-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die Erfindung betrifft eine Statoranordnung für einen Elektromotor, die einen Kern mit spiralförmig gewickelten elektrischen Wicklungen aufweist.
-
HINTERGRUND
-
Elektromotoren/Generatoren werden für verschiedene Zwecke verwendet, etwa in einem Hybridelektrofahrzeug zum Erzeugen von Drehmoment aus gespeicherter elektrischer Energie. Der Wirkungsgrad eines Elektromotors hängt teilweise davon ab, wie gut ein von elektrischen Wicklungen erzeugter Magnetfluss erfasst und zu einem Rotor hin gelenkt wird, um den Rotor zu drehen. Statoranordnungen mit relativ komplexen elektrischen Wicklungen werden häufig verwendet. Endwindungen der Wicklungen erstrecken sich oft axial von der Statoranordnung weg. Zur Erzeugung eines sinusförmigen Flussmusters werden relativ voluminöse Endwindungen verwendet.
-
Die
US 6 236 135 B1 offenbart eine Statoranordnung für einen Elektromotor mit einem Innenrotor, der um eine Rotationsachse drehbar ist. Die Statoranordnung umfasst einen ringförmigen Kern, der um die Rotationsachse des Stators herum zentriert ist mit mehreren elektrischen Wicklungen, die jeweils in einer jeweiligen Spirale um die Außenoberfläche des Kerns herum gewickelt sind und für einen Stromfluss in den Wicklungen angeordnet sind.
-
In der
DE 690 30 954 T2 ist eine implantierbare Zentrifugalpumpe zur Herzunterstützung mit Radialantrieb offenbart, die eine Statoranordnung mit einem Kern umfasst, der Nuten aufweist, um Wicklungen zumindest teilweise aufzunehmen.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Eine Statoranordnung für einen Elektromotor enthält einen ringförmigen Kern, der um eine Rotationsachse eines Innenrotors, den die Statoranordnung umgibt, zentriert ist. Die Statoranordnung weist mehrere elektrische Wicklungen auf, die jeweils in einer jeweiligen Spirale um die Außenoberfläche des Kerns herum gewickelt und für einen Stromfluss in den Wicklungen angeordnet sind. Bei einigen Ausführungsformen sind die jeweiligen Spiralen voneinander beabstandet und zueinander parallel. Die Statoranordnung kann Polstücke aufweisen, die den Kern und die Wicklungen im Wesentlichen umschließen. Die Polstücke können so ausgestaltet sein, dass sie sich sowohl radial nach außen als auch axial nach innen verjüngen, um dadurch den Fluss vom Kern auf eine Innenoberfläche der Polstücke, die dem Rotor zugewandt ist, zu konzentrieren.
-
Der Kern kann im Wesentlichen kreisringförmig sein, jedoch mit einer in einem radialen Querschnitt sechseckigen Gestalt. Die sechseckige Gestalt kann sich zu einem radial inneren Scheitelpunkt hin in der Breite verjüngen. Die Polstücke können an einer radialen Innenecke eine dickste Breite aufweisen, um den Fluss an einer Oberfläche zu konzentrieren, die dem Innenrotor des Motors zugewandt ist. Bei einigen Ausführungsformen bilden die Polstücke eine dem Innenrotor zugewandte zylindrische Oberfläche. Die Statoranordnung kann für verschiedene Typen von Elektromotoren vorgesehen sein, welche Induktionsmotoren und Permanentmagnet-Reluktanzmotoren umfassen.
-
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten zum Ausführen der Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische Darstellung in Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Statoranordnung, bei der alle Polstücke bis auf zwei entfernt sind, um einen Statorkern und elektrische Wicklungen freizulegen;
-
2A ist eine schematische Querschnittsdarstellung entlang der Linie 2A-2A in 1;
-
2B ist eine fragmentarische schematische Querschnittsdarstellung eines Abschnitts des Statorkerns von 2A;
-
3 ist eine fragmentarische schematische Darstellung in einer Ansicht radial nach außen einer radialen Innenoberfläche von zusammengebauten Polstücken der Statoranordnung;
-
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht von zwei benachbarten Polstücken der Statoranordnung von 1;
-
5 ist eine schematische Darstellung in einer fragmentarischen Seitenansicht eines alternativen Polstücks für die Statoranordnung von 1;
-
6A ist eine schematische Darstellung in einer fragmentarischen Seitenansicht einer entgegengesetzten Seite des Polstücks von 5 und mit einer teilweise fragmentarischen Sektion; und
-
6B ist eine schematische Darstellung der fragmentarischen Sektion von 6A, die beschichtete Magnetpartikel des Statorkerns darstellt.
-
GENAUE BESCHREIBUNG
-
Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten bezeichnen, ist 1 eine Statoranordnung 10 für einen Elektromotor. Ein Rotor 12 des Elektromotors ist gestrichelt angezeigt und rotiert um eine Rotationsachse 14. Die Statoranordnung 10 enthält, wie hier beschrieben ist, einen Kern 16, der als magnetischer Rückschluss dient, viele elektrische Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 und viele Polstücke. Es werden nur zwei der Polstücke 20A, 20B gezeigt, um den Kern 16 und die Wicklungen 18A1–18C2 sehen zu können. Die Rotationsachse 14 des Rotors 12 ist auch eine Mittellinie des Kerns 16. Die Komponenten der Statoranordnung 10 sind ausgestaltet, um den Fluss auf einer radialen Innenoberfläche 22, die durch die Polstücke 20A, 20B gebildet wird, benachbart zum Rotor 12 zu konzentrieren. Die Statoranordnung 10 ist außerdem ausgestaltet, um Endwindungen der Wicklungen 18A1–18C2 zu vermeiden. Dies verringert die axialen Gesamtdimensionen der Statoranordnung 10, was ein wichtiger Vorteil bei Anwendungen ist, in denen der Einbauraum ein begrenzender Faktor ist, wie etwa bei Hybridfahrzeugen.
-
Der ringförmige Kern 16 ist im Wesentlichen ein modifizierter kreisringförmiger Kern, der als der magnetische Rückschluss der Statoranordnung 10 dient. Mit Bezug auf 2A ist der Kern 16 bei der gezeigten Ausführungsform ein weichmagnetisches Verbundmaterial (SMC-Material), das Eisenpartikel 24 enthält, die jeweils mit einem Isolierfilm 26 etwa aus Keramik oder Kunststoff beschichtet sind. Wie in dem in 2A gezeigten radialen Querschnitt gezeigt, ist der Kern 16 ein massiver ringförmiger Kern mit einer sich verjüngenden sechseckigen Gestalt. Alternativ kann der Kern 16 aus verschiedenen Segmenten zusammengesetzt sein, die zusammengebaut sind, um einen vollständigen Kreisring auszubilden.
-
Die sich im radialen Querschnitt des Kerns 16 verjüngende sechseckige Gestalt umfasst einen ersten Scheitelpunkt 30 an einem radial äußeren Endpunkt des Kerns 16 und einen zweiten Scheitelpunkt 32 an einem radial inneren Endpunkt des Kerns 16. Der erste Scheitelpunkt 30 bildet einen äußeren Rand, der in 1 am besten gezeigt ist, und der zweite Scheitelpunkt 32 bildet einen inneren Rand, der ebenfalls in 1 am besten gezeigt ist. Der Kern 16 bildet auch ein erstes Paar zusätzlicher Scheitelpunkte 34A, 34B und ein zweites Paar zusätzlicher Scheitelpunkte 36A, 36B. Die Scheitelpunkte 34A, 34B liegen einander axial näher als die Scheitelpunkte 36A, 36B und befinden sich näher beim zweiten Scheitelpunkt 32 als die Scheitelpunkte 34A, 34B. Der Kern 16 weist somit eine Gestalt auf, die als eine sich verjüngende sechseckige Gestalt bezeichnet wird, da sie sich derart verjüngt, dass der Kern 16 bei einer radial inneren Hälfte schmaler als bei einer radial äußeren Hälfte ist, wie in 2A ersichtlich ist. Der Kern 16 ist zu einer Ebene symmetrisch, die rechtwinklig zu der Achse 14 von 1 verläuft, aber er verjüngt sich in radialer Richtung. Die Gestalt verjüngt sich im Vergleich mit einer regelmäßigen sechseckigen Gestalt, bei der die Scheitelpunkte 34A, 34B die gleiche Distanz voneinander aufweisen wie die Scheitelpunkte 36A, 36B. Das Verjüngen des Kerns 16 ermöglicht, dass die Polstücke 20A, 20B usw. eine passende Gestalt aufweisen, um im Querschnitt ein Rechteck zu bilden, wenn sie um den Kern 16 herum zusammengebaut sind. Die passende Gestalt der Polstücke 20A, 20B usw. ist optimal zur Erfassung eines Magnetflusses entlang der Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 nahe bei der Außenseite und den Enden der Statoranordnung 10, zur Übertragung dieses Flusses an die Innenoberfläche 22 der Statoranordnung 10 und zum Verteilen des Flusses entlang der Innenoberfläche 22 der Statoranordnung 10.
-
Mit Bezug auf 1 und 2A ist der Kern 16 mit sechs Nuten 40A, 40B, 40C, 40D, 40E und 40F ausgebildet, die spiralförmig um eine Außenoberfläche des Kerns 16 herum verlaufen. Die Nuten 40A–40F verlaufen durch den Hohlraum 41, der durch den ringförmigen Kern 16 gebildet wird, in Schleifen um den Kern 16 herum vom Außenrand 30 zum Innenrand 32 unter einem schrägen Winkel derart, dass sich jede Nut 40A, 40B, 40C, 40D, 40E und 40F viermal vollständig um die Außenoberfläche des Kerns 16 herum windet. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Nuten 40A, 40B, 40C, 40D, 40E und 40F zueinander parallel und voneinander gleichmäßig beabstandet. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Nuten 40A, 40B, 40C, 40D, 40E und 40F so angeordnet, dass sie sich parallel zur Achse 14 so erstrecken, dass die Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 an den radial nach innen gerichteten Seiten 33A, 33B des Kerns 16 zu der Achse 14 parallel sind.
-
Der Kern 16 ist auch mit sechs spiralförmigen Rücken 42A, 42B, 42C, 42D, 42E und 42F ausgebildet, die sich radial nach außen um die Außenoberfläche des Kerns 16 herum erstrecken. Wie die Nuten 40A, 40B, 40C, 40D, 40E und 40F verlaufen die Rücken 42A, 42B, 42C, 42D, 42E und 42F spiralförmig um die Außenoberfläche des Kerns 16 herum, wobei sie durch den Hohlraum 41 in Schleifen um den Kern 16 herum vom Außenrand 30 zum Innenrand 32 mit einem schrägen Winkel (aber an den Seiten 33A, 33B parallel zur Achse 14) derart verlaufen, dass sich jede Rücken 42A, 42B, 42C, 42D, 42E und 42F viermal vollständig um die Außenoberfläche des Kerns 16 herum windet. An den radial nach innen gerichteten Seiten 33A, 33B des Kerns 16 sind die Nuten 40A, 40B, 40C, 40D, 40E und 40F und die Rücken 42A, 42B, 42C, 42D, 42E und 42F so angeordnet, dass sie sich parallel zu der in 1 gezeigten Achse 14 erstrecken. Mit Bezug auf 2A sind die Nuten 40A, 40B, 40C, 40D, 40E und 40F und die Rücken 42A, 42B, 42C, 42D, 42E und 42F an den Seiten 35A, 35B, 37A und 37B des Kerns 16 abgeschrägt, um spiralförmig um den Kern 16 herum zu verlaufen, wie in 1 gezeigt ist. Die Rücken 42A, 42B, 42C, 42D, 42E und 42F liegen in den Zwischenräumen zwischen den Nuten 40A, 40B, 40C, 40D, 40E und 40F derart, dass sich jeder Rücken zwischen den Wicklungen 18A1–18C2 befindet. Die Rücken 42A, 42B, 42C, 42D, 42E und 42F führen die elektrischen Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 und übertragen den Fluss zwischen ihnen in Abhängigkeit von der Richtung des Flusses, wie nachstehend weiter erläutert wird, vom Inneren des Kerns 16 zu der Außenoberfläche des Kerns 16 (d. h. zu den Scheiteln der Rücken 42A, 42B, 42C, 42D, 42E und 42F) und von der Außenoberfläche des Kerns 16 ins Innere des Kerns 16. Da sich die Rücken und die Nuten in der axialen Richtung entlang der Oberflächen 33A, 33B (d. h. der radialen Innenoberflächen des Kerns 16) erstrecken, erstrecken sich auch die elektrischen Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 entlang der Oberflächen 33A, 33B parallel zur Achse 14.
-
Die Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 führen vorzugsweise einen dreiphasigen elektrischen Strom, wobei die Phasen in 1 als A, B und C dargestellt sind. Strom wird an die Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 derart geliefert, dass er in benachbarten Wicklungen in entgegengesetzte Richtungen fließt. Zum Beispiel kann die erste Phase des Stroms A im Uhrzeigersinn um den Kern 16 herum fließen, wie in 1 zu sehen ist und wie mit einem negativen Vorzeichen (–A) angezeigt ist, während die zweite Phase des Stroms B, die in der Wicklung 18B2 benachbart zur Wicklung 18A1 fließt, um den Kern 16 herum gegen den Uhrzeigersinn fließt, wie durch ein positives Vorzeichen (+B) angezeigt ist. Die dritte Phase des Stroms C fließt in Wicklung 18C1 im Uhrzeigersinn (wie durch –C angezeigt ist). Die erste Phase des Stroms A in der Wicklung 18A2 fließt gegen den Uhrzeigersinn (wie durch +A angezeigt ist). Die zweite Phase des Stroms B in der Wicklung 18B1 fließt im Uhrzeigersinn (wie durch –B angezeigt ist). Die dritte Phase des Stroms C in der Wicklung 18C2 fließt gegen den Uhrzeigersinn (wie durch +C angezeigt ist). Da der Strom gezwungen wird, in paarweisen Wicklungen (z. B. +A und –A) in entgegengesetzte Richtungen zu fließen, wird der Magnetfluss in den Kern 16 hinein und aus dem Kern 16 heraus gedrückt, wie durch die Flusspfeile in 1 angezeigt ist, die entlang des Umfangs des Kerns 16 und vom Kern 16 radial nach innen überlagert sind. Bei diesem Aufbau bildet der dreiphasige Wechselstrom acht Pole P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7 und P8. Fachleute werden erkennen, dass der Stromfluss und die Flusspfeile eine Magnetflussverteilung anzeigen, die durch die paarweisen Wicklungen 40A und 40D verursacht wird.
-
Die beispielhafte Statoranordnung 10 weist drei elektrische Phasen auf und der gleiche Strom fließt sowohl in 18A1 als auch in 18A2, aber in entgegengesetzte spiralförmige Richtungen um den Kern 16 herum. Der Strom in 18A1 bewirkt, dass der Magnetfluss versucht, im Uhrzeigersinn um den Kern 16 herum zu fließen, und der Strom in 18A2 bewirkt, dass der Magnetfluss versucht, um den Kern 16 herum gegen den Uhrzeigersinn zu fließen, wie durch die auf dem Kern 16 überlagerten Pfeile gezeigt ist. Daher tendiert der Fluss dazu, zwischen den Wicklungen 18A1 und 18A2 in den Kern 16 hinein und aus diesem heraus zu fließen, und die Rücken 42A, 42B, 42C, 42D, 42E und 42F vom Kern 16 und die Polstücke 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F, 20G, 20H und 20I sammeln den Fluss und leiten ihn zur Innenoberfläche 22 des Kerns 16, sodass er in den Rotor 12 hinein und aus diesem heraus fließen kann, wie durch die radialen Pfeile angegeben ist. Bei einem dreiphasigen Elektromotor wird ein Strom, der durch die Phase A fließt, von Strömen in den Phasen B und C begleitet, sodass der Gesamt- oder Nettofluss im Motor komplexer ist, aber er kann sehr genau angenähert werden, indem zu einem Zeitpunkt ein Wicklungspaar auf diese Weise betrachtet wird (18A1 und 18A2, 18B1 und 18B2 oder 18C1 und 18C2) und die Ergebnisse dann aufsummiert werden.
-
Wie in 1 und 2A dargestellt ist, liegen die Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 alle entlang ihrer gesamten Längen an der Außenoberfläche des Kerns 16. Da sich die Nuten 40A, 40B, 40C, 40D, 40E und 40F und die Rücken 42A, 42B, 42C, 42D, 42E und 42F entlang der Oberflächen der Seiten 33A, 33B des Kerns 16 parallel zu der Achse 14 erstrecken, sind die Statorzahnabschnitte 51A, 51B benachbarter Polstücke nicht geschrägt, wie in 3 angezeigt ist. Bei anderen Ausführungsformen kann es sein, dass die Wicklungen nicht in eine axiale Richtung entlang Oberflächen des Kerns, die einem Innenrotor der elektri schen Maschine zugewandt sind, gerichtet sind, wobei in diesem Fall Statorzahnabschnitte der Polstücke an der radialen Innenoberfläche abgeschrägt wären. Die Polstücke 20A, 20B und die anderen sechsundvierzig Polstücke sind so ausgestaltet, dass die radialen Innenoberflächen 22, die durch die Statorzähne 51A, 51B und die achtundvierzig anderen Statorzähne der Statoranordnung 10 gebildet sind, eine zylindrische Oberfläche bilden, die dem Rotor 12 zugewandt ist. Die Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 weisen keine Endwindungen auf, die sich vom Kern 16 nach außen weg erstrecken. Dies trägt zur axialen Kompaktheit der Statoranordnung 10 bei.
-
Wieder mit Bezug auf 1 sind die zwei benachbarten Polstücke 20A, 20B ausgestaltet, um den Abschnitt der Hälfte der Außenoberfläche des Kerns 16 zwischen einer der Windungen der Wicklungen 18B2 und 18C2, die in 1 sichtbar sind, zu umgeben. Jedes Polstück 20A, 20B überspannt einen jeweiligen Abschnitt des Kerns 16 zwischen jeweiligen Schleifen benachbarter Wicklungen um den Kern 16 herum. Das Polstück 20A überspannt den in 1 sichtbaren Abschnitt des Kerns zwischen einer der vier Schleifen der Wicklungen 18A1 und 18B2, während das Polstück 20B den in 1 sichtbaren Abschnitt des Kerns 16 zwischen einer der vier Schleifen der Wicklungen 18A1 und 18C2 überspannt. Somit ist jedes Polstück 20A, 20B unter dem gleichen Winkel wie die Wicklungen 40A, 40B, 40C, 40D, 40E und 40F um die Seiten 35A und 37A des Kerns 16 herum geschrägt. In 1 sind nur zwei Polstücke 20A, 20B am Kern 16 montiert gezeigt. Bei dieser Ausführungsform gibt es jedoch achtundvierzig Polstücke insgesamt, da es vierundzwanzig Schleifen der Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 gibt, und daher vierundzwanzig Abschnitte des Kerns 16 zwischen den Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2, die an den Seiten 33A, 35A, 37A des in 1 sichtbaren Kerns 16 überdeckt werden müssen, und vierundzwanzig weitere Abschnitte des Kerns 16 zwischen den Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2, die an den Seiten 33B, 35B und 37B des Kerns 16, die in 1 nicht sichtbar sind (welche in 1 dem Blatt zugewandt sind), bedeckt werden müssen.
-
Mit Bezug auf 4 ist das Polstück 20B in einer perspektivischen Ansicht zusammen mit einem passenden Polstück 20C gezeigt, das zwischen den gleichen zwei Wicklungen wie das Polstück 20B an den in 1 nicht gezeigten entgegengesetzten Seiten des Kerns 16 spiralförmig verläuft. Weil die Statoranordnung 10 sechs Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 aufweist, von denen jede in einer Schleife viermal um den Kern 16 herum verläuft, gibt es an jeder Seite des Kerns 16 vierundzwanzig Polstücke für insgesamt achtundvierzig Polstücke, um den Kern 16 und die Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 im Wesentlichen zu umschließen. Die durch die Polstücke 20A, 20B und 20C repräsentierten Polstücke ermöglichen, dass der Fluss, der um den gesamten Kern 16 herum erzeugt wird, bei einem Radialflussmotor um den Umfang des Kerns 16 herum übertragen wird. Die Polstücke sind so ausgestaltet, dass sie die sich verjüngende sechseckige Querschnittsgestalt des Kerns 16 ergänzen, indem sie den Oberflächen des Kerns 16 folgen, und sie sind ausgestaltet, um zu bewirken, dass die zusammengebaute Statoranordnung 10 einen Außenumfang mit einem rechteckigen Querschnitt aufweist, wie am besten in 2A gezeigt ist. Ein Zwischenraum zwischen dem Polstück 20A–20I und dem Kern 16 ist in 2A der Klarheit in der Zeichnung wegen übertrieben. Die Polstücke 20A und 20B sowie weitere Polstücke 20D, 20E, 20F und 20G bilden den rechteckigen Umfang beim Querschnitt von 2A.
-
Die Polstücke 20A, 20B, 20C (und andere nicht gezeigte Polstücke) erfassen den Fluss von der Oberfläche des Kerns 16 und übertragen den Fluss an die radiale Innenoberfläche 22 der zusammengebauten Polstücke benachbart zum Luftspalt 50 zwischen der Statoranordnung 10 und dem Rotor 12. Um den Fluss auf diese Weise zu übertragen und die sich verjüngende sechseckige Gestalt des Kerns 16 zu ergänzen, verjüngt sich die Dicke der Polstücke von einer maximalen Dicke t gemessen an radialen Innenscheiteln 34A, 34B zu Ecken 52A, 52B der Statorzähne 51A bzw. 51B. Von der maximalen Dicke t aus verjüngen sich die Polstücke axial nach innen (d. h. entlang der Seiten 33A oder 33B), und sie verjüngen sich radial nach außen (d. h. entlang der Seiten 35A oder 35B). Die sich axial nach innen verjüngenden Abschnitte der Polstücke 20A, 20B, d. h. die Statorzähne 51A, 52B, sind so ausgestaltet, dass die radiale Innenoberfläche 22 der Statoranordnung 10 allgemein zylindrisch ist. Die anderen Polstücke sind identisch wie die in 1 und 4 gezeigten Polstücke 20A, 20B und 20C ausgestaltet. Die Polstücke können sich auch in einer Umfangsbreite in eine Richtung vom Innenrand (beim zweiten Scheitelpunkt 32) zum Außenrand (beim ersten Scheitelpunkt 30) verjüngen.
-
Diese Konstruktion trägt vorzugsweise zur Begrenzung eines Leckflusses bei. Benachbarte Polstücke, die sich zwischen benachbarten parallelen Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 erstrecken, können einander nicht berühren, da dies den Fluss kurzschließen würde. Entsprechend sind die Wicklungen an der zusammengebauten Statoranordnung 10 durch Spalten zwischen benachbarten Polstücken teilweise sichtbar. Die Spalten zwischen benachbarten Polstücken können von einem relativ großen Spalt am Außenrand 30 bis zu einem kleinen Spalt oder keinem Spalt am Innenrand 32 variieren. Wenn zwei ringförmige Polstücke verwendet werden, wie nachstehend mit Bezug auf 5 und 6 beschrieben ist, dann sind die Polstücke über den Wicklungen durchgehend ohne Spalten. Es tritt jedoch kein Kurzschluss auf, da magnetische Partikel in den ringförmigen Polstücken so verteilt sein können, dass über den Wicklungen effektiv ein Spalt erzeugt wird (d. h. indem ein Gebiet ohne magnetische Partikel erzeugt wird).
-
Mit Bezug auf 5 und 6A können bei einer alternativen Ausführungsform die achtundvierzig segmentierten Polstücke, die zum Ergänzen der Statoranordnung 10 von 1 benötigt werden, durch zwei durchgehende ringförmige Polstücke 60A, 60B ersetzt werden, die zwei Hälften bilden, die ausgestaltet sind, um den Kern 16 und die Wicklungen 18A1, 18A2, 18B1, 18B2, 18C1 und 18C2 zu umschließen und dennoch einen rechteckigen Umfang im radialen Querschnitt bereitzustellen. Die Polstücke 60A und 60B können ein SMC-Material sein, das aus Eisenpartikeln 24, die mit einem Isolierfilm 26 beschichtet sind, besteht. Die beschichteten Eisenpartikel 24 würden dort in geringerer Dichte vorhanden sein, wo erwartet wird, dass das Polstück 60A oder 60B benachbart zu den Nuten 40A, 40B, 40C, 40D, 40E und 40F ist, welche die Wicklungen 18A1, 18B2, 18C1, 18A2, 18B1 und 18C2 enthalten, wie durch ein gewähltes Gebiet LD mit geringer Dichte angezeigt ist, das mit gepunkteten Linien angezeigt ist.
-
Bei einer anderen Ausführungsform kann die Statoranordnung keine Polstücke aufweisen. Bei einer derartigen Ausführungsform würde der Fluss um die Außenoberfläche des Kerns 16 herum nicht auf einer Innenoberfläche der Polstücke benachbart zum Rotor 12 konzentriert. Stattdessen wäre nur der Fluss, der ohne die Hilfe der Polstücke auf die radialen Innenseiten 33A, 33B des Kerns 16 gelenkt wird, zum Bewegen des Rotors 12 verfügbar.
-
Obwohl die besten Arten zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung in die Praxis im Umfang der beigefügten Ansprüche erkennen.
