DE10253950A1

DE10253950A1 - Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart

Info

Publication number: DE10253950A1
Application number: DE10253950A
Authority: DE
Inventors: Masafumi Sakuma; Hiroyuki Nagata
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: DE10253950B4; JP2003158838A; JP4120208B2

Abstract

Eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart, die in der Lage ist, die maximale Drehzahl sehr hoch einzustellen, wird ohne Verschlechterung von Synchroncharakteristiken bereitgestellt. Die Synchronmaschine (1) der Permanentmagnetbauart weist einen Rotor mit einer Vielzahl von Magnetflussbarrieren auf, die eingeschlossen sind und jeweils bei einem vorgeschriebenen Winkel entlang einer umlaufenden Richtung vorgesehen sind. An einem Ende und an dem anderen Ende der Magnetflussbarrieren sind die Stützwände vorgesehen, die erste Magnetflussbarrieren an einem Ende und dem anderen Ende der Magnetflussbarrieren bilden, indem die Magnetflussbarrieren unterteilt sind, und weiter die zweiten Magnetflussbarrieren zwischen den ersten Magnetflussbarrieren bilden. Weiterhin sind Permanentmagnete in den zweiten Magnetflussbarrieren eingeschlossen. Jede Wandoberfläche, die den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren der Stützwände zugewandt sind, weist jeweils Oberflächenabschnitte derart auf, dass die Tangentialen der Oberflächenabschnitte sich jeweils an einer Umfangsseite außerhalb der Permanentmagnete schneiden.

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart (einen Synchronmotor und eine Synchrongenerator), und genauer eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart, bei dem ein Permanentmagnet innerhalb eines Rotor untergebracht ist.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Herkömmlich ist eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart bekannt, bei der ein Rotor, in dem ein Permanentmagnet untergebracht ist, innerhalb eines Stators mit Spulenwicklungen vorgesehen ist (beispielsweise " '98 Motor Technology Symposium '98.4.22 bis 4.24", Seite B2-1-2). In einer derartigen Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart rotiert der Rotor entsprechend einem durch ein rotierendes magnetisches Feld in dem Stator erzeugtes rotierendes magnetisches Feld.
Fig. 13 zeigt eine Draufsicht eines Beispiels für einen Rotoraufbau, der in einer derartigen Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart enthalten ist. Wie es in der Zeichnung gezeigt ist, weist der in dieser Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart enthaltener Rotor 91 eine Struktur aus annähernd zylindrischen Eisenkernen auf, die unter Verwendung geschichteter Stahlbleche aufgebaut sind, und weist eine Vielzahl magnetischer Flussbarrieren 92 (wobei lediglich eine in Fig. 13 gezeigt ist) auf, die durchlöchert (perforiert) sind und jeweils bei einem vorgeschriebenen Winkel annähernd entlang der umlaufenden Richtung vorgesehen sind. Dann bildet bei dieser Magnetflussbarriere eine äußere umlaufende Seite jeweilige Magnetfeldwegabschnitte 97 und 93. Erste Magnetfeldbarrieren 92a sind an beiden Seiten in umlaufenden Richtung der Magnetflussbarriere 92 gebildet, indem diese Magnetflussbarriere 92 unterteilt wird, und weiterhin eine Stützwand (Steg) 94 zum Bilden zweiter Magnetflussbarrieren 92b zwischen den ersten Magnetflussbarrieren 92 gebildet wird. Dann wird ein Permanentmagnet 95 in der zweiten Magnetflussbarriere 92b eingeschlossen (untergebracht, vergraben). Daher wird der strukturelle Aufbau (ebenfalls der Permanentmagnet 95) der Seite eines äußeren umlaufenden Abschnitts, das den Magnetfeldwegabschnitt 93 bildet, durch die Stützwand 94 und eine Stützwand 96 der Seite des äußeren umlaufenden Abschnitts gestützt, der zwischen der äußeren umlaufenden Oberfläche des Rotors 91 und den ersten Magnetflussbarrieren 92a gebildet ist.
In einer derartigen Struktur wird ein magnetisches Drehmoment durch eine elektromagnetische Reaktion des Magnetflusses erzeugt, der durch den Permanentmagnet 95, in dem Fall beispielsweise eines Elektromotors, und einem dazu senkrechten q-Achsen-Strombestandteil erzeugt wird. Weiterhin wird ein Reluktanzdrehmoment durch eine elektromagnetische Reaktion des Magnetflusses, der durch den q-Achsen-Strombestandteil erzeugt wird und durch die Magnetfeldwegabschnitte 93 und 97 gelangt, und einen dazu senkrechten d-Achsen-Strombestandteil erzeugt. Der Rotor 91 wird durch dieses magnetische Drehmoment und dieses Reluktanzdrehmoment in Drehung versetzt und angetrieben.
Dabei wird eine Zentrifugalkraft auf den strukturellen Körper (und ebenfalls den Permanentmagneten 95), der als der Magnetfeldwegabschnitt 93 gebildet ist, bei Rotation des Rotors 91 ausgeübt. Deshalb weisen die Stützwände (Stege) 94 und 96 eine spezielle Struktur auf, um der Zentrifugalkraft widerstehen zu können.
Fig. 14 zeigt eine analytische Darstellung einer Spannungsverteilung, die durch die Zentrifugalkraft bei Rotation des Rotors 91 verursacht wird. Diese wird beispielsweise durch eine Analyse durch das Finite- Elemente-Verfahren erhalten. Wie deutlich in der Figur angegeben, wurde gefunden, dass in der Stützwand 94 eine starke Spannungskonzentration und eine maximale Spannung aufgrund der Zentrifugalkraft verursacht werden. Insbesondere wurde gefunden, dass eine starke Spannungskonzentration und eine maximale Spannung in jeder der inneren umlaufenden Seiten der Wandoberflächen der Seiten der ersten Magnetflussbarrieren 92a der Stützwand 94 und in jeder der äußeren umlaufenden Seiten der Wandoberflächen der Seiten der zweiten Magnetflussbarriere 92b der Stützwand 94 verursacht werden. Daher ist es erforderlich, eine spezielle Struktur in der Stützwand 94 zum Widerstehen der Zentrifugalkraft vorzusehen, um die Drehzahl des Rotors 91 erheblich zu erhöhen.
Dabei kann, falls die Breite der Stützwand 94 erhöht wird, um eine starke Struktur zu erhalten, die Charakteristik der Synchronmaschine verschlechtert werden. Dies wird durch die Tatsache verursacht, dass die Drehmomentcharakteristik verschlechtert wird, da der Magnetfluss zur Bewirkung des Drehmoments leicht durch die Stützwand 94 gelangen kann, wenn die Breite der Stützwand 94 erhöht wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart bereitzustellen, die eine Erhöhung der maximalen Drehzahl ermöglicht, ohne dass die Charakteristik der Synchronmaschine verschlechtert wird.
Erfindungsgemäß wird eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart bereitgestellt mit einem Rotor, der eine Vielzahl von Magnetflussbarrieren aufweist, die perforiert sind und jeweils bei einem vorgeschriebenen Winkel entlang einer umlaufenden Richtung vorgesehen sind, die jeweilige erste Magnetflussbarriere an beiden Enden der Magnetflussbarrieren in einer umlaufenden Richtung durch Unterteilung der Magnetflussbarrieren bilden, wobei eine Stützwand zur Bildung einer zweiten Magnetflussbarriere zwischen den ersten Magnetflussbarrieren vorgesehen ist, und ein Permanentmagnet in der zweiten Magnetflussbarriere eingeschlossen ist, wobei jede Wandoberfläche der Stützwand auf den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren einen Oberflächenabschnitt aufweist, der derart gebildet ist, dass die Tangentialen sich jeweils miteinander in einer umlaufenden Seite außerhalb des eingeschlossenen Permanentmagneten schneiden.
Erfindungsgemäß ist die Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach Anspruch 1 derart ausgestaltet, dass der Oberflächenabschnitt an einer inneren umlaufenden Seite von Wandoberflächen der Stützwand auf der Seite der ersten Magnetflussbarrieren angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist die Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach Anspruch 1 derart ausgestaltet, dass jede Wandoberfläche der Stützwand auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren einen Oberflächenabschnitt aufweist, der derart gebildet ist, dass die Tangentialen sich jeweils miteinander in einer umlaufenden Seite außerhalb des eingeschlossenen Permanentmagneten schneiden.
Erfindungsgemäß ist die Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach Anspruch 1 derart ausgestaltet, dass der Oberflächenabschnitt an einer äußeren umlaufenden Seite von Wandoberflächen der Stützwand auf der Seite der zweiten Magnetflussbarrieren angeordnet ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Die vorstehend beschriebenen und zusätzliche Merkmale und Charakteristiken der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Es zeigen:
Fig. 1 eine Teildraufansicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Draufsicht gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 eine Darstellung einer Spannungsverteilung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 eine Draufsicht einer Spannungsverteilung eines Beispiels gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 5 eine Teildraufsicht gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 eine Darstellung einer Spannungsverteilung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 eine Teildraufsicht gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine Darstellung einer Spannungsverteilung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 9 eine Teildraufsicht gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 10 eine Darstellung einer Spannungsverteilung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 11 eine Teildraufsicht gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 12 eine Darstellung einer Spannungsverteilung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 13 eine Teildraufsicht gemäß dem Stand der Technik, und
Fig. 14 eine Spannungsverteilung gemäß dem Stand der Technik.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Erstes Ausführungsbeispiel

Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 beschrieben.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht eines Synchronmotors 1 der Permanentmagnetbauart als eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Dieser Synchronmotor 1 der Permanentmagnetbauart ist von einer Antriebsbauart, der beispielsweise Dreiphasenwechselstrom verwendet und einen Stator 2 und einen Rotor 3 aufweist.
Der vorstehend erwähnte Stator 2 weist (nicht gezeigte) Spulenwicklungsabschnitte in jeweils 48 Nuten auf, um umlaufende magnetische Felder zu erzeugen.
Der Rotor 3 ist innerhalb dieses Stators 2 eingesetzt. Der vorstehend erwähnte Rotor 3 ist aus einer annähernd zylindrischen Eisenkernstruktur gebildet, der aus geschichteten Stahlblechen hergestellt ist, und weist eine Vielzahl (acht Einheiten) von perforierten Magnetflussbarrieren 11 und 12 in annähernd in der umlaufenden Richtung für die Anzahl der Pole (acht Pole) bei jeweils einem vorbestimmten Winkel auf. Beide Seiten dieser Magnetflussbarrieren 11 und 12 in der umlaufenden Richtung erstrecken sich zu der äußeren umlaufenden Seite derart, dass ein annähernd geschlossener Raum zwischen diesen Magnetflussbarrieren 11 und 12 und der äußeren umlaufenden Oberfläche des Rotors 3 gebildet wird. Diese Magnetflussbarrieren 11 und 12 bilden eine Vielzahl von Schichten (zwei Schichten) annähernd in der selben radialen Richtung. Die Magnetflussbarriere 11 bildet die äußere umlaufende Seite, und die Magnetflussbarriere 12 bildet die innere umlaufende Seite. Dabei sind Magnetfeldwegabschnitte 13 und 14 in der äußeren umlaufenden Seite (der äußeren umlaufenden Seite zwischen den Magnetflussbarrieren 11 und 12 in dem Fall der Magnetflussbarriere 12) dieser Magnetflussbarrieren 11 und 12 gebildet. Stützwände (Stege) 15 und 16 zur Unterteilung der Magnetflussbarrieren 11 und 12 sind jeweils an der einen Seite der Magnetflussbarrieren 11 und 12 und der anderen Seite der Magnetflussbarrieren 11 und 12 gebildet. Dabei ist die Magnetflussbarriere 11 durch die vorstehend erwähnten magnetischen Stützwände 15 unterteilt (partitioniert), und die ersten Magnetflussbarrieren 11a sind an der einen Seite der Magnetflussbarriere 11 in Umlaufrichtung und an der anderen Seite der Magnetflussbarriere 11 in Umlaufrichtung gebildet. Gleichzeitig ist die zweite Magnetflussbarriere 11b zwischen beiden ersten Magnetflussbarrieren 11a gebildet. Weiterhin ist die Magnetflussbarriere 12 durch die vorstehend erwähnten magnetischen Stützwände 16 unterteilt (partitioniert), und dann sind die ersten Magnetflussbarrieren 12a an der einen Seite der Magnetflussbarriere 12 in Umlaufrichtung und der anderen Seite der Magnetflussbarriere 12 in Umlaufrichtung gebildet. Gleichzeitig ist die zweite Magnetflussbarriere 12b zwischen beiden ersten Magnetflussbarrieren 12a gebildet. Permanentmagnete 17 und 18 sind in den zweiten Magnetflussbarriere 11b und 12b jeweils eingeschlossen (untergebracht, vergraben). Dabei ist jede der vorstehend erwähnten zwei Schichten vom Permanentmagneten 17 und 18 derart magnetisiert, dass sie in der radialen Richtung zueinander entgegengesetzte magnetische Pole aufweisen. Weiterhin ist jeder der Permanentmagnete 17 und 18 derart magnetisiert, dass sie in der umlaufenden Richtung zueinander entgegengesetzte magnetische Felder aufweisen. Daher wird die Struktur (und die Permanentmagnete 17 und 18) der äußeren umlaufenden Seite, die die vorstehend erwähnten Magnetfeldwegabschnitte 13 und 14 bildet; durch die vorstehend beschriebenen Stützwände 15 und 16 und jede der Stützwände 19 und 20 der äußeren umlaufenden Seite gestützt, die für die äußere umlaufende Oberfläche (Außenumfangsoberfläche) des Rotors 3 und die ersten Magnetflussbarrieren 11a und 12a gebildet sind.
In einer derartige Struktur verursacht der Synchronmotor 1 der Permanentmagnetbauart ein magnetisches Drehmoment durch eine elektromagnetische Reaktion zwischen dem Magnetfluss, der durch die Permanentmagnete 17 und 18 erzeugt wird, und dem Magnetfluss, der durch einen elektrischen Strom in einer dazu senkrechten (orthogonalen) q-Achsen-Bestandteil erzeugt wird. Weiterhin wird ein Reluktanzdrehmoment durch den Magnetfluss bewirkt, der durch eine q-Achsen- Strombestandteil erzeugt wird. Weiterhin wird ein Reluktanzdrehmoment durch den Magnetfluss, der durch einen q-Achsen-Strombestandteil erzeugt wird und durch die vorstehend beschriebenen Magnetfeldwegabschnitte 13 und 14 gelangt, sowie einen dazu senkrechten d-Achsen- Strombestandteil bewirkt. Der Rotor 3 wird durch dieses magnetische Drehmoment und dieses Reluktanzdrehmoment angetrieben und gedreht. Dabei stützen die Stützwände 15 und 16 an den Stützwänden 19 und 20 der äußeren umlaufenden Seite die Struktur an der äußeren umlaufenden Seite (und die Permanentmagnete 17 und 18) die die Magnetfeldwegabschnitte 13 und 14 bilden, die der Zentrifugalkraft entgegenwirken.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht der Struktur des Rotors 3 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Wie es in der Zeichnung gezeigt ist, ist jede der Magnetflussbarrieren 11 annähernd symmetrisch um eine Durchmesserlinie r gebildet (einer Gerade in der radialen Richtung, die durch den Rotationsmittelpunkt des Rotors 3 und den Mittelpunkt (Mittelabschnitt, zentralen Abschnitt) der Magnetflussbarriere 11 in der umlaufenden Richtung verläuft), die durch den Mittelabschnitt in der umlaufenden Richtung der Magnetflussbarriere 11 verläuft. Dann sind jeweils die ersten und zweiten Magnetflussbarrieren 11a und 11b, der Permanentmagnet 17, die Stützwände 15 und die Stützwände 19 an der äußeren umlaufenden Seite annähernd symmetrisch um die Durchmesserlinie r angeordnet.
Die zweite Magnetflussbarriere 11b ist in einer Langlochform gebildet, die annähernd senkrecht zu der Durchmesserlinie r verläuft. Dann weist jede Wandoberfläche auf der Seite der zweiten Magnetflussbarrieren 11b der Stützwände 15 einen Oberflächenabschnitt 21 auf, der in ebener Form in einem R-förmigen Raum gebildet ist, der einen Winkelabschnitt bildet. In dieser Draufsicht sind Geraden t1 und t2 (Tangentiallinien bzw. Tangentialen), die durch jeden Oberflächenabschnitt 21 gebildet werden, derart eingestellt, dass sie sich auf der umlaufenden Seite (Peripherieseite) außerhalb des Permanentmagneten 17 schneiden, der in der zweiten Magnetflussbarriere 11b untergebracht ist.
Demgegenüber ist die erste Magnetflussbarriere 11a auf einer äußeren umlaufenden Seite des Rotors 3 in jeder äußeren Seite in Umlaufsrichtung der zweiten Magnetflussbarriere 11b angeordnet. Dann weist die Wandoberfläche der Stützwand (Steg) 15 auf der Seite jeder ersten Magnetflussbarriere 11a jeweils einen Oberflächenabschnitt 22, der jeweils in flacher Oberflächenform gebildet ist, in dem R-förmigen Raum auf, der den Winkelabschnitt bildet. In dieser Draufsicht sind Geraden t3 und t4 (Tangentialen), die durch jeden Oberflächenabschnitt 22 gebildet sind, derart eingestellt, dass sie sich auf der umlaufenden Seite (Peripherieseite) außerhalb des Permanentmagneten 17 schneiden, die in der zweiten Magnetflussbarriere 11b untergebracht sind.
Dabei ist jede Stützwand 15 in symmetrischer Weise um die Durchmesserlinie r angeordnet, wobei somit jede der Geraden t1 und t2 und der Geraden t3 und t4 derart eingestellt ist, dass sie sich auf der Durchmesserlinie r schneiden. Das heißt, dass jeweilige Schnittpunkte dieser Geraden t1 und t2 und der Geraden t3 und t4 auf der Durchmesserlinie r vorhanden sind. Weiterhin sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel jede dieser Geraden t1 und t3 und diese Geraden t2 und t4 parallel eingestellt.
In der selben Weise bildet die zweite Magnetflussbarriere 12b eine Langlochform, die annähernd senkrecht zu der Durchmesserlinie r verläuft. Dann weist jede Seitenoberfläche auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren 12b der Stützwand 16 einen Oberflächenabschnitt 23 auf, der in ebener Form in einem R-förmigen Raum gebildet ist, der einen Winkelabschnitt bildet. In dieser Draufsicht sind die Geraden t5 und t6 (Tangentiale), die durch jeden Oberflächenabschnitt 23gebildet werden, derart eingestellt, dass sie sich auf der umlaufenden Seite außerhalb des Permanentmagneten 18 schneiden, der in der zweiten Magnetflussbarriere 12b untergebracht ist.
Demgegenüber sind die ersten Magnetflussbarrieren 12a in einer Langlochform eingestellt und ausgebildet, die sich in der Nähe der äußeren umlaufenden Oberfläche des Rotors 3 zu jeweils der Außenseite in der umlaufenden Richtung der zweiten Magnetflussbarriere 12b hin erstreckt. Jede Wandoberfläche auf den Seiten der ersten Magnetflussbarriere 12a der Stützwand 16 weist einen Oberflächenabschnitt 24 auf, der in jeweils einer ebenen Form in einem R-förmigen Raum gebildet ist, der einen Winkelabschnitt bildet. Bei dieser Draufsicht sind Geraden t2 und t8 (Tangentialen), die durch jeden Oberflächenabschnitt 24 gebildet werden, derart eingestellt, dass sie sich auf der umlaufenden Seite außerhalb des Permanentmagneten 18 schneiden, der in der zweiten Magnetflussbarriere 12b untergebracht ist.
Da jede Stützwand 15 annähernd symmetrisch um die Durchmesserlinie r gesetzt ist, ist jede der Geraden t5 und t6 und der Geraden t7 und t8 derart gesetzt, dass sie sich auf der Durchmesserlinie r schneiden. Das heißt, dass jeweils ein Schnittpunkt dieser Geraden t5 und t6 und der Geraden t7 und t8 auf der Durchmesserlinie r vorhanden ist. Weiterhin sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Geraden t5 und t7 parallel zueinander eingestellt, und sind die Geraden t6 und t8 parallel zueinander eingestellt.
Weiterhin ist jeder Neigungswinkel der Geraden t5 bis t8 um die Durchmesserlinie r derart eingestellt, dass er geringer ist als der Neigungswinkel der Geraden t1 bis t4. Somit schneiden sich die Geraden t5 und t6 der Oberflächenabschnitte 23 miteinander und die Geraden t7 und t8 der Oberflächenabschnitte 24 miteinander auf der umlaufenden Seite außerhalb der Schnittpunkte der Geraden t1 und t2 und der Geraden t3 und t4 der Oberflächenabschnitte 21 und 22, die in den Schichten der äußeren umlaufenden Seite eingestellt sind. Weiterhin ist der minimale Abstand der Schnittpunkte der Geraden t5 und t6 der Oberflächenabschnitte 23 und der Geraden t7 und t8 der Oberflächenabschnitte 24, die an der inneren Seite des Permanentmagneten 18 angeordnet sind, derart eingestellt, dass er länger als der minimale Abstand zu den Schnittpunkten der Geraden t1 und t2 der Oberflächenabschnitte 21 und der Geraden t3 und t4 der Oberflächenabschnitte 22 ist, die auf der Seite außerhalb des Permanentmagneten 17 angeordnet sind.
Die Länge der Permanentmagneten 17 und 18 ist derart eingestellt, dass sie jeweils kürzer als die Länge der zweiten Magnetflussbarrieren 11b und 12b ist. Daher sind jeweils Luftspalte 25 und 25 als nichtmagnetische Abschnitte zwischen jeden der Permanentmagnete 17 und 18 und jedem der Wandoberflächen der Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren 11b und 12b der Stützwände 15 und 16 gebildet.
Fig. 3 zeigt eine analytische Darstellung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Spannungsverteilung durch eine Zentrifugalkraft bei Rotation des Rotors 3. Weiterhin zeigt Fig. 4 eine analytische Darstellung der Spannungsverteilung durch die Zentrifugalkraft bei Rotation eines herkömmlichen Rotors 31 in ähnlicher Weise wie gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Dies wird unter Verwendung eines analytischen Verfahrens wie eines Finite-Elemente- Verfahrens erhalten. Natürlich wurde diese Spannungsverteilung unter der Bedingung analysiert, dass die Rotoren 3 und 31 mit derselben Drehzahl rotieren. Der numerische Wert einer Legende A gemäß Fig. 3 entspricht allgemein dem numerischen Wert einer Legende A gemäß Fig. 4. Im Bezug auf die Variationsbreite zwischen beiden Legenden ist Fig. 3 derart eingestellt, dass sie eine kleinere Variationsbreite als Fig. 4 aufweist. Dies liegt daran, dass es wünschenswert ist, die Spannungsverteilung darzustellen, da die Spannung gemäß diesem Ausführungsbeispiel allgemein klein ist. Dabei ist das entscheidende, dass der Rotor 31 eine Form aufweist, in der Seitenoberflächen auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren 34b und 35b und die Wandoberflächen auf den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren 34a und 35a jeweiliger Stützwände 32 und 33 gleichförmig zu der äußeren Durchmesserrichtung parallel verlaufen, wobei diese Form vollständig unterschiedlich zu der des Rotors 3 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist. Dabei ist die minimale Breite der Stützwände 32 und 33 derart eingestellt, dass sie die selbe Breite wie die minimale Breite der Stützwände 15 und 16 aufweisen.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird jeweils in den Rotoren 3 und 31 die Spannung der Stützwände 15, 16, 32 und 33 groß. Jedoch wird gefunden, wenn die Stützwände 23 und 33 verglichen werden, dass die Spannungskonzentration gelockert ist und weiterhin die maximale Spannung verringert ist. Falls beispielsweise das Verhältnis der in den Stützwänden 23 und 33 verursachten maximalen Spannung durch Definition der in den Stützwänden 15 und 16 verursachten maximalen Spannung als "1" berechnet wird, wird durch die Erfinder und andere "1,63" erhalten. Es kann daran gedacht werden, dass die Last in zwei Richtungen durch Entgegenwirkung gegen die Zentrifugalkraft zerstreut werden, wenn die Stützwände 15 und 16 die Magnetfeldwegabschnitte 13 und 14 und die Permanentmagnete 17 und 18 (einen strukturellen Körper usw.) halten.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, können die nachstehend beschriebenen Wirkungen gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erzielt werden.

1. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist jede der Wandoberflächen der Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren 11b und 12b der Stützwände 15 und 16 jeweils Oberflächenabschnitte 21 und 23 auf, die derart geformt sind, dass sich die Geraden (Tangentialen) t1 und t2 und die Geraden (Tangentialen) t5 und t6 in der umlaufenden Seite außerhalb der Permanentmagnete 17 und 18 schneiden. Das heißt, dass jede der Wandoberflächen der Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren 11b und 12b der Stützwände 15 und 16 eine Form aufweist, die sich in der äußeren Richtung an jedem Oberflächenabschnitt 21 und 23 verengt. Weiterhin weist jede der Wandoberflächen der Stützwände 15 und 16 auf den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren 11a und 12a jeweils die Oberflächenabschnitte 22 und 24 auf, die derart geformt sind, dass die Geraden (Tangentialen) t3 und t4 sowie die Geraden (Tangentialen) t7 und t8 sich auf der Umlaufseite außerhalb des Permanentmagnete 17 und 18 schneiden. Das heißt, dass jede der Wandoberflächen der Stützwände 15 und 16 auf den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren 11a und 12a eine Form hat, die sich in der äußeren Richtung an jedem der Oberflächenabschnitte 22 und 24 verengt. Dementsprechend ist es bei Rotation des Rotors 3 möglich, die an den Stützwänden 15 und 16 konzentrierte Spannung zu verringern und deren maximale Spannung zu verringern, wenn dies mit dem Fall verglichen wird, bei dem jede Wandoberfläche auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren oder jede der Wandoberflächen auf den Seiten der erste Magnetflussbarrieren von Wandoberflächen sich gleichförmig parallel in Radialrichtung nach außen (äußeren Durchmesserrichtung) erstreckt.

Dementsprechend ist es ohne Änderung der minimalen Breite und der maximalen zulässigen Spannung jeweiliger Stützwände 15 und 16 möglich, den Rotor 3 für den Zweck einer Rotation mit einer höheren maximalen Drehzahl bereitzustellen, als im Vergleich mit dem Fall, bei dem jede Wandoberfläche auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren oder jede der Wandoberfläche auf den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren der Wandoberflächen gleichförmig parallel in der radialen Richtung nach außen sich erstreckt. Weiterhin wird, da die minimale Breite jeweiliger Stützwände 15 und 16 nicht geändert wird, das Volumen des Streumagnetflusses, der durch die Stützwände 15 und 16 gelangt, nicht geändert, und somit ist es möglich, eine Verschlechterung der Charakteristik (Drehmomentcharakteristiken beziehungsweise Drehmomenteigenschaften) des Motors zu verhindern.
Wenn andernfalls der Rotor 3 für eine Rotation bei einer vorgeschriebenen maximalen Drehzahl vorgesehen wird, ist die sich aufgrund der Zentrifugalkraft bei Rotation des Rotors 3 an den Stützwänden 15 und 16 konzentrierende Spannung verringert, und ist die maximale Spannung verringert, weshalb die Breite der Stützwände 15 und 16 verringert werden kann, die Größe des Rotors 3 verringert werden kann, und somit die Größe des Motors selbst verkleinert werden kann. Weiterhin ist, da die Breite der Stützwände 15 und 16 verringert ist, das Volumen des Streumagnetflusses, der durch die Stützwände 15 und 16 gelangt, verringert, und somit können die Charakteristiken (Drehmomentcharakteristik) des Motors verbessert werden.

1. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Stützwände 15 und 16 symmetrisch um die Durchmesserlinie r angeordnet, und die Oberflächenabschnitte 21 bis 24 sind derart gebildet, dass die Geraden (Tangentialen) t1 bis t8 sich auf der Durchmesserlinie r schneiden. Daher wird, da die Zentrifugalkraft auf den Rotor 3 einwirkt, die Verteilung der Lastspannung der Stützwände 15 und 16 gleichförmig, da die einwirkende Kraft symmetrisch ist, und somit kann die Festigkeit insgesamt verbessert werden.
2. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jeweils Luftspalte 25 und 26 als Nichtmagnetteile zwischen den Permanentmagneten 17 und 18 jeder Wandoberfläche der Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren 11b und 12b der Stützwände 15 und 16 vorgesehen. Dabei wird in dem Fall, dass die Stützwände 15 und 16 als Magnetteile (geschichtete Stahlbleche) nahe an den Permanentmagneten 17 und 18 kommen, ein umgekehrtes Magnetfeld stark, weil elektrischer Strom einer Spule zugeführt wird und somit die Magnetkraft der Permanentmagnete 17 und 18 verringert wird. Insbesondere ist der magnetische Widerstand an jedem Winkelabschnitt der Permanentmagnete 17 und 18 klein, weshalb die Magnetkraft aufgrund des umgekehrten Magnetfeldes deutlich klein wird. Jedoch sind, da die Luftspalte 25 und 26 jeweils zwischen jeden der Permanentmagnete 17 und 18 und jedem der Wandoberflächen der Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren 11b und 12b der Stützwände 15 und 16 vorgesehen sind, die Stützwände 15 und 16 und die Permanentmagnete 17 und 18 (Winkelabschnitte) durch jeweils diese Luftspalte 25 und 26 getrennt, weshalb es möglich ist, eine Verringerung der Magnetkraft der Permanentmagnete 17 und 18 aufgrund des umgekehrten Magnetfeldes zu unterdrücken.
3. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel schneiden sich die Geraden (Tangentialen) t5 bis t8 der Oberflächenabschnitte 23 und 24, die in der Schicht auf der Seite des inneren umlaufenden Abschnitts angeordnet sind, auf der Seite des umlaufenden Abschnitts außerhalb von den Schnittpunkten der Geraden (Tangentialen) t1 bis t4 der Oberflächenabschnitte 21 und 22, die in der Schicht auf der Seite des äußeren umlaufenden Abschnitts angeordnet sind. In diesem Fall ist die sich an den Stützwänden (Stege) 15 und 16 konzentrierende Spannung aufgrund der Zentrifugalkraft bei der Rotation des Rotors 3 verringert, und ist weiterhin die maximale Spannung verringert, im Vergleich zu dem Fall, dass jede der Geraden (Tangentialen) der in jeder Schicht angeordneten Oberflächenabschnitte beispielsweise parallel verlaufen, oder zu dem Fall, dass sich die Geraden (Tangentialen) der Oberflächenabschnitte, die in jeder Schicht auf der Seite des Umfangsabschnitts angeordnet sind, sich in dem Umfangsabschnitt außerhalb von dem Punkt schneiden, in dem sich die Geraden (Tangentialen) der Oberflächenabschnitte schneiden, die in der Schicht auf der Seite des inneren Abschnitts angeordnet sind.

Daher wird es möglich, den Rotor 3 derart bereitzustellen, dass die maximale Drehzahl deutlich erhöht werden kann, ohne dass die minimale Breite und die maximal zulässige Spannung der jeweiligen Stützwände 15 und 16 geändert werden muss.
Andernfalls ist, wenn der Rotor 3 für den Zweck der Einstellung der vorgeschriebenen maximalen Drehzahl vorgesehen ist, die sich an den Stützwände 15 und 16 konzentrierende Spannung aufgrund der Zentrifugalkraft bei Rotation des Rotors 3 verringert, und ist die maximale Spannung verringert, weshalb die Breite der Stützwände 15 und 16 verringert werden kann, die Größe des Rotors 3 weiter verringert werden kann, und somit die Größe des Motors selbst verringert werden kann. Weiterhin ist, da die Breite der Stützwände 15 und 16 verringert ist, das Volumen eines durch die Stützwände 15 und 16 gelangenden Streumagnetflusses verringert, weshalb die Charakteristiken (Drehmomentcharakteristiken) des Motors verbessert werden können.

1. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Rotor 3 unter Verwendung von geschichteten Stahlblechen aufgebaut werden, der durch ein einfaches Herstellungsverfahren wie beispielsweise Maschinenschneiden (press cutting) hergestellt werden können. Das heißt, dass die Magnetflussbarrieren 11 und 12 (die ersten Magnetflussbarrieren 11a und 12a, die zweiten Magnetflussbarrieren 11b und 12b), die Magnetfeldwegabschnitte 13 und 14 und die Stützwände 15 und 16 und so weiter gleichzeitig mit Durchführung des Maschinenschneidens gebildet werden können.

Zweites Ausführungsbeispiel

Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 beschrieben.
Fig. 5 zeigt eine Teildraufsicht des Aufbaus des Rotors 3 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass jede der Wandoberflächen der Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren 11b jeder Stützwand 11, die in der Schicht auf der Seite des äußeren umlaufenden Abschnitts angeordnet sind, und der Wandoberflächen der Seiten der zweiten Magnetflussbarriere 12b jeder Stützwand 43, die in der Schicht auf der Seite des inneren umlaufenden Abschnitts angeordnet sind, jeweils Flachabschnitte 43 und 44, die sich in der äußeren umlaufenden Richtung (Durchmesserlinien r) parallel erstrecken, und Oberflächenabschnitte 54 und 46 aufweisen, die jeweils zwischen R-Formen gebildet sind, die jeden Winkelabschnitt in dem äußeren umlaufenden Abschnitt des Rotors für die Flachabschnitte 43 und 44 strukturieren. Weiterhin besteht ein zusätzlicher Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass jede der Wandoberflächen der Stützwand 41 auf der Seite der ersten Magnetflussbarriere 11a und der Wandoberflächen der Stützwand 42 auf der Seiten der erstem Magnetflussbarriere 12a jeweils Flachabschnitte 47 und 48 aufweisen, die sich parallel zu der nach außen gerichteten Durchmesserrichtung (Durchmesserlinien r) erstrecken, sowie Oberflächenabschnitte 49 und 50 aufweisen, die jeweils in der flachen Form zwischen den R-Formen gebildet sind, die Winkelabschnitte für die Flachabschnitte 47 und 48 auf der inneren umlaufenden Seite des Rotors bilden.
Gemäß dieser Draufsicht sind jeweils die Geraden tu und t12 (Tangentialen) für den Oberflächenabschnitt 45 und die Geraden t13 und t14 (Tangentialen) für den Oberflächenabschnitt 49 derart eingestellt, dass sie sich auf der umlaufenden Seite außerhalb des Permanentmagneten 17 schneiden, der in der zweiten Magnetflussbarriere 11b untergebracht ist. Weiterhin sind die Geraden t15 und t16 (Tangentialen) für den Oberflächenabschnitt 46 und Geraden t17 und t18 (Tangentialen) für den Oberflächenabschnitt 50 derart eingestellt, dass sie sich auf der umlaufenden Seite außerhalb des Permanentmagneten 18 schneiden, der in der zweiten Magnetflussbarriere 12b untergebracht ist.
Dabei sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Geraden t11, t13, t15 und t17 und jeweils die Geraden t12, t14, t16 und t18 parallel zueinander eingestellt. Weiterhin sind die jeweiligen Schnittpunkte dieser Geraden t11 und t12, der Geraden t13 und t14, der Geraden t15 und t16 und der Geraden t17 und t18 jeweils auf der Durchmessergeraden r vorhanden.
Fig. 6 zeig eine analytische Darstellung der Spannungsverteilung, die bei Rotation des Rotors 3 durch die Zentrifugalkraft verursacht wird. Dies wird durch eine Analyse mittels eines Finite-Elemente-Verfahrens beispielsweise erhalten. Eine derartige Spannungsverteilung wird unter der Bedingung analysiert, dass der Rotor 3 mit der gleiche Drehzahl wie der herkömmliche Rotor (Rotor 31) rotiert. Die numerischen Werte für die Legende A von Fig. 6 entspricht allgemein den numerischen Werten für die Legende A gemäß Fig. 4. Dies dient zur Veranschaulichung der Spannungsverteilung vorzugsweise unter Beachtung, dass eine Spannung gemäß diesem Ausführungsbeispiel allgemein kleiner als die gemäß dem herkömmlichen Beispiel ist. Dabei ist die Minimalbreite der Stützwände 41 und 42 derart eingestellt, dass sie dieselbe Minimalbreite wie Stützwände 32 und 33 aufweist.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Spannung der Stützwände 41 und 42 groß. Jedoch wurde gefunden, dass die sich an den Stützwände 41 und 42 konzentrierende Spannung verringert ist und weiterhin deren maximale Spannung kleiner als bei dem herkömmlichen Beispiel ist(vergleiche Fig. 4). Beispielsweise wird, falls das Verhältnis der in den Stützwände 15 und 16 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verursachten maximalen Spannung berechnet wird, indem die maximale Spannung als "1" definiert wird, "1.42" durch Erfinder und andere erhalten.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, können gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dieselben Wirkungen wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden, die durch die Abschnitte (1) bis (3) und (5) beschrieben sind.

Drittes Ausführungsbeispiel

Nachstehend ist ein drittes Ausführungsbeispiel zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 7 bis 8 beschrieben.
Fig. 7 zeigt eine Teildraufansicht des Aufbaus des Rotors 3 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Wie es in der Zeichnung gezeigt ist, unterscheidet sich das vorliegende Ausführungsbeispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass in der Draufsicht diese Ausführungsbeispiels, jede Gerade (Tangentiale) von Oberflächenabschnitten 52 und 53 einer in der Schicht auf der Seite des äußeren umlaufenden Abschnitts angeordneten Stützwand 51 auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarriere 11b und der ersten Magnetflussbarriere 11a und jede Gerade (Tangentiale) von Oberflächenabschnitte 57 und 58 einer in der Schicht auf der Seite des inneren umlaufenden Abschnitts angeordneten Stützwand 56 auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarriere 12b und der ersten Magnetflussbarriere 12a zueinander parallel sind.
Fig. 8 zeigt eine analytische Darstellung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Spannungsverteilung durch die Zentrifugalkraft bei Rotation des Rotors 3. Diese wird unter Verwendung des analytischen Verfahrens wie des Finite-Elemente-Verfahrens erhalten. Diese Spannungsverteilung wurde unter der Bedingung analysiert, dass der Rotor 3 mit der selben Drehzahl wie der herkömmliche Rotor (der Rotor 31) gedreht wird. Der numerische Wert der Legende A von Fig. 8 entspricht allgemein dem numerischen Wert der Legende A von Fig. 4. Dies geschieht deswegen, um die Spannungsverteilung bevorzugt darzustellen, da die Spannung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel allgemein kleiner als die des herkömmlichen Beispiels ist. Dabei ist die minimale Breite der Stützwände 51 und 56 derart eingestellt, dass sie die selbe Breite wie die minimale Breite der Stützwände 32 und 33 aufweist.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Spannung der Stützwände 51 und 56 groß. Jedoch wurde gefunden, dass die sich in den Stützwänden 51 und 56 konzentrierende Spannung verringert ist und weiterhin deren maximale Spannung gegenüber dem herkömmlichen Beispiel (vergl. Fig. 4) verringert ist. Beispielsweise wird, falls das Verhältnis der in den Stützwänden 51 und 56 des vorliegenden Ausführungsbeispiels verursachten maximalen Spannung durch Definition der in den Stützwänden 15 und 16 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verursachten Spannung als "1" berechnet wird, "1,73" durch die Erfinder und andere erhalten.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, können gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dieselben Wirkungen wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden, die durch die Abschnitte (1) bis (3) und (5) beschrieben worden sind.

Viertes Ausführungsbeispiel

Nachstehend ist ein viertes Ausführungsbeispiel zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 9 und 10 beschrieben.
Fig. 9 zeigt eine Teildraufsicht des Aufbaus des Rotors 3 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, unterscheidet sich das vorliegende Ausführungsbeispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass eine periphere Struktur (der Magnetfeldwegabschnitt 14, der Permanentmagnet 18 und so weiter) und die Magnetflussbarriere 12, die in der Schicht auf der Seite des inneren umlaufenden Abschnitts angeordnet sind, nicht eingestellt sind, sondern dass lediglich eine Schicht der Magnetflussbarriere 11 eingesetzt ist.
Fig. 10 zeigt eine analytische Darstellung gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Spannungsverteilung durch die Zentrifugalkraft bei Rotation des Rotors 3. Dies wird unter Verwendung eines analytischen Verfahrens wie des Finite-Elemente-Verfahrens erhalten. Diese Spannungsverteilung wurde unter der Bedingung analysiert, dass der Rotor 3 bei der selben Drehzahl wie der herkömmliche Rotor (der Rotor 91) rotieren sollte. Dabei verlaufen die Wandoberflächen der Stützwände 94 auf der Seite der ersten Magnetflussbarrieren 92a und die Wandoberflächen der Stützwände 94 auf der Seite der ersten Magnetflussbarrieren 92b jeweils annähernd gleichförmig parallel in Richtung außerhalb des Durchmessers. Der numerische Wert einer Legende B von Fig. 10 entspricht allgemein dem numerischen Wert einer Legende B von Fig. 14. Die Variationsbreite zwischen beiden Legenden ist derart eingestellt, dass die von Fig. 10 eine kleinere Variationsbreite als Fig. 14 aufweist. Dies liegt daran, dass vorzugsweise die Spannungsverteilung angezeigt werden soll, da die Spannung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel allgemein klein ist. Dabei ist minimale Breite der Stützwände 15 derart eingestellt, dass sie die selbe minimale Breite der Stützwand 94 aufweist.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird die Spannung der Stützwand 15 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel groß. Jedoch wurde gefunden, dass die sich an den Stützwände 15 konzentrierende Spannung verringert ist und das weiterhin ihre maximale Spannung kleiner als bei dem herkömmlichen Beispiel (vergl. Fig. 14) wird. Beispielsweise wird, falls das Verhältnis der maximalen Spannung, die in den Stützwänden 94 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verursacht wird, durch Definition der in den Stützwänden 15 gemäß diesem Ausführungsbeispiel verursachten maximalen Spannung als "1" definiert wird, beispielsweise "1,74" durch Erfinder und andere erhalten.
Wie ausführlich beschrieben worden ist, können gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dieselben Wirkungen wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden, die durch die Abschnitte (1) bis (3) und (5) beschrieben worden sind.

Fünftes Ausführungsbeispiel

Nachstehend ist ein fünftes Ausführungsbeispiel zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 11 und 12 beschrieben.
Fig. 11 zeigt eine Teildraufansicht des Aufbaus des Rotors 3 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, unterscheidet sich das vorliegende Ausführungsbeispiel von dem zweiten Ausführungsbeispiel darin, dass eine periphere Struktur (der Magnetfeldwegabschnitt 14, der Permanentmagnet 18 und so weiter) und die Magnetflussbarriere 12, die in der Schicht auf der Seite des inneren umlaufenden Abschnitts angeordnet sind, nicht eingesetzt sind, sondern dass lediglich eine Schicht der Magnetflussbarriere 11 eingesetzt ist. Dabei weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jede der Wandoberflächen der Stützwände 41 auf der Seite der ersten Magnetflussbarrieren 11a eine Form auf, die sich annähernd gleichförmig parallel in der Durchmesserrichtung nach außen erstreckt.
Das heißt, dass die Tangentialen der entsprechenden ersten Magnetflussbarrieren nicht parallel zu den entsprechenden Tangentialen der zweiten Magnetflussbarriere sind, sondern dass jede Tangentiale beider Seiten der Magnetflussbarrieren parallel zueinander sind.
Fig. 12 zeigt eine analytische Darstellung gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Spannungsverteilung durch die Zentrifugalkraft bei Rotation des Rotors 3. Diese wird unter Verwendung eines analytischen Verfahrens wie des Finite-Elemente-Verfahrens erhalten. Diese Spannungsverteilung wurde unter der Bedingung analysiert, dass der Rotor 3 mit der selben Drehzahl wie bei dem herkömmlichen Rotor (dem Rotor 91) rotieren sollte. Der numerische Wert der Legende B von Fig. 12 entspricht dem numerischen Wert der Legende B von Fig. 14 allgemein, und die Variationsbreite zwischen den jeweiligen Legenden von Fig. 12 ist derart eingestellt, dass sie kleiner als die von Fig. 14 ist. Dies liegt daran, dass vorzugsweise die Spannungsverteilung gezeigt werden soll, da die Spannung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel allgemein kleiner als bei dem herkömmlichen Beispiel ist. Dabei ist die minimale Breite der Stützwände 41 derart eingestellt, dass sie die selbe Breite wie die minimale Breite der Stützwand 94 aufweist.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist die Spannung an der Stützwand 41 gemäß diesem Ausführungsbeispiel groß. Jedoch kann gefunden werden, dass die sich an der Stützwand 41 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel konzentrierende Spannung verringert ist und weiterhin die maximale Spannung verringert ist, wenn diese mit dem herkömmlichen Beispiel (vergleiche Fig. 14) verglichen werden. Beispielsweise wird, falls das Verhältnis der in den Stützwänden 41 verursachten maximalen Spannung durch Definition der in den Stützwänden 15 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel verursachten maximalen Spannung beispielsweise als "1" berechnet wird, "1,33" durch Erfinder und andere gefunden werden.
Wie vorstehend ausführlich beschrieben, können gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dieselben Wirkungen wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden, die in den Abschnitten (1) bis (3) und (5) beschrieben worden sind. Dabei sind die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern diese können in nachstehend beschriebener Weise modifiziert werden.
Gemäß dem ersten, dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel sind jeweils Oberflächenabschnitte 21 bis 24 vorgesehen, die in den flachen Oberflächenformen in den Wandoberflächen jeweiliger Stützwände 15, 16, 51 und 56 auf den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren 11a und 12a sowie den Wandoberflächen der jeweiligen Stützwände 15, 16, 51 und 56 auf der Seite der zweiten Magnetflussbarrieren 11b und 12b für jeweilige R-Formen gebildet, die jeweilige Winkelabschnitte bilden. Demgegenüber können jeweils Oberflächenabschnitte für R- Formen, die jeweils Winkelabschnitte bilden, vorgesehen werden, die in gekrümmten Oberflächenformen an beliebigen der Wandoberflächen der Stützwände 15, 16, 51 und 56 auf den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren 11a und 12a oder der Wandoberflächen der Stützwände 15, 16, 51 und 56 auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren 11b und 12b gebildet sind. Selbst falls eine Modifikation in dieser Weise durchgeführt wird, können dieselben Wirkungen wie gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten, dritten und vierten Ausführungsbeispiel erhalten werden, indem die Schnittpunkte der Oberflächenabschnitte in der selben Weise eingestellt werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen zweiten und fünften Ausführungsbeispiel ist jeder der Oberflächenabschnitte 46, 47, 49 und 50 für die Seiten der äußeren umlaufenden Abschnitte des Rotors für die Flachoberflächen 43 und 44 sowie die R-Formen, die Winkelabschnitte bilden, in jeder der Wandoberflächen der Stützwände 41 und 42 auf den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren 11a und 12a sowie den Wandoberflächen der Stützwände 41 und 42 auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren 11b und 12b vorgesehen. Demgegenüber können in gekrümmten Abschnitten gebildete Oberflächenabschnitte für die Seiten der äußeren umlaufenden Abschnitte des Rotors für die Flachabschnitte 43 und 44 und die R-Formen, die Winkelabschnitte bilden, an jeder der Wandoberflächen der Stützwände 41 und 42 auf den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren 11a und 12a sowie der Wandoberflächen der Stützwände 41 und 42 auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren 11b und 12b vorgesehen werden. Selbst falls eine Modifikation in dieser Weise durchgeführt wird, können dieselben Wirkungen wie gemäß dem zweiten und dem fünften Ausführungsbeispiel erhalten werden, in dem die Schnittpunkte der Tangentialen der vorstehend beschriebenen Abschnitte in der selben Weise eingestellt werden.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist jeder der Luftspalte 25 und 26 als Nichtmagnetabschnitte zwischen jedem der Permanentmagnete 17 und 18 und jedem der Wandoberflächen der Stützwände 15, 16, 41, 42, 51 und 56 auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren 11b und 12b vorgesehen. Demgegenüber kann jedes nichtmagnetische Material zwischen den Permanentmagneten 17 und 18 und den Wandoberflächen der Stützwände 15, 16, 41, 42, 51 und 56 auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren 11b und 12b untergebracht (vergraben) werden. Durch Modifizieren in dieser Weise ist es zusätzlich zu den selben Wirkungen wie gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich, die Permanentmagnete 17 und 18 zu fixieren.
Gemäß jedem Ausführungsbeispiel ist, obwohl die Magnetflussbarrieren 11 und 12 und deren Peripheriestruktur annähernd symmetrisch zueinander in Bezug auf die Durchmessergerade r gebildet sind, der symmetrische Aufbau nicht notwendigerweise erforderlich. Beispielsweise kann jeder Geraden-Schrägwinkel für ein Paar Oberflächenabschnitte der Stützwände möglich sein. Selbst falls eine Modifikation in dieser Weise durchgeführt wird, können dieselben Wirkungen wie die Wirkungen (1), (3) und (5) der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele erhalten werden.
Gemäß jedem Ausführungsbeispiel kann, obwohl der Rotor 3 unter Verwendung der Magnetflussbarrieren 11 und 12 (der Magnetfeldwegabschnitte 13 und 14) aufgebaut ist, die eine Schicht oder zwei Schichten in den radialen Richtungen bilden, der Rotor unter Verwendung der Magnetflussbarrieren (Magnetfeldwegabschnitte) aufgebaut werden, die drei oder mehrere Schichten in den radialen Richtungen bilden.
Obwohl gemäß jedem Ausführungsbeispiel die Anzahl der Pole (acht Pole) und Nuten (achtundvierzig Nuten) des Synchronmotors 1 der Permanentmagnetbauart als ein Beispiel verwendet worden ist, können ebenfalls unterschiedliche Anzahlen von Polen und Nuten angewendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung bei dem Synchronmotor 1 der Permanentmagnetbauart angewendet wird, der ermöglicht, dass der Rotor 3 in Drehung versetzt wird und gemäß jedem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durch ein magnetisches Drehmoment und eine Reluktanzdrehmoment angetrieben wird, kann die vorliegende Erfindung auf einen Synchronmotor der Permanentmagnetbauart angewendet werden, der ermöglicht, dass der Rotor lediglich durch das magnetische Drehmoment angetrieben wird und in Rotation versetzt wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung bei einer Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart angewendet wurde, die als elektrischer Motor (Motor) verwendet wird, ist ebenfalls eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart möglich, die als Generator verwendet wird.
Wie ausführlich vorstehend beschrieben worden ist, kann erfindungsgemäß die maximale Drehzahl derart eingestellt werden, dass sie deutliche höher wird, ohne dass die Synchroncharakteristik verschlechtert wird.
Erfindungsgemäß kann, da die Last auf beide Stützwände aufgrund der Zentrifugalkraft bei Rotation des Rotors annähernd gleichmäßig wird, kann somit die Festigkeit insgesamt verbessert werden. Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, eine Demagnetisierung des Permanentmagneten durch ein inverses magnetisches Feld zu verhindern, das durch eine stromführende Spule verursacht wird.
Erfindungsgemäß wird eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart bereitgestellt mit einem Rotor, der eine Vielzahl von Magnetflussbarrieren aufweist, die perforiert sind und jeweils bei einem vorgeschriebenen Winkel entlang einer umlaufenden Richtung vorgesehen sind, die jeweilige erste Magnetflussbarriere an beiden Enden der Magnetflussbarrieren in einer umlaufenden Richtung durch Unterteilung der Magnetflussbarrieren bilden, wobei eine Stützwand zur Bildung einer zweiten Magnetflussbarriere zwischen den ersten Magnetflussbarrieren vorgesehen ist, und ein Permanentmagnet in der zweiten Magnetflussbarriere eingeschlossen ist, wobei jede Wandoberfläche der Stützwand auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren einen Oberflächenabschnitt aufweist, der derart gebildet ist, dass die Tangentialen sich jeweils miteinander in einer umlaufenden Seite außerhalb des eingeschlossenen Permanentmagneten schneiden.
Erfindungsgemäß wird eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart bereitgestellt, bei der der Oberflächenabschnitt auf eine äußeren umlaufenden Seite von Wandoberflächen der Stützwand auf der Seite der zweiten Magnetflussbarrieren angeordnet ist.
Erfindungsgemäß wird eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart bereitgestellt, bei der die Stützwand annähernd symmetrisch um eine Durchmesserlinie angeordnet ist, die durch einen zentralen Abschnitt der Magnetflussbarrieren in einer umlaufenden Richtung verläuft, und der Oberflächenabschnitt derart gebildet ist, dass sich jeweils die Tangentialen auf der Durchmessergeraden schneiden.
Erfindungsgemäß wird eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart bereitgestellt, bei der ein Nichtmagnetabschnitt zwischen dem eingeschlossenen Permanentmagneten und einer Wandoberfläche der Stützwand auf der Seite der zweiten Magnetflussbarriere vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß wird eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart bereitgestellt, bei der die ersten und zweiten Magnetflussbarrieren eine Vielzahl innerer und äußerer Schichten in radialer Richtung bilden, und die Tangentialen der Oberflächenabschnitte der Magnetflussbarrieren der inneren Schicht sich miteinander außerhalb von einem Schnittpunkt der Tangentialen der Oberflächenabschnitte der Magnetflussbarrieren der äußeren Schicht schneiden.
Erfindungsgemäß weist jede Wandoberfläche der ersten Magnetflussbarrieren der Stützwände den Oberflächenabschnitt auf, der derart gebildet ist, dass sich die Tangentialen in der umlaufenden Seite außerhalb des eingeschlossenen Permanentmagneten schneiden. Das heißt, dass jede Wandoberfläche der Stützwände auf den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren eine Form hat, die sich in die nach außen gerichtete Durchmesserrichtung in dem Oberflächenabschnitt verengt. Dabei wird bei Rotation des Rotors die Zentrifugalkraft dem strukturellen Körper (und Permanentmagneten) beaufschlagt, der als die Magnetfeldwegabschnitte in der äußeren umlaufenden Seite der Magnetflussbarrieren (erste und zweite Magnetflussbarrieren) gebildet ist. Dabei kann analytisch durch den Erfinder und andere bestätigt werden, dass durch Bilden jeder Wandoberfläche der Stützwände auf der Seite der ersten Magnetflussbarriere in einer Weise wie gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die sich an den Stützwänden konzentrierende Spannung weniger beaufschlagt wird, als bei der Form, bei der jede Wandoberfläche der Stützwände auf Seiten der ersten Magnetflussbarrieren sich beispielsweise gleichförmig parallel in die äußere Durchmesserrichtung ausdehnt, wobei dadurch weiterhin die maximale Spannung verringert wird. Es wird in Betracht gezogen, dass dieses durch die Tatsache verursacht wird, dass die Last dafür in zwei Richtungen unterteilt wird, wenn die Stützwand den strukturellen Körper durch Gegenwirken gegen die Zentrifugalkraft stützt.
Dementsprechend wird es möglich, den Rotor derart bereitzustellen, dass die maximale Drehzahl höher als bei der Form wird, bei der jede Wandoberfläche der Stützwände auf Seiten der ersten Magnetflussbarrieren sich gleichförmig parallel in der äußeren Durchmesserrichtung ausdehnt, ohne dass jeweils die minimale Breite und die maximale zulässige Spannung der Stützwände geändert werden. Weiterhin ist, da die Minimalbreite der Stützwände jeweils nicht geändert ist, jeder Streumagnetfluss, der durch die Stützwände gelangt, gleichmäßig, weshalb es möglich ist, eine Verschlechterung der Synchronmaschinencharakteristiken (Drehmomentcharakteristiken für den elektrischen Motor beispielsweise) zu verhindern.
Im übrigen ist der Rotor derart vorgesehen, dass er mit einer zu definierenden vorgeschriebenen maximalen Drehzahl rotiert, wobei die sich an den Stützwänden konzentrierende Spannung durch die Zentrifugalkraft bei Rotation des Rotors verringert ist, und weiterhin die maximale Spannung verringert ist, wobei folglich die Breite der Stützwände, die Größe des Rotors und zusätzlich die Größe der Synchronmaschine selbst verringert werden kann. Weiterhin ist die Breite der vorstehend erwähnten Stützwände verringert, weshalb jeweils ein durch die Stützwände gelangender Streumagnetfluss verringert ist, und somit die Synchronmaschineneigenschaften verbessert werden.
Erfindungsgemäß weist jede Wandoberfläche der Stützwände auf Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren einen Oberflächenabschnitt auf, der eine Form hat, dass jeder Tangentialabschnitt (Tangentiale) sich in der umlaufenden Richtung außerhalb des vorstehend erwähnten eingeschlossenen Permanentmagneten schneidet. Das heißt, dass jede Wandoberfläche der Stützwände auf Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren eine Form aufweist, die sich in die nach außen gerichtete Durchmesserrichtung in den vorstehend erwähnten Oberflächenabschnitt verengt. Dabei wird die Zentrifugalkraft bei Rotation des Rotors dem strukturellen Körper (und den Permanentmagneten) beaufschlagt, der als Magnetfeldwegabschnitt an der Seite des äußeren umlaufenden Abschnitts der Magnetflussbarrieren (erster und zweiter Magnetflussbarrieren) gebildet ist. Darauf kann durch den Erfinder und andere analytisch bestätigt werden, dass durch Bildung jeder Wandoberfläche der Stützwände auf Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren derart, wie gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen beschrieben, die sich an der Stützwand konzentrierenden Spannung weniger hinzugefügt wird als bei einer Form, bei der jede Wandoberfläche der Stützwand auf Seiten der zweiten Magnetflussbarriere beispielsweise gleichförmig parallel in der äußeren Durchmesserrichtung sich erstreckt, wobei weiterhin dadurch die maximale Spannung verringert wird. Es wird in Betracht gezogen, dass dies durch die Tatsache verursacht wird, dass die Last dafür in zwei Richtungen unterteilt ist, wenn die Stützwand den strukturellen Körper zum Entgegenwirken gegen die Zentrifugalkraft stützt.
Dementsprechend wird es möglich, den Rotor derart bereitzustellen, dass die maximale Drehzahl wesentlich höher wird als bei einer Form, bei der jede Wandoberfläche der Stützwand auf Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren sich gleichförmig parallel in der äußeren Durchmesserrichtung erstreckt, ohne dass jeweils die Minimalbreite und die maximal zulässige Spannung der Stützwände geändert werden. Weiterhin ist, da jede minimale Breite der Stützwände nicht geändert wird, jeder durch die Stützwände gelangende Streumagnetfluss gleichförmig, weshalb es möglich ist, eine Verschlechterung der Synchronmaschinencharakteristiken (beispielsweise Drehmomentcharakteristiken für den elektrischen Motor) zu verhindern.
Andernfalls wird der Rotor derart vorgesehen, das er für eine zu definierende vorgeschriebene maximale Drehzahl rotiert, wobei die sich an den Stützwänden konzentrierende Spannung durch die Zentrifugalkraft bei Rotation des Rotors verringert ist, und weiterhin die maximale Spannung verringert ist, weshalb folglich die Breite der Stützwände, die Größe des Rotors und zusätzlich dazu die Größe der Synchronmaschine selbst verringert werden kann. Weiterhin ist jede Breite der vorstehend beschriebenen Stützwände verringert, weshalb jeder durch die Stützwände gelangende Streumagnetfluss verringert ist und somit die Synchronmaschinencharakteristiken verbessert werden.
Erfindungsgemäß ist der Oberflächenabschnitt in einer Form einer flachen Oberfläche oder eines gekrümmten Abschnitts gebildet. Dabei ist die Tangentialgerade des Oberflächenabschnitts als die flache Oberfläche die Gerade (gerade Linie) zwischen den Oberflächenabschnitten der Draufsicht des Rotors. Weiterhin ist der Oberflächenabschnitt als die gekrümmte Oberfläche offensichtlich von der R-Form zu unterscheiden, die zur Verringerung einer Spannung an einem Winkelabschnitt des strukturellen Körpers allgemein beispielsweise eingestellt ist. Das heißt, dass, falls der Oberflächenabschnitt die Form mit der gekrümmten Oberfläche ist, der Oberflächenabschnitt in der Position außerhalb des Winkelabschnitts definiert ist, in der diese R-Form eingestellt ist.
Erfindungsgemäß ist jede Stützwand symmetrisch um die durch den Mittelabschnitt in der umlaufenden Richtung der ersten beiden Magnetflussbarriere gelangende Durchmesserlinie angeordnet, und der Oberflächenabschnitt ist derart gebildet, dass die Tangentialen sich auf der Durchmessergerade schneiden. Daher wird die auf beide Stützwände einwirkende Last annähernd gleich, weshalb die Festigkeit insgesamt erhöht wird.
Erfindungsgemäß ist ein nichtmagnetischer Abschnitt zwischen der Wandoberfläche auf der Seite der zweiten Magnetflussbarriere und dem eingeschlossenen Permanentmagneten vorgesehen. Dabei wird in dem Fall, dass der Permanentmagnet und die Stützwand als der magnetische Abschnitt nahe aneinander sind, die Leistung des Magneten verringert, da ein umgekehrtes Magnetfeld durch eine stromführende Spule stark wird. Insbesondere wird, da der magnetische Widerstand an dem Winkelabschnitt des Permanentmagneten gering ist, die Leistung des Magneten deutlich durch das umgekehrte Magnetfeld verringert. Da jedoch der nichtmagnetische Abschnitt zwischen den Permanentmagneten und der Wandoberfläche der Stützwand auf der zweiten Magnetflussbarriere vorgesehen ist, kann eine durch das umgekehrte Magnetfeld verursachte Verringerung der Leistung des Permanentmagneten unterdrückt werden, da diese Stützwände und Permanentmagneten (Winkelabschnitte) durch diesen Nichtmagnetabschnitt getrennt sind.
Erfindungsgemäß sind eine Vielzahl von Schichten von Magnetflussbarrieren in der Durchmesserrichtung gebildet, schneiden sich jeweils die Tangentialen der Oberflächenabschnitte, die in der Schicht auf der Seite des inneren umlaufenden Abschnitts angeordnet sind, in dem umlaufenden Abschnitt deutlich außerhalb des Schnittpunkts der Tangentialen der Oberflächenabschnitte, die in der Schicht auf der Seite des äußeren umlaufenden Abschnitts angeordnet sind. Durch Bilden der Oberflächenabschnitte derart, dass sich die Tangentialen jedes Oberflächenabschnitts, die in jeder Schicht angeordnet sind, in der Weise wie gemäß dem vorstehend beschrieben Ausführungsbeispielen schneiden, kann analytisch durch die Erfinder und andere bestätigt werden, dass die sich an der Stützwand konzentrierende Spannung aufgrund der Zentrifugalkraft bei Rotation des Rotors stärker verringert ist, als in dem Fall, dass die Tangentialen der Oberflächenabschnitt jeder Schicht sich beispielsweise annähernd parallel erstrecken, oder die Tangentialen der in der Schicht auf der Seite des äußeren umlaufenden Abschnitts angeordneten Oberflächenabschnitte sich jeweils auf der Seite des umlaufenden Abschnitts außerhalb des Schnittpunkts der Tangentialen der Oberflächenabschnitte schneiden, die in der Schicht auf der inneren umlaufenden Seite angeordnet sind.
Daher wird es möglich, den Rotor derart vorzusehen, dass die Drehzahl deutlich erhöht wird, ohne dass die Minimalbreite und die maximal zulässige Spannung für jede Stützwand beispielsweise geändert wird. Demgegenüber kann der Rotor derart vorgesehen werden, dass er bei einer zu definierenden vorgeschriebenen maximalen Drehzahl rotieren kann, wobei die sich an den Stützwände konzentrierende Spannung durch die Zentrifugalkraft bei Rotation des Rotors verringert ist, und weiterhin die maximale Spannung verringert ist, wobei folglich die Breite der Stützwände verringert wird und die Größe des Rotors weiterhin klein wird, und zusätzlich dazu kann die Größe der Synchronmaschine selbst verringert werden.
Weiterhin ist jede Breite der vollständig beschriebenen Stützwände verringert, weshalb ein durch die Stützwände gelangender Streumagnetfluss verringert ist und somit die Synchronmaschinencharakteristiken verbessert werden.
Eine Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart, die in der Lage ist, die maximale Drehzahl sehr hoch einzustellen, wird ohne Verschlechterung von Synchroncharakteristiken bereitgestellt. Die Synchronmaschine (1) der Permanentmagnetbauart weist einen Rotor mit einer Vielzahl von Magnetflussbarrieren auf, die eingeschlossen sind und jeweils bei einem vorgeschriebenen Winkel entlang einer umlaufenden Richtung vorgesehen sind. An einem Ende und an dem anderen Ende der Magnetflussbarrieren, sind die Stützwände vorgesehen, die erste Magnetflussbarrieren an einem Ende und dem anderen Ende der Magnetflussbarrieren bilden, indem die Magnetflussbarrieren unterteilt sind, und weiter die zweiten Magnetflussbarrieren zwischen den ersten Magnetflussbarrieren bilden. Weiterhin sind Permanentmagnete in den zweiten Magnetflussbarrieren eingeschlossen. Jede Wandoberfläche, die den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren der Stützwände zugewandt sind, weist jeweils Oberflächenabschnitte derart auf, dass die Tangentialen der Oberflächenabschnitte sich jeweils an einer Umfangsseite außerhalb der Permanentmagnete schneiden.

Claims

1. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart mit einem Rotor, der eine Vielzahl von Magnetflussbarrieren aufweist, die perforiert sind und jeweils bei einem vorgeschriebenen Winkel entlang einer umlaufenden Richtung vorgesehen sind, die jeweilige erste Magnetflussbarriere an beiden Enden der Magnetflussbarrieren in einer umlaufenden Richtung durch Unterteilung der Magnetflussbarrieren bilden, wobei eine Stützwand zur Bildung einer zweiten Magnetflussbarriere zwischen den ersten Magnetflussbarrieren vorgesehen ist, und ein Permanentmagnet in der zweiten Magnetflussbarriere eingeschlossen ist, wobei
jede Wandoberfläche der Stützwand auf den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren einen Oberflächenabschnitt aufweist, der derart gebildet ist, dass die Tangentialen sich jeweils miteinander in einer umlaufenden Seite außerhalb des eingeschlossenen Permanentmagneten schneiden.

2. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach Anspruch 1, wobei
der Oberflächenabschnitt an einer inneren umlaufenden Seite von Wandoberflächen der Stützwand auf der Seite der ersten Magnetflussbarrieren angeordnet ist.

3. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart mit einem Rotor, der eine Vielzahl Magnetflussbarrieren aufweist, die perforiert sind und jeweils bei einem vorgeschriebenen Winkel entlang einer umlaufenden Richtung vorgesehen sind, die jeweilige erste Magnetflussbarriere an beiden Enden der Magnetflussbarrieren in einer umlaufenden Richtung durch Unterteilung der Magnetflussbarrieren bilden, wobei eine Stützwand zur Bildung einer zweiten Magnetflussbarriere zwischen den ersten Magnetflussbarrieren vorgesehen ist, und ein Permanentmagnet in der zweiten Magnetflussbarriere eingeschlossen ist, wobei jede Wandoberfläche der Stützwand auf den Seiten der zweiten Magnetflussbarrieren einen Oberflächenabschnitt aufweist, der derart gebildet ist, dass die Tangentialen sich jeweils miteinander in einer umlaufenden Seite außerhalb des eingeschlossenen Permanentmagneten schneiden.

4. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach Anspruch 3, wobei der Oberflächenabschnitt an einer äußeren umlaufenden Seite von Wandoberflächen der Stützwand auf der Seite der zweiten Magnetflussbarrieren angeordnet ist.

5. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Oberflächenabschnitt in einer flachen Oberflächenform oder einer gekrümmten Oberflächenform gebildet ist.

6. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Stützwand annähernd symmetrisch um eine Durchmesserlinie angeordnet ist, die durch einen zentralen Abschnitt der Magnetflussbarrieren in einer umlaufenden Richtung verläuft, und der
Oberflächenabschnitt derart gebildet ist, dass sich jeweils die Tangentialen auf der Durchmessergerade schneiden.

7. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei ein Nichtmagnetabschnitt zwischen dem eingeschlossenen Permanentmagneten und einer Wandoberfläche der Stützwand auf der Seite der zweiten Magnetflussbarriere vorgesehen ist.

8. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei
die ersten und zweiten Magnetflussbarrieren eine Vielzahl innerer und äußerer Schichten in radialer Richtung bilden, und
die Tangentialen der Oberflächenabschnitte der Magnetflussbarrieren der inneren Schicht sich miteinander außerhalb von einem Schnittpunkt der Tangentialen der Oberflächenabschnitte der Magnetflussbarrieren der äußeren Schicht schneiden.

9. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei
der Oberflächenabschnitt in einer flachen Oberflächenform oder einer gekrümmten Oberflächenform gebildet ist.

10. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei
die Stützwand annähernd symmetrisch um eine Durchmesserlinie angeordnet ist, die durch einen zentralen Abschnitt der Magnetflussbarrieren in einer umlaufenden Richtung verläuft, und der Oberflächenabschnitt derart gebildet ist, dass sich jeweils die Tangentialen auf der Durchmessergeraden schneiden.

11. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei ein Nichtmagnetabschnitt zwischen dem eingeschlossenen Permanentmagneten und einer Wandoberfläche der Stützwand auf Seiten der zweiten Magnetflussbarriere vorgesehen ist.

12. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei
die ersten und zweiten Magnetflussbarrieren eine Vielzahl innerer und äußerer Schichten in radialer Richtung bilden, und
die Tangentialen der Oberflächenabschnitte der Magnetflussbarrieren der inneren Schicht sich miteinander außerhalb von einem Schnittpunkt der Tangentialen der Oberflächenabschnitte der Magnetflussbarrieren der äußeren Schicht schneiden.

13. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart mit einem Rotor, der eine Vielzahl Magnetflussbarrieren aufweist, die perforiert sind und jeweils bei einem vorgeschriebenen Winkel entlang einer umlaufenden Richtung vorgesehen sind, die jeweilige erste Magnetflussbarriere an beiden Enden der Magnetflussbarrieren in einer umlaufenden Richtung durch Unterteilung der Magnetflussbarrieren bilden, wobei eine Stützwand zur Bildung einer zweiten Magnetflussbarriere zwischen den ersten Magnetflussbarrieren vorgesehen ist, und ein Permanentmagnet in der zweiten Magnetflussbarriere eingeschlossen ist, wobei
jede Wandoberfläche der Stützwand auf den Seiten der ersten Magnetflussbarrieren einen Oberflächenabschnitt aufweist, der derart gebildet ist, dass die Tangentialen sich jeweils miteinander in einer umlaufenden Seite außerhalb des eingeschlossenen Permanentmagneten schneiden; und
jede Wandoberfläche der Stützwand auf der Seite der ersten Magnetflussbarrieren einen Oberflächenabschnitt aufweist, der derart gebildet ist, dass die Tangentialen sich jeweils miteinander in einer umlaufenden Seite außerhalb des eingeschlossenen Permanentmagneten schneiden.

14. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach Anspruch 13, wobei der Oberflächenabschnitt an einer inneren umlaufenden Seite von Wandoberfläche der ersten Magnetflussbarrieren der Stützwand angeordnet ist.

15. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach Anspruch 13, wobei der Oberflächenabschnitt an einer äußeren umlaufenden Seite von Wandoberfläche der zweiten Magnetflussbarriere der Stützwand angeordnet ist.

16. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach einem der Ansprüche 13, wobei
die ersten und zweiten Magnetflussbarrieren eine Vielzahl innerer und äußerer Schichten in radialer Richtung bilden, und
die Tangentialen der ersten Magnetflussbarrieren jeweils parallel zu den Tangentialen der zweiten Magnetflussbarriere in jeder Schicht in der radialen Richtung sind.

17. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach Anspruch 16, wobei
die Tangentialen der ersten Magnetflussbarrieren jeder inneren Schicht der Vielzahl der inneren und äußeren Schichten parallel zu jeder Tangentialen der ersten Magnetflussbarrieren jeder äußeren Schicht der Vielzahl der inneren und äußeren Schichten sind, und
die jede Tangentialen der zweiten Magnetflussbarriere jeder inneren Schicht der Vielzahl der inneren und äußeren Schichten parallel mit jeder Tangentialen der zweiten Magnetflussbarriere jeder äußeren Schicht der Vielzahl der inneren und äußeren Schichten ist.

18. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach Anspruch 13, wobei jede Wandoberfläche auf Seiten der ersten und zweiten Magnetflussbarrieren jeweils Flachabschnitte aufweist, die sich in einer äußeren umlaufenden Richtung parallel erstrecken.

19. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach Anspruch 13, wobei
die ersten und zweiten Magnetflussbarrieren eine einzelne Schicht in radialer Richtung bilden, und
jede Tangentialgerade der ersten Magnetflussbarrieren parallel zu jeder Tangentialen der zweiten Magnetflussbarrieren ist.

20. Synchronmaschine der Permanentmagnetbauart nach Anspruch 13, wobei
die ersten und zweiten Magnetflussbarrieren eine einzelne Schicht in radialer Richtung bilden,
die Tangentialgeraden der ersten Magnetflussbarrieren jeweils nicht parallel zu den Tangentialen der zweiten Magnetflussbarrieren sind, und
die Tangentialgerade beider Seiten der ersten Magnetflussbarrieren parallel zueinander sind.