DE102020111035A1

DE102020111035A1 - Rotor topology with embedded permanent magnets and diverging magnetization vectors, electrical machine and motor vehicle

Info

Publication number: DE102020111035A1
Application number: DE102020111035.9A
Authority: DE
Inventors: Norman Borchardt; Guenter Georg Schlangen
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2021-10-28

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine, eine elektrische Maschine mit einem derartigen Rotor und ein damit ausgestattetes Kraftfahrzeug. Dabei sind in einem Polbereich des Rotors zwei Permanentmagnete in einer V-Formation angeordnet. Zumindest einer der Permanentmagnete weist entlang seiner Längserstreckung zum Erhöhen einer magnetischen Durchflutung in einem an den Rotor anschließenden Luftspalt eine variierte Magnetisierung auf. Dazu sind Orientierungen lokaler Magnetisierungsvektoren und/oder deren Beträge für den jeweiligen Permanentmagneten asymmetrisch bezogen auf eine senkrecht zu einer zentralen Drehachse des Rotors und zu dessen Längserstreckungsrichtung verlaufenden Mittelquerachse des jeweiligen Permanentmagneten ausgebildet.The invention relates to a rotor for an electrical machine, an electrical machine with such a rotor and a motor vehicle equipped therewith. Two permanent magnets are arranged in a V-formation in one pole area of the rotor. At least one of the permanent magnets has a varied magnetization along its longitudinal extent in order to increase a magnetic flow in an air gap adjoining the rotor. For this purpose, orientations of local magnetization vectors and / or their amounts for the respective permanent magnet are designed asymmetrically with respect to a central transverse axis of the respective permanent magnet running perpendicular to a central axis of rotation of the rotor and to its direction of longitudinal extent.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine, eine elektrische Maschine mit einem solchen Rotor und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine.The present invention relates to a rotor for an electrical machine, an electrical machine with such a rotor and a motor vehicle with such an electrical machine.

Elektrische Maschinen werden heutzutage in vielfältigen Bereichen und Anwendungen eingesetzt. Insbesondere im Fahrzeugbereich wird derzeit und in Zukunft ein verstärkter Einsatz angestrebt. Obwohl zuverlässig funktionsfähige elektrische Maschinen seit langem bekannt sind, sind daher weitere Verbesserungen stets wünschenswert. Vor diesem Hintergrund ist in der DE 10 2014 105 171 A1 ein Rotor mit einem Permanentmagneten für eine elektrische Maschine beschrieben. Mit diesem Rotor soll auf einfache Weise in einem Luftspalt eine hohe magnetische Flussdichte erzeugbar sein. Dazu wird ein Magnetpulver in ein Presshohl eingefüllt. Durch Erzeugen eines Orientierungsmagnetfeldes in dem Presshohl wird eine magnetische Orientierung der Teilchen des Magnetpulvers ausgerichtet. Das Orientierungsmagnetfeld weist dabei in einer Schnittebene eine magnetische Winkelstreuung auf, deren Absolut-Betrag größer als 20° ist. Das Magnetpulver wird dann zu einem pulvergepressten einteiligen Permanentmagneten gesintert.Electrical machines are used nowadays in a wide variety of areas and applications. Increased use is currently and will be sought in the vehicle sector in particular. Although reliably functioning electrical machines have long been known, further improvements are therefore always desirable. With this in mind, the DE 10 2014 105 171 A1 a rotor with a permanent magnet for an electrical machine described. With this rotor, a high magnetic flux density should be able to be generated in a simple manner in an air gap. For this purpose, a magnetic powder is poured into a press cavity. By generating an orientation magnetic field in the press cavity, a magnetic orientation of the particles of the magnetic powder is aligned. The orientation magnetic field has a magnetic angular scattering in a sectional plane, the absolute value of which is greater than 20 °. The magnet powder is then sintered into a powder-pressed one-piece permanent magnet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen weiter verbesserten Betrieb einer elektrischen Maschine zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in den Figuren angegeben.The object of the present invention is to enable a further improved operation of an electrical machine. According to the invention, this object is achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous configurations and developments of the present invention are specified in the dependent claims, in the description and in the figures.

Der erfindungsgemäße Rotor für eine elektrische Maschine, insbesondere für die weiter unten beschriebene erfindungsgemäße elektrische Maschine, weist mehrere Polbereiche auf. Ein Polbereich in diesem Sinne ist ein Abschnitt oder Sektor des Rotors, der einen, insbesondere genau einen, Rotorpol bildet oder umfasst. Ein Polbereich in diesem Sinne kann beispielsweise ein Schenkel des Rotors oder ein Teil oder ein - insbesondere im Querschnitt kreissektorförmiger - Sektor eines in Umfangsrichtung kontinuierlich ausgebildeten Rotors sein. Ein Polbereich kann beispielsweise einen Permanentmagneten oder eine Gruppe von Permanentmagneten sowie eine entsprechende Aufnahme oder Halterung für diesen oder diese umfassen. Ebenso kann ein Polbereich beispielsweise wenigstens einen Elektromagneten und/oder wenigstens eine Kavität und/oder wenigstens eine Aussparung des Rotors umfassen.The rotor according to the invention for an electrical machine, in particular for the electrical machine according to the invention described below, has several pole regions. A pole area in this sense is a section or sector of the rotor which forms or includes one, in particular precisely one, rotor pole. A pole region in this sense can be, for example, a leg of the rotor or a part or a sector of a rotor which is continuously formed in the circumferential direction, in particular a sector-shaped cross section. A pole area can comprise, for example, a permanent magnet or a group of permanent magnets and a corresponding receptacle or holder for this or these. Likewise, a pole area can for example comprise at least one electromagnet and / or at least one cavity and / or at least one recess of the rotor.

Vorliegend sind in wenigstens einem der Polbereiche des Rotors zwei Permanentmagnete angeordnet. Längserstreckungsrichtungen dieser beiden Permanentmagnete in einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer zentralen Rotations- oder Drehachse des Rotors beziehungsweise der entsprechenden elektrischen Maschine stehenden Querschnittsebene sind zu einer in radialer Richtung des Rotors zwischen den beiden Permanentmagneten und durch die zentrale Drehachse des Rotors verlaufenden Linie geneigt, sodass die Längserstreckungsrichtungen eine V-Formation bilden. Die zentrale Drehachse ist dabei diejenige Achse, um die der Rotor im bestimmungsgemäßen Betrieb rotiert. Die Permanentmagnete sind mit anderen Worten also auf den Schenkeln dieser V-Formation angeordnet. Die Permanentmagnete können sich dabei an ihren einander zugewandten, also der radial verlaufenden Linie nächstliegenden Bereichen berühren. Ebenso können die Permanentmagnete jedoch entlang der Schenkel der V-Formation von deren Scheitelpunkt, in dem sich die Längserstreckungsrichtungen schneiden, beabstandet sein, sodass sich die Permanentmagnete nicht direkt berühren. Die V-Formation kann symmetrisch sein, falls die Permanentmagnete spiegelsymmetrisch zu der radial verlaufenden Linie angeordnet oder ausgerichtet sind. Ebenso können die Permanentmagnete jedoch in unterschiedlichen Winkel bezüglich der radial verlaufenden Linie gekippt sein, sodass die V-Formation dann bezüglich dieser Linie asymmetrisch oder schief sein kann.In the present case, two permanent magnets are arranged in at least one of the pole areas of the rotor. Longitudinal directions of these two permanent magnets in a cross-sectional plane at least substantially perpendicular to a central axis of rotation or rotation of the rotor or the corresponding electrical machine are inclined to a line running in the radial direction of the rotor between the two permanent magnets and through the central axis of rotation of the rotor, so that the longitudinal directions form a V-formation. The central axis of rotation is the axis around which the rotor rotates in normal operation. In other words, the permanent magnets are arranged on the legs of this V-formation. The permanent magnets can touch one another at their areas facing one another, that is to say areas closest to the radially extending line. Likewise, however, the permanent magnets can be spaced along the legs of the V formation from its apex, at which the longitudinal directions intersect, so that the permanent magnets do not touch one another directly. The V-formation can be symmetrical if the permanent magnets are arranged or aligned mirror-symmetrically to the radial line. Likewise, however, the permanent magnets can be tilted at different angles with respect to the radially extending line, so that the V-formation can then be asymmetrical or oblique with respect to this line.

Die Permanentmagnete können insbesondere eine zumindest im Wesentlichen quaderförmige Gestalt oder Form aufweisen. Insbesondere können die Permanentmagnete in der Querschnittsebene einen zumindest im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die Längserstreckungsrichtung kann dann einer, insbesondere durch einen Mittelpunkt des jeweiligen Permanentmagneten in der Querschnittsebene verlaufenden, Mittel- oder Symmetrieachse entsprechen. Bevorzugt können die Längserstreckungsrichtungen der Permanentmagnete deren Haupterstreckungsrichtungen in der Querschnittsebene sein, also entlang einer Richtung verlaufen, in der die Permanentmagnete in der Querschnittsebene ihre größte Ausdehnung aufweisen. Dies muss je nach Auslegung aber nicht zwangsläufig der Fall sein. Die Permanentmagnete können gleich oder zueinander spiegelsymmetrisch geformt sein. Ebenso können die Permanentmagnete jedoch unterschiedlich geformt und/oder unterschiedlich groß sein. Bei einer solchen unterschiedlichen Ausgestaltung der Permanentmagnete - und/oder sofern die Permanentmagnete in unterschiedlichen Winkeln bezüglich der radial verlaufenden Linie gekippt sind - wäre also eine geometrische Asymmetrie in dem Polbereich gegeben.The permanent magnets can in particular have an at least substantially cuboid shape or form. In particular, the permanent magnets can have an at least substantially rectangular cross section in the cross-sectional plane. The direction of longitudinal extent can then correspond to a central axis or axis of symmetry running in particular through a center point of the respective permanent magnet in the cross-sectional plane. The directions of longitudinal extension of the permanent magnets can preferably be their main directions of extension in the cross-sectional plane, that is to say run along a direction in which the permanent magnets have their greatest extension in the cross-sectional plane. However, depending on the design, this does not necessarily have to be the case. The permanent magnets can be shaped identically or mirror-symmetrically to one another. Likewise, however, the permanent magnets can be shaped differently and / or of different sizes. With such a different configuration of the permanent magnets - and / or if the permanent magnets are tilted at different angles with respect to the radially extending line - there would therefore be a geometric asymmetry in the pole area.

Grundsätzlich können die Permanentmagnete ebenso anders geformt sein. Beispielsweise könnten die Permanentmagnete eine gebogene Form aufweisen und/oder beispielsweise in einem Bereich breiter als in einem anderen Bereich sein, also letztlich eine Freiform (englisch: freeform shape), also eine unregelmäßige irreguläre Gestalt oder einen unregelmäßigen oder irregulären Querschnitt aufweisen, in diesen Fällen können die Längserstreckungsrichtungen gerade durch die Permanentmagnete verlaufen oder deren Gestalt oder Verlauf folgen. In letzterem Fall können dementsprechend die Schenkel der V-Formation entsprechend gebogen oder gewellt sein, sodass im vorliegenden Sinne der Begriff der V-Formation entsprechend breit zu verstehen ist.In principle, the permanent magnets can also be shaped differently. For example, the permanent magnets could have a curved shape and / or, for example, in one area wider than in another area, i.e. ultimately a freeform shape, i.e. have an irregular irregular shape or an irregular or irregular cross-section, in these cases the longitudinal directions can run straight through the permanent magnets or follow their shape or course. In the latter case, the legs of the V-formation can accordingly be bent or corrugated, so that the term V-formation is to be understood broadly in the present sense.

Weiter ist es bei dem erfindungsgemäßen Rotor vorgesehen, dass eine Magnetisierung für wenigstens einen, bevorzugt für alle, der Permanentmagnete entlang dessen Längserstreckung, also entlang dessen Längserstreckungsrichtung über den Bereich des jeweiligen Permanentmagneten hinweg, zum Erhöhen einer magnetischen Durchflutung in einem an den Rotor anschließenden Luftspalt variiert ist. Der Luftspalt ist im Sinne der vorliegenden Erfindung diejenige an den Rotor beziehungsweise eine Oberfläche oder Außenseite des Rotors anschließende Luftschicht, die in bestimmungsgemäßer Einbaulage des Rotors in der elektrischen Maschine zwischen dem Rotor und einem Stator der elektrischen Maschine liegt. Sofern der Rotor als Einzelteil betrachtet wird, also nicht mit einem Stator kombiniert ist, ist der Luftspalt als die an den Rotor beziehungsweise dessen Oberfläche an einer bestimmungsgemäß dem Stator zuzuwendenden Seite des Rotors anschließende Luftschicht zu verstehen.It is also provided in the rotor according to the invention that magnetization for at least one, preferably for all, of the permanent magnets along its longitudinal extension, i.e. along its longitudinal extension direction over the area of the respective permanent magnet, to increase a magnetic flow in an air gap adjoining the rotor is varied. In the context of the present invention, the air gap is the air layer adjoining the rotor or a surface or outside of the rotor, which is between the rotor and a stator of the electrical machine in the intended installation position of the rotor in the electrical machine. If the rotor is viewed as an individual part, i.e. not combined with a stator, the air gap is to be understood as the air layer adjoining the rotor or its surface on a side of the rotor intended to be turned towards the stator.

Eine dem Luftspalt zugewandte Oberfläche oder Kontur des Rotors kann hier gleichmäßig geformt sein, sodass der Luftspalt bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Rotors in einer elektrischen Maschine homogen ist, also entlang des Umfangs des Rotors an jeder Stelle die gleiche radiale Dicke hat. Ebenso kann der Rotor beziehungsweise dessen dem Luftspalt zugewandte Oberfläche oder Kontur ungleichmäßig geformt sein. Der Rotor kann also an verschiedenen Stellen unterschiedliche radiale Ausdehnungen aufweisen. In diesem Fall kann der Luftspalt dann bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Rotors in einer elektrischen Maschine inhomogen sein, also entlang des Umfangs des Rotors an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche radiale Dicken aufweisen. Dabei kann der Rotor bevorzugt über den jeweiligen Polbereich hinweg asymmetrisch bezüglich der - insbesondere durch die Mitte des Polbereichs - radial verlaufenden Linie geformt sein. Auch eine derartige Ausgestaltung des Rotors kann also die geometrische Asymmetrie erzeugen oder zu dieser beitragen.A surface or contour of the rotor facing the air gap can be uniformly shaped here, so that the air gap is homogeneous when the rotor is arranged as intended in an electrical machine, i.e. has the same radial thickness at every point along the circumference of the rotor. Likewise, the rotor or its surface or contour facing the air gap can be shaped irregularly. The rotor can therefore have different radial dimensions at different points. In this case, when the rotor is arranged as intended in an electrical machine, the air gap can be inhomogeneous, that is to say can have different radial thicknesses at different points along the circumference of the rotor. In this case, the rotor can preferably be shaped asymmetrically over the respective pole area with respect to the line running radially, in particular through the center of the pole area. Such a configuration of the rotor can also produce the geometric asymmetry or contribute to it.

Die erhöhte magnetische Durchflutung oder magnetische Spannung ist hier absolut und/oder relativ zur Magnetgröße und/oder zur Magnetfeld- oder Magnetisierungsstärke des Permanentmagneten im Vergleich zur Verwendung von homogen magnetisierten Permanentmagneten gleicher Größe und/oder gleicher Magnetfeld- oder Magnetisierungsstärke zu verstehen.The increased magnetic flow or magnetic voltage is to be understood here as absolute and / or relative to the magnet size and / or the magnetic field or magnetization strength of the permanent magnet compared to the use of homogeneously magnetized permanent magnets of the same size and / or the same magnetic field or magnetization strength.

Die Magnetisierungen der Permanentmagnete sind erfindungsgemäß derart variiert, dass die Orientierungen lokaler Magnetisierungsvektoren und/oder deren Betrag für den jeweiligen Permanentmagneten asymmetrisch sind beziehungsweise ist bezogen auf eine jeweilige zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachse und zu der jeweiligen Längserstreckungsrichtung stehende und in der Querschnittsebene verlaufende Mittelquerachse des jeweiligen Permanentmagneten. Sofern die Permanentmagnete in der Querschnittsebene einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, kann die Mittelquerachse insbesondere die zu der Längserstreckungsrichtung senkrecht stehende und ebenfalls durch den Mittelpunkt oder Schwerpunkt des jeweiligen Permanentmagneten in der Querschnittsebene verlaufende Symmetrieachse sein. Sowohl die Längserstreckungsrichtung als auch die Mittelquerachse können dann also senkrecht auf jeweiligen Außenflächen oder Außenkanten des jeweiligen Permanentmagneten stehen.The magnetizations of the permanent magnets are varied according to the invention in such a way that the orientations of local magnetization vectors and / or their magnitude are asymmetrical for the respective permanent magnet or is based on a respective central transverse axis which is at least substantially perpendicular to the axis of rotation and to the respective direction of longitudinal extent and runs in the cross-sectional plane of the respective permanent magnet. If the permanent magnets have a rectangular cross-section in the cross-sectional plane, the central transverse axis can in particular be the axis of symmetry that is perpendicular to the direction of longitudinal extent and also runs through the center or center of gravity of the respective permanent magnet in the cross-sectional plane. Both the direction of longitudinal extent and the central transverse axis can then be perpendicular to respective outer surfaces or outer edges of the respective permanent magnet.

Ein lokaler Magnetisierungsvektor für einen bestimmten Punkt oder Bereich des jeweiligen Permanentmagneten ist hier charakterisiert durch seine Orientierung und seinen Betrag. Die Orientierung gibt dabei die Richtung oder Ausrichtung des jeweiligen lokalen Magnetisierungsvektors, also eines durch einen jeweiligen Teilbereich oder an einem jeweiligen Punkt des Permanentmagneten erzeugten Magnetfelds an. Der Betrag des jeweiligen lokalen Magnetisierungsvektors gibt eine jeweilige lokale Magnetisierungsstärke, also die Stärke oder Größe des von dem jeweiligen Teilbereich oder an dem jeweiligen Punkt des Permanentmagneten erzeugten Magnetfelds an. Die lokalen Magnetisierungsvektoren beschreiben also Beiträge jeweiliger Teilbereich oder Abschnitte des Permanentmagneten zu dessen Gesamtmagnetfeld. Beispielsweise können die lokalen Magnetisierungsvektoren, also deren Orientierungen und/oder Beträge, in entlang der jeweiligen Längserstreckungsrichtung betrachtet einander gegenüberliegenden Endbereichen des jeweiligen Permanentmagneten unterschiedlich voneinander und/oder unterschiedlich zu einem weiteren lokalen Magnetisierungsvektor in einem oder mehreren dazwischenliegenden Teilbereichen des jeweiligen Permanentmagneten sein. In einem einfachen Fall kann der jeweilige Permanentmagnet durch die Mittelquerachse in zwei Teilbereiche unterteilt werden. Bevorzugt können entlang der Längserstreckung des jeweiligen Permanentmagneten aber eine Vielzahl von entsprechenden Teilbereichen angeordnet sein. Insbesondere können die Orientierungen der lokalen Magnetisierungsvektoren und/oder deren Beträge entlang der Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Permanentmagneten kontinuierlich oder nahezu kontinuierlich variieren. Die Orientierungen der Magnetisierungsvektoren und/oder deren Beträge können also entlang der Längserstreckung des jeweiligen Permanentmagneten an jedem Punkt oder in jedem Teilbereich unterschiedlich sein. Ebenso kann es jedoch einen oder mehrere Teilbereiche geben, in dem oder in denen die Orientierungen der lokalen Magnetisierungsvektoren und/oder deren Beträge gleich beziehungsweise konstant sind.A local magnetization vector for a specific point or area of the respective permanent magnet is characterized here by its orientation and its magnitude. The orientation indicates the direction or alignment of the respective local magnetization vector, that is to say of a magnetic field generated by a respective partial area or at a respective point of the permanent magnet. The magnitude of the respective local magnetization vector indicates a respective local magnetization strength, that is to say the strength or size of the magnetic field generated by the respective partial area or at the respective point of the permanent magnet. The local magnetization vectors thus describe the contributions of the respective partial area or sections of the permanent magnet to its overall magnetic field. For example, the local magnetization vectors, i.e. their orientations and / or amounts, in opposite end regions of the respective permanent magnet viewed along the respective longitudinal extension direction can be different from one another and / or different from a further local magnetization vector in one or more intermediate subregions of the respective permanent magnet. In a simple case, the respective permanent magnet can be divided into two sub-areas by the central transverse axis. Preferably, however, a multiplicity of corresponding subregions can be arranged along the longitudinal extent of the respective permanent magnet. In particular, the orientations of the local magnetization vectors and / or their amounts can be along continuously or almost continuously vary the direction of longitudinal extension of the respective permanent magnet. The orientations of the magnetization vectors and / or their amounts can therefore be different along the longitudinal extent of the respective permanent magnet at each point or in each sub-area. However, there can also be one or more subregions in which or in which the orientations of the local magnetization vectors and / or their amounts are equal or constant.

Die hier vorgesehene ungleichmäßige Magnetisierung der Permanentmagnete kann beispielsweise durch entsprechend asymmetrisches Aufmagnetisieren der Permanentmagnete durch eine entsprechende Magnetisierungsvorrichtung erreicht werden, die ein entsprechend - hinsichtlich seiner Richtung und/oder seiner Stärke - asymmetrisches Magnetfeld erzeugt und dem Permanentmagneten aufprägt. Zusätzlich oder alternativ können beispielsweise ein oder mehrere Teilbereiche des jeweiligen Permanentmagneten separat durch eine externe Aufmagnetisierungsvorrichtung magnetisiert werden, dann beispielsweise mit entsprechend unterschiedlichen Magnetfeldern. Ebenso können die Permanentmagnete beispielsweise aus Teilmagneten aufgebaut oder zusammengesetzt sein, wobei diese dann unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen Magnetisierungen relativ zueinander ausgerichtet oder angeordnet sein können, um die beabsichtigte asymmetrische Magnetisierung des resultierenden Gesamtmagneten zu erreichen.The non-uniform magnetization of the permanent magnets provided here can be achieved, for example, by correspondingly asymmetrical magnetization of the permanent magnets by a corresponding magnetization device that generates a magnetic field that is asymmetrical in terms of its direction and / or its strength and impresses it on the permanent magnet. Additionally or alternatively, for example, one or more partial areas of the respective permanent magnet can be magnetized separately by an external magnetization device, then for example with correspondingly different magnetic fields. Likewise, the permanent magnets can for example be built up or composed of partial magnets, whereby these can then be oriented or arranged relative to one another, taking into account their respective magnetizations, in order to achieve the intended asymmetrical magnetization of the resulting overall magnet.

Die konkrete Ausgestaltung der Asymmetrie kann im Einzelfall von unterschiedlichen Faktoren abhängen, wie beispielsweise einem bestimmungsgemäß vorgesehenen Betriebsmodus und/oder Arbeitspunkt der entsprechenden elektrischen Maschine, einer Form des Rotors, einer Form, Größe und/oder Anordnung der Permanentmagnete relativ zueinander und/oder innerhalb des Rotors und/oder dergleichen mehr. So können die Permanentmagnete beziehungsweise deren Längserstreckungsrichtungen in der Querschnittsebene unterschiedliche Winkel einschließen. Mit anderen Worten kann die V-Formation also unterschiedliche Öffnungswinkel, beispielsweise zwischen 0° und 180°, aufweisen. Beispielsweise können die Permanentmagnete beziehungsweise deren Längserstreckungsrichtungen einen relativ flachen oder großen Winkel einschließen, sodass der Scheitelpunkt der V-Formation auf einer dem Permanentmagneten zugewandten Seite der zentralen Drehachse, also von dieser beabstandet, liegt.The specific design of the asymmetry can depend on different factors in individual cases, such as an intended operating mode and / or operating point of the corresponding electrical machine, a shape of the rotor, a shape, size and / or arrangement of the permanent magnets relative to one another and / or within the Rotor and / or the like more. The permanent magnets or their longitudinal extension directions can thus enclose different angles in the cross-sectional plane. In other words, the V formation can have different opening angles, for example between 0 ° and 180 °. For example, the permanent magnets or their longitudinal extension directions can enclose a relatively flat or large angle so that the apex of the V formation lies on a side of the central axis of rotation facing the permanent magnet, that is, at a distance from it.

In einem Spezialfall können die Längserstreckungsrichtungen der Permanentmagnete in Radialrichtung des Rotors verlaufen, also die zentrale Drehachse oder deren Mittelpunkt schneiden. Insbesondere kann dann der Scheitelpunkt der V-Formation in der zentralen Drehachse des Rotors beziehungsweise in deren Mittelpunkt liegen. In diesem Fall ergibt sich also eine Speichenanordnung der Permanentmagnete innerhalb des Rotors. Ebenso können die Permanentmagnete beziehungsweise deren Mittelpunkte in Umfangsrichtung des Rotors unterschiedlich weit voneinander beabstandet sein. Weiter können die Permanentmagnete unterschiedlich weit von dem Luftspalt beziehungsweise einer Oberfläche oder Außenseite des Rotors entfernt angeordnet sein. Dabei ist es vorliegend bevorzugt, dass die Permanentmagnete in dem Rotor versenkt angeordnet beziehungsweise in den Rotor integriert sind, also in radialer Richtung von der Außenseite oder Oberfläche des Rotors beabstandet sind. Zudem kann der Rotor als Innenläufer oder als Außenläufer ausgebildet sein, was ein weiterer Einflussfaktor für die konkrete Ausgestaltung der Asymmetrie der Magnetisierung sein kann.In a special case, the longitudinal directions of the permanent magnets can run in the radial direction of the rotor, that is to say intersect the central axis of rotation or its center point. In particular, the apex of the V formation can then lie in the central axis of rotation of the rotor or in its center point. In this case, the result is a spoke arrangement of the permanent magnets within the rotor. Likewise, the permanent magnets or their center points can be spaced from one another at different distances in the circumferential direction of the rotor. Furthermore, the permanent magnets can be arranged at different distances from the air gap or a surface or outside of the rotor. In this case, it is preferred in the present case that the permanent magnets are arranged sunk in the rotor or are integrated into the rotor, that is to say are spaced apart in the radial direction from the outside or surface of the rotor. In addition, the rotor can be designed as an internal rotor or an external rotor, which can be a further influencing factor for the specific design of the asymmetry of the magnetization.

Die beschriebene V-Formation kann verschieden ausgerichtet sein. Die breitere Seite der V-Formation kann also der Drehachse zugewandt oder von der Drehachse weggerichtet sein. Dies gilt für die Ausgestaltung des Rotors als Innenläufer ebenso wie für dessen Ausgestaltung als Außenläufer.The described V-formation can be oriented in different ways. The wider side of the V-formation can therefore face the axis of rotation or be directed away from the axis of rotation. This applies to the design of the rotor as an internal rotor as well as to its design as an external rotor.

Die beschriebene Asymmetrie der Magnetisierung der Permanentmagnete kann mit der geometrischen Asymmetrie des Polbereichs kombiniert werden. Die geometrische Asymmetrie kann dabei die durch die Asymmetrie der Magnetisierung bewirkten Effekte unterstützen.The described asymmetry of the magnetization of the permanent magnets can be combined with the geometrical asymmetry of the pole area. The geometric asymmetry can support the effects brought about by the asymmetry of the magnetization.

Für die jeweilige Auslegung oder Ausgestaltung des Rotors beziehungsweise der Permanentmagnete kann beispielsweise ein rechner- oder computergestütztes Optimierungsverfahren zum Bestimmen oder Festlegen der jeweiligen Magnetisierung angewendet werden. Dabei kann in an sich grundsätzlich bekannter Weise ein entsprechendes Modell beziehungsweise eine entsprechende Kostenfunktion bereitgestellt werden, also vorgegeben werden, die jeweilige individuelle Eigenschaften, wie etwa eine vorgesehene Geometrie, eine vorgesehene Drehrichtung des Rotors und/oder dergleichen mehr, sowie wenigstens eine vorgegebene Randbedingung enthält oder berücksichtigt. Eine derartige Randbedingung kann beispielsweise ein vorgegebenes Optimierungskriterium sein oder beschreiben. So kann durch entsprechende Ausgestaltung oder Anpassung der Magnetisierung beziehungsweise deren Asymmetrie der Rotor beispielsweise hinsichtlich einer Maximierung eines Drehmoments, insbesondere bei einer gegebenen Magnetgröße oder Magnetmasse und/oder einem gegebenen Phasenstrom, hinsichtlich einer Minimierung oder Verringerung einer Drehmomentwelligkeit, also etwa einer Reduktion harmonischer Oberwellenanteile, hinsichtlich einer Minimierung der Magnetmasse oder Magnetgröße, hinsichtlich verringerter Fertigungskosten, hinsichtlich eines vorgegebenen Kompromisses oder einer vorgegebenen Kombination aus mehreren dieser Kriterien und/oder dergleichen mehr optimiert werden. Dementsprechend kann durch die vorliegende Erfindung also der Rotor beziehungsweise eine entsprechende elektrische Maschine hinsichtlich eines oder mehrerer dieser Kriterien oder Eigenschaften gegenüber herkömmlichen Rotoren beziehungsweise elektrischen Maschinen verbessert werden. Somit kann letztlich also beispielsweise ein verbessertes Betriebsverhalten, eine verbesserte Effizienz und/oder eine verbesserte Akustik einer entsprechenden elektrischen Maschine erreicht werden.For the respective design or configuration of the rotor or the permanent magnets, for example, a computer-assisted or computer-assisted optimization method can be used to determine or set the respective magnetization. In this case, a corresponding model or a corresponding cost function can be provided in a manner known per se, i.e. it can be specified that contains respective individual properties, such as an intended geometry, an intended direction of rotation of the rotor and / or the like, as well as at least one predetermined boundary condition or taken into account. Such a boundary condition can be or describe, for example, a predefined optimization criterion. Thus, by appropriate design or adaptation of the magnetization or its asymmetry, the rotor can, for example, with regard to a maximization of a torque, in particular with a given magnet size or magnet mass and / or a given phase current, with regard to a minimization or reduction of a torque ripple, i.e. a reduction of harmonic components, with regard to minimizing the magnet mass or magnet size, be optimized with regard to reduced manufacturing costs, with regard to a predetermined compromise or a predetermined combination of several of these criteria and / or the like. Accordingly, the present invention can improve the rotor or a corresponding electrical machine with regard to one or more of these criteria or properties compared to conventional rotors or electrical machines. In this way, for example, improved operating behavior, improved efficiency and / or improved acoustics of a corresponding electrical machine can ultimately be achieved.

Besonders bevorzugt können alle Polbereiche des Rotors in der beschriebenen Weise mit jeweils wenigstens zwei asymmetrisch magnetisierten Permanentmagneten ausgebildet sein. Ebenso bevorzugt können in dem jeweiligen Polbereich zusätzlich zu den beiden beschriebenen Permanentmagneten ein oder mehrere weitere Permanentmagnete und/oder eine Rotorwicklung angeordnet sein. Beispielsweise können mehrere Paare von Permanentmagneten in einer jeweiligen V-Formation in radialer Richtung übereinander oder ineinander geschachtelt angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ können ein oder mehrere gerade, tangential längserstreckte und/oder um die zentrale Drehachse bereichsweise herumgebogene Magnete in dem jeweiligen Polbereich angeordnet sein. Diese weiteren Permanentmagnete können dabei jeweils homogene oder inhomogene, insbesondere bezogen auf ihre jeweilige Mittelquerachse asymmetrische, Magnetisierungen aufweisen. Durch eine derartige Verwendung mehrerer beziehungsweise weiterer Permanentmagnete kann ein resultierendes Gesamtmagnetfeld des Rotors gegebenenfalls besonders genau beziehungsweise besonders flexibel gestaltet oder angepasst werden. Insbesondere können auf diese Weise gegebenenfalls auf besonders einfache Weise oder mit besonders kostengünstigen Materialien beziehungsweise unabhängig von materialbedingten Einschränkungen größere Gradienten innerhalb des Gesamtmagnetfelds realisiert werden als dies bei ausschließlicher Verwendung der beiden V-förmig angeordneten Permanentmagnete möglich wäre. Somit können die beschriebenen vorteilhaften Effekte der Asymmetrie des Magnetfelds des Rotors also gegebenenfalls verstärkt oder besonders effektiv oder effizient ausgenutzt werden.Particularly preferably, all pole areas of the rotor can be designed in the manner described, each with at least two asymmetrically magnetized permanent magnets. Likewise preferably, one or more further permanent magnets and / or a rotor winding can be arranged in the respective pole area in addition to the two permanent magnets described. For example, several pairs of permanent magnets in a respective V-formation can be arranged one above the other or nested in one another in the radial direction. Additionally or alternatively, one or more straight, tangentially elongated magnets and / or magnets that are bent around the central axis of rotation in areas can be arranged in the respective pole area. These further permanent magnets can each have homogeneous or inhomogeneous magnetizations, in particular asymmetrical with respect to their respective central transverse axis. By using several or further permanent magnets in this way, a resulting overall magnetic field of the rotor can optionally be designed or adapted particularly precisely or particularly flexibly. In particular, larger gradients within the overall magnetic field can be realized in this way in a particularly simple manner or with particularly inexpensive materials or independently of material-related restrictions than would be possible if the two V-shaped permanent magnets were used exclusively. Thus, the described advantageous effects of the asymmetry of the magnetic field of the rotor can thus optionally be increased or used particularly effectively or efficiently.

Die Formulierungen „im Wesentlichen“ und „nahezu“ können im Sinne der vorliegenden Erfindung beispielsweise durch Fertigungstoleranzen oder -ungenauigkeiten bedingte Abweichungen von der jeweiligen Ausrichtung oder dem jeweiligen Wert oder beispielsweise eine Abweichung von jeweils bis zu 10 % einschließen oder zulassen.In the context of the present invention, the wording “essentially” and “almost” can include or permit deviations from the respective alignment or the respective value caused by manufacturing tolerances or inaccuracies or, for example, a deviation of up to 10% in each case.

In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die beiden Permanentmagnete so geneigt, dass deren in Umfangsrichtung des Rotors weiter voneinander beabstandete Enden dem Luftspalt zugewandt sind. Mit anderen Worten ist also die Öffnung oder breitere Seite der V-Formation der Permanentmagnete dem Luftspalt zugewandt. Dementsprechend ist dann der Scheitelpunkt der V-Formation, also deren Spitze oder schmaleres Ende von dem Luftspalt abgewandt. Dies ist jeweils bezogen auf den Polbereich beziehungsweise einen den Polbereich bildenden oder umfassenden Sektor des Rotors zu verstehen, bezieht sich also jeweils auf einen den jeweiligen Permanentmagneten nächstliegenden Abschnitt des Luftspalts. Ist der Rotor also als Innenläufer ausgebildet, so ist die V-Formation nach außen hin, also in eine von der zentralen Drehachse abgewandte Richtung geöffnet. Ist der Rotor hingegen als Außenläufer ausgebildet, so ist die V-Formation dann nach innen hin, also in Richtung der zentralen Drehachse des Rotors geöffnet. Es hat sich gezeigt, dass mit einer derartigen Anordnung in Kombination mit der asymmetrischen Magnetisierung die beschriebenen Vorteile und Effekte besonders gut realisiert werden können.In an advantageous embodiment of the present invention, the two permanent magnets are inclined in such a way that their ends, which are further spaced apart in the circumferential direction of the rotor, face the air gap. In other words, the opening or wider side of the V-formation of the permanent magnets faces the air gap. Accordingly, the apex of the V formation, that is to say its tip or narrower end, is then turned away from the air gap. This is to be understood in each case in relation to the pole area or a sector of the rotor which forms or encompasses the pole area, ie in each case refers to a section of the air gap which is closest to the respective permanent magnet. If the rotor is designed as an internal rotor, then the V-formation is open to the outside, that is to say in a direction facing away from the central axis of rotation. If, on the other hand, the rotor is designed as an external rotor, the V-formation is then open towards the inside, that is to say in the direction of the central axis of rotation of the rotor. It has been shown that the advantages and effects described can be implemented particularly well with such an arrangement in combination with the asymmetrical magnetization.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Rotor beziehungsweise die Asymmetrie der Magnetisierung für einen Betriebsmodus des Rotors beziehungsweise einer den erfindungsgemäßen Rotor umfassenden elektrischen Maschine mit zumindest nahezu reiner oder ausschließlicher I_q-Bestromung angepasst. Dazu ist wenigstens ein lokaler Magnetisierungsvektor beziehungsweise dessen Orientierung desjenigen der Permanentmagneten, welcher der radial zwischen den beiden Permanentmagneten verlaufenden Linie in bestimmungsgemäßer Drehrichtung des Rotors am nächsten liegt, gekippt oder geneigt. Dieser wenigstens eine lokale Magnetisierungsvektor befindet sich dabei in einem dem Luftspalt zugewandten Bereich dieses Permanentmagneten. Der wenigstens eine lokale Magnetisierungsvektor beziehungsweise dessen Orientierung ist dabei stärker zu der Mittelquerachse dieses Permanentmagneten hin geneigt als ein näher an dieser Mittelquerachse und/oder auf einer gegenüberliegenden Seite der Mittelquerachse liegender weiterer lokaler Magnetisierungsvektor dieses Permanentmagneten. Der hier betrachtete Permanentmagnet ist also der in Drehrichtung führende oder vorneliegende der beiden Permanentmagneten.In a further advantageous embodiment of the present invention, the rotor or the asymmetry of the magnetization is _{adapted for an operating mode of the rotor or an electrical machine comprising the rotor according to the invention with at least almost pure or exclusive I q} current supply. For this purpose, at least one local magnetization vector or its orientation of that of the permanent magnets which is closest to the line running radially between the two permanent magnets in the intended direction of rotation of the rotor is tilted or inclined. This at least one local magnetization vector is located in an area of this permanent magnet facing the air gap. The at least one local magnetization vector or its orientation is more inclined towards the central transverse axis of this permanent magnet than a further local magnetization vector of this permanent magnet closer to this central transverse axis and / or on an opposite side of the central transverse axis. The permanent magnet considered here is therefore the one of the two permanent magnets that leads or is in front in the direction of rotation.

Die I_q-Bestromung ist hier im Sinne des Formalismus der an sich bekannten d/q-Transformation oder Park-Transformation zu verstehen. I_q ist dabei ein drehmomentbildender Anteil eines im Betrieb der elektrischen Maschine in deren Statorwicklung fließenden Strangstroms. I_d ist demgegenüber ein Magnetisierungsstromanteil. In der vorliegend vorgeschlagenen Ausgestaltung ist der lokale Magnetisierungsvektor in dem dem Luftspalt zugewandten Endbereich des genannten Permanentmagneten also zur d-Achse hin geneigt. Mit der d-Achse kann hier ebenso wie im Folgenden insbesondere die geometrische d-Achse gemeint sein, die mittig durch den jeweiligen Pol oder Polbereich verlaufen kann. Je nach Ausgestaltung kann die jeweilige Neigung oder Geometrie aber ebenso bezüglich der magnetischen d-Achse gelten, die abhängig von verschiedenen Faktoren relativ zu der geometrischen d-Achse etwas gekippt sein kann. Insbesondere kann die Neigung der lokalen Magnetisierungsvektoren entlang der Längserstreckung des genannten Permanentmagneten am dem Luftspalt zugewandten Ende des Permanentmagneten am stärksten sein und mit zunehmender Entfernung von dem Luftspalt kontinuierlich abnehmen, zumindest bis zu der Mittelquerachse. In der anderen Hälfte des Permanentmagneten, die also von dem Luftspalt aus betrachtet jenseits der Mittelquerachse liegt, kann die Neigung der dortigen lokalen Magnetisierungsvektoren relativ zu der Mittelquerachse dementsprechend schwächer oder geringer sein als in der dem Luftspalt zugewandten Hälfte des Permanentmagneten. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann die jeweilige Neigung eines lokalen Magnetisierungsvektors oder dessen Orientierung relativ zu der jeweiligen Mittelquerachse oder deren Richtung oder Orientierung gelten. Ebenso kann die Neigung relativ zu einer am Ort des jeweiligen Magnetisierungsvektors in der Querschnittsebene senkrecht auf einer Oberfläche des jeweiligen Permanentmagneten stehenden gedachten Linie gelten. Die jeweilige Neigung kann also eine jeweilige Abweichung von einer jeweils entsprechend parallelen Ausrichtung angeben. Es hat sich gezeigt, dass mit der hier vorgeschlagenen Ausgestaltung der Asymmetrie der Magnetisierung eine besonders hohe Drehmomentausbeute beziehungsweise ein besonders geringes Magnetvolumen bei gleichem Drehmoment erreicht werden kann.The I _q current flow is to be understood here in the sense of the formalism of the known d / q transformation or Park transformation. I _q is a torque-forming component of a phase current flowing in the stator winding of the electrical machine during operation. In _{contrast, I d} is a magnetizing current component. In the presently proposed embodiment, the local The magnetization vector in the end region of the named permanent magnet facing the air gap is therefore inclined towards the d-axis. As in the following, the d-axis can in particular mean the geometric d-axis, which can run centrally through the respective pole or pole area. Depending on the configuration, the respective inclination or geometry can also apply with regard to the magnetic d-axis, which can be tilted somewhat relative to the geometric d-axis depending on various factors. In particular, the inclination of the local magnetization vectors along the longitudinal extension of said permanent magnet can be strongest at the end of the permanent magnet facing the air gap and decrease continuously with increasing distance from the air gap, at least up to the central transverse axis. In the other half of the permanent magnet, which, viewed from the air gap, lies beyond the central transverse axis, the inclination of the local magnetization vectors there relative to the central transverse axis can accordingly be weaker or less than in the half of the permanent magnet facing the air gap. For the purposes of the present invention, the respective inclination of a local magnetization vector or its orientation relative to the respective central transverse axis or its direction or orientation can apply. Likewise, the inclination can apply relative to an imaginary line standing at the location of the respective magnetization vector in the cross-sectional plane perpendicular to a surface of the respective permanent magnet. The respective inclination can therefore indicate a respective deviation from a respective corresponding parallel alignment. It has been shown that with the embodiment of the asymmetry of the magnetization proposed here, a particularly high torque yield or a particularly small magnet volume can be achieved with the same torque.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist für einen weiteren Betriebsmodus des Rotors beziehungsweise einer den erfindungsgemäßen Rotor umfassenden elektrischen Maschine mit kombinierter I_q- und I_d-Bestromung in einem dem Luftspalt zugewandten Bereich desjenigen der Permanentmagneten, welcher der radial zwischen diesen verlaufenden Linie in bestimmungsgemäßer Drehrichtung des Rotors am nächsten liegt, ein lokaler Magnetisierungsvektor stärker in Richtung des Luftspalts von der Mittelquerachse dieses Permanentmagneten weg geneigt als ein näher an dieser Mittelquerachse und/oder auf einer gegenüberliegenden Seite dieser Mittelquerachse liegender weiterer lokaler Magnetisierungsvektor dieses Permanentmagneten. Analog wie für den Betriebsmodus mit reiner I_q-Bestromung beschrieben, kann hier insbesondere eine entlang der Längserstreckung des Permanentmagneten zumindest von der Mittelquerachse aus in Richtung des Luftspalts kontinuierlich zunehmende Neigung der Magnetisierungsvektoren beziehungsweise deren Orientierungen von der Mittelquerachse weg vorgesehen sein. Die Magnetisierung des anderen, also in der bestimmungsgemäßen Drehrichtung folgenden oder hinten liegenden Permanentmagneten kann dabei abhängig von einem Öffnungswinkel der V-Formation eingestellt werden oder sein. Beispielsweise kann ein relativ großer oder breiter Öffnungswinkel vorliegen, bei dem der Scheitelpunkt der V-Formation bei Ausgestaltung des Rotors als Innenläufer in radialer Richtung nach innen betrachtet vor der Drehachse und bei Ausgestaltung des Rotors als Außenläufer in radialer Richtung nach außen betrachtet vor einem Außenrand des Rotors liegt. Dabei kann ein lokaler Magnetisierungsvektor dann in einem dem Luftspalt abgewandten beziehungsweise der radial zwischen den beiden Permanentmagneten zugewandten Endbereich des in Drehrichtung folgenden Permanentmagneten von dessen Mittelquerachse weg, also zu der radial zwischen den beiden Permanentmagneten hin geneigt sein, insbesondere stärker als ein entlang der Längserstreckung dieses Permanentmagneten näher an dem Luftspalt liegender weiterer lokaler Magnetisierungsvektor. Ebenso kann, insbesondere bei in Umfangsrichtung zumindest im Wesentlichen unveränderten Abstand der beiden Permanentmagnete zueinander, beispielsweise ein relativ kleiner Öffnungswinkel der V-Formation vorliegen. Insbesondere dann dabei eine Speichenanordnung der beiden Permanentmagnete gegeben sein. Dabei kann dann ein lokaler Magnetisierungsvektor des in Drehrichtung folgenden Permanentmagneten in einem dem Luftspalt zugewandten Endbereich von der Mittelquerachse dieses Permanentmagneten weg, also in Richtung des Luftspalts geneigt sein, insbesondere stärker als ein entlang der Längserstreckungsrichtung dieses Permanentmagneten weiter von dem Luftspalt entfernt liegender weiterer lokaler Magnetisierungsvektor.In a further advantageous embodiment of the present invention, for a further operating mode of the rotor or of an electrical machine comprising the rotor _{according to the invention with combined I q} and I _d current flow in an area facing the air gap, that of the permanent magnets which is in the line extending radially between these is required is closest to the intended direction of rotation of the rotor, a local magnetization vector inclined more in the direction of the air gap away from the central transverse axis of this permanent magnet than a further local magnetization vector of this permanent magnet closer to this central transverse axis and / or on an opposite side of this central transverse axis. As described for the operating mode with pure I _q current flow, a continuously increasing inclination of the magnetization vectors or their orientations away from the central transverse axis can be provided here along the longitudinal extent of the permanent magnet at least from the central transverse axis in the direction of the air gap. The magnetization of the other permanent magnet, that is to say following or rearward in the intended direction of rotation, can be set or be set as a function of an opening angle of the V formation. For example, there can be a relatively large or wide opening angle at which the vertex of the V formation when the rotor is designed as an internal rotor is viewed inward in the radial direction in front of the axis of rotation and when the rotor is designed as an external rotor, viewed outward in the radial direction, in front of an outer edge of the Rotor lies. A local magnetization vector can then be inclined away from its central transverse axis in an end region facing away from the air gap or the end region facing radially between the two permanent magnets between the two permanent magnets, i.e. towards the one radially between the two permanent magnets, in particular more than one along the longitudinal extension of this Permanent magnets closer to the air gap further local magnetization vector. Likewise, especially if the distance between the two permanent magnets is at least essentially unchanged in the circumferential direction, for example a relatively small opening angle of the V formation can be present. In particular, a spoke arrangement of the two permanent magnets can then be given. A local magnetization vector of the permanent magnet following in the direction of rotation in an end region facing the air gap can then be inclined away from the central transverse axis of this permanent magnet, i.e. in the direction of the air gap, in particular more strongly than a further local magnetization vector further away from the air gap along the longitudinal extension direction of this permanent magnet .

Es hat sich gezeigt, dass mit einer derartigen Ausgestaltung der Magnetisierung beziehungsweise deren Asymmetrie bei kombinierter I_d- und I_q-Bestromung die beschriebenen Vorteile besonders effektiv oder effizient realisiert werden können.It has been shown that with such a configuration of the magnetization or its asymmetry with combined I _d and I _q currents, the described advantages can be realized particularly effectively or efficiently.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die beiden Permanentmagnete jeweils als monolithische Einzelmagnete ausgebildet. Die Permanentmagnete können mit anderen Worten also einteilig beziehungswiese einstückig, beispielswiese als pulvergepresste oder gesinterte Permanentmagnete ausgebildet sein. Dies kann vorteilhaft einen besonders gleichmäßigen oder kontinuierlichen Verlauf der Magnetisierung ermöglichen, da es auf diese Weise innerhalb des jeweiligen Permanentmagneten keine Grenzen oder Unterbrechungen, beispielsweise zwischen separaten Bauteilen oder Komponenten gibt. Ebenso können derartige monolithische Permanentmagnete gegebenenfalls einfacher oder kostengünstiger gefertigt und/oder in der Fertigung des Rotors gehandhabt, also beispielsweise eingebaut werden.In a further advantageous embodiment of the present invention, the two permanent magnets are each designed as monolithic individual magnets. In other words, the permanent magnets can be designed in one piece or in one piece, for example as powder-pressed or sintered permanent magnets. This can advantageously enable a particularly uniform or continuous course of the magnetization, since in this way there are no boundaries or interruptions within the respective permanent magnet, for example between separate ones Parts or components there. Likewise, such monolithic permanent magnets can optionally be manufactured more easily or more cost-effectively and / or handled in the manufacture of the rotor, that is to say, for example, installed.

In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Permanentmagnete jeweils aus mehreren Einzel- oder Teilmagneten zusammengesetzt oder aufgebaut. Die Teilmagnete sind voneinander abgegrenzte Einzelteile, die miteinander zu dem Gesamtmagneten verbunden sind. Die Teilmagnete können beispielsweise miteinander verklebt und/oder durch eine umgebende Klammer oder ein Gehäuse gehalten sein. Die Teilmagnete sind im vorliegenden Sinne also nicht als unterschiedliche Bereiche eines monolithischen Magneten zu verstehen, die ohne klare Begrenzung oder Abgrenzung ineinander übergehen. Die Teilmagnete können jeweils für sich homogen magnetisiert sein, also homogene oder symmetrische Magnetisierungen aufweisen, wobei unterschiedliche Teilmagnete dann unterschiedlich magnetisiert sein können. Ebenso können einer oder mehrere der Teilmagnete bezogen auf ihre jeweilige Mittelquerachse asymmetrisch magnetisiert sein. Die Magnetisierungen oder Magnetfelder der Teilmagnete überlagern sich letztendlich und bilden somit zusammengenommen die Magnetisierung beziehungsweise das Magnetfeld des jeweiligen Gesamtmagneten, also des jeweiligen Permanentmagneten insgesamt. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung können vorteilhaft Wirbelströme und entsprechende Verluste innerhalb der Permanentmagnete vermieden oder im Vergleich zu monolithischen Permanentmagneten reduziert werden. Zudem können durch entsprechendes Zusammensetzen oder Anordnen der Teilmagnete besonders einfach und kostengünstig auch komplexe Formen oder Geometrien der Permanentmagnete und damit entsprechend komplex geformte Magnetfelder realisiert werden. Somit kann die Magnetisierung des jeweiligen Gesamtmagneten auf besonders einfache Weise und/oder besonders flexibel angepasst oder eingestellt werden.In an alternative advantageous embodiment of the present invention, the permanent magnets are each composed or constructed from a plurality of individual or partial magnets. The partial magnets are separate individual parts that are connected to one another to form the overall magnet. The partial magnets can, for example, be glued to one another and / or held by a surrounding clamp or a housing. In the present sense, the partial magnets are therefore not to be understood as different areas of a monolithic magnet that merge into one another without a clear delimitation or delimitation. The partial magnets can each be magnetized homogeneously for themselves, that is to say have homogeneous or symmetrical magnetizations, with different partial magnets then being able to be magnetized differently. Likewise, one or more of the partial magnets can be magnetized asymmetrically with respect to their respective central transverse axis. The magnetizations or magnetic fields of the partial magnets ultimately overlap and thus, taken together, form the magnetization or the magnetic field of the respective overall magnet, that is to say of the respective permanent magnet as a whole. The design proposed here can advantageously avoid eddy currents and corresponding losses within the permanent magnets or reduce them in comparison to monolithic permanent magnets. In addition, by appropriately assembling or arranging the partial magnets, complex shapes or geometries of the permanent magnets and thus correspondingly complex-shaped magnetic fields can also be implemented in a particularly simple and cost-effective manner. The magnetization of the respective overall magnet can thus be adapted or set in a particularly simple manner and / or particularly flexibly.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Magnetisierung für zumindest einen der Permanentmagnete in axialer Richtung der Drehachse variiert. Analog wie beschrieben können dabei die Orientierungen und/oder die Beträge lokaler Magnetisierungsvektoren variiert, also an verschiedenen Stellen des jeweiligen Permanentmagneten unterschiedlich sein. Die Magnetisierung kann in der axialen Richtung, also entlang der Längserstreckung der Drehachse, symmetrisch oder asymmetrisch variiert sein bezogen auf eine Achse oder eine Schnittebene des Rotors, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachse steht und bezogen auf die Längserstreckung der Drehachse durch deren Mittelpunkt beziehungsweise durch den Mittelpunkt des Rotors verläuft. Beispielsweise können jeweilige lokale Magnetisierungsvektoren an einer oder beiden Stirnseiten der Permanentmagnete in axialer Richtung relativ zu der genannten Achse oder Ebene geneigt sein, dann also nicht-parallel zu dieser ausgerichtet sein. Insgesamt kann die Magnetisierung also in drei Dimensionen variiert, insbesondere asymmetrisch gestaltet sein. Auf diese Weise können die beschriebenen Vorteile - gegebenenfalls abhängig von der sonstigen Ausgestaltung der elektrischen Maschine - noch weiter verstärkt werden.In a further advantageous embodiment of the present invention, the magnetization for at least one of the permanent magnets is varied in the axial direction of the axis of rotation. Analogously as described, the orientations and / or the amounts of local magnetization vectors can vary, that is, they can be different at different points of the respective permanent magnet. The magnetization can be varied symmetrically or asymmetrically in the axial direction, i.e. along the longitudinal extension of the axis of rotation, relative to an axis or a sectional plane of the rotor that is at least substantially perpendicular to the axis of rotation and relative to the longitudinal extension of the axis of rotation through its center point or respectively runs through the center of the rotor. For example, respective local magnetization vectors on one or both end faces of the permanent magnets can be inclined in the axial direction relative to the named axis or plane, that is, they can then be oriented non-parallel to this. Overall, the magnetization can therefore be varied in three dimensions, in particular designed asymmetrically. In this way, the described advantages - possibly depending on the other configuration of the electrical machine - can be further enhanced.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Rotor wenigstens eine Magnetisierungswicklung in Form eines zumindest bereichsweise an einem der Permanentmagneten entlanggeführten elektrischen Leiters auf. Die Magnetisierungswicklung beziehungsweise der elektrische Leiter ist dabei derart angeordnet, dass ein durch Bestromung der Magnetisierungswicklung erzeugtes Magnetfeld auf den Permanentmagneten zu dessen Ummagnetisierung einwirkt. Damit kann also durch Bestromung der Magnetisierungswicklung durch einen entsprechenden Strompuls oder ein entsprechendes Stromprofil die Magnetisierung des Permanentmagneten eingestellt oder angepasst werden. Dadurch kann der Rotor beispielsweise für verschiedene Arbeitspunkte oder Betriebsmodi nach Bedarf, insbesondere reversibel, magnetisiert werden, ohne dass dafür ein Ausbau des jeweiligen Permanentmagneten oder eine Anwendung einer externen Aufmagnetisierungsvorrichtung notwendig wäre. Wird der Rotor beispielsweise als Teil einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs verwendet, so kann wenigstens einer der Permanentmagneten also mit Mitteln der elektrischen Maschine oder mit fahrzeugeigenen Mitteln zumindest teilweise ummagnetisiert werden. So kann beispielsweise ein besonders effizienter Betrieb in verschiedenen Fahrsituationen erreicht werden.In a further advantageous embodiment of the present invention, the rotor has at least one magnetization winding in the form of an electrical conductor that is guided at least in some areas along one of the permanent magnets. The magnetization winding or the electrical conductor is arranged in such a way that a magnetic field generated by energizing the magnetization winding acts on the permanent magnet to reverse magnetize it. The magnetization of the permanent magnet can thus be set or adapted by energizing the magnetization winding with a corresponding current pulse or a corresponding current profile. As a result, the rotor can be magnetized as required, in particular reversibly, for different operating points or operating modes, for example, without the need to remove the respective permanent magnet or use an external magnetization device. If the rotor is used, for example, as part of an electrical machine of a motor vehicle, at least one of the permanent magnets can thus be at least partially remagnetized by means of the electrical machine or by means of the vehicle's own. For example, particularly efficient operation can be achieved in different driving situations.

Die Magnetisierungswicklung kann an einer oder mehreren Seiten entlang des jeweiligen Permanentmagneten entlanggeführt sein oder zumindest in einem Abschnitt des jeweiligen Permanentmagneten um diesen herumgewickelt sein. Dabei kann die Magnetisierungswicklung beispielsweise asymmetrisch ausgebildet oder angeordnet sein, etwa indem in einem Bereich des Permanentmagneten eine engere Wicklung oder höhere Wicklungsdichte und/oder ein geringerer Abstand der Magnetisierungswicklung von dem jeweiligen Permanentmagneten vorgesehen wird als in einem anderen Bereich des Permanentmagneten und/oder ein Teilbereich des Permanentmagneten von der Magnetisierungswicklung freigelassen wird. Auf diese Weise kann bei dem Ummagnetisieren die asymmetrische Magnetisierung des jeweiligen Permanentmagneten besonders einfach erzeugt werden. Je nach Ausgestaltung oder Anforderung kann eine gemeinsame Magnetisierungswicklung entlang beider Permanentmagnete geführt sein. Ebenso kann für mehrere oder jeden der Permanentmagneten eine separate Magnetisierungswicklung vorgesehen sein. Ebenso kann beispielsweise die Magnetisierungswicklung nur zum Ummagnetisieren eines der Permanentmagnete oder eines Teils der Permanentmagnete angeordnet sein, während wenigstens ein anderer der Permanentmagnete dann nicht mittels der oder einer Magnetisierungswicklung ummagnetisierbar ist.The magnetization winding can be guided along one or more sides along the respective permanent magnet or at least be wound around a section of the respective permanent magnet. The magnetization winding can for example be designed or arranged asymmetrically, for example by providing a closer winding or higher winding density and / or a smaller distance between the magnetization winding and the respective permanent magnet than in another area of the permanent magnet and / or a partial area of the permanent magnet is released from the magnetization winding. In this way, the asymmetrical magnetization of the respective permanent magnet can be generated particularly easily during the remagnetization. Depending on the design or requirements, a joint Magnetization winding be guided along both permanent magnets. A separate magnetization winding can also be provided for several or each of the permanent magnets. Likewise, for example, the magnetizing winding can only be arranged to reverse the magnetization of one of the permanent magnets or a part of the permanent magnets, while at least one other of the permanent magnets cannot then be magnetized by means of the magnetization winding or one.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Maschine, die einen Stator und einen von diesem durch einen Luftspalt beabstandeten erfindungsgemäßen Rotor aufweist. Die erfindungsgemäße elektrische Maschine kann insbesondere die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Rotor genannte elektrische Maschine sein. Dementsprechend kann die erfindungsgemäße elektrische Maschine einige oder alle der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Rotor genannten Eigenschaften und/oder Merkmale aufweisen.Another aspect of the present invention is an electrical machine which has a stator and a rotor according to the invention which is spaced apart therefrom by an air gap. The electrical machine according to the invention can in particular be the electrical machine mentioned in connection with the rotor according to the invention. Accordingly, the electrical machine according to the invention can have some or all of the properties and / or features mentioned in connection with the rotor according to the invention.

In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine ist diese dazu eingerichtet, durch Bestromung einer Statorwicklung ein Ummagnetisierungsfeld zum zumindest teilweisen Ummagnetisieren zumindest einer der Permanentmagneten zu bewirken. Um ein derartiges Ummagnetisieren eines oder mehrerer der Permanentmagnete zu bewirken, kann beispielsweise ein Strompuls oder ein Stromprofil angewendet werden, der oder das eine Stärke oder Leistung aufweist, die über eine in einem bestimmungsgemäßen regulären Betrieb der elektrischen Maschine, in dem keine signifikante Ummagnetisierung des oder der Permanentmagneten stattfindet, bestimmungsgemäß auftretende Stromstärke oder Leistung hinausgeht. Dementsprechend kann die Statorwicklung also für eine derartige erhöhte Stromstärke und/oder Leistung ausgelegt sein. Ebenso kann die elektrische Maschine beispielsweise eine separate Strom- oder Leistungsversorgung zum Erzeugen eines entsprechenden Ummagnetisierungsstroms aufweisen. Ebenso kann die elektrische Maschine ein Steuergerät oder eine Steuerschaltung aufweisen, die zum Erzeugen eines entsprechenden Ummagnetisierungs-Strompulses oder -Stromprofils beziehungsweise zum Steuern einer entsprechenden Stromversorgung eingerichtet ist. Durch die Verwendung der Statorwicklung zum Ummagnetisieren des oder der Permanentmagneten kann beispielsweise eine separate dedizierte Magnetisierungswicklung eingespart und dadurch die elektrische Maschine besonders kompakt, leicht und kostengünstig gefertigt werden.In an advantageous embodiment of the electrical machine according to the invention, it is set up to produce a magnetic reversal field for at least partially reversing the magnetization of at least one of the permanent magnets by energizing a stator winding. In order to effect such a magnetization reversal of one or more of the permanent magnets, a current pulse or a current profile can be used, for example, which has a strength or power that is beyond the normal normal operation of the electrical machine in which there is no significant magnetization reversal of the or the permanent magnet takes place, exceeds the intended current strength or power. Accordingly, the stator winding can be designed for such an increased current intensity and / or power. Likewise, the electrical machine can, for example, have a separate current or power supply for generating a corresponding magnetic reversal current. Likewise, the electrical machine can have a control device or a control circuit which is set up to generate a corresponding magnetic reversal current pulse or current profile or to control a corresponding power supply. By using the stator winding to remagnetize the permanent magnet or magnets, a separate, dedicated magnetization winding can be saved, for example, and the electrical machine can thereby be manufactured in a particularly compact, light and cost-effective manner.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, das wenigstens eine erfindungsgemäße elektrische Maschine aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann insbesondere da im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine und/oder im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Rotor genannte Fahrzeug sein. Dementsprechend kann das erfindungsgemäße einige oder alle der im Zusammenhang mit diesen anderen Aspekten der vorliegenden Erfindung genannten Eigenschaften und/oder Merkmale aufweisen. Die elektrische Maschine des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs kann insbesondere zu dessen Antrieb ausgelegt und eingerichtet, also eine Traktions- oder Antriebsmaschine sein. Derartige elektrische Maschinen müssen typischerweise eine besonders große Leistung aufbringen können, sodass sich die beschriebenen Vorteile hier besonders signifikant auswirken können.Another aspect of the present invention is a motor vehicle that has at least one electrical machine according to the invention. The motor vehicle according to the invention can in particular be the vehicle mentioned in connection with the electrical machine according to the invention and / or in connection with the rotor according to the invention. Accordingly, the invention may have some or all of the properties and / or features mentioned in connection with these other aspects of the present invention. The electrical machine of the motor vehicle according to the invention can in particular be designed and set up to drive it, that is to say it can be a traction machine or drive machine. Such electrical machines typically have to be able to produce a particularly high output, so that the advantages described can have a particularly significant effect here.

Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further features of the invention can emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations shown below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without the scope of the invention to leave.

Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische ausschnittweise Querschnittansicht einer elektrischen Maschine in einer ersten Variante;
2 eine schematische Detaildarstellung zweier Permanentmagnete eines Rotors der elektrischen Maschine für einen ersten Betriebsmodus;
3 eine schematische Detaildarstellung zweier Permanentmagnete eines Rotors der elektrischen Maschine für einen zweiten Betriebsmodus;
4 eine schematische ausschnittweise Querschnittansicht einer elektrischen Maschine in einer zweiten Variante;
5 eine schematische Detaildarstellung zweier Permanentmagnete eines Rotors der zweiten Variante der elektrischen Maschine für einen ersten Betriebsmodus; und
6 eine schematische Detaildarstellung zweier Permanentmagnete eines Rotors der zweiten Variante der elektrischen Maschine für einen zweiten Betriebsmodus.

The drawing shows in:

1 a schematic partial cross-sectional view of an electrical machine in a first variant;
2 a schematic detailed illustration of two permanent magnets of a rotor of the electrical machine for a first operating mode;
3 a schematic detailed representation of two permanent magnets of a rotor of the electrical machine for a second operating mode;
4th a schematic partial cross-sectional view of an electrical machine in a second variant;
5 a schematic detailed representation of two permanent magnets of a rotor of the second variant of the electrical machine for a first operating mode; and
6th a schematic detailed representation of two permanent magnets of a rotor of the second variant of the electrical machine for a second operating mode.

In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt eine schematische ausschnittweise Querschnittansicht einer elektrischen Maschine 10 in einer ersten Variante. Die elektrische Maschine 10 umfasst hier einen außenliegenden Stator 12 und einen darin umlaufenden Rotor 14. Der Rotor 14 ist dabei in radialer Richtung von dem Stator 12 durch einen dazwischenliegenden Luftspalt 16 beabstandet. Der Luftspalt 16 kann dabei homogen oder inhomogen sein, also in radialer Richtung eine konstante oder entlang des Umfangs des Rotors 14 variierende Dicke oder Breite aufweisen. Der Rotor 14 ist hier zur Rotation um eine zentrale Drehachse 18 der elektrischen Maschine 10 angeordnet. 1 shows a schematic partial cross-sectional view of an electrical machine 10 in a first variant. The electric machine 10 here includes an external stator 12th and a rotor rotating in it 14th . The rotor 14th is in the radial direction of the stator 12th through an air gap in between 16 spaced. The air gap 16 can be homogeneous or inhomogeneous, that is, a constant in the radial direction or along the circumference of the rotor 14th have varying thickness or width. The rotor 14th is here for rotation around a central axis of rotation 18th of the electric machine 10 arranged.

Konkret ist hier lediglich ein Sektor der elektrischen Maschine 10 dargestellt, der sich in radialer Richtung von der Drehachse 18 über den Rotor 14, den Luftspalt 16 und den Stator 12 erstreckt und in Umfangsrichtung einen Polbereich 20 des Rotors 14 umfasst. Only one sector of the electrical machine is concrete here 10 shown, which extends in the radial direction from the axis of rotation 18th about the rotor 14th , the air gap 16 and the stator 12th extends and a pole region in the circumferential direction 20th of the rotor 14th includes.

In dem Polbereich 20 sind vorliegend zwei in den Rotor 14 integrierte Permanentmagnete 22 in einer V-Formation angeordnet, nämlich ein linker Permanentmagnet 24 und ein rechter Permanentmagnet 26. In dem hier dargestellten Beispiel öffnet sich die V-Formation in Richtung von der Drehachse 18 weg. Eine breitere Seite der V-Formation ist hier also dem Luftspalt 16 zugewendet. Alternativ zu der hier gezeigten Anordnung könnte die V-Formation ebenso umgedreht sein, sodass sich die V-Formation dann also zu der Drehachse 18 hin öffnen würde. In diesem Fall wäre die schmalere Seite der V-Formation dem Luftspalt 16 zugewendet.In the pole area 20th are present two in the rotor 14th integrated permanent magnets 22nd arranged in a V-formation, namely a left permanent magnet 24 and a right permanent magnet 26th . In the example shown here, the V-formation opens in the direction of the axis of rotation 18th path. So a wider side of the V-formation is the air gap here 16 facing. As an alternative to the arrangement shown here, the V-formation could also be reversed, so that the V-formation then turns to the axis of rotation 18th would open. In this case, the narrower side of the V-formation would be the air gap 16 facing.

Die Zeichnungsebene entspricht hier einer Querschnittsebene der elektrischen Maschine 10. Die Drehachse 18 steht hier also senkrecht auf der Zeichen- beziehungsweise Querschnittsebene. In dieser Querschnittsebene verläuft hier von der Drehachse 18 radial nach außen, also in Richtung des Stators 12, eine Radiallinie 28 zwischen den beiden Permanentmagneten 22 hindurch und damit zumindest im Wesentlichen mittig durch den Polbereich 20 beziehungsweise den entsprechenden Pol des Rotors 14. Die Radiallinie 28 fällt hier im Formalismus der d/q-Transformation mit der geometrischen d-Achse des Polbereichs 20 zusammen. Ein seitlicher Rand des Polbereichs 20 fällt hier beispielhaft mit der geometrischen q-Achse zusammen. Der Winkel zwischen den d- und der q-Achsen ist abhängig von der Anzahl der Polpaare des Rotors 14, kann also für verschiedene elektrische Maschinen 10 beziehungsweise für verschiedene Ausgestaltungen des Rotors 14 unterschiedlich sein. Eine bestimmungsgemäße Drehrichtung des Rotors 14 ist hier - ebenso wie in den übrigen Figuren - durch einen entsprechenden Pfeil angedeutet. In dieser Drehrichtung würde sich im Betrieb der rechte Permanentmagnet 26 also über die vorliegend dargestellte Position der Radiallinie 28 hinweg in Richtung der vorliegend dargestellten Position des linken Permanentmagneten 24 bewegen. Der linke Permanentmagnet 24 ist also der in dieser bestimmungsgemäßen Drehrichtung führende und der rechte Permanentmagnet 26 der folgende oder hinten liegende der Permanentmagnete 22.The plane of the drawing here corresponds to a cross-sectional plane of the electrical machine 10 . The axis of rotation 18th is here so perpendicular to the drawing or cross-sectional plane. The axis of rotation runs in this cross-sectional plane 18th radially outwards, i.e. in the direction of the stator 12th , a radial line 28 between the two permanent magnets 22nd through and thus at least essentially centrally through the pole area 20th or the corresponding pole of the rotor 14th . The radial line 28 falls here in the formalism of the d / q transformation with the geometric d-axis of the pole area 20th together. A lateral edge of the pole area 20th coincides here, for example, with the geometric q-axis. The angle between the d- and the q-axes depends on the number of pole pairs of the rotor 14th , so it can be used for different electrical machines 10 or for different configurations of the rotor 14th be different. A proper direction of rotation of the rotor 14th is here - as in the other figures - indicated by a corresponding arrow. The right permanent magnet would move in this direction of rotation during operation 26th that is, over the position of the radial line shown here 28 away in the direction of the position of the left permanent magnet shown here 24 move. The left permanent magnet 24 is therefore the leading and the right permanent magnet in this intended direction of rotation 26th the following or rearward of the permanent magnets 22nd .

Schematisch angedeutet ist hier jeweils eine die Permanentmagnete 22 umgebende Magnetisierungswicklung 30, durch deren Bestromung die Permanentmagnete 22 je nach Bedarf zumindest teilweise ummagnetisiert werden können.One of the permanent magnets is indicated schematically here 22nd surrounding magnetization winding 30th through which the permanent magnets are energized 22nd can be at least partially remagnetized as required.

Die Permanentmagnete 22 weisen hier eine inhomogene und bezogen auf die Radiallinie 28 asymmetrische, als ungleiche und nicht spiegelsymmetrische Magnetisierung auf. Dies ist für einen ersten Betriebsmodus mit zumindest im Wesentlichen reiner oder ausschließlicher I_q-Bestromung des Stators 12 beziehungsweise einer hier nicht im Detail dargestellten Statorwicklung schematisch in 2 veranschaulicht. 2 zeigt dazu eine schematische Detaildarstellung der beiden Permanentmagnete 22 des Rotors 14 aus 1.The permanent magnets 22nd show here an inhomogeneous and related to the radial line 28 asymmetrical, as unequal and not mirror symmetrical magnetization. This is for a first operating mode with at least essentially pure or exclusive I _q current supply to the stator 12th or a stator winding not shown in detail here schematically in 2 illustrated. 2 shows a schematic detailed representation of the two permanent magnets 22nd of the rotor 14th the end 1 .

Die Permanentmagnete 22 können jeweils monolithische Einzelmagnete sein. Im vorliegend dargestellten Beispiel sind die Permanentmagnete 22 jedoch aus einer Vielzahl von Teilmagneten 32 zusammengesetzt, von denen hier der Übersichtlichkeit halber nur einige explizit gekennzeichnet sind.The permanent magnets 22nd can each be monolithic individual magnets. In the example shown here, the permanent magnets are 22nd however, from a large number of partial magnets 32 composed, of which only a few are explicitly marked here for the sake of clarity.

Zur Veranschaulichung einer Geometrie sind hier für die Permanentmagnete 22 jeweils deren Längserstreckungsrichtung 34 sowie eine in der Zeichen- oder Querschnittsebene zumindest im Wesentlichen senkrecht dazu verlaufende jeweilige Mittelquerachse 36 dargestellt. In der dargestellten Querschnittsebene verlaufen die Längserstreckungsrichtungen 34 und die Mittelquerachsen 36 also durch einen jeweiligen Mittelpunkt der Permanentmagnete 22.To illustrate a geometry, here are the permanent magnets 22nd in each case their longitudinal direction 34 and a respective central transverse axis running at least substantially perpendicular thereto in the plane of the drawing or cross-sectional plane 36 shown. The directions of longitudinal extension run in the cross-sectional plane shown 34 and the central transverse axes 36 that is, through a respective center point of the permanent magnets 22nd .

Zur Veranschaulichung der Magnetisierungen der Permanentmagnete 22 sind hier für die Teilmagnete 32 schematisch Magnetisierungsvektoren 38 dargestellt, von denen der Übersichtlichkeit halber hier ebenfalls nur einige explizit gekennzeichnet sind. Jeweils einer der Magnetisierungsvektoren 38 veranschaulicht hier also eine Richtung oder Orientierung eines Magnetfeldes des jeweiligen Teilmagneten 32. Durch Überlagerung der Magnetisierungen der Teilmagnete 32 entsteht dann die Gesamtmagnetisierung beziehungsweise das Gesamtmagnetfeld des jeweiligen Permanentmagneten 22.To illustrate the magnetizations of the permanent magnets 22nd are here for the partial magnets 32 schematically magnetization vectors 38 shown, of which only a few are explicitly marked here for the sake of clarity. One of the magnetization vectors in each case 38 thus illustrates here a direction or orientation of a magnetic field of the respective partial magnet 32 . By superimposing the magnetizations of the partial magnets 32 then the total magnetization or the total magnetic field of the respective permanent magnet is created 22nd .

Für den genannten I_q-Betriebsmodus ist hier ein erster Magnetisierungsvektor 40 eines Teilmagneten 32 in einem dem Luftspalt 16 zugewandten Endbereich des linken Permanentmagneten 24 stärker in Richtung der Mittelquerachse 36 beziehungsweise in Richtung der Radiallinie 28, also der d-Achse geneigt als ein hier beispielhaft gekennzeichneter zweiter Magnetisierungsvektor 42. Dieser zweite Magnetisierungsvektor 42 repräsentiert dabei die Magnetisierung eines entlang der Längserstreckungsrichtung 34 des linken Permanentmagneten 24 weiter von dem Luftspalt 16 entfernten beziehungsweise näher an der Radiallinie 28 angeordneten Teilmagneten 32. Diese Neigung ist hier insbesondere nicht nur für den ersten Magnetisierungsvektor 40 vorgesehen. Vielmehr sind zumindest im Wesentlichen alle Magnetisierungsvektoren 38 des linken Permanentmagneten 24 relativ zu dessen Mittelquerachse 36 geneigt, sodass sie sich also nicht-parallel zu der Mittelquerachse 36 erstrecken. Diese Neigung der Magnetisierungsvektoren 38 der Teilmagnete 32 des linken Permanentmagneten 24 nimmt dabei entlang von dessen Längserstreckung 34 mit zunehmender Entfernung von der Radiallinie 28 beziehungsweise der d-Achse zu.For the I _q operating mode mentioned, there is a first magnetization vector here 40 a partial magnet 32 in one of the air gap 16 facing end of the left permanent magnet 24 stronger in the direction of the central transverse axis 36 or in the direction of the radial line 28 , that is to say the d-axis inclined as a second magnetization vector identified here as an example 42 . This second magnetization vector 42 represents the magnetization of a along the longitudinal extension direction 34 of the left permanent magnet 24 further from the air gap 16 distant or closer to the radial line 28 arranged partial magnets 32 . In particular, this inclination is not only for the first magnetization vector here 40 intended. Rather, at least essentially all are magnetization vectors 38 of the left permanent magnet 24 relative to its central transverse axis 36 inclined so that they are not parallel to the central transverse axis 36 extend. This slope of the magnetization vectors 38 the partial magnets 32 of the left permanent magnet 24 takes along its length 34 with increasing distance from the radial line 28 or the d-axis too.

Die Magnetisierungsvektoren 38 des rechten Permanentmagneten 26 können homogen und gleichmäßig ausgerichtet sein, beispielsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu dessen Mittelquerachse 36. Ebenso kann aber auch der rechte Permanentmagnet 26 eine inhomogene, insbesondere bezüglich der Mittelquerachse 36 asymmetrisch Magnetisierung aufweisen.The magnetization vectors 38 of the right permanent magnet 26th can be aligned homogeneously and uniformly, for example at least substantially parallel to its central transverse axis 36 . The right permanent magnet can also be used 26th an inhomogeneous one, especially with regard to the central transverse axis 36 have asymmetrical magnetization.

Obwohl hier - und in den übrigen Figuren - die jeweilige Asymmetrie der Magnetisierung durch die Neigung eines oder mehrerer der jeweiligen Magnetisierungsvektoren 38 veranschaulicht ist, kann die Asymmetrie der Magnetisierung zusätzlich oder alternativ durch eine entsprechende Variation der Beträge der Magnetisierungsvektoren 38, also der Magnetisierungsstärke, entlang der jeweiligen Längserstreckung 34 realisiert werden.Although here - and in the other figures - the respective asymmetry of the magnetization due to the inclination of one or more of the respective magnetization vectors 38 is illustrated, the asymmetry of the magnetization can additionally or alternatively by a corresponding variation of the magnitudes of the magnetization vectors 38 , i.e. the magnetization strength, along the respective longitudinal extension 34 will be realized.

In 3 ist in einer entsprechenden schematischen Detailansicht der Permanentmagnete 22 deren asymmetrische Magnetisierung für einen zweiten Betriebsmodus mit kombinierter I_d- und I_q-Bestromung angedeutet. Hier sind die Magnetisierungsvektoren 38 beziehungsweise der jeweilige erste Magnetisierungsvektor 40 in in der bestimmungsgemäßen Drehrichtung des Rotors 14 linken Endbereichen der Permanentmagnete 22 in Richtung der Drehrichtung, also zur q-Achse hin geneigt, insbesondere stärker als jeweilige weiter entgegen der Drehrichtung entlang der jeweiligen Längserstreckungsrichtung 34 liegende der Magnetisierungsvektoren 38, beispielsweise jeweiliger zweiter Magnetisierungsvektoren 42. Die ersten Magnetisierungsvektoren 40 sind also von der jeweiligen Mittelquerachse 36 weg geneigt. In der vorliegenden Geometrie bedeutet dies, dass für den linken Permanentmagneten 24 der erste Magnetisierungsvektor 40 von der d-Achse in Umfangsrichtung beziehungsweise in der bestimmungsgemäßen Drehrichtung weg geneigt ist. Für den rechten Permanentmagneten 26 ist der erste Magnetisierungsvektor 40 hingegen in Umfangsrichtung beziehungsweise in der bestimmungsgemäßen Drehrichtung zu der d-Achse hin geneigt.In 3 is in a corresponding schematic detailed view of the permanent magnets 22nd their asymmetrical magnetization indicated for a second operating mode with combined I _d and I _q current flow. Here are the magnetization vectors 38 or the respective first magnetization vector 40 in in the intended direction of rotation of the rotor 14th left end areas of the permanent magnets 22nd in the direction of the direction of rotation, that is to say inclined towards the q-axis, in particular more strongly than each further counter to the direction of rotation along the respective direction of longitudinal extent 34 lying of the magnetization vectors 38 , for example respective second magnetization vectors 42 . The first magnetization vectors 40 are therefore from the respective central transverse axis 36 inclined away. In the present geometry, this means that for the left permanent magnet 24 the first magnetization vector 40 is inclined away from the d-axis in the circumferential direction or in the intended direction of rotation. For the right permanent magnet 26th is the first magnetization vector 40 however, inclined in the circumferential direction or in the intended direction of rotation towards the d-axis.

4 zeigt analog zu 1 eine schematische ausschnittweise Querschnittansicht der elektrischen Maschine 10 in einer zweiten Variante. In dieser zweiten Variante kann die elektrische Maschine 10 grundsätzlich die gleichen Komponenten beziehungsweise die gleiche Struktur aufweisen. Wesentlicher Unterschied ist hierbei, dass in der zweiten Variante die Permanentmagnete 22 in einer Speichenanordnung angeordnet sind, sodass deren Längserstreckungsrichtungen 34 (siehe 5 und 6) sich in radialer Richtung erstrecken, also Radiallinien des Rotors 14 bilden. In dieser Anordnung fallen die mittig durch die Permanentmagnete 22 verlaufenden Längserstreckungsrichtungen 34 mit q-Achsen des Rotors 14, die in 1 gleichzeitig die Ränder des Polbereichs 20 bilden, zusammen. 4th shows analogously to 1 a schematic partial cross-sectional view of the electrical machine 10 in a second variant. In this second variant, the electrical machine 10 basically have the same components or the same structure. The main difference here is that in the second variant the permanent magnets 22nd are arranged in a spoke arrangement, so that their longitudinal directions 34 (please refer 5 and 6th ) extend in the radial direction, i.e. radial lines of the rotor 14th form. In this arrangement they fall through the middle of the permanent magnets 22nd extending longitudinal directions 34 with q-axes of the rotor 14th , in the 1 at the same time the edges of the pole area 20th form, together.

5 veranschaulicht in einer entsprechenden Detaildarstellung der Permanentmagnete 22 für den ersten Betriebsmodus mit zumindest im Wesentlichen reiner I_q-Bestromung der zweiten Variante der elektrischen Maschine 10 eine mögliche Asymmetrie der Magnetisierungen der Permanentmagnete 22. Hier sind die Magnetisierungsvektoren 38 beziehungsweise ein erster Magnetisierungsvektor 40 des linken Permanentmagneten 24 in einem dem Luftspalt 16 zugewandten Endbereich in Richtung der Mittelquerachse 36, also von dem Luftspalt 16 weg geneigt, insbesondere stärker als beispielsweise näher an der Mittelquerachse 36 beziehungsweise weiter von dem Luftspalt 16 entlang der Längserstreckungsrichtung 34 liegende Magnetisierungsvektoren 38, beispielsweise der zweite Magnetisierungsvektor 42. Für den rechten Permanentmagneten 26 sind hier die Magnetisierungsvektoren 38 beziehungsweise der erste Magnetisierungsvektor 40 in dem entlang der Längserstreckungsrichtung 34 dem Luftspalt 16 zugewandten Endbereich von der Mittelquerachse 36 weg, also zu dem Luftspalt 16 hin geneigt. Auch in diesem Beispiel können die beschriebenen Neigungen eines oder mehrerer der Magnetisierungsvektoren 38 auf die jeweiligen Endbereiche der Permanentmagneten 22 beschränkt sein oder entlang der Längserstreckungsrichtungen 34 unterschiedlich stark ausgeprägt sein, insbesondere kontinuierlich variieren. 5 illustrated in a corresponding detailed representation of the permanent magnets 22nd for the first operating mode with at least essentially pure I _q current supply to the second variant of the electrical machine 10 a possible asymmetry of the magnetizations of the permanent magnets 22nd . Here are the magnetization vectors 38 or a first magnetization vector 40 of the left permanent magnet 24 in one of the air gap 16 facing end area in the direction of the central transverse axis 36 , so from the air gap 16 inclined away, in particular more than, for example, closer to the central transverse axis 36 or further from the air gap 16 along the longitudinal direction 34 lying magnetization vectors 38 , for example the second magnetization vector 42 . For the right permanent magnet 26th here are the magnetization vectors 38 or the first magnetization vector 40 in that along the longitudinal direction 34 the air gap 16 facing end area from the central transverse axis 36 away, so to the air gap 16 inclined towards. In this example, too, the described inclinations of one or more of the magnetization vectors 38 on the respective end areas of the permanent magnets 22nd be limited or along the longitudinal directions 34 be differently pronounced, in particular vary continuously.

Dies gilt ebenso auch für den in 6 dargestellten Fall. Hier ist in einer analogen schematischen Detaildarstellung der Permanentmagnete 22 deren asymmetrische Magnetisierung für den zweiten Betriebsmodus mit kombinierter I_d- und I_q-Bestromung der zweiten Variante der elektrischen Maschine 10 veranschaulicht. In diesem Fall sind die Magnetisierungsvektoren 38 beziehungsweise der erste Magnetisierungsvektor 40 in dem dem Luftspalt 16 zugewandten Endbereich des linken Permanentmagneten 24 von dessen Mittelquerachse 36 weg, also in Richtung des Luftspalts 16 hin geneigt, insbesondere stärker als ein weiter von dem Luftspalt 16 entfernt liegender Magnetisierungsvektor 38, beispielsweise als der zweite Magnetisierungsvektor 42. Bei dem rechten Permanentmagneten 26 ist hier wenigstens der erste Magnetisierungsvektor 40 in einer dem Luftspalt 16 zugewandten Hälfte des rechten Permanentmagneten 26 zu dessen Mittelquerachse 36 hin, also von dem Luftspalt 16 weg geneigt, insbesondere stärker als beispielsweise der in der in der anderen Hälfte des rechten Permanentmagneten 26 angeordnete zweite Magnetisierungsvektor 42.This also applies to the in 6th illustrated case. Here is an analogous schematic detailed representation of the permanent magnets 22nd their asymmetrical magnetization for the second operating mode with combined I _d and I _q current supply of the second variant of the electrical machine 10 illustrated. In this case the magnetization vectors are 38 or the first magnetization vector 40 in which the air gap 16 facing end of the left permanent magnet 24 from its central transverse axis 36 away, i.e. in the direction of the air gap 16 inclined towards, in particular more than one further from the air gap 16 distant magnetization vector 38 , for example, as the second magnetization vector 42 . At the right permanent magnet 26th is here at least the first magnetization vector 40 in one of the air gap 16 facing half of the right permanent magnet 26th to its central transverse axis 36 out, so from the air gap 16 inclined away, in particular more strongly than, for example, the one in the other half of the right permanent magnet 26th arranged second magnetization vector 42 .

Die hier in den Figuren veranschaulichten Asymmetrien stellen lediglich jeweilige Beispiele für eine konkrete Geometrie, eine vorgegebene Drehrichtung, einen bestimmten Betriebsmodus und/oder Arbeitspunkt und/oder dergleichen mehr dar. Für andere Ausgestaltungen beziehungsweise für andere Werte dieser Parameter kann die jeweilige optimale Magnetisierung beziehungsweise deren Asymmetrie also anders aussehen.The asymmetries illustrated here in the figures merely represent respective examples for a specific geometry, a predetermined direction of rotation, a specific operating mode and / or operating point and / or the like. For other configurations or for other values of these parameters, the respective optimal magnetization or their So asymmetry look different.

Die jeweilige optimale Magnetisierung beziehungsweise deren jeweilige optimale Asymmetrie kann beispielsweise automatisch durch einen vorgegebenen Optimierungsalgorithmus beziehungsweise anhand eines vorgegebenen Modells der jeweiligen elektrischen Maschine 10 bestimmt werden. Ein solcher Optimierer kann dabei die Orientierung der Magnetisierungsvektoren 38 und/oder deren Beträge, also eine jeweilige lokale Magnetisierungsstärke, beispielsweise für unterschiedliche Bereiche der Permanentmagnete 22 beziehungsweise für die verschiedenen Teilmagnete 32 frei, also in einem gesamten oder vollständigen Parameter- oder Wertebereich variieren. Grundsätzlich könnte die Orientierung der Magnetisierungsvektoren 38 also zumindest in der Querschnittsebene zwischen 0 und 360° variiert werden. Ebenso könnten die Beträge der Magnetisierungsvektoren 38, also die Magnetisierungsstärke zwischen 0 und einem, beispielsweise materialabhängigen, Maximalwert variiert werden. Ebenso kann die Magnetisierung in axialer Richtung variiert sein. Es kann vorteilhaft sein, eine Beschränkung auf einen vorgegebenen Werte- oder Variationsbereich als Randbedingung vorzugeben. Dadurch kann dann beispielsweise ein Rechenaufwand reduziert und/oder es können dadurch praktische Beschränkungen oder Anforderungen berücksichtigt werden. Weiter kann als mögliche Option zudem vorgegeben sein, dass ein Teilbereich des jeweiligen Permanentmagneten 22 oder eines für diesen vorgesehenen Bauraums durch ein nicht-magnetisches Material gebildet oder gefüllt werden kann. Mit anderen Worten kann also der jeweilige Permanentmagnet 22 also beispielsweise verkürzt und/oder bereichsweise ausgespart werden. Eine solche Aussparung kann dann ein offenes oder leeres, beispielsweise luftgefülltes Volumen sein oder durch ein Ersatz- oder Füllmaterial ausgefüllt sein. Diese Ausgestaltung kann für einen oder beide der Permanentmagnete 22 vorgesehen werden, wobei die beiden Permanentmagnete in dieser Hinsicht gleich oder ungleich ausgestaltet sein können. Durch die Verkürzung und/oder bereichsweise Aussparung - oder allgemein durch eine unterschiedliche Form der Permanentmagnete 22 - kann in dem Polbereich 20 also eine geometrische Asymmetrie erzeugt werden.The respective optimal magnetization or its respective optimal asymmetry can, for example, be done automatically by a predetermined optimization algorithm or on the basis of a predetermined model of the respective electrical machine 10 to be determined. Such an optimizer can orient the magnetization vectors 38 and / or their amounts, that is to say a respective local magnetization strength, for example for different areas of the permanent magnets 22nd or for the various partial magnets 32 can vary freely, i.e. in an entire or complete range of parameters or values. Basically the orientation of the magnetization vectors could be 38 thus be varied between 0 and 360 ° at least in the cross-sectional plane. The magnitudes of the magnetization vectors could also 38 , so the magnetization strength can be varied between 0 and a, for example material-dependent, maximum value. The magnetization can also be varied in the axial direction. It can be advantageous to specify a restriction to a predefined range of values or variation as a boundary condition. In this way, for example, a computational effort can be reduced and / or practical restrictions or requirements can thereby be taken into account. Furthermore, it can also be specified as a possible option that a partial area of the respective permanent magnet 22nd or an installation space provided for this can be formed or filled by a non-magnetic material. In other words, the respective permanent magnet can 22nd thus, for example, be shortened and / or omitted in certain areas. Such a recess can then be an open or empty, for example air-filled volume, or it can be filled with a replacement or filler material. This configuration can be used for one or both of the permanent magnets 22nd are provided, wherein the two permanent magnets can be designed the same or different in this regard. Through the shortening and / or cut-out in certain areas - or generally through a different shape of the permanent magnets 22nd - can be in the pole area 20th thus a geometric asymmetry can be generated.

Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele mögliche eingebettete Magnettopologien mit V-förmiger Anordnung zweier Permanentmagnete 22 in einem Polbereich 20 mit divergierenden Magnetisierungsvektoren 38, durch die ein verbesserter Betrieb der jeweiligen elektrischen Maschine 10 realisiert werden kann. Dabei können also einzelne Bereiche in den jeweiligen Magneten unterschiedlich stark und/oder mit unterschiedlichen Orientierungen magnetisiert werden. Dadurch können beispielsweise veränderte Betriebs- oder Arbeitspunkte entstehen, eine Drehmomentausbeute erhöht, ein für ein bestimmtes Drehmoment notwendiges Magnetvolumen reduziert, eine Grundharmonische und harmonische Oberwellen hinsichtlich einer verbesserten Effizienz, Akustik und/oder Drehmomentwelligkeit optimiert und/oder eine Kostenreduktion erreicht werden.Overall, the examples described show possible embedded magnet topologies with a V-shaped arrangement of two permanent magnets 22nd in a pole area 20th with diverging magnetization vectors 38 , through which an improved operation of the respective electrical machine 10 can be realized. Thus, individual areas in the respective magnets can be magnetized to different degrees and / or with different orientations. As a result, for example, changed operating or working points can arise, a torque yield can be increased, a magnet volume required for a specific torque can be reduced, a fundamental harmonic and harmonic harmonics can be optimized with regard to improved efficiency, acoustics and / or torque ripple and / or a cost reduction can be achieved.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: elektrische Maschineelectric machine
1212th: Statorstator
1414th: Rotorrotor
1616: LuftspaltAir gap
1818th: DrehachseAxis of rotation
2020th: PolbereichPole area
2222nd: PermanentmagnetePermanent magnets
2424: linker Permanentmagnetleft permanent magnet
2626th: rechter Permanentmagnetright permanent magnet
2828: RadiallinieRadial line
3030th: MagnetisierungswicklungMagnetizing winding
3232: TeilmagnetePart magnets
3434: LängserstreckungsrichtungLongitudinal direction
3636: MittelquerachseCentral transverse axis
3838: MagnetisierungsvektorenMagnetization vectors
4040: erster Magnetisierungsvektorfirst magnetization vector
4242: zweiter Magnetisierungsvektorsecond magnetization vector
dd: d-Achsed-axis
qq: q-Achseq axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102014105171 A1 [0002]

Claims

A rotor (14) for an electrical machine (10), having a plurality of pole regions (20), wherein - Two permanent magnets (22) are arranged in at least one pole region (20), the directions of their longitudinal extension (34) in a cross-sectional plane that is at least substantially perpendicular to a central axis of rotation (18) of the rotor (14) to a radial direction between the two permanent magnets (22) and through the axis of rotation (18) of the rotor (14) running line (d, 28) are inclined so that the longitudinal directions (34) form a V-formation, and - a magnetization for at least one of the permanent magnets (22, 24, 26) is varied along its longitudinal extension (34) to increase a magnetic flow in an air gap (16) adjoining the rotor (14), so that orientations of local magnetization vectors (38) and / or the amount of which for the respective permanent magnet (22, 24, 26) is asymmetrical in relation to a respective central transverse axis (36) which is at least substantially perpendicular to the axis of rotation (18) and to the respective longitudinal extension direction (34) and runs in the cross-sectional plane of the respective permanent magnet (22, 24, 26).

Rotor (14) Claim 1 , characterized in that the two permanent magnets (22) are inclined in such a way that their ends, which are further spaced apart in the circumferential direction of the rotor (14), face the air gap (16).

Rotor (14) according to one of the preceding claims, characterized in that for an operating mode with at least almost pure I _q current flow in an area facing the air gap (16) of that of the permanent magnets (22, 24) which is the line running radially between them is closest in the intended direction of rotation of the rotor (14), a local magnetization vector (38, 40) is more inclined towards the central transverse axis (36) of this permanent magnet (22, 24) than is closer to this central transverse axis (36) and / or Another local magnetization vector (38, 42) of this permanent magnet (22, 24) lying opposite a side of the central transverse axis (36).

Rotor (14) according to one of the preceding claims, characterized in that for an operating mode with combined I _d and I _q current flow in an area facing the air gap (16) of that one of the permanent magnets (22, 24) which is radially between them running line (d, 28) in the intended direction of rotation of the rotor (14) is closest, a local magnetization vector (38, 40) inclined more in the direction of the air gap (16) away from the central transverse axis (36) of this permanent magnet (22, 24) is than a further local magnetization vector (38, 42) of this permanent magnet (22, 24) which is closer to this central transverse axis (36) and / or on an opposite side of this central transverse axis (36).

Rotor (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnets (22) are each composed of several partial magnets (32).

Rotor (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetization for at least one of the permanent magnets (22) is varied in the axial direction of the axis of rotation (18).

The rotor (14) according to any one of the preceding claims, characterized in that the rotor (14) has at least one magnetization winding (30) in the form of an electrical conductor which is guided at least in some areas along one of the permanent magnets (22), so that a current flow to the magnetization winding (30 ) The generated magnetic field acts on the permanent magnet (22) to reverse magnetize it.

Electrical machine (10), having a stator and a rotor (14) according to one of the preceding claims, spaced apart therefrom by an air gap (16).

Electric machine (10) according to Claim 8 , characterized in that the electrical machine (10) is set up to bring about a magnetic reversal field for reversing the magnetization of at least one of the permanent magnets (22) of the rotor (14) by energizing a stator winding.

Motor vehicle, having an electrical machine (10) according to one of the Claims 8 and 9 .