DE102021206967A1

DE102021206967A1 - Elektromotor mit einer rotoranordnung mit segmentiertem permanentmagneten

Info

Publication number: DE102021206967A1
Application number: DE102021206967.3A
Authority: DE
Inventors: Md Sariful Islam; Mohammad Islam
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2021-07-02
Publication date: 2022-01-20
Also published as: US20220006337A1; US11791676B2; KR20220003982A

Abstract

Ein Permanentmagnetmotor umfasst: eine Rotoranordnung, dazu ausgelegt, relativ zu einem Stator drehbar zu sein, wobei die Rotoranordnung Magnettaschen definiert, und ein segmentierter Permanentmagnet, der eine Vielzahl von Magnetsegmenten umfasst, die ein oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten aufweisen, die ein anderes magnetisches Material als ein anderes oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten aufweisen, ist in jeder der Magnettaschen der Rotoranordnung angeordnet. Der segmentierte Permanentmagnet ist in einer Umfangsrichtung segmentiert. Das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen magnetisches Material, das eine höhere Koerzitivfeldstärke aufweist oder bei einer höheren Temperatur betreibbar ist, als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten. Das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen einen Seltenerdpermanentmagneten, einen Magneten mit hoher Energiedichte, einen Samarium-Cobalt- (Sm-Co-) Magneten oder einen Neodym-Eisen-Bor- (Nd-Fe-B-) Magneten.

Description

HINTERGRUND
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen allgemein einen Elektromotor und insbesondere eine Struktur und Komponenten einer Rotoranordnung eines Permanentmagnetmotors zur Verbesserung der Motorleistung und Reduzierung von Drehmomentwelligkeit.
Ein Motor ist eine allgemein bekannte elektrische Maschine, die unter Verwendung einer Magnetfeldverbindung elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. Permanentmagnetelektromotoren sind für ihren hohen Wirkungsgrad bekannt. Außerdem sind die Permanentmagnetmotoren für ihre Robustheit, Regelbarkeit und die Freiheit von elektrischer Funkenbildung bekannt. Aufgrund ihrer Vorteile werden die Permanentmagnetmotoren in Automobilanwendungen weithin eingesetzt.
Eines der bekannten Probleme des Permanentmagnetmotors ist jedoch Drehmomentwelligkeit. Zu den Quellen von Drehmomentwelligkeit in den Permanentmagnetmotoren gehören inhärente Oberschwingungen in der Flussverkettung und Kleben. Kleben kann ein Begriff sein, der zum Beschreiben des Drehmoments des von der Energiequelle getrennten Permanentmagnetmotors verwendet wird. Die Präsenz von Oberschwingungen in der Flussverkettung resultiert in einem unmittelbaren Drehmoment, das als eine Funktion der Rotorposition pulsiert. Drehmomentwelligkeit kann in vielen Permanentmagnetmotoranwendungen, insbesondere bei niedriger Geschwindigkeit, generell unerwünscht sein.
Permanentmagneten mit einer hohen Energiedichte können für den Entwurf von Permanentmagnetmotoren für Fahrzeuge entscheidend sein. Aktuelle Motorentwürfe können Seltenerdpermanentmagneten nutzen, die leicht den Leistungszielen entsprechen. Die Bedenken hinsichtlich der Kosten und des instabilen Angebots an Seltenerdressourcen nehmen jedoch zu.
Die folgenden Ausführungsformen werden mit Bezug auf diese und andere allgemeine Überlegungen beschrieben. Obwohl relativ konkrete Probleme diskutiert werden, versteht es sich, dass die Ausführungsformen nicht auf die Lösung der im Stand der Technik benannten konkreten Probleme beschränkt sein sollten.
ABRISS
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen werden sollte, und aus den Ansprüchen, die am Ende der ausführlichen Beschreibung angefügt sind, leichter zu verstehen und zu erschließen sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann eine Rotoranordnung eines Permanentmagnetmotors, dazu ausgelegt, relativ zu einem Stator drehbar zu sein, eine Vielzahl von Magnettaschen aufweisen, wobei jede der Magnettaschen einen segmentierten Permanentmagneten aufweist, der eine Vielzahl von Magnetsegmenten umfasst, beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, Hochtemperaturmagnetsegmente und Magnetsegmente für niedrigere Temperaturen. Der segmentierte Permanentmagnet, der Hochtemperaturmagnetsegmente und Magnetsegmente für niedrigere Temperaturen aufweist, kann unerwünschte Drehmomentwelligkeit, die in unerwünschten Vibrationen und Geräuschen resultieren kann, reduzieren, kann eine bessere Entmagnetisierungsleistung erreichen und kann im Vergleich zu einem Motor mit einem einzelnen Permanentmagneten geringere Herstellungskosten des Permanentmagnetmotors aufweisen.
Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann ein Permanentmagnetmotor umfassen: eine Rotoranordnung, dazu ausgelegt, relativ zu einem Stator drehbar zu sein, wobei die Rotoranordnung eine Vielzahl von Magnettaschen definiert, und ein segmentierter Permanentmagnet, der eine Vielzahl von Magnetsegmenten umfasst, die ein oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten aufweisen, die ein anderes magnetisches Material als ein anderes oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten aufweisen, ist in jeder der Magnettaschen der Rotoranordnung angeordnet. Der segmentierte Permanentmagnet kann in einer Umfangsrichtung segmentiert sein. Das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten können einen Seltenerdpermanentmagneten oder einen Magneten mit hoher Energiedichte umfassen. Das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten können einen Samarium-Cobalt- (Sm-Co-) Magneten oder einen Neodym-Eisen-Bor- (Nd-Fe-B-) Magneten umfassen.
Der eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten können magnetisches Material, das eine höhere Koerzitivfeldstärke als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten aufweist, umfassen. Das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen magnetisches Material mit höherer Koerzitivfeldstärke als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, können an gegenüberliegenden Enden des segmentierten Permanentmagneten angeordnet sein, und das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit geringerer Koerzitivfeldstärke als das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, können in einer Mitte des segmentierten Permanentmagneten angeordnet sein. Das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit höherer Koerzitivfeldstärke als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, kann kleiner als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit geringerer Koerzitivfeldstärke als das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, sein. Eine Länge des einen oder mehrerer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit höherer Koerzitivfeldstärke als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, kann kürzer als eine Länge des anderen oder anderer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit geringerer Koerzitivfeldstärke als das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, sein. Eine Breite des einen oder mehrerer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit höherer Koerzitivfeldstärke als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, kann identisch mit oder kürzer als eine Breite des anderen oder anderer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit geringerer Koerzitivfeldstärke als das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, sein.
Das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen magnetisches Material, das bei einer höheren Temperatur als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten betreibbar ist. Das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, angeordnet an gegenüberliegenden Enden des segmentierten Permanentmagneten, weisen ein magnetisches Hochtemperaturmaterial auf, und das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, angeordnet in einer Mitte des segmentierten Permanentmagneten, kann magnetisches Material für niedrigere Temperaturen aufweisen. Das magnetische Hochtemperaturmaterial kann bei einer höheren Temperatur als das magnetische Material für niedrigere Temperaturen betreibbar sein. Das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Hochtemperaturmaterial aufweisen, kann kleiner als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material für niedrigere Temperaturen aufweisen, sein. Eine Länge des einen oder mehrerer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Hochtemperaturmaterial aufweisen, kann kürzer als eine Länge des anderen oder anderer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material für niedrigere Temperaturen aufweisen, sein. Eine Breite des einen oder mehrerer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Hochtemperaturmaterial aufweisen, kann identisch mit oder kürzer als eine Breite des anderen oder anderer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material für niedrigere Temperaturen aufweisen, sein.
Ein Luftspalt oder ein nicht magnetisches Material kann zwischen einer Innenfläche einer der Magnettaschen und einer Außenfläche des einen oder mehrerer der Magnetsegmente, positioniert an gegenüberliegenden Enden des segmentierten Permanentmagneten, angeordnet sein.
Die Vielzahl von Magnetsegmenten, die im segmentierten Permanentmagneten enthalten sind, können einander direkt kontaktieren.
Gemäß bestimmter beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann ein Permanentmagnetmotor umfassen: eine Rotoranordnung, dazu ausgelegt, relativ zu einem Stator drehbar zu sein, wobei die Rotoranordnung eine Vielzahl von Magnettaschen definiert, ein segmentierter Permanentmagnet, der Randmagnetsegmente, die an gegenüberliegenden Enden des segmentierten Permanentmagneten angeordnet sind, und ein oder mehrere mittlere Magnetsegmente, die zwischen den Randmagnetsegmenten angeordnet sind, umfasst, ist in jeder der Magnettaschen der Rotoranordnung angeordnet, und die Randmagnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten weisen ein anderes magnetisches Material als das eine oder mehrere mittlere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten auf. Der segmentierte Permanentmagnet kann in einer Umfangsrichtung segmentiert sein. Die Randmagnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten können einen Seltenerdpermanentmagneten oder einen Magneten mit hoher Energiedichte umfassen. Die Randmagnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten können einen Samarium-Cobalt- (Sm-Co-) Magneten oder einen Neodym-Eisen-Bor- (Nd-Fe-B-) Magneten umfassen.
Die Randmagnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten können magnetisches Material, das eine höhere Koerzitivfeldstärke als das eine oder mehrere mittlere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten aufweist, umfassen.
Die Randmagnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten können magnetisches Material umfassen, das bei einer höheren Temperatur als das eine oder mehrere mittlere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten betreibbar ist.
Die Randmagnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten können kleiner als das eine oder mehrere mittlere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten sein. Eine Länge der Randmagnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten kann kürzer als eine Länge des einen oder mehrerer mittlerer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten sein. Eine Breite der Randmagnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten kann identisch mit oder kürzer als eine Breite des einen oder mehrerer mittlerer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten sein.
Ein Luftspalt oder ein nicht magnetisches Material kann zwischen einer Innenfläche einer der Magnettaschen und einer Außenfläche der Randmagnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten angeordnet sein.
Dieser Abriss soll eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form vorstellen, die nachstehend in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Es ist weder beabsichtigt, dass dieser Abriss Hauptmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifiziert noch soll er verwendet werden, den Bereich des beanspruchten Gegenstands zu beschränken.
Figurenliste
Es werden verschiedene Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben:

1 ist eine horizontale Querschnittsansicht eines Permanentmagnetmotors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Permanentmagnetmotors gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
Die 3 und 4 sind Querschnittsansichten einer Rotoranordnung eines Permanentmagnetmotors gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
5 zeigt ein Diagramm von Flussdichte während Entmagnetisierung bei 180°C; und
6 ist ein Diagramm von Drehmoment versus Rotorposition.

Einander entsprechende Bezugszeichen und Symbole in den verschiedenen Figuren bezeichnen im Allgemeinen entsprechende Teile, solange nichts anderes angegeben ist. Die Figuren sind gezeichnet, um die relevanten Aspekte der Ausführungsformen eindeutig zu veranschaulichen, und sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der folgenden Beschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der vorliegenden Offenbarung bilden und in denen auf dem Wege der Veranschaulichung konkrete Ausführungsformen gezeigt sind, mit denen die Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann. Diese Ausführungsformen werden ausreichend detailliert beschrieben, um einen Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, und es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen verwendet werden können und dass strukturelle, logische und elektrische Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist folglich nicht in einem einschränkenden Sinn zu verstehen, und der Schutzumfang der Erfindung ist ausschließlich durch die anhängenden Ansprüche und Äquivalente davon definiert. Gleiche Zahlen in den Figuren bezeichnen gleiche Komponenten, was aus dem Nutzungskontext offensichtlich sein sollte.
Die 1 und 2 veranschaulichen Querschnittsansichten eines Permanentmagnetmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Ein Permanentmagnetmotor 10 umfasst eine Rotoranordnung 100, einen Stator 500 und eine Rotorwelle 600. Die Rotoranordnung 100 ist für Drehung innerhalb und relativ zum Stator 500 angeordnet. Die Rotoranordnung 100 kann drehbar auf der Rotorwelle 600 sitzen. Alternativ kann die Rotoranordnung 100 um den Stator 500 angeordnet sein, um einen Außenrotormotor zu definieren. Die Rotoranordnung 100 und der Stator 500 können jeweils um eine zentrale Achse 102 angeordnet sein und sich ihr entlang erstrecken. Die Rotoranordnung 100 kann konzentrisch mit dem Stator 500 angeordnet sein.
Die Stator 500 umfasst einen Statorkern 510 und elektromagnetische Wicklungen 520. Leiter sind im Statorkern 510 angeordnet, um die elektromagnetischen Wicklungen 520 auszubilden. Beispielsweise kann der Stator 500 aus dem Eisenkern 510, hergestellt aus einem Stapel von Statorlaminierungen 503 von 2, und einer Wicklungsanordnung 520 für Leiter, die einen Erregungsstrom führen, bestehen. Durch die Statorwicklungen 520 fließender Strom erzeugt einen elektromagnetischen Fluss durch den Stator. Der Statorfluss kann durch Einstellen der Größenordnung und Frequenz des durch die Statorwicklungen 520 fließenden Stroms geregelt werden.
Die Rotoranordnung 100 kann einen Rotorkern 104 umfassen, der auf der Rotorwelle 600 angeordnet ist. Der Rotorkern 104 kann sich zwischen einer inneren Rotorfläche und einer äußeren Rotorfläche radial erstrecken (relativ zur zentralen Achse 102). Die innere Rotorfläche kann die Rotorwelle 600 kontaktieren und an ihr befestigt sein und kann dichter zur zentralen Achse 102 angeordnet sein als die äußere Rotorfläche. Die äußere Rotorfläche kann von einer inneren Statorfläche des Stators 500 um, beispielsweise, einen Luftspalt dazwischen beabstandet sein.
Wie in 2 gezeigt, können die Rotoranordnung 100 und die Statoranordnung 500 als mehrere Rotorlaminierungen 103, die den Rotorkern 104 ausbilden, und mehrere Statorlaminierungen 503, die den Statorkern 510 ausbilden, implementiert sein. Die mehreren Rotorlaminierungen 103 und die mehreren Statorlaminierungen 503 sind in einer axial gestapelten Beziehung angeordnet. Beispielsweise sind die mehreren Rotorlaminierungen 103 und die mehreren Statorlaminierungen 503 entlang der zentralen Achse 102 gestapelt. Eine Anzahl von Laminierungen in einem bestimmten Entwurf kann genutzt werden, je nach Wahl des Entwurfs.
Die Rotoranordnung 100 ist dazu ausgelegt, um die zentrale Achse 102 drehbar zu sein, und definiert eine Vielzahl von Magnettaschen 110 (z. B. Löcher oder Hohlräume), die innerhalb der Rotoranordnung 100 entlang einer radial nach außen gewandten Fläche der Rotoranordnung 100 verteilt sind. Die Magnettaschen 110 weisen verschiedene Konfigurationen auf, beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, einen V-Typ, einen Speichentyp, einen Stangentyp, einen I-Typ oder einen anderen geeigneten Typ. Mindestens ein segmentierter Permanentmagnet 120 kann in jeder der Magnettaschen 110 angeordnet sein. Ein Luftspalt oder ein nicht magnetisches Material (z. B. Nylon oder ein anderes Füllmaterial) 130 kann zwischen einer Innenfläche der Magnettasche 110 und einer Außenfläche eines Endes oder Randes des segmentierten Permanentmagneten 120 angeordnet sein.
Die Rotoranordnung 100 kann den Rotorkern 104, hergestellt aus einem Stapel von Rotorlaminierungen 103, und eine Vielzahl segmentierter Permanentmagneten 120, eingesetzt in die Magnettaschen 110, die durch den Rotorkern 104 definiert sind, umfassen. Der Rotorkern 104 kann beispielsweise aus Siliziumstahl, Nickeleisen, amorphem Eisen und dergleichen hergestellt sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Permanentmagneten 120 in der Rotoranordnung 100 können einen elektromagnetischen Fluss im Rotor erzeugen. Der Rotorfluss kann aufgrund der Formen und Größen der diskreten Permanentmagneten Oberschwingungsflüsse aufweisen. Der Statorfluss und der Rotorfluss können im Luftspalt zwischen der Rotoranordnung 100 und dem Stator 500 verteilt sein. Interaktion zwischen dem Statorfluss und dem Rotorfluss veranlasst die Rotoranordnung, sich relativ zum Stator 500 zu drehen.
Die Rotoranordnung 100 umfasst eine Anzahl von Polen 140. Jeder Pol 140 kann eine oder mehrere Magnettaschen 110 umfassen, in die ein oder mehrere segmentierte Permanentmagneten 120 eingesetzt sind. Jede Gruppe der segmentierten Permanentmagneten 120, angeordnet in den Magnettaschen 110, kann einen einzelnen Magnetpol 140 ausbilden.
In einer in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform sind eine Vielzahl (z. B. sechzehn) der Magnettaschen 110 entlang der radial außenseitigen Oberfläche der Rotoranordnung 100 verteilt. Jede der Magnettaschen 110 ist in der Querschnittsform im Wesentlichen rechteckig. Jede der Magnettaschen 110 ist dazu ausgelegt, das Einsetzen des segmentierten Permanentmagneten 120 in jede von den Magnettaschen 110 zu ermöglichen, während sie auch einen akzeptablen Halt und eine zuverlässige Positionierung des segmentierten Permanentmagneten 120 in jeder der Magnettaschen 110 bereitstellt. Ein Pol 140 kann ein Paar von Magnettaschen 110 umfassen, die eine V-Form ausbilden, wobei in jede Magnettasche 110 ein segmentierter Permanentmagnet 120 eingesetzt ist. Benachbarte Paare zweier Magnettaschen 110 können ausgebildet und symmetrisch angeordnet sein. Eine Polposition kann allgemein durch eine Mittelpolachse 150 definiert sein, die sich von der zentralen Achse 102 radial in Richtung der Außenfläche der Rotoranordnung 100 entlang eines Mittelpunkts zwischen benachbarten Magnettaschen 110 erstreckt. Die interpolaren Achsen (z. B. 151, 152) können sich radial von der mittleren Achse 102 in Richtung der Außenfläche der Rotoranordnung 100 zwischen benachbarten Polen erstrecken. Jeder Pol 140 kann einen zugehörigen Oberflächenbereich auf der Außenumfangsfläche der Rotoranordnung 100 aufweisen. Jeder Pol 140 kann durch die Bogenlänge auf der Oberfläche zwischen benachbarten interpolaren Achsen 151, 152 repräsentiert sein. Ein oder mehrere Luftlöcher oder nicht magnetisches Material (z. B. Nylon oder ein anderes Füllmaterial) 135 kann zwischen den Magnettaschen 110 angeordnet sein, einen einzelnen Pol 140 ausbildend.
Jeder segmentierte Permanentmagnet 120 umfasst eine Vielzahl von Magnetsegmenten. Der segmentierte Permanentmagnet 120 kann in einer Umfangsrichtung segmentiert sein. Alternativ kann der segmentierte Permanentmagnet 120 kann in einer radialen Richtung oder jeglicher geeigneten Richtung segmentiert sein.
Ein oder mehrere in dem segmentierten Permanentmagneten 120 enthaltene Magnetsegmente können ein anderes magnetisches Material als ein anderes oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten 120 aufweisen.
Zum Beispiel umfassen ein oder mehrere in dem segmentierten Permanentmagneten 120 enthaltene Magnetsegmente magnetisches Material, das eine höhere Koerzitivfeldstärke als ein anderes oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten 120 aufweist. Die Koerzitivfeldstärke kann ein Grad von Widerstand gegenüber Entmagnetisierung sein, die durch Temperatur, magnetische Kraft oder eine andere externe Kraft gegen einen Magneten verursacht werden kann. Magneten können entsprechend der Koerzitivfeldstärke eingeteilt werden. Beispielsweise bedeutet ein Magnet mit einem „M“ (z. B. N35M, N42M usw.) allgemein, dass ein Magnet in einer Betriebsumgebung bis zu 100°C genutzt werden kann. Ein „H“-Material ist bis zu 120 °C betreibbar, „SH“ bis zu 150 °C, „UH“ bis zu 180 °C, „EH“ bis zu 200 °C, und ein „TH“ bis zu 220 °C. Dies sind jedoch Beispiele der Einteilungen basierend auf der Betriebstemperatur, und Magneten können unter Berücksichtigung anderer Faktoren in Koerzitivfeldstärkeklassen eingeteilt werden.
Ein oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten 120 können magnetisches Material einer höheren Klasse als ein anderes oder andere Magnetsegmente, die in dem gleichen segmentierten Permanentmagneten 120 enthalten sind, aufweisen. Beispielsweise umfassen ein oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten 120 magnetisches Hochtemperaturmaterial, während ein anderes oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten 120 magnetisches Material für niedrigere Temperaturen aufweisen.
Das magnetische Hochtemperaturmaterial ist bei einer höheren Temperatur als das magnetische Material für niedrigere Temperaturen betreibbar. Das magnetische Hochtemperaturmaterial kann seine magnetischen Eigenschaften selbst bei einer hohen Temperatur beibehalten. Der Hochtemperaturmagnet kann eine hohe Curie-Temperatur oder einen hohen Curie-Punkt aufweisen, der einen Verlust des ferromagnetischen Verhaltens verursacht. Der Hochtemperaturmagnet kann beispielsweise ein Seltenerdpermanentmagnet oder ein Magnet mit hoher Energiedichte mit magnetischen Feldern, die über die Vielfalt von Umgebungsbedingungen und breite Temperaturbereiche stabil sind, sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise umfasst das magnetische Hochtemperaturmaterial magnetische Komponenten aus Samarium-Cobalt (Sm-Co) oder Neodym-Eisen-Bor (Nd-Fe-B). Samarium-Cobalt (Sm-Co) und Neodym-Eisen-Bor (Nd-Fe-B) sind eine Legierung der Elementgruppe der Lanthanide. Samarium-Cobalt-Magneten und Neodym-Eisen-Bor-Magneten sind in einer Anzahl unterschiedlicher Klassen, die einen breiten Bereich von Eigenschaften und Anwendungsanforderungen überspannen, verfügbar. Die Curie-Temperatur der Neodym-Magneten (Nd-Fe-B) beträgt etwa 310 °C, und Samarium-Cobalt-Magneten sind bei Temperaturen von bis zu 350 °C betreibbar, abhängig von der Klasse und dem Permeanzkoffizienten. Die Eigenschaften des Hochtemperaturpermanentmagneten überschreiten jene der permanentmagnetischen Materialien für niedrigere Temperaturen wie Ferrit- oder Alnico-Magneten. Das magnetische Hochtemperaturmaterial kann eine hohe Energiedichte und Koerzitivfeldstärke und Leistungsstabilität aufweisen. Das magnetische Hochtemperaturmaterial kann einen Betrieb von Elektromotoren bei höheren Temperaturen ohne Entmagnetisierung ermöglichen und kann zu einer höheren Energiedichte der Elektromotoren führen. Das magnetische Hochtemperaturmaterial kann stärkere magnetische Felder als der Magnet für niedrigere Temperaturen produzieren. Das von Seltenerdmagneten produzierte magnetische Feld kann 1,4 Tesla überschreiten, während Ferrit- oder Keramikmagneten typischerweise Felder von 0,5 bis 1 Tesla aufweisen.
Beispielsweise können ein oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten 120 mit höherer Koerzitivfeldstärke, höherer Klasse oder höherer Betriebstemperatur (nachfolgend „Hochtemperaturmagnetsegment“) die Komponenten von Samarium-Cobalt (Sm-Co) oder Neodym-Eisen-Bor (Nd-Fe-B), einen Permanentmagneten mit hoher Energiedichte oder einen Seltenerdpermanentmagneten umfassen. Ein anderes oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten 120 mit geringerer Koerzitivfeldstärke, einer niedrigeren Klasse oder einer niedrigeren Betriebstemperatur (nachfolgend „Magnetsegment für eine niedrigere Temperatur“) kann magnetisches Material mit der Klasse H, SH oder UH oder konventionelle Permanentmagneten wie Alnico-, Ferrit- oder Keramikmagneten aufweisen.
Ein oder mehrere Hochtemperaturmagnetsegmente können an einem oder beiden gegenüberliegenden Enden des segmentierten Permanentmagneten 120 positioniert sein, während ein oder mehrere Magnetsegmente für niedrigere Temperaturen des segmentierten Permanentmagneten 120 zwischen den End- oder Randsegmenten des segmentierten Permanentmagneten 120 oder in der Mitte des segmentierten Permanentmagneten 120 angeordnet sein können. In beispielhaften Ausführungsformen, gezeigt in den 3 und 4, können End- oder Randmagnetsegmente (121-1, 123-1 von 3 oder 121-2, 123-2 von 4) des segmentierten Permanentmagneten 120 Hochtemperaturmagnetsegmente sein, und das mittlere Magnetsegment 122 kann ein Magnetsegment für niedrigere Temperaturen sein. Das erste Endmagnetsegment 121-1, 123-1 und das zweite Endmagnetsegment 121-2, 123-2 des segmentierten Permanentmagneten 120 können aus dem gleichen magnetischen Hochtemperaturmaterial wie jedes andere hergestellt sein, dies ist jedoch nicht erforderlich. Alternativ kann das erste Endmagnetsegment 121-1, 123-1 ein anderes magnetisches Material als das zweite Endmagnetsegment 121-2, 123-2 aufweisen. Das erste Endmagnetsegment 121-1, 123-1 und das zweite Endmagnetsegment 121-2, 123-2, hergestellt aus unterschiedlichen magnetischen Materialien, können jedoch identische oder einander ähnliche Klassen aufweisen und können eine höhere Koerzitivfeldstärke oder mögliche Betriebstemperatur als das mittlere Magnetsegment 122 aufweisen. Obwohl die 3 und 4 das mittlere Magnetsegment 122 des segmentierten Permanentmagneten 120 als ein einzelnes Segment veranschaulichen, kann der segmentierte Permanentmagnet 120 eine Vielzahl mittlerer Magnetsegmente umfassen, die aus dem gleichen oder einem sich voneinander unterscheidenden magnetischen Material bestehen. Wenn der segmentierte Permanentmagnet 120 darüber hinaus eine Vielzahl mittlerer Magnetsegmente mit einem unterschiedlichen magnetischen Material umfasst, können die mittleren Magnetsegmente ein magnetisches Material von ähnlicher Klasse aufweisen, sind aber nicht darauf beschränkt.
Die Hochtemperaturmagnetsegmente und die Magnetsegmente für niedrigere Temperaturen des segmentierten Permanentmagneten 120 können in Abhängigkeit vom konkreten Entwurf und der vorgesehenen Verwendung verschiedene Formen und Größen aufweisen.
Das Hochtemperaturmagnetsegment (z. B. 121-1, 123-1 oder 121-2, 123-2) des segmentierten Permanentmagneten 120 kann kleiner als das Magnetsegment für niedrigere Temperaturen (z. B. 122) des segmentierten Permanentmagneten 120 sein. Das Volumenverhältnis zwischen dem Hochtemperaturmagnetsegment (z. B. 121-1, 123-1 oder 121-2, 123-2) und dem Magnetsegment für niedrigere Temperaturen (z. B. 122) kann beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, 15 %:85 % bis 25 %:75 % sein (vorzugsweise 20 %:80 %). Dieser Bereich kann die Drehmomentwelligkeit mit geringer Drehmomentreduzierung reduzieren und kosteneffektiv sein.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, kann die Breite des Hochtemperaturmagnetsegments (z. B. 121-1, 123-1 oder 121-2, 123-2) des segmentierten Permanentmagneten 120 kürzer als die Breite des Magnetsegments für niedrigere Temperaturen (z. B. 122) des segmentierten Permanentmagneten 120 sein. Alternativ sind die Breiten des Hochtemperaturmagnetsegments (z. B. 121-1, 123-1 oder 121-2, 123-2) und des Magnetsegments für niedrigere Temperaturen (z. B. 122) des segmentierten Permanentmagneten 120 einander identisch, oder das Hochtemperaturmagnetsegment (z. B. 121-1, 123-1 oder 121-2, 123-2) des segmentierten Permanentmagneten 120 kann eine größere Breite als das Magnetsegment für niedrigere Temperaturen (z. B. 122) des segmentierten Permanentmagneten 120 aufweisen. In der vorliegenden Offenbarung bezieht sich „Länge“ auf die längere Seite des segmentierten Permanentmagneten 120, während „Breite“ die kürzere Seite des segmentierten Permanentmagneten 120 ist.
Das Hochtemperaturmagnetsegment (z. B. 121-1, 123-1 oder 121-2, 123-2) und das Magnetsegment für niedrigere Temperaturen (z. B. 122) können verschiedene Längen aufweisen. In einer beispielhaften Ausführungsform von 3 sind die Breiten des Hochtemperaturmagnetsegments (z. B. 121-1, 123-1 oder 121-2, 123-2) und des Magnetsegments für niedrigere Temperaturen (z. B. 122) des segmentierten Permanentmagneten 120 die gleichen oder einander im Wesentlichen ähnlich. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform von 4 unterscheiden sich die Breiten des Hochtemperaturmagnetsegments (z. B. 121-1, 123-1 oder 121-2, 123-2) des segmentierten Permanentmagneten 120 und des Magnetsegments für niedrigere Temperaturen (z. B. 122) des segmentierten Permanentmagneten 120 voneinander. Beispielsweise weist das Hochtemperaturmagnetsegment (z. B. 121-1, 123-1oder 121-2, 123-2) des segmentierten Permanentmagneten 120 eine kürzere Breite als das Magnetsegment für niedrigere Temperaturen (z. B. 122) des segmentierten Permanentmagneten 120 auf. In einer bestimmten Ausführungsform kann jedoch die Länge des Hochtemperaturmagnetsegments (z. B. 121-1, 123-1 oder 121-2, 123-2) des segmentierten Permanentmagneten 120 länger als die Breite des Magnetsegments für niedrigere Temperaturen (z. B. 122) des segmentierten Permanentmagneten 120 sein.
Die Länge und Breite der Hochtemperaturmagnetsegmente und der Magnetsegmente für niedrigere Temperaturen, die in dem segmentierten Permanentmagneten 120 enthalten sind, können jedoch verschieden geändert werden, um eine niedrige Drehmomentwelligkeit und eine hohe Leistung des Motors 10 zu erreichen. Mit anderen Worten, die Größe, Breite und Länge der Hochtemperaturmagnetsegmente und der Magnetsegmente für niedrigere Temperaturen können optimiert werden, um die Drehmomentwelligkeit zu minimieren und das durchschnittliche Motordrehmoment zu maximieren.
Die Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten 120 können direkt miteinander gekoppelt sein oder einander kontaktieren. Alternativ sind ein Luftspalt oder eine Bindung und/oder isolierende Schichten zwischen den Magnetsegmenten des segmentierten Permanentmagneten 120 angeordnet.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein segmentierter Permanentmagnet, der ein oder mehrere Magnetsegmente umfasst, die aus einem anderen magnetischen Material als andere Magnetsegmente hergestellt sind, die Herstellungskosten eines Motors reduzieren. Ein Hochtemperaturmagnet wie ein Seltenerd- (Rare Earth, RE-) Permanentmagnet mit hoher Energiedichte (z. B. ein Samarium-Cobalt- (Sm-Co-) Magnet und ein Neodym-Eisen-Bor- (Nd-Fe-B-) Magnet) zeigt hohe Energiedichten und Koerzitivfeldstärken. Dementsprechend kann der Hochtemperaturmagnet eine hohe Energie bereitstellen und den Volumenwirkungsgrad des Motors erhöhen. Der Hochtemperaturmagnet ist jedoch ein Material mit hohen Kosten und aufgrund des instabilen Angebots an Materialien preissensibel. Durch Verwendung eines segmentierten Permanentmagneten, der sowohl aus einem oder mehreren Hochtemperaturmagnetsegmenten (vorzugsweise an Enden oder Rändern des segmentierten Permanentmagneten) und einem oder mehreren Magnetsegmenten für niedrigere Temperaturen (vorzugsweise in der Mitte des segmentierten Permanentmagneten) besteht - anstelle eines ganzen Hochtemperaturmagneten -, können die Herstellungskosten des Motors verringert und kann das Risiko des instabilen Angebots reduziert werden. Entsprechend einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann/können (ein) Permanentmagnetsegment(e) für niedrigere Temperaturen bis zu 80 % des Hochtemperaturpermanentmagneten ersetzen.
Der segmentierte Permanentmagnet mit dem/den Hochtemperaturmagnetsegment(en) und dem/den Magnetsegment(en) für niedrigere Temperaturen führen möglicherweise nicht zu einer Verschlechterung der Leistung des Motors und kann Betriebseigenschaften des Permanentmagnetmotors im Vergleich zu einem Motor mit einem einzelnen Permanentmagneten verbessern. Wie in 5 veranschaulicht, zeigt der segmentierte Permanentmagnet mit den Hochtemperatursegmenten und den Segmenten für niedrigere Temperaturen eine ähnliche oder eine höhere Flussdichte als ein einzelner Hochtemperaturpermanentmagnet in einem Entmagnetisierungszustand. Eine Linie 510 repräsentiert eine Flussdichte des segmentierten Permanentmagneten mit den Hochtemperaturmagnetsegmenten und den Magnetsegmenten für niedrigere Temperaturen, eine Linie 520 repräsentiert einen Kniepunkt von 180 °C des segmentierten Permanentmagneten mit den Hochtemperaturmagnetsegmenten und den Magnetsegmenten für niedrigere Temperaturen, eine Linie 530 repräsentiert eine Flussdichte des einzelnen Hochtemperaturpermanentmagneten, und eine Linie 540 repräsentiert einen Kniepunkt bei 180 °C des einzelnen Hochtemperaturpermanentmagneten. In diesem Test weist der segmentierte Permanentmagnet das Samarium-Cobalt- (Sm-Co-) Magnetsegment an seinen Rändern und das Magnetsegment der Klasse SH/H in der Mitte des Magneten auf, und der Magnet der Klasse UH wird als ein einzelner Magnet genutzt. 5 zeigt, dass der segmentierte Permanentmagnet, der aus Hochtemperatursegmenten und Segmenten für niedrigere Temperaturen besteht, im Vergleich zu dem einzelnen Hochtemperaturpermanentmagneten eine ähnliche oder bessere Entmagnetisierungsleistung erreicht. Darüber hinaus kann der segmentierte Permanentmagnet, der aus Hochtemperatursegmenten und Segmenten für niedrigere Temperaturen besteht, unerwünschte Drehmomentwelligkeit, die in unerwünschten Vibrationen und Geräuschen resultieren kann, reduzieren. Eine Linie 610 repräsentiert ein Drehmoment des segmentierten Permanentmagneten mit den Hochtemperaturmagnetsegmenten und Magnetsegmenten für niedrigere Temperaturen, und eine Linie 620 repräsentiert ein Drehmoment des einzelnen Hochtemperaturpermanentmagneten. Das Diagramm von 6 zeigt, dass eine Drehmomentwelligkeit des segmentierten Permanentmagneten mit den Hochtemperatursegmenten und Segmenten für niedrigere Temperaturen geringer als einzelner Hochtemperaturpermanentmagnet ist. Gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann der segmentierte Permanentmagnet die Drehmomentwelligkeit um mehr als 60 % mit 2 % durchschnittlicher Drehmomentreduktion reduzieren.
Folglich können einige Ausführungsformen einer Rotoranordnung mit einem segmentierten Permanentmagneten, der aus Hochtemperatursegmenten und Segmenten für niedrigere Temperaturen besteht, die Entmagnetisierungsleistung verbessern, die Herstellungskosten senken und die Drehmomentwelligkeit des Motors verringern. Ferner können bestimmte Ausführungsformen einer Rotoranordnung auf jeden Statorentwurf anwendbar sein.
Auch wenn die beispielhaften Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurden, sei klargestellt, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen hierin vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Umfang der Anmeldung abzuweichen, die von den beigefügte Ansprüchen definiert werden.
Darüber hinaus soll der Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung nicht auf die konkreten, in der Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen des Prozesses, der Maschine, der Herstellung und der Zusammensetzung von Materie, Mitteln, Verfahren und Schritten beschränkt sein. Wie der Fachmann leicht aus der Offenbarung erkennen wird, können Prozesse, Maschinen, die Herstellung, Zusammensetzungen von Materie, Mittel, Verfahren und Schritte, die derzeit existieren oder später zu entwickeln sind, die im Wesentlichen die gleiche Funktion ausführen oder im Wesentlichen das gleiche Ergebnis erreichen wie die hierin beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen, gemäß den Ausführungsformen und alternativen Ausführungsformen genutzt werden. Dementsprechend sollen die anhängenden Ansprüche solche Prozesse, Maschinen, die Herstellung, Zusammensetzungen von Materie, Mittel, Verfahren oder Schritte in ihrem Schutzumfang umfassen.

Claims

Permanentmagnetmotor, umfassend: eine Rotoranordnung (100), dazu ausgelegt, relativ zu einem Stator (500) drehbar zu sein, wobei die Rotoranordnung (100) eine Vielzahl von Magnettaschen (110) aufweist und ein segmentierter Permanentmagnet (120), der eine Vielzahl von Magnetsegmenten umfasst, die ein oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten aufweisen, die ein anderes magnetisches Material als ein anderes oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten aufweisen, in jeder der Magnettaschen (110) der Rotoranordnung (100) angeordnet ist.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1, wobei der segmentierte Permanentmagnet (120) in einer Umfangsrichtung segmentiert ist.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten (120) magnetisches Material umfassen, das eine höhere Koerzitivfeldstärke als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten aufweist.
Permanentmagnetmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten magnetisches Material umfassen, das bei einer höheren Temperatur als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten betreibbar ist.
Permanentmagnetmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten einen Seltenerdpermanentmagneten oder einen Magneten mit hoher Energiedichte umfassen.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1, wobei das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten einen Samarium-Cobalt- (Sm-Co-) Magneten, Ferrit- oder Neodym-Eisen-Bor-(Nd-Fe-B-) Magneten umfassen.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, wobei: das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten (120), die ein magnetisches Material mit einer höheren Koerzitivfeldstärke als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, auf gegenüberliegenden Enden des segmentierten Permanentmagneten angeordnet sind, und das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die ein magnetisches Material mit einer geringeren Koerzitivfeldstärke als das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, in einer Mitte des segmentierten Permanentmagneten angeordnet sind.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, wobei: das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, angeordnet an gegenüberliegenden Enden des segmentierten Permanentmagneten, ein magnetisches Hochtemperaturmaterial aufweisen, das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, angeordnet einer Mitte des segmentierten Permanentmagneten, ein magnetisches Material für niedrigere Temperaturen aufweisen, und das magnetische Hochtemperaturmaterial bei einer höheren Temperatur als das magnetische Material für niedrigere Temperaturen betreibbar ist.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 7, wobei das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit höherer Koerzitivfeldstärke als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, kleiner ist als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit geringerer Koerzitivfeldstärke als das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 8, wobei: das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Hochtemperaturmaterial aufweisen, kleiner als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die ein magnetisches Material für niedrigere Temperaturen aufweisen, ist, und das magnetische Hochtemperaturmaterial bei einer höheren Temperatur als das magnetische Material für niedrigere Temperaturen betreibbar ist.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, wobei eine Länge des einen oder mehrerer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit höherer Koerzitivfeldstärke als das andere oder andere magnetische Segmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, kürzer als eine Länge des anderen oder anderer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit geringerer Koerzitivfeldstärke als das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, ist.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, wobei: eine Länge des einen oder mehrerer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Hochtemperaturmaterial aufweisen, kürzer als eine Länge des anderen oder anderer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die ein magnetisches Material für niedrigere Temperaturen aufweisen, ist, und das magnetische Hochtemperaturmaterial bei einer höheren Temperatur als das magnetische Material für niedrigere Temperaturen betreibbar ist.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, wobei eine Breite des einen oder mehrerer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit höherer Koerzitivfeldstärke als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, identisch mit einer Breite des anderen oder anderer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit geringerer Koerzitivfeldstärke als das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, ist.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, wobei: eine Breite des einen oder mehrerer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Hochtemperaturmaterial aufweisen, identisch mit einer Breite des anderen oder anderer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material für niedrigere Temperaturen aufweisen, ist, und das magnetische Hochtemperaturmaterial bei einer höheren Temperatur als das magnetische Material für niedrigere Temperaturen betreibbar ist.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, wobei eine Breite des einen oder mehrerer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit höherer Koerzitivfeldstärke als das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, kürzer als eine Breite des anderen oder anderer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Material mit geringerer Koerzitivfeldstärke als das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen, ist.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, wobei: eine Breite des einen oder mehrerer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die magnetisches Hochtemperaturmaterial aufweisen, kürzer als eine Breite des anderen oder anderer Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten, die ein magnetisches Hochtemperaturmaterial aufweisen, ist, und das magnetische Hochtemperaturmaterial bei einer höheren Temperatur als das magnetische Material für niedrigere Temperaturen betreibbar ist.
Permanentmagnetmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei ein Luftspalt oder ein nicht magnetisches Material zwischen einer Innenfläche einer der Magnettaschen (110) und einer Außenfläche des einen oder mehrerer der Magnetsegmente, positioniert an gegenüberliegenden Enden des segmentierten Permanentmagneten, angeordnet ist.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1, wobei das eine oder mehrere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten magnetisches Hochtemperaturmaterial aufweisen und das andere oder andere Magnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten magnetisches Material für niedrigere Temperaturen aufweisen, um Drehmomentwelligkeit zu reduzieren und/oder Entmagnetisierung zu verbessern.
Permanentmagnetmotor, umfassend: eine Rotoranordnung (100), dazu ausgelegt, relativ zu einem Stator (500) drehbar zu sein, wobei die Rotoranordnung (100) eine Vielzahl von Magnettaschen (110) definiert und ein segmentierter Permanentmagnet, der Randmagnetsegmente, die an gegenüberliegenden Enden des segmentierten Permanentmagneten angeordnet sind, und einen oder mehrere mittlere Magnetsegmente, die zwischen den Randmagnetsegmenten angeordnet sind, umfasst, in jeder der Magnettaschen (110) der Rotoranordnung (100) angeordnet ist, und die Randmagnetsegmente des segmentierten Permanentmagneten umfassen magnetisches Hochtemperaturmaterial und der eine oder mehrere mittlere Magnetsegmente umfassen magnetisches Material für niedrigere Temperaturen, um Drehmomentwelligkeit zu reduzieren und/oder Entmagnetisierung zu verbessern.
Permanentmagnetmotor nach Anspruch 19, wobei das magnetische Hochtemperaturmaterial eine höhere Koerzitivfeldstärke als das magnetische Material für niedrigere Temperaturen aufweist oder bei einer höheren Temperatur als das magnetische Material für niedrigere Temperaturen betreibbar ist.