DE10251154A1 - Switched Permanent Magnet Motor - Google Patents

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Abstract

Permanentmagneterregte elektrische Maschine bestehend aus
einem ferromagnetischen innen- oder außenseitigen Rotor (11) mit einer luftspaltseitigen Rotorkontur, deren Radius sich winkelabhängig ändert, insbesondere einem Rotor mit einer periodisch genuteten oder gezahnten Rotorkontur, deren Nuten und Zähne dem Luftspalt zugewandt sind,
einem ferromagnetischen außen- oder innenseitigen Stator (12) mit einer luftspaltseitigen Statorkontur, deren Radius sich winkelabhängig ändert, insbesondere einem Stator mit einer periodisch genuteten oder gezahnten Statorkontur, deren Nuten und Zähne dem Luftspalt zugewandt sind,
einem oder mehreren Statorsträngen, die jeweils aus mindestens einer Spule (16) bestehen, die als konzentrierte, verteilte oder gesehnte Spulen in die Nuten so eingelegt sind, daß sie mindestens eine Zahnteilung umspannen,
sowie einem oder mehreren statorseitigen Permanentmagneten (17), die den Luftspalt magnetisieren,
dadurch gekennzeichnet, daß am Statorumfang mindestens ein dem Luftspalt zugewandter Pol mit Permanentmagneten (nachfolgend permanentmagnetischer Pol (14) genannt) und mindestens ein dem Luftspalt zugewandter Pol mit elektrischer Wicklung (nachfolgend elektromagnetischer...

Description

  • Für Hochleistungsantriebe, insbesondere wenn ein sehr hoher Wirkungsgrad gefordert ist, werden immer häufiger permanentmagnetisch erregte Antriebe, wie zum Beispiel PM Servos oder BLDCs, eingesetzt. Eine besonders hohe Leistungsdichte dieser Antriebe kann durch den Einsatz von Permanentmagnetmaterial mit hoher Leistungsdichte erzielt werden. Diese Magnetmaterialien weisen allerdings zum Teil für die Anwendung sehr ungünstige Eigenschaften auf. Einerseits steigt die Gefahr einer Entmagnetisierung durch Überlastung des Antriebs mit zunehmender Temperatur, sodaß die zulässige Umgebungstemperatur für diese Antriebe auf niedrige Werte begrenzt werden muß. Andererseits ist das Material sehr spröde, wodurch eine aufwendige Einbettung des Permanentmaterials nötig werden kann.
  • Eine hinsichtlich der zulässigen Umgebungstemperatur sowie der mechanischen Robustheit günstigere Motorbauart ist der Switched Reluctance Motor. Nachteilig bei dieser Motorbauart ist allerdings, der meist niedrige Wirkungsgrad, verglichen mit permanentmagneterregten Motoren. In der Literatur sind allerdings Ausführungen bekannt, die als Hybrid-Motoren bezeichnet werden, die durch den Einsatz von einem zwischen zwei Rotorteilen angeordneten Permanentmagneten der in Achsrichtung magnetisiert ist, eine Verbesserung des Drehmomentes und in der Folge des Wirkungsgrades erzielen. Nachteilig bei dieser Anordnung ist einerseits der kompliziertere Rotoraufbau, andererseits die verringerte mechanische Robustheit. Eine weitere bekannte Ausführungsform (WO97/07583) sieht Permanentmagnete im Statorrückschluß vor. Nachteile ergeben sich bei dieser Ausführungsform dadurch, daß sehr eng tolerierte Permanentmagnete zwischen zwei Statorhälften angeordnet werden müssen. Die mechanischen Toleranzen des Luftspaltes, und somit die wesentlichen Eigenschaften des Motors sind durch die Toleranzen des spröden und schlecht zu bearbeitenden Magnetmaterials bestimmt. Durch die Teilung des Stators ergibt sich bei der Fertigung ein hoher Montageaufwand. Weiters ergeben sich Verschlechterungen hinsichtlich der mechanischen Robustheit des Motors.
  • Die erfindungsgemäße Lösung vereint die Vorteile des mechanisch robusten Switched Reluctance Motors mit dem auf das Volumen bezogene hohe Drehmoment eines permanentmagneterregten Motors, wobei die Permanentmagnete so angeordnet sind, daß eine Gefahr einer Entmagnetisierung selbst bei hohen Temperaturen nicht gegeben ist, die Eigenschaften des Motors praktisch unabhängig von den mechanischen Toleranzen der Permanentmagnete sind und der Motor trotz des spröden Magnetmaterials mechanisch sehr robust ist.
  • In der 1 ist eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Switched Permanent Magnet Motors (in der Folge als SPM Motor bezeichnet), bestehend aus einem ferromagnetischen Rotor (11) und einem ferromagnetischen Statur (12) mit mindestens einer elektromagnetischen (13), mindestens einer permanentmagnetischen (14) sowie gegebenenfalls einer oder mehreren ferromagnetischen Polausbildungen (15). Der Radius der luftspaltseitigen Rotor- und Statorkonturen ändert sich dabei winkelabhängig wodurch Nuten oder Zähne gebildet werden, die dem Luftspalt zugewandt sind. Die elektromagnetischen Polausbildungen sind mit Spulen (16) bewickelt, die permanentmagnetischen Polausbildungen werden durch Permanentmagnete (17) gebildet und sind nicht mit Spulen bewickelt. Die ferromagnetischen Polausbildungen dienen zur gezielten Beeinflussung der Betriebseigenschaften, insbesondere zur Verringerung des Rastmoments und weisen weder Spulen noch Permanentmagnete auf. Diese ferromagnetischen Polausbildungen können gegebenenfalls auch entfallen. Die Anordnung der Pole erfolgt bei der erfindungsgemäßen Lösung so, daß entweder zwischen den permanentmagnetischen Polausbildungen in Statorumfangsrichtung wenigstens eine elektromagnetische und/oder gegebenenfalls eine oder mehrere ferromagnetische Polausbildungen angeordnet sind, oder zwischen den elektromagnetischen Polausbildungen eine oder mehrere permanentmagnetische Polausbildungen angeordnet sind. Vorteilhafte Polverteilungen sind beispielsweise eine abwechselnde Anordnung von permanentmagnetischen und elektromagnetischen Polausbildungen in Statorumfangsrichtung, oder aber auch eine solche Anordnung so daß zwischen zwei permanentmagnetischen Polausbildungen jeweils n elektromagnetische Polausbildungen angeordnet sind, wobei n ein ganzzahliges Vielfaches der Strangzahl ist.
  • Die geometrische Ausführung der Rotorverzahnung hat so zu erfolgen, daß sich die Überdeckungbereiche der Rotorzähne an wenigstens zwei elektromagnetischen Polausbildungen unterscheiden.
  • Die Ausführung der Spulen erfolgt zweckmäßigerweise so, daß Formspulen auf die ausgeprägten Statorpole geschoben werden, oder daß konzentrierte Wicklungen in die Statornuten eingelegt (gewickelt) werden. Denkbar ist auch eine Ausführungsform mit in Nuten gewickelten gesehnten oder verteilten Spulen. Als zweckmäßig kann sich auch eine Ausführung der Spulen als Durchmesserspulen erweisen.
  • Die permanentmagnetischen Polausbildungen werden aus mindestens einem Permanentmagnet gebildet, insbesondere bei dünnen Permanentmagneten kann es für eine einfache Fertigbarkeit zweckmäßig sein pro permanentmagnetischer Polausbildung mehrere Permanentmagnete zu verwenden. Dabei sind die permanentmagnetischen Polausbildungen entweder so gestaltet, daß eine Seitenfläche des Permanentmagneten direkt an den Luftspalt grenzt, oder daß an der dem Luftspalt angrenzenden Seite ein ferromagnetischer Polschuh (18) angeordnet ist, oder daß die Permanentmagnete in einer ferromagnetischen Polkontur des Stators auf einer oder mehreren Seiten offen oder voll umschlossen eingebettet sind. Bei einer alternativen Variante der permanentmagnetischen Polausbildungen kann eine Spule um den Permanentmagnet angeordnet werden um den permanentmagnetischen Fluß zu verstärken oder abzuschwächen.
  • Der Betrieb des SPM Motors kann sowohl gesteuert (vergleichbar mit einem Schrittmotor), oder aber auch mit einem Winkelbeobachter, der vorzugsweise in Software implementiert ist, oder mit einer geeigneten Winkelsensorik, erfolgen. Weiters ist auch ein sensorloser Betrieb möglich, bei dem aus den elektrischen Größen über ein mathematisches Modell auf die Winkelposition zurückgerechnet wird.
  • Durch die Permanentmagnete (17) wird selbst bei unbestromten Wicklungen ein magnetischer Fluß (21) im Motor ausgebildet, welcher einen magnetischen Spannungsabfall in den Luftspalten zwischen elektromagnetischen Polausbildungen und Rotor (22), zwischen permanentmagnetischen Polausbildungen und Rotor (23) sowie zwischen ferromagnetischen Polausbildungen und Rotor (24) (in weiterer Folge auch als Vormagnetisierung bezeichnet) bewirkt. Die Magnetisierungsrichtung (25) der Permanentmagnete kann dabei wahlweise radial oder diametral erfolgen, wobei die Richtung der Magnetisierung der einzelnen Permanentmagnete immer entweder gemeinsam von außen nach innen oder von innen nach außen gerichtet ist.
  • Der Vormagnetisierungsfluß kann durch eine entsprechende Wahl eines Permanentmagnetwerkstoffes sowie durch die geometrische Ausformung der Permanentmagnete vorgegeben werden. Vorzugsweise wählt man eine Permanentmagnethöhe (Länge in Richtung der Magnetisierung) die gegenüber dem Luftspalt groß ist. Dadurch bleibt der Vormagnetisierungsfluß weitestgehend unabhängig von Fertigungstoleranzen, da permanentmagnetische Materialien, insbesondere Seitenerden Permanentmagnetmaterialien wie z.B. NdFeB, Permeabilitäten aufweisen, die nur geringfügig größer sind wie jene von Luft. Das Permanentmagnetmaterial weist somit einen sehr großen magnetischen Widerstand auf, der durch geringe Änderungen der Permanentmagnetlänge, wie sie durch Fertigungstoleranzen entstehen, nur unwesentlich verändert wird.
  • Dem Vormagnetisierungsfluß werden Steuerflüsse, welche durch die elektromagnetischen Polausbildungen erzeugt werden, überlagert. Beispielsweise bewirkt eine Bestromung der Spule 16a einen Steuerfluß 26, der sich aufgrund des großen magnetischen Widerstand der Permanentmagnete weitestgehend über die elektromagnetischen sowie ferromagnetischen Polausbildungen schließt. Dadurch entstehen in den Luftspalten 22 und 24 Bereiche mit gegenüber der Vormagnetisierungsflußdichte erhöhten sowie verringerten Flußdichten. Durch die dadurch entstehende Flußdichtenverteilung im Luftspalt kann bei geeigneter Bestromung der Spulen eine resultierendes Drehmoment erzeugt werden.
  • Eine Kraftbildung, und damit in der Folge eine Drehmomentbildung, im elektromagnetischen Feld entsteht einerseits durch Kräfte auf stromdurchflossene Leiter im magnetischen Feld (Lorentzkraft), andererseits durch Kräfte an der Grenzfläche von Materialien mit unterschiedlichen Permeabilitäten (Maxwellkraft). Die Lorentzkraft weist einen linearen Zusammenhang zwischen dem durch den Leiter fließenden elektrischen Strom und der erzeugten Kraft auf. Die Maxwellkraft (F) nimmt hingegen mit steigender Flußdichte (B) quadratisch zu, wie dies in der 3 dargestellt ist. Wird die Flußdichte ausgehend von Null um den Betrag ΔB gesteigert, ergibt sich eine Änderung der Kraft von ΔF1. Wird hingegen die Flußdichte ausgehend von einer Vormagnetisierungsflußdichte B0 um den gleichen Betrag ΔB gesteigert, stellt sich eine Änderung der Kraft von ΔF1 ein, die sehr viel größer ist als die Kraftänderung ohne Vormagnetisierungsflußdichte. Die Tangentialkomponente dieser Kraft bewirkt ein Drehmoment. Durch die quadratische Natur der Grenzflächenkräfte weist die erfindungsgemäße Lösung des SPM Motors gegenüber konventionellen Switched Reluctance Motoren ein erheblich größeres Drehmoment bei gleicher Bestromung der Spulen auf.
  • In der 3 ist weiters ersichtlich, daß durch eine Verringerung der Flußdichte ausgehend von der Vormagnetisierungsflußdichte B0 um den Betrag ΔBN sich eine negative Kraftänderung ΔFN einstellt. Dadurch ist es möglich bei geeigneter Bestromung der Spulen durch Änderung der Stromrichtung eine Umkehrung des Drehmomentes zu erzielen. Durch eine entsprechende geometrische Ausführung des Stators und des Rotors sowie eine geeignete Spulenverschaltung ist eine Ansteuerung des SPM Motors mit einem konventionellen Servoumrichter, aufgebaut aus 6 unidirektionalen elektronischen Schaltern (S1 bis S6) und von einem Gleichspannungsnetz Udc versorgt, wie in der 4 gezeigt, möglich. Als unidirektionale elektronische Schalter können beispielsweise bipolare Transistoren, IGBTs oder MOSFETs eingesetzt werden.
  • Eine hinsichtlich der mechanischen Robustheit und des fertigungstechnischen Aufwandes zweckmäßige Ausführung des SPM Motors ist in der 5 dargestellt. Die Permanentmagnete (17) sind bei dieser Ausführung vollständig von ferromagnetischen Material umgeben. Dadurch ist einerseits eine sehr kostengünstige Fertigung möglich, da keine eng tolerierten Permanentmagnete erforderlich sind. Andererseits ist das spröde Magnetmaterial vollständig vom Blechschnitt umgeben, sodaß keine mechanischen Kräfte auf das Magnetmaterial wirken können. Damit ein magnetischer Kurzschluß der Permanentmagnete durch den ferromagnetischen Stator vermieden wird, müssen die Stege (51) geometrisch so ausgeführt werden, daß in diesen Bereichen das ferromagnetische Material magnetisch in Sättigung geht.
  • Durch die mechanische Robustheit dieses Motors, ist ein Einsatz in Applikationen möglich, bei denen aufgrund der mechanischen Beanspruchung ein Einsatz von permanentmagneterregten Motoren nicht möglich war.
  • Der in der 5 dargestellte SPM Motor besitzt die für den Betrieb vorteilhafte Eigenschaft, daß der Vormagnetisierungsfluß unabhängig vom Rotorwinkel immer konstant bleibt. Dies wird erreicht, indem das Verhältnis des gesamten magnetischen Widerstands zwischen den permanentmagnetischen Polausbildungen und dem Rotor zum magnetischen Widerstand der sich aus den elektromagnetischen Polausbildungen sowie den ferromagnetischen Polausbildungen und dem Rotor ergibt, unabhängig vom Rotorwinkel immer konstant bleibt. In dem in 5 gezeigten Motor überdecken die permanentmagnetischen Polausbildungen immer zwei volle Rotorzähne, die elektromagnetischen Polausbildungen überdecken nur jeweils ein Viertel des Winkelbereiches der permanentmagnetischen Polausbildungen. Eine vorteilhafte Ausführung der Wicklungsanordnung ergibt sich bei diesem Motor, wenn die Spulen 16a durch Reihen- oder Parallelschaltung zu einem Strang zusammengefaßt werden. Analog dazu werden jeweils die vier Spulen 16b und 16c ebenfalls zu Strängen zusammengefaßt. Diese drei Motorstränge können gegebenenfalls im Stern oder Dreieck verschaltet werden.
  • Durch die Vormagnetisierung kann selbst bei unbestromten Spulen ein über den Rotorwinkel veränderliches Drehmoment entstehen, das üblicherweise als Rastmoment bezeichnet wird. Um dieses Rastmoment weitestgehend zu kompensieren, ist es zweckmäßig die luftspaltseitige Kontur der elektromagnetischen Polausbildungen im Radius gezielt winkelabhängig zu verändern (61). Als weitere Maßnahme, steht eine Variation des Luftspaltes durch eine winkelabhängige Veränderung der permanentmagnetischen Polausbildung zur Verfügung (62). Gegebenenfalls ist auch die Verwendung von ferromagnetischen Polausbildungen denkbar, die durch unterschiedliche Polteilungen und/oder durch Variation der luftspaltseitige Kontur eine Reduktion des Rastmoments bewirken können (63).
  • Eine hinsichtlich der Spulenzahl vorteilhafte Ausführung des SPM Motors ist in der 7 dargestellt. Bei dieser Ausführung ist in Statorumfangsrichtung jeweils abwechselnd ein permanentmagnetischer und elektromagnetischer Pol angeordnet. Überdies weisen sowohl die Rotoroberfläche als auch die elektromagnetischen Polausbildungen eine feine Verzahnung auf (71), wobei vorzugsweise die rotorseitige Zahnteilung τzr mit der Zahnteilung der elektromagnetischen Pole τze übereinstimmen. Diese feine Verzahnung bewirkt, daß sich der mit den Spulen verkettete magnetische Fluß bereits bei einer sehr kleinen Drehung des Rotors um eine halbe Zahnteilung τz/2 vom Maximum zum Minimum oder umgekehrt verändert. Folglich kann durch Bestromung der Spulen ein sehr großes Drehmoment erzielt werden. Grundsätzlich kann die Verteilung der permanentmagnetischen, elektromagnetischen und ferromagnetischen Polausbildungen gleich erfolgen wie bei einem SPM Motor mit konventioneller Verzahnung. Vorzugsweise wird die feine Verzahnung der elektromagnetischen Polausbildungen von Strang zu Strang um 360/m Grad elektrisch versetzt, wobei m eine ganze Zahl ist, insbesondere ein Zahl, die der Strangzahl oder der doppelten Strangzahl entspricht (bei einer zweisträngigen Ausführung des Motors ist ein Versatz von 90° el. zweckmäßig).

Claims (32)

  1. Permanentmagneterregte elektrische Maschine bestehend aus einem ferromagnetischen innen- oder außenseitigen Rotor (11) mit einer luftspaltseitigen Rotorkontur, deren Radius sich winkelabhängig ändert, insbesondere einem Rotor mit einer periodisch genuteten oder gezahnten Rotorkontur, deren Nuten und Zähne dem Luftspalt zugewandt sind, einem ferromagnetischen außen- oder innenseitigen Stator (12) mit einer luftspaltseitigen Statorkontur, deren Radius sich winkelabhängig ändert, insbesondere einem Stator mit einer periodisch genuteten oder gezahnten Statorkontur, deren Nuten und Zähne dem Luftspalt zugewandt sind, einem oder mehreren Statorsträngen, die jeweils aus mindestens einer Spule (16) bestehen, die als konzentrierte, verteilte oder gesehnte Spulen in die Nuten so eingelegt sind, daß sie mindestens eine Zahnteilung umspannen, sowie einem oder mehreren statorseitigen Permanentmagneten (17), die den Luftspalt magnetisieren, dadurch gekennzeichnet, daß am Statorumfang mindestens ein dem Luftspalt zugewandter Pol mit Permanentmagneten (nachfolgend permanentmagnetischer Pol (14) genannt) und mindestens ein dem Luftspalt zugewandter Pol mit elektrischer Wicklung (nachfolgend elektromagnetischer Pol (13) genannt) angeordnet ist.
  2. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein permanentmagnetischer Pol (14) mit mindestens einem Permanentmagneten (17) bestückt ist.
  3. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete auf – dem Luftspalt zugewandten – Oberflächen des ferromagnetischen Statorteiles so befestigt sind, daß die gegenüberliegende Stirnseite des Magneten an den Luftspalt grenzt.
  4. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Permanentmagneten und dem Luftspalt ein ferromagnetischer Polschuh (18) angeordnet ist.
  5. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete in einer ferromagnetischen Polkontur des Stators offen oder voll umschlossen eingebettet sind.
  6. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Abschnitte seitlich der Permanentmagnete (links- und rechtseitig der Magnetisierungsrichtung) über die ganze Länge oder zumindest über einen Teilabschnitt dünnwandig ausgeführt sind (51), sodaß diese Abschnitte durch den Permanentmagnetfluss magnetisch gesättigt sind.
  7. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Material zwischen Permanentmagneten und Luftspalt luftspaltseitig eine Kontur aufweist, deren Radius sich winkelabhängig ändert.
  8. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete radial oder diametral magnetisiert sind.
  9. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete hinsichtlich ihrer Magnetisierungsrichtung so im Stator angeordnet sind, daß die von ihnen ausgehenden Permanentmagnetflüsse gemeinsam zur Maschinenmittelachse gerichtet sind.
  10. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete hinsichtlich ihrer Magnetisierungsrichtung so im Stator angeordnet sind, daß die von ihnen ausgehenden Permanentmagnetflüsse gemeinsam entgegengesetzt zur Maschinenmittelachse gerichtet sind.
  11. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Statorumfangsrichtung jeweils abwechselnd ein permanentmagnetischer und ein elektromagnetischer Pol angeordnet sind.
  12. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Statorumfangsrichtung mehrere permanentmagnetische Pole ohne Einschluß von elektromagnetischen Polen aufeinander folgen.
  13. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Statorumfangsrichtung mehrere elektromagnetische Pole ohne Einschluß von permanentmagnetischen Polen aufeinander folgen.
  14. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Statorumfangsrichtung n elektromagnetische Pole ohne Einschluß von permanentmagnetischen Polen aufeinander folgen, wobei n ein ganzzahliges Vielfaches der Strangzahl ist.
  15. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polteilung eines permanentmagnetischen Poles der Polteilung eines elektromagnetischen Poles entspricht.
  16. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polteilung eines permanentmagnetischen Poles sich von der Polteilung eines elektromagnetischen Poles unterscheidet.
  17. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polteilung eines permanentmagnetischen Poles ein ganzzahliges Vielfaches der Polteilung eines elektromagnetischen Poles beträgt.
  18. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polteilung eines permanentmagnetischen Poles ein ganzzahliges Vielfaches der halben Polteilung eines elektromagnetischen Poles beträgt.
  19. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polteilung eines elektromagnetischen Poles ein ganzzahliges Vielfaches der Polteilung eines permanentmagnetischen Poles beträgt.
  20. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polteilung eines elektromagnetischen Poles ein ganzzahliges Vielfaches der halben Polteilung eines permanentmagnetischen Poles beträgt.
  21. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Statorumfang zwischen permanentmagnetischen Polen, elektromagnetischen Polen oder zwischen elektromagnetischen und permanentmagnetischen Polen ein oder mehrere ferromagnetische Pole (15) ohne Wicklung angeordnet sind.
  22. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetischer Pol als ausgeprägter Pol mit konzentrierter Wicklung ausgeführt ist.
  23. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetischer Pol als genuteter Pol mit konzentrierter Wicklung ausgeführt ist.
  24. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetischer Pol als genuteter Pol mit verteilter Wicklung ausgeführt ist.
  25. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetischer Pol mit Durchmesserwicklung ausgeführt ist.
  26. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetischer Pol mit gesehnter Wicklung ausgeführt ist.
  27. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Spulen oder Wicklungen zu Strängen zusammengefasst sind.
  28. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Material des elektromagnetischen Poles luftspaltseitig eine Kontur aufweist, deren Radius sich winkelabhängig ändert.
  29. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Pol luftspaltseitig eine Kontur aufweist, deren Radius sich winkelabhängig ändert.
  30. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische, elektromagnetische oder permanentmagnetische Pol oder eine Kombination von Polen luftspaltseitig eine gezahnte, insbesondere eine periodisch gezahnte Kontur aufweist.
  31. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen dadurch gekennzeichnet, daß die gezahnte Kontur elektromagnetischer Pole von Strang zu Strang um 360/m Grad elektrisch versetzt ist, wobei m eine ganze Zahl ist, insbesondere eine Zahl, die der Strangzahl oder der doppelten Strangzahl entspricht.
  32. Permanentmagneterregte elektrische Maschine nach einem der vorangegangenen dadurch gekennzeichnet, daß die dem Luftspalt zugewandte Oberfläche des Rotors eine gezahnte Kontur, insbesondere eine Kontur mit einer Zahnteilung, die einer Pol- oder Zahnteilung der Statorpole entspricht, aufweist.
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