DE102014118581A1 - Improved construction of an internal permanent magnet motor - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Konstruktion des Innenpermanentmagnetmotors bereit, bei der die Breite des ringförmigen Luftspalts zwischen dem Stator und dem Rotor in jedem Bereich des Polabstands jeweils einen Maximalwert und einen Minimalwert aufweist, wodurch sich der Magnetfluss des Luftspalts einer Sinuswelle annähert.The present invention provides an improved construction of the internal permanent magnet motor in which the width of the annular air gap between the stator and the rotor in each region of the pole gap has a maximum value and a minimum value, respectively, whereby the magnetic flux of the air gap approximates a sine wave.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor und insbesondere eine verbesserte Konstruktion des Innenpermanentmagnetmotors. The present invention relates to a motor, and more particularly to an improved design of the internal permanent magnet motor.

Stand der Technik State of the art

Da die Permanentmagnete bei Innenpermanentmagnetmotoren, bei denen die Permanentmagnete im Rotorkern eingebaut sind, vom Rotorkern umfasst sind, weisen diese eine höhere mechanische Zuverlässigkeit auf und eignen sich für hohe Betriebsgeschwindigkeiten. Um die Leistung zu verbessern und die Nachteile des herkömmlichen Permanentmagnetmotors zu reduzieren, sind im Rotor und an der Außenkante des Rotors Schlitze (1b) zwischen den beiden Seiten der Dipolmagneten (1a) angeordnet (siehe 1), um das Auftreten eines magnetischen Kurzschlusses zu verhindern und gleichzeitig das Drehmoment zu erhöhen und die Rastkraft zu reduzieren, wodurch die Wirkungen der Stoßdämpfung und der Schallreduktion gewährleistet sind. Since the permanent magnets in internal permanent magnet motors, in which the permanent magnets are installed in the rotor core, are covered by the rotor core, they have a higher mechanical reliability and are suitable for high operating speeds. In order to improve the performance and to reduce the disadvantages of the conventional permanent magnet motor, slits (in the rotor and on the outer edge of the rotor) 1b ) between the two sides of the dipole magnets ( 1a ) (see 1 ) to prevent the occurrence of a magnetic short circuit while increasing the torque and reducing the cogging force, thereby ensuring the effects of shock absorption and noise reduction.

Bei der herkömmlichen Technik weisen die oben genannten Schlitze (1b) aufgrund der Räume eine Reluktanz auf, die sich von der des Rotorkerns unterscheidet, so dass die Verteilung der Magnetflussdichte zwischen dem Stator und dem Rotor reguliert wird, um einen besseren Betrieb des Permanentmagnetmotors zu ermöglichen. Bei einer anderen ähnlichen herkömmlichen Konstruktion, nämlich beim nichtkreisförmigen Rotor (2a), werden die zwischen den beiden Polen zum Rotor entsprechenden Bereiche zurückgesetzt oder eingekerbt, um einen Raum zur Vermeidung eines magnetischen Kurzschlusses zu bilden (siehe 2). In the conventional technique, the above-mentioned slots ( 1b ), due to the spaces, a reluctance different from that of the rotor core, so that the distribution of the magnetic flux density between the stator and the rotor is regulated to allow a better operation of the permanent magnet motor. In another similar conventional construction, namely the non-circular rotor ( 2a ), the areas corresponding to the rotor between the two poles are reset or notched to form a space to avoid a magnetic short circuit (see 2 ).

Bezugnehmend auf 3 wird die herkömmliche Technik ferner in einem nichtkreisförmigen Rotor (3a) gezeigt, wobei die 4 die Beziehung zwischen dem Winkelverhältnis zwischen den Einkerbungen (3b) und den in dem nichtkreisförmigen Rotor (3a) verborgen angeordneten Magneten (3c) und der Motoreffizienz zeigt. In 4 stellen der Winkel θ2 den Öffnungswinkel zwischen den beiden benachbarten Magneten und der Winkel θ4 den Öffnungswinkel zwischen den Einkerbungen (3b) dar, wobei das Verhältnis von θ2 zu θ4, wenn der Rotor kreisförmig ist und keine Einkerbungen aufweist, 1 ist. In diesem Moment weist der Motor eine schlechte Betriebseffizienz auf und läuft zudem instabil. Durch die Magnetflussregelung mittels aller Einkerbungen (3b) können eine bessere Motorleistung und eine höhere Motorstabilität gewährleistet werden. Jedoch zeigt der Verlauf in 4, dass diese erhöhte Motorleistung immer noch begrenzt ist und dass sogar unter optimalen Bedingungen die Motoreffizienz pro Einheitswert (pu: per unit value) nur von 1 auf 1,02 erhöht wird. Die Reduktion der Rastkraft ist folglich ebenfalls sehr beschränkt. Referring to 3 the conventional technique is further used in a non-circular rotor ( 3a ), wherein the 4 the relationship between the angular relationship between the notches ( 3b ) and in the non-circular rotor ( 3a ) arranged magnets ( 3c ) and the engine efficiency shows. In 4 the angle θ2 represents the opening angle between the two adjacent magnets and the angle θ4 the opening angle between the notches ( 3b ), wherein the ratio of θ2 to θ4 when the rotor is circular and has no notches is 1. At that moment, the engine has poor operating efficiency and is unstable. Due to the magnetic flux regulation by means of all notches ( 3b ), better engine performance and higher engine stability can be ensured. However, the course shows in 4 in that this increased engine power is still limited and that even under optimal conditions the engine efficiency per unit value (pu) is only increased from 1 to 1.02. The reduction of the locking force is therefore also very limited.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Konstruktion des Innenpermanentmagnetmotors bereitzustellen, durch die sich der Magnetfluss im Luftspalt einer idealen Sinuswelle annähert und die Rastkraft des Permanentmagnetmotors reduziert wird, damit der Betrieb des Permanentmagnetmotors reibungsloser ist. The main object of the present invention is to provide an improved design of the internal permanent magnet motor, by which the magnetic flux in the air gap approximates an ideal sine wave and the cogging force of the permanent magnet motor is reduced so that the operation of the permanent magnet motor is smoother.

Um das obige Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine verbesserte Konstruktion des Innenpermanentmagnetmotors bereit. Das technische Hauptmerkmal besteht darin, dass die Breite des ringförmigen Luftspalts zwischen dem Stator und dem Rotor in jedem Bereich des Polabstands jeweils einen Maximalwert und einen Minimalwert aufweist, wodurch sich der Magnetfluss im Luftspalt einer Sinuswelle annähert. In order to achieve the above object, the present invention provides an improved structure of the internal-permanent-magnet motor. The main technical feature is that the width of the annular air gap between the stator and the rotor in each region of the pole gap has a maximum value and a minimum value, whereby the magnetic flux in the air gap approaches a sine wave.

Insbesondere beinhaltet die erfindungsgemäße verbesserte Konstruktion des Innenpermanentmagnetmotors ein Rotorelement, das eine Rotoraufnahme besitzt, mehrere Magnete, die paarweise in der Rotoraufnahme angeordnet sind und dabei eine V-Form bilden, wobei die Öffnung der V-Form vom Krümmungsmittelpunkt der Rotoraufnahme weg weist, ein Statorelement, das eine hohle Statoraufnahme besitzt, wobei diese koaxial den Umfang der Rotoraufnahme umfasst, und einen ringförmigen Luftspalt, der sich zwischen der inneren Ringfläche der Statoraufnahme und der äußeren Ringfläche der Rotoraufnahme befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des ringförmigen Luftspalts in jedem Polabstand jeweils einen Maximalwert und einen Minimalwert aufweist, wobei das Verhältnis zwischen dem Maximum und dem Minimum die nachfolgend beschriebene Formel erfüllen muss: gmin÷g = cos (b÷a × θ). In der Formel ist gmin der Minimalwert der Breite des ringförmigen Luftspalts, g der Maximalwert der Breite des ringförmigen Luftspalts, a der Öffnungswinkel der Magneten, b der Polabstand und θ = –π÷2 ~ +π÷2. In particular, the inventive improved internal permanent magnet motor design incorporates a rotor element having a rotor receptacle, a plurality of magnets arranged in pairs in the rotor receptacle forming a V-shape with the opening of the V-shape facing away from the center of curvature of the rotor receptacle, a stator element which has a hollow stator receptacle, which coaxially surrounds the circumference of the rotor receptacle, and an annular air gap which is located between the inner annular surface of the stator receptacle and the outer annular surface of the rotor receptacle, characterized in that the width of the annular air gap in each pole distance has a maximum value and a minimum value, wherein the ratio between the maximum and the minimum must satisfy the formula described below: g min ÷ g = cos (b ÷ a × θ). In the formula, g min is the minimum value of the width of the annular air gap, g is the maximum value of the width of the annular air gap, a is the opening angle of the magnets, b is the pole pitch, and θ = -π ÷ 2 ~ + π ÷ 2.

Ferner kann die Größenänderung des ringförmigen Luftspalts nur durch Formänderung der einseitigen Endfläche erzielt werden, d. h. jede gekrümmte Fläche, bei der die äußere Ringfläche der Rotoraufnahme zu dem jeweiligen eigenen Bereich des Polabstands zugehörig ist, besitzt jeweils einen eigenen Krümmungsmittelpunkt, wobei sich diese Krümmungsmittelpunkte vom Krümmungsmittelpunkt der Rotoraufnahme unterscheiden, so dass diese zum jeweiligen Polabstand zugehörig sind, wobei die konvexen gekrümmten Flächen auf der äußeren Ringfläche der Rotoraufnahme und gegenüber der kreisbogenförmigen Fläche, deren Krümmungsmittelpunkt der Rotoraufnahme eine Achse bildet, ausgebildet sind, so dass die Breite des ringförmigen Luftspalts variieren kann. Furthermore, the change in size of the annular air gap can be achieved only by changing the shape of the one-sided end face, ie each curved surface in which the outer annular surface of the rotor receptacle is associated with the respective own area of the pole spacing, each has its own center of curvature, these centers of curvature from the center of curvature distinguish the rotor mount, so that they are associated with the respective pole spacing, wherein the convex curved surfaces on the outer annular surface of the rotor seat and against the circular-arc-shaped surface whose center of curvature of the rotor receptacle forms an axis are formed, so that the width of the annular air gap may vary.

Die Krümmungsmittelpunkte aller gekrümmten Flächen liegen hierbei zwischen dem Krümmungsmittelpunkt der Rotoraufnahme und allen gekrümmten Flächen. The centers of curvature of all curved surfaces lie between the center of curvature of the rotor seat and all curved surfaces.

Der Krümmungsmittelpunkt der inneren Ringfläche der Statoraufnahme liegt hierbei koaxial zum Krümmungsmittelpunkt der Rotoraufnahme. The center of curvature of the inner annular surface of the stator is in this case coaxial with the center of curvature of the rotor mount.

Der Bereich mit dem Minimalwert der Breite des ringförmigen Luftspalts befindet sich hierbei innerhalb eines einzigen Polabstands in zentraler Position des zugehörigen Polabstands. The range with the minimum value of the width of the annular air gap is in this case within a single pole spacing in a central position of the associated pole spacing.

Ferner bezieht sich der Öffnungswinkel der Magnete in der obigen Formel auf den Winkel, der durch die zwei am weitesten voneinander entfernten Seiten des Magnetpaars mit dem Krümmungsmittelpunkt der Rotoraufnahme als Ursprungspunkt gebildet ist. Further, the opening angle of the magnets in the above formula refers to the angle formed by the two farthest sides of the magnet pair with the center of curvature of the rotor seat as an origin.

Darüber hinaus umfasst das Rotorelement ferner mehrere Einrastnuten, die paarweise getrennt in der Rotoraufnahme angeordnet sind, wobei jedes Paar von Magneten in ein Paar von Einrastnuten eingerastet ist. In addition, the rotor member further includes a plurality of latching grooves, which are arranged in pairs separately in the rotor receptacle, wherein each pair of magnets is engaged in a pair of latching grooves.

Hierbei ist das Volumen jeder Einrastnut jeweils größer als das Volumen des eingerasteten Magneten. In this case, the volume of each latching groove is larger than the volume of the latched magnet.

Im Querschnitt sind hierbei alle Einrastnuten streifenförmig, wobei die Nutwände an den beiden Enden der Hauptachse von den entsprechenden Enden des Magneten getrennt sind. In cross-section in this case all latching grooves are strip-shaped, wherein the groove walls are separated at the two ends of the main axis of the corresponding ends of the magnet.

Darüber hinaus weist das Statorelement ferner mehrere verteilte Wicklungen auf, die jeweils auf der Statoraufnahme angeordnet sind. In addition, the stator also has a plurality of distributed windings, which are each arranged on the stator.

Kurzbeschreibung der Darstellungen Brief description of the illustrations

1 zeigt einen Querschnitt eines ersten Stands der Technik; 1 shows a cross section of a first prior art;

2 zeigt einen Querschnitt eines zweiten Stands der Technik; 2 shows a cross section of a second prior art;

3 zeigt einen Querschnitt eines dritten Stands der Technik; 3 shows a cross section of a third prior art;

4 zeigt eine Abbildung des Verhältnisses zwischen den Einkerbungen und der Motoreffizienz der herkömmlichen Technik gemäß 3; 4 FIG. 14 shows a map of the relationship between the notches and the engine efficiency of the conventional art according to FIG 3 ;

5 zeigt eine Aufsicht der bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung; 5 shows a plan view of the preferred embodiment according to the present invention;

6 zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 6 shows a partially enlarged view of the preferred embodiment of the present invention;

7 zeigt ein Nutrastmoment-Zeit-Kurvendiagramm der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 FIG. 12 shows a cogging torque-time plot of the preferred embodiment of the present invention. FIG.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen Detailed description of the embodiments

Um die vorliegende Erfindung völlig zu verstehen, wird nachfolgend eine bevorzugte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben. In order to fully understand the present invention, a preferred embodiment will now be described in detail with reference to the drawings.

Bezugnehmend auf 5 und 6 basiert die erfindungsgemäße verbesserte Konstruktion des Innenpermanentmagnetmotors 10 in der bevorzugten Ausführungsform auf einem herkömmlichen Innenpermanentmagnetmotor mit V-förmiger Anordnungsweise. Hierbei wird dessen Luftspaltraum weiter verbessert. Der Aufbau dieser beinhaltet primär ein Rotorelement 20, ein Statorelement 30 und einen ringförmigen Luftspalt 40. Referring to 5 and 6 based on the inventive improved construction of the internal permanent magnet motor 10 in the preferred embodiment, on a conventional V-shaped internal permanent magnet motor. In this case, the air gap space is further improved. The structure of this primarily includes a rotor element 20 , a stator element 30 and an annular air gap 40 ,

Das Rotorelement 20 besitzt eine Rotoraufnahme 21, mehrere streifenförmige Einrastnuten 22, die paarweise getrennt in der Rotoraufnahme 21 angeordnet sind, wobei diese in ihrer Längsrichtung V-förmig angeordnet sind, wobei die Öffnung der V-Form von der Richtung des Krümmungsmittelpunkts α der Rotoraufnahme 21 weg weist, mehrere stabförmige Magnete 23, die jeweils in die jeweiligen Einrastnuten 22 eingerastet sind. Das Volumen dieser ist jeweils kleiner als das der Einrastnuten, in die diese eingerastet werden. Die Nutwände an den beiden Enden der Hauptachse aller Magnete 23 sind von den Nutwänden an den beiden Enden der zur Einrastung dienenden Einrastnuten 22 getrennt. An den beiden Enden der Hauptachse aller Magnete 23 ist jeweils ein Nutraum ausgebildet, wodurch die Magnetflussdichte aller Magnete 23 reguliert wird. The rotor element 20 has a rotor mount 21 , several strip-shaped latching grooves 22 , which are separated in pairs in the rotor holder 21 are arranged, which are arranged in their longitudinal direction V-shaped, wherein the opening of the V-shape of the direction of the center of curvature α of the rotor seat 21 points away, several rod-shaped magnets 23 , each in the respective Einrastnuten 22 are engaged. The volume of each is smaller than that of the Einrastnuten, in which they are engaged. The groove walls at the two ends of the main axis of all magnets 23 are of the groove walls at the two ends of the latching engagement notches 22 separated. At the two ends of the main axis of all magnets 23 each groove space is formed, whereby the magnetic flux density of all magnets 23 is regulated.

Das Statorelement 30 besitzt eine hohle ringförmige Statoraufnahme 31, die koaxial den Umfangsrand der Rotoraufnahme 21 umfasst, mehrere verteilte Wicklungen (nicht gezeigt), die jeweils um die mehreren Polmitten 311 der Statoraufnahme 31 gewickelt sind, wobei die Flächen der Polschuhe 312 an den Enden aller Polmitten 311 die innere Umfangsringfläche der Statoraufnahme 31 bilden, d. h. die innere Umfangsringfläche der Statoraufnahme 31 ist aus mehreren diskontinuierlichen Polschuhflächen zusammengesetzt. The stator element 30 has a hollow annular stator mount 31 coaxially the peripheral edge of the rotor mount 21 comprises a plurality of distributed windings (not shown), each around the plurality of pole centers 311 the stator recording 31 are wound, with the surfaces of the pole pieces 312 at the ends of all pole centers 311 the inner peripheral annular surface of the stator 31 form, ie the inner peripheral annular surface of the stator 31 is composed of several discontinuous pole faces.

Der Luftspalt 40 ist ringförmig und befindet sich zwischen der äußeren Ringfläche der Rotoraufnahme 21 und der inneren Ringfläche der Statoraufnahme 31, wobei die Breite des ringförmigen Luftspalts 40 kein Einzelwert ist und in jedem Polabstand jeweils einen Maximalwert (g) und einen Minimalwert (gmin) aufweist, wobei das Verhältnis zwischen dem Maximum (g) und dem Minimum (gmin) die nachfolgend beschriebene Formel erfüllen muss: gmin÷g = cos (b÷a × θ) The air gap 40 is annular and located between the outer annular surface of the rotor mount 21 and the inner annular surface of the stator receptacle 31 where the width of the annular air gap 40 is not a single value and has a maximum value (g) and a minimum value (g min ) in each pole distance, wherein the ratio between the maximum (g) and the minimum (g min ) must satisfy the formula described below: g min ÷ g = cos (b ÷ a × θ)

In der obigen Formel ist gmin der Minimalwert der Breite des ringförmigen Luftspalts 40, g der Maximalwert der Breite des ringförmigen Luftspalts 40, a der Öffnungswinkel der Magnete, der durch die zwei am weitesten voneinander entfernten und in einer geraden Linie liegenden Punkte des Magnetpaars 23 mit dem Krümmungsmittelpunkt der Rotoraufnahme als Ursprungspunkt gebildet ist, b der Polabstand und θ = –π÷2 ~ +π÷2. In the above formula, g min is the minimum value of the width of the annular air gap 40 , g is the maximum value of the width of the annular air gap 40 , a is the opening angle of the magnets passing through the two furthest apart and in a straight line points of the magnet pair 23 is formed with the center of curvature of the rotor seat as the origin, b is the pole pitch and θ = -π ÷ 2 ~ + π ÷ 2.

Insbesondere sind in der vorliegenden Ausführungsform: a = 55 b = 60 In particular, in the present embodiment: a = 55 b = 60

Gemäß der obigen Formel beträgt das Verhältnis gmin÷g = 0,42. According to the above formula, the ratio g min ÷ g = 0.42.

Ferner kann der Aufbau der unterschiedlichen Breiten des ringförmigen Luftspalts 40 auf die in der vorliegenden Ausführungsform gezeigte Weise, nämlich dass die innere Umfangsfläche der Statoraufnahme 31 ringförmig gestaltet ist, geändert sein, wobei der Krümmungsmittelpunkt dieser zum Krümmungsmittelpunkt der Rotoraufnahme 21 koaxial liegt, so dass sich die Krümmung der gekrümmten Fläche 211, bei der die äußere Ringfläche der Rotoraufnahme 21 zu dem jeweiligen eigenen Bereich des Polabstands zugehörig ist, von der Krümmung der Rotoraufnahme 21, bei der der Krümmungsmittelpunkt α der Rotoraufnahme eine Achse bildet, unterscheidet, wobei die Krümmungsmittelpunkte β aller gekrümmten Flächen sich in den Bereichen der Polabstände vom Krümmungsmittelpunkt α der Rotoraufnahme unterscheiden und sich zwischen dem Krümmungsmittelpunkt α der Rotoraufnahme und der zugehörigen gekrümmten Fläche 211 befinden, so dass diese gekrümmten Fläche 211 in Bezug auf die kreisbogenförmige Fläche, die mit dem Krümmungsmittelpunkt α der Rotoraufnahme eine Achse bildet, jeweils eine konvexe Wölbung aufweisen, wobei sich die höchste Position dieser Wölbung an der zentralen Position des zugehörigen Polabstands befindet, wodurch der Bereich mit dem Minimalwert der Breite an dieser Position vorliegt. Furthermore, the structure of the different widths of the annular air gap 40 in the manner shown in the present embodiment, namely that the inner circumferential surface of the stator receptacle 31 is annular, be changed, the center of curvature thereof to the center of curvature of the rotor receptacle 21 coaxial, so that the curvature of the curved surface 211 in which the outer annular surface of the rotor receptacle 21 is associated with the respective own range of pole spacing, of the curvature of the rotor mount 21 in which the center of curvature α of the rotor receptacle forms an axis, the centers of curvature β of all curved surfaces differ in the areas of the pole spacings from the center of curvature α of the rotor receptacle and between the center of curvature α of the rotor receptacle and the associated curved surface 211 so that this curved surface 211 with respect to the circular arc-shaped surface, which forms an axis with the center of curvature α of the rotor seat, each have a convex curvature, the highest position of this curvature being at the central position of the associated pole gap, whereby the area with the minimum value of the width at this Position exists.

Beim obigen Aufbau wird mittels der verbesserten Konstruktion des Innenpermanentmagnetmotors 10 durch die Änderung der Breite des ringförmigen Luftspalts ermöglicht, dass der Luftspalt, durch den der magnetische Kreis durchläuft, durch die Bewegung des Rotors im Betrieb geändert wird, wodurch der Luftspaltfluss von Rechteckwellen bis zu Sinuswellen geändert wird, so dass das Nutrastmoment stark reduziert werden kann und einen relativ flachen Verlauf des Nutrastmoments a aufweist (siehe 7). Im Vergleich zum herkömmlichen Verlauf des Nutrastmoments b kann mit der verbesserten Konstruktion des Innenpermanentmagnetmotors 10 das Nutrastmoment um etwa 50% reduziert werden, so dass die Stabilität während des Betriebs enorm erhöht wird. In the above structure, by means of the improved construction of the internal permanent magnet motor 10 changing the width of the annular air gap allows the air gap through which the magnetic circuit passes to be changed in operation by the movement of the rotor, thereby changing the air gap flux from square waves to sine waves, so that the cogging torque can be greatly reduced and a relatively flat course of the Nutrastmoments a (see 7 ). Compared to the conventional course of the Nutrastmoments b can with the improved design of the internal permanent magnet motor 10 the cogging torque is reduced by about 50%, so that the stability during operation is increased enormously.

Im weiteren Vergleich der verbesserten Konstruktion des Innenpermanentmagnetmotors 10 mit dem Stand der Technik, müssen bei der Herstellung lediglich die Krümmungen auf der äußeren Umfangsfläche der Rotoraufnahme 21 verändert werden. Die Herstellung und die Verarbeitung sind sehr einfach und können mit hoher Genauigkeit realisiert werden. Durch die Kommerzialisierung der verbesserten Konstruktion des Innenpermanentmagnetmotors 10 können aufgrund der Möglichkeit der kostengünstigen und hochpräzisen Herstellung und dadurch, dass die Verarbeitung wenig Schwierigkeiten bereitet, große Vorteile erzielt werden. Darüber hinaus verfügt die verbesserte Konstruktion des Innenpermanentmotors 10 über eine stark verbesserte Leistung im Vergleich zum Stand der Technik. Further comparing the improved design of the internal permanent magnet motor 10 With the prior art, only the curvatures on the outer circumferential surface of the rotor receptacle have to be produced during production 21 to be changed. The production and processing are very simple and can be realized with high accuracy. By commercializing the improved design of the internal permanent magnet motor 10 can be achieved great advantages due to the possibility of low-cost and high-precision manufacturing and the fact that the processing is less difficult. In addition, has the improved design of the internal permanent-motor 10 over a greatly improved performance compared to the prior art.

Claims (10)

Innenpermanentmagnetmotor umfassend: ein Rotorelement, das eine Rotoraufnahme aufweist, mehrere Magnete, die paarweise in der Rotoraufnahme angeordnet sind und dabei eine V-Form bilden, wobei die Öffnung der V-Form vom Krümmungsmittelpunkt der Rotoraufnahme weg weist; ein Statorelement, das eine hohle Statoraufnahme aufweist, wobei diese den Umfang der Rotoraufnahme koaxial umfasst; und einen ringförmigen Luftspalt, der sich zwischen der inneren Ringfläche der Statoraufnahme und der äußeren Ringfläche der Rotoraufnahme befindet; dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des ringförmigen Luftspalts in jedem Polabstand jeweils einen Maximalwert und einen Minimalwert aufweist, wobei das Verhältnis zwischen dem Maximum und dem Minimum die nachfolgend beschriebene Formel erfüllen muss: gmin÷g = cos (b÷a × θ), wobei in der Formel gmin der Minimalwert der Breite des ringförmigen Luftspalts, g der Maximalwert der Breite des ringförmigen Luftspalts, a der Öffnungswinkel der Magneten, b der Polabstand und θ = –π÷2 ~ +π÷2 ist. An internal permanent magnet motor comprising: a rotor member having a rotor seat, a plurality of magnets arranged in pairs in the rotor seat forming a V-shape, the opening of the V-shape facing away from the center of curvature of the rotor seat; a stator element having a hollow stator receptacle coaxially surrounding the circumference of the rotor receptacle; and an annular air gap located between the inner annular surface of the stator receptacle and the outer annular surface of the rotor receptacle; characterized in that the width of the annular air gap has a maximum value and a minimum value at each pole distance, wherein the ratio between the maximum and the minimum must satisfy the formula described below: g min ÷ g = cos (b ÷ a × θ), wherein, in the formula, g min is the minimum value of the width of the annular air gap, g is the maximum value of the width of the annular air gap, a is the opening angle of the magnets, b is the pole pitch, and θ = -π ÷ 2 ~ + π ÷ 2. Innenpermanentmagnetmotor nach Anspruch 1, wobei jede gekrümmte Fläche, bei der die äußere Ringfläche der Rotoraufnahme zu dem jeweiligen eigenen Bereich des Polabstands zugehörig ist, jeweils einen eigenen Krümmungsmittelpunkt aufweist, wobei sich diese Krümmungsmittelpunkte von dem Krümmungsmittelpunkt der Rotoraufnahme unterscheiden. An internal permanent magnet motor according to claim 1, wherein each curved surface in which the outer ring surface of the rotor receptacle to the respective own area of the pole spacing is associated, each having its own center of curvature, said centers of curvature differ from the center of curvature of the rotor mount. Innenpermanentmagnetmotor nach Anspruch 2, wobei sich die Krümmungsmittelpunkte aller gekrümmten Flächen zwischen dem Krümmungsmittelpunkt der Rotoraufnahme und allen gekrümmten Flächen befinden.  An internal permanent magnet motor according to claim 2, wherein the centers of curvature of all the curved surfaces are between the center of curvature of the rotor seat and all curved surfaces. Innenpermanentmagnetmotor nach Anspruch 3, wobei der Krümmungsmittelpunkt der inneren Ringfläche der Statoraufnahme zum Krümmungsmittelpunkt der Rotoraufnahme koaxial liegt.  An internal permanent magnet motor according to claim 3, wherein the center of curvature of the inner annular surface of the stator receptacle is coaxial with the center of curvature of the rotor receptacle. Innenpermanentmagnetmotor nach Anspruch 1, wobei sich der Bereich mit dem Minimalwert der Breite des ringförmigen Luftspalts innerhalb eines einzigen Polabstands in zentraler Position des zugehörigen Polabstands befindet.  The internal-permanent-magnet motor according to claim 1, wherein the region having the minimum value of the width of the annular air gap is within a single pole pitch in a central position of the associated pole pitch. Innenpermanentmagnetmotor nach Anspruch 1, wobei sich der magnetische Öffnungswinkel auf den Winkel bezieht, der durch die zwei am weitesten voneinander entfernten Seiten des Magnetpaars mit dem Krümmungsmittelpunkt der Rotoraufnahme als Ursprungspunkt gebildet ist.  An internal permanent magnet motor according to claim 1, wherein the magnetic opening angle refers to the angle formed by the two farthest sides of the magnet pair with the center of curvature of the rotor seat as an origin. Innenpermanentmagnetmotor nach Anspruch 1, wobei das Rotorelement ferner mehrere Einrastnuten umfasst, die paarweise getrennt in der Rotoraufnahme angeordnet sind, wobei jedes Paar von Magneten in ein Paar der Einrastnuten eingerastet ist.  An internal permanent magnet motor according to claim 1, wherein the rotor member further comprises a plurality of latching grooves arranged in pairs separately in the rotor housing, each pair of magnets being engaged in a pair of the latching grooves. Innenpermanentmagnetmotor nach Anspruch 7, wobei das Volumen jeder Einrastnut jeweils größer als das Volumen des eingerasteten Magneten ist.  An internal permanent magnet motor according to claim 7, wherein the volume of each latching groove is larger than the volume of the latched magnet, respectively. Innenpermanentmagnetmotor nach Anspruch 8, wobei im Querschnitt alle Einrastnuten streifenförmig sind, wobei die Nutwände an den beiden Enden der Hauptachse von den entsprechenden Enden des Magneten getrennt sind.  An internal permanent magnet motor according to claim 8, wherein, in cross-section, all the latching grooves are strip-shaped, with the groove walls at the two ends of the main axis being separated from the respective ends of the magnet. Innenpermanentmagnetmotor nach Anspruch 1, wobei das Statorelement ferner mehrere verteilte Wicklungen aufweist, die jeweils auf der Statoraufnahme angeordnet sind.  An internal permanent magnet motor according to claim 1, wherein said stator element further comprises a plurality of distributed windings respectively disposed on said stator housing.
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