DE102015119020A1

DE102015119020A1 - Elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102015119020A1
Application number: DE102015119020.6A
Authority: DE
Inventors: Andrey Pulnikov
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-05-11

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine elektrische Maschine mit einem Stator (3) mit N Statorzähnen (4), die am Statorumfang verteilt angeordnet sind, mit konzentrierten Statorwicklungen (10), mit einem Rotor (6) mit 2p Rotorpolen (7). Die Rotorpole (7) sind dabei nicht gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet, sondern der Winkel (A, B) zwischen zwei direkt benachbarten Rotorpolen (7) beträgt in Umfangsrichtung abwechselnd 360°/N und 720°/N, wobei das Verhältnis aus der Anzahl der Statorzähne N zur Anzahl der Rotorpole 2p dem Verhältnis 3:2 entspricht.

Description

Die Erfindung beschreibt eine elektrische Maschine mit asymmetrischem Rotor.
Elektrische Maschinen sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt und umfassen beispielsweise bürstenlose Gleichstrommotoren oder synchrone Reluktanzmotoren. Diese können einen Stator aufweisen, dessen Statorzähne mit konzentrierten Wicklungen bewickelt sind. Das Verhältnis der Statorzähne zu Rotorpolen kann dabei 3:2 betragen. Solche Statoren haben den großen Vorteil, dass sie maschinell bewickelt werden können und sind daher beispielsweise im Bereich der bürstenlosen Gleichstrommotoren mit geringer Leistung weit verbreitet.
Charakteristisch für bürstenlose Gelichstrommotoren dieser Art ist, dass es keine vollständige Verknüpfung des magnetischen Flusses, der von den Permanentmagneten erzeugt wird, mit den Wicklungen gibt, da die Achse der Rotorpole nicht auf der Achse Statorzähne liegt.
Gleiches gilt auch für Synchronmaschinen mit Permanentmagneten und konzentrierten Wicklungen und auch für synchrone Reluktanzmotoren mit konzentrierten Wicklungen.
Synchrone Reluktanzmotoren haben den Vorteil, dass sie keine Rotormagnete oder Rotorwicklungen benötigen. Der Aufbau ist daher einfach und kostengünstig und der Betrieb verschleißarm. Ein gravierender Nachteil bei Reluktanzmotoren ist jedoch das insgesamt geringere Drehmoment und die sehr starke Welligkeit des Drehmoments mit ausgeprägten Drehmomentspitzen. Dies tritt insbesondere bei der Verwendung von konzentrierten Statorwicklungen auf. Aufgrund dieser Drehmomentspitzen ist die Verwendbarkeit selbst für einfache Anwendungen wie Pumpen- oder Lüfterantriebe stark eingeschränkt.
Die DE 202011050238 U1 zeigt einen synchronen Reluktanzmotor mit konzentrierten Statorwicklungen. Der Reluktanzmotor umfasst einen Stator, der 6 Statorzähne aufweist. Die Statorzähne sind mit konzentrierten Wicklungen bewickelt. Innerhalb des Stators ist ein Rotor angeordnet, der 4 Rotorpole aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine elektrische Maschine zu schaffen, die ein höheres Drehmoment aufweist und dadurch kleiner und kostengünstiger herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Reluktanzmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Weitere Vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Figurenbeschreibung.
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Stator mit N Statorzähnen, die gleichmäßig am Statorumfang verteilt angeordnet sind, mit konzentrierten Statorwicklungen und mit einem Rotor mit 2p Rotorpolen. Erfindungsgemäß sind die Rotorpole nicht gleichmäßig in Umfangsrichtung am Rotor angeordnet, sondern der Winkel zwischen zwei direkt benachbarten Rotorpolen beträgt entlang der Umfangsrichtung abwechselnd 360°/N und 720°/N. Weiterhin beträgt erfindungsgemäß das Verhältnis aus der Anzahl der Statorzähnen N zur Anzahl der Rotorpole 2p 3:2.
Bei entsprechender Rotorlage liegen die Rotorpole genau gegenüber den Statorzähnen, wobei jeder dritte Statorzahn keine Rotorpolpartner hat und in eine Lücke zwischen den Rotorpolen zeigt.
Die Ansteuerung der drei Motorphasen erfolgt dann so, dass immer die Wicklungen bestromt sind, die genau im Bereich der zwei zwischen den Lücken angeordneten Rotorpolen liegen. Der Magnetfluss zwischen Statorzähnen und Rotorpolen hat dann den geometrisch kürzest möglichen Weg. Die Durchdringung der Polschuhe und der Rotorpole ist dabei maximal und die Sättigung tritt erst bei größeren Feldstärken auf. Dadurch erreicht der Motor ein insgesamt größeres Drehmoment. Eine erfindungsgemäße Reluktanzmaschine ist daher auch für kleinere Motorgrößen geeignet.
Durch die im Wesentlichen optimale Flussrichtung werden zudem die extremen Drehmomentspitzen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrische Maschine als synchroner Reluktanzmotor ausgebildet. Dabei besteht der Rotor vorzugsweise aus in Umfangsrichtung angeordneten Flussleitelementen, wobei die Flussleitelemente aus mehreren, in axialer Richtung übereinander gestapelten Rotorblechen bestehen, zwei radial nach außen verlaufende Schenkel aufweisen, die über radial innenliegendes Verbindungsstück miteinander verbunden sind und aus ferromagnetischem Material gebildet sind. Besonders bevorzugt sind die Flussleitelemente dabei über radial außenliegende Stege in Umfangsrichtung miteinander verbunden, wobei die Stege ebenfalls aus ferromagnetischem Material gebildet sind.
Ein Rotorpol ist vorzugsweise aus zwei über einen Steg miteinander verbundene Schenkel von zwei benachbarten Flussleitelementen gebildet.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weisen die Flussleitelemente Flussbegrenzer auf, die durch Ausnehmungen oder nicht ferromagnetisches Material gebildet sind und die Flussleitelemente in innere Flussleitelemente und äußere Flussleitelemente unterteilen.
Vorzugsweise sind die Flussleitelemente in axialer Richtung aus mehreren Rotorblechen aus weichmagnetischem Material gestapelt. Dabei sind die einzelnen Lagen der Bleche der Flussleitelemente gegeneinander verdreht angeordnet. Dadurch werden Wirbelströme unterdrückt und Magnetfluss in axialer Richtung verhindert.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Statorwicklungen vollständig mit einem Füllmaterial ausgefüllt. Besonders bevorzugt ist der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Rotorpolen, die den Winkel (A) 360/N zueinander aufweisen, vollständig mit einem Füllmaterial gefüllt. Das Füllmaterial ist dabei vorzugsweise ein Kunststoff.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrische Maschine als bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet. Der Rotor weist dabei vorzugsweise einen Innenring und von dem Innenring in radialer Richtung hervorstehende Segmente auf, wobei die Segmente aus Permanentmagneten bestehen und die Rotorpole bilden.
In einer abgewandelten Ausgestaltung der Erfindung weist der Rotor in Kunststoff eingebettete Segmente auf, die aus Permanentmagneten bestehen und die Rotorpole bilden.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:
1: einen Querschnitt durch einen Stator mit konzentrierten Statorwicklungen und einen Rotor eines synchronen Reluktanzmotors gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung,
2: eine Detailansicht der 1,
3: einen Querschnitt durch einen Stator mit konzentrierten Statorwicklungen und einen Rotor eines Reluktanzmotors gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung,
4: eine Detailansicht eines Rotors und Stators ähnlich der 3,
5: einen Querschnitt durch einen Stator mit konzentrierten Statorwicklungen und einen Rotor eines Reluktanzmotors gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung,
6: ein Diagramm des Drehmomentverlaufs eines erfindungsgemäßen Reluktanzmotors im Vergleich zu einem Drehmomentverlauf eines Reluktanzmotors gemäß dem Stand der Technik,
7: einen Querschnitt durch einen Stator mit konzentrierten Statorwicklungen und einen Rotor eines bürstenlosen Gleichstrommotors gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung,
8: einen Querschnitt durch einen Stator mit konzentrierten Statorwicklungen und einen Rotor eines bürstenlosen Gleichstrommotors gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung,
In 1 ist ein Querschnitt durch einen Stator 3 und einen Rotor 6 einer erfindungsgemäßen Reluktanzmaschine 1 gezeigt.
Der Stator 3 weist N = 9 gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Statorzähne 4 mit konzentrierten Wicklungen 10 auf.
Der Rotor 6 weist 2p = 6 Rotorpole 7 auf. Im Gegensatz zum Stand der Technik sind hier die Rotorpole 7 nicht in gleichem Winkelabstand am Umfang des Rotors 6 angeordnet. Der Winkelabstand beträgt hier abwechselnd A = 360°/N und B = 720°/N, wobei N die Anzahl der Statorzähne 4 ist.
In der dargestellten Rotorlage liegen jeweils zwei benachbarte Statorzähne 4 genau den zwei benachbarten Rotorpolen 7 gegenüber, den Winkelabstand A zueinander haben. Umlaufend jeder dritte Statorzahn 4 liegt einer Lücke des Rotors 6 gegenüber, da hier die beiden benachbarten Rotorpole 7 den Winkelabstand B zueinander haben. Dadurch wird der Magnetfluss exakt optimal zwischen den Statorzähnen 4 und den Rotorpolen 7 geleitet. Es entstehen sehr wenige Streuverluste, da praktisch alle Feldlinien sich genau zwischen Statorzähnen und den gegenüber liegenden Rotorpolen 7 ausbilden.
Der Rotor 6 weist mehrere Flussleitelemente 8 auf, die jeweils aus zwei radial nach außen verlaufenden Schenkeln 8a und einem die beiden radialen Schenkel 8a miteinander verbindenden, radial innenliegenden Verbindungsstück 8b bestehen. Die Flussleitelemente sind über radial verlaufende Stege 18, die in der Mitte der Verbindungsstücke 8b angeordnet sind, mit einem radial innenliegenden Ring 17 verbunden. Der Ring 17 dient zur Befestigung des Rotors 6 an einer Welle (nicht zeichnerisch dargestellt). Benachbarte Flussleitelemente 8 sind an den radial äußeren Enden der radialen Schenkel 8a über in Umfangsrichtung verlaufende Stege 19 miteinander verbunden
Die Flussleitelemente 8 sowie die Umfangsstege 19, die radialen Stege 18 und der Innenring 17 sind aus ferromagnetischem Material gebildet. Ein zwischen dem ferromagnetischen Material verbleibende Zwischenraum kann entweder gar nicht oder mit nicht ferromagnetischem Material gefüllt sein, so dass diese Bereiche als Flussbegrenzer 14 dienen.
2 zeigt einen Ausschnitt der 1. Hier sollen die geometrischen Verhältnisse veranschaulicht werden.
Um einen optimalen Fluss zwischen Statorzahn 4 und Rotorpol 7 zu ermöglichen ist es zweckmäßig, wenn die Breite b_pnr der Rotorpole 7 und die Breite b_pn der Statorzähne 4 inklusive eventuell vorhandener Polschuhe 20 gleich groß sind. Es gilt also: 0,9b_pn ≤ b_pnr ≤ 1,1b_pn.
Für die Breite b_bar der Flussbegrenzer 14 im Bereich zwischen zwei radialen Schenkeln 8a der Flussleitelemtene 8 gilt: 0,1b_pnr ≤ b_bar ≤ 0,3 b_pnr.
Die Breite b_mf der radialen Schenkel 8a der Flussleitelemente 8 beträgt: 0,35b_pnr ≤ b_mf ≤ 0,45b_pnr.
Die Breite b_br1 eines radialen Stegs 18, der zu einem kurzen Verbindungsstück 8b führt und die Breite b_br2 eines radialen Stegs 18, der zu einem langen Verbindungsstück 8b führt, sollte möglichst gleich groß sein, mindestens aber der Dicke d_sheet eines einzelnen Rotorblechs entsprechen.
Desweiteren gilt für die Breite b_bar der Flussbegrenzer 14 im Bereich zwischen zwei radialen Schenkeln 8a zwei benachbarter Flussleitelemente 8: d_sheet ≤ b_br1 = b_br2 ≤ b_bar.
Für die Breite b_br3 der umlaufenden Stege 19 gilt: d_sheet ≤ b_br3 ≤ b_bar.
3 zeigt den gleichen Stator 3 wie in 1, jedoch eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rotors 6.
Die Flussleitelemente 8 weisen Flussbegrenzer 14 auf, die durch Ausnehmungen oder nicht ferromagnetisches Material gebildet werden und die Flussleitelemente in äußere Flussleitelemente 15 und innere Flussleitelemente 16 unterteilen. Die inneren Flussleitelemente 16 ersetzen hier den inneren Ring. Die Flussbegrenzer 14 sind in ihrer Formgebung ähnlich den Flussleitelementen 8 und verlaufen wie Kanäle jeweils zwischen zwei benachbarten Rotorpolen 6.
4 zeigt einen Ausschnitt der 3. Im Unterschied zur 3 sind hier die Flussbegrenzer 14 in ihrer Mitte durch radial verlaufende Stege 13 aus ferromagnetischem Material unterbrochen. Hier sollen wie in 2 die geometrischen Verhältnisse veranschaulicht werden.
Um einen optimalen Fluss zwischen Statorzahn 4 und Rotorpol 7 zu erzielen ist es zweckmäßig, wenn für die Breite b_pnr der Rotorpole 7 und die Breite b_pn der Statorzähne 4, inklusive eventuell vorhandener Polschuhe 20 gilt: 0,9b_pn ≤ b_pnr ≤ 1,1b_pn.
Für die Breite b_barrier der Flussbegrenzer 14 gilt: 0,1b_pnr ≤ b_barrier ≤ 0,2b_pnr.
Die Breite b_mf der radialen Schenkel 8a der äußeren Flussleitelemente 15 beträgt: 0,2b_pnr ≤ b_mf ≤ 0,4b_pnr.
Die Breite b_mf1 der radialen Schenkel 8a der inneren Flussleitelemente 16 beträgt: 0,1b_pnr ≤ b_mf1 ≤ 0,2b_pnr.
Die Breite b_br1 eines radialen Stegs 13, der zu einem kurzen Verbindungsstück 8b eines äußeren Flussleitelements 15 führt und die Breite b_br2 eines radialen Stegs 13, der zu einem langen Verbindungsstück 8b eines äußeren Flussleitelements 15 führt, sollte möglichst gleich groß sein, mindestens aber der Dicke d_sheet eines einzelnen Rotorblechs entsprechen.
Desweiteren gilt für die Breite b_barrier der Flussbegrenzer 14: d_sheet ≤ b_br1 = b_br2 ≤ b_barrier.
Für die Breite b_br3 der umlaufenden Stege 19 gilt: d_sheet ≤ b_br3 ≤ b_barier.
5 zeigt den gleichen Stator 3 wie in 1 und 3, jedoch eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rotors 6. Der Rotor 6 ähnelt dem in 2 dargestellten Rotor größtenteils.
Der einzige Unterschied besteht darin, dass an jeweils einem radialen Schenkel 8a eines Flussleitelements 8 mit langem Verbindungsstück 8b einen Ausläufer 12 ausgebildet ist, der in Rotationsrichtung des Rotors 6 weist.
Die Flussbegrenzer 14 bestehen in dieser Ausgestaltung aus Kunststoff.
Der innere Ring kann zwischen den radialen Stegen kleine Vorsprünge aufweisen, die in radialer Richtung verlaufen und dazu dienen eine gute Verbindung zwischen den Flussleitelementen und dem Flussbegrenzern herzustellen.
Für die Breite b_skew der Ausläufer 12 gilt: ¼·b_pnr ≤ b_skew ≤ (π·D)/(4·N), wobei b_pnr der Breite eines Rotorpols 7, D dem Außenumfang des Rotors 6 und N der Anzahl der Statorzähnen 4 entspricht.
Durch diese Geometrie kann der Rotor 6 beispielsweise als Schaufelrad in einer Pumpe oder als Lüfterrad in einem Lüfter eingesetzt werden.
6 zeigt den Drehmomentverlauf eines Motors mit erfindungsgemäßem Rotor mit unsymmetrisch angeordneten Rotorpolen und eines Motors mit einem Rotor mit symmetrisch angeordneten Rotorpolen wie er im Stand der Technik bekannt ist. Beide Motoren weisen einen Stator mit N = 9 Statorzähnen und einen Rotor mit 2p = 6 Rotorpolen auf.
Der Drehmomentverlauf beider Motoren ist periodisch mit einer Periode von 20°, was dem halben Statorzahnwinkel 180°/N entspricht. Das maximale Drehmoment ist beim erfindungsgemäßen Motor etwas geringer, liegt jedoch auf einem breiteren Plateau an. Vorteilhaft ist dabei, dass das Drehmoment nicht so weit absinkt, wie das des Motors des Stands der Technik. Das minimale Drehmoment ist beim erfindungsgemäßen Motor mehr als vier Mal größer, als bei dem bekannten Motor. Insgesamt ist auch die Drehmomentwelligkeit des erfindungsgemäßen Motors wesentlich geringer. Als Folge weist der erfindungsgemäße Motor ein etwa 40% größeres Drehmoment gegenüber dem mittleren Drehmoment des Motors gemäß dem Stand der Technik auf.
Durch diese Drehmomentsteigerung kann die erfindungsgemäße Reluktanzmaschine auch mit konzentrierten Wicklungen ausreichend Drehmoment erzielen. Somit kann eine erfindungsgemäße Reluktanzmaschine wesentlich einfacher hergestellt werden, da insbesondere die Bewicklung der wenigen konzentrierten Wicklungen im Vergleich zu einem Stator mit verteilten Wicklungen wesentlich einfacher und kostengünstiger ist.
7 zeigt einen Querschnitt durch einen Rotor 6 und einen Stator 3 mit konzentrierten Statorwicklungen 10 eines bürstenlosen Gleichstrommotors gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung.
Der Rotor 6 weist einen Innenring 2 auf, der an einer Welle 9 befestigt werden kann. Der Innenring 2 weist radial nach außen verlaufende Segmente 1 auf, die aus Permanentmagneten bestehen und die Rotorpole 7 bilden.
Für die Breite b_pnr der Rotorpole 7 und die Breite b_pn der Statorzähne 4 gilt folgende Beziehung: 0,9b_pn ≤ b_pnr ≤ 1,1b
8 zeigt einen Querschnitt durch einen Rotor 6 und einen Stator 3 mit konzentrierten Statorwicklungen 10 eines bürstenlosen Gleichstrommotors gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung.
Hier weist der Rotor 6 in ein Füllmaterial 11 eingebettete Segmente 1 auf, die aus Permanentmagneten bestehen und die Rotorpole 7 bilden. Das Füllmaterial 11 kann beispielsweise ein Kunststoff sein.
Für die Breite b_poles zwei benachbarter Rotorpole 7, die den Winkel A zueinander aufweisen gilt dabei: 3·π·D/4·N ≤ b_poles ≤ π·D/N oder b_poles = 2·π·D/N, wobei D dem Außenumfang des Rotors 6 und N der Anzahl der Statorzähne 4 entspricht.
Die in Bezug auf die beiden Ausführungen genannten Abmessungen geben jeweils die Grenzen an, in denen die Wirkung der Erfindung am besten ist. Dennoch ist es möglich, zumindest in eingeschränkter Form, eine erfindungsgemäße Wirkung zu erzielen, wenn diese Abmessungsgrenzen unter- oder überschritten werden. Die Erfindung ist daher nicht per se auf die genannten Abmessungen beschränkt.
Bezugszeichenliste

1: Segment
2: Innenring
3: Stator
4: Statorzahn
5: Statorzwischenraum
6: Rotor
7: Rotorpol
8: Flussleitelement
8a: radialer Schenkel
8b: Verbindungsstück
9: Welle
10: Statorwicklung
11: Füllmaterial
12: Ausläufer
13: Steg
14: Flussbegrenzer
15: äußeres Flussleitelement
16: inneres Flussleitelement
17: innerer Ring
18: radialer Steg
19: Steg Außenumfang
20: Polschuh
A: Winkel
B: Winkel
N: Anzahl Statorzähne
2p: Anzahl Rotorpole

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202011050238 U1 [0006]

Claims

Elektrische Maschine mit einem Stator (3) mit N Statorzähnen (4), die gleichmäßig am Statorumfang verteilt angeordnet sind, mit konzentrierten Statorwicklungen (10) und mit einem Rotor (6) mit 2p Rotorpolen (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorpole (7) nicht gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt am Rotor (6) angeordnet sind, sondern der Winkel (A, B) zwischen zwei direkt benachbarten Rotorpolen (7) entlang der Umfangsrichtung abwechselnd 360°/N und 720°/N beträgt und, dass das Verhältnis aus der Anzahl der Statorzähne N zur Anzahl der Rotorpole 2p dem Verhältnis 3:2 entspricht.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine ein synchroner Reluktanzmotor ist.
Synchrone Reluktanzmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6) aus in Umfangsrichtung angeordneten Flussleitelementen (8) besteht, wobei die Flussleitelemente (8) aus mehreren, in axialer Richtung übereinander gestapelten Rotorblechen bestehen, zwei radial nach außen verlaufende Schenkel (8a) aufweisen, die über ein radial innenliegendes Verbindungsstück (8b) miteinander verbunden sind und aus ferromagnetischem Material gebildet sind.
Synchrone Reluktanzmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleitelemente (8) über radial außenliedende Stege (19) in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind, wobei die Stege (19) aus ferromagnetischem Material gebildet sind.
Synchrone Reluktanzmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite b_br3 der umlaufenden Stege (19) größer als die Dicke d_sheet eines einzelnen Rotorblechs ist.
Synchrone Reluktanzmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotorpol (7) aus zwei über einen Steg (19) miteinander verbundenen Schenkeln (8a) von zwei benachbarten Flussleitelementen (8) gebildet ist.
Synchrone Reluktanzmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Breite b_pnr der Rotorpole (7) und die Breite b_pn der Statorzähne (4) folgende Beziehung gilt: 0,9b_pn ≤ b_pnr ≤ 1,1b_pn.
Synchrone Reluktanzmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Breite b_mf der radialen Schenkel (8a) der Flussleitelemente (8) und die Breite b_pnr der Rotorpole (7) folgende Beziehung gilt: 0,35b_pnr ≤ b_mf ≤ 0,45b_pnr.
Synchrone Reluktanzmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleitelemente (8) Flussbegrenzer (14) aufweisen, die durch Ausnehmungen oder nicht ferromagnetisches Material gebildet sind und die Flussleitelemente (8) in äußere Flussleitelemente (15) und innere Flussleitelemente (16) unterteilen.
Synchrone Reluktanzmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Breite b_bar der Flussbegrenzer (14) im Bereich zwischen zwei radialen Schenkeln (8a) der Flussleitelemtene (8) und die Breite b_pnr der Rotorpole (7) folgende Beziehung gilt: 0,1b_pnr ≤ b_bar ≤ 0,3 b_pnr.
Synchrone Reluktanzmaschine nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite b_bar der Flussbegrenzer (14) im Bereich zwischen zwei radialen Schenkeln (8a) der Flussleitelemtene (8) größer als die Dicke d_sheet eines einzelnen Rotorblechs ist.
Synchrone Reluktanzmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Lagen der Rotorbleche der Flussleitelemente (8) gegeneinander verdreht angeordnet sind.
Synchrone Reluktanzmaschine, nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an den radialen Schenkeln (8a) der Flussleitelemente (8) mit langem Verbindungsstück (8b) Ausläufer (12) ausgebildet sind, die in Rotationsrichtung des Rotors 6 weisen.
Synchrone Reluktanzmaschine, nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die Breite b_skew eines Ausläufers (12) gilt: ¼·b_pnr ≤ b_skew ≤ (π·D)/(4·N), wobei b_pnr der Breite eines Rotorpols (7), D dem Außenumfang des Rotors (6) und N der Anzahl der Statorzähnen (4) entspricht.
Synchrone Reluktanzmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorwicklungen (10) vollständig mit einem Füllmaterial ausgefüllt sind.
Synchrone Reluktanzmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Rotorpolen (7), die den Winkel (A) 360/N zueinander aufweisen, vollständig mit einem Füllmaterial gefüllt ist.
Synchrone Reluktanzmaschine nach einem der Ansprüche 15 Oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial ein Kunststoff ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, die als bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet ist.
Bürstenloser Gleichstrommotor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6) einen Innenring (2) und von dem Innenring (2) in radialer Richtung hervorstehende Segmente (1) aufweist, wobei die Segmente (1) aus Permanentmagneten bestehen und die Rotorpole (7) bilden.
Bürstenloser Gleichstrommotor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6) in Kunststoff eingebettete Segmente (1) aufweist, die aus Permanentmagneten bestehen und die Rotorpole (7) bilden.
Bürstenloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass für die Breite b_pnr der Rotorpole (7) und die Breite b_pn der Statorzähne (4) folgende Beziehung gilt: 0,9b_pn ≤ b_pnr ≤ 1,1b_pn.
Bürstenloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass für die Breite b_poles zwei benachbarter Rotorpole (7), die den Winkel (A) 360/N zueinander aufweisen gilt: 3·π·D/4·N ≤ b_poles ≤ π·D/N, wobei D dem Außenumfang des Rotors (6) und N der Anzahl der Statorzähnen (4) entspricht.
Bürstenloser Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass für die Breite b_poles zwei benachbarter Rotorpole (7), die den Winkel (A) 360/N zueinander aufweisen gilt: b_poles = 2·π·D/N, wobei D dem Außenumfang des Rotors (6) und N der Anzahl der Statorzähnen (4) entspricht.