DE102013225238A1 - Elektromotor - Google Patents

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DE102013225238A1
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Abstract

Bei einem Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor (200), wobei der Rotor (200) einen Rotorkern (300) mit einer Mehrzahl (210) von Polschuhen (211, 212) aufweist, die in dem Rotorkern (300) eine Mehrzahl (231) von Ausnehmungen (230) zur Aufnahme von Permanentmagneten (240) ausbilden, die dazu ausgebildet sind, in jeweils zugeordneten Polschuhen (211, 212) entsprechende Magnetpole des Rotors (200) auszubilden, ist an zumindest einer Stirnseite (201, 202) des Rotorkerns (300) im Bereich mindestens eines der Mehrzahl (210) von Polschuhen (211, 212) mindestens ein axial magnetisierter Permanentmagnet zur Verstärkung eines in dem mindestens einen Polschuh (211, 212) erzeugten Magnetpols (260) des Rotors (200) angeordnet.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Rotor einen Rotorkern mit einer Mehrzahl von Polschuhen aufweist, die in dem Rotorkern eine Mehrzahl von Ausnehmungen zur Aufnahme von Permanentmagneten ausbilden, die dazu ausgebildet sind, in jeweils zugeordneten Polschuhen entsprechende Magnetpole des Rotors auszubilden.
  • Aus dem Stand der Technik ist ein derartiger Elektromotor mit einem Rotor bekannt, dessen Rotorkern eine Mehrzahl von z.B. zumindest annähernd speichenförmig ausgerichteten Ausnehmungen zur Aufnahme von Permanentmagneten aufweist. Diese Permanentmagnete sind aus Kostengründen aus einem seltene-Erden-freien Werkstoff ausgebildet und erzeugen jeweils einen tangential ausgerichteten Hauptmagnetfluss zur Ausbildung von Magnetpolen in zugeordneten Polschuhen des Rotorkerns.
  • Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass dieser Elektromotor durch die seltene-Erden-freien Permanentmagnete lediglich eine vergleichsweise niedrige Drehmomentdichte aufweist und somit nicht in Anwendungen verwendet werden kann, die in einem oder mehreren möglichen Betriebszuständen vergleichsweise große Drehmomentdichten erfordern. Hierbei kann zwar eine Vergrößerung der Drehmomentdichte durch eine Verwendung von seltene-Erden Permanentmagneten erreicht werden, diese sind jedoch vergleichsweise kostspielig und würden somit den Elektromotor verteuern.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen neuen Elektromotor mit einem Rotor bereit zu stellen, der auch bei einer Realisierung mit seltene-Erden-freien Permanentmagneten eine vergleichsweise große Drehmomentdichte aufweist.
  • Dieses Problem wird gelöst durch einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Rotor einen Rotorkern mit einer Mehrzahl von Polschuhen aufweist, die in dem Rotorkern eine Mehrzahl von Ausnehmungen zur Aufnahme von Permanentmagneten ausbilden, die dazu ausgebildet sind, in jeweils zugeordneten Polschuhen entsprechende Magnetpole des Rotors auszubilden. An zumindest einer Stirnseite des Rotorkerns ist im Bereich mindestens eines der Mehrzahl von Polschuhen mindestens ein axial magnetisierter Permanentmagnet zur Verstärkung eines in dem mindestens einen Polschuh erzeugten Magnetpols des Rotors angeordnet.
  • Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung eines Elektromotors mit einem Rotor, dessen Magnetpole auf einfache Art und Weise durch die Verwendung von axial magnetisierten Permanentmagneten verstärkt werden können. Somit kann vorteilhafterweise auf eine Verwendung von seltene-Erden Permanentmagneten zur Erhöhung der Drehmomentdichte des Elektromotors verzichtet werden, sodass dieser kostengünstig hergestellt werden kann. Darüber hinaus kann der Rotor mit vergleichsweise kompaktem Aufbau ausgebildet werden und kann somit auch bei Elektromotoren mit geringen axialen Abmessungen Anwendung finden.
  • Die Mehrzahl von Ausnehmungen zur Aufnahme von Permanentmagneten ist bevorzugt zumindest annähernd speichenförmig am Rotorkern angeordnet.
  • Somit kann eine Verstärkung von Magnetpolen bei einem Rotor mit speichenförmig angeordneten Rotormagneten auf einfache Art und Weise erfolgen.
  • Bevorzugt sind die Permanentmagneten zur Ausbildung entsprechender Magnetpole in jeweils zugeordneten Polschuhen des Rotorkerns dazu ausgebildet, jeweils einen Hauptmagnetfluss zu erzeugen, der zumindest annähernd senkrecht zu einem von dem mindestens einen axial magnetisierten Permanentmagneten erzeugten Hauptmagnetfluss ausgerichtet ist.
  • Somit kann durch eine Einleitung zusätzlicher Magnetflüsse, d.h. die Hauptmagnetflüsse der axial magnetisierten Permanentmagneten, in die Polschuhe des Rotorkerns eine Vergrößerung der Magnetflüsse in den Polschuhen erreicht werden und somit eine Verstärkung der darin erzeugten Magnetpole.
  • Die Permanentmagneten zur Ausbildung entsprechender Magnetpole in jeweils zugeordneten Polschuhen des Rotorkerns sind bevorzugt dazu ausgebildet, in den jeweils zugeordneten Polschuhen jeweils einen relativ zum Rotorkern tangential ausgerichteten Magnetfluss erzeugen.
  • Somit können auf einfache Art und Weise Magnetflüsse aus unterschiedlichen Richtungen in die jeweils zugeordneten Polschuhe eingeleitet werden.
  • Bevorzugt sind die Permanentmagneten, die dazu ausgebildet sind, in den jeweils zugeordneten Polschuhen jeweils einen tangential ausgerichteten Magnetfluss zu erzeugen, aus einem seltene-Erden-freien Werkstoff ausgebildet.
  • Somit kann die Bereitstellung von preiswerten Permanentmagneten zur Erzeugung von tangential ausgerichteten Magnetflüssen ermöglicht werden.
  • An der zumindest einen Stirnseite ist vorzugsweise eine Mehrzahl von axial magnetisierten Permanentmagneten angeordnet, die einen axial magnetisierten, mehrpoligen Scheibenmagnet ausbilden.
  • Somit kann auf einfache Art und Weise die Mehrzahl von axial magnetisierten Permanentmagneten bereitgestellt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Scheibenmagnet eine Mehrzahl von Scheibensektoren auf, wobei jeder der Mehrzahl von axial magnetisierten Permanentmagneten einen Scheibensektor ausbildet.
  • Somit kann ein mehrpoliger Scheibenmagnet bereitgestellt werden, bei dem zur Kosteneinsparung eine vorgegebene Anzahl von Scheibensektoren als sogenannte weichmagnetische Folgepole ausgebildet sind.
  • Bevorzugt wird jeder der Mehrzahl von Scheibensektoren von einem der Mehrzahl von axial magnetisierten Permanentmagneten ausgebildet.
  • Somit kann ein mehrpoliger Scheibenmagnet mit einem vergleichsweise starken, axial ausgerichteten Magnetfluss bereitgestellt werden.
  • Die Mehrzahl von axial magnetisierten Permanentmagneten weist bevorzugt eine gerade Anzahl an axial magnetisierten Permanentmagneten auf, die einer vorgegebenen Anzahl an Polschuhen des Rotorkerns entspricht.
  • Somit kann auf einfache Art und Weise jedem Polschuh der vorgegebenen Anzahl an Polschuhen jeweils ein axial magnetisierter Permanentmagnet der Mehrzahl von axial magnetisierten Permanentmagneten zugeordnet werden.
  • Vorzugsweise ist zumindest auf einer Stirnseite des mindestens einen axial magnetisierten Permanentmagneten ein Rückschlussteil angeordnet.
  • Somit kann die Drehmomentdichte des Elektromotors mit einem preiswerten und unkomplizierten Bauteil weiter verbessert werden.
  • Der mindestens eine axial magnetisierte Permanentmagnet ist bevorzugt aus einem seltene-Erden-freien Werkstoff ausgebildet.
  • Somit kann die Bereitstellung eines kostengünstigen axial magnetisierten Permanentmagneten ermöglicht werden.
  • Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch einen Rotor für einen Elektromotor, der einen Rotorkern mit einer Mehrzahl von Polschuhen aufweist, die in dem Rotorkern eine Mehrzahl von Ausnehmungen zur Aufnahme von Permanentmagneten ausbilden, die dazu ausgebildet sind, in jeweils zugeordneten Polschuhen entsprechende Magnetpole des Rotors auszubilden. An zumindest einer Stirnseite des Rotorkerns ist im Bereich mindestens eines der Mehrzahl von Polschuhen mindestens ein axial magnetisierter Permanentmagnet zur Verstärkung eines in dem mindestens einen Polschuh erzeugten Magnetpols des Rotors angeordnet.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Schnittansicht eines Elektromotors mit einem Rotor gemäß der Erfindung,
  • 2 eine perspektivische Ansicht des Rotors von 1 mit mehrpoligen Scheibenmagneten gemäß der Erfindung,
  • 3 eine perspektivische Explosionsansicht des Rotors von 2 mit den gemäß einer ersten Ausführungsform ausgebildeten, mehrpoligen Scheibenmagneten von 2,
  • 4 eine perspektivische Explosionsansicht des Rotors von 2 mit den gemäß einer zweiten Ausführungsform ausgebildeten, mehrpoligen Scheibenmagneten von 2,
  • 5 eine perspektivische Ansicht eines mit tangential magnetisierten Permanentmagneten versehenen Polschuhs des Rotors von 2,
  • 6 eine perspektivische Explosionsansicht des Rotors von 2 mit den gemäß einer dritten Ausführungsform ausgebildeten und in einer ersten Ausrichtung angeordneten, mehrpoligen Scheibenmagneten von 2,
  • 7 eine perspektivische Explosionsansicht des Rotors von 6 mit den in einer zweiten Ausrichtung angeordneten, mehrpoligen Scheibenmagneten von 2, und
  • 8 eine perspektivische Explosionsansicht des Rotors von 2 mit den gemäß einer vierten Ausführungsform ausgebildeten, mehrpoligen Scheibenmagneten von 2.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt einen beispielhaft als Innenläufermotor ausgebildeten Elektromotor 100, mit einem nachfolgend zur Vereinfachung der Beschreibung lediglich als „Rotor“ bezeichneten Innenrotor 200 und einem Außenstator 150. Dieser weist illustrativ einen zumindest abschnittsweise mit einer Isolierummantelung 140 versehenen Statorkern 120 auf, an dem eine Statorwicklung 130 angeordnet ist.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass der Elektromotor 100 in 1 nur schematisch dargestellt ist, da Aufbau und Funktionalität eines geeigneten Elektromotors hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt sind, sodass hier zwecks Knappheit und Einfachheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung des Elektromotors 100 verzichtet wird. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass der Elektromotor 100 lediglich beispielhaft und nicht zur Einschränkung der Erfindung als Innenläufermotor dargestellt ist. Diese kann z.B. auch bei Außenläufermotoren mit Außenrotoren Anwendung finden und darüber hinaus insbesondere bei allen bürstenlosen Motoren.
  • 2 zeigt den Rotor 200 des Elektromotors 100 von 1 mit einem Rotorkern 300, der eine erste und zweite axiale Stirnseite 201, 202 aufweist und mit einer Durchgangsöffnung 215 zur Anordnung auf einer zugeordneten Rotorwelle versehen ist. Bevorzugt ist der Rotorkern 300 aus einer Mehrzahl von gestapelten Blechlamellen ausgebildet; alternativ hierzu kann der Rotorkern 300 auch auf andere Art und Weise ausgebildet sein, z.B. aus einem gepressten, elektrisch isolierten Weicheisenpulvermaterial.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Rotorkern 300 eine Mehrzahl 210 von Polschuhen 211, 212 auf, die bevorzugt eine Mehrzahl 231 von zumindest annähernd speichenförmig ausgerichteten Ausnehmungen 230 zur Aufnahme einer Mehrzahl von Permanentmagneten 240 ausbilden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Mehrzahl 231 von Ausnehmungen 230 hier lediglich illustrativ und nicht als Einschränkung der Erfindung speichenförmig angeordnet ist und alternativ hierzu auch auf beliebige andere Art und Weise am Rotorkern 300 ausgebildet sein kann. Diese Permanentmagneten 240 sind bevorzugt in die Ausnehmungen 230 eingeklebt und/oder eingeklemmt bzw. eingepresst. Bevorzugt sind die Permanentmagneten 240 nach Art von Blockmagneten aus einem seltene-Erden-freien Werkstoff ausgebildet, könnten alternativ hierzu jedoch auch einen seltene-Erden Werkstoff aufweisen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist an zumindest einer Stirnseite 201, 202 des Rotorkerns 300 mindestens ein bevorzugt scheiben- oder plattenförmiger, mehrpoliger Magnet 250, 290 angeordnet, der nachfolgend zur Vereinfachung der Beschreibung als „Scheibenmagnet“ bezeichnet wird und an dem bevorzugt ein Rückschlussteil 220 angeordnet ist. Illustrativ sind an jeder Stirnseite 201, 202 jeweils ein Scheibenmagnet 250, 290 und ein Rückschlussteil 220 angeordnet, die näher in 3 beschrieben werden.
  • 3 zeigt den Rotor 200 von 1 und 2 mit dem Rotorkern 300 von 2, der hier illustrativ zehn Permanentmagnete 240 aufweist. Diese Permanentmagnete 240 sind dazu ausgebildet, in einer Mehrzahl 210 von zugeordneten Polschuhen 211, 212 des Rotorkerns 300 jeweils einen tangential, d.h. in einer Umfangsrichtung 397 des Rotorkerns 300 ausgerichteten Hauptmagnetfluss 280, 281, 282 zu erzeugen. Dieser bildet in jedem der Mehrzahl 210 von Polschuhen 211, 212 einen Magnetpol 260 des Rotors 200 aus. Dabei bilden beispielhaft zwei zueinander weisende Hauptmagnetflüsse 280, 281 im zugeordneten Polschuh 211 einen magnetischen Nordpol 261 aus und zwei voneinander wegweisende Hauptmagnetflüsse 281, 282 bilden im zugeordneten Polschuh 212 bevorzugt einen magnetischen Südpol 262 aus.
  • Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der Rotorkern 300 hierbei lediglich beispielhaft und nicht zur Einschränkung der Erfindung mit zehn Permanentmagneten 240 dargestellt ist. Vorzugsweise weist der Rotorkern 300 sechs bis zwölf Permanentmagnete 240 auf. Durch diese Anzahl an Permanentmagneten 240 kann der Hauptmagnetfluss 280, 281, 282 derart erzeugt werden, dass dieser sich durch einen axial ausgerichteten Magnetfluss (513, 514 in 5) verstärken lässt und somit eine jeweilige Drehmomentdichte des Elektromotors 100 von 1 erhöht werden kann, wie nachfolgend beschrieben.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist am Rotorkern 300 an zumindest einer seiner Stirnseiten 201, 202 im Bereich von mindestens einem der Mehrzahl 210 von Polschuhen 211, 212 zumindest ein axial magnetisierter Permanentmagnet 320, 321 angeordnet. Der axial magnetisierte Permanentmagnet 320, 321 ist vorzugsweise aus einem seltene-Erden-freien Werkstoff ausgebildet, könnte jedoch auch aus einem seltene-Erden Werkstoff ausgebildet sein. Vorzugsweise ist jedoch zumindest an einer der Stirnseiten 201, 202 des Rotorkerns 300 eine Mehrzahl 322 von Permanentmagneten 320, 321 angeordnet, die bevorzugt einen axial magnetisierten Scheibenmagneten 250, 290 ausbilden. „Axial magnetisiert“ bedeutet im Kontext der vorliegenden Erfindung, dass der Permanentmagnet 320, 321 auf seiner ersten Stirnseite 301 beispielhaft einen magnetischen Nordpol aufweist und auf seiner gegenüberliegenden, zweiten Stirnseite 302 einen magnetischen Südpol, oder umgekehrt. Es wird darauf hingewiesen, dass in 3 die beiden mit den Bezugszeichen 301, 302 versehenen Pfeile jeweils auf entsprechende axiale Stirnseiten des Rotors 200 zeigen, dies jedoch als stellvertretend für alle Komponenten des Rotors 200 zu verstehen ist, deren Stirnseiten deshalb nachfolgend auch unter Bezugnahme auf die Bezugszeichen beschrieben werden.
  • Illustrativ ist in 3 auf jeder Stirnseite 201, 202 des Rotorkerns 300 jeweils ein Scheibenmagnet 250, 290 angeordnet. Gemäß einer ersten Ausführungsform weist jeder dieser Scheibenmagneten 250, 290 einen scheibenförmigen Grundkörper 399, 398 mit einer Mehrzahl 342 von Scheibensektoren 340, 341 auf, wobei jeder der Mehrzahl von Scheibensektoren 340, 341 von einem der Mehrzahl 322 von Permanentmagneten 320, 321 ausgebildet ist. Vorzugsweise weist die Mehrzahl 322 von Permanentmagneten 320, 321 eine gerade Anzahl an Permanentmagneten 320, 321 auf, die einer vorgegebenen Anzahl an Polschuhen 211, 212 des Rotorkerns 300 bzw. der Anzahl von Permanentmagneten 240 entspricht.
  • Illustrativ weist der den Scheibensektor 340 ausbildende Permanentmagnet 320 auf seiner vom Rotorkern 300 wegweisenden Stirnseite einen magnetischen Nordpol auf und der den Scheibensektor 341 ausbildende Permanentmagnet 321 einen magnetischen Südpol. Insgesamt bildet die Mehrzahl 322 der Permanentmagneten 320, 321 den Scheibenmagneten 250, 290 hierbei derart aus, dass in dessen Umfangsrichtung immer ein magnetischer Nordpol auf einen magnetischen Südpol folgt. Des Weiteren ist der Scheibenmagnet 250, 290 derart am Rotorkern 300 ausgerichtet, dass jeweils ein Scheibensektor 340, 341 und ein Magnetpol 260 mit gleicher Magnetisierungspolarität einander gegenüberliegend angeordnet sind. So ist z.B. der Scheibensektor 341 des Scheibenmagneten 250 mit seiner dem Rotorkern 300 zugewandten Stirnseite 302, an der illustrativ ein magnetischer Nordpol ausgebildet ist, einem im Polschuh 211 des Rotorkerns 300 ausgebildeten, magnetischen Nordpol 261 gegenüberliegend angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest auf einer Stirnseite 301, 302 des mindestens einen Permanentmagneten 320, 321 bzw. des entsprechenden Scheibenmagneten 250 ein Rückschlussteil 220 angeordnet. Illustrativ ist an jeder vom Rotorkern 300 abgewandten Stirnseite jedes Scheibenmagneten 250, 290 jeweils ein Rückschlussteil 220 angeordnet. Dieses ist vorzugsweise scheiben- bzw. plattenförmig und aus Weicheisen ausgebildet.
  • Bevorzugt weisen der Scheibenmagnet 250, 290 und das jeweils zugeordnete Rückschlussteil 220 einen innerhalb vorgegebener Toleranzen annähernd gleichen Außen- und Innendurchmesser auf. Diese Außendurchmesser sind vorzugsweise kleiner oder gleich dem Außendurchmesser des Rotorkerns 300 und die Innendurchmesser sind bevorzugt größer als der Innendurchmesser des Rotorkerns 300.
  • 4 zeigt den Rotor 200 von 1 und 2 mit dem Rotorkern 300 von 2 und 3, an dessen Stirnseiten 201, 202 vorzugsweise je ein Scheibenmagnet 250, 290 und bevorzugt jeweils ein Rückschlussteil 220 angeordnet sind. Hierbei sind die Scheibenmagnete 250, 290 jedoch gemäß einer zweiten Ausführungsform nach Art von segmentierten Scheibenmagneten 410 mit einer Mehrzahl von Scheibensegmenten 411, 412 ausgebildet, wobei ein erster segmentierter Scheibenmagnet 401 den Scheibenmagneten 250 ausbildet und ein zweiter segmentierter Scheibenmagnet 402 den Scheibenmagneten 290.
  • In einem einfachen beispielhaften Fall können die segmentierten Scheibenmagnete 401, 402 jeweils durch ein Auftrennen bzw. ein Unterteilen der Scheibenmagnete 250, 290 in die einzelnen Scheibensektoren 340, 341 ausgebildet werden. Dementsprechend entspricht jedes der Mehrzahl von Scheibensegmenten 411, 412 zumindest annähernd einem der Scheibensektoren 340, 341 von 3 und wird hier beispielhaft jeweils von einem Permanentmagnet 411, 412 einer Mehrzahl von Permanentmagneten 420, 421 ausgebildet.
  • Die Scheibensegmente 411, 412 können jedoch in Form und Größe von den Scheibensektoren 340, 341 von 3 abweichen. Des Weiteren sind die Scheibensegmente 411, 412 analog zu den Scheibensektoren 340, 341 angeordnet und magnetisiert, so dass z.B. das Scheibensegment 411 des Scheibenmagneten 401 mit seiner zweiten Stirnseite 302 der ersten Stirnseite 201 des Rotorkerns 300 zugewandt und an dem Südpol 262 angeordnet ist.
  • 5 zeigt einen im transparent dargestellten Polschuh 211 des Rotors 200 gemäß 4 beispielhaft aus einer Mehrzahl von Magnetflüssen 520, 521, 522, 523 ausgebildeten Magnetpol 561 des Rotors 200. Diese Magnetflüsse 520, 521, 522, 523 werden von zwei der Mehrzahl von tangential magnetisierten Permanentmagneten 240 sowie von den axial magnetisierten Permanentmagneten 420, 421 im Polschuh 211 erzeugt, der hier repräsentativ für die Mehrzahl 210 von Polschuhen 211, 212 abgebildet ist.
  • Illustrativ entstehen in dem Polschuh 211 aus den tangential ausgerichteten Hauptmagnetflüssen 280, 281 der zwei der Mehrzahl von Permanentmagneten 240 die Magnetflüsse 522, 523 und aus axial ausgerichteten Hauptmagnetflüssen 513, 514 der an beiden Stirnseiten 201, 202 des Rotorkerns 300 angeordneten und die Scheibensegmente 411, 412 ausbildenden Permanentmagneten 420, 421 die Magnetflüsse 520, 521. Hierbei sind die axial magnetisierten Permanentmagnete 420, 421 bevorzugt dazu ausgebildet, durch die Erzeugung der axial ausgerichteten Hauptmagnetflüsse 513, 514 die Magnetflüsse 522, 523 zu verstärken. Durch die beschriebene Anordnung der zwei der Mehrzahl von Permanentmagneten 240 und der Permanentmagnete 420, 421 wirken die einzelnen Magnetflüsse 520, 521, 522, 523 hier beispielhaft nach radial außen, wie mit zugeordneten Pfeilen illustriert, und bilden somit in dem Polschuh 211 einen magnetischen Nordpol als Magnetpol 561 aus.
  • 6 zeigt den Rotor 200 von 2 und 3 mit dem Rotorkern 300 und den Scheibenmagneten 250, 290 von 2 und 3, die hier gemäß einer Ausführungsform abschnitts- bzw. sektorweise magnetisierte Scheibenmagnete 600 ausbilden. Diese weisen analog zu den Scheibenmagneten 250, 290 jeweils eine Mehrzahl 642 von Scheibensektoren 640, 641 sowie eine Mehrzahl 622 von axial magnetisierten Permanentmagneten 610 auf.
  • Bevorzugt bildet jeder der Mehrzahl 622 von Permanentmagneten 610 einen zugeordneten Scheibensektor 640 aus. Jedoch wird nur jeder zweite Scheibensektor 640 von einem zugeordneten Permanentmagneten 610 ausgebildet, sodass Scheibensektoren 641 vorgesehen sind, denen kein Permanentmagnet 610 zugeordnet ist. Diese Scheibensektoren 641 weisen jeweils einen weichmagnetischen Werkstoff auf, bevorzugt Stahl, und bilden durch in Umfangsrichtung 255 des Scheibenmagneten 600 jeweils benachbarte Permanentmagnete 610 jeweils weichmagnetische Folgepole 620 aus.
  • Bevorzugt sind zwei Scheibenmagnete 600, von denen ein erster illustrativ mit dem Bezugszeichen 601 und ein zweiter illustrativ mit dem Bezugszeichen 602 gekennzeichnet ist, derart an den Stirnseiten 201, 202 des Rotorkerns 300 angeordnet, dass an einem der Mehrzahl 210 von Polschuhen 211, 212 jeweils ein Permanentmagnet und ein Folgepol angeordnet sind. Z.B. ist der erste Scheibenmagnet 601 derart an der ersten Stirnseite 202 angeordnet, dass seine Permanentmagnete 610 mit ihren magnetischen Südpolen dem Polschuh 212 zugewandt sind, während der zweite Scheibenmagnet 602 derart an der zweiten Stirnseite 202 angeordnet ist, dass seine Permanentmagnete 610 mit ihren magnetischen Nordpolen dem Polschuh 211 zugewandt sind, oder umgekehrt.
  • 7 zeigt den Rotor 200 mit den Scheibenmagneten 601, 602 von 6, die derart am Rotorkern 300 von 6 angeordnet sind, dass am Polschuh 212 an beiden Stirnseiten 201, 202 des Rotorkerns 300 ein dem Scheibensektor 640 zugeordneter Permanentmagnet 610 angeordnet ist, während an einem benachbarten Scheibensektor 641 an beiden Stirnseiten 201, 202 ein Folgepol 620 angeordnet ist. Illustrativ sind die Scheibenmagnete 601, 602 hierbei derart am Rotorkern 300 angeordnet, dass die Permanentmagnete 610 mit ihren magnetischen Südpolen dem Polschuh 212 zugewandt sind, jedoch könnten auch die magnetischen Nordpole der Permanentmagnete 610 dem Polschuh 211 zugewandt sein.
  • 8 zeigt den Rotor 200 von 2 und 3 mit dem Rotorkern 300 und den Scheibenmagneten 250, 290 von 2 und 3, die hier gemäß einer Ausführungsform segmentweise magnetisierte Scheibenmagnete 700 ausbilden. Diese weisen analog zu den Scheibenmagneten 250, 290 jeweils eine Mehrzahl 742 von Scheibensegmenten 740, 741 sowie eine Mehrzahl 722 von axial magnetisierten Permanentmagneten 710 auf.
  • Bevorzugt wird bei den Scheibenmagneten 700 ähnlich wie beim Scheibenmagnet 600 von 6 nicht jedes, sondern bevorzugt nur jedes zweite Scheibensegment 740 der Mehrzahl 742 von Scheibensegmenten 740, 741 von einem der Mehrzahl von Permanentmagneten 710 ausgebildet. Zwischen zwei derartigen Scheibensegmenten 740 ist in Umfangsrichtung 255 der Scheibenmagnete 700 jeweils ein Scheibensegment 741 angeordnet, dem kein axial magnetisierter Permanentmagnet 710 zugeordnet ist und das vorzugsweise einen weichmagnetischen Werkstoff aufweist, bevorzugt Stahl. Dieses Scheibensegment 741 bildet jeweils ähnlich wie bei 6 durch die jeweils in der Umfangsrichtung 255 benachbarten Permanentmagnete 710 einen Folgepol 720 aus.
  • Die Scheibensegmente 740, 741 sind analog zu 6 angeordnet, wobei an einem Polschuh 211, 212 jeweils an einer Stirnseite 201, 202 des Rotorkerns 300 ein Permanentmagnet 710 und auf der gegenüberliegend angeordneten Stirnseite 202, 201 ein Folgepol 720 angeordnet ist. Jedoch könnte dies auch umgekehrt sein, sodass z.B. auf der zweiten Stirnseite 202 des Rotorkerns 300 ein Permanentmagnet 710 und auf der ersten Stirnseite 202, 201 ein Folgepol 720 dem Polschuh 211, 212 zugewandt sein kann. Des Weiteren könnten die Scheibensegmente 740, 741 auch analog zu 7 angeordnet sein, so dass an einem Polschuh 211, 212 an beiden Stirnseiten 201, 202 des Rotorkerns 300 ein dem Scheibensektor 740 zugeordneter Permanentmagnet 710 angeordnet sein kann, während an einem benachbarten Scheibensektor 741 an beiden Stirnseiten 201, 202 ein Folgepol 720 angeordnet ist.

Claims (12)

  1. Elektromotor (100) mit einem Stator (150) und einem Rotor (200), wobei der Rotor (200) einen Rotorkern (300) mit einer Mehrzahl (210) von Polschuhen (211, 212) aufweist, die in dem Rotorkern (300) eine Mehrzahl (231) von Ausnehmungen (230) zur Aufnahme von Permanentmagneten (240) ausbilden, die dazu ausgebildet sind, in jeweils zugeordneten Polschuhen (211, 212) entsprechende Magnetpole (260) des Rotors (200) auszubilden, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Stirnseite (201, 202) des Rotorkerns (300) im Bereich mindestens eines der Mehrzahl (210) von Polschuhen (211, 212) mindestens ein axial magnetisierter Permanentmagnet (320, 321) zur Verstärkung eines in dem mindestens einen Polschuh (211, 212) erzeugten Magnetpols (260) des Rotors (200) angeordnet ist.
  2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl (231) von Ausnehmungen (230) zur Aufnahme von Permanentmagneten (240) zumindest annähernd speichenförmig am Rotorkern (300) angeordnet ist.
  3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagneten (240) zur Ausbildung entsprechender Magnetpole (260) in jeweils zugeordneten Polschuhen (211, 212) des Rotorkerns (300) dazu ausgebildet sind, jeweils einen Hauptmagnetfluss (280, 281, 282) zu erzeugen, der zumindest annähernd senkrecht zu einem von dem mindestens einen axial magnetisierten Permanentmagneten (320, 321) erzeugten Hauptmagnetfluss (513, 514) ausgerichtet ist.
  4. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagneten (240) zur Ausbildung entsprechender Magnetpole (260) in jeweils zugeordneten Polschuhen (211, 212) des Rotorkerns (300) dazu ausgebildet sind, in den jeweils zugeordneten Polschuhen (211, 212) jeweils einen relativ zum Rotorkern (300) tangential ausgerichteten Magnetfluss (280, 281, 282) erzeugen.
  5. Elektromotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagneten (240), die dazu ausgebildet sind, in den jeweils zugeordneten Polschuhen (211, 212) jeweils einen tangential ausgerichteten Magnetfluss (280, 281, 282) zu erzeugen, aus einem seltene-Erden-freien Werkstoff ausgebildet sind.
  6. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der zumindest einen Stirnseite (201, 202) eine Mehrzahl von axial magnetisierten Permanentmagneten (320, 321) angeordnet ist, die einen axial magnetisierten, mehrpoligen Scheibenmagnet (250, 290) ausbilden.
  7. Elektromotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenmagnet (250, 290) eine Mehrzahl von Scheibensektoren (340, 341) aufweist, wobei jeder der Mehrzahl von axial magnetisierten Permanentmagneten (320, 321) einen Scheibensektor (340, 341) ausbildet.
  8. Elektromotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Mehrzahl von Scheibensektoren (340, 341) von einem der Mehrzahl von axial magnetisierten Permanentmagneten (320, 321) ausgebildet wird.
  9. Elektromotor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von axial magnetisierten Permanentmagneten (320, 321) eine gerade Anzahl an axial magnetisierten Permanentmagneten (320, 321) aufweist, die einer vorgegebenen Anzahl an Polschuhen (211, 212) des Rotorkerns (300) entspricht.
  10. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest auf einer Stirnseite (301, 302) des mindestens einen axial magnetisierten Permanentmagneten (320, 321) ein Rückschlussteil (220) angeordnet ist.
  11. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine axial magnetisierte Permanentmagnet (320, 321) aus einem seltene-Erden-freien Werkstoff ausgebildet ist.
  12. Rotor für einen Elektromotor (100), der einen Rotorkern (300) mit einer Mehrzahl (210) von Polschuhen (211, 212) aufweist, die in dem Rotorkern (300) eine Mehrzahl (231) von Ausnehmungen (230) zur Aufnahme von Permanentmagneten (240) ausbilden, die dazu ausgebildet sind, in jeweils zugeordneten Polschuhen (211, 212) entsprechende Magnetpole (260) des Rotors (200) auszubilden, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Stirnseite (201, 202) des Rotorkerns (300) im Bereich mindestens eines der Mehrzahl (210) von Polschuhen (211, 212) mindestens ein axial magnetisierter Permanentmagnet (320, 321) zur Verstärkung eines in dem mindestens einen Polschuh (211, 212) erzeugten Magnetpols (260) des Rotors (200) angeordnet ist.
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