DE102017101911A1

DE102017101911A1 - Synchrone Reluktanzelektromaschine

Info

Publication number: DE102017101911A1
Application number: DE102017101911.1A
Authority: DE
Inventors: Constantin C. Stancu; Peter J. Savagian; Khwaja M. Rahman; Nitinkumar R. Patel; Robert T. Dawsey
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2017-08-10

Abstract

Eine synchrone Reluktanzelektromaschine ist beschrieben und beinhaltet einen Stator mit einer Vielzahl elektrischer Wicklungen, sowie einen Rotor, der in einem zylindrisch geformten Hohlraum angeordnet ist, der innerhalb des Stators ausgebildet ist. Der Rotor beinhaltet eine Vielzahl von Elektroblechen, die auf einer Welle montiert sind, worin die Welle eine Längsachse definiert. Jedes der Elektrobleche beinhaltet eine Vielzahl von Polen und jeder der Pole beinhaltet eine Vielzahl von Steckplätzen, die nahe einem äußeren Randbereich angeordnet ist. Die Steckplätze der Elektrobleche sind in Längsrichtung ausgerichtet. Eine Vielzahl von aus anisotropem Material zusammengesetzten Paketen ist in den Steckplätzen angeordnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf synchrone Reluktanzelektromaschinen und insbesondere auf eine Rotoranordnung für derartige Elektromaschinen.
HINTERGRUND
Eine Reluktanzelektromaschine beinhaltet im Allgemeinen einen drehbar in einem Stator angeordnet Rotor, wobei der Stator im Allgemeinen eine Vielzahl von Wicklungen und magnetische Pole mit wechselnder Polarität beinhaltet und der Rotor aus Stahl oder einem anderen Eisenmaterial hergestellt ist und vorzugsweise einen oder eine Vielzahl inhärenter Pole beinhaltet. Der Rotor besteht aus ferromagnetischem Material, wie z. B. Weicheisen. Das Drehmoment wird durch das Phänomen des magnetischen Widerstandes erzeugt, wobei der Stator von einer Steuereinheit gesteuert wird, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen, das ein Magnetfeld in dem Rotor induziert. Das Zusammenwirken dieser beiden Magnetfelder erzeugt ein Drehmoment auf dem Rotor.
Eine synchrone Reluktanzelektromaschine kann eine gleiche Anzahl von Stator- und Rotorpolen aufweisen. Die Vorsprünge am Rotor können so angeordnet sein, dass sie interne Strömungsbarrieren einleiten, d. h. Löcher, die den magnetischen Fluss entlang einer d-Achse leiten. Im Allgemeinen wird die Achse in Richtung des größten magnetischen Widerstandes als eine direkte Achse oder d-Achse bezeichnet, während die Achse, die 90 Grad vor der direkten Achse liegt, als eine Quadraturachse oder q-Achse bezeichnet wird, die den geringsten magnetischen Widerstand aufweist. Polzahlen sind bekanntlich 4 und 6. Wenn die Zwischenräume oder Einkerbungen zwischen den Rotorpolen den Statorpolen gegenüberliegen, weist der magnetische Kreis der Elektromaschine einen geringen magnetischen Widerstand auf, wenn jedoch die Rotorpole an den Statorpolen ausgerichtet sind, weist der magnetische Kreis einen hohen magnetischen Widerstand auf. Sobald ein Paar von Statorpolen erregt wird, wird das nächste Rotorpolpaar dazu bewegt, sich an den erregten Statorpolen auszurichten, um den Widerstandsweg durch die Maschine zu minimieren. Eine Rotationsbewegung wird durch sequentielles Erregen der Statorpole ermöglicht, um zu bewirken, dass der Rotor zum nächsten erregten Pol übergeht. Die synchrone Reluktanzelektromaschine ist dafür konzipiert, unter Verwendung eines Wechselstroms mit einer gesteuerten Frequenz zu arbeiten, die den Statorwicklungen zugeführt wird. Der Rotor weist eine Vielzahl inhärenter Pole auf, um einen variablen Widerstand in dem von der Winkelstellung des Rotors abhängigen Magnetkreis der Elektromaschine zu erzeugen. Diese inhärenten Pole können durch Fräsbearbeitung der axialen Steckplätze entlang der Länge des Rotors erzeugt werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine synchrone Reluktanzelektromaschine ist beschrieben und beinhaltet einen Stator mit einer Vielzahl elektrischer Wicklungen, sowie einen in einem zylindrisch geformten Hohlraum angeordneten Rotor, der in dem Stator ausgebildet ist. Der Stator beinhaltet eine Vielzahl von Stahllaminierungen, die auf einer Welle montiert sind, wobei die Welle eine Längsachse definiert. Jedes der Elektrobleche beinhaltet eine Vielzahl von Polen und jeder der Pole beinhaltet eine Vielzahl von Steckplätzen, die in der Nähe eines äußeren Randbereichs angeordnet sind. Die Steckplätze der Elektrobleche sind in Längsrichtung ausgerichtet. Eine Vielzahl von aus anisotropem Material zusammengesetzten Paketen ist in den Steckplätzen angeordnet.
Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der besten Ausführungsformen und anderen Arten zur Ausführung der vorliegenden Lehren, wie sie in den beigefügten Ansprüchen festgelegt sind, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden werden exemplarisch eine oder mehrere Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Querschnittsansicht einer synchronen Reluktanzelektromaschine mit einem ringförmigen Stator, der einen zylindrisch geformten Hohlraum bildet, in den gemäß der Offenbarung ein koaxialer Rotor eingesetzt ist;
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Querschnittsansicht eines einzelnen Polabschnitts einer einzelnen Laminierung der mit Bezug auf 1 beschriebenen synchronen Reluktanzelektromaschine mit einer Polanordnung, welche eine Vielzahl von Steckplätzen beinhaltet, die in der Nähe eines äußeren Randbereichs derselben angeordnet sind, in welchen gemäß der Offenbarung anisotrope Pakete in die Steckplätze eingesetzt werden;
3 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer ersten Ausführungsform des anisotropen Pakets, das einen Laminierungsstapel beinhaltet, der gemäß der Offenbarung aus einer Vielzahl anisotroper Laminierungen mit voneinander beabstandeten nicht-magnetischen Abstandshaltern besteht;
4 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer zweiten Ausführungsform des anisotropen Pakets, das gemäß der Offenbarung einen aus mehreren anisotropen Laminierungen zusammengesetzten Laminierungsstapel mit jeweils mehreren als Strömungsbarrieren wirkenden Hohlräumen aufweist; und
5 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer dritten Ausführungsform des anisotropen Pakets, das gemäß der Offenbarung einen aus mehreren anisotropen Laminierungen zusammengesetzten Laminierungsstapel beinhaltet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Der folgende Text bezieht sich auf die Zeichnungen, die lediglich zur Veranschaulichung bestimmter exemplarischer Ausführungen dienen und in keiner Weise den Umfang der Erfindung beschränken sollen. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Querschnittsansicht einer synchronen Reluktanzelektromaschine 10 mit einem ringförmigen Stator 12, der einen zylindrisch geformten Hohlraum bildet, in den ein koaxialer Rotor 20 eingesetzt ist, wobei zwischen dem Stator 12 und dem Rotor ein Luftspalt 14 ausgebildet ist 20. Der Rotor 20 beinhaltet eine drehbare Welle 26 mit Enden, die sich durch Öffnungen erstrecken, die in Endkappen des Stators 12 ausgebildet sind, wobei geeignete Montage- und Lagervorrichtungen darin angeordnet sind. Die Welle 26 definiert eine Längsachse mit radialen orthogonal zur Längsachse verlaufenden Linien. Der Stator 12 enthält eine Vielzahl elektrischer Wicklungen (nicht dargestellt), die umlaufend angeordnet sind. Die elektrischen Wicklungen sind mit einer geeigneten Vorrichtung, z. B. einem Wechselrichter, elektrisch verbunden, der durch eine Steuereinheit gesteuert werden kann, um drehende elektrische Felder zu erzeugen, die an den Rotor 20 angrenzende Magnetfelder induzieren, um ein mechanisches Drehmoment in dem Rotor 20 zu erzeugen. Die Elektromaschine 10 kann als Drehmomentmotor und/oder elektrischer Stromgenerator eingesetzt werden. Der gesamte Betrieb einer synchronen Reluktanzelektromaschine 10 ist Fachleuten auf dem Gebiet bekannt und wird daher hier nicht im Detail beschrieben.
Der Rotor 20 besteht aus einer Vielzahl scheibenförmiger Laminierungen 22, die aus isotropem Stahl oder einem anderen ferromagnetischen Material, wie z. B. komprimiertem Eisenpulver, hergestellt sind. Die Vielzahl von Laminierungen wird gestapelt und zusammengedrückt oder auf andere Weise fest auf der Welle 26 zusammengesetzt, um sich mit dieser zusammenzudrehen. Der Rotor 20 beinhaltet mehrere Polabschnitte 25, die umlaufend um die Rotorwelle 26, vorzugsweise in vorbestimmten identischen Abständen, angeordnet sind. Ein Polabschnitt 25 einer einzelnen Laminierung 22 ist mit Bezug auf 1 angedeutet und wird schematisch in zusätzlichem Detail mit Bezug auf 2 dargestellt. Ausführungsformen des Rotors 20 können zwei Polabschnitte 25, vier Polabschnitte 25, sechs Polabschnitte 25, acht Polabschnitte 25 oder eine andere geeignete Anzahl von Polabschnitten 25 aufweisen.
Der Rotor 20 ist vorzugsweise so hergestellt, dass die magnetische Durchlässigkeit in Richtung einer d-Achse 28 geringer ist, d. h. einen erhöhten Widerstand aufweist und in Richtung einer q-Achse 29 größer ist, d. h. einen verminderten Widerstand aufweist. Das Prinzip des Betriebs von Widerstandsmaschinen beruht auf dem Vorhandensein eines variablen Widerstandes in dem Luftspalt 14, eines geringen Widerstandes in Richtung der q-Achse 29 und eines hohen Widerstandes in Richtung der d-Achse 28.
Der Polabschnitt 25 der einzelnen Laminierung 22 des Rotors 20 weist eine Polanordnung 30 mit einer Vielzahl von Steckplätzen 31 auf, die, wie dargestellt, in den Schichten 31a, 31b, 31c und 31d angeordnet sind, die in der Nähe eines äußeren Randbereichs derselben angeordnet sind, worin die Schichten 31a, 31b, 31c und 31d in Bezug auf den äußeren Randbereich 24 festgelegt sind. Es werden vier Schichten dargestellt, es kann jedoch eine beliebige Menge von Schichten verwendet werden. Wenn die Vielzahl von Laminierungen 22 auf der Welle 26 zusammengebaut wird, sind die Steckplätze 31 parallel zu der von der Welle 26 definierten Längsachse ausgerichtet und angeordnet.
Jede der Polanordnungen 30 definiert die d-Achse 28 und die q-Achse 29, worin die d-Achse 28 an dem Mittelpunkt des Magnetpols ausgerichtet ist und die q-Achse 29 zur d-Achse 28 orthogonal verläuft und an einem Mittelpunkt zweier Magnetpole des Rotors ausgerichtet ist. Die d-Achse 28 deutet auf eine Orientierung mit der niedrigsten Induktivität hin, während die q-Achse 29 auf eine Orientierung mit der größten Induktivität hindeutet. Daher gibt es eine d-Achse 28 und eine q-Achse 29, die den jeweiligen Polanordnungen 30 zugeordnet ist.
Ein Ausnutzungsverhältnis ist wie folgt definiert: ξ, = L_q/L_d worin:

ξ,: dem Ausnutzungsverhältnis entspricht,
L_d: der Induktivität entlang der d-Achse 28 entspricht, und
L_q: der Induktivität entlang der q-Achse 29 entspricht.

Wie Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist, verbessert sich die Leistung einer synchronen Reluktanzelektromaschine mit einem erhöhten Ausnutzungsverhältnis.
Anisotrope Pakete 36 werden in die Steckplätze 31 eingesetzt. Ein Flächenabschnitt 38 eines der anisotropen Pakete 36 wird identifiziert und zeigt den Teil des anisotropen Pakets 36 an, der an beiden Enden des Rotors 20 sichtbar ist. Sämtliche Steckplätze, die der jeweiligen Schicht 31a, 31b, 31c und 31d zugeordnet sind, können hohl 34 sein oder sämtliche Steckplätze, die einer oder mehreren der Schichten 31a, 31b, 31c und 31d zugeordnet sind, können ein anisotropes Paket 36 enthalten. Wie dargestellt, bleiben die Steckplätze 31 der Schichten 31a und 31b hohl 34, während die Steckplätze 31 der Schichten 31c und 31d anisotrope Pakete 36 enthalten.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des anisotropen Pakets 36, das einen Laminierungsstapel 42 beinhaltet, der aus einer Vielzahl anisotroper Laminierungen 44 mit zwischengelagerten, nichtmagnetischen Abstandshaltern 46 besteht. Der Flächenabschnitt 38 des anisotropen Pakets 36, sowie eine Laminierwalzrichtung 40 werden angedeutet, worin die anisotropen Laminierungen 44 axial geschichtet sind. Ein anisotropes Material ist ein Material, das entlang verschiedener Achsen ungleiche physische Eigenschaften aufweist. Die hierin beschriebenen anisotropen Laminierungen 44 weisen vorzugsweise magnetische Eigenschaften auf, die sich auf den Kernverlust und die Induktionsdurchlässigkeit beziehen, die sich in Abhängigkeit von der Walzrichtung des Materials ändern, wenn dieses verarbeitet wird. Insbesondere zeigen die hier beschriebenen anisotropen Laminierungen 44 im Vergleich zu orthogonalen Richtungen des Materials einen verringerten Kernverlust und eine erhöhte Induktionsdurchlässigkeit in Walzrichtung. Die Vielzahl anisotroper Laminierungen 44 kann in einer Ausführungsform aus einem kornorientierten Stahlmaterial hergestellt sein. In einer Ausführungsform beinhaltet das kornorientierte Stahlmaterial eine magnetische Eisen-Silizium-Legierung, die durch Kaltwalzen bearbeitet wird, was dazu dient, die in Verbindung mit dem Kernverlust und der Induktionsdurchlässigkeit bevorzugten magnetischen Eigenschaften zu erzielen. Alternativ dazu kann die Vielzahl anisotroper Laminierungen 44 aus einer amorphen Metalllegierung hergestellt sein, die unter Verwendung eines Schnellverfestigungsverfahrens gebildet wird.
Die Laminierwalzrichtung 40 für die Vielzahl anisotroper Laminierungen 44 ist angegeben, so auch die bevorzugte vorherrschende d-Achse 28 und die q-Achse 29 des Rotors 20, wenn das anisotrope Paket 36 in den Rotor 20 eingesetzt wird. Die nichtmagnetischen Abstandshalter 46 können durch Oxidabscheidung auf Oberflächen der anisotropen Laminierungen 44 oder aus Aluminium oder Aluminiumoxid hergestellt sein oder je nach erforderlicher Stärke beide beinhalten. Die Stärken der anisotropen Pakete 36 und der nichtmagnetischen Abstandshalter 46 werden vorzugsweise mithilfe der Motorsimulation unter simulierten Motorlastbedingungen und unter Berücksichtigung der magnetischen Eigenschaften, der Durchlässigkeit, der Temperatur, der Drehmomententwicklung und anderer Faktoren ermittelt. Eine Tiefe 50 des anisotropen Pakets 36, welche die Länge anzeigt, mit der das anisotrope Paket 36 in den Steckplatz 31 des Rotors 20 hineinragt, wird ebenfalls dargestellt. Vorzugsweise ist die Achse des anisotropen Pakets 36 mit geringem magnetischem Widerstand, wie dargestellt, an der Q-Achse 29 des Rotors 20, die der Kaltwalzrichtung 40 für die Vielzahl anisotroper Laminierungen 44 entspricht, ausgerichtet. Die Tiefe 50 des anisotropen Pakets 36 kann begrenzt werden, um den Wirbelstromverlust zu verringern und das Einsetzen zu erleichtern.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des anisotropen Pakets 136, das einen Laminierungsstapel 142 beinhaltet, der aus einer Vielzahl anisotroper Laminierungen 144 besteht, die jeweils eine Vielzahl von Hohlräumen 146 aufweisen, die als Strömungsbarrieren fungieren, worin die anisotropen Laminierungen 144 radial geschichtet sind. Die Hohlräume 146 können mithilfe einer geeigneten Technologie, z. B. durch Stanzen oder Laserschneiden, hergestellt werden. Jede der anisotropen Laminierungen 144 hat eine ebene Oberfläche, in die die Hohlräume 146 eingearbeitet werden. Die ebenen Oberflächen der gestapelten anisotropen Laminierungen 144 weisen Formen auf, die analog zu einer Querschnittsform von mindestens einem Teil des zugehörigen Steckplatzes 31 des Rotors 20 angeordnet sind, in den das anisotrope Paket 136 eingebaut wird. Ein Flächenabschnitt 138 eines der anisotropen Pakete 136 wird identifiziert und zeigt den Teil des anisotropen Pakets 136 an, der an beiden Enden des Rotors 20 sichtbar ist.
Jede der Vielzahl anisotroper Laminierungen 144 wird vorzugsweise aus einem kornorientierten Stahlmaterial hergestellt. In einer Ausführungsform beinhaltet das kornorientierte Stahlmaterial eine magnetische Eisen-Silizium-Legierung, die durch Kaltwalzen bearbeitet wird, was dazu dient, die in Verbindung mit dem Kernverlust und der Durchlässigkeit in Walzrichtung bevorzugten magnetischen Eigenschaften zu erzielen. Alternativ dazu kann die Vielzahl anisotroper Laminierungen 144 aus einer amorphen Metalllegierung hergestellt werden, die unter Verwendung eines schnellen Erstarrungsverfahrens gebildet wird.
Die Laminierwalzrichtung 40 für die Vielzahl anisotroper Laminierungen 144 ist angegeben, so auch die bevorzugte überwiegende d-Achse 28 und q-Achse 29 des Rotors 20, wenn das anisotrope Paket 136 in den Rotor 20 eingesetzt wird. Eine Tiefe 50 des anisotropen Pakets 136, die die Länge angibt, mit der das anisotrope Paket 136 in den Steckplatz 31 des Rotors 20 hineinragt, wird ebenfalls dargestellt. Vorzugsweise ist, die q-Achse 29 des Rotors 20, wie dargestellt, an der Achse des anisotropen Pakets 136 mit dem niedrigen magnetischen Widerstand, die der Kaltwalzrichtung 40 für die Vielzahl anisotroper Laminierungen 144 entspricht, ausgerichtet. Dementsprechend beinhaltet diese Ausführungsform des anisotropen Pakets 136 einen Laminierungsstapel 142, der aus einer Vielzahl anisotroper Laminierungen 144 besteht, die jeweils eine Vielzahl von Hohlräumen 146 aufweisen, die als Strömungsbarrieren fungieren, wobei eine q-Achse 29 des Rotors an der Achse mit dem niedrigen magnetischen Widerstand ausgerichtet ist, die der Kaltwalzrichtung für das Material entspricht. Zwischen den einzelnen anisotropen Laminierungen 144 ist kein Abstandshalter erforderlich. Der Endabschnitt des Laminierungsstapels 142 stellt jedoch keine Barrieren auf dem Weg der d-Achsenströmung dar. Der besagte Austrittsweg verläuft in die Richtung geringer Materialdurchlässigkeit, senkrecht zur Walzrichtung, sodass der Austritt relativ gering ausfällt.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des anisotropen Pakets 236, das einen Laminierungsstapel 242 beinhaltet, der sich aus einer Vielzahl anisotroper Laminierungen 244 zusammensetzt. Ein Flächenabschnitt 238 des anisotropen Pakets 236 wird identifiziert und gibt den Teil des anisotropen Pakets 236 an, der an beiden Enden des Rotors 20 sichtbar ist. Jede der anisotropen Laminierungen 244 hat eine ebene Oberfläche mit einer Form, die analog zu einer Querschnittsform mindestens eines Teils des zugehörigen Steckplatzes 31 des Rotors 20 angeordnet ist, in den das anisotrope Paket 236 eingebaut wird. Jede der Vielzahl anisotroper Laminierungen 244 wird vorzugsweise aus einem kornorientierten Stahlmaterial hergestellt. In einer Ausführungsform beinhaltet das kornorientierte Stahlmaterial eine magnetische Eisen-Silizium-Legierung, die durch Kaltwalzen bearbeitet wird, was dazu dient, die in Verbindung mit der Durchlässigkeit in der Walzrichtung bevorzugten magnetischen Eigenschaften zu erzielen. Alternativ dazu kann die Vielzahl anisotroper Laminierungen 244 aus einer amorphen Metalllegierung hergestellt werden, die unter Verwendung eines schnellen Verfestigungsverfahrens gebildet wird.
Die Laminierwalzrichtung 40 für die Vielzahl anisotroper Laminierungen 244 wird angegeben, so auch die bevorzugte überwiegende d-Achse 28 und q-Achse 29 des Rotors 20, wenn das anisotrope Paket 236 in den Rotor 20 eingesetzt wird. Eine Tiefe 50 des anisotropen Pakets 236, die die Länge angibt, mit der das anisotrope Paket 236 in den Steckplatz 31 des Rotors 20 hineinragt, wird ebenfalls dargestellt. Vorzugsweise ist die q-Achse 29 des Rotors, wie dargestellt, 20 an der Achse mit dem niedrigen magnetischen Widerstand des anisotropen Pakets 236, die der Kaltwalzrichtung 40 für die Vielzahl anisotroper Schichten 244 entspricht, ausgerichtet.
Diese Offenbarung verbessert die Rotorsensitivität eines synchronen Widerstandrotors. Alternativ dazu kann die Motorleistung in Form eines Motordrehmomentes pro Ampere und Wirkungsgrad verbessert werden. Zudem kann mithilfe von kornorientierten Elektroblechen, die axial in die Rotorsteckplätze eingesetzt werden, eine verbesserte Ausnutzung einer Ausführungsform einer synchronen Reluktanzelektromaschine erreicht werden. Die kornorientierten Elektrobleche werden axial in die Rotorsteckplätze der radialen Laminierung gelegt, was zu einer Hybridstruktur mit axialen und radialen Laminierungen führt. Ein hohes Ausnutzungsverhältnis (L_q >> L_d) kann die Drehmomententwicklung erhöhen und den Motorwirkungsgrad verbessern. Eine erhöhte Ausnutzung verbessert zudem die Hochgeschwindigkeitsleistung der Elektromaschine. Die Erhöhung der Rotorausnutzung wird erreicht, indem die q-Achseninduktivität durch die axiale Einführung einer kornorientierten Laminierung erhöht wird, während die d-Achseninduktivität unbeeinflusst bleibt. Die Verwendung der radialen und axialen Laminierungspakete ermöglicht höhere Polzählungen und somit einen höheren Drehzahlbetrieb, ein gesteigertes Drehmoment pro Ampere und ein erhöhtes Spitzenmotordrehmoment, um eine ähnliche Leistung zu erzielen.
Wie in dieser Spezifikation und den Patentansprüchen verwendet, sind die Begriffe „z. B.“, „beispielsweise“, „zum Beispiel“, „wie z. B.“ und „wie“ und die Verben „umfassen“, „beinhalten“ „aufweisen“ und deren andere Verbformen, wenn sie in Verbindung mit einer Auflistung von einer oder mehreren Komponenten oder anderen Elementen verwendet werden, jeweils als offen auszulegen, was bedeutet, dass die Auflistung nicht als Ausschluss anderer zusätzlicher Komponenten oder Elemente aufzufassen ist. Andere Begriffe sind in ihrer weitesten vernünftigen Bedeutung auszulegen, es sei denn, diese werden in einem Kontext verwendet, der eine andere Auslegung erfordert.
Es sollte verstanden werden, dass, obwohl die Verwendung von Wörtern wie bevorzugt, vorzugsweise, vorzuziehen oder bevorzugter in der obigen Beschreibung verwendet wird, dass das beschriebene Merkmal wünschenswert sein kann, es dennoch nicht notwendig sein muss und Ausführungsformen, denen es fehlt, als innerhalb des Umfangs der Offenbarung in Betracht gezogen werden können, wobei der Umfang durch die folgenden Ansprüche definiert wird.
Beim Lesen der Ansprüche ist vorgesehen, dass, wenn Worte wie „ein“, „eine“, „mindestens ein“ oder „mindestens ein Teil“ verwendet werden, damit nicht beabsichtigt wird, den Anspruch auf nur ein Element einzuschränken, soweit nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist.
Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die vorliegenden Lehren, der Umfang der vorliegenden Lehren wird jedoch einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während ein paar der besten Ausführungsformen und weiteren Arten der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Lehren in den beigefügten Ansprüchen.

Claims

Synchrone Reluktanzelektromaschine, die Folgendes umfasst: einen Stator mit einer Vielzahl elektrischer Wicklungen; einen Rotor, der in einem zylindrisch geformten Hohlraum angeordnet ist, der in dem Stator ausgebildet ist und mehrere Elektrobleche enthält, die auf einer Welle montiert sind, worin die Welle eine Längsachse definiert, worin jedes der Elektrobleche eine Vielzahl von Polen aufweist und worin jeder der Pole eine Vielzahl von Steckplätzen aufweist, die nahe einem äußeren Randbereich angeordnet sind, und worin die Steckplätze der Elektrobleche in Längsrichtung ausgerichtet sind; und eine Vielzahl von aus anisotropem Material zusammengesetzten Paketen, die in den Steckplätzen angeordnet sind.
Synchrone Reluktanzelektromaschine nach Anspruch 1, worin die Vielzahl von aus anisotropem Material zusammengesetzten Paketen in den Steckplätzen in einer axialen Ausrichtung relativ zu der Längsachse angeordnet ist.
Synchrone Reluktanzelektromaschine nach Anspruch 1, worin jedes der aus anisotropem Material zusammengesetzten Pakete einen Stapel umfasst, der eine Vielzahl von aus einem kornorientierten Stahlmaterial hergestellten Laminierungen umfasst, worin das kornorientierte Stahlmaterial der Vielzahl von Laminierungen entlang einer gemeinsame Achse ausgerichtet ist.
Synchrone Reluktanzelektromaschine nach Anspruch 3, worin die gemeinsame Achse, die den kornorientierten Stahlmaterialien der Vielzahl von Laminierungen zugeordnet ist, parallel zu einer d-Achse angeordnet ist, die einem der Pole des Rotors zugeordnet ist.
Synchrone Reluktanzelektromaschine nach Anspruch 3, worin die gemeinsame Achse, die den kornorientierten Stahlmaterialien der Vielzahl von Laminierungen zugeordnet ist, an einer Achse mit geringem magnetischen Widerstand ausgerichtet ist, die einem der Pole des Rotors zugeordnet ist.
Synchrone Reluktanzelektromaschine nach Anspruch 3, worin die Vielzahl von aus einem kornorientierten Stahlmaterial hergestellten Laminierungen radial geschichtet ist.
Synchrone Reluktanzelektromaschine nach Anspruch 3, worin die Vielzahl der aus einem kornorientierten Stahlmaterial hergestellten Laminierungen axial geschichtet ist.
Synchrone Reluktanzelektromaschine nach Anspruch 1, worin das kornorientierte Stahlmaterial eine Eisen-Silizium-Magnetlegierung aufweist.
Synchrone Reluktanzelektromaschine nach Anspruch 1, worin jedes der Elektrobleche eine scheibenförmige Stahllaminierung aufweist.
Rotor für eine synchrone Reluktanzelektromaschine, wobei der Rotor Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Elektroblechen, die auf einer Welle montiert sind, worin die Welle eine Längsachse definiert; wobei jedes der Elektrobleche eine Vielzahl von Polen beinhaltet; wobei jeder der Pole eine Vielzahl von Steckplätzen beinhaltet, die nahe einem äußeren Randbereich angeordnet sind, worin die Steckplätze der Elektrobleche in Längsrichtung ausgerichtet sind; und eine Vielzahl von aus anisotropem Material zusammengesetzten Paketen, die in den Steckplätzen angeordnet sind.