DE102010013748A1

DE102010013748A1 - Device in the manner of an electrical machine with a permanent magnetic rotor and a stator

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Publication number: DE102010013748A1
Application number: DE201010013748
Authority: DE
Inventors: Dr. Klöpzig Markus; Dr. Potoradi Detlef; Klaus Schleicher; Prof. Spiegelberg Gernot
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2011-10-06
Also published as: WO2011120890A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung (1) mit einem Stator (3) und einem permanentmagnetischen Rotor (2). Der Rotor (2) ist drehbar im Stator (3) gelagert und der Rotor (2) ist vom Stator (3) durch einen hohlzylindrischen Spalt beabstandet. Der Rotor (2) umfasst eine Rotationswelle (8), eine die Rotationswelle (8) umschließende Jochstruktur (4) und wenigstens einen Permanentmagneten (5). Eine Polschuhstruktur (6) aus magnetisch leitfähigem Material ist zwischen dem wenigstens einen Permanentmagneten (5) und dem Spalt angeordnet.The present invention relates to a device (1) with a stator (3) and a permanent magnetic rotor (2). The rotor (2) is rotatably mounted in the stator (3) and the rotor (2) is spaced from the stator (3) by a hollow cylindrical gap. The rotor (2) comprises a rotating shaft (8), a yoke structure (4) surrounding the rotating shaft (8) and at least one permanent magnet (5). A pole piece structure (6) made of magnetically conductive material is arranged between the at least one permanent magnet (5) and the gap.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach Art einer elektrischen Maschine mit einem Stator und einem permanentmagnetischen Rotor entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Der Rotor ist drehbar im Stator gelagert und der Rotor ist vom Stator durch einen hohlzylindrischen Spalt beabstandet. Der Rotor umfasst eine Rotationswelle, eine die Rotationswelle umschließende Jochstruktur und wenigstens einen Permanentmagneten.The present invention relates to a device in the manner of an electric machine with a stator and a permanent magnetic rotor according to the preamble of claim 1. The rotor is rotatably mounted in the stator and the rotor is spaced from the stator by a hollow cylindrical gap. The rotor comprises a rotary shaft, a yoke structure enclosing the rotary shaft and at least one permanent magnet.

Maschinen, wie elektrische Motoren oder Generatoren sind als Vorrichtung mit einem Startor und einem Rotor ausgeführt. Maschinen mit permanentmagnetischen Rotoren weisen dabei besondere Vorteile bezüglich ihrer Leistung und kompakten Bauart auf. Rotoren von permanentmagnetischen Maschinen können als IPM-Rotoren, d. h. mit innen liegenden Permanentmagneten, oder als APM-Rotoren, d. h. mit außen liegenden Permanentmagneten, ausgeführt werden. Bei IPM-Rotoren sind die Permanentmagnete vollständig im Eisenkreis des Rotors eingeschlossen.Machines such as electric motors or generators are designed as a device with a startor and a rotor. Machines with permanent magnetic rotors have particular advantages in terms of their performance and compact design. Rotors of permanent magnet machines can be used as IPM rotors, i. H. with internal permanent magnets, or as APM rotors, d. H. with external permanent magnets are executed. With IPM rotors, the permanent magnets are completely enclosed in the iron circle of the rotor.

Bei einer Optimierung von IPM-Rotoren ist der Eisenkreis in dem Bereich, welcher den Nord und den Südpol von Magneten kurzschließt, mit möglichst kleinem Querschnitt auszuführen. Dadurch kann dieser Bereich leicht gesättigt werden und es wird ein vergleichsweise geringer Anteil des permanentmagnetischen Flusses kurz geschlossen. Der kurz geschlossene magnetische Fluss geht für die Drehmomentbildung verloren. Ein geringer Anteil des permanentmagnetischen Flusses, welcher kurzgeschlossen ist, bedeutet somit einen hohen Wirkungsgrad der Maschine.When optimizing IPM rotors, the iron circle in the region which short-circuits the north and south poles of magnets should be designed with the smallest possible cross section. As a result, this area can be easily saturated and it is a relatively small proportion of the permanent magnetic flux shorted. The short-circuited magnetic flux is lost for the formation of torque. A small proportion of the permanent magnetic flux, which is short-circuited, thus means a high efficiency of the machine.

Andererseits müssen für hohe Drehzahlen der Maschine bei einer Optimierung von IPM-Rotoren die zuvor genannten Kurzschlussbereiche mit einem möglichst großen Querschnitt ausgeführt werden. Die Kurzschlussbereiche müssen die Fliehkräfte der Permanentmagnete und der Eisenpole auffangen.On the other hand, for high rotational speeds of the machine with an optimization of IPM rotors, the aforementioned short-circuit regions must be designed with the largest possible cross section. The short-circuit areas must absorb the centrifugal forces of the permanent magnets and the iron poles.

Eine Lösung dieses Widerspruchs kann in der Herstellung der IPM-Rotoren ohne Eisenbrücken durch Umspritzen bestehen. Dazu werden die Permanentmagnete vollständig in Kunststoff eingebettet. Dadurch kann der kurzgeschlossene Fluss deutlich reduziert werden. Diese Lösung ist jedoch nicht für hohe Drehzahlen geeignet. Die Kunststoffbereiche können keine hohen Fliehkräfte aufnehmen.A solution to this contradiction may be the production of IPM rotors without iron bridges by overmoulding. For this purpose, the permanent magnets are completely embedded in plastic. As a result, the short-circuited flow can be significantly reduced. However, this solution is not suitable for high speeds. The plastic areas can not absorb high centrifugal forces.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kostengünstige Vorrichtung anzugeben, welche eine hohe mechanische Stabilität aufweist, insbesondere bei hohen Drehzahlen, bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad, d. h. z. B. bei geringen magnetischen Kurzschlüssen.Object of the present invention is to provide a cost-effective device which has a high mechanical stability, especially at high speeds, at the same time high efficiency, d. H. z. B. at low magnetic short circuits.

Die angegebene Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The specified object is achieved with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus den abhängigen Unteransprüchen hervor. Dabei können Merkmale mehrerer zugeordneter Unteransprüche kombiniert werden.Advantageous embodiments of the device according to the invention will become apparent from the dependent subclaims. Characteristics of several assigned subclaims can be combined.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Art einer elektrischen Maschine umfasst einen Stator und einen permanentmagnetischen Rotor. Der Rotor ist drehbar im Stator gelagert. Der Rotor und der Stator sind durch einen hohlzylindrischen Spalt voneinander beabstandet. Der Rotor weist eine Rotationswelle, eine die Rotationswelle umschließende Jochstruktur und wenigstens einen Permanentmagneten auf. Wenigstens eine Polschuhstruktur aus magnetisch leitfähigem Material ist zwischen dem wenigstens einen Permanentmagneten und dem Spalt angeordnet.The device according to the invention in the manner of an electric machine comprises a stator and a permanent magnetic rotor. The rotor is rotatably mounted in the stator. The rotor and the stator are spaced apart by a hollow cylindrical gap. The rotor has a rotation shaft, a yoke structure enclosing the rotation shaft, and at least one permanent magnet. At least one pole piece structure of magnetically conductive material is arranged between the at least one permanent magnet and the gap.

Durch die Polschuhstruktur kann der magnetische Fluss beeinflusst werden. Es entstehen neue Freiheitsgrade beim Design der Vorrichtung, ohne die mechanische Stabilität zu verringern. Der magnetische Fluss kann nicht mehr nur durch die Lage der Permanentmagneten beeinflusst werden, sondern durch die Form und Anordnung der Polschuhstruktur. Dadurch kann ein Design gewählt werden mit hohem Wirkungsgrad der Vorrichtung bei gleichzeitig hoher mechanischer Stabilität.The pole shoe structure can influence the magnetic flux. It creates new degrees of freedom in the design of the device, without reducing the mechanical stability. The magnetic flux can be influenced not only by the position of the permanent magnet, but by the shape and arrangement of the pole shoe structure. Thereby, a design can be selected with high efficiency of the device with high mechanical stability.

Es können mehrere Permanentmagnete vorgesehen sein, welche insbesondere als innen liegende Permanentmagnete in der Jochstruktur ausgebildet sind (IPM-Rotor). Die Anordnung der Permanentmagnete im Inneren der Jochstruktur gewährleistet eine höhere mechanische Stabilität als bei außen liegenden Permanentmagneten, welche z. B. auf die Jochstruktur nur aufgesetzt bzw. geklebt sind. Selbst bei hohen Drehzahlen ist bei innen liegende Permanentmagneten die Stabilität der Vorrichtung einfach und kostengünstig zu gewährleisten.It can be provided a plurality of permanent magnets, which are in particular designed as internal permanent magnets in the yoke structure (IPM rotor). The arrangement of the permanent magnets inside the yoke structure ensures a higher mechanical stability than external permanent magnets, which, for. B. are only placed or glued to the yoke structure. Even at high speeds, the stability of the device is easy and inexpensive to ensure with permanent magnets inside.

Dabei kann jeweils zwischen einem Permanentmagneten der mehreren Permanentmagnete und dem Spalt eine Polschuhstruktur angeordnet sein, insbesondere in direktem mechanischen Kontakt zu dem jeweiligen Permanentmagneten. Durch Anordnung einer Polschuhstruktur auf jedem Permanentmagneten, und nicht nur auf ausgewählten, werden der Effekt und die Vorteile der Polschuhstruktur noch verstärkt.In this case, in each case a pole shoe structure can be arranged between a permanent magnet of the plurality of permanent magnets and the gap, in particular in direct mechanical contact with the respective permanent magnet. By providing a pole shoe structure on each permanent magnet, rather than just selected ones, the effect and benefits of the pole shoe structure are enhanced.

Die Polschuhstrukturen der mehreren Permanentmagnete können magnetisch nicht miteinander und/oder magnetisch nicht mit der Jochstruktur gekoppelt sein. Dadurch wird verhindert, dass ein magnetischer Kurzschluss entsteht, welcher zu einer Verringerung des Wirkungsgrads der Vorrichtung führt. Die Magnete werden so optimal ausgenutzt und Kosten z. B. für größere oder mehr Permanentmagnete eingespart.The pole shoe structures of the plurality of permanent magnets can not magnetically together and / or magnetically not be coupled to the yoke structure. This prevents the occurrence of a magnetic short circuit, which leads to a reduction in the efficiency of the device. The magnets are optimally utilized and costs z. B. saved for larger or more permanent magnets.

Die Jochstruktur kann aus magnetisch leitfähigem Material gebildet sein und/oder magnetisch leitfähiges Material umfassen, wobei insbesondere das magnetisch leitfähige Material der Jochstruktur und/oder der Polschuhstruktur weichmagnetisches Material ist. Dies ermöglicht die Optimierung der Vorrichtung im Hinblick auf den magnetischen Fluss durch Design der Jochstruktur und/oder der Polschuhstruktur in Form und Lage.The yoke structure may be formed of magnetically conductive material and / or comprise magnetically conductive material, wherein in particular the magnetically conductive material of the yoke structure and / or the pole shoe structure is a soft magnetic material. This makes it possible to optimize the device with regard to the magnetic flux by designing the yoke structure and / or the pole shoe structure in shape and position.

Eine Unterseite wenigstens eines Permanentmagneten, insbesondere aller Permanentmagneten, kann in direktem mechanischen Kontakt zur Jochstruktur angeordnet sein, wobei die Unterseite die Seite des wenigstens einen Permanentmagneten darstellt, welche senkrecht zur Nord-Süd-Achse des wenigstens einen Permanentmagneten am Süd-Pol angeordnet ist. Alternativ kann ein Abstand z. B. in Form eines Luftspaltes zwischen dem wenigstens einen Permanentmagneten und der Jochstruktur bestehen. Das Design kann abhängig von den gewünschten Parametern der Vorrichtung wie z. B. max. Drehzahl, Leistung und Drehmoment und abhängig von dem zu designendem Magnetfluss gewählt werden.An underside of at least one permanent magnet, in particular of all permanent magnets, may be arranged in direct mechanical contact with the yoke structure, wherein the underside represents the side of the at least one permanent magnet, which is arranged perpendicular to the north-south axis of the at least one permanent magnet at the south pole. Alternatively, a distance z. B. in the form of an air gap between the at least one permanent magnet and the yoke structure. The design may depend on the desired parameters of the device such. B. max. Speed, power and torque and are selected depending on the magnetic flux to be designed.

Die Jochstruktur kann in hohlzylindrischer Form ausgebildet sein, mit Ausnehmungen in einem äußeren Mantel des Hohlzylinders, insbesondere mit in regelmäßigem Abstand voneinander entlang eines Umfangs des Hohlzylinders angeordneten Ausnehmungen. Im Inneren des Hohlzylinders ist eine Welle angeordnet und mechanisch stabil, starr mit dem Hohlzylinder verbunden. Dabei kann jeweils ein Permanentmagnet und/oder jeweils eine Pohlschuhstruktur in einer Ausnehmung angeordnet sein. Dadurch dass die Permanentmagneten in den Ausnehmungen angeordnet sind, liegen sie im inneren der Jochstruktur und es wird ein IPM-Rotor gebildet. Eine mechanische Befestigung der Permanentmagnete über z. B. ihre Seiten wird möglich, wodurch eine hohe mechanische Stabilität des Rotors erreicht wird.The yoke structure may be formed in a hollow cylindrical shape, with recesses in an outer shell of the hollow cylinder, in particular with arranged at regular intervals from each other along a circumference of the hollow cylinder recesses. Inside the hollow cylinder, a shaft is arranged and mechanically stable, rigidly connected to the hollow cylinder. In this case, in each case a permanent magnet and / or a respective Pohlschuhstruktur be arranged in a recess. Because the permanent magnets are arranged in the recesses, they lie in the interior of the yoke structure and an IPM rotor is formed. A mechanical attachment of the permanent magnets over z. B. their sides becomes possible, whereby a high mechanical stability of the rotor is achieved.

Die Ausnehmungen können eine vergrößerte Form des Umfangs des wenigstens einen Permanentmagneten und/oder der Pohlschuhstruktur aufweisen, insbesondere mit einem Querschnitt in Form einer Schwalbenschwanznut. Eine Schwalbenschwanznut weist einen zu ihrer Öffnung hin geringer werdenden Durchmesser auf. Der in der Ausnehmung angeordnete jeweils eine Permanentmagnet und/oder die in der Ausnehmung angeordnete jeweils eine Pohlschuhstruktur können dadurch in der Jochstruktur so angeordnet werden, dass sie keinen direkten mechanischen und magnetischen Kontakt mit der Jochstruktur aufweisen. Dies kann ebenfalls magnetische Kurzschlüsse verhindern und zu einer Erhöhung des Wirkungsgrads der Vorrichtung führen. Insbesondere die Schwalbenschwanznut ermöglicht eine direkte oder indirekte Befestigung eines Permanentmagneten und/oder einer Polschuhstruktur in der Ausnehmung über die Seitenflächen der Permanentmagneten und/oder Polschuhstruktur. Bei starken Fliehkräften auf die Permanentmagneten und/oder Polschuhstruktur werden diese gegen den geringer werdenden Durchmesser der Schwalbenschwanznut gepresst und es entsteht eine hohe mechanische Stabilität der Vorrichtung selbst bei hohen Drehzahlen.The recesses may have an enlarged shape of the circumference of the at least one permanent magnet and / or the Pohlschuhstruktur, in particular with a cross section in the form of a dovetail groove. A dovetail groove has a diameter decreasing toward its opening. The respectively one permanent magnet arranged in the recess and / or the respective one Pohlschuhstruktur arranged in the recess can thereby be arranged in the yoke structure so that they have no direct mechanical and magnetic contact with the yoke structure. This can also prevent magnetic short circuits and lead to an increase in the efficiency of the device. In particular, the dovetail groove allows a direct or indirect attachment of a permanent magnet and / or a pole shoe structure in the recess via the side surfaces of the permanent magnet and / or pole shoe structure. With strong centrifugal forces on the permanent magnets and / or Polschuhstruktur these are pressed against the decreasing diameter of the dovetail groove and there is a high mechanical stability of the device even at high speeds.

Der jeweils eine Permanentmagnet und/oder die jeweils eine Pohlschuhstruktur können über wenigstens einen, insbesondere 2 oder 4 Abstandshalter, jeweils in einer Ausnehmung mechanisch stabil befestigt sein. Der wenigstens eine Abstandshalter kann aus einem magnetisch nichtleitenden Material, insbesondere einem Faserverbundwerkstoff oder Edelstahl hergestellt sein. Dadurch werden magnetische Kurzschlüsse zwischen benachbarten Permanentmagneten und/oder Polschuhstrukturen verhindert.The respective one permanent magnet and / or the respective one Pohlschuhstruktur can be mechanically stable fixed in at least one, in particular 2 or 4 spacers, each in a recess. The at least one spacer may be made of a magnetically non-conductive material, in particular a fiber composite material or stainless steel. This prevents magnetic short circuits between adjacent permanent magnets and / or pole shoe structures.

Der jeweils eine Permanentmagnet und/oder die jeweils eine Pohlschuhstruktur können in der Ausnehmung durch Verklebung und/oder Verguss befestigt sein. Dies kann direkt oder indirekt über Abstandshalter erfolgen. Sowohl Verklebung mit einem geeigneten Kleber als auch Verguss mit einer geeigneten Vergussmasse können eine hohe mechanische Stabilität der Befestigung auch bei hohen Drehzahlen gewährleisten. Weiterhin können durch einen Klebe- bzw. Vergussprozess Magnettoleranzen in Form und Magnetfluss der Magnete ausgeglichen werden und somit können kostengünstigere Magnete verwendet werden.The respective one permanent magnet and / or the respective one Pohlschuhstruktur can be secured in the recess by gluing and / or potting. This can be done directly or indirectly via spacers. Both bonding with a suitable adhesive and casting with a suitable potting compound can ensure high mechanical stability of the attachment even at high speeds. Furthermore, magnetic tolerances in the shape and magnetic flux of the magnets can be compensated by an adhesive or potting process and thus cheaper magnets can be used.

Die Jochstruktur und/oder die wenigstens eine Polschuhstruktur können geblecht ausgeführt sein. Dadurch kann die Entstehung von Wirbelströmen, welche zu einer Verringerung des Wirkungsgrades führen, in der Jochstruktur und/oder in der wenigstens einen Polschuhstruktur verhindert beziehungsweise reduziert werden.The yoke structure and / or the at least one pole shoe structure may be laminated. As a result, the formation of eddy currents, which lead to a reduction in the efficiency, can be prevented or reduced in the yoke structure and / or in the at least one pole shoe structure.

Der Spalt kann ein Luftspalt sein. Der Spalt kann aber auch als Vakuumsspalt oder als ein mit einem Edelgas wie zum Beispiel Helium oder mit einem Gas wie zum Beispiel Stickstoff gefüllter Spalt ausgeführt sein. Weiterhin kann die Breite des Spalts über den Umfang des Rotors variieren, insbesondere mit Extremwerten der Breite in Bereichen der Mitte des wenigstens einen Permanentmagneten und in Bereichen der Mitte zwischen benachbarten Permanentmagneten. Dabei ist die Breite durch den Abstand des äußeren Umfangs des Rotors vom inneren Umfang des Stators gegeben. Bei einem Maximum der Breite in Bereichen der Mitte des wenigstens einen Permanentmagneten und bei einem Minimum der Breite in Bereichen der Mitte zwischen benachbarten Permanentmagneten kann eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Vorrichtung gegenüber einer Vorrichtung mit einem Spalt überall gleicher Breite erreicht werden.The gap may be an air gap. The gap can also be designed as a vacuum gap or as a filled with a noble gas such as helium or with a gas such as nitrogen gap. Furthermore, the width of the gap can vary over the circumference of the rotor, in particular with extreme values of the width in regions of the center of the at least one permanent magnet and in areas of the middle between adjacent permanent magnets. The width is given by the distance of the outer circumference of the rotor from the inner circumference of the stator. With a maximum of the width in areas of the center of the at least one permanent magnet and with a minimum of the width in areas of the middle between adjacent permanent magnets, an increase in the efficiency of the device over a device with a gap of the same width throughout can be achieved.

Die wenigstens eine Polschuhstruktur kann Flusssperren für den magnetischen Fluss aufweisen. Dadurch kann die Bildung von Wirbelströmen in der Pohlschuhstruktur weiter verringert werden bis hin zu einer vollständigen Unterbindung von Wirbelströmen.The at least one pole shoe structure may have flux barriers for the magnetic flux. As a result, the formation of eddy currents in the Pohlschuhstruktur can be further reduced to a complete suppression of eddy currents.

Der wenigstens eine Permanentmagnet und/oder die wenigstens eine Pohlschuhstruktur können über eine Struktur in Form von wenigstens einem Zuganker, insbesondere einem geblechten Zuganker aus nichtmagnetischem Material, mechanisch stabil an der Jochstruktur befestigt sein. Dies kann, alternativ zu einer Ausbildung von Ausnehmung in der Jochstruktur mit Schwalbenschwanzform, eine mechanisch stabile Befestigung der Permanentmagnete und/oder der wenigstens einen Pohlschuhstruktur an der Jochstruktur ergeben. Die Verwendung von nicht magnetischem Material verringert beziehungsweise verhindert die Ausbildung von magnetischen Kurzschlüssen über verschiedene beziehungsweise benachbarte Polschuhstrukturen und/oder Permanentmagneten.The at least one permanent magnet and / or the at least one pole shoe structure can be mechanically stably fixed to the yoke structure by means of a structure in the form of at least one tie rod, in particular a non-magnetic web tie rod. As an alternative to forming a recess in the dovetail-shaped yoke structure, this may result in a mechanically stable attachment of the permanent magnets and / or the at least one shoe structure to the yoke structure. The use of non-magnetic material reduces or prevents the formation of magnetic short circuits via different or adjacent pole shoe structures and / or permanent magnets.

Durch die zuvor beschriebene Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine große nichtmagnetische Pollücke zwischen den Permanentmagneten realisiert werden, und damit sehr kleine Induktivitäten in der senkrechten radialen Asche zur Drehachse des Rotors. Das Reluktanzmoment kann dadurch im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen erhöht werden.By the above-described embodiment of the device according to the invention, a large non-magnetic pole gap between the permanent magnets can be realized, and thus very small inductances in the vertical radial ash to the axis of rotation of the rotor. The reluctance torque can thereby be increased compared to conventional devices.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit vorteilhaften Weiterbildungen gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche werden nachfolgend anhand der folgenden Figuren näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.Preferred embodiments of the invention with advantageous developments according to the features of the dependent claims are explained in more detail with reference to the following figures, but without being limited thereto.

Es zeigen:Show it:

1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 nach Art einer elektrischen Maschine, und 1 a sectional view of a device according to the invention 1 in the manner of an electric machine, and

2 eine vergrößerte Darstellung des in 1 dargestellten Rotors 2 nach einer ersten Ausführungsform, und 2 an enlarged view of the in 1 represented rotor 2 according to a first embodiment, and

3 einen Ausschnitt eines in 2 dargestellten Rotors 2 nach einer zweiten Ausführungsform mit von einer Jochstruktur 4 beabstandeten Permanentmagneten 5, und 3 a section of an in 2 represented rotor 2 according to a second embodiment with a yoke structure 4 spaced permanent magnets 5 , and

4 einen Ausschnitt eines in 2 dargestellten Rotors 2 nach einer dritten Ausführungsform mit einer Polschuhstruktur 6 mit Flusssperren 10, und 4 a section of an in 2 represented rotor 2 according to a third embodiment with a pole shoe structure 6 with river barriers 10 , and

5 einen Ausschnitt eines in 2 dargestellten Rotors 2 nach einer vierten Ausführungsform mit einer Polschuhstruktur 6 und Permanentmagneten 5, welche über Zuganker 11 statt über Abstandshalter 7 an der Jochstruktur 4 befestigt sind. 5 a section of an in 2 represented rotor 2 according to a fourth embodiment with a pole shoe structure 6 and permanent magnets 5 which via tie rods 11 instead of spacers 7 at the yoke structure 4 are attached.

1 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Art einer elektrischen Maschine 1 mit einem Rotor 2 und einem Stator 3. Die Vorrichtung 1 ist in einem senkrechten Schnitt zur Rotationsachse des Rotors 2 dargestellt. 1 shows a sectional view of a device according to the invention in the manner of an electric machine 1 with a rotor 2 and a stator 3 , The device 1 is in a vertical section to the axis of rotation of the rotor 2 shown.

Der Rotor 2 ist von einem gebräuchlichen Stator 3 umgeben, welcher der Einfachheit halber im Weiteren nicht im Detail dargestellt ist. Der Stator 3 enthält elektrische Spulen, welche z. B. ein rotierendes Manetfeld erzeugen können. Wie in gebräuchlichen Motoren kann damit der Rotor 2 in Rotationsbewegung versetzt werden. Alternativ kann, wie in einem Generator, ein Magnetfeld von einem rotierenden Rotor 2 in den Spulen des Stators 3 eine Spannung induzieren. Elektrische Energie kann so aus einer mechanischen Energie, welche in Form der Rotationsbewegung des Rotors 2 vorliegt, erzeugt werden.The rotor 2 is from a common stator 3 surrounded, which for the sake of simplicity is not shown in detail below. The stator 3 contains electrical coils, which z. B. can generate a rotating Manetfeld. As in common engines can thus the rotor 2 be set in rotation. Alternatively, as in a generator, a magnetic field may be from a rotating rotor 2 in the coils of the stator 3 induce a voltage. Electrical energy can thus be generated from a mechanical energy, which takes the form of the rotational movement of the rotor 2 is present.

In 2 ist eine vergrößerte Darstellung des in 1 gezeigten Rotors 2 dargestellt. In einer ersten Ausführungsform ist der Rotor 2 aus einer Welle bzw. Rotationswelle 8, einer Jochstruktur 4, Permanentmagneten 5, einer Polschuhstruktur 6 und Abstandshaltern 7 aufgebaut. Die Jochstruktur 4 ist hohlzylinderförmig ausgebildet und in der äußeren Mantelfläche des Hohlzylinders sind Ausnehmungen 9 angeordnet. Die Ausnehmungen 9 sind z. B. in regelmäßigem Abstand voneinander entlang des Umfangs der Jochstruktur 4 in der Jochstruktur 4 ausgebildet.In 2 is an enlarged view of the in 1 shown rotor 2 shown. In a first embodiment, the rotor 2 from a shaft or rotation shaft 8th , a yoke structure 4 , Permanent magnets 5 , a pole shoe structure 6 and spacers 7 built up. The yoke structure 4 is hollow cylinder-shaped and in the outer circumferential surface of the hollow cylinder are recesses 9 arranged. The recesses 9 are z. B. at a regular distance from each other along the circumference of the yoke structure 4 in the yoke structure 4 educated.

Die Welle 8 ist von dem Hohlzylinder der Jochstruktur 4 vollständig umgeben und mit dieser starr und mechanisch stabil verbunden. Ein Drehmoment kann zwischen Welle 8 und Jochstruktur 4 durch die starre, mechanische Verbindung übertragen werden. Die Welle 8 ist z. B. als eine Motor- oder Generatorwelle aus Stahl ausgebildet. Die Jochstruktur 4 kann an diese durch z. B. Hartlöten oder durch Schweißen angebracht sein. Die Jochstruktur 4 kann z. B. aus einem weichmagnetischen Material geblecht oder als homogener Körper hergestellt sein.The wave 8th is from the hollow cylinder of the yoke structure 4 completely surrounded and connected to this rigid and mechanically stable. A torque can be between shaft 8th and yoke structure 4 be transmitted through the rigid, mechanical connection. The wave 8th is z. B. formed as a motor or generator shaft made of steel. The yoke structure 4 can be connected to these by z. B. brazing or by welding. The yoke structure 4 can z. B. laminated from a soft magnetic material or manufactured as a homogeneous body.

Der Rotor 2 ist als permanentmagnetischer Rotor 2 ausgeführt, wobei in den Ausnehmungen 9 des hohlzylindrischen Jochkörpers 4 die Permanentmagnete 5 angeordnet sind. Dabei sind die Permanentmagnete 5 mit ihrer Achse vom Nord zum Südpol auf dem Radius eines kreisförmigen Schnittes senkrecht zur Rotationsachse der hohlzylindrischen Jochstruktur 4 bzw. des Rotors 2 angeordnet. Es kann der Nordpol oder alternativ der Südpol des Permanentmagneten 5 in Richtung Rotationsachse weisen. Durch die Anordnung ergibt sich ein IPM-Rotor, mit innen liegenden Permanentmagneten 5. The rotor 2 is as a permanent magnetic rotor 2 executed, wherein in the recesses 9 of the hollow cylindrical yoke body 4 the permanent magnets 5 are arranged. Here are the permanent magnets 5 with its axis from the north to the south pole on the radius of a circular section perpendicular to the axis of rotation of the hollow cylindrical yoke structure 4 or the rotor 2 arranged. It may be the north pole or alternatively the south pole of the permanent magnet 5 pointing in the direction of the axis of rotation. The arrangement results in an IPM rotor, with permanent magnets inside 5 ,

Die Permanentmagnete 5 sind direkt an der Jochkörperstruktur 4 befestigt, z. B. durch Kleben, Schweißen, Hartlöten oder Eingießen mit Vergussmasse. Eine Ausnehmungen 9 kann jeweils, wie in 2 gezeigt die inverse Form einer Polschuhstruktur 6 und eines Permanentmagnetes 5 aufweisen oder, wie in 3 und 4 dargestellt, eine Schwalbenschwanznutform. Bei Ausbildung der Ausnehmungen 9 in Schwalbenschwanznutform sind die Ausnehmungen z. B. wie Gräben parallel der Drehachse des Rotors 2 angeordnet, mit einem ebenen Boden der Nut auf einer Umfangsfläche der hohlzylindrischen Jochkörperstruktur 4, und Seitenwänden der Nut, welche vom ebenen Boden ausgehend in Richtung äußerem Umfang der hohlzylindrischen Jochkörperstruktur 4 verlaufen und einen in Richtung äußeren Umfang abnehmenden Nut-Durchmesser bzw. Querschnitt ergeben. Die Permanentmagneten 5 sind direkt auf dem ebenen Boden der Nut angeordnet.The permanent magnets 5 are directly on the yoke body structure 4 attached, z. B. by gluing, welding, brazing or pouring with potting compound. A recesses 9 can each, as in 2 show the inverse form of a pole shoe structure 6 and a permanent magnet 5 or, as in 3 and 4 illustrated, a dovetail groove shape. In training the recesses 9 in Schwalbenschwanznutform the recesses are z. B. as trenches parallel to the axis of rotation of the rotor 2 arranged with a flat bottom of the groove on a peripheral surface of the hollow cylindrical yoke body structure 4 , and side walls of the groove, which starting from the flat bottom in the direction of the outer circumference of the hollow cylindrical yoke body structure 4 run and give a decreasing in the direction of outer circumference groove diameter or cross section. The permanent magnets 5 are arranged directly on the flat bottom of the groove.

Auf der entgegen gesetzten Seite der Befestigungsfläche des Permanentmagneten 5 an der Jochkörperstruktur 4, wobei die Befestigungsfläche durch den ebenen Boden einer Ausnehmung 9 gegeben ist, ist jeweils auf einem Permanentmagneten 5 eine Polschuhstruktur 6 angeordnet. Diese kann z. B. durch Kleben, Hartlöten oder Schweißen an dem Permanentmagneten 5 mechanisch stabil befestigt sein. Die Polschuhstruktur 6 ragt in der Regel etwas über die Seiten des Permanentmagneten 5 heraus, so dass der Permanentmagnet 5 vollständig von der Polschuhstruktur 6 bedeckt ist. Der Permanentmagnet 5 kann in Form eines Quaders ausgebildet sein, wobei die Pohlschuhstruktur 6 ebenfalls quaderförmig ausgebildet sein kann, mit einer Seitenlänge des Quaders größer einer Seitenlänge des Quaders des Permanentmagneten 5. Sowohl der Quader des Permanentmagneten 5 als auch der Quader der Pohlschuhstruktur 6 und die Ausnehmung 9 können stabförmig ausgeführt sein.On the opposite side of the mounting surface of the permanent magnet 5 at the yoke body structure 4 , wherein the attachment surface through the flat bottom of a recess 9 is given, each is on a permanent magnet 5 a pole shoe structure 6 arranged. This can, for. B. by gluing, brazing or welding to the permanent magnet 5 be mechanically stable attached. The pole shoe structure 6 usually something protrudes over the sides of the permanent magnet 5 out, leaving the permanent magnet 5 completely from the pole shoe structure 6 is covered. The permanent magnet 5 may be formed in the shape of a cuboid, wherein the Pohlschuhstruktur 6 may also be cuboid, with a side length of the cuboid greater a side length of the cuboid of the permanent magnet 5 , Both the cuboid of the permanent magnet 5 as well as the cuboid of Pohlschuhstruktur 6 and the recess 9 can be designed rod-shaped.

An den Seiten der Pohlschuhstruktur 6, welche den Seitenwänden der Ausnehmung 9 bzw. Nut gegenüber liegen, können mechanisch stabil Abstandshalter 7 befestigt sein, über welche die Polschuhstruktur 6 mechanisch stabil an die Jochstruktur 4 befestigt ist. Bei einer schwalbenschwanznutförmigen Ausnehmung 9 kann die Polschuhstruktur 6 in Verbindung mit den Abstandshaltern 7 die Form eines umgekehrten Keils ergeben. Die Seitenflächen der Ausnehmung 9 und die Seitenflächen des umgekehrten Keils sind miteinander verbunden, und selbst bei hohen Drehmomenten des Rotors 2 werden die Seitenflächen gegeneinander gepresst und „verkeilt”, so dass das System Abstandshalter 7, Polschuhstruktur 6 und Permanentmagnet 5 nicht aus der Ausnehmung 9 durch Fliegkräfte gedrückt wird, selbst bei hohen Drehzahlen des Rotors 2. Das System bleibt stabil in der Ausnehmung 9 der Jochstruktur 4 fixiert.On the sides of the Pohlschuhstruktur 6 facing the side walls of the recess 9 or groove opposite, can mechanically stable spacers 7 be attached, over which the pole shoe structure 6 mechanically stable to the yoke structure 4 is attached. In a dovetail groove-shaped recess 9 can the pole shoe structure 6 in conjunction with the spacers 7 give the shape of an inverted wedge. The side surfaces of the recess 9 and the side surfaces of the inverted wedge are connected together, and even at high torques of the rotor 2 The side surfaces are pressed against each other and "wedged", leaving the system spacers 7 , Pole shoe structure 6 and permanent magnet 5 not from the recess 9 is pressed by fly forces, even at high speeds of the rotor 2 , The system remains stable in the recess 9 the yoke structure 4 fixed.

Bei dieser Anordnung ist alternativ zu der in 2 gezeigten Befestigung der Permanentmagnete 5 an der ebenen Bodenfläche der Nut bzw. Ausnehmung 9 auch eine Befestigung der Permanentmagnete 5 entsprechend der in 3 gezeigten Ausführungsform möglich. Der Einfachheit halber ist in 3 nicht der ganze Rotor 2, sondern nur ein Segment des Rotors mit einer einzigen Ausnehmung 9 in der Jochstruktur 4 dargestellt. Im Gegensatz zu der Ausführungsform der 2 ist in der Ausführungsform der 3 der Permanentmagnet 5 nicht direkt mit der Jochstruktur 4 mechanisch verbunden, sondern zwischen Permanentmagnet 5 und ebenen Boden der Ausnehmung 9 der Jochstruktur 4 ist ein schmaler Spalt, z. B. ein Luftspalt ausgebildet. Der Permanentmagnet 5 ist über die Polschuhstruktur 6 und die Abstandshalter sozusagen „hängend” in der Ausnehmung 9 in der Jochstruktur 4 befestigt. Der Spalt zwischen Permanentmagnet 5 und Jochstruktur 4 ermöglicht eine Reduzierung bzw. Verhinderung von magnetischen Kurzschlüssen über die Jochstruktur 4 zwischen verschiedenen Permanentmagneten 5.In this arrangement is alternative to the in 2 shown attachment of the permanent magnets 5 on the flat bottom surface of the groove or recess 9 also an attachment of the permanent magnets 5 according to the in 3 shown embodiment possible. For the sake of simplicity, is in 3 not the whole rotor 2 but only one segment of the rotor with a single recess 9 in the yoke structure 4 shown. In contrast to the embodiment of the 2 is in the embodiment of 3 the permanent magnet 5 not directly with the yoke structure 4 mechanically connected, but between permanent magnet 5 and flat bottom of the recess 9 the yoke structure 4 is a narrow gap, z. B. formed an air gap. The permanent magnet 5 is over the pole shoe structure 6 and the spacers, so to speak "hanging" in the recess 9 in the yoke structure 4 attached. The gap between permanent magnet 5 and yoke structure 4 allows a reduction or prevention of magnetic short circuits on the yoke structure 4 between different permanent magnets 5 ,

In 4 ist eine weitere alternative Ausführungsform der in 2 gezeigten Vorrichtung 1 dargestellt. In der in 4 gezeigten Vorrichtung 1 ist die Polschuhstruktur 6 nicht als homogener Körper über einem Permanentmagneten 5 ausgebildet, sondern in Form von Segmenten, mit Flusssperren 10 zwischen den Segmenten. Zum Beispiel können die Segmente einzelne Bleche aus einem weichmagnetischen Material sein, welche durch einen Lack voneinander elektrisch und/oder magnetisch entkoppelt sind. Dadurch wird die Bildung von elektrischen Wirbelströmen und magnetische Kurzschlüssen weiter verringert bzw. vollständig unterbunden.In 4 is another alternative embodiment of the in 2 shown device 1 shown. In the in 4 shown device 1 is the pole shoe structure 6 not as a homogeneous body over a permanent magnet 5 formed, but in the form of segments, with river barriers 10 between the segments. For example, the segments may be individual sheets of a soft magnetic material, which are electrically and / or magnetically decoupled by a paint. As a result, the formation of electrical eddy currents and magnetic short circuits is further reduced or completely prevented.

Wie in 5 dargestellt ist, kann alternativ zu der Befestigung der Permanentmagnete 5 und Polschuhstruktur 6 in Ausnehmungen 9 mit der Form einer Schwalbenschwanznut auch eine Befestigung der Permanentmagnete 5 und Polschuhstruktur 6 über Zuganker 11 erfolgen. Dabei sind die Zuganker 11 in der Jochstruktur 4 „verhakt” und bilden in Verbindung mit der Jochstruktur 4 punktuell die Form der Ausnehmungen 9. Analog der Befestigung der Permanentmagnete 5 und Polschuhstruktur 6 in einer Ausnehmung 9 sind die Permanentmagnete 5 und Polschuhstruktur 6 über die Zuganker 11 „verkeilt” an der Jochstruktur 4 mechanisch stabil befestigt. Durch die Verwendung der Zuganker 11 können die Abstandshalter 7 entfallen.As in 5 may be illustrated as an alternative to the attachment of the permanent magnets 5 and pole shoe structure 6 in recesses 9 with the shape of a dovetail also a fastening of the permanent magnets 5 and pole shoe structure 6 over tie rods 11 respectively. Here are the tie rods 11 in the yoke structure 4 "Hooked" and form in conjunction with the yoke structure 4 punctiform the shape of the recesses 9 , Analogous to the attachment of the permanent magnets 5 and pole shoe structure 6 in a recess 9 are the permanent magnets 5 and pole shoe structure 6 over the tie rods 11 "Wedged" on the yoke structure 4 fixed mechanically stable. By using the tie rods 11 can the spacers 7 omitted.

Bei einer Ausbildung der Abstandshalter 7 und/oder der Zuganker 11 aus einem magnetisch nichtleitenden Material, insbesondere einem Faserverbundwerkstoff oder Edelstahl, können magnetische Kurzschlüsse verschiedener Permanentmagnete 5 und/oder Polschuhstrukturen 6 untereinander verhindert werden, und die Vorrichtung 1 kann Verluste durch magnetische Kurzschlüsse verhindern bzw. reduzieren. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Vorrichtung 1, insbesondere bei Ausbildung als Motor oder Generator erhöht.In an education of the spacers 7 and / or the tie rod 11 From a magnetically non-conductive material, in particular a fiber composite material or stainless steel, magnetic short circuits of various permanent magnets 5 and / or pole shoe structures 6 be prevented from each other, and the device 1 can prevent or reduce losses due to magnetic short circuits. This will increase the efficiency of the device 1 , especially when trained as a motor or generator increases.

Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrads kann erreicht werden, wenn der Spalt zwischen Rotor 2 und Stator 3 nicht überall gleich groß ist. Dies ist der Einfachheit halber in den Figuren nicht dargestellt. Es lässt sich jedoch aus der Form des in den 3 bis 5 dargestellten Rotors 2 ableiten, da die Einhüllende Fläche des Rotorumfangs keinen perfekten rotationssymmetrischen Zylinder ergibt. Vielmehr stellt der Rotor 2 einen im Wesentlichen zylindrischen Körper dar, mit Einbuchtungen und Ausdellungen in seiner Mantelfläche. In Verbindung mit einem hohlzylindrischen, rotationssymmetrischen Stator 3 ergibt sich ein hohlzylindrischer Spalt zwischen Stator 3 und Rotor 2, welcher in seiner radialen Dicke senkrecht zur Rotationsachse des Rotors 2 entlang des Umfangs des Rotors 2 nicht gleichmäßig ausgebildet ist, sondern Extrema aufweist. Die Breite des Spalts variiert über den Umfang des Rotors 2 in der in den Figuren dargestellten Schnittebene.A further improvement of the efficiency can be achieved if the gap between rotor 2 and stator 3 not the same everywhere. This is not shown in the figures for the sake of simplicity. However, it can be seen from the shape of the in the 3 to 5 represented rotor 2 derive because the envelope surface of the rotor circumference does not give a perfect rotationally symmetric cylinder. Rather, the rotor provides 2 a substantially cylindrical body, with indentations and Ausdellungen in its lateral surface. In conjunction with a hollow cylindrical, rotationally symmetric stator 3 results in a hollow cylindrical gap between the stator 3 and rotor 2 , which in its radial thickness perpendicular to the axis of rotation of the rotor 2 along the circumference of the rotor 2 is not uniform, but has extremes. The width of the gap varies over the circumference of the rotor 2 in the sectional plane shown in the figures.

Dabei treten z. B. Extremwerte der Breite in Bereichen der Mitte des wenigstens einen Permanentmagneten 5 und in Bereichen der Mitte zwischen benachbarten Permanentmagneten 5 auf. Die Breite des Spalts ist durch den Abstand des äußeren Umfangs des Rotors 2 vom inneren Umfang des Stators 3 definiert.This z. B. extreme values of the width in areas of the center of the at least one permanent magnet 5 and in areas of the middle between adjacent permanent magnets 5 on. The width of the gap is defined by the distance of the outer circumference of the rotor 2 from the inner circumference of the stator 3 Are defined.

Eine mögliche Ausführungsform weist eine minimale Spaltbreite im Bereich der Polschuhstrukturen 6 auf, insbesondere in der Mitte einer jeweiligen Polschuhstruktur 6, welche gleichzeitig die Mitte eines jeweiligen Permanentmagneten 5 ist. In Bereichen zwischen den Polschuhstrukturen 6 ist die Spaltbreite maximal, insbesondere im Bereich der Abstandshalter 7.One possible embodiment has a minimum gap width in the area of the pole shoe structures 6 on, in particular in the middle of a respective pole shoe structure 6 , which at the same time the center of a respective permanent magnet 5 is. In areas between the pole shoe structures 6 the gap width is maximum, especially in the area of the spacers 7 ,

In einer alternativen Ausführungsform ist das Spaltmaximum und Minimum vertauscht.In an alternative embodiment, the gap maximum and minimum are reversed.

Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele können einzeln oder in Kombination verwendet werden.The embodiments illustrated in the figures can be used individually or in combination.

Claims

Contraption ( 1 ) in the manner of an electric machine with a stator ( 3 ) and a permanent magnetic rotor ( 2 ), wherein the rotor ( 2 ) rotatable in the stator ( 3 ) is mounted and the rotor ( 2 ) and the stator ( 3 ) are spaced apart by a hollow cylindrical gap, and wherein the rotor ( 2 ) a rotary shaft ( 8th ), one the rotation shaft ( 8th ) enclosing yoke structure ( 4 ) and at least one permanent magnet ( 5 ), characterized in that at least one pole shoe structure ( 6 ) of magnetically conductive material between the at least one permanent magnet ( 5 ) and the gap is arranged.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a plurality of permanent magnets ( 5 ) are provided, which in particular as internal permanent magnets ( 5 ) in the yoke structure ( 4 ) are formed.

Contraption ( 1 ) according to claim 2, characterized in that in each case between a permanent magnet ( 5 ) of the plurality of permanent magnets ( 5 ) and the gap a pole shoe structure ( 6 ) is arranged, in particular in direct mechanical contact with the respective permanent magnet ( 5 ).

Contraption ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the pole shoe structures ( 6 ) of the plurality of permanent magnets ( 5 ) magnetically not with each other and / or magnetically not with the yoke structure ( 4 ) are coupled.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the yoke structure ( 4 ) is formed from magnetically conductive material and / or comprises magnetically conductive material, wherein in particular the magnetically conductive material of the yoke structure ( 4 ) and / or the pole shoe structure ( 6 ) is soft magnetic material.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a lower side of at least one permanent magnet ( 5 ), in particular of all permanent magnets ( 5 ), in direct mechanical contact with the yoke structure ( 4 ), wherein the underside of the side of the at least one permanent magnet ( 5 ), which perpendicular to the north-south axis of the at least one permanent magnet ( 5 ) is arranged at the south pole.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 2 to 6, characterized in that the yoke structure ( 4 ) is formed in a hollow cylindrical shape, with recesses ( 9 ) in an outer shell of the hollow cylinder, in particular with at regular intervals from one another along a circumference of the hollow cylinder arranged recesses ( 9 ), wherein in each case a permanent magnet ( 5 ) and / or in each case a Pohlschuhstruktur in a recess ( 9 ) is arranged.

Contraption ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the recesses ( 9 ) an enlarged shape of the circumference of the at least one permanent magnet ( 5 ) and / or the Pohlschuhstruktur, in particular with a cross section in the form of a dovetail groove, and / or in the recess ( 9 ) each arranged a permanent magnet ( 5 ) and / or in the recess ( 9 ) each arranged a Pohlschuhstruktur with the yoke structure ( 4 ) have no direct mechanical and magnetic contact.

Contraption ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the respective one permanent magnet ( 5 ) and / or each one Pohlschuhstruktur on at least one, in particular 2 or 4 spacers ( 7 ), each in a recess ( 9 ) are mechanically stable.

Contraption ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the at least one spacer ( 7 ) is made of a magnetically non-conductive material, in particular a fiber composite material or stainless steel.

Contraption ( 1 ) according to claim 7 to 10, characterized in that the respective one permanent magnet ( 5 ) and / or the respective one Pohlschuhstruktur in the recess ( 9 ) are attached by gluing and / or potting.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the yoke structure ( 4 ) and / or the at least one pole shoe structure ( 6 ) are executed.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 2 to 12, characterized in that the gap is an air gap and / or that the width of the gap over the circumference of the rotor ( 2 ), in particular with extreme values of the width in regions of the middle of the at least one permanent magnet ( 5 ) and in areas of the middle between adjacent permanent magnets ( 5 ), wherein the width by the distance of the outer circumference of the rotor ( 2 ) from the inner circumference of the stator ( 3 ) given is.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one pole shoe structure ( 6 ) River barriers ( 10 ) for the magnetic flux.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one permanent magnet ( 5 ) and / or the at least one shoe structure over a structure in the form of at least one tie rod ( 11 ), in particular a laminated tie rod ( 11 ) of non-magnetic material, mechanically stable on the yoke structure ( 4 ) are attached.