnetentspringende magnetische Pole, die ein Magnetdrehmoment durch Verwenden von Permanentmagneten (11, 12), die in dem Rotor (1) eingebettet sind, erzeugen, hat; und einer Einrichtung (11, 12, 13, 19) zum Verschieben einer magnetisch im Wesentlichen mittigen Position des magnetischen Flusses, der von den Permanentmagneten (11, 12) ausgeht, in der Umfangsrichtung um einen elektrischen Winkel π/2 plus einem vorbestimmten Winkel Δθ aus einer Bezugsposition, die als eine mittige Position zwischen gepaarten ausgeprägten magnetischen Polen (15), die jeden magnetischen Pol der Maschine unter den ausgeprägten magnetischen Polen (15) bilden, angenommen wird, wodurch eine maximale Amplitude einer Summe zwischen einer harmonischen Komponente des Magnetdrehmoments und des Reluktanzdrehmoments von einer maximalen Amplitude einer Summe zwischen der harmonischen Komponente des Magnetdrehmoments und des Reluktanzdrehmoments, die beide bei der Bezugsposition ohne die Verschiebung erhalten werden, geändert ist.
  2. Synchronmaschine nach Anspruch 1, bei der der Winkel Δθ auf einen elektrischen Winkel von 5–25 Grad eingestellt ist, derart, dass sich die maximale Amplitude der Summe erhöht.
  3. Synchronmaschine nach Anspruch 1, bei der der Rotor (1) den Stator (3) mit einem Magnetfluss beliefert, dessen räumliche Wellenform in der Umfangsrichtung eine Trapezform ist.
  4. Synchronmaschine nach Anspruch 1, bei der die Permanentmagnete (11, 12) bei jedem magnetischen Pol zwei sind und magnetisiert sind, um den Magnetfluss auf die gleiche Weise zu dem Stator (3) zu liefern, und die zwei Permanentmagnete (11, 12) mit einem gegebenen Abstand zwischen denselben in der Umfangsrichtung getrennt sind.
  5. Synchronmaschine nach Anspruch 4, bei der der Rotor (1) folgende Merkmale aufweist: einen weichmagnetischen Rotorkern (10), der einen näherungsweise zylindrischen Jochabschnitt (14), der an einer Drehungswelle (2) befestigt ist, und ausgeprägte magnetische Pole (15), die bei jedem elektrischen Winkel von π von einer Umfangsoberfläche in der radialen Richtung hin zu dem Stator (3) vorstehen, hat, ein weichmagnetisches Segment (13), das zwischen gepaarten ausgeprägten magnetischen Polen (15), die gegenseitig in der Umfangsrichtung benachbart sind, der ausgeprägten magnetischen Pole (15) positioniert ist, um sich entlang des Stators (3) in der Umfangsrichtung zu erstrecken, und einen nicht-magnetischen Abschnitt (18), der zwischen Basisenden der gepaarten ausgeprägten magnetischen Pole (15) positioniert ist, um den Jochabschnitt (14) von dem Segment (13) um eine vorbestimmte Breite (W1) in der axialen Richtung zu trennen, wobei die zwei Permanentmagnete (11, 12) bestehen aus einem vorderen Permanentmagneten (11), der zwischen einem axialen Ende eines ausgeprägten magnetischen Pols (15), der in einer Drehrichtung des Rotors (1) vor dem Segment (13) ist, der gepaarten ausgeprägten magnetischen Pole (15) und einem frontalen Ende des Segments (13) in der Umfangsrichtung angeordnet ist, und einem hinteren Permanentmagneten (12), der zwischen einem axialen Ende eines ausgeprägten magnetischen Pols (15), der in der Drehrichtung des Rotors (1) nach dem Segment (13) positioniert ist, der gepaarten ausgeprägten magnetischen Pole (15) und einem hinteren Ende des Segments (13) in der Umfangsrichtung angeordnet ist, und wobei das Segment (13) in der gleichen Richtung durch den vorderen Permanentmagneten (11) und den hinteren Permanentmagneten (12) magnetisiert ist.
  6. Synchronmaschine nach Anspruch 5, bei der das Segment (13) eine konkave Nut (19), die auf einer äußeren Umfangsoberfläche desselben, die dem Stator (3) gegenüberliegt, gebildet ist, hat, wobei die konkave Nut (19) näher zu einem hinteren Umfangsende des Segments (13) als einer mittigen Umfangsposition zwischen den gepaarten ausgeprägten magnetischen Polen (15) positioniert ist.
  7. Synchronmaschine nach Anspruch 5, bei der das Segment (13) einen vorderen Umfangsabschnitt und einen hinteren Umfangsabschnitt hat, und der vordere Umfangsabschnitt beim Beliefern des Stators (3) mit einem Magnetfluss stärker ist als der hintere Umfangsabschnitt.
  8. Synchronmaschine nach Anspruch 7, bei der der vordere Permanentmagnet (11) das Segment (13) mit dem magnetischen Fluss mehr beliefert als der magnetische Fluss, der durch den hinteren Permanentmagneten (12) zu dem Stator (3) geliefert wird.
  9. Synchronmaschine nach Anspruch 5, bei der der hintere Permanentmagnet (12) eine magnetische Fläche (12A) hat und der vordere Permanentmagnet (11) eine magnetische Fläche (11A), deren Winkel (θ11) zu der radialen Richtung größer als ein Winkel (θ12) der magnetischen Fläche (12A) des hinteren Permanentmagneten (12) zu der radialen Richtung ist, hat.
  10. Synchronmaschine nach Anspruch 5, bei der der Rotorkern (10) Speichenabschnitte (16), die einen Teil des nicht-magnetischen Abschnitts (18) bilden und das Segment (13) und den Jochabschnitt (14) verbinden, aufweist.
  11. Synchronmaschine nach Anspruch 10, bei der die Speichenabschnitte (16) bei jedem magnetischen Pol der Maschine hinsichtlich der Zahl mehrere sind und bei gegebenen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und das Segment (13) hinsichtlich der Zahl eines bei jedem magnetischen Pol der Maschine ist und durch die mehreren Speichenabschnitte (16) getragen ist.
  12. Synchronmaschine nach Anspruch 11, bei der die Speichenabschnitte (16) bei jedem magnetischen Pol der Maschine hinsichtlich der Zahl zwei sind, und die zwei Speichenabschnitte (16) eine Breite (W2) zwischen denselben in der Umfangsrichtung vorsehen, und die Breite beim Fortschreiten in der radialen Richtung nach außen kleiner wird.
  13. Synchronmaschine nach Anspruch 1, bei der der Rotor als ein Rotor strukturiert ist, der außerhalb des Stators drehbar ist.
  14. Synchronmaschine nach Anspruch 5, bei der das hintere Ende des Segments (13) in der Drehrichtung von einem der ausgeprägten magnetischen Pole (15), die in der Drehrichtung nach dem Segment (13) liegen, getrennt ist.
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