DE102014104199A1 - Rotor pole configuration of rotating electrical machine - Google Patents
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- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
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Abstract
Beschrieben wird ein Rotor (56') für eine rotierende elektrische Maschine (20'), wobei der Rotor (56') ein erstes Polstück (44') und ein zweites Polstück (48') aufweist, die jeweils eine magnetische Nabe (92, 96) haben, die zur Rotation um eine Achse (60) angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten Polstücknaben (44', 48') in einem Abstand voneinander entlang der Achse (60) angeordnet sind. Mehrere magnetische erste und zweite Polfinger (100', 104') sind in einem Abstand voneinander angeordnet und erstrecken sich zwischen der ersten und der zweiten Polstücknabe (92, 96). Jeder Polfinger (100', 104') hat ein proximales Ende (148'), das an der zugehörigen Nabe (92, 96) angebracht ist, und ein axial entgegen gesetztes distales Ende (152'). Die ersten und die zweiten Polfinger (100', 104') alternieren in Umfangsrichtung um die Achse (6). Jeder Polfinger (100', 104') hat eine radial innere Fläche (184', 192'), die eine Aushöhlung definiert, welche sich axial von dem distalen Ende (152') zu einem Ende der Aushöhlung erstreckt. Bei jedem Polfinger (100', 104') ist der radiale Abstand zwischen der Achse (60) und der radial inneren Fläche (184', 192') an einer axialen Stelle zwischen dem distalen Ende (152') und dem Ende der Aushöhlung (224) wesentlich größer innerhalb der Aushöhlung als außerhalb der Aushöhlung.A rotor (56 ') for a rotating electrical machine (20') is described, the rotor (56 ') having a first pole piece (44') and a second pole piece (48 '), each of which has a magnetic hub (92, 96) arranged for rotation about an axis (60) with the first and second pole piece hubs (44 ', 48') spaced from one another along the axis (60). A plurality of magnetic first and second pole fingers (100 ', 104') are spaced apart and extend between the first and second pole piece hubs (92, 96). Each pole finger (100 ', 104') has a proximal end (148 ') attached to the associated hub (92, 96) and an axially opposite distal end (152'). The first and the second pole fingers (100 ', 104') alternate in the circumferential direction around the axis (6). Each pole finger (100 ', 104') has a radially inner surface (184 ', 192') defining a cavity which extends axially from the distal end (152 ') to one end of the cavity. For each pole finger (100 ', 104') the radial distance between the axis (60) and the radially inner surface (184 ', 192') is at an axial location between the distal end (152 ') and the end of the cavity ( 224) much larger inside the cavity than outside the cavity.
Description
PRIORITÄTSBEANSPRUCHUNG ZUGEORDNETER ANMELDUNGENPRIORITY CLAIM FOR ASSOCIATED APPLICATIONS
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der folgenden Patentanmeldungen: US provisorische Patentanmeldung Nr. 61/808,991 mit dem Titel Rotorpolkonfiguration rotierender elektrischer Maschine eingereicht am 05.04.2013, und US Patentanmeldung Nr. 14/085,241 mit dem Titel Rotorpolkonfiguration rotierender elektrischer Maschine eingereicht am 20.11.2013.The present application claims priority from the following patent applications: US Provisional Patent Application No. 61 / 808,991 entitled Rotor Pole Configuration of Rotary Electric Machine filed on Apr. 5, 2013; and US Patent Application No. 14 / 085,241 titled Rotor Pole Configuration of Rotary Electrical Machine filed Nov. 20, 2013. , 2013.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft rotierende elektrische Maschinen, insbesondere Rotoren hierfür, genauer gesagt Rotortypen, die Permanentmagnete enthalten.The present disclosure relates to rotating electrical machines, in particular rotors therefor, more particularly rotor types containing permanent magnets.
Ein Beispiel einer bekannten rotierenden elektrischen Maschine, bei welcher die Lehre der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, nämlich ein Generator zum Gebrauch in einem Fahrzeug, ist in
Der Stator
Der Rotor
Wie
Die Polstücke
Üblicher Weise wird der vom Generator
Die Drehrichtung des Rotors
Die
Jeder Polfinger
eder Polfinger
Bezüglich jedes Polfingers
Wie anhand der verschiedenen
Bei einigen bekannten Maschinen
Im Unterschied zu den im Wesentlichen pyramidenförmigen Polsegmenten, die vorstehenden beschrieben wurden, sind bei dem Beispiel der
Die in
Wie vorstehend erwähnt, sind bei bekannten rotierenden elektrischen Maschinen wie einem Generator
Es ist auch bekannt, Permanentmagnete in den Rotoren von rotierenden elektrischen Maschinen wie zum Beispiel Generatoren zu verwenden. Bei einigen bekannten Generatoren sind sehr starke Permanentmagnete
Die Kanäle
Wenn Permanentmagnete
Eine rotierende elektrische Maschine, die ausgebildet ist, um die vorteilhaften Aspekte eines mit Permanentmagneten ausgerüsteten Rotors zu maximieren, wäre eine wünschenswerte Verbesserung des Standes der Technik.A rotary electric machine configured to maximize the advantageous aspects of a rotor equipped with permanent magnets would be a desirable improvement in the art.
KURZFASSUNGSHORT VERSION
Die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab, eine solche rotierende elektrische Maschine und einen Rotor zur Verfügung zu stellen. Die vorliegende Offenbarung lehrt eine Polstückkonfiguration, welche die Leistung ihrer Klauenpolsegmente bei Benutzung mit Permanentmagneten durch Modifizieren der Polgeometrie maximiert. Die Form der radial inneren Unterseite des Polfingers in der Nähe des Bereichs der Spitze ist so gestaltet, dass sie deutlich konkav ist. Dies minimiert den Flussverlust von der Spitze oder dem distalen Ende eines ersten Polfingers oder Segments zu der Basis oder dem proximalen Ende eines in Umfangsrichtung benachbarten zweiten Polfingers oder Segments, wobei die erste Polsegmentspitze die zweite Polsegmentbasis überlappt. Dennoch kann der erste Polfinger oder das erste Polfingersegment seine volle radiale Dicke oder Stärke auch entlang der Seiten des Permanentmagneten haben, der zwischen dem ersten und dem zweiten Polfinger angeordnet ist, was die volle Nutzung der Flusserzeugung des Magneten erleichtert.The present disclosure aims to provide such a rotary electric machine and a rotor. The present disclosure teaches a pole piece configuration that maximizes the performance of its claw pole segments when used with permanent magnets by modifying the pole geometry. The shape of the radially inner bottom of the pole finger near the tip portion is designed to be significantly concave. This minimizes flow loss from the tip or distal end of a first pole finger or segment to the base or proximal end of a circumferentially adjacent second pole finger or segment, wherein the first pole segment tip overlaps the second pole segment base. Nevertheless, the first pole finger or first pole finger segment may also have its full radial thickness along the sides of the permanent magnet disposed between the first and second pole fingers, facilitating full utilization of flux generation of the magnet.
Die Seiten des Polfingers, an denen die Permanentmagnete anliegen, sind im Wesentlichen flach und haben eine konstante radiale Tiefe oder Dicke über die volle axiale Länge des Polfingers. Obwohl das Ausführungsbeispiel der verbesserten Polfingergeometrie mit einer im Wesentlichen quaderförmigen Begrenzungsfläche gezeigt ist, die einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat, ist zu verstehen, dass sich die Lehre der vorliegenden Offenbarung genauso gut auf herkömmliche im Wesentlichen pyramidenförmige Generatorklauenpolsegmente oder -finger anwenden lässt. Die Lehren der vorliegenden Offenbarung betreffen gleichermaßen Generatoren mit Bürsten und bürstenlose Generatoren.The sides of the pole finger against which the permanent magnets abut are substantially flat and have a constant radial depth or thickness over the full axial length of the pole finger. Although the embodiment of the improved pole finger geometry is shown as having a substantially cuboidal bounding surface having a substantially rectangular cross section, it will be understood that the teachings of the present disclosure are equally applicable to conventional substantially pyramidal generator claw pole segments or fingers. The teachings of the present disclosure equally apply to brushed and brushless generators.
Der Vorteil dieser Geometrie liegt darin, dass bei einer gegebenen magnetisch aktiven axialen Länge des Rotors der magnetische Nutzen eines Wesentlich längeren Permanentmagneten in dem Rotor möglich ist. Dies erhöht die Leistung der elektrischen Maschine wesentlich, indem viel höhere Grade der Flusskopplung zwischen dem Stator und dem Rotor bei einer gegebenen axialen Stapellänge des Rotors und/oder des Stators erzeugt werden als bei herkömmlichen Generatoren. Zweitens wird durch die konkave radial innere Flächenform des Polfingers ein natürlicher Luftdurchgang geschaffen, der axialen Luftstrom durch die Rotorbaugruppe zur verbesserten Kühlung ermöglicht.The advantage of this geometry is that for a given magnetically active axial length of the rotor, the magnetic benefit of a substantially longer permanent magnet in the rotor is possible. This significantly increases the performance of the electric machine by generating much higher levels of flux coupling between the stator and the rotor for a given axial stack length of the rotor and / or stator than conventional generators. Second, the concave radially inner surface shape of the pole finger provides a natural air passage that allows for axial air flow through the rotor assembly for improved cooling.
Die Polfingergeometrie gemäß der vorliegenden Offenbarung wurde durch Einsatz von dreidimensionaler Finite Elemente Analyse (3D FEA) magnetischer Modellierung und umfangsreichen Entwicklungsarbeiten gefunden. Gemessene Leistungen mit tatsächlichen Generatorprototypen ergaben Ausgangsstromstärken, die doppelt so hoch wie bei herkömmlichen Klauenpolgeneratoren vergleichbarer Größe waren, was eine signifikante Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik darstellt. Polfinger geometry in accordance with the present disclosure has been found through the use of three-dimensional finite element analysis (3D FEA) magnetic modeling and extensive design work. Measured outputs with actual generator prototypes gave output currents twice that of conventional claw-pole generators of comparable size, a significant improvement over the prior art.
Die vorliegende Offenbarung liefert einen Rotor für eine rotierende elektrische Maschine, wobei der Rotor ein erstes Polstück und zweites Polstück aufweist, die jeweils eine entsprechende magnetische Nabe haben, die zur Rotation um eine Achse angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten Polstücknaben entlang dieser Achse in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Der Rotor weist zudem mehrere magnetische erste Polfinger und mehrere magnetische zweite Polfinger auf, die in einem Abstand von einander angeordnet sind und sich zwischen der ersten und der zweiten Polstücknabe erstrecken. Jeder Polfinger hat ein proximales Ende und ein axial gegenüberliegendes distales Ende, wobei die proximalen Enden der ersten und zweiten Polfinger jeweils mit der ersten bzw. der zweiten Polstücknabe verbunden sind. Die ersten und zweiten Polfinger alternieren in Umfangsrichtung um die Achse. Jeder Polfinger hat eine entsprechende radial innere Fläche, die eine Aushöhlung definiert, welche sich axial vom distalen Ende zu einem Ende der Aushöhlung erstreckt. Bezüglich jedes Polfingers ist der radiale Abstand zwischen der Achse und der radial inneren Fläche an einer entsprechenden axialen Stelle zwischen dem distalen Ende und dem Ende der Aushöhlung wesentlich größer innerhalb der Aushöhlung als außerhalb der Aushöhlung.The present disclosure provides a rotor for a rotary electric machine, the rotor having a first pole piece and second pole piece each having a corresponding magnetic hub arranged for rotation about an axis, the first and second pole piece hubs being disposed along this axis are arranged at a distance from each other. The rotor further includes a plurality of magnetic first pole fingers and a plurality of magnetic second pole fingers spaced from each other and extending between the first and second pole piece bosses. Each pole finger has a proximal end and an axially opposite distal end, wherein the proximal ends of the first and second pole fingers are respectively connected to the first and second pole piece hub. The first and second pole fingers alternate circumferentially about the axis. Each pole finger has a corresponding radially inner surface defining a cavity which extends axially from the distal end to an end of the cavity. With respect to each pole finger, the radial distance between the axis and the radially inner surface at a corresponding axial location between the distal end and the end of the cavity is substantially greater within the cavity than outside the cavity.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass bezüglich jedes Polfingers das Ende der Aushöhlung zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende angeordnet ist.Another aspect of the rotor is that with respect to each pole finger, the end of the cavity is located between the proximal end and the distal end.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass bezüglich jedes Polfingers der radiale Abstand zwischen der Achse und der radial inneren Fläche innerhalb der Aushöhlung an einer ersten axialen Stelle, die zwischen dem distale Ende und dem Ende der Aushöhlung liegt, größer ist als an einer zweiten axialen Stelle, die zwischen der ersten axialen Stelle und dem Ende der Aushöhlung ist.Another aspect of the rotor is that with respect to each pole finger, the radial distance between the axis and the radially inner surface within the cavity is greater at a first axial location lying between the distal end and the end of the cavity than at a second axial one Location that is between the first axial location and the end of the cavity.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass jeder Polfinger sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende führende und folgende Flanken hat und die entsprechende Aushöhlung zwischen den führenden und folgenden Flanken liegt.Another aspect of the rotor is that each pole finger has circumferentially opposed leading and trailing edges and the corresponding cavity lies between the leading and trailing edges.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass bezüglich jedes Polfingers die Aushöhlung eine Breite hat, die sich in einer Richtung senkrecht zur Achse ändert, wobei die Breite an einer ersten axialen Stelle, die zwischen dem distalen Ende und dem Ende der Aushöhlung liegt, größer ist als die Breite an einer zweiten axialen Stelle ist, die zwischen der ersten axialen Stelle und dem Ende der Aushöhlung liegt.Another aspect of the rotor is that with respect to each pole finger, the cavity has a width that varies in a direction perpendicular to the axis, the width being greater at a first axial location that is between the distal end and the end of the cavity as the width is at a second axial location lying between the first axial location and the end of the cavity.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass bezüglich jedes Polfingers die Aushöhlung in einer imaginären Ebene senkrecht zur Achse eine im Wesentlichen dreieckige Form hat.Another aspect of the rotor is that with respect to each pole finger, the cavity in an imaginary plane perpendicular to the axis has a substantially triangular shape.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass bezüglich jedes Polfingers die Aushöhlung in einer imaginären Ebene parallel zu der Achse eine im Wesentlichen dreieckige Form hat.Another aspect of the rotor is that with respect to each pole finger, the cavity in an imaginary plane parallel to the axis has a substantially triangular shape.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass das Ende der Aushöhlung jedes Polfingers einen Scheitelpunkt der Aushöhlung definiert.Another aspect of the rotor is that the end of the excavation of each pole finger defines a vertex of the cavity.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass bezüglich jedes Polfingers an dem entsprechenden Ende der Aushöhlung und dem distalen Ende die radial innere Fläche an Stellen außerhalb der Aushöhlung einen radial konstanten Abstand von der Achse hat.Another aspect of the rotor is that with respect to each pole finger at the corresponding end of the cavity and the distal end, the radially inner surface has a radially constant distance from the axis at locations outside the cavity.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass jeder Polfinger eine radial äußere Fläche definiert und der entsprechende Polfinger eine radiale Dicke zwischen der radial inneren Fläche und der radial äußeren Fläche hat. Die radiale Dicke an einer ersten Stelle außerhalb der Aushöhlung ist größer als die radiale Dicke an einer zweiten Stelle innerhalb der Aushöhlung.Another aspect of the rotor is that each pole finger defines a radially outer surface and the corresponding pole finger has a radial thickness between the radially inner surface and the radially outer surface. The radial thickness at a first location outside the cavity is greater than the radial thickness at a second location within the cavity.
Ein zusätzlicher Aspekt des Rotors ist, dass jeder Polfinger sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende führende und folgende Flanken hat, und die erste Stelle in Umfangsrichtung zwischen der Aushöhlung und entweder der führenden oder der folgenden Flanke des entsprechenden Polfingers liegt.An additional aspect of the rotor is that each pole finger has circumferentially opposed leading and trailing flanks, and the first location lies circumferentially between the cavity and either the leading or trailing edge of the corresponding pole finger.
Ein zusätzlicher Aspekt des Rotors ist, dass die erste Stelle zwischen dem proximalen Ende und dem Ende der Aushöhlung des entsprechenden Polfingers liegt.An additional aspect of the rotor is that the first location lies between the proximal end and the end of the cavity of the corresponding pole finger.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass jeder Polfinger sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende führende und folgende Flanken hat. Die entsprechende radial innere Fläche erstreckt sich in Umfangsrichtung zwischen den führenden und folgenden Flanken, wobei die führenden und folgenden Flanken im Wesentlichen parallel zur Achse sind.Another aspect of the rotor is that each pole finger has circumferentially opposed leading and trailing edges. The corresponding radially inner surface extends circumferentially between the leading and trailing flanks, the leading and trailing flanks being substantially parallel to the axis.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass die ersten Polfinger magnetische N Polfinger und die zweiten Polfinger magnetische S Polfinger sind. Der Rotor weist zudem wenigstens einen Magneten auf, der zwischen einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar von N und S Polfingern angeordnet ist. Der Magnet hat sich gegenüberliegende N und S Polseiten, wobei die magnetische N Polseite an den N Polfinger ankoppelt und die magnetische S Polseite an den S Polfinger ankoppelt.Another aspect of the rotor is that the first pole fingers are magnetic N pole fingers and the second pole fingers are magnetic S pole fingers. Of the Rotor also has at least one magnet which is arranged between a circumferentially adjacent pair of N and S Polfingern. The magnet has opposing N and S pole sides, with the magnetic N pole side coupling to the N pole fingers and the magnetic pole side coupling to the S pole finger.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass jeder Polfinger sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende führende und folgende Flankenflächen hat und sich die entsprechende radial innere Fläche in Umfangsrichtung zwischen den führenden und folgenden Flankenflächen erstreckt. Der Rotor weist zudem wenigstens einen Magneten auf, der zwischen den koppelnden führenden und folgenden Flankenflächen eines Paars von in Umfangsrichtung angrenzenden ersten und zweiten Polfingern angeordnet ist und magnetisch entgegengesetzte Polflächen hat. Jede magnetische entgegengesetzte Polfläche des oder der Magneten liegt entweder an der führenden oder der folgenden Flankenfläche des Polfingers im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des entsprechenden Polfingers zwischen dem proximalen und dem distalen Ende des Polfingers an.Another aspect of the rotor is that each pole finger has circumferentially opposed leading and trailing flank surfaces and the corresponding radially inner surface extends circumferentially between the leading and trailing flank surfaces. The rotor further includes at least one magnet disposed between the coupling leading and trailing edge surfaces of a pair of circumferentially adjacent first and second pole fingers and having magnetically opposite pole faces. Each magnetically opposite pole face of the magnet or magnets abuts either the leading or trailing edge surface of the pole finger substantially along the entire length of the corresponding pole finger between the proximal and distal ends of the pole finger.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass er auch eine Erregerspule aufweist, die um die Achse herum zwischen der ersten und zweiten Polstücknabe angeordnet ist. Die magnetischen Polaritätsbezeichnungen N und S der ersten und zweiten Polstücknabe werden gezielt bestimmt durch eine gewählte Flussrichtung des elektrischen Stroms durch die Erregerspule.Another aspect of the rotor is that it also includes an exciter coil disposed about the axis between the first and second pole piece hubs. The magnetic polarity designations N and S of the first and second pole piece hub are selectively determined by a selected flow direction of the electric current through the exciting coil.
Die vorliegende Offenbarung liefert auch eine rotierende elektrische Maschine mit einem Rotor wie vorstehend beschrieben, einem den Rotor umgebenden Stator und einem mit dem Stator verbunden Gehäuse. Der Rotor wird durch das Gehäuse zur Rotation um den Stator gestützt.The present disclosure also provides a rotary electric machine having a rotor as described above, a stator surrounding the rotor, and a housing connected to the stator. The rotor is supported by the housing for rotation about the stator.
Die vorliegende Offenbarung liefert auch einen Rotor für eine rotierende elektrische Maschine, wobei der Rotor ein Paar von magnetischen ersten und zweiten Polstücken aufweist, die jeweils eine entsprechende Nabe aufweisen. Die ersten und zweiten Polstücknaben sind entlang einer Achse in einem Abstand voneinander angeordnet und haben eine erste bzw. eine zweite Vielzahl Polfinger. Die ersten und zweiten Polfinger sind jeweils in einem Abstand voneinander angeordnet und um die Achse herum verteilt, um eine im Wesentlichen zylindrische äußere Rotorfläche zu definieren. Jeder Polfinger hat eine Basis, die an der ersten bzw. zweiten Polstücknabe befestigt ist, und erstreckt sich in Richtung zu der anderen Polstücknabe hin. Jeder Polfinger der ersten und der zweiten Vielzahl endet an einer Spitze, die den Basen eines Polfingerpaares benachbart angeordnet ist, die in der jeweils anderen der ersten und zweiten Polfingervielzahl enthalten sind. Jede Polfingerspitze ist mit einer radial einwärts offenen Aushöhlung versehen. Die Aushöhlung hat eine Länge, die sich in Richtung axial einwärts ausgehend von der Spitze hin zu der Basis des entsprechenden Polfingers bis zu einem Ende der Aushöhlung erstreckt. Die Aushöhlung hat eine Breite, die sich zwischen gegenüberliegenden Flanken des entsprechenden Polfingers in einer Richtung erstreckt, die im Wesentlichen senkrecht zu der Achse ist, und eine Tiefe, die sich im Wesentlichen radial in den entsprechenden Polfinger hinein erstreckt. Zumindest eine dieser beiden Abmessungen der Aushöhlung, nämlich Breite oder Tiefe, reduziert sich entlang der Aushöhlungslänge in der Richtung axial einwärts.The present disclosure also provides a rotor for a rotary electric machine, wherein the rotor has a pair of magnetic first and second pole pieces, each having a corresponding hub. The first and second pole piece hubs are spaced apart along an axis and have first and second pluralities of pole fingers, respectively. The first and second pole fingers are each spaced apart and distributed about the axis to define a substantially cylindrical outer rotor surface. Each pole finger has a base attached to the first and second pole piece hub, respectively, and extends toward the other pole piece hub. Each pole finger of the first and second plurality terminates at a tip adjacent to the bases of a pair of pole fingers contained within the other of the first and second pole fingers. Each Polfingerspitze is provided with a radially inwardly open cavity. The cavity has a length extending axially inwardly from the tip toward the base of the corresponding pole finger to one end of the cavity. The cavity has a width extending between opposite flanks of the corresponding pole finger in a direction substantially perpendicular to the axis and a depth extending substantially radially into the corresponding pole finger. At least one of these two dimensions of the cavity, namely width or depth, reduces along the cavity length in the axial inward direction.
Ein weiterer Aspekt des Rotors ist, dass die ersten Polfinger magnetische N Polfinger und die zweiten Polfinger magnetische S Polfinger sind. Der Rotor enthält zudem wenigstens einen Magneten, der zwischen einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar von N und S Polfingern angeordnet ist, wobei der Magnet sich gegenüber liegende N und S Polseiten hat. Der oder die magnetischen N Polseiten koppeln an den N Polfinger an und der oder die magnetischen S Polseiten koppeln an den S Polfinger an.Another aspect of the rotor is that the first pole fingers are magnetic N pole fingers and the second pole fingers are magnetic S pole fingers. The rotor also includes at least one magnet disposed between a circumferentially adjacent pair of N and S pole fingers, the magnet having opposing N and S pole sides. The one or more magnetic pole sides couple to the N pole finger and the magnetic pole side (s) couple to the pole finger.
Die vorliegende Offenbarung liefert auch eine rotierende elektrische Maschine mit einem Rotor wie vorstehend beschrieben, einem den Rotor umgebenden Stator und einem mit dem Stator verbundenen Gehäuse. Der Rotor wird von dem Gehäuse zur Rotation relativ zu dem Stator gestützt.The present disclosure also provides a rotary electric machine having a rotor as described above, a stator surrounding the rotor, and a housing connected to the stator. The rotor is supported by the housing for rotation relative to the stator.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die verschiedenen Ziele, Merkmale und dazugehörenden Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich und lassen sich besser verstehen, wenn man sie in Verbindung mit den dazugehörenden Zeichnungen betrachtet. Es wird darauf hingewiesen, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind oder im selben Maßstab sind, insbesondere kann der Maßstab von einigen Elementen der Zeichnungen übertrieben sein, um Merkmale dieser Elemente zu verdeutlichen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dieselben, ähnliche oder einander entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten, wobei:The various objects, features and attendant advantages of the present invention will become more apparent and more readily understood when considered in connection with the accompanying drawings. It should be understood that the appended drawings are not necessarily to scale or to the same scale, in particular, the scale of some elements of the drawings may be exaggerated to clarify features of these elements. Like reference numerals designate the same, similar or corresponding parts throughout the several views, wherein:
Sich entsprechende Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Ansichten durchgängig entsprechende Teile. Obwohl die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der offenbarten Vorrichtung zeigen, sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu oder im selben Maßstab und gewisse Merkmale können übertrieben dargestellt sein, um die vorliegende Offenbarung besser darzustellen und zu erklären. In den beigefügten Zeichnungen, die Schnittansichten zeigen, wurde eine Schraffur von verschiedenen Schnittelementen zur Besserung der Klarheit weggelassen. Es ist zu verstehen, dass dieses Weglassen der Schraffur nur dem Zweck der Klarheit der Darstellung dient.Corresponding reference numerals designate corresponding parts throughout the several views. Although the drawings show embodiments of the disclosed apparatus, the drawings are not necessarily to scale or scale, and certain features may be exaggerated in order to better illustrate and explain the present disclosure. In the accompanying drawings, which show sectional views, hatching of various sectional elements has been omitted for clarity. It should be understood that this omission of hatching is for the purpose of clarity of illustration only.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIEL(EN)DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENT (S)
Die Erfindung ist für verschiedene Abwandlungen und alternative Ausgestaltungen geeignet. Ihr spezifisches Ausführungsbeispiel, das exemplarisch in den Zeichnungen dargestellt ist, wird hier im Detail beschrieben. Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist so gewählt und beschrieben, dass Fachleute die Prinzipien und Praktiken der vorliegenden Offenbarung schätzen und verstehen können. Man sollte jedoch verstehen, dass die Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung nicht beabsichtigen, die Erfindung auf die spezielle offenbarte Form zu beschränken, sondern im Gegenteil soll die Erfindung alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen umfassen, die der Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, umfasst.The invention is suitable for various modifications and alternative embodiments. Her specific embodiment, which is illustrated by way of example in the drawings, will be described in detail here. The embodiment of the present disclosure is chosen and described so that those skilled in the art can appreciate and understand the principles and practices of the present disclosure. It should be understood, however, that the drawings and detailed description are not intended to limit the invention to the particular form disclosed, but on the contrary, the invention is intended to embrace all modifications, equivalents, and alternatives which the spirit and scope of the present invention, as well is defined in the appended claims.
Wenn nachstehend und in den Zeichnungen auf eine rotierende elektrische Maschine oder einen Rotor gemäß der vorliegenden Offenbarung Bezug genommen wird, sind deren strukturelle Elemente, die vorstehend diskutierten strukturellen Elemente des Standes der Technik entsprechen, mit einer entsprechenden Bezugszahl versehen, die gestrichen ist. Somit wird beispielsweise ein Ausführungsbeispiel der vorstehend diskutierten rotierenden elektrischen Maschine
Wie vorstehend erwähnt, sind bei herkömmlichen rotierenden elektrischen Maschinen
Die vorliegende Offenbarung liefert Polstücke
Zudem kann jeder Polfinger oder Segment
Wie die
Ein zweiter Vorteil der Polfingergeometrie der Maschine
Wie vorstehend erwähnt, wurde die Polfingergeometrie gemäß der vorliegenden Offenbarung durch Einsatz von dreidimensionaler Finite Elemente Analyse (3D FEA) magnetischer Modellierung und umfangreichen Entwicklungsarbeiten gefunden. Derzeitige Generatorprototypen gemäß der vorliegenden Erfindung (d. h. Prototypen der Maschinen
Das Folgende ist eine Liste bevorzugter Ausgestaltungen gemäß der vorliegenden Offenbarung:
- 1. Rotor für eine rotierende elektrische Maschine, der Rotor enthaltend: ein erstes Polstück und ein zweites Polstück, die jeweils eine entsprechende magnetische Nabe haben, die zur Rotation um eine Achse angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten Polstücknaben in einen Abstand entlang der Achse angeordnet sind, eine Vielzahl von magnetischen ersten Polfinger und eine Vielzahl von magnetischen zweiten Polfingern, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind und sich zwischen der ersten und der zweiten Polstücknabe erstrecken, wobei jeder Polfinger ein proximales Ende und ein axial gegenüberliegendes distales Ende hat, die proximalen Enden der ersten und zweiten Polfinger mit der ersten bzw. der zweiten Polstücknabe verbunden sind, die ersten und zweiten Polfinger in Umfangsrichtung alternierend um die Achse angeordnet sind, jeder Polfinger eine entsprechende radial innere Fläche hat, die eine Aushöhlung definiert, welche sich axial von dem distalen Ende zu einem Ende der Aushöhlung erstreckt, und bezüglich jedes Polfingers der radiale Abstand zwischen der Achse und der radial inneren Fläche an einer entsprechenden axiale Stelle zwischen dem distalen Ende und dem Ende der Aushöhlung innerhalb der Aushöhlung wesentlich größer als außerhalb der Aushöhlung ist.
- 2. Der Rotor der bevorzugten Ausgestaltung 1, wobei das Ende der Aushöhlung bei jedem Polfinger zwischen dem proximalen und dem distalen Ende angeordnet ist.
- 3. Der Rotor der bevorzugten Ausgestaltung 1 oder 2, wobei bei jedem Polfinger der radiale Abstand zwischen der Achse und der radial inneren Fläche innerhalb der Aushöhlung an einer ersten axialen Stelle, die zwischen dem distalen Ende und dem Ende der Aushöhlung liegt, größer ist als an einer zweiten axialen Stelle, die zwischen der ersten axialen Stelle und dem Ende der Aushöhlung ist.
- 4. Der Rotor einer der vorstehenden bevorzugten Ausgestaltungen, wobei jeder Polfinger sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende führende und folgende Flanken hat und die dazugehörende Aushöhlung zwischen den führenden und folgenden Flanken angeordnet ist.
- 5. Der Rotor einer der vorstehenden bevorzugten Ausgestaltungen, wobei bei jedem Polfinger die Aushöhlung eine Breite hat, die sich in einer Richtung senkrecht zu der Achse ändert, und die Breite an einer ersten axialen Stelle, die zwischen dem distalen Ende und dem Ende der Aushöhlung liegt, größer ist als die Breite an einer zweiten axialen Stelle, die zwischen der ersten axialen Stelle und dem Ende der Aushöhlung ist.
- 6. Rotor einer der vorstehenden bevorzugten Ausgestaltungen, wobei bei jedem Polfinger die Aushöhlung eine im Wesentlichen dreieckige Form in einer imaginären Ebene hat, die senkrecht zu der Achse ist.
- 7. Rotor einer der vorstehenden bevorzugten Ausgestaltungen, wobei bei jedem Polfinger die Aushöhlung eine im Wesentlichen dreieckige Form in einer imaginären Ebene hat, die parallel zu der Achse ist.
- 8. Rotor einer der vorstehenden bevorzugten Ausgestaltungen, wobei das Ende der Aushöhlung jedes Polfingers einen Scheitelpunkt der Aushöhlung definiert.
- 9. Rotor einer der vorstehenden bevorzugten Ausgestaltungen, wobei bei jedem Finger an dem dazugehörenden Ende der Aushöhlung und dem distalen Ende die radial innere Fläche an Stellen außerhalb der Aushöhlung von der Achse radial gleichen Abstand hat.
- 10. Rotor einer der bevorzugten Ausgestaltungen 1
bis 3, wobei jeder Polfinger eine radial äußere Fläche definiert, der einzelne Polfinger eine radiale Dicke zwischen der radial inneren Fläche und der radial äußeren Fläche hat, und die radiale Dicke an einer ersten Stelle außerhalb der Aushöhlung größer als an einer zweiten Stelle innerhalb der Aushöhlung ist. - 11. Rotor der bevorzugten Ausgestaltung 10, wobei jeder Polfinger sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende führende und folgende Flanken hat, und die erste Stelle in Umfangsrichtung zwischen der Aushöhlung und entweder der führenden oder der folgenden Flanke des entsprechenden Polfingers ist.
- 12. Rotor der bevorzugten Ausgestaltung 10 oder 11, wobei die erste Stelle zwischen dem proximalen Ende und dem Ende der Aushöhlung des entsprechenden Polfingers ist.
- 13. Rotor einer der bevorzugten Ausgestaltungen, wobei jeder Polfinger sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende führende und folgende Flanken hat, die entsprechende radial innere Fläche sich in Umfangsrichtung zwischen den führenden und folgenden Flanken erstreckt, und die führenden und folgenden Flanken im Wesentlichen parallel zur Achse sind.
- 14. Rotor einer der vorstehenden bevorzugten Ausgestaltungen, wobei magnetisch die ersten Polfinger N Polfinger und die zweiten Polfinger S Polfinger sind, wobei der Rotor zudem wenigstens einen Magneten enthält, der zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Paaren von N und S Polfingern angeordnet ist, der Magnet sich gegenüberliegende N und S Polseiten hat, die magnetische N Polseite an den N Polfinger ankoppelt und die magnetische S Polseite an den S Polfinger ankoppelt.
- 15. Rotor einer der vorstehenden bevorzugten Ausgestaltungen, wobei jeder Polfinger sich in Umfangsrichtung gegenüberliegende führende und folgende Flankenflächen hat und die jeweilige radial innere Fläche sich in Umfangsrichtung zwischen den führenden und folgenden Flankenfläche erstreckt, und der Rotor zudem wenigstens einen Magneten enthält, der zwischen den koppelnden führenden und folgenden Flankenflächen eines Paares von in Umfangsrichtung benachbarten ersten und zweiten Polfingern angeordnet ist und magnetisch entgegengesetzte Polseitenfläche aufweist, wobei jede magnetisch entgegengesetzte Polseitenfläche entweder an der führenden oder der folgenden Polfingerflankenfläche im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des entsprechenden Polfingers zwischen dessen proximalen und distalen Ende anliegt.
- 16. Rotor einer der vorstehenden bevorzugten Ausgestaltungen, zusätzlich enthaltend eine Erregerspule, die um die Achse herum zwischen der ersten und der zweiten Polstücknabe angeordnet ist, wobei N und S magnetische Polaritätsbenennungen der ersten und der zweiten Polstücknabe selektiv durch eine gewählte Stromflussrichtung in der Erregerspule bestimmt sind.
- 17. Rotierende elektrische Maschine mit: einem Rotor nach einer der vorstehenden bevorzugten Ausgestaltungen, einem Stator, der den Rotor umgibt, und einem Gehäuse, das mit dem Stator verbunden ist, wobei der Rotor von dem Gehäuse zur Rotation relativ zu dem Stator gestützt wird.
- 18. Rotor für eine rotierende elektrische Maschine, mit: einem Paar magnetischer erster und zweiter Polstücke, die jeweils eine Nabe aufweisen, wobei die erste und zweite Polstücknabe in einem Abstand voneinander entlang einer Achse angeordnet sind und erste bzw. zweite Vielzahlen von Polfingern aufweisen, jede der ersten und der zweiten Vielzahlen der Polfinger in einem Abstand voneinander um die Achse herum verteilt sind, um eine im Wesentlichen zylindrische äußere Rotorfläche zu definieren, jeder Polfinger eine Basis aufweist, die an seiner ersten bzw. zweiten Polstücknabe angebracht ist und sich in Richtung zu der jeweils anderen Polstücknabe hin erstreckt, jeder Polfinger der ersten oder der zweiten Vielzahl von Polfingern in einer Spitze endet, die in der Nähe der Basen eines Paares von Polfingern der jeweils anderen Vielzahl der ersten und zweiten Polfingervielzahl angeordnet ist, wobei jede Polfingerspitze mit einer radial einwärts offenen Aushöhlung versehen ist, die eine Länge hat, welche sich axial einwärts von der Spitze in einer Richtung hin zu der Basis des zugehörigen Polfingers bis zu einem Ende der Aushöhlung erstreckt, und die Aushöhlung eine Breite, die sich zwischen gegenüberliegenden Flanken des entsprechenden Polfingers in einer Richtung erstreckt, die im Wesentlichen senkrecht zu der Achse ist, und eine Tiefe, die sich im Wesentlichen radial in den entsprechenden Polfinger hinein erstreckt, hat, wobei zumindest eine dieser beiden Aushöhlungsabmessungen, nämlich Breite und/oder Tiefe, entlang der Aushöhlungslänge in der Richtung axial einwärts abnimmt.
- 19. Rotor der bevorzugten Ausgestaltung 18, wobei magnetisch die ersten Polfinger N Polfinger und die zweiten Polfinger S Polfinger sind, und wobei der Rotor zudem wenigstens einen Magneten enthält, der zwischen einem in Umfangsrichtung benachbarten Paar von N und S Polfingern angeordnet ist, der Magnet gegenüberliegende N und S Polseiten aufweist, die magnetische N Polseite an den N Polfinger gekoppelt ist und die magnetische S Polseite an den S Polfinger gekoppelt ist.
- 20. Rotierende elektrische Maschine mit dem Rotor der bevorzugten Ausgestaltung 18 oder 19, einem den Rotor umgebenden Stator, und einem mit dem Stator verbundenen Gehäuse, wobei der Rotor von dem Gehäuse zur Rotation relativ zu dem Stator gestützt wird.
- A rotor for a rotary electric machine, the rotor comprising: a first pole piece and a second pole piece each having a respective magnetic hub arranged for rotation about an axis, the first and second pole piece hubs being spaced along the axis a plurality of magnetic first pole fingers and a plurality of magnetic second pole fingers spaced apart and extending between the first and second pole piece bosses, each pole finger having a proximal end and an axially opposite distal end proximal ends of the first and second pole fingers are connected to the first and second pole piece hub respectively, the first and second pole fingers are circumferentially arranged alternately about the axis, each pole finger has a corresponding radially inner surface defining a cavity extending axially from the distal end to one end of the Hollow extends, and with respect to each Polfingers the radial distance between the axis and the radially inner surface at a corresponding axial location between the distal end and the end of the cavity within the cavity is substantially greater than outside the cavity.
- 2. The rotor of Preferred Embodiment 1, wherein the end of the cavity in each pole finger is disposed between the proximal and distal ends.
- 3. The rotor of Preferred Embodiment 1 or 2, wherein in each pole finger, the radial distance between the axis and the radially inner surface within the cavity is greater at a first axial location located between the distal end and the end of the cavity at a second axial location that is between the first axial location and the end of the cavity.
- 4. The rotor of any of the foregoing preferred embodiments, wherein each pole finger has circumferentially opposed leading and trailing edges, and the associated cavity is located between the leading and trailing edges.
- 5. The rotor of any one of the above preferred embodiments, wherein in each pole finger the cavity has a width that varies in a direction perpendicular to the axis and the width at a first axial location between the distal end and the end of the cavity is greater than the width at a second axial location that is between the first axial location and the end of the cavity.
- A rotor of any one of the above preferred embodiments, wherein in each pole finger the cavity has a substantially triangular shape in an imaginary plane which is perpendicular to the axis.
- A rotor of any one of the foregoing preferred embodiments, wherein in each pole finger the cavity has a substantially triangular shape in an imaginary plane parallel to the axis.
- A rotor of any of the foregoing preferred embodiments, wherein the end of the cavity of each pole finger defines a vertex of the cavity.
- A rotor of any of the foregoing preferred embodiments, wherein each finger at the mating end of the cavity and the distal end has the radially inner surface at locations outwardly of the cavity radially equidistant from the axis.
- 10. A rotor of one of the preferred embodiments 1 to 3, wherein each pole finger defines a radially outer surface, the individual pole fingers have a radial thickness between the radially inner surface and the radially outer surface, and the radial thickness at a first location outside the cavity is larger as being at a second location within the excavation.
- 11. A rotor of preferred embodiment 10, wherein each pole finger has circumferentially opposed leading and trailing flanks, and is the first circumferential location between the cavity and either the leading or trailing edge of the corresponding pole finger.
- 12. Rotor of the preferred embodiment 10 or 11, wherein the first location between the proximal end and the end of the cavity of the corresponding Polfingers is.
- A rotor of one of the preferred embodiments, wherein each pole finger has circumferentially opposed leading and trailing flanks, the respective radially inner surface extending circumferentially between the leading and trailing flanks, and the leading and trailing flanks being substantially parallel to the axis.
- 14. Rotor of one of the above preferred embodiments, wherein magnetically, the first pole fingers N Polfinger and the second Polfinger S Polfinger, wherein the rotor also at least a magnet disposed between two circumferentially adjacent pairs of N and S pole fingers, the magnet having opposite N and S pole sides, coupling the magnetic N pole side to the N pole finger, and coupling the magnetic pole side to the S pole finger.
- A rotor of any of the foregoing preferred embodiments, wherein each pole finger has circumferentially opposed leading and trailing flank surfaces and the respective radially inner surface extends circumferentially between the leading and trailing flank surfaces, and the rotor further includes at least one magnet interposed between the two coupling and leading edge surfaces of a pair of circumferentially adjacent first and second pole fingers and having magnetically opposite pole side surfaces, each magnetically opposite pole side surface on either the leading or following pole finger edge surface substantially along the entire length of the corresponding pole finger between the proximal and distal thereof End is present.
- 16. A rotor of any of the foregoing preferred embodiments, further including an exciter coil disposed about the axis between the first and second pole piece bosses, wherein N and S selectively determine magnetic polarity designations of the first and second pole piece bosses through a selected current flow direction in the excitation coil are.
- 17. A rotary electric machine comprising: a rotor according to one of the preceding preferred embodiments, a stator surrounding the rotor and a housing connected to the stator, the rotor being supported by the housing for rotation relative to the stator.
- 18. A rotor for a rotary electric machine, comprising: a pair of magnetic first and second pole pieces each having a hub, the first and second pole piece bosses being spaced apart along an axis and having first and second pluralities of pole fingers, respectively; each of the first and second pluralities of pole fingers are spaced apart around the axis to define a substantially cylindrical outer rotor surface, each pole finger having a base mounted on its first and second pole piece hubs and extending in the direction extending to the respective other pole piece hub, each pole finger of the first or the second plurality of Polfingern terminates in a tip, which is arranged in the vicinity of the bases of a pair of Polfingern the respective other plurality of the first and second Polfingervielzahl, each Polfingerspitze with a is provided radially inwardly open cavity, di e has a length which extends axially inwardly from the tip in a direction toward the base of the associated pole finger to an end of the cavity, and the cavity has a width extending between opposite flanks of the corresponding pole finger in a direction is substantially perpendicular to the axis, and has a depth that extends substantially radially into the corresponding pole finger, with at least one of these two cavity dimensions, namely width and / or depth, decreasing axially inwardly along the cavity length in the direction.
- 19. Rotor of the preferred embodiment 18, wherein magnetically the first pole fingers N are Polfinger and the second pole fingers are S Polfinger, and wherein the rotor further comprises at least one magnet disposed between a circumferentially adjacent pair of N and S pole fingers, the magnet opposing N and S pole sides, the magnetic N pole side is coupled to the N Polfinger and the magnetic S Polseite is coupled to the S Polfinger.
- 20. A rotary electric machine with the rotor of the preferred embodiment 18 or 19, a stator surrounding the rotor, and a stator connected to the housing, wherein the rotor is supported by the housing for rotation relative to the stator.
Obwohl vorstehend Ausgestaltungen offenbart wurden, ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausgestaltungen beschränkt. Stattdessen soll die Anmeldung beliebige Variationen, Anwendungen oder Modifikationen der vorliegenden Offenbarung nach deren allgemeinen Prinzipien abdecken. Zudem soll die Anmeldung solche Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung abdecken, die in der bekannten oder üblichen Praxis des Fachgebiets vorkommen, auf welche sich die Erfindung bezieht, und die im Umfang der beigefügten Patentansprüche liegen. Obwohl also die offenbarte rotierende elektrische Maschine ein Generator mit Bürsten ist, muss man verstehen, dass die Lehren der vorliegenden Offenbarung auch mit Rotoren von elektrischen Maschinen anderen Typs eingesetzt werden können, beispielsweise Elektromotoren oder bürstenlosen Generatoren mit Rotoren, die Permanentmagnete enthalten.While embodiments have been disclosed above, the invention is not limited to the disclosed embodiments. Instead, the application is intended to cover any variations, applications, or modifications of the present disclosure in accordance with the general principles thereof. In addition, the application is intended to cover such deviations from the present disclosure which appear in the well-known or ordinary practice of the art to which the invention pertains and which are within the scope of the appended claims. Thus, although the disclosed rotary electric machine is a brushed generator, it is to be understood that the teachings of the present disclosure may be practiced with rotors of other types of electric machines, such as electric motors or brushless generators with rotors containing permanent magnets.
Für eine weitere Diskussion der Art des Gebrauchs und Einsatzes der Erfindung soll selbiges aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich sein. In Bezug auf die vorstehende Beschreibung ist dabei zu realisieren, dass die optimalen maßstäblichen Beziehungen für die Teile der Erfindung einschließlich Variationen hinsichtlich Größe, Materialien, Gestalt, Form, Funktion und Betriebsart, Zusammenbau und Gebrauch für Fachleute unmittelbar ersichtlich und naheliegend sind und alle äquivalenten Beziehungen, in Bezug auf die Darstellungen in den Zeichnungen und die Beschreibung von der vorliegenden Erfindung befasst sein sollen.For a further discussion of the nature of the use and operation of the invention, the same should be apparent from the foregoing description. With regard to the above description to realize that the optimal scale relationships for the parts of the invention, including variations in size, materials, shape, shape, function and mode of operation, assembly and use, will be readily apparent and obvious to those skilled in the art, and all equivalent relationships, with respect to the illustrations in FIG The drawings and the description of the present invention should be considered.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 7973444 [0017, 0019] US 7973444 [0017, 0019]
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112655136A (en) * | 2018-05-24 | 2021-04-13 | 博格华纳公司 | Enhanced geometry of permanent magnet claw pole segments |
US11316417B2 (en) * | 2017-10-25 | 2022-04-26 | Seg Automotive Germany Gmbh | Rotor of a claw pole machine |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7973444B2 (en) | 2007-04-27 | 2011-07-05 | Remy Technologies, Inc. | Electric machine and rotor for the same |
-
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7973444B2 (en) | 2007-04-27 | 2011-07-05 | Remy Technologies, Inc. | Electric machine and rotor for the same |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11316417B2 (en) * | 2017-10-25 | 2022-04-26 | Seg Automotive Germany Gmbh | Rotor of a claw pole machine |
CN112655136A (en) * | 2018-05-24 | 2021-04-13 | 博格华纳公司 | Enhanced geometry of permanent magnet claw pole segments |
CN112655136B (en) * | 2018-05-24 | 2024-01-02 | 博格华纳公司 | Enhanced geometry of permanent magnet claw-shaped pole segments |
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