DE102016109584A1

DE102016109584A1 - Oberflächennutenmuster für Permanentmagnetmaschinenrotoren

Info

Publication number: DE102016109584A1
Application number: DE102016109584.2A
Authority: DE
Inventors: Feng Liang; Lusu Guo; Michael W. Degner
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2016-12-15
Also published as: CN106253618A; US20160365762A1; US9985484B2; CN106253618B

Abstract

Eine elektrische Permanentmagnetmaschine enthält einen Rotor, der zur Drehung um eine Achse konfiguriert ist. Der Rotor besteht aus axial geschichteten Abschnitten. Jeder Abschnitt besteht aus axial geschichteten Blechen, die ein Muster von Axialnuten auf einer Außenfläche des Rotors definieren, um Drehmomentripple zu reduzieren. Das Muster ist bei mindestens zwei der Abschnitte verschieden. Das Muster bei jedem Abschnitt kann sich bezüglich Polen des Rotors abwechseln.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein Oberflächennutenmuster für Permanentmagnetmaschinenrotoren.
HINTERGRUND
Hybrid-Elektro- und Elektrofahrzeuge verwenden eine oder mehrere elektrische Maschinen zur Bereitstellung von Antrieb für das Fahrzeug. Für solche Anwendungen stehen verschiedenste Technologien für die elektrischen Maschinen zur Verfügung. Permanentmagnetmaschinen sind eine typische Wahl für Fahrzeuganwendungen. Die Permanentmagnetmaschine enthält einen Stator und einen Rotor. Der Rotor ist mit Permanentmagneten ausgeführt. Spulen im Stator werden erregt, um einen elektromagnetischen Fluss zu erzeugen, der mit einem durch die Permanentmagneten des Rotors erzeugten elektromagnetischen Fluss zusammenwirkt. Das Zusammenwirken der Flüsse bewirkt eine Drehung des Rotors. Aufgrund der verschiedenen Motordesigneigenschaften erzeugt das Zusammenwirken elektromagnetischer Flüsse ein Drehmoment, das aus Oberwellen besteht. Das Drehmoment kann als eine Summe von Komponenten mit unterschiedlichen Frequenzen beschrieben werden. Dies wird als Ripple oder Schwingung des Drehmoments beobachtet. Das Drehmomentripple oder die Drehmomentschwingung bewirkt Vibrationen und Geräusche.
KURZFASSUNG
Eine Permanentmagnetmaschine enthält einen Rotor, der zur Drehung um eine Achse konfiguriert ist und mehrere Abschnitte umfasst, die entlang der Achse angeordnet sind, wobei jeder der Abschnitte mehrere axial geschichtete Bleche umfasst, die ein Muster von Axialnuten auf einer Umfangsfläche jedes der Abschnitte so definieren, dass das Muster bei mindestens zwei der Abschnitte verschieden ist.
Bei mindestens einem der Abschnitte kann sich das Muster auf der Umfangsfläche in einer Bogenlänge wiederholen, die einem Pol des Rotors entspricht. Bei mindestens einem der Abschnitte kann sich das Muster auf der Umfangsfläche in einer Bogenlänge wiederholen, die zwei Polen des Rotors entspricht. Bei mindestens einem der Abschnitte kann sich das Muster auf der Umfangsfläche in einer Bogenlänge wiederholen, die drei Polen des Rotors entspricht. Die Abschnitte können in einem vorbestimmten Winkel von benachbarten Abschnitten versetzt sein, so dass durch jeden Abschnitt definierte Polstellen von entsprechenden Polstellen benachbarter Abschnitte versetzt sind. Bei jedem der Abschnitte kann eine Untergruppe der Axialnuten so ausgerichtet sein, dass die Untergruppe der Axialnuten über eine axiale Länge des Rotors verläuft. Die Untergruppe kann mindestens eine der Axialnuten innerhalb jeder Bogenlänge, die den Polen des Rotors entspricht, enthalten. Das Muster kann sich zwischen benachbarten Abschnitten abwechseln. Der Rotor kann ferner einen glatten Abschnitt ohne Axialnuten umfassen.
Eine Permanentmagnetmaschine enthält einen Rotor, der mehrere Abschnitte umfasst, die entlang einer Drehachse angeordnet sind, wobei jeder der Abschnitte mehrere axial geschichtete Bleche umfasst, die ein Muster von Axialnuten auf einer Außenfläche jedes der Abschnitte so definieren, dass das Muster bei einer Bogenlänge der Außenfläche, die einem Pol des Rotors entspricht, bei mindestens zwei der Abschnitte verschieden ist.
Der Pol kann einer mehrerer Pole des Rotors sein, und bei mindestens einem der Abschnitte kann sich das Muster bei jedem der Pole wiederholen. Der Pol kann einer mehrerer Pole des Rotors sein, und bei mindestens einem der Abschnitte kann sich das Muster zwischen benachbarten Polen abwechseln. Bei jedem der Abschnitte kann eine Untergruppe von Axialnuten so ausgerichtet sein, dass die Untergruppe von Axialnuten über eine axiale Länge des Rotors verläuft. Der Pol kann einer mehrerer Pole des Rotors sein, und die Pole jedes der Abschnitte können um einen vorbestimmten Winkel von den Polen benachbarter Abschnitte versetzt sein.
Eine Permanentmagnetmaschine enthält einen Rotor, der mehrere Pole umfasst, die um eine Achse angeordnet sind, wobei jeder der Pole einer vorbestimmten Bogenlänge einer Umfangsfläche des Rotors entspricht, die durch mehrere axial geschichtete Bleche gebildet wird, welche ein Muster von Axialnuten auf der Umfangsfläche des Rotors so definieren, dass das Muster bei jedem der Pole für mindestens zwei der Pole verschieden ist.
Das Muster von Axialnuten bei jedem der Pole kann mindestens eine Axialnut enthalten. Das Muster kann bei jedem der Pole verschieden sein. Der Rotor kann ferner einen Pol ohne Axialnuten umfassen. Das Muster von Axialnuten bei jedem der Pole kann zwei Axialnuten umfassen. Das Muster von Axialnuten bei jedem der Pole kann durch einen Winkel zwischen den Axialnuten jedes der Pole definiert werden, und der Winkel kann bei jedem der Pole verschieden sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm eines Hybridfahrzeugs, das typische Antriebsstrang- und Energiespeicherkomponenten, einschließlich einer Elektromaschine, darstellt.
2A ist ein Beispiel für eine Draufsicht eines Rotorblechs.
2B ist ein Beispiel für eine Seitenansicht eines aus einer Reihe von Rotorblechen konstruierten Rotors.
3 ist ein Beispiel für ein Teilrotor- und Statorblech.
4A ist ein Beispiel für ein zwei Abschnitte umfassendes Rotordesign.
4B und 4C sind Seitenansichten der Rotorbleche für jeden Abschnitt von 4A.
5 ist ein Beispiel für einen zwei Abschnitte umfassenden Rotor, bei dem ein Abschnitt glatt ist.
6 ist ein anderes Beispiel für einen zwei Abschnitte umfassenden Rotor, bei dem die Abschnitte ein verschiedenes Nutenmuster aufweisen.
7 ist ein Beispiel für einen vier Abschnitte umfassenden Rotor, bei dem sich das Nutenmuster zwischen den Abschnitten abwechselt.
8 ist ein Beispiel für einen fünf Abschnitte umfassenden Rotor, bei dem einige Abschnitte eine verschiedene axiale Länge aufweisen.
9A ist ein Beispiel für einen zwei Segmente umfassenden Rotor, bevor die Abschnitte verdreht werden.
9B ist ein Beispiel für einen zwei Segmente umfassenden Rotor, bei dem die Abschnitte bezüglich einander verdreht sind.
10 ist eine Seitenansicht eines Blechs, bei dem das Muster von Nuten bei benachbarten Polen des Rotors verschieden ist.
11 ist ein Beispiel für einen einen einzigen Abschnitt umfassenden Rotor, bei dem das Muster von Nuten bei drei aufeinanderfolgenden Polen des Rotors verschieden ist.
12 ist ein Beispiel für einen zwei Abschnitte umfassenden Rotor, bei dem sich das Muster von Nuten bei jedem der Abschnitte zwischen Polen des Rotors abwechselt.
13 ist ein Beispiel für einen drei Abschnitte umfassenden Rotor, bei dem jeder Abschnitt jeden dritten Pol des Rotors ein Nutenmuster definiert.
14 ist ein Beispiel für einen einen einzigen Abschnitt umfassenden Rotor, bei dem das Muster von Nuten bei jedem der Pole verschieden ist.
15 ist ein Beispiel für einen einen einzigen Abschnitt umfassenden Rotor, bei dem jeder der Pole zwei Axialnuten enthält, die in einem verschiedenen Winkel positioniert sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstäblich; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hierin offenbart werden, sollen deshalb nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise einzusetzen ist. Wie für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand liegt, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu schaffen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben werden. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen liefern repräsentative Ausführungen für typische Anwendungen. Es können jedoch verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die den Lehren der vorliegenden Offenbarung entsprechen, für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
1 zeigt ein typisches Plug-In-Hybridelektrofahrzeug (PHEV – plug-in hybridelectric vehicle). Ein PHEV 12 kann eine oder mehrere elektrische Maschinen 14 umfassen, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 16 gekoppelt sind. Die elektrischen Maschinen 14 können als Motor oder Generator arbeiten. Darüber hinaus ist das Hybridgetriebe 16 mechanisch mit einer Kraftmaschine 18 gekoppelt. Das Hybridgetriebe 16 ist auch mechanisch mit einer Antriebswelle 20 gekoppelt, die mechanisch mit den Rädern 22 gekoppelt ist. Die elektrischen Maschinen 14 können Antriebs- und Verzögerungsfähigkeit bereitstellen, wenn die Kraftmaschine 18 ein- oder abgeschaltet wird. Des Weiteren wirken die elektrischen Maschinen 14 als Generatoren und können durch Rückgewinnung von Energie, die in einem Reibbremssystem normalerweise als Wärme verloren gehen würde, Kraftstoffökonomievorteile bieten. Die elektrischen Maschinen 14 können auch Fahrzeugemissionen reduzieren, indem sie der Kraftmaschine 18 gestatten, bei effizienteren Drehzahlen zu arbeiten, und dem Hybridelektrofahrzeug 12 gestatten, unter bestimmten Bedingungen bei abgeschalteter Kraftmaschine 18 im Elektromodus zu arbeiten.
Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriesatz 24 speichert Energie, die durch die elektrische Maschinen 14 verwendet werden kann. Ein Fahrzeugbatteriesatz 24 stellt üblicherweise eine Hochspannungsgleichstromabgabe(-DC-Abgabe) bereit. Ein oder mehrere Schütze 42 können die Traktionsbatterie 24 von einem Hochspannungsbus isolieren, wenn sie geöffnet sind, und die Traktionsbatterie 24 mit dem Hochspannungsbus koppeln, wenn sie geschlossen sind. Die Traktionsbatterie 24 ist über den Hochspannungsbus elektrisch mit einem oder mehreren Leistungselektronikmodulen 26 gekoppelt. Das Leistungselektronikmodul 26 ist auch elektrisch mit den elektrischen Maschinen 14 gekoppelt und stellt die Fähigkeit bereit, Energie zwischen dem Hochspannungsbus und den elektrischen Maschinen 14 bidirektional zu übertragen. Zum Beispiel kann eine Traktionsbatterie 24 eine DC-Spannung bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 14 zum Funktionieren mit einem Dreiphasenwechselstrom (AC) arbeiten können. Das Leistungselektronikmodul 26 kann die DC-Spannung in einen Dreiphasenwechselstrom umwandeln, um die elektrischen Maschinen 14 zu betreiben. In einem Rekuperationsmodus kann das Leistungselektronikmodul 26 den Dreiphasenwechselstrom von den als Generatoren wirkenden elektrischen Maschinen 14 in die DC-Spannung umwandeln, die mit der Traktionsbatterie 24 kompatibel ist. Die vorliegende Beschreibung ist gleichermaßen auf ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug anwendbar. Bei einem rein elektrisch betriebenen Fahrzeug kann das Hybridgetriebe 16 ein mit einer elektrischen Maschine 14 verbundenes Zahnradgetriebe sein und die Kraftmaschine 18 ist möglicherweise nicht vorhanden.
Neben der Bereitstellung von Energie für den Antrieb kann die Traktionsbatterie 24 Energie für andere elektrische Systeme des Fahrzeugs bereitstellen. Ein Fahrzeug 12 kann ein DC/DC-Wandlermodul 28 enthalten, das elektrisch mit dem Hochspannungsbus gekoppelt ist. Das DC/DC-Wandlermodul 28 kann elektrisch mit einem Niederspannungsbus 56 gekoppelt sein. Das DC/DC-Wandlermodul 28 kann die Hochspannungs-DC-Abgabe der Traktionsbatterie 24 in eine Niederspannungs-DC-Versorgung umwandeln, die mit Niederspannungsfahrzeuglasten 52 kompatibel ist. Der Niederspannungsbus 56 kann elektrisch mit einer Hilfsbatterie 30 (zum Beispiel 12V-Batterie) gekoppelt sein. Die Niederspannungssysteme 52 können elektrisch mit dem Niederspannungsbus 56 gekoppelt sein.
Das Fahrzeug 12 kann ein Elektrofahrzeug oder ein Plug-In-Hybridfahrzeug sein, in dem die Traktionsbatterie 24 durch eine externe Energiequelle 36 aufgeladen werden kann. Die externe Energiequelle 36 kann eine Verbindung zu einer Steckdose sein. Die externe Energiequelle 36 kann elektrisch mit einem Ladegerät oder einem EVSE (EVSE – electric vehicle supply equipment / Stromversorgungseinrichtung für das Fahrzeug) 38 gekoppelt sein. Die externe Energiequelle 36 kann ein elektrisches Energieverteilungsnetz sein, wie es durch ein Energieversorgungsunternehmen bereitgestellt wird. Das EVSE 38 kann Schaltungsanordnungen und Steuerungen bereitstellen, um die Übertragung von Energie zwischen der Energiequelle 36 und dem Fahrzeug 12 zu regeln und zu verwalten. Die externe Energiequelle 36 kann elektrische DC- oder AC-Leistung für das EVSE 38 bereitstellen. Das EVSE 38 kann einen Ladeverbinder 40 zum Einstecken in einen Ladeport 34 des Fahrzeugs 12 aufweisen. Der Ladeport 34 kann irgendeine Portart sein, die dazu ausgelegt ist, Leistung vom EVSE 38 zum Fahrzeug 12 zu übertragen. Der Ladeport 34 kann elektrisch mit einem Ladegerät oder einem On-Board-Leistungswandlungsmodul 32 gekoppelt sein. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann die aus dem EVSE 38 zugeführte Leistung aufbereiten, um der Traktionsbatterie 24 die korrekten Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann an das EVSE 38 angekoppelt sein, um die Abgabe von Leistung an das Fahrzeug 12 zu koordinieren. Der EVSE-Verbinder 40 kann Pins aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen des Ladeports 34 in Eingriff gebracht werden. Alternativ können verschiedene Komponenten, die als elektrisch gekoppelt oder verbunden beschrieben werden, Leistung unter Verwendung einer drahtlosen induktiven Kopplung übertragen.
Es können eine oder mehrere Radbremsen 44 zum Verzögern des Fahrzeugs 12 und zum Verhindern von Bewegung des Fahrzeugs 12 bereitgestellt werden. Die Radbremsen 44 können hydraulisch, elektrisch oder mit einer Kombination daraus betätigt werden. Die Radbremsen 44 können ein Teil eines Bremssystems 50 sein. Das Bremssystem 50 kann andere Komponenten zur Betätigung der Radbremsen 44 enthalten. Zur Vereinfachung zeigt die Figur eine einzelne Verbindung zwischen dem Bremssystem 50 und einer der Radbremsen 44. Eine Verbindung zwischen dem Bremssystem 50 und den anderen Radbremsen 44 wird impliziert. Das Bremssystem 50 kann eine Steuerung enthalten, um das Bremssystem 50 zu überwachen und zu koordinieren. Das Bremssystem 50 kann die Bremskomponenten überwachen und die Radbremsen 44 zur Verzögerung des Fahrzeugs steuern. Das Bremssystem 50 kann auf Fahrerbefehle über ein Bremspedal reagieren, und es kann auch autonom betrieben werden, um Merkmale, wie zum Beispiel Stabilitätskontrolle, umzusetzen. Die Steuerung des Bremssystems 50 kann ein Verfahren zum Aufbringen einer angeforderten Bremskraft implementieren, wenn es von einer anderen Steuerung oder Unterfunktion angefordert wird.
Es können eine oder mehrere elektrische Lasten 46 mit dem Hochspannungsbus gekoppelt sein. Die elektrischen Lasten 46 können eine zugehörige Steuerung aufweisen, die die elektrischen Lasten 46, wenn angemessen, betreibt und steuert. Die Hochspannungslasten 46 können Kompressoren und elektrische Heizungen umfassen.
Elektronische Module im Fahrzeug 12 können über eines oder mehrere Fahrzeugnetzwerke kommunizieren. Das Fahrzeugnetzwerk kann mehrere Kanäle zur Kommunikation enthalten. Ein Kanal des Fahrzeugnetzwerks kann ein serieller Bus sein, wie zum Beispiel ein Controller Area Network (CAN). Einer der Kanäle des Fahrzeugnetzwerks kann ein Ethernet-Netzwerk enthalten, das durch die Familie der Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802 Standards definiert ist. Zu zusätzlichen Kanälen des Fahrzeugnetzwerks können diskrete Verbindungen zwischen Modulen zählen, und sie können Leistungssignale aus der Hilfsbatterie 30 enthalten. Verschiedene Signale können über verschiedene Kanäle des Fahrzeugnetzwerks übertragen werden. Zum Beispiel können Videosignale über einen Hochgeschwindigkeitskanal (z. B. Ethernet) übertragen werden, während Steuersignale über CAN oder diskrete Signale übertragen werden können. Das Fahrzeugnetzwerk kann irgendwelche Hardware- und Software-Komponenten enthalten, die beim Übertragen von Signalen und Daten zwischen Modulen helfen. Das Fahrzeugnetzwerk wird in 1 nicht gezeigt, aber es kann impliziert werden, dass sich das Fahrzeugnetzwerk mit irgendeinem elektronischen Modul, das im Fahrzeug 12 vorhanden ist, verbinden kann. Es kann eine Fahrzeugsystemsteuerung (VSC, Vehicle System Controller) 48 vorhanden sein, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten zu koordinieren.
Die elektrischen Maschinen 14 können IPM-Maschinen (IPM – Interior Permanent Magnet / eingebetteter Permanentmagnet) sein, die einen Stator 122 und einen Rotor 120 enthalten. 2A zeigt ein beispielhaftes Rotorblech 138 und 2B zeigt eine Seitenansicht der Konfiguration eines Stators 122 und Rotors 120 mit mehreren Rotorblechen 138 und mehreren Statorblechen 136, die in einer axial geschichteten Beziehung angeordnet sind. Die Rotorbleche 138 können eine kreisförmige mittlere Öffnung 160 zur Aufnahme einer Antriebswelle mit einer Keilnut, die einen Antriebskeil 162 aufnehmen kann, definieren. Die Rotorbleche 138 können mehrere Magnetöffnungen 142 definieren, die bezüglich benachbarter Paare Magnetöffnungen 142 symmetrisch angeordnet sind.
Es können mehrere Rotorsektoren 124, die Polen des Rotors entsprechen, durch mehrere Interpolarachsen (zum Beispiel 180, 184), die sich von einer mittleren Drehachse 170 zu einer Außenfläche 150 des Rotorblechs 138 erstrecken, definiert werden. Jeder der Sektoren 124 kann ein Paar Magnetöffnungen 142 enthalten. Die Interpolarachsen (zum Beispiel 180, 184) können auf halbem Wege zwischen benachbarten Magnetöffnungen 142 positioniert sein. Es sei darauf hingewiesen, dass 2A nur zwei der möglichen Interpolarachsen 180, 184 und nicht alle möglichen Interpolarachsen zeigt. 2B zeigt eine Reihe von axialgeschichteten Rotorblechen 138, die entlang der mittleren Achse 170, um die der Rotor 120 zur Drehung konfiguriert ist, geschichtet sind.
3 zeigt eine Radialteilquerschnittsansicht einer möglichen Ausführung des Rotors 120 und des Stators 122. Ein Teilstatorblech 136 und ein Teilrotorblech 138 sind in 3 dargestellt. Die Rotorbleche 138 und die Statorbleche 136 können aus einer Eisenlegierung bestehen. Zwischen dem Innenumfang der Statorbleche 136 und dem Außenumfang 150 der Rotorbleche 138 ist ein kleiner Luftspalt 140 positioniert. Die Statorbleche 136 können radial verlaufende Öffnungen 134 definieren.
Die Rotorbleche 138 können symmetrisch positionierte Magnetöffnungen 142 nahe dem Außenumfang 150 jedes Rotorblechs 138 definieren. Jede Magnetöffnung 142 kann dazu konfiguriert sein, einen Magnet 144 aufzunehmen. Es kann in Abhängigkeit von der Designwahl irgendeine Anzahl von Blechen in einem gegebenen Design verwendet werden. Die Rotorbleche 138 und die Statorbleche 136 können in einem Paket entlang der Drehachse 170 angeordnet sein. Die axial geschichteten Rotorbleche 138 und die Magnete 144 können mehrere magnetische Pole definieren, die um die Achse 170 verteilt sind.
Der Stator 136 kann Leiter aufweisen, die in den radial verlaufenden Öffnungen 134 zur Bildung von Wicklungen angeordnet sind. Der Stator 122 kann aus einem Eisenkern, der aus einem Paket von Statorblechen 136 hergestellt ist, und einer Wicklungsanordnung für Leiter, die einen Erregerstrom führen, bestehen. Durch die Statorwicklung fließender Strom erzeugt einen elektromagnetischen Statorfluss. Der Statorfluss kann durch Einstellen der Höhe und der Frequenz des die Statorwicklungen durchfließenden Stroms eingestellt werden. Da die Statorwicklungen in den Öffnungen 134 enthalten sind, anstatt sinusförmig entlang dem Innenumfang des Stators verteilt zu sein, können im Statorfluss Oberwellenflüsse enthalten sein.
Der Rotor 120 kann aus einem Eisenkern, der aus einem Paket von Rotorblechen 138 hergestellt ist, und Sätzen von Permanentmagneten 144, die in durch den Eisenkern definierten Löchern oder Hohlräumen 142 eingesetzt sind, bestehen. Die Permanentmagneten 144 im Rotor 120 können einen elektromagnetischen Rotorfluss erzeugen. Der Rotorfluss kann aufgrund von Formen und Größen der einzelnen Permanentmagnete Oberwellenflüsse enthalten. Der Statorfluss und der Rotorfluss können in dem Luftspalt 140 verteilt sein. Durch ein Zusammenwirken zwischen dem Statorfluss und dem Rotorfluss wird eine Drehung des Rotors 120 um die Achse 170 bewirkt.
Pole des Rotors 120 können so geometrisch definiert sein, dass sie den durch die Rotorbleche 138 definierten Sektoren 124 entsprechen. Jeder der Pole kann durch einen Sektor 124 dargestellt werden. Eine Polstelle kann durch eine Mittelpolachse 182, die radial von der Achse 170 zur Außenfläche 150 des Rotors 138 entlang einem Mittelpunkt zwischen benachbarten Magnetöffnungen 142 verläuft, allgemein definiert werden. Die Interpolarachsen (zum Beispiel 180, 184) können radial von der Achse 170 zur Außenfläche 150 des Rotors 138 zwischen benachbarten Polen verlaufen. Ein Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Polen kann einen Polteilungsdurchmesser definieren. Die Bogenlänge auf der Rotorumfangsfläche 150 zwischen zwei benachbarten Polen des Rotors kann als die Polteilung bezeichnet werden. Die Polteilung kann um den Umfang der Rotoraußenfläche 150 zwischen benachbarten Mittelpolachsen 182 gemessen werden. Jeder Pol kann eine zugehörige Oberfläche auf der Außenumfangsfläche 150 des Rotors 120 aufweisen. Jeder Pol kann durch die Bogenlänge auf der Fläche zwischen benachbarten Interpolarachsen 180, 184 dargestellt werden.
Ein elektromagnetisches Feld oder Signal kann aus einer Summe von Oberwellen mit verschiedenen Frequenzen und Höhen bestehen. Jede Oberwelle kann als eine Frequenz und eine Höhe dargestellt werden. Das Signal kann eine Grundkomponente enthalten. Die Grundkomponente kann die Frequenzkomponente mit der größten Höhe sein.
Während des Betriebs können sich die Stator- und Rotorgrundkomponentenflüsse in der gleichen Richtung mit der gleichen Frequenz ausrichten und drehen. Das Zusammenwirken zwischen der Grundkomponente des Statorflusses und des Rotorflusses erzeugt ein Drehmoment. Die Oberwellenflüsse des Stators und des Rotors können verschiedene Polzahlen, Drehgeschwindigkeiten und Richtungen haben. Infolgedessen erzeugt das Zusammenwirken der Oberwellenflüsse Drehmomentschwankungen, die als Drehmomentripple bezeichnet werden. Das Drehmomentripple kann Oberwellen mit verschiedenen Frequenzen aufweisen. Die Ordnung einer Drehmomentripplekomponente kann als das Verhältnis der Frequenz der Drehmomentripplekomponente zu der Drehzahl des Rotors in Umdrehungen pro Sekunde definiert werden.
Eine Auswirkung des Drehmomentripples besteht darin, dass es Drehzahlschwingungen des Rotors verursachen kann. Ferner kann das Drehmomentripple Geräusche und Vibrationen des Motors und von mit der elektrischen Maschine gekoppelten Komponenten beeinflussen. Drehmomentripplefrequenzen höherer Ordnung können durch die begrenzte Brandbreite des gekoppelten mechanischen Systems herausgefiltert werden. Niedrigere Oberwellenfrequenzen des Drehmomentripples können zu mechanischen Schwingungen in dem gekoppelten System führen. Es ist wünschenswert, das Drehmomentripple zu reduzieren, um Vibrationen und Geräusche in Systemen, die elektrische Maschinen enthalten, zu reduzieren.
Eine typische Außenumfangsfläche 150 des Rotors 120 ist abgerundet oder glatt. In einigen Anwendungen kann die Außenfläche 150 der Rotorbleche 138 ein Muster von Axialnuten definieren. Die Nuten können Kanäle sein, die parallel zur Achse 170 ausgerichtet sind. Die Nuten können sich über eine axiale Länge der Außenfläche 150 des Rotors 138 erstrecken. Die Auswirkung der Nuten besteht darin, die Höhe einer gewählten Oberwelle des Drehmoments zu reduzieren während gleichzeitig keine anderen Oberwellen beeinflusst werden. In vielen Fahrzeuganwendungen kann es wünschenswert sein, die Höhe mehrerer Oberwellen zu reduzieren. Die Nuten können eine abgerundete Form mit einer vorbestimmten Tiefe von der Außenfläche 150 aufweisen. Bei anderen Konfigurationen können die Nuten andere Formen, wie zum Beispiel rechteckig oder trapezförmig, aufweisen. Die Form der Nuten kann dazu konfiguriert sein, eine bestimmte Oberwelle auf ein Minimum zu reduzieren.
Miteinander verbundene Bleche, die das gleiche Muster von Nuten auf der Rotorfläche 150 definieren, können als ein Abschnitt bezeichnet werden. Bei einigen Rotorkonfigurationen kann der Rotor 120 aus einem einzigen Abschnitt hergestellt sein. Eine Untergruppe von einer oder mehreren Axialnuten kann den Polen des Rotors 120 entsprechen. Bei einigen Konfigurationen können die jedem Pol zugeordneten Axialnuten das gleiche Muster aufweisen. Zum Beispiel kann eine Axialnut an einem Mittelpunkt jedes Pols positioniert sein. Als anderes Beispiel können Axialnuten in einem vorbestimmten Umfangsabstand auf beiden Seiten des Mittelpunkts des Pols definiert sein. Jedes Rotorblech 138 kann dazu konfiguriert sein, das gleiche Nutenmuster für jeden der Pole zu definieren. Das für die Pole definierte Nutenmuster kann sich mit Verlauf der Außenumfangsfläche 150 um die Achse 170 wiederholen.
Bei einigen Konfigurationen kann der Rotor aus mehr als einem Abschnitt bestehen. 4A zeigt einen Pol eines zwei Abschnitte umfassenden Rotors 212. Bei dem zwei Abschnitte umfassenden Rotor 212 kann ein erster Abschnitt 200 aus mehreren ersten Rotorblechen 204 mit einem ersten Außenumfangsnutenmuster 208, wie in 4B gezeigt, bestehen. Ein zweiter Abschnitt 202 kann aus mehreren zweiten Rotorblechen 206 mit einem zweiten Außenumfangsnutenmuster 210, wie in 4C gezeigt, bestehen. Der erste Abschnitt 200 und der zweite Abschnitt 202 können miteinander verbunden sein, so dass sie den zwei Abschnitte aufweisenden Rotor 212 bilden. Das erste Außenumfangsnutenmuster 208 kann eine oder mehrere Nuten an einem ersten Satz von vorbestimmten Stellen auf der Außenumfangsfläche des ersten Rotorblechs 204 bezüglich eines Mittelpunkts 214 jedes der Pole definieren. Das zweite Außenumfangsnutenmuster 210 kann eine oder mehrere Nuten auf der Außenumfangsfläche des zweiten Rotorblechs 206 an einem zweiten Satz von vorbestimmten Stellen bezüglich des Mittelpunkts 214 jedes der Pole definieren. Der erste und der zweite Satz von vorbestimmten Stellen können sich unterscheiden, so dass, wenn der erste Abschnitt 200 und der zweite Abschnitt 202 miteinander verbunden sind, die Nuten nicht über die gesamte axiale Länge des zwei Segmente umfassenden Rotors 212 verlaufen.
Bei einigen Konfigurationen kann sich das erste Nutenmuster 208 für jeden der Pole wiederholen. Bei einigen Konfigurationen kann sich das erste Nutenmuster 208 alle zwei Pole oder drei Pole wiederholen. Bei einigen Konfigurationen kann sich das erste Nutenmuster 208 bei jedem der Pole unterscheiden. Für das zweite Nutenmuster 210 sind ähnliche Konfigurationen möglich. Bei einigen Konfigurationen kann eine Untergruppe der Axialnuten über die gesamte axiale Länge der Außenumfangsfläche des Rotors 212 definiert sein. Der erste Satz von vorbestimmten Stellen und der zweite Satz von vorbestimmten Stellen kann eine Untergruppe von Axialnuten an der gleichen Stelle bezüglich des Mittelpunkts 214 jedes Pols enthalten.
Ein Vorteil der mehrere Abschnitte umfassenden Rotorkonfiguration besteht darin, dass das Ausmaß der mehreren Oberwellen reduziert werden kann. Das Nutenmuster jedes Abschnitts kann dazu konfiguriert sein, eine bestimmte Oberwellenfrequenzkomponente zu reduzieren. Zum Beispiel kann der erste Abschnitt 200 dazu konfiguriert sein, das Ausmaß einer ersten Oberwellenfrequenzenkomponente zu reduzieren, und der zweite Abschnitt 202 kann dazu konfiguriert sein, das Ausmaß einer zweiten Oberwellenfrequenzenkomponente zu reduzieren. Durch Kombinieren von Segmenten mit verschiedenen Nutenmustern kann durch mehrere Oberwellenfrequenzen erzeugtes Drehmomentripple reduziert werden.
5 zeigt einen Pol einer alternativen Konfiguration eines zwei Abschnitte umfassenden Rotors 300. Ein erster Abschnitt 302 kann aus Rotorblechen mit einer glatten Außenumfangsfläche bestehen. Das heißt, das erste Außenumfangsnutenmuster definiert keine Nuten auf der Fläche des ersten Abschnitts 302. Der zweite Abschnitt 304 kann aus Rotorblechen bestehen, die eine einzige Nut 306 pro Pol definieren. Bei einigen Konfigurationen kann sich die einzige Nut 306 bezüglich des Mittelpunkts 214 jedes der Pole an der gleichen Stelle befinden. Bei einigen Konfigurationen kann die Stelle der einzigen Nut 306 bezüglich des Mittelpunkts 214 jedes der Pole bei zwei oder mehr Polen verschieden sein.
6 zeigt einen Pol einer alternativen zwei Abschnitte umfassenden Rotorkonfiguration 350. Der erste Abschnitt 352 kann aus Rotorblechen bestehen, die zwei Nuten 356, 358 pro Pol definieren. Der zweite Abschnitt 354 kann aus Rotorblechen bestehen, die drei Nuten 360, 362, 364 pro Pol definieren. Bei jedem Pol können die Nuten bezüglich des Mittelpunkts 214 des Pols an der gleichen Stelle positioniert sein. Der erste Abschnitt 352 und der zweite Abschnitt 354 können so konfiguriert sein, dass keine Nuten die gesamte axiale Länge der Außenumfangsfläche durchqueren.
Bei einigen Konfigurationen kann eine axiale Länge jedes Abschnitts des Rotors gleich sein. Bei einigen Konfigurationen kann die axiale Länge der Abschnitte verschieden sein. Die axiale Paketlänge kann durch die Anzahl von für jeden Abschnitt verwendeten Blechen variieren. Die axiale Länge jedes Abschnitts kann sich auf die Wirksamkeit beim Reduzieren einer bestimmten Oberwelle auswirken. Die axiale Länge jedes Abschnitts kann dahingehend eingestellt sein, die gewünschte Oberwellenreduzierung zu erreichen.
Bei einigen Konfigurationen können mehr als zwei Abschnitte verwendet werden. 7 zeigt eine vier Abschnitte umfassende Rotorkonfiguration 400. Bei dieser Konfiguration können ein erstes Rotorblech un d ein zweites Rotorblech definiert sein. Abschnitte können von dem ersten Rotorblech und den zweiten Rotorblechen ausgebildet und so angeordnet sein, dass der Rotor Abschnitte mit abwechselnden Nutenmustern aufweist. Zum Beispiel kann der vier Abschnitte umfassende Rotor 400 einen ersten Abschnitt 402, einen zweiten Abschnitt 404, einen dritten Abschnitt 406 und einen vierten Abschnitt 408 umfassen. Der erste Abschnitt 402 und der dritte Abschnitt 406 können aus dem ersten Rotorblech bestehen. Der zweite Abschnitt 404 und der vierte Rotorabschnitt 408 können aus dem zweiten Rotorblech bestehen. Diese Konfiguration definiert eine Rotorumfangsfläche, in der sich die Axialnutenmuster so abwechseln, dass benachbarte Abschnitte ein verschiedenes Nutenmuster aufweisen. Bei anderen Konfigurationen können vier verschiedene Rotorbleche so definiert werden, dass jeder Abschnitt ein verschiedenes Nutenmuster aufweist.
Bei einigen Konfigurationen können die Rotorbleche eine Untergruppe von Nuten definieren, die über die gesamte axiale Länge der Rotorfläche verlaufen. Bei einigen Konfigurationen können die Rotorbleche eine Untergruppe von Nuten definieren, die über mehr als einen aufeinanderfolgenden Abschnitt verlaufen, aber nicht die gesamte axiale Länge des Rotors durchqueren. Bei einigen Konfigurationen gibt es möglicherweise keine Nuten, die über die gesamte axiale Länge der Rotorfläche verlaufen.
8 zeigt eine fünf Abschnitte umfassende Rotorkonfiguration 450, die fünf Abschnitte enthält, wobei die Abschnitte nicht alle die gleiche axiale Länge aufweisen. Zum Beispiel kann der Rotor 450 einen ersten Abschnitt 452, einen zweiten Abschnitt 454, einen dritten Abschnitt 456, einen vierten Abschnitt 458 und einen fünften Abschnitt 460 umfassen. Bei einigen Konfigurationen können der erste Abschnitt 452 und der fünfte Abschnitt 460 die Hälfte der Länge der Abschnitte dazwischen aufweisen. Die Abschnitte können so zusammengefügt sein, dass das Nutenmuster für benachbarte Abschnitte verschieden ist, während das Nutenmuster für jeden zweiten Abschnitt das gleiche ist. Die sich an distalen Enden der Rotorachse befindenden Abschnitte können eine reduzierte axiale Länge aufweisen und können das gleiche Nutenmuster haben.
Eine andere Technik zur Einstellung des Drehmomentripples kann ein Verdrehen des Rotors sein. Ein verdrehter Rotor kann als ein Rotor mit mindestens zwei Abschnitten, in denen die Magnetöffnungen voneinander versetzt sind, beschrieben werden. Der verdrehte Rotor kann mit den verschiedenen Nutenmustern kombiniert werden, um Drehmomentripple weiter zu reduzieren.
9A zeigt einen Rotor 500, der aus zwei Abschnitten besteht, die nicht bezüglich einander verdreht sind. Der Rotor 500 kann aus einem ersten Abschnitt 506 und einem zweiten Abschnitt 508 bestehen. Die beiden Abschnitte sind so angeordnet, dass ein Polmittelpunkt 504 des ersten Abschnitts auf einen Polmittelpunkt 510 des zweiten Abschnitts ausgerichtet ist. 9B zeigt eine verdrehte Rotorkonfiguration 502. Bei der verdrehten Rotorkonfiguration 502 ist der erste Abschnitt 506 bezüglich des zweiten Abschnitts 508 so gedreht, dass sich der Polmittelpunkt 504 des ersten Abschnitts in einem Winkel bezüglich des Polmittelpunkts 510 des zweiten Abschnitts befindet. Das Verdrehen der Rotorabschnitte kann auch für Rotorkonfigurationen gelten, die mehr als zwei Abschnitte enthalten. Die Rotorabschnitte können so ausgerichtet sein, dass die Polmittelpunkte bei jedem Abschnitt bezüglich der anderen gedreht sind. Das beschriebene Verdrehen ist bezüglich des Polmittelpunkts, aber das Verdrehen kann auch bezüglich eines anderen Bezugspunkts an den Abschnitten beschrieben werden. Die Polstellen, wie sie von jedem der Abschnitte definiert werden, können um einen vorbestimmten Winkel voneinander gedreht oder versetzt werden.
Bei einigen Konfigurationen kann der Rotor aus einem einzigen Abschnitt bestehen. Es können jedoch mindestens zwei Pole vorliegen, die ein verschiedenes Nutenmuster aufweisen. 10 zeigt einen einen einzigen Abschnitt umfassenden Rotor 550, der aus Blechen besteht, die bei benachbarten Polen ein verschiedenes Nutenmuster definieren. Zum Beispiel kann ein erster Pol 552 ein erstes zugehöriges Nutenmuster 556 aufweisen, und ein zweiter Pol 554 kann ein zweites zugehöriges Nutenmuster 558 aufweisen. Das zweite Nutenmuster 558 kann Nuten an anderen Stellen bezüglich eines zweiten Polmittelpunkts 562 definieren, als das erste Nutenmuster 556 bezüglich des ersten Polmittelpunkts 560 definiert. Bei dieser Konfiguration können sich das erste Nutenmuster 556 und das zweite Nutenmuster 558 bei jedem zweiten Pol wiederholen.
Das heißt, das erste Nutenmuster bei dem Rotor kann sich auf der Umfangsfläche in einer Bogenlänge, die zwei Polen des Rotors entspricht, wiederholen.
Die Axialnutenmuster können so definiert sein, dass benachbarte Pole verschiedene Nutenmuster aufweisen. Die Nutenmuster können sich zwischen Polen um die Achse abwechseln. Bei einigen Konfigurationen kann sich das Nutenmuster bei drei aufeinanderfolgenden Polen unterscheiden. Das heißt, keiner der drei aufeinanderfolgenden Pole kann das gleiche Nutenmuster aufweisen. Das Nutenmuster kann sich bei jedem Satz von drei Polen wiederholen. Bei einigen Konfigurationen kann sich das Axialnutenmuster bei dem Rotor auf der Umfangsfläche in einer Bogenlänge, die einem Pol des Rotors entspricht, wiederholen.
11 zeigt einen Rotor 600, der aus einem einzigen Abschnitt besteht. Der einzige Abschnitt 602 besteht aus Rotorblechen, die verschiedene Axialnutenmuster für drei aufeinanderfolgende Pole 604, 606, 608 definieren. Dem ersten Pol 604 kann ein erstes Nutenmuster zugeordnet sein, dem zweiten Pol 606 kann ein zweites Nutenmuster zugeordnet sein, und dem dritten Pol 608 kann ein drittes Nutenmuster zugeordnet sein. Das durch die drei Pole 604, 606, 608 definierte Muster kann sich so wiederholen, dass sich das Nutenmuster um den Umfang des Rotors 600 wiederholt. Bei dieser Konfiguration kann der nächste Pol (nicht gezeigt) neben dem dritten Pol 608 das gleiche Nutenmuster wie der erste Pol 604 aufweisen. Das Axialnutenmuster für den Rotor kann sich auf der Umfangsfläche in einer Bogenlänge, die drei Polen des Rotors entspricht, wiederholen.
Die hierin beschriebenen Konfigurationen können kombiniert werden. Ein Rotor kann aus mehreren Abschnitten bestehen, die ein unterschiedliches Nutenmuster definieren. Jeder Abschnitt kann bei jedem der Pole ein verschiedenes Oberflächennutenmuster definieren. Die durch die Abschnitte definierten Nutenmuster können sich über mehrere Pole wiederholen.
12 zeigt eine zwei Abschnitte umfassende Rotorkonfiguration 650, bei der jeder der Abschnitte bei benachbarten Polen ein verschiedenes Nutenmuster definiert. Ein erster Abschnitt 660 kann bei einem ersten Pol 652 ein erstes Nutenmuster und bei einem zweiten Pol 654 ein zweites Nutenmuster enthalten. Ein zweiter Abschnitt 662 kann bei dem ersten Pol 652 ein drittes Nutenmuster und bei dem zweiten Pol 654 ein viertes Nutenmuster definieren. Bei einigen Konfigurationen kann das gleiche Rotorblech bei jedem der Abschnitte verwendet werden. Die Rotorbleche können jedoch bei jedem Abschnitt um einen Pol verschoben sein, so dass jeder Pol über die axiale Länge des Rotors ein verschiedenes Nutenmuster aufweist.
13 zeigt einen drei Abschnitte umfassenden Rotor 700, bei dem jeder Abschnitt bei jedem dritten Pol ein Nutenmuster definiert. Es werden ein erster Pol 702, ein zweiter Pol 704 und ein dritter Pol 706 gezeigt. Weiterhin werden ein erster Abschnitt 708, ein zweiter Abschnitt 710 und ein dritter Abschnitt 712 gezeigt. Der erste Abschnitt 708 kann aus Rotorblechen bestehen, die bei dem ersten Pol 702 ein erstes Nutenmuster definieren, während die Oberfläche bei dem zweiten Pol 704 und dem dritten Pol 706 glatt ist. Der zweite Abschnitt 710 kann aus Rotorblechen bestehen, die ein zweites Nutenmuster für den zweiten Pol 704 definieren, während die Oberfläche bei dem ersten Pol 702 und dem dritten Pol 706 glatt ist. Der dritte Abschnitt 712 kann aus Rotorblechen bestehen, die ein drittes Nutenmuster für den dritten Pol 706 definieren, während die Oberfläche für den zweiten Pol 704 und den dritten Pol 706 glatt ist. Das Nutenmuster kann sich bei jedem der Abschnitte jeden dritten Pol wiederholen.
14 zeigt ein einen einzigen Abschnitt umfassendes Rotorblech 800 bei einem Rotor, der einen einzigen Abschnitt umfassen kann, bei dem das Nutenmuster bei jedem Pol verschieden ist. Es wird ein Rotor mit acht Polen gezeigt, bei dem jeder Pol ein verschiedenes Axialnutenmuster aufweist. Die Anzahl der bei den Rotorpolen 802–816 definierten Axialnuten ist möglicherweise nicht bei jedem der Pole die gleiche. Zum Beispiel kann ein erster Rotorpol 802 vier Axialnuten auf der Umfangsfläche definieren. Ein dritter Rotorpol 806 und ein siebter Rotorpol 814 können drei Axialnuten auf der Umfangsfläche definieren. Ein fünfter Rotorpol 810 und ein sechster Rotorpol 812 können zwei Axialnuten auf der Umfangsfläche definieren. Ein zweiter Rotorpol 804 und ein achter Rotorpol 816 können eine Axialnut auf der Umfangsfläche definieren. Ein vierter Rotorpol 808 kann eine glatte Umfangsfläche ohne irgendwelche Axialnuten definieren. Das Axialnutenmuster kann basierend auf der Anzahl von definierten Axialnuten und der Anordnung der Axialnuten bezüglich des Mittelpunkts des Pols verschieden sein.
Bei einigen Konfigurationen kann jeder Pol des Rotors die gleiche Anzahl von Axialnuten enthalten. 15 zeigt ein einen einzigen Abschnitt umfassendes Rotorblech 900, bei dem jeder der Pole zwei Axialnuten definiert. Das Muster der beiden Axialnuten bei jedem der Pole kann durch einen Winkel zwischen jeder der Axialnuten definiert werden. Bei einigen Konfigurationen können die Axialnuten in einem gleichen Abstand vom Mittelpunkt des Pols angeordnet sein.
Zum Beispiel kann ein erster Rotorpol 906 Axialnuten definieren, die um einen Winkel α₁ 918 getrennt sind. Ein zweiter Rotorpol 908 kann Axialnuten definieren, die um einen Winkel α₂ 920 getrennt sind. Ein dritter Rotorpol 910 kann Axialnuten definieren, die um einen Winkel α₃ 922 getrennt sind. Ein vierter Rotorpol 912 kann Axialnuten definieren, die um einen Winkel α₄ 924 getrennt sind. Ein fünfter Rotorpol 914 kann Axialnuten definieren, die um einen Winkel α₅ 926 getrennt sind. Ein sechster Rotorpol 916 kann Axialnuten definieren, die um einen Winkel α₆ 928 getrennt sind. Ein siebter Rotorpol 902 kann Axialnuten definieren, die um einen Winkel α₇ 930 getrennt sind. Ein achter Rotorpol 904 kann Axialnuten definieren, die um einen Winkel α₈ 932 getrennt sind. Bei einigen Konfigurationen können die Winkel 918–932 bei jedem der Pole verschieden sein. Bei einigen Konfigurationen können die Winkel 918–932 abwechselnd Werte aufweisen.
Bei einigen Konfigurationen kann der Rotor mehrere Abschnitte mit abwechselnden Nutenmustern über eine vorbestimmte Anzahl von Polen umfassen. Zum Beispiel kann der erste Abschnitt ein erstes Nutenmuster definieren, dass sich jeden zweiten Pol wiederholt. Der zweite Abschnitt kann ein zweites Nutenmuster definieren, dass sich jeden zweiten Pol wiederholt. Das Nutenmuster bei dem ersten und zweiten Abschnitt kann bei jedem Pol verschieden sein.
Die Platzierung der Axialnuten in jedem Pol und die Anzahl von Abschnitten kann zum Reduzieren gewählter Oberwellen bestimmt sein. Die Figuren hierin zeigen die Axialnuten, aber es wird erwartet, dass die Anzahl von Nuten und die Positionierung der Axialnuten basierend auf einem bestimmten Motordesign variiert werden kann. Die Anzahl von Abschnitten, die verwendet werden, kann auch basierend auf dem bestimmten Motordesign variiert werden.
Es wurden oben zwar Ausführungsbeispiele beschrieben, jedoch sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen, die von den Ansprüchen umfasst werden, beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind Ausdrücke der Beschreibung und nicht der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt werden. Verschiedene Ausführungsformen könnten zwar als Vorteile bietend oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften beschrieben worden sein, jedoch können, wie für den Durchschnittsfachmann offensichtlich ist, zwischen einem oder mehreren Merkmalen oder einer oder mehreren Eigenschaften Kompromisse geschlossen werden, um die gewünschten Gesamtsystemmerkmale zu erreichen, was von der besonderen Anwendung und Implementierung abhängig ist. Diese Merkmale können Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802 Standards [0034]

Claims

Permanentmagnetmaschine, umfassend: einen Rotor, der zur Drehung um eine Achse konfiguriert ist und mehrere Abschnitte umfasst, die entlang der Achse angeordnet sind, wobei jeder der Abschnitte mehrere axial geschichtete Bleche umfasst, die ein Muster von Axialnuten auf einer Umfangsfläche jedes der Abschnitte so definieren, dass das Muster bei mindestens zwei der Abschnitte verschieden ist.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 1, wobei sich bei mindestens einem der Abschnitte das Muster auf der Umfangsfläche in einer Bogenlänge wiederholt, die einem Pol des Rotors entspricht.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 1, wobei sich bei mindestens einem der Abschnitte das Muster auf der Umfangsfläche in einer Bogenlänge wiederholt, die zwei Polen des Rotors entspricht.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 1, wobei sich bei mindestens einem der Abschnitte das Muster auf der Umfangsfläche in einer Bogenlänge wiederholt, die drei Polen des Rotors entspricht.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 1, wobei die Abschnitte in einem vorbestimmten Winkel von benachbarten Abschnitten versetzt sind, so dass durch jeden Abschnitt definierte Polstellen von entsprechenden Polstellen benachbarter Abschnitte versetzt sind.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 1, wobei bei jedem der Abschnitte eine Untergruppe der Axialnuten so ausgerichtet ist, dass die Untergruppe der Axialnuten über eine axiale Länge des Rotors verläuft.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 6, wobei die Untergruppe mindestens eine der Axialnuten innerhalb jeder Bogenlänge, die den Polen des Rotors entspricht, enthält.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 1, wobei sich das Muster zwischen benachbarten Abschnitten abwechselt.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 1, wobei der Rotor ferner einen glatten Abschnitt ohne Axialnuten umfasst.
Permanentmagnetmaschine, umfassend: einen Rotor, der mehrere Abschnitte umfasst, die entlang einer Drehachse angeordnet sind, wobei jeder der Abschnitte mehrere axial geschichtete Bleche umfasst, die ein Muster von Axialnuten auf einer Außenfläche jedes der Abschnitte so definieren, dass das Muster bei einer Bogenlänge der Außenfläche, die einem Pol des Rotors entspricht, bei mindestens zwei der Abschnitte verschieden ist.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 10, wobei der Pol einer mehrerer Pole des Rotors ist und sich das Muster bei mindestens einem der Abschnitte bei jedem der Pole wiederholt.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 10, wobei der Pol einer mehrerer Pole des Rotors ist und sich das Muster bei mindestens einem der Abschnitte zwischen benachbarten Polen abwechselt.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 10, wobei bei jedem der Abschnitte eine Untergruppe von Axialnuten so ausgerichtet ist, dass die Untergruppe von Axialnuten über eine axiale Länge des Rotors verläuft.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 10, wobei der Pol einer mehrerer Pole des Rotors ist und die Pole jedes der Abschnitte um einen vorbestimmten Winkel von den Polen benachbarter Abschnitte versetzt sind.
Permanentmagnetmaschine, umfassend: einen Rotor, der mehrere Pole umfasst, die um eine Achse angeordnet sind, wobei jeder der Pole einer vorbestimmten Bogenlänge einer Umfangsfläche des Rotors entspricht, die durch mehrere axial geschichtete Bleche gebildet wird, welche ein Muster von Axialnuten auf der Umfangsfläche des Rotors so definieren, dass das Muster bei jedem der Pole für mindestens zwei der Pole verschieden ist.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 15, wobei das Muster von Axialnuten bei jedem der Pole mindestens eine Axialnut umfasst.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 15, wobei das Muster bei jedem der Pole verschieden ist.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 17, wobei der Rotor ferner einen Pol ohne Axialnuten umfasst.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 17, wobei das Muster von Axialnuten bei jedem der Pole zwei Axialnuten umfasst.
Permanentmagnetmaschine nach Anspruch 19, wobei das Muster von Axialnuten bei jedem der Pole durch einen Winkel zwischen den Axialnuten jedes der Pole definiert wird und der Winkel bei jedem der Pole verschieden ist.