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QUERVERWEIS AUF BEZOGENE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2016-0170395 , die am 14. Dezember 2016 eingereicht wurde und deren Offenbarung hier in ihrer Gesamtheit einbezogen wird.
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HINTERGRUND
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rotor für einen Motor mit gewickeltem Rotor und einen diesen enthaltenden Motor mit gewickeltem Rotor.
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Diskussion des Standes der Technik
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Im Allgemeinen enthalten Fahrzeuge Startermotoren, die zum Starten eines Motors konfiguriert sind, und Wechselstromgeneratoren, die zum Erzeugen von Elektrizität unter Verwendung einer Drehkraft des Motors konfiguriert sind. Wenn ein Fahrer ein Fahrzeug startet, wird ein Zündschalter mit einer Energiequelle einer Batterie durch eine Betätigung des Fahrers verbunden, eine von einem mit Energie beliefertem Startermotor erzeugte Antriebskraft dreht einen Motor, und somit wird das Fahrzeug gestartet.
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Zum Vergleich lädt ein Wechselstromgenerator, der mit einem Antriebsteil eines Motors verbunden ist, eine Batterie mit Wechselstrom(AC)-Energie unter Verwendung eines Gleichrichters oder dergleichen, wobei die AC-Energie durch einen Rotor erzeugt wird, der sich in einem Zustand dreht, in welchem ein magnetisches Feld durch eine Antriebskraft des Motors erzeugt wird.
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Da ein derartiger Startermotor und ein derartiger Wechselstromgenerator jeweils so gebildet sind, dass sie eine Struktur enthaltend einen Stator und einen Rotor haben, können ihre Strukturen einander sehr ähnlich sein, und die Strukturen können in Abhängigkeit davon, ob eine Kraft oder Energie zu diesen geliefert wird, als ein Energiegenerator oder ein Motor dienen.
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In jüngerer Zeit wird ein riemengetriebener Startergenerator (nachfolgend als ein BSG bezeichnet), der in der Lage ist, mit einer Struktur als ein Startermotor und ein Wechselstromgenerator zu dienen, aktiv untersucht.
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Die Anzahl von Spulenwindungen oder ein Strom sollten erhöht werden, um ein Drehmoment eines Motors zu erhöhen. Jedoch besteht in dem Fall des BSG, da eine räumliche Beschränkung bei einer Erhöhung der Anzahl von Spulenwindungen groß ist und eine Erhöhung des Stroms begrenzt ist, das Problem, dass eine Erhöhung des Drehmoments des Motors begrenzt ist.
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Zusätzlich besteht in dem Fall eines Rotors, der mehrere Felder enthält, wenn eine ideale Kurve wie ein im Allgemeinen bekannter inverser Kosinus bei dem Rotor angewendet wird, das Problem, dass ein Luftspalt exponentiell zunimmt und die Größe einer gegenelektromotorischen Kraft abnimmt.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist auf einen Rotor für einen Motor mit gewickeltem Rotor zum Verbessern einer nichtlinearen Gesamtverzerrung (THD) gerichtet, während eine Größe einer gegenelektromotorischen Kraft konstant aufrechterhalten wird, sowie auf einen diesen enthaltenden Motor mit gewickeltem Rotor.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Rotor für einen Motor mit gewickeltem Rotor vorgesehen, welcher enthält: einen Rotorkern enthaltend einen Hohlraum, der in einem mittleren Bereich von diesem gebildet ist, und mit einer Welle gekoppelt ist; einen Zahnbereich, der radial auf einer Oberfläche der Außenseite des Rotors gebildet ist; und einen Polschuh, der so gebildet ist, dass er sich von einem Endbereich des Zahnbereichs in einer Richtung erstreckt und einen Teil eines Querschnitts einer Oberfläche der Außenseite enthält, die in einer Bogenform eines ersten imaginären Kreises (C1) mit einem ersten Radius (r1), der ein Abstand von einem Mittelpunkt (CP1) des Hohlraums zu einer äußersten Position (P1) hiervon ist, gebildet ist.
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Der Zahnbereich und der Polschuh können n Zahnbereiche und n Polschuhe enthalten, wobei die n Zahnbereiche auf einer äußeren Umfangsfläche des Rotorkerns in einer Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass sie einen gegenseitigen Abstand von 360/n Grad haben, und Wicklungsbereiche, in denen Spulen gewickelt sind, zwischen den n Zahnbereichen gebildet sein können.
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Wenn eine Außenseitenfläche jedes der n Polschuhe sich von einer Endposition zu der anderen Endposition des Polschuhs mit einem ersten Drehwinkel in einer Richtung, in der sich der Rotor dreht, erstreckt, kann der erste Drehwinkel im Bereich von 18° bis 45° liegen.
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Ein Teil eines Querschnitts der Außenseitenfläche des Polschuhs kann in einer Bogenform eines zweiten imaginären Kreises (C2) mit einem zweiten Mittelpunkt (CP2) und einem zweiten Radius (r2) gebildet sein, wobei der zweite imaginäre Kreis den ersten imaginären Kreis intern an einem ersten Kreuzungspunkt berühren kann und der zweite Mittelpunkt (CP2) einen Abstand von einem Mittelpunkt (CP1) des ersten imaginären Kreises entsprechend einer Differenz zwischen dem ersten Radius und dem zweiten Radius haben kann.
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Der zweite Radius (r2) kann im Bereich von 60% des ersten Radius (r1) bis 80% des ersten Radius (r1) liegen.
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Der zweite Radius (r2) kann im Bereich von 50% des ersten Radius (r1) bis 70% des ersten Radius (r1) liegen.
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Zumindest ein Teil eines Querschnitts der Außenseitenfläche des Polschuhs kann in einer Bogenform eines dritten imaginären Kreises (C3) mit einem dritten Mittelpunkt (CP3) und einem dritten Radius (r3) gebildet sein, und der dritte imaginäre Kreis kann den zweiten imaginären Kreis an einem zweiten Kreuzungspunkt extern berühren.
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Der dritte Radius (r3) kann im Bereich von 110% des ersten Radius (r1) bis 125% des ersten Radius (r1) liegen.
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Zumindest ein Teil eines Querschnitts einer Außenseitenfläche des Polschuhs kann in einer Bogenform eines dritten imaginären Kreises (C3) mit einem dritten Mittelpunkt (CP3) und einem dritten Radius (r3) gebildet sein, und der dritte imaginäre Kreis kann den zweiten imaginären Kreis intern an einem zweiten Kreuzungspunkt berühren.
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Der dritte Radius (r3) kann in dem Bereich von 10% des ersten Radius (r1) bis 30% des ersten Radius (r1) liegen.
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Jeder von dem ersten Drehwinkel, einem zweiten Drehwinkel und einem dritten Drehwinkel kann ein Winkel sein, unter dem eine erste imaginäre Linie, die durch die eine Endposition des Polschuhs und den Mittelpunkt (CP1) hindurchgeht, in einer Drehrichtung des Rotors geneigt ist.
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Der zweite Mittelpunkt kann auf einer zweiten imaginären Linie positioniert sein, die einen Abstand entsprechend dem zweiten Drehwinkel von der ersten imaginären Linie in der Drehrichtung des Rotors aufweist und konfiguriert ist, sich von dem ersten Mittelpunkt aus weg zu erstrecken.
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Der dritte Mittelpunkt kann auf einer dritten imaginären Linie positioniert sein, die einen Abstand entsprechend dem dritten Drehwinkel von der ersten imaginären Linie in der Drehrichtung des Rotors aufweist und konfiguriert ist, sich von dem ersten Mittelpunkt aus zu erstrecken.
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Der zweite Drehwinkel kann im Bereich von 10% des ersten Drehwinkels (θ1) bis 20% des ersten Drehwinkels (θ1) liegen.
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Der zweite Drehwinkel kann im Bereich von 40% des ersten Drehwinkels (θ1) bis 50% des ersten Drehwinkels (θ1) liegen.
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Der dritte Drehwinkel kann im Bereich von 80% des ersten Drehwinkels (θ1) bis 90% des ersten Drehwinkels (θ1) liegen.
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Der dritte Drehwinkel kann im Bereich von 60% des ersten Drehwinkels (θ1) bis 70% des ersten Drehwinkels (θ1) liegen.
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Ein Querschnitt von der einen Endposition des Polschuhs zu dem ersten Kreuzungspunkt (m1) der Außenseitenfläche des Polschuhs kann in der Bogenform des ersten imaginären Kreises (C1) gebildet sein, ein Querschnitt von dem ersten Kreuzungspunkt (m1) zu dem zweiten Kreuzungspunkt (m2) kann in der Bogenform des zweiten imaginären Kreises (C2) gebildet sein, und ein Querschnitt von dem zweiten Kreuzungspunkt (m2) zu der anderen Endposition des Polschuhs kann in der Bogenform des dritten imaginären Kreises (C3) gebildet sein.
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Ein Querschnitt von der einen Endposition des Polschuhs zu einer äußersten Position des Polschuhs kann in der Bogenform des ersten imaginären Kreises (C1) gebildet sein, ein Querschnitt von der äußersten Position des Polschuhs zu dem zweiten Kreuzungspunkt (m2) kann in der Bogenform des zweiten imaginären Kreises (C2) gebildet sein, und ein Querschnitt von dem zweiten Kreuzungspunkt (m2) zu der anderen Endposition des Polschuhs kann in der Bogenform des dritten imaginären Kreises (C3) gebildet sein.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der vorbeschriebene Motor mit gewickeltem Rotor vorgesehen, enthaltend einen Rotor für einen Motor mit gewickeltem Rotor und einen Stator, der gebildet ist, eine Außenumfangsfläche des Rotors abzudecken, und angeordnet ist, einen Abstand von der Außenumfangsfläche des Rotors aufzuweisen.
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Figurenliste
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Die vorgenannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann besser ersichtlich durch detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen von dieser mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
- 1 ein Grundriss ist, der einen Motor mit gewickeltem Rotor illustriert, der einen Rotor für einen Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat;
- 2 ein Grundriss ist, der den Rotor für einen Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
- 3 eine vergrößerte Ansicht ist, die einen Teilbereich von 2 illustriert;
- 4 ein Grundriss ist, der ein modifiziertes Beispiel des Rotors für einen Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
- 5 eine vergrößerte Ansicht ist, die einen Teilbereich von 4 illustriert;
- 6 ein Diagramm ist, das die Größe einer gegenelektromotorischen Kraft auf der Grundlage eines Setzverhältnisses des Rotors für einen Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
- 7 ein Diagramm ist, das einen Wert einer nichtlinearen Gesamtverzerrung (THD) auf der Grundlage des Setzverhältnisses des Rotors für einen Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele, die von einem Fachmann leicht durchgeführt werden können, im Einzelnen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann in mehreren unterschiedlichen Formen implementiert werden und ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Teile, die für die Beschreibung nicht relevant sind, sind in den Zeichnungen weggelassen, um das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung klar zu beschreiben. Gleiche oder ähnliche Teile sind in dieser Beschreibung durchgehend durch die gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die Begriffe „aufweisen“, „aufweisend“, „enthalten“ und/oder „enthaltend“, wenn sie hier verwendet werden, die Anwesenheit von festgestellten Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen von diesen spezifizieren, aber nicht die Anwesenheit oder Hinzufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen von diesen ausschließen. Zusätzlich ist darauf hinzuweisen, dass, wenn eine Komponente wie eine Schicht, ein Film, ein Bereich oder eine Platte als „auf“ einer anderen Komponente bezeichnet wird, die Komponente direkt auf der anderen Komponente sein kann oder dazwischenliegende Komponenten darauf vorhanden sein können. Demgegenüber ist auch darauf hinzuweisen, dass, wenn eine Komponente wie eine Schicht, ein Film, ein Bereich oder eine Platte als „unter“ einer anderen Komponente bezeichnet wird, die Komponente direkt unter der anderen Komponente sein kann oder dazwischenliegende Komponenten darunter vorhanden sein können.
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1 ist ein Grundriss, der einen Motor mit gewickeltem Rotor, der einen Rotor für einen Motor mit gewickeltem Rotor hat, nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung illustriert.
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Gemäß 1 kann bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Motor mit gewickeltem Rotor, der einen Rotor 3 für einen Motor mit gewickeltem Rotor enthält, den Rotor 3 für einen Motor mit gewickeltem Rotor und einen Stator 5 enthalten.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann sich der Rotor 3 in dem Stator 5 befinden, und eine Innenseitenfläche des Stators 5 kann so angeordnet sein, dass sie einen Abstand von einer Außenumfangsfläche des Rotors 3 aufweist.
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Zusätzlich können mehrere Schlitze in einer Innenumfangsfläche des Stators 5 gebildet sein. Hier können Statorspulen in die mehreren Schlitze (nicht gezeigt) gewickelt sein, und wenn dem Stator 5 elektrische Energie zugeführt wird, kann ein Ankerstrom durch die in die Schlitze gewickelten Statorspulen fließen und der Stator 5 als ein Elektromagnet dienen, und somit kann ein N-Pol oder S-Pol gebildet werden.
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Gemäß 1 kann der Rotor 3 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in dem Stator 5 so angeordnet sein, dass er einen vorbestimmten Abstand zu diesem aufweist und einen Rotorkern 10, Zahnbereiche 20, Feldspulen (nicht gezeigt) und Polschuhe 30 enthält.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Rotorkern 10 eine zylindrische Form und einen mittleren Bereich mit einem Hohlraum 12, der mit einer Welle (nicht gezeigt) gekoppelt ist, so dass der Rotor drehbar ist, haben. Zusätzlich können bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Zahnbereiche 20 in einer Stangenform auf einer Außenumfangsfläche des Rotorkerns 10 so gebildet sein, dass sie in einer radialen Richtung nach außen vorstehen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können mehrere Zahnbereiche 20 gebildet sein. Hier können, wie in 1 illustriert ist, die mehreren Zahnbereiche 20 acht Zahnbereiche 20 wie die ersten bis achten Zahnbereiche 21 bis 28 enthalten, aber die mehreren Zahnbereiche 20 sind nicht hierauf beschränkt.
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Gemäß 1 können bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die ersten bis achten Zahnbereiche 21 bis 28 auf der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 10 so angeordnet sein, dass sie einen konstanten gegenseitigen Abstand aufweisen.
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Hier kann ein Ausgangswert des Rotors 3 durch einen Feldstrom, der erzeugt wird, wenn Energie zu Feldspulen (nicht gezeigt), die um die ersten bis achten Zahnbereiche 21 bis 28 gewickelt sind, geliefert wird, und einen durch die Statorspule erzeugten Ankerstrom eingestellt werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können acht Wicklungsbereiche S, in denen die Feldspulen um die Zahnbereiche 20 gewickelt sein können, zwischen den ersten bis achten Zahnbereichen 21 bis 28 gebildet sein. Hier können die Wicklungsbereiche S Räume sein, durch die die Zahnbereiche 20 im Abstand voneinander angeordnet sind, wenn die mehreren Zahnbereiche 20 in einer Umfangsrichtung auf der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 10 angeordnet sind.
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Das heißt, gemäß 1 können die acht Wicklungsbereiche S, in denen die Feldspulen gewickelt sein können, jeweils zwischen dem ersten Zahnbereich 21 und dem zweiten Zahnbereich 22, zwischen dem zweiten Zahnbereich 22 und dem dritten Zahnbereich 23, zwischen dem dritten Zahnbereich 23 und dem vierten Zahnbereich 24, zwischen dem vierten Zahnbereich 24 und dem fünften Zahnbereich 25, zwischen dem fünften Zahnbereich 25 und dem sechsten Zahnbereich 26, zwischen dem sechsten Zahnbereich 26 und dem siebenten Zahnbereich 27, zwischen dem siebenten Zahnbereich 27 und dem achten Zahnbereich 28 und zwischen dem achten Zahnbereich 28 und dem ersten Zahnbereich 21 gebildet sein.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die Polschuhe 30 an Endbereichen der Zahnbereiche 20 gebildet sein. Hier können bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mehrere Polschuhe 30 an den mehreren Zahnbereichen 20 gebildet sein.
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Zusätzlich können bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Polschuhe 30 eine gebogene Form haben, und beide Endbereiche der Polschuhe 30 können sich zu der Außenseite beider Seitenflächen der Zahnbereiche 20 hin erstrecken. Hier können die Polschuhe 30 integral mit den Zahnbereichen 20 gebildet sein, sind jedoch nicht hierauf beschränkt.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die Polschuhe 30 eine Struktur haben, die in der Lage ist, ein Ausgangsdrehmoment und eine Drehmomentwelligkeit zu beeinflussen, das heißt, das Drehmoment zu erhöhen, während die Drehmomentwelligkeit herabgesetzt wird, indem eine Sinuswellen-Stromverteilungscharakteristik verwendet wird.
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Gemäß den 2 und 3 können bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Polschuhe 30 Polschuh-Außenseitenflächen 39a und Polschuh-Innenseitenflächen 39b enthalten. Hier können bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Querschnitte von Polschuh-Außenseitenflächen 39a eine Bogenform haben und können so angeordnet sein, dass sie der Innenumfangsfläche des Stators 5 zugewandt sind und einen Abstand zu dieser aufweisen. Zusätzlich können Querschnitte der Polschuh-Innenseitenflächen 39b die Form einer geraden Linie haben und die Zahnbereiche 20 und die Polschuh-Außenseitenflächen 39a verbinden.
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Die mehreren Zahnbereiche 20 können die Polschuhe enthaltend die gleichen Polschuh-Außenseitenflächen 39a und die gleichen Polschuh-Innenseitenflächen 39b haben, sind aber nicht hierauf beschränkt, und Krümmungen der Polschuh-Außenseitenflächen können unterschiedlich sein gemäß Positionen der Polschuhe, um die Sinuswellen-Stromverteilungscharakteristik zu verbessern.
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Gemäß 1 kann bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Polschuh 30 einen ersten Luftspalt G1 durch eine äußerste Position P1 des Polschuhs und die Innenseitenfläche des Stators 5, die einen Abstand D voneinander aufweisen, bilden. Zusätzlich kann der Polschuh 30 einen zweiten Luftspalt G2 durch beide Polschuh-Endpositionen al und ar und die Innenseitenfläche des Stators 5, die einen Abstand Q voneinander aufweisen, bilden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der erste Luftspalt G1 kleiner als der zweite Luftspalt G2 sein. Das heißt, bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein Abstand von den Polschuh-Außenseitenflächen 39a zu der Innenseitenfläche des Stators 5 größer als der Abstand D und kleiner als der Abstand Q sein.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Abstand von den Polschuh-Außenseitenflächen 39a zu der Innenseitenfläche des Stators 5 gemäß einer Krümmung einer Polschuh-Außenseitenfläche unterschiedlich sein. Demgemäß kann eine Drehmomentwelligkeit verringert werden durch Einstellen des Luftspalts, der der Abstand von der Polschuh-Außenseitenfläche 39a zu der Innenseitenfläche des Stators 5 ist.
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Gemäß 1 können bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die mehreren Zahnbereiche 20 die ersten bis achten Zahnbereiche 21 bis 28 sein, aber sind nicht hierauf beschränkt. Jedoch werden bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung acht Zahnbereiche beschrieben, um nachfolgend eine Gestaltung einer Außenseitenfläche des Polschuhs zu beschreiben.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die acht Zahnbereiche 20 einen ersten Zahnbereich 21, einen zweiten Zahnbereich 22, einen dritten Zahnbereich 23, einen vierten Zahnbereich 24, einen fünften Zahnbereich 25, einen sechsten Zahnbereich 26, einen siebenten Zahnbereich 27 und einen achten Zahnbereich 28 enthalten. Hier können die acht Zahnbereiche 20, die die Zahnbereiche 21 bis 28 sind, so angeordnet sein, dass sie einen gegenseitigen Abstand von 45° haben, wobei 45° durch Teilen von 360° durch acht berechnet wird.
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Das heißt, bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können n Zahnbereiche 20 so angeordnet sein, dass sie einen gegenseitigen Abstand von 360/n Grad haben.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können Wicklungsbereiche in einem Raum zwischen einer linken Endposition al1 eines ersten Polschuhs und einer rechten Endposition ar8 eines achten Polschuhs und einem Raum zwischen einer rechten Endposition ar1 des ersten Polschuhs und einer linken Endposition al2 eines zweiten Polschuhs gebildet sein.
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Der Rotor 3 für einen Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine Drehmomentwelligkeit verringern, während eine Gesamtgröße des Motors nicht zunimmt und ein Drehmoment nicht abnimmt, indem die Polschuh-Außenseitenfläche 39a nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gestaltet wird.
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Gemäß den 2 und 3 kann bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine vertikale Linie y eine imaginäre Verlängerungslinie sein, die einen Mittelpunkt CP1 des Hohlraums 12 des Rotorkerns 10 und eine Mitte des Wicklungsbereichs S verbindet, und eine horizontale Linie x kann eine imaginäre Verlängerungslinie sein, die senkrecht zu der vertikalen Linie y gebildet und konfiguriert ist, durch den Mittelpunkt CP1 hindurchzugehen.
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Ein erster Drehwinkel θ1 kann ein Drehwinkel von der linken Endposition al1 des ersten Polschuhs zu der rechten Endposition ar1 des ersten Polschuhs sein. Das heißt, ein erster Drehwinkel θ1 kann ein Winkel zwischen den beiden Endpositionen des ersten Polschuhs sein und im Bereich von 18° bis 45° liegen.
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Demgemäß kann, wenn der erste Drehwinkel θ1 45° beträgt, die linke Endposition al1 des ersten Polschuhs mit der rechten Endposition ar8 des achten Polschuhs verbunden sein, und die rechte Endposition ar1 des ersten Polschuhs kann mit der linken Endposition al2 des zweiten Polschuhs verbunden sein. Das heißt, Endbereiche des ersten bis achten Polschuhs 31 bis 38 können verbunden sein.
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Zusätzlich kann, wenn der erste Drehwinkel θ1 gleich 18° ist, die linke Endposition al1 des ersten Polschuhs so angeordnet sein, dass sie einen Abstand von der rechten Endposition ar8 des achten Polschuhs aufweist, und die rechte Endposition ar1 des ersten Polschuhs kann so angeordnet sein, dass sie einen Abstand von der linken Endposition al2 des zweiten Polschuhs aufweist. Das heißt, die Endpositionen des ersten bis achten Polschuhs 31 bis 38 können so angeordnet sein, dass sie einen gegenseitigen Abstand aufweisen.
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Gemäß den 2 und 3 kann bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein erster imaginärer Kreis C1 ein imaginärer Kreis mit einem ersten Radius r1 sein, der ein Abstand von dem ersten Mittelpunkt CP1 zu der äußersten Position P1 des ersten Polschuhs ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein zweiter Drehwinkel θ2 ein Winkel sein, um den die vertikale Linie y in einer Richtung nach rechts gedreht wird. Hier kann der zweite Drehwinkel θ2 im Bereich von 10% des ersten Drehwinkels θ1 bis 20% des ersten Drehwinkels sein.
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Zusätzlich kann eine zweite imaginäre Linie L2 eine imaginäre Verlängerungslinie sein, die um den zweiten Drehwinkel θ2 von der vertikalen Linie y um den ersten Mittelpunkt CP1 des ersten imaginären Kreises C1 gedreht ist. Ein zweiter Mittelpunkt CP2 eines zweiten imaginären Kreises C2 befindet sich auf der zweiten imaginären Linie L2, und ein zweier Radius r2 kann im Bereich von 60% des ersten Radius r1 bis 80% des ersten Radius r1 liegen.
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Der zweite imaginäre Kreis C2 kann den ersten imaginären C1 an einem ersten Kreuzungs- oder Berührungspunkt m1 intern berühren. Der zweite Radius r2 des zweiten imaginären Kreises C2, der ein Abstand von dem ersten Berührungspunkt m1 zu dem zweiten Mittelpunkt CP2 ist, kann im Bereich von 60% des ersten Radius r1 bis 80% des ersten Radius r1 liegen.
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Zusätzlich kann ein Abstand von dem zweiten Mittelpunkt CP2 des zweiten imaginären Kreises C zu dem ersten Mittelpunkt CP1 des ersten imaginären Kreises C1 der gleiche sein, wie eine Differenz zwischen dem ersten Radius r1 des ersten imaginären Kreises und dem zweiten Radius r2 des zweiten imaginären Kreises. Der zweite Mittelpunkt CP2 des zweiten imaginären Kreises C2 kann auf der zweiten imaginären Linie L2 positioniert sein.
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Gemäß den 2 und 3 kann bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein dritter Drehwinkel θ3 ein Winkel sein, um den die vertikale Linie y in der Richtung nach rechts gedreht ist. Hier kann der dritte Drehwinkel θ3 im Bereich von 80% des ersten Drehwinkels θ1 bis 90% des ersten Drehwinkels θ1 liegen.
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Zusätzlich kann eine dritte imaginäre Linie L3 eine imaginäre Verlängerungslinie sein, die von der vertikalen Linie y um den dritten Drehwinkel θ3 um den ersten Mittelpunkt CP1 gedreht ist und sich erstreckt. Ein dritter Mittelpunkt CP3 eines dritten imaginären Kreises C3 kann auf der dritten imaginären Linie L3 positioniert sein, und ein dritter Radius r3 kann im Bereich von 110% des ersten Radius r1 bis 125% des ersten Radius r1 liegen.
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Der dritte imaginäre Kreis C3 kann den zweiten imaginären Kreis C2 an einem zweiten Berührungspunkt m2 extern berühren. Zusätzlich kann der dritte Radius r3 des dritten imaginären Kreises C3, der ein Abstand von der rechten Endposition ar1 des ersten Polschuhs zu dem dritten Mittelpunkt CP3 ist, im Bereich von 110% des ersten Radius r1 bis 125% des ersten Radius r1 liegen.
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Eine Querschnittsfläche von der linken Endposition al1 des ersten Polschuhs bis zu dem ersten Berührungspunkt m1 der Außenseitenfläche 39a des ersten Polschuhs des Rotors 3 für einen Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann entlang des ersten imaginären Kreises C1 gebildet sein, eine Querschnittsfläche von dem ersten Berührungspunkt m1 zu dem zweiten Berührungspunkt m2 hiervon kann entlang des zweiten imaginären Kreises C2 gebildet sein, und eine Querschnittsfläche von dem zweiten Berührungspunkt m2 zu der rechten Endposition ar1 des ersten Polschuhs kann entlang des dritten imaginären Kreises C3 gebildet sein.
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Zusätzlich kann bei einem ersten modifizierten Ausführungsbeispiel eines Rotors 3 für einen Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Querschnittsfläche von einer linken Endposition al1 des ersten Polschuhs zu einer äußersten Position P1 des ersten Polschuhs einer Außenseitenfläche 39a des ersten Polschuhs entlang eines ersten imaginären Kreises C1 gebildet sein, eine Querschnittsfläche von der äußeren Position P1 des ersten Polschuhs einem zweiten Berührungspunkt m2 kann entlang eines zweiten imaginären Kreises C2 gebildet sein, und eine Querschnittsfläche von dem zweiten Berührungspunkt m2 zu einer rechten Endposition ar2 des ersten Polschuhs kann entlang eines dritten imaginären Kreises C3 gebildet sein.
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Gemäß den 4 und 5 kann bei einem modifizierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Rotor 103 für einen Motor mit gewickeltem Rotor eine Drehmomentwelligkeit verringern, während eine Gesamtgröße des Motors nicht zunimmt und ein Drehmoment nicht abnimmt, indem eine Außenseitenfläche 139a des ersten Polschuhs gestaltet wird.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein vierter imaginärer Kreis C4 ein imaginärer Kreis mit einem vierten Radius r4 sein, der ein Abstand von einem vierten Mittelpunkt CP4 zu der äußersten Position P1 des ersten Polschuhs ist.
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Ein vierter Drehwinkel θ4 kann ein Drehwinkel von der linken Endposition al1 des ersten Polschuhs bis zu der rechten Endposition ar1 des ersten Polschuhs sein. Das heißt, der vierte Drehwinkel θ4 kann ein Winkel zwischen den beiden Endpositionen des ersten Polschuhs sein und kann im Bereich von 18° bis 45° liegen.
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Demgemäß ist, wenn der vierte Drehwinkel θ4 gleich 45° ist, die linke Endposition al1 des ersten Polschuhs mit der rechten Endposition ar8 des achten Polschuhs verbunden, und die rechte Endposition ar1 des ersten Polschuhs kann mit der Endposition al2 des zweiten Polschuhs verbunden sein. Das heißt, die Endbereiche der ersten bis achten Polschuhe 31 bis 38 können verbunden sein.
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Zusätzlich ist, wenn der vierte Drehwinkel θ4 gleich 18° ist, die linke Endposition al1 des ersten Polschuhs so angeordnet, dass sie einen Abstand zu der rechten Endposition ar8 des achten Polschuhs aufweist, und die rechte Endposition ar1 des ersten Polschuhs kann so angeordnet sein, dass sei einen Abstand zu der linken Endposition al2 des zweiten Polschuhs aufweist. Das heißt, die Endbereiche der ersten bis achten Polschuhe 31 bis 38 können so angeordnet sein, dass sie einen gegenseitigen Abstand aufweisen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein fünfter Drehwinkel θ5 ein Winkel sein, um den die vertikale Linie y in der Richtung nach rechts gedreht ist. Der fünfte Drehwinkel θ5 kann im Bereich von 40% des vierten Drehwinkels θ4 bis 50% des vierten Drehwinkels θ4 liegt.
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Zusätzlich kann eine vierte imaginäre Linie L4 eine imaginäre Verlängerungslinie sein, die um den vierten Mittelpunkt CP4 des vierten imaginären Kreises C4 um den fünften Drehwinkel θ5 gegenüber der vertikalen Linie y gedreht ist und sich erstreckt. Hier kann ein fünfter Mittelpunkt CP5 eines fünften imaginären Kreises C5 auf einer fünften imaginären Linie L5 positioniert sein, und ein fünfter Radius r5 kann im Bereich von 50% des vierten Radius r4 bis 70% des vierten Radius r4 liegen.
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Der fünfte imaginäre Kreis C5 kann den vierten imaginären Kreis C4 an einem dritten Berührungspunkt m3 intern berühren. Hier beträgt der fünfte Radius r5 des fünften imaginären Kreises C5, der ein Abstand von dem dritten Berührungspunkt m3 zu dem fünften Mittelpunkt CP5 ist, 50% des vierten Radius r4 bis 70% des vierten Radius r4.
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Zusätzlich kann ein Abstand von dem fünften Mittelpunkt CP5 des fünften imaginären Kreises C5 zu dem vierten Mittelpunkt CP4 des vierten imaginären Kreises C4 der gleiche wie eine Differenz zwischen dem vierten Radius r4 des vierten imaginären Kreises und dem fünften Radius r5 des fünften imaginären Kreises sein. Hier kann der fünfte Mittelpunkt CP5 des fünften imaginären Kreises C5 auf der fünften imaginären Linie L5 positioniert sein.
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Gemäß den 2 und 3 kann bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein sechster Drehwinkel θ6 ein Winkel sein, bei dem die vertikale Linie y in der Richtung nach rechts gedreht wird. Hier kann der sechste Drehwinkel θ5 im Bereich von 60% des vierten Drehwinkels θ4 bis 70% des vierten Drehwinkels θ4 liegen.
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Zusätzlich kann eine sechste imaginäre Linie L6 eine imaginäre Verlängerungslinie sein, die um den sechsten Drehwinkel θ6 um den vierten Mittelpunkt CP4 des vierten imaginären Kreises C4 gegenüber der vertikalen Linie y gedreht ist und sich erstreckt. Ein sechster Mittelpunkt CP6 des sechsten imaginären Kreises C6 ist auf der sechsten imaginären Linie L6 positioniert, und der sechste Radius r6 kann im Bereich von 10% des vierten Radius r4 bis 30% des vierten Radius r4 liegen.
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Der sechste imaginäre Kreis C6 kann den fünften imaginären Kreis C5 an einem vierten Berührungspunkt m4 intern berühren. Zusätzlich kann ein sechster Radius r6 des sechsten imaginären Kreises C6, der ein Abstand von der rechten Endposition ar1 des ersten Polschuhs zu dem sechsten Mittelpunkt CP6 ist, im Bereich von 10% des vierten Radius r4 bis 30% des vierten Radius r4 liegen.
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Eine Querschnittsfläche von einer linken Endposition al1 des ersten Polschuhs zu dem dritten Berührungspunkt m3 der Außenseitenfläche 139a des ersten Polschuhs des Rotors 103 für einen Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann entlang des vierten imaginären Kreises C4 gebildet sein, eine Querschnittsfläche von dem dritten Berührungspunkt m3 zu dem vierten Berührungspunkt m4 hiervon kann entlang des fünften imaginären Kreises C5 gebildet sein, und eine Querschnittsfläche von dem vierten Berührungspunkt m4 zu der rechten Endposition ar1 des ersten Polschuhs hiervon kann entlang des sechsten imaginären Kreises C6 gebildet sein.
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Eine Querschnittsfläche von der linken Endposition al1 des ersten Polschuhs zu einer äußersten Position p1 des ersten Polschuhs der Außenseitenfläche 139a des ersten Polschuhs des Rotors 103 für einen Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann entlang des vierten imaginären Kreises C4 gebildet sein, eine Querschnittsfläche von der äußersten Position P1 des ersten Polschuhs zu dem vierten Berührungspunkt m4 hiervon kann entlang des fünften imaginären Kreises C5 gebildet sein, und eine Querschnittsfläche von dem vierten Berührungspunkt m4 zu einer rechten Endposition ar1 des ersten Polschuhs hiervon kann entlang des sechsten imaginären Kreises C6 gebildet sein.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann, da ein Spalt zwischen einem Endbereich der Außenseitenfläche 39a des Polschuhs der Polschuhe 30 und der Innenseitenfläche des Stators 5 nicht so gebildet ist, dass er übermäßig breit ist, eine Drehmomentwelligkeit abnehmen, während eine Zunahme der Größe des Motors 1 mit gewickeltem Rotor verhindert wird.
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6 ist ein Diagramm, das eine Größe einer gegenelektromotorischen Kraft auf der Grundlage eines Setzverhältnisses des Rotors für einen Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 7 ist ein Diagramm, das einen Wert einer nichtlinearen Gesamtverzerrung (THD) auf der Grundlage des Setzverhältnisses des Rotors für einen Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Analyse, wie harmonische Wellen in eine reine Sinuswelle gemischt sind, als eine THD-Analyse bezeichnet. Wenn eine harmonische Welle in eine reine Sinuswelle gemischt ist, kann eine Wellenform verzerrt sein. Wenn die reine Sinuswelle als eine Fundamentalfrequenz angenommen wird, kann ein Verzerrungsgrad einer Wellenform durch eine Größe gesehen werden, die durch Teilen einer Summe von harmonischen Wellen durch die Fundamentalfrequenz berechnet ist. Das heißt, wenn ein Wert der THD abnimmt, ist eine Wellenform nahe der Sinuswelle, und somit wird ein Ausgangswert eines Motors verbessert.
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Gemäß den 6 und 7 ist bei einem Beispiel der vorliegenden Erfindung in dem Fall, in welchem der dritte imaginäre Kreis C3 den ersten imaginären Kreis C1 extern berührt, ersichtlich, dass eine THD des Rotors 3 für einen Motor mit gewickeltem Rotor 2% beträgt, der die kleinste THD ist, während eine gegenelektromotorische Kraft hiervon ähnlich der eines Vergleichsbeispiels aufrechterhalten wird.
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Bei einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ist in dem Fall, in welchem der sechste imaginäre Kreis C6 den vierten imaginären Kreis C4 intern berührt, ersichtlich, dass eine THD des Rotors 103 für einen Motor mit gewickeltem Rotor in dem Bereich von 4 bis 12% ist, was niedriger als die des Vergleichsbeispiels ist, während eine gegenelektromotorische Kraft ähnlich der des Vergleichsbeispiels aufrechterhalten wird.
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Da demgemäß ein THD-Wert des Rotors 3 oder 103 für einen Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung niedrig ist, während eine gegenelektromotorische Kraft konstant gehalten wird, kann ein Ausgangswert eines Motors im Vergleich zu dem des Vergleichsbeispiels verbessert werden.
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Wie vorstehend beschrieben ist, können ein Rotor für einen Motor mit gewickeltem Rotor und ein diesen enthaltender Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Größe einer gegenelektromotorischen Kraft auf einem vorbestimmten Pegel oder größer aufrechterhalten und eine THD verringern, indem eine externe Form eines Polschuhs nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gestaltet wird.
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Ein Rotor für einen Motor mit gewickeltem Rotor und ein diesen enthaltender Motor mit gewickeltem Rotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können eine Zunahme der Gesamtgröße eines Motors mit gewickeltem Rotor verhindern, während eine Drehmomentwelligkeit verringert und ein Drehmoment erhöht werden, indem eine externe Form eines Polschuhs nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gestaltet wird.
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Während vorstehen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist der Geist der vorliegenden Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und der Fachmann kann leicht unterschiedliche Ausführungsbeispiele durch Hinzufügen, Modifizieren, Entfernen und Ergänzen von Komponenten und dergleichen innerhalb desselben geistigen Bereichs vorschlagen, und diese fallen auch in den Bereich des Geists der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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| 1: |
MOTOR |
3, 103: |
ROTOR |
| 5: |
STATOR |
10: |
ROTORKERN |
| 12: |
HOHLRAUM |
20: |
ZAHNBEREICHE |
| 21 bis 28: |
ERSTE BIS ACHTE ZAHNBEREICHE |
| 30: |
POLSCHUHE |
| 31 bis 38: |
ERSTE BIS ACHTE POLSCHUHE |
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| 39a, 139a: |
POLSSCHUH-AUSSENSEITENFLÄCHE |
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| 39b, 139b: |
POLSCHUH-INNENSEITENFLÄCHE |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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