DE102009003159A1

DE102009003159A1 - Bürstenanordnung für elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102009003159A1
Application number: DE102009003159A
Authority: DE
Inventors: Gerald Roos; Pierre Bernard
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2010-11-18
Also published as: US20120133240A1; EP2430734A1; WO2010130488A1; JP5535312B2; JP2012527207A; US8686612B2; CN102422513A; CN102422513B

Abstract

Eine elektrische Maschine, insbesondere ein elektrischer Motor, weist eine erste Anzahl (k) von Kommutatorlamellen (10, 12, 14) sowie Bürsten (16, 18) auf, wobei die Kommutatorlamellen (10, 12, 14) in Umfangsrichtung gleichverteilt auf einem Umfang eines Lamellenträgers (24) angeordnet sind. Die Bürsten (16, 18) sind derart angeordnet, dass zur Reduzierung einer Stromwelligkeit bei Verwendung einer Wellenwicklung und einer Anzahl von Bürsten (16, 18), die kleiner als eine Polzahl (2p) der elektrischen Maschine ist, Kommutierungszeitpunkte möglichst gleichmäßig verteilt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere einen elektrischen Motor, wobei die elektrische Maschine eine erste Anzahl von Kommutatorlamellen sowie Bürsten aufweist, wobei die Kommutatorlamellen in Umfangsrichtung gleichverteilt auf einem Umfang eines Lamellenträgers angeordnet sind.
Die DE 695 13 655 T2 beschreibt zwei Scheibenwischermotoren für jeweils zwei Geschwindigkeiten. Einer der beiden Motoren weist zwei Pole und drei Bürsten auf, wobei eine Hochgeschwindigkeitsbürste gegenüber einer gemeinsamen Erdungsbürste um einen Umfangswinkel von beispielsweise 120° versetzt angeordnet ist. Hier wird der Umfangswinkel in Abhängigkeit von einem gewünschten Verhältnis zwischen hoher und niedriger Drehgeschwindigkeit des Motors gewählt. Der andere Motor weist vier Pole und sechs Bürsten auf, wobei die Hochgeschwindigkeitsbürste gegenüber der zugehörigen Erdungsbürste um einen Umfangswinkel von beispielsweise 60° versetzt angeordnet ist, wobei auch hier der Umfangswinkel in Abhängigkeit von dem gewünschten Verhältnis zwischen hoher und niedriger Drehgeschwindigkeit des Motors gewählt wird. Es wurde beobachtet, dass der Betrieb solcher konventioneller Motoren zu hohen Verlustleistungen in vorgeschalteten Elektroniken, zu Spannungsschwankungen auf einem Bordnetz sowie zu elektromagnetischen Störungen (EMV-Problemen) führen kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn eine Wellenwicklung verwendet wird und die Anzahl der Bürsten kleiner als die Polzahl ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verlustleistungen in vorgeschalteten Elektroniken, Spannungsschwankungen im Bordnetz sowie elektromagnetische Störungen zu verringern. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhän gigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung baut auf einer gattungsgemäßen elektrischen Maschine, insbesondere einem elektrischen Motor dadurch auf, dass die Bürsten derart angeordnet sind, dass zur Reduzierung einer Stromwelligkeit bei Verwendung einer Wellenwicklung und einer Anzahl von Bürsten, die kleiner als eine Polzahl der elektrischen Maschine ist, Kommutierungszeitpunkte möglichst gleichmäßig verteilt sind.
Eine Ausführungsform der elektrischen Maschine sieht vor, dass die Bürsten ein erstes Bürstenpaar umfassen, wobei zwischen einer ersten Radialachse einer ersten der Bürsten des ersten Bürstenpaares und einer zweiten Radialachse einer zweiten der Bürsten des ersten Bürstenpaares ein erster Umfangswinkel α₁ besteht, dessen Absolutbetrag abs (α₁) von einem Bürstensollabstandswinkel α_soll = (360°/2k)(2·floor(U2·(k/2p)) + 1) um nicht mehr als einen Toleranzwinkel α_T abweicht, wobei U2 eine ungerade natürliche Zahl ist, abs () eine Absolutbetragsfunktion ist, floor () eine Ganzzahlabrundungsfunktion ist und α_T ein Toleranzwinkel ist, der kleiner ist als 8°, insbesondere kleiner ist als 4°, insbesondere kleiner ist als 2°, insbesondere kleiner ist als 1°.
In einer Weiterbildung der elektrischen Maschine ist abs(abs(α₁) – α_P·U2) > α_T, wobei α_P ein Polteilungswinkel der elektrischen Maschine ist.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Maschine ist ein erster Absolutbetrag einer ersten Differenz aus dem ersten Umfangswinkel abzüglich eines ersten Produkts eines halben Lamellenteilungswinkels der elektrischen Maschine mit einer ersten ungeraden natürlichen Zahl kleiner als ein Toleranzwinkel, wobei die erste ungerade natürliche Zahl gleich Eins plus dem Zweifachen eines auf eine Ganzzahl abgerundeten dritten Produkts aus einer zweiten ungeraden natürlichen Zahl multipliziert mit einem Quotienten aus einem Polteilungswinkel der elektrischen Maschine geteilt durch den Lamellenteilungswinkel ist, wobei ein zweiter Absolutbetrag einer zweiten Differenz aus dem ersten Umfangswinkel abzüglich eines zweiten Produkts aus dem Polteilungswinkel der elektrischen Maschine multipliziert mit der zweiten ungeraden natürlichen Zahl größer ist als der Toleranzwinkel, wobei der Toleranzwinkel kleiner ist als 8°, insbesondere kleiner ist als 4°, insbesondere kleiner ist als 2°, insbesondere kleiner ist als 1°.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass eine auf eine Ganzzahl aufgerundete Hälfte der zweiten ungeraden natürlichen Zahl kleiner oder gleich einem auf eine Ganzzahl gerundeten Viertel der Polzahl ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erste Differenz positiv oder negativ.
Eine ebenso bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Zweifache des ersten Quotienten keine natürliche Zahl ist.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Polzahl kleiner als 11, insbesondere kleiner als 9, insbesondere kleiner als 7 ist.
Vorzugsweise ist die Kommutatorlamellenanzahl kleiner als 27, insbesondere kleiner als 25, insbesondere kleiner als 23, insbesondere kleiner als 21, insbesondere kleiner als 19, insbesondere kleiner als 17, insbesondere kleiner als 15 ist.
Die elektrische Maschine kann so ausgestaltet sein, dass die zweite ungerade natürliche Zahl kleiner als 10, insbesondere kleiner als 8, insbesondere kleiner als 6, insbesondere kleiner als 4, insbesondere kleiner als 2 ist.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die erste ungerade natürliche Zahl gleich fünf und die zweite ungerade natürliche Zahl gleich eins ist, insbesondere wobei das erste Produkt gleich 64,3° oder gleich 34,6° ist.
Außerdem ist eine elektrische Maschine bevorzugt, in der ein Läufer und/oder ein Ständer der elektrischen Maschine eine Wellenwicklung, insbesondere eine eingängige Wellenwicklung, aufweist.
Die elektrische Maschine kann ein Servomotor oder ein Wischermotor sein Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Figuren anhand beson ders bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
Es zeigen:
1a bis 1c ein schematisches Bild einer Bürstenanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2a bis 2c ein schematisches Bild einer Bürstenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 ein schematisches Bild eines unerwünschten ungleichmäßig verteilten Stromverlaufs in Abhängigkeit einer Rotorposition und eines erwünschten gleichmäßig verteilten Stromverlaufs in Abhängigkeit der Rotorposition; und
4a bis 4c schematische Bilder von drei möglichen Anordnungen von Winkeltoleranzbereichen einer erfindungsgemäßen Bürstenanordnung im Verhältnis zu einer konventionellen Bürstenanordnung.
Bei Verwendung einer Wellenwicklung kann ohne zusätzliche Maßnahmen eine Bürstenanzahl kleiner als die Polzahl 2p gewählt werden, wodurch sich die Kennlinie der elektrischen Maschine nur geringfügig ändert. In der in 1a gezeigten Bürstenanordnung für eine gekreuzte eingängige Wellenwicklung eines 6-poligen Motor mit 14 Kommutatorlamellen 10, 12, 14 und zwei Bürsten 16, 18 beträgt ein erster Umfangswinkel α₁ zwischen einer ersten Radialachse 20 der ersten Bürste 16 und einer zweiten Radialachse 22 der zweiten Bürste 18 ca. 64,3°. Die zweite Bürste 18 ist zu zwei Kommutatorlamellen 10, 12 symmetrisch positioniert (siehe 1c), wenn der Rotor 24 eine Rotorposition 26 (siehe 3) innehat, in der die erste Bürste 16 auf einer dritten Kommutatorlamelle 14 mittig positioniert ist (siehe 1b). Im Folgenden wird anstelle ”Kommutatorlamelle” auch die Bezeichnung ”Lamelle” verwendet. Häufig ist es zweckmäßig, zwei Bürsten 16, 18 in möglichst kleinem Winkel α₁ zueinander anzuordnen, um Platz zu sparen.
In der in 2 gezeigten Bürstenanordnung für eine gekreuzte eingängige Wellenwicklung eines 10-poligen Motor mit 26 Kommutatorlamellen 10, 12, 14 und zwei Bürsten 16, 18 beträgt ein erster Umfangswinkel α₁ zwischen einer ersten Radialachse 20 der ersten Bürste 16 zu einer zweiten Radialachse 22 der zweiten Bürste 18 ca. 34,6°. Die zweite Bürste 18 ist zu zwei Kommutatorlamellen 10, 12 symmetrisch positioniert (siehe 4c), wenn der Rotor 24 eine Rotorposition 26 (siehe 3) innehat, in der die erste Bürste 16 auf einer dritten Kommutatorlamelle 14 mittig positioniert ist (siehe 4b).
Die Tabelle 1 enthält eine Übersicht über Merkmale der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen, wobei die Spalte ”No” die Ordnungsnummer der Ausführungsform, die Spalte ”k” die Kommutatorlamellenanzahl k, die Spalte ”2p” die Polzahl 2p, die Spalte ”U2” die zweite ungerade natürliche Zahl U2, die Spalte ”α_K/2” den halben α_K/2 Lamellenteilungswinkel α_K, die Spalte ”Q1” den ersten Quotienten Q1, die Spalte ”U1” die erste ungerade natürliche Zahl U1 und die Spalte ”α_soll” den Bürstensollabstandswinkel α_soll enthält. Tabelle 1

No k 2p U2 α_K/2 = 360°/2k Q1 = kq/2p U1 α_soll = U1·α_K/2

1 14 6 1 12,86° 2,33 5 64,3°

2 26 10 1 6.92° 2,60 5 34,6°
Der Bürstensollabstandswinkel α_soll für weitere Ausführungsformen, d. h. für andere Tripel von Lamellenanzahl k, Polzahl 2p und zweiter ungerader natürlicher Zahl U2 kann wie folgt ermittelt werden: α_soll = U1·α_K/2 mit U1 := 2[U2·Q1] + 1 = 1 + 2·P3 mit P3 := [U2·Q1], wobei die eckige Klammer die Gaußklammerfunktion (d. h. Abrundungs- oder Integerfunktion) darstellt.
Der halbe α_K/2 Lamellenteilungswinkel α_K ist gleich dem Vollwinkel 360° geteilt durch das Zweifache 2k der Lamellenanzahl k. Der Quotient Q1 ist gleich einem Polteilungswinkel α_P = 360°/2p der elektrischen Maschine geteilt durch den Lamellenteilungswinkel α_K = 360°/k und ist auch gleich der Lamellenanzahl k geteilt durch die Polzahl 2p. Die erste ungerade natürliche Zahl U1 ist gleich Eins plus dem Zweifachen 2[P3] eines auf eine Ganzzahl [P3] abgerundeten dritten Produkts P3 aus der ungeraden natürlichen Zahl U2 multipliziert mit dem Quotienten Q1.
Im Folgenden wird erläutert, warum die erfindungsgemäße elektrische Maschine Verlustleistungen in vorgeschalteten Elektroniken, Spannungsschwankungen im Bordnetz sowie elektromagnetische Störungen verringert. 3 zeigt einen Stromverlauf 36 über die Rotorposition 26, wie er an einer konventionellen elektrischen Maschine auf den Zuleitungen gemessen werden kann. Der Stromverlauf 36 ist periodisch, weist aber unterschiedlich hohe Amplituden 38, 40 auf. Die Amplituden 38, 40 und insbesondere auch deren Schwankungen 41 sind ein Maß für eine Stromwelligkeit. Je höher die Stromwelligkeit ist, desto höher sind Verlustleistungen in vorgeschalteten Elektroniken, Spannungsschwankungen im Bordnetz sowie elektromagnetische Störungen. Die hohe Stromwelligkeit der konventionellen elektrischen Maschine kann durch eine ungleichmäßige Verteilung 50 der Kommutierungspositionen 42 bzw. -zeitpunkte 42 verursacht werden. Demgegenüber weist der Stromverlauf 44 einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine nicht so starke Schwankungen 41 der Amplitude 46 auf. D. h. die Stromwelligkeit ist deutlich geringer als bei der konventionellen elektrischen Maschine. Der technische Grund dafür ist die gleichmäßigere Verteilung 52 der Bürsten 16, 18, 28, 30 in Bezug auf die Lamellenteilung des Kommutators. Also wird erfindungsgemäß die Stromwelligkeit dadurch verringert, dass die Kommutierungspositionen 48 bzw. -zeitpunkte 48 gleichmäßig (oder zumindest gleichmäßiger) verteilt sind als in konventionellen elektrischen Maschinen. Die Bürsten 16, 18 eines Bürstenpaares 16, 18 sind hinsichtlich der Stromwelligkeit dann optimal angeordnet, wenn die beiden Bürsten 16, 18 zueinander zeitsymmetrisch abwechselnd kommutieren. Diese Bedingung ist dann erfüllt, wenn die beiden Bürsten 16, 18 in Bezug auf die Lamellenanordnung zueinander geometrisch symmetrisch abwechselnd angeordnet sind. Dies ist dann der Fall, wenn ein benachbartes Paar 10, 12 von zwei Lamellen 10, 12 mittig unter der Radialachse 22 der zweiten Bürste 18 angeordnet ist, wenn eine dritte Lamelle 14 mittig unter der Radialachse 20 der ersten Bürste 16 angeordnet ist. Der erfindungsgemäßen Bürstenanordnung liegt der Ansatz zugrunde, einem Bürstensollabstandswinkel α_soll eine ungerade natürliche Zahl U1 von hälftigen α_K/2 Lamellenteilungswinkeln α_K zuzuordnen. Damit ist der Bürstensollabstandswinkel α_soll gleich einem Stromwendeschritt zuzüglich oder abzüglich eines halben α_K/2 Lamellenteilungswinkel α_K.
Es gibt konventionelle Bürstenanordnungen, die aus anderen Gründen diese Dimensionierungsregel genau oder näherungsweise erfüllen. Solche konventionelle Bürstenanordnungen sind aus dem Gegenstand der erfindungsgemäßen Bürstenanordnung ausgenommen, womit die beanspruchten Bürstenanordnungen neu gegen solche konventionelle Bürstenanordnungen sind. Die Tabelle 2 enthält eine Übersicht über Merkmale zwei konventioneller Ausführungsformen, die der ersten und zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform entsprechen, wobei die Spalte ”No” die Ordnungsnummer der Ausführungsform, die Spalte ”2p” die Polzahl 2p, die Spalte ”α_P” den Polteilungswinkel α_P, die Spalte ”U2” die zweite ungerade natürliche Zahl U2 und die Spalte ”α_konv” einen konventionellen Bürstensollabstandswinkel α_konv enthält. Tabelle 2

No 2p α_P = 360°/2p U2 α_konv = U2·α_P

1 6 60° 1 60°

2 10 36° 1 36°
Der konventionelle Bürstensollabstandswinkel α_konv für weitere entsprechende Ausführungsformen, d. h. für andere 2-Tupel von Polzahl 2p und zweiter ungerader natürlicher Zahl U2 lässt sich wie folgt berechnen: α_konv = U2·α_P. Der konventionelle Bürstensollabstandswinkel α_konv ist also gleich einem zweiten Produkt aus dem Polteilungswinkel α_P der elektrischen Maschine multipliziert mit der zweiten ungeraden natürlichen Zahl U2. Der konventionellen Bürstenanordnung liegt die Überlegung zugrunde, einem Stromwendeschritt eine ganzzahlige Anzahl von Polteilungen α_P zuzuordnen.
4a zeigt einen ersten Winkeltoleranzbereich 54 für eine erfindungsgemäße Bürstenanordnung, der nichtüberlappend zu einem zweiten Winkeltoleranzbereich 56 einer entsprechenden konventionellen Bürstenanordnung liegt. In diesem Fall stellen alle Bürstenanordnungen α₁₁, α₁₂, α₁₃ innerhalb des ersten Winkeltoleranzbereichs 54 eine neue Bürstenanordnung α₁₁, α₁₂, α₁₃ dar. 4b zeigt einen zweiten Winkeltoleranzbereich 56 für eine konventionelle Bürstenanordnung, der einen Teil des ersten Winkeltoleranzbereichs 54 überlappt, jedoch nicht den Bürstensollabstandswinkel α_soll. In diesem Fall stellen nur diejenigen Bürstenanordnungen α₁₁, α₁₂ eine neue Bürstenanordnung α₁₁, α₁₂, die sowohl innerhalb des ersten Winkeltoleranzbereichs 54 liegen als auch außerhalb des zweiten Winkeltoleranzbereichs 56. 4c zeigt einen zweiten Winkeltoleranzbereich 56 für eine konventionelle Bürstenanordnung, der einen Teil des ersten Winkeltoleranzbereichs 54 überlappt und dabei auch sogar den Bürstensollabstandswinkel α_soll. Auch in diesem Fall bilden nur diejenigen Bürstenanordnungen α₁₁ eine neue Bürstenanordnung α₁₁, die sowohl innerhalb des ersten Winkeltoleranzbereichs 54 liegen als auch außerhalb des zweiten Winkeltoleranzbereichs 56. In der erfindungsgemäßen Bürstenanordnung ist ein erster Absolutbetrag B1 einer ersten Differenz D1 aus dem ersten Umfangswinkel α₁ abzüglich des Bürstensollabstandswinkels α_soll kleiner als ein Toleranzwinkel α_T. Gleichzeitig ist ein zweiter Absolutbetrag B2 einer zweiten Differenz D2 aus dem ersten Umfangswinkel α₁ abzüglich eines zweiten Produkts α_konv aus dem Polteilungswinkel α_P der elektrischen Maschine multipliziert mit der zweiten ungeraden natürlichen Zahl U2 größer ist als der Toleranzwinkel α_T. Der Toleranzwinkel α_T kann kleiner als 8°, insbesondere kleiner als 4°, insbesondere kleiner als 2°, insbesondere kleiner als 1° sein.
Mittels obiger Dimensionierungsregeln kann der Fachmann, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Tabellenkalkulationsprogramms, eine Tabelle berechnen, die für eine Vielzahl von Tupeln aus vorgegebenem Toleranzwinkel α_T, Lamellenanzahl k, Polzahl 2p, zweiter ungerader natürlicher Zahl U2 und Polteilungswinkel α_P jeweils einen Winkeltoleranzbereich für den ersten Umfangswinkel α₁ angibt. Um aus ökonomischen Gründen auf Beifügung einer umfangreichen tabellarischen Übersicht zu verzichten, wird Folgendes angemerkt: Insbesondere für den Fall einer sogenannten ”zufälligen Vorwegnahme” sollen alle mittels obiger Dimensionierungsregeln berechenbaren Winkeltoleranzbereiche nicht nur in ihrer Gesamtheit als offenbart gelten, sondern jeder einzelne der so berechenbaren Winkeltoleranzbereiche (zumindest implizit) auch für sich genommen als offenbart gelten.
Die Last an der elektrischen Maschine kann mechanisch sein, während der Antrieb elektrisch ist (Motorbetrieb). Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Maschine mechanisch angetrieben werden, während die Last der elektrischen Maschine elektrisch ist (Generatorbetrieb).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 69513655 T2 [0002]

Claims

Elektrische Maschine, insbesondere elektrischer Motor, wobei die elektrische Maschine eine erste Anzahl (k) von Kommutatorlamellen (10, 12, 14) sowie Bürsten (16, 18) aufweist, wobei die Kommutatorlamellen (10, 12, 14) in Umfangsrichtung gleichverteilt auf einem Umfang eines Lamellenträgers (24) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten (16, 18) derart angeordnet sind, dass zur Reduzierung einer Stromwelligkeit bei Verwendung einer Wellenwicklung und einer Anzahl von Bürsten (16, 18), die kleiner als eine Polzahl (2p) der elektrischen Maschine ist, Kommutierungszeitpunkte möglichst gleichmäßig verteilt sind.
Elektrische Maschine gemäß Anspruch 1, insbesondere elektrischer Motor, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten (16, 18) ein erstes Bürstenpaar (16, 18) umfassen, wobei zwischen einer ersten Radialachse (20) einer ersten (16) der Bürsten (16, 18) des ersten Bürstenpaares (16, 18) und einer zweiten Radialachse (22) einer zweiten (18) der Bürsten (16, 18) des ersten Bürstenpaares (16, 18) ein erster Umfangswinkel α₁ besteht, dessen Absolutbetrag abs (α₁) von einem Bürstensollabstandswinkel αsoll = (360°/2k)(2·floor(U2·(k/2p)) + 1)um nicht mehr als einen Toleranzwinkel α_T abweicht, wobei U2 eine ungerade natürliche Zahl ist, abs () eine Absolutbetragsfunktion ist, floor () eine Ganzzahlabrundungsfunktion ist und α_T ein Toleranzwinkel ist, der kleiner ist als 8°, insbesondere kleiner ist als 4°, insbesondere kleiner ist als 2°, insbesondere kleiner ist als 1.
Elektrische Maschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass abs(abs(α1) – αP·U2) > αT ist, wobei α_P ein Polteilungswinkel der elektrischen Maschine ist.
Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, insbesondere elektrischer Motor, wobei die elektrische Maschine eine erste Anzahl (k) von Kommutatorlamellen (10, 12, 14) sowie ein Bürstenpaar (16, 18) aufweist, wobei die Kommutatorlamellen (10, 12, 14) in Umfangsrichtung gleichverteilt auf einem Umfang eines Lamellenträgers (24) angeordnet sind, wobei eine erste Radialachse (20) einer ersten (16) der Bürsten (16, 18) und eine zweite Radialachse (22) einer zweiten (18) der Bürsten (16, 18) einen ersten Umfangswinkel (α₁) zwischen sich einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass einer erster Absolutbetrag (B1) einer ersten Differenz (D1) aus dem ersten Umfangswinkel (α₁) abzüglich eines ersten Produkts (α_soll) eines halben (α_K/2) Lamellenteilungswinkels (α_K) der elektrischen Maschine mit einer ersten ungeraden natürlichen Zahl (U1) kleiner ist als ein Toleranzwinkel (α_T), wobei die erste ungerade natürliche Zahl (U1) gleich Eins plus dem Zweifachen (2[P3]) eines auf eine Ganzzahl ([P3]) abgerundeten dritten Produkts (P3) aus einer zweiten ungeraden natürlichen Zahl (U2) multipliziert mit einem Quotienten (Q1) aus einem Polteilungswinkel (α_P) der elektrischen Maschine geteilt durch den Lamellenteilungswinkel (α_K) ist, wobei ein zweiter Absolutbetrag (B2) einer zweiten Differenz (D2) aus dem ersten Umfangswinkel (α₁) abzüglich eines zweiten Produkts (α_konv) aus dem Polteilungswinkel (α_P) der elektrischen Maschine multipliziert mit der zweiten ungeraden natürlichen Zahl (U2) größer ist als der Toleranzwinkel (α_T), wobei der Toleranzwinkel (α_T) kleiner ist als 8°, insbesondere kleiner ist als 4°, insbesondere kleiner ist als 2°, insbesondere kleiner ist als 10.
Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf eine Ganzzahl ([(U2/2) + (1/2)]) aufgerundete Hälfte (U2/2) der zweiten ungeraden natürlichen Zahl (U2) kleiner oder gleich einem auf eine Ganzzahl ([(p/2) + (1/2)]) aufgerundeten Viertel (p/2) der Polzahl (2p) ist.
Elektrische Maschine gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Differenz (D1) positiv oder negativ ist.
Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zweifache (2Q1) des ersten Quotienten (Q1) keine natürliche Zahl ist.
Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Polzahl (2p) kleiner als 11, insbesondere kleiner als 9, insbesondere kleiner als 7 ist.
Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutatorlamellenanzahl (k) kleiner als 27, insbesondere kleiner als 25, insbesondere kleiner als 23, insbesondere kleiner als 21, insbesondere kleiner als 19, insbesondere kleiner als 17, insbesondere kleiner als 15 ist.
Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite ungerade natürliche Zahl (U2) kleiner als 10, insbesondere kleiner als 8, insbesondere kleiner als 6, insbesondere kleiner als 4, insbesondere kleiner als 2 ist.
Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste ungerade natürliche Zahl (U1) gleich fünf und die zweite ungerade natürliche Zahl (U2) gleich Eins ist, insbesondere wobei das erste Produkt (α_soll) gleich 64,3° oder gleich 34,6° ist.
Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Läufer (24) und/oder ein Ständer der elektrischen Maschine eine Wellenwicklung, insbesondere eine eingängige Wellenwicklung, aufweist.
Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine ein Servomotor oder ein Wischermotor ist.