DE112018003941T5

DE112018003941T5 - Rotierende elektrische Maschine, Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine, Magnet, Verfahren zum Herstellen eines Magneten, Magnetisierungsvorrichtung und Magneteinheit

Info

Publication number: DE112018003941T5
Application number: DE112018003941.2T
Authority: DE
Inventors: Yuki Takahashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2018-08-01
Publication date: 2020-05-20
Also published as: JP2021184700A; CN111066220A; DE112018003942T5; JP2019140895A; JP2019140368A; JP7021613B2; JP6939735B2; JP2019140894A; CN111066220B; JP7173243B2; CN110959244A; JP6939734B2; CN110959244B; JP2019140891A; US20200244121A1; JP2019140369A; JP6939736B2; JP6828723B2; JP6828724B2; JP2019140892A

Abstract

Eine rotierende elektrische Maschine umfasst Magnete (400), die in einem Kern bereitgestellt und konfiguriert sind, um in Umfangsrichtung des Kerns angeordnete Magnetpole zu erzeugen. Jeder der Magnetpole definiert eine d-Achse und eine q-Achse. Die d-Achse stellt eine Mitte des entsprechenden Magnetpols dar. Die rotierende elektrische Maschine umfasst einen Anker (700) mit einer Ankerwicklung (720). Jeder der Magnete umfasst einen Magnetkörper (400, 420, 430, 460) mit einem Paar gegenüberliegender flusswirksamer Flächen (401a, 401b, 411a, 411b). Eine der flußwirksamen Flächen ist eine Fläche, aus der ein magnetische Fluss herausfließt, die andere der flußwirksamen Flächen ist eine Fläche, in die ein magnetische Fluss einfließt. Der Magnetkörper weist eine Dicke auf, die als Mindestabstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist. Der Magnetkörper weist eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf. Die Länge einer Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen ist länger als die Dicke des Magnetkörpers.

Description

Querbezug auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der

1. Japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-149184 , eingereicht am 1. August 2017
2. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-026511 , eingereicht am 16. Februar 2018
3. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-026512 , eingereicht am 16. Februar 2018
4. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-026513 , eingereicht am 16. Februar 2018
5. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-026514 , eingereicht am 16. Februar 2018
6. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-144612 , eingereicht am 31. Juli 2018
7. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-144613 , eingereicht am 31. Juli 2018
8. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-144614 , eingereicht am 31. Juli 2018
9. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-144615 , eingereicht am 31. Juli 2018
10. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-144616 , eingereicht am 31. Juli 2018
11. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-144617 , eingereicht am 31. Juli 2018
12. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-144618 , eingereicht am 31. Juli 2018

Die gesamte Offenbarung von jeder dieser japanischen Patentanmeldungen wird hiermit durch Bezugnahme aufgenommen.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf rotierende elektrische Maschinen, Antriebssysteme rotierender elektrischer Maschinen, Magnete, Verfahren zum Herstellen eines Magneten, Magnetisierungsvorrichtungen und Magneteinheiten.
Stand der Technik
Innenpermanentmagnet-(IPM)-Rotoren, beispielsweise für rotierende elektrische Maschinen, sind weit verbreitet. Ein solcher IPM-Rotor umfasst einen Rotorkern, der aus einem Stapel von elektromagnetischen Stahlplatten besteht. Im Rotorkern sind Magnetinstallationslöcher definiert, und Magnete werden in die jeweiligen Magnetinstallationslöcher installiert.
Zum Beispiel offenbart die Patentschrift 1 eine Technologie, gemäß der die Form jedes Magnetinstallationslochs geplant wird, um dadurch ein Magnetfeld in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung eines magnetischen Flusses von einem Rotor zu einem Stator zu reduzieren, wodurch ein mit dem Stator gekoppelter magnetischer Fluss erhöht wird. Eine solche rotierende elektrische Maschine ist ausgelegt, um die Form jedes Permanentmagneten, des Rotors und des Stators zu optimieren, um darauf abzuzielen, eine Verbesserung einer Leistungsfähigkeit der rotierenden elektrischen Maschine und eine Verbesserung eines Widerstands des Permanentmagneten gegen ein Entmagnetisierungsfeld, auszugleichen.
Zitierliste
Patentliteratur
[Patentschrift 1] Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2014-93859
Zusammenfassung
In vergangenen Jahren wurden viele Fahrzeuge konzipiert, die ein Flachbauprofil mit niedrigerem Fahrtwiderstand aufweisen und/oder einen kleineren Maschinenraum aufweisen. Bezüglich jedem Fahrzeug mit einem Flachbauprofil und/oder einem kleineren Maschinenraum ist es hinsichtlich eines Installationsraums eines Fahrzeugleistungsgenerators und/oder eines Stators erforderlich, diesen zu minimieren.
Bezüglich jedem Fahrzeug mit einem minimierten Installationsraum eines Fahrzeugleistungsgenerators und/oder eines Stators ist es erforderlich, eine kompakte rotierende elektrische Maschine zu verwenden, die eine Fähigkeit sowohl zum Starten des entsprechenden Fahrzeugs als auch Bewirken des entsprechenden Fahrzeugs, auf einer Steigung zu fahren, aufweist. Zum Erlangen dieses Erfordernisses wurde erwogen, rotierende elektrische Maschinen zu konzipieren, die jeweils eine höhere Drehmomentdichte aufweisen.
Bei der Konzipierung einer solchen rotierenden elektrischen Maschine mit höherer Drehmomentdichte bestehen jedoch Bedenken, dass wenn ein in einem Stator erzeugter Erregerstrom innerhalb einer sehr kurzen Zeit ein großer Strom wird, ein rotierendes Magnetfeld basierend auf dem Erregerstrom von dem Stator ein Entmagnetisierungsfeld bzgl. dem Permanentmagneten eines Rotors wird, sodass die Permanentmagneten aufgrund des Entmagnetisierungsfeldes entmagnetisiert werden können.
Typische Rotoren, die für in der Patentschrift 1 offenbarte IPM-Motoren verwendbar sind, weisen eine d-Achse und eine q-Achse für jeden magnetischen Pol bzw. Magnetpol auf; wobei die d-Achse eine Mittelachse eines magnetischen Flusses repräsentiert, der von einem entsprechenden Magneten zum Bereitstellen des entsprechenden Magnetpols erzeugt wird, und wobei die q-Achse eine neutrale Achse für den magnetischen Fluss des Magneten repräsentiert. In vergangenen Jahren wurde eine Raumvektorsteuerung intensiviert; wobei die Raumvektorsteuerung konfiguriert ist, um individuell einen d-Achsen-Strom der in die d-Achse fließt, und einen q-Achsen-Strom, der in die q-Achse fließt, zu steuern.
Ein typischer IPM-Motor ist derart konfiguriert, dass ein konvexer Kernteil an der q-Achse angeordnet ist, sodass die Induktanz in der q-Achse größer ist als die Induktanz in der d-Achse. Diese Induktanzdifferenz erzeugt ein Reluktanzdrehmoment Tr. Das heißt, dass ein solcher typischer IPM-Motor konzipiert ist, um ein resultierendes Drehmoment eines Magnetmoments Tm basierend auf einem Fluss des sich auf der d-Achse befindlichen Magneten, und das Reluktanzdrehmoment Tr zu erzeugen.
Es sei angemerkt, dass eine Feldschwächungssteuerung als eine Technologie zum Erhöhen der Drehzahl eines Motors unter einer vorbestimmten Batteriespannungsbedingung bekannt ist. Eine Ausführung der Feldschwächungssteuerung kann ein Magnetfeld, d.h. ein Entmagnetisierungsfeld, verursachen, wobei eine magnetische Kraft der Magnete des Motors geschwächt wird. In einem IPM-Motor verwendet die Feldschwächungssteuerung eine Reluktanzdrehmomentkomponente in der q-Achse, wenn das Magnetmoment reduziert wird, basierend auf einem abgeschwächten magnetischen Fluss der Magnete. Aufgrund dessen ist es wahrscheinlich, dass das resultierende Drehmoment des Reluktanzdrehmoments und des Magnetmoments zum Betreiben eines IPM-Motors unter Verwendung der Feldschwächesteuerung höher ist als nur ein Magnetmoment zum Betreiben des gleichen IPM-Motors ohne Verwendung der Feldschwächesteuerung. IPM-Motoren neigen daher dazu, basierend auf der Feldschwächesteuerung positiv angepasst zu werden. Dies bedeutet, dass die in dem IPM-Motor installierten Permanentmagneten häufig einem Entmagnetisierungsfeld ausgesetzt sind, sodass häufig eine irreversible Entmagnetisierung der Permanentmagneten veranlasst wird.
Zum Begegnen einer solchen irreversiblen Entmagnetisierung der Permanentmagneten eines IPM-Motors wurden die folgenden ersten bis dritten Maßnahmen erwogen:

(i) Die erste Maßnahme des Verwendens von übermäßig schweren Elementen von seltenen Erden, umfassend ein Terbium-(Tb)-Element und ein Dysprosium (Dy)-Element, als die Materialien jedes Permanentmagneten
(ii) Die zweite Maßnahme des Erhöhens der Dicke von jedem Perma nentmag neten
(iii) Die dritte Maßnahme des Erhöhens des Volumens von jedem Perma nentmag neten

Jede dieser ersten bis dritten Maßnahmen kann jedoch zu einer Erhöhung der Herstellungskosten des Rotors führen.
Der Rotor eines IPM-Motors weist einen bekannten Aufbau auf, wobei Permanentmagnete von jedem Paar an beiden Seiten einer entsprechenden d-Achse bereitgestellt sind, um eine V-Form aufzuweisen. In dem Rotor mit dem vorstehenden Aufbau erzeugt jeder der Permanentmagnete, die an beiden Seiten jeder d-Achse bereitgestellt sind, einen magnetischen Fluss, der schräg bzgl. der entsprechenden d-Achse orientiert ist, sodass eine gegenseitige Interferenz zwischen dem magnetischen Fluss, der durch einen der Permanentmagneten von jedem Paar erzeugt wird, und dem magnetischen Fluss, der durch den anderen davon erzeugt wird, zu einer Entmagnetisierung der Permanentmagneten des entsprechenden Paares führen kann.
Zum Begegnen der vorstehenden Probleme zielt die vorliegende Offenbarung darauf ab, rotierende elektrische Maschinen, Antriebssysteme von rotierenden elektrischen Maschinen, Magnete, Verfahren zum Herstellen eines Magneten, Magnetisierungsvorrichtungen und Magneteinheiten bereitzustellen, die jeweils dazu fähig sind, angemessen eine Entmagnetisierung eines Magnetes zu reduzieren.
Verschiedenen in dieser Spezifikation offenbarte Aspekte verwenden jeweils technische Mittel, die sich voneinander unterscheiden, zum Erlangen jeweiliger Aufgaben. Die Aufgaben, Merkmale sowie Effekte, die in dieser Spezifikation offenbart sind, werden mit Bezugnahme auf die folgenden detaillierten Beschreibungen und die anhängenden Zeichnungen besser ersichtlich.
Zunächst wird im Folgenden eine Basiskonfiguration eines Rotors, der aus Magneten besteht, mit Bezugnahme auf die 86 bis 90 beschrieben, um die späteren Beschreibungen einfacher zu verstehen. In jeder der 86 bis 90 umfasst ein Rotorkern 650 eines Innenmagnetmotors ein Paar von Magneten 415, die für jeden magnetischen Pol bzw. Magnetpol bereitgestellt sind und angeordnet sind, eine V-Form aufzuweisen. Jede der 86 bis 90 veranschaulicht die Struktur einer seitlichen Querschnittsansicht des Rotors, die senkrecht zur Axialrichtung des Rotors verläuft.
Es sei angemerkt, dass die 86 bis 90 ein Ausführungsbeispiel der rotierenden elektrischen Maschine selbst oder derselben Struktur bzw. Aufbau veranschaulicht. Das heißt, dass rotierende elektrische Maschinen oder deren Strukturen gemäß der gegenwärtigen Offenbarung an verschiedenen rotierenden elektrischen Maschinen angewendet werden können, die jeweils einen sich von der in den 86 bis 90 veranschaulichten Struktur unterscheidende Struktur aufweist.
89 veranschaulicht ein magnetisches Ersatzschaltbild eines in 90 veranschaulichten Innenmagnetrotors. Der magnetische Widerstand jedes Abschnitts in dem Rotor wird über ein entsprechendes elektrisches Widerstandssymbol repräsentiert.
Das heißt, dass der magnetische Widerstand von der effektiven Oberfläche des Außenseitenflusses jedes Magnets 415 zu der Außenfläche des Rotors durch das Symbol R1 repräsentiert wird, und der magnetische Widerstand, der zwischen den effektiven Flussflächen querkreuzt, durch das Symbol Rm repräsentiert wird. Zusätzlich wird der magnetische Widerstand zwischen den effektiven Flächen des Innenseitenflusses der jeweiligen Magneten 415 jedes Paars über die entsprechende q-Achse durch das Symbol R2 repräsentiert.
Ein Verwenden der Symbole R1, Rm und R2 ermöglicht, dass der magnetische Kreis des Rotors über eine Reihenschaltung repräsentiert wird, die aus den beiden magnetischen Widerständen R1, den beiden magnetischen Widerständen Rm und dem einen magnetischen Widerstand R2 besteht. Es sei angemerkt, dass die Mittelachse jedes magnetischen Pols eines Motors als eine d-Achse definiert ist, und eine Richtung, die magnetisch senkrecht zur d-Achse verläuft, als eine q-Achse definiert ist.
87 veranschaulicht einen Pfad, durch den ein magnetischer Fluss in dem in 90 veranschaulichten Rotor verläuft, wenn der entsprechende Motor in einem normalen Steuerungsmodus ohne Verwendung der Feldschwächesteuerung angetrieben wird. Wie in 87 veranschaulicht ist, wirkt das Erregermagnetfeld 661 basierend auf einer Leistung des Stators auf den Rotorkern 650, um die d-Achse zu durchlaufen. Das Erregermagnetfeld 661 wirkt auf das äußere Ende der q-Achsen-Seite des Magneten 415, was eine Entmagnetisierung des äußeren Endes der q-Achsen-Seite des Magneten 415 forciert.
88 veranschaulicht einen Pfad, durch den ein magnetischer Fluss verläuft, wenn der entsprechende Motor basierend auf der Feldschwächesteuerung angetrieben wird. Wie in 88 veranschaulicht ist, wirkt ein Erregermagnetfeld 662 auf den Rotorkern 650, um die q-Achse zu durchlaufen. 88 veranschaulicht, dass das Erregermagnetfeld 662 auf einen Abschnitt des Rotorkerns 650 wirkt, das sich näher an der d-Achse befindet, in einer Richtung näher zur Parallelrichtung parallel zur d-Achse. Das Erregermagnetfeld 661 bewirkt, dass ein stärkerer magnetischer Fluss auf ein Ende jedes Magneten wirkt, das sich näher am Außenumfang des Rotorkerns 650 befindet, d.h. das sich näher zur entsprechenden q-Achse befindet. 89 veranschaulicht ein magnetisches Ersatzschaltbild, während ein magnetischer Fluss die q-Achse durchläuft. Es sei angemerkt, dass in dieser Spezifikation Permanentmagnete ebenso vereinfacht als Magnete bezeichnet werden können.
Wie in 86(a) veranschaulicht ist, in dem Innenmagnetrotor, in dem die Magnete 415 jedes Paars in einer V-Form angeordnet sind, wird eine magnetische Flusskomponente, die orientiert ist, um senkrecht zur d-Achse zu verlaufen, in dem d-Achsen-Seitenende von jedem der Magnete 415 des Paars erzeugt, sodass die in der d-Achsenseite erzeugte magnetische Flusskomponente von einem der Magneten 415 des Paars orientiert ist, um entgegengesetzt zu der magnetischen Flusskomponente zu verlaufen, die in der d-Achsenseite des anderen der Magnete 415 des Paars erzeugt wird. Die entgegengesetzten magnetischen Flusskomponenten von den jeweiligen Magneten 415 von jedem Paar können eine Entmagnetisierung der gegenseitigen Magnete 415 des entsprechenden Paars begünstigen. Das heißt, dass 86(a) die herkömmliche magnetische Orientierung veranschaulicht, bei der ein magnetischer Fluss orientiert ist, um senkrecht zu den effektiven Flussflächen des Magnetes 415 zu verlaufen.
Wie vorstehend beschrieben ist, wenn die Magnete 415 angeordnet sind, um geneigt zu sein, um einander über die d-Achse gegenüberzustehen, wird ein in dem Magnet 415 erzeugter magnetischer Fluss Φ10 in eine Komponente Φ11 parallel zur d-Achse und eine Komponente Φ12 senkrecht zur d-Achse aufgeteilt. In diesem Fall wirken die von den jeweiligen Magneten 415 erzeugten Komponenten Φ12, die senkrecht zur d-Achse verlaufen um einander entgegengesetzte Richtungen aufzuweisen. Diese Komponenten entgegengesetzter Richtung Φ12 können zu einer Entmagnetisierung der gegenseitigen Magnete 415 jedes Paars führen.
Im Gegensatz dazu veranschaulicht 86(b) magnetische Orientierung von jedem Magnet 415 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Insbesondere sind magnetische Orientierungen jedes Magnets 415 geneigt, um näher zu der Richtung parallel zu der d-Achse bzgl. zu der Richtung senkrecht zu den Fluss-Effektiven-Flächen des entsprechenden Magneten 415 zu liegen. Das heißt, dass die magnetischen Orientierungen jedes Magnets 415 geneigt sind, um einen Neigungswinkel α, der kleiner ist als 90°, bzgl. den Fluss-Effektiven-Flächen aufzuweisen.
Dies führt dazu, dass die Komponente Φ22, die senkrecht zur d-Achse verläuft, jedes Magnets 415 kleiner ist als die Komponente Φ12. Dies reduziert daher magnetische Flusskomponenten, die die wechselseitigen Magneten 415 jedes Paars entmagnetisieren.
Eine rotierende elektrische Maschine einer ersten Maßnahme umfasst eine Vielzahl von Magneten, die in einem Kern bereitgestellt sind, und konfiguriert sind, um magnetische Pole zu erzeugen, die in einer Umfangsrichtung des Kerns angeordnet sind. Jeder der magnetischen Pole definiert eine d-Achse und eine q-Achse, wobei die d-Achse eine Mitte des entsprechenden Magnetpols repräsentiert. Die rotierende elektrische Maschine umfasst einen Anker mit einer Ankerwicklung.
Jeder der Magnete umfasst einen Magnetkörper mit einem Paar von entgegengesetzten flusswirksamen Flächen. Eine der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, in die ein magnetischer Fluss fließt. Der Magnetkörper weist eine Dicke auf, die als ein minimaler Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist. Der Magnetkörper weist eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf. Eine Länge einer Linie entlang der mindestens einen der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen ist länger als die Dicke des Magnetkörpers.
In der rotierenden elektrischen Maschine umfassend die Magnete, die konfiguriert sind, um die magnetischen Pole zu erzeugen, weist der Magnetkörper jedes Magnets die einfache Magnetisierungsachse auf. Die Länge der Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen ist länger als die Dicke des Magnetkörpers.
Diese Konfiguration ermöglicht, dass die wirksame Flussdichte jedes Magnets im Vergleich mit einem Magneten, der die Länge der Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen aufweist, gleich der Dicke zwischen den flusswirksamen Flächen ist. Dies stärkt daher eine Magnetkraft gegen ein Entmagnetisierungsfeld, wenn ein Magnetfeld basierend auf der Ankerwicklung auf jeden Magneten als das Entmagnetisierungsfeld wirkt, wodurch angemessen eine Entmagnetisierung jedes Magneten reduziert wird.
Das heißt, dass die erste Maßnahme ermöglicht, dass die Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit jedes Magneten höher ist als im Vergleich mit einem Magneten gleicher Größe, der für rotierende elektrische Maschinen verwendbar ist. Insbesondere, wie in 50(a) veranschaulicht ist, wird angenommen, dass der Winkel eines magnetischen Pfades in einem Magneten bzgl. einer Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen des Magneten, das heißt, der Winkel der magnetischen Orientierung bzgl. der Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen des Magneten, als ein Winkel Θ bezeichnet wird. Unter diese Annahme wird die Leistungsfähigkeit des Magneten basierend auf dem Winkel Θ um ein (1/cos 8)-faches größer. Aufgrund dessen ermöglicht ein Erhöhen des Winkels Θ, dass die Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit jedes Magneten ansteigt.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer zweiten Maßnahme, die von der ersten Maßnahme abhängt, weist der Magnetkörper eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf, und jede der einfachen Magnetisierungsachsen ist entlang einer entsprechenden der magnetischen Pfade orientiert.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer dritten Maßnahme steht eine der flusswirksamen Flächen der Ankerwicklung gegenüber, und die andere der flusswirksamen Flächen steht einer Richtung gegenüberliegend der Ankerwicklung gegenüber. Jeder der Magnete weist einen ersten und einen zweiten Abschnitt auf, wobei sich der erste Abschnitt näher an der q-Achse befindet als sich der zweite Abschnitt zur q-Achse befindet, und der zweite Abschnitt befindet sich näher an der d-Achse als sich der erste Abschnitt zu der d-Achse befindet. Mindestens einer des ersten und zweiten Abschnitts umfasst einen der magnetischen Pfade, wobei einer der magnetischen Pfade länger ist als die Dicke des Magnetkörpers.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer vierten Maßnahme, die von der dritten Maßnahme abhängt, umfasst der erste Abschnitt einen der magnetischen Pfade als einen ersten magnetischen Pfad, und der zweite Abschnitt umfasst einen der magnetischen Pfade als einen zweiten magnetischen Pfad. Der erste magnetische Pfad ist länger als der zweite magnetische Pfad.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer fünften Maßnahme, die von der dritten Maßnahme abhängt, umfasst der erste Abschnitt einen der magnetischen Pfade als ein erster magnetischer Pfad, und der zweite Abschnitt umfasst einen der magnetischen Pfade als einen zweiten magnetischen Pfad. Der erste magnetische Pfad des ersten Abschnitts ist bzgl. der d-Achse um einen ersten Winkel geneigt, und der zweite magnetische Pfad des zweiten Abschnitts ist bzgl. der d-Achse um einen zweiten Winkel geneigt. Der erste Winkel ist größer als der zweite Winkel.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer sechsten Maßnahme, die von einer der ersten bis fünften Maßnahmen abhängt, sind die in dem Magnetkörper definierten magnetischen Pfade bzgl. den flusswirksamen Flächen geneigt, und eine Orientierung von jedem der magnetischen Pfade ist geneigt, um näher zu der d-Achse in Richtung der Ankerwicklung zu liegen.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer siebten Maßnahme, die von der ersten Maßnahme abhängt, befindet sich der Magnetkörper von jedem der Magnete auf der d-Achse, und jeder der Magnete weist einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, wobei sich der erste Abschnitt näher an der q-Achse befindet als der zweite Abschnitt. Der zweite Abschnitt befindet sich auf der d-Achse. Der erste Abschnitt umfasst einen der magnetischen Pfade als ein erster magnetischer Pfad, und der zweite Abschnitt umfasst einen der magnetischen Pfade als ein zweiter magnetischer Pfad. Der erste magnetische Pfad ist orientiert, um bzgl. der d-Achse geneigt zu sein, und der zweite magnetische Pfad ist orientiert, um parallel zur d-Achse zu verlaufen.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer achten Maßnahme, die von der siebten Maßnahme abhängt, befindet sich der zweite Abschnitt innerhalb eines Winkelbereichs von 32,7 elektrische Grad um die d-Achse oder innerhalb eines Winkelbereichs, der von 27,7 elektrische Grad (inbegriffen) bis 32,7 elektrische Grad (inbegriffen) um die d-Achse definiert ist.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer neunten Maßnahme, die von einer der ersten bis achten Maßnahmen abhängt, weist der Magnetkörper von jedem der Magneten eine Längslänge entlang den flusswirksamen Flächen auf; wobei die flusswirksamen Flächen jeweils als erste flusswirksame Flächen dienen. Der Magnetkörper von jedem der Magneten weist gegenüberliegende Flächen in einer Richtung der Längslänge auf; wobei mindestens eine der Flächen als eine zweite flusswirksame Fläche dient, aus der ein magnetischer Fluss fließt, oder in die ein magnetischer Fluss fließt. Eine der ersten flusswirksamen Flächen, die sich näher an der Ankerwicklung befindet als die andere zu dieser, ist als eine äußere erste flusswirksame Fläche definiert. Die magnetischen Pfade umfassen mindestens einen magnetischen Pfad, der sich von einer, der äußeren ersten flusswirksamen Fläche und der zweiten flusswirksamen Fläche, zu der anderen davon erstreckt.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer zehnten Maßnahme, die von der neunten Maßnahme abhängt, umfasst die rotierende elektrische Maschine eine Vielzahl von Magnetinstallationslöcher, die durch den Kern ausgebildet sind, und die Magnete werden jeweils in die Magnetinstallationslöcher installiert. Die zweite flusswirksame Fläche des Magnetkörpers von jedem der Magnete liegt an einer Innenwandfläche des entsprechenden Magnetinstallationslochs an.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer elften Maßnahme, die von der neunten oder zehnten Maßnahme abhängt, weist der erste Abschnitt in dem Magnetkörper jedes Magnetes eine unwirksame Fläche zwischen der äußeren ersten flusswirksamen Fläche und der zweiten flusswirksamen Fläche auf; wobei kein magnetischer Fluss von der unwirksamen Fläche fließt, und kein magnetischer Fluss in die unwirksame Fläche fließt. Der Magnetkörper jedes Magneten umfasst ein nichtmagnetisches Element, das zwischen der unwirksamen Fläche und dem Kern angeordnet ist.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer zwölften Maßnahme, die von der neunten oder zehnten Maßnahme abhängt, weist mindestens ein magnetischer Pfad, der sich von einer, der äußeren ersten flusswirksamen Fläche und der zweiten flusswirksamen Fläche, und der anderen davon erstreckt, eine Kreisbogenform auf.
Eine rotierende elektrische Maschine einer dreizehnten Maßnahme umfasst eine Vielzahl von Magneten, die in einem Kern bereitgestellt sind, und konfiguriert sind, um magnetische Pole zu erzeugen, die in einer Umfangsrichtung des Kerns angeordnet sind. Jeder der magnetischen Pole definiert ein d-Achse, die eine Mitte des entsprechenden magnetischen Poles repräsentiert. Die rotierende elektrische Maschine umfasst einen Anker mit einer Ankerwicklung. Jeder der Magnete umfasst einen ersten Abschnitt, der angeordnet ist, um sich am nächsten zur d-Achse und dem Anker zu befinden, und einen zweiten Abschnitt, der angeordnet ist, um sich am nächsten zu einer q-Achse zu befinden, die magnetisch senkrecht zur d-Achse verläuft, und angeordnet ist, sich am weitesten vom Anker weg zu befinden. Der erste Abschnitt weist eine Außenfläche auf, die als eine, einer Flusseintrittsfläche und einer Flussaustrittsfläche, dient. Der erste Abschnitt weist eine Außenfläche auf, die als die andere, der Flusseintrittsfläche und der Flussaustrittsfläche, dient.
Eine rotierende elektrische Maschine einer vierzehnten Maßnahme umfasst eine Vielzahl von Magneten, die in einem Kern bereitgestellt sind, und konfiguriert sind, um magnetische Pole zu erzeugen, die in einer Umfangsrichtung des Kerns angeordnet sind. Die magnetischen Pole definieren d-Achsen und q-Achsen. Die rotierende elektrische Maschine umfasst einen Anker mit einer Ankerwicklung. Jeder der Magnete umfasst einen Magnetkörper mit einer Kreisbogenform, die konvex in Richtung einer Mittelachse des Kerns verläuft. Der Magnetkörper von jedem Magnet umfasst einen Mittelabschnitt, der auf einer entsprechenden der q-Achsen angeordnet ist, und erste sowie zweite Enden, die sich von dem Mittelabschnitt erstrecken und angeordnet sind, um sich jeweils auf der entsprechenden d-Achse oder um diese zu befinden. Jedes des ersten und des zweiten Endes weist eine flusswirksame Fläche auf, in die ein magnetischer Fluss fließt oder aus dieser ein magnetischer Fluss fließt.
Ein Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer fünfzehnten Maßnahme ist konfiguriert, um die rotierende elektrische Maschine gemäß einem der ersten bis vierzehnten Maßnahmen anzutreiben. Die rotierende elektrische Maschine umfasst Multiphasenankerwicklungen als die Ankerwicklung. Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst eine Leistungsanpassungseinrichtung mit mindestens einem Schalter, der mit den Multiphasenankerwicklungen verbunden ist, und eine Steuerung, die konfiguriert ist, um Ein-Aus-Schaltoperationen des mindestens einen Schalters zu steuern, um dadurch einen Strom zu steuern, der jeder der Multiphasenankerwicklungen zugeführt wird. Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst einen Spannungskonverter, der zwischen einer Gleichstromenergiequelle und der Leistungsanpassungseinrichtung angeordnet ist, und dazu fähig ist, eine Eingangsspannung in die Leistungsanpassungseinrichtung zu steuern. Die Steuerung ist konfiguriert, um den Strom für jede der Multiphasenankerwicklungen in einem Rechtecksspannungssteuerungsmodus zu steuern.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer sechzehnten Maßnahme, die von der fünfzehnten Maßnahme abhängt, umfasst der mindestens eine Schalter eine Vielzahl von Schaltern, und die Steuerung umfasst eine erste Steuerungseinheit, die konfiguriert ist zum

1. Erzeugen, für jeden der Schalter, eines Pulsweitenmodulationssignals (PWM-Signal) basierend auf einer Befehlsspannung für jede Phase und einer periodischen Trägerwelle mit einer vorbestimmten Frequenz
2. Steuern, basierend auf dem PWM-Signal für jeden der Schalter, von Ein-Aus-Schaltoperationen des entsprechenden Schalters gemäß dem entsprechenden Pulsweitenmodulationssignal, um dadurch den Strom zu steuern, der jedem der Multiphasenankerwicklungen zuzuführen ist

Die Steuerung umfasst ebenfalls eine zweite Steuerungseinheit, die konfiguriert ist, um

1. Schaltmusterinformationen aufzuweisen, die eine Beziehung zwischen Werten des elektrischen Drehwinkels des Rotors und einer Vielzahl von Ein-Aus-Schaltmustern für jeden Schalter angeben
2. Basierend auf einem Ist-Wert des elektrischen Drehwinkels des Rotors, ein entsprechendes der Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter aus den Schaltmusterinformationen auszuwählen
3. Ein-Aus-Schaltoperationen von jedem Schalter gemäß dem ausgewählten Ein-Aus-Schaltmuster für den entsprechenden Schalter zu steuern, um dadurch den Strom zu steuern, der jeder der Multiphasenankerwicklungen zuzuführen ist

Ein Magnet gemäß einer siebzehnten Maßnahme umfasst einen Magnetkörper mit einem Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen. Eine der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, in die ein magnetischer Fluss fließt. Der Magnetkörper weist eine Dicke auf, die als ein minimaler Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist. Der Magnetkörper weist eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf. Eine Länge einer Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen ist länger als die Dicke des Magnetkörpers.
Der Magnetkörper des wie vorstehend konfigurierten Magneten weist eine Dicke auf, die als der minimale Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist. Der Magnetkörper weist die Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf. Die Länge der Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen ist länger als die Dicke des Magnetkörpers.
Diese Konfiguration des Magnets ermöglicht, dass die wirksame Flussdichte höher ist als im Vergleich mit einem Magneten, dessen Länge der Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen, die gleich der Dicke zwischen den flusswirksamen Flächen ist.
Das heißt, dass ein positives Erhöhen der Länge von mindestens einem magnetischen Pfad des Magnetkörpers, um länger zu sein als die physikalische Dicke des Magnetkörpers, ermöglicht, dass die Leistungsfähigkeit des Magneten höher wird. Dies stärkt daher einen magnetischen Fluss des Magneten, ohne die Dicke des Magneten zu erhöhen, das heißt, die Menge von magnetischen Materialien in den Magneten zu erhöhen. Insbesondere sind magnetische Orientierungen des Magnetes definiert, um jeweils entlang den magnetischen Pfaden in den Magneten zu verlaufen, was ermöglicht, signifikant den Effekt der Stärke des magnetischen Flusses des Magneten zu erhöhen. Dies reduziert daher effizient eine Entmagnetisierung jedes Magneten.
Gemäß dem Magneten einer achtzehnten Maßnahme, die von der 17. Maßnahme abhängt, umfasst der Magnetkörper eine typische einfache Magnetisierungsachse, die in den einfachen Magnetisierungsachsen als mindestens eine der einfachen Magnetisierungsachsen definiert ist, und eine Länge einer Linie entlang der typischen einfachen Magnetisierungsachse ist länger als die Dicke des Magnetkörpers.
Gemäß dem Magneten einer neunzehnten Maßnahme, die von der siebzehnten oder achtzehnten Maßnahme abhängt, umfasst der Magnetkörper eine Vielzahl von darin definierten Magnetischen Pfaden, und jeder der magnetischen Pfade ist entlang einer entsprechenden der einfachen Magnetisierungsachsen orientiert.
Gemäß dem Magneten einer zwanzigsten Maßnahme, die von der siebzehnten oder achtzehnten Maßnahme abhängt, ist mindestens einer der magnetischen Pfade orientiert, um sich mit mindestens einer der flusswirksamen Flächen zu schneiden.
Gemäß dem Magneten einer einundzwanzigsten Maßnahme, die von der neunzehnten oder zwanzigsten Maßnahme abhängt, weist der Magnetkörper eine Länge entlang flusswirksamen Flächen auf, und weist gegenüberliegende erste und zweite Enden in einer Richtung der Länge auf, wobei das erste Ende des Magnetkörpers einen der magnetischen Pfade als einen ersten magnetischen Pfad aufweist. Das zweite Ende des Magnetkörpers weist einen der magnetischen Pfade als einen zweiten magnetischen Pfad auf, und der erste magnetische Pfad ist orientiert, um sich von dem zweiten magnetischen Pfad zu unterscheiden.
Gemäß dem Magneten einer zweiundzwanzigsten Maßnahme, die von der neunzehnten Maßnahme abhängt, weist der Magnetkörper eine Länge entlang den flusswirksamen Flächen auf, und die flusswirksamen Flächen dienen jeweils als erste flusswirksame Flächen. Der Magnetkörper weist gegenüberliegende Flächen in einer Richtung der Längslänge auf. Mindestens eine der Flächen dient als eine zweite flusswirksame Fläche, aus der ein magnetischer Fluss fließt, oder in die ein magnetischer Fluss fließt. Die magnetischen Pfade umfassen mindestens einen magnetischen Pfad, der eine der ersten flusswirksamen Oberflächen zu der zweiten flusswirksamen Oberfläche verbindet.
Gemäß dem Magneten einer dreiundzwanzigsten Maßnahme, die von der einundzwanzigsten Maßnahme abhängt, wenn der Magnetkörper in einem Rotor einer rotierenden elektrischen Maschine zum Erzeugen eines magnetischen Poles, der eine d-Achse und eine q-Achse definiert, installiert ist, ist der Magnetkörper angeordnet, um ein erstes Ende aufzuweisen, das sich näher an der d-Achse befindet, und ein zweites Ende aufzuweisen, das sich näher an der q-Achse befindet. Die ersten wirksamen Flächen sind angeordnet, um sich von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende zu erstrecken. Das zweite Ende des Magnetkörpers weist die zweite wirksame Fläche auf.
Gemäß dem Magneten einer vierundzwanzigsten Maßnahme, die von der dreiundzwanzigsten Maßnahme abhängt, ist die rotierende elektrische Maschine eine rotierende elektrische Maschine der Innenmagnetart, wobei der Rotor einen Kern mit einer Vielzahl von Magnetinstallationslöchern umfasst, und der Magnetkörper in eines der Magnetinstallationslöcher installiert ist.
Gemäß dem Magneten einer fünfundzwanzigsten Maßnahme, die von der dreiundzwanzigsten Maßnahme abhängt, ist die rotierende elektrische Maschine eine rotierende elektrische Maschine der Oberflächenmagnetart, wobei der Rotor einen Kern mit einer Außenumfangsfläche umfasst, und der Magnetkörper an die Außenumfangsfläche des Kerns montiert ist.
Ein Magnet einer sechsundzwanzigsten Maßnahme ist in eine rotierende elektrische Maschine mit einer Ankerwicklung zum Erzeugen eines magnetischen Poles, der eine d-Achse und eine q-Achse definiert, zu installieren. Der Magnet umfasst einen Magnetkörper, der sich auf der d-Achse befindet und ein erstes und ein zweites Ende aufweist, die sich in Richtung entgegengesetzte Richtungen über die d-Achse erstrecken und eine Vielzahl von magnetischen Pfaden, die in dem Magnetkörper definiert sind. Das erste Ende des Magnetkörpers weist einen der magnetischen Pfade als einen ersten magnetischen Pfad auf, und der erste magnetische Pfad ist orientiert, um sich mit der d-Achse mit einem ersten Winkel zu schneiden. Das zweite Ende des Magnetkörpers weist einen der magnetischen Pfade als einen zweiten magnetischen Pfad auf, und der zweite magnetische Pfad ist orientiert, um bzgl. der d-Achse um einen zweiten Winkel geneigt zu sein. Der erste Winkel ist identisch mit dem zweiten Winkel.
Eine rotierende elektrische Maschine einer siebenundzwanzigsten Maßnahme umfasst eine Vielzahl von Magneten, die konfiguriert sind, um magnetische Pole zu erzeugen, wobei jeder der magnetischen Pole eine d-Achse und eine q-Achse definiert, und eine Ankerwicklung, die sich nahe zu den Magneten befindet. Jeder der Magnete umfasst einen Magnetkörper, der sich auf der d-Achse befindet, und ein erstes und ein zweites Ende aufweist, die sich in Richtung entgegengesetzten Richtungen über die d-Achse erstrecken, und eine Vielzahl von magnetischen Pfaden, die in dem Magnetkörper definiert sind. Das erste Ende des Magnetkörpers weist einen der magnetischen Pfade als einen ersten magnetischen Pfad auf, und der erste magnetische Pfad ist orientiert, um die d-Achse mit einem ersten Winkel zu schneiden. Das zweite Ende des Magnetkörpers weist einen der magnetischen Pfade als einen zweiten magnetischen Pfad auf, wobei der zweite magnetische Pfad orientiert ist, um bzgl. der d-Achse um einen zweiten Winkel geneigt zu sein, und der erste Winkel ist identisch mit dem zweiten Winkel.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Magneten gemäß einer achtundzwanzigsten Maßnahme umfasst

(a) Anordnen einer Gussform, in die ein magnetisches pulverförmiges Element eingefüllt wurde, in ein Magnetfeld
(b) Durchführen einer Orientierung von einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements
(c) Sintern des magnetischen pulverförmigen Elements mit der orientierten leichten Magnetisierungsachse, um dadurch einen Magnetkörper mit einem Paar von gegenüberliegenden Flächen zu produzieren
(d) Magnetisieren des Magnetkörpers, um dadurch einen Magneten herzustellen

Der Magnetisierungsschritt umfasst

(1) Lokalisieren eines Kerns und eines Leiterelements, um einander gegenüberzustehen, um einen Anordnungsraum zwischen dem Leiter und dem Kern bereitzustellen
(2) Anordnen des Magnetkörpers in dem Anordnungsraum
(3) Erregen des Leiterelements, um ein Magnetfeld in dem Anordnungsraum zu erzeugen, wobei das Magnetfeld einen bogenförmigen magnetischen Pfad zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Magnetkörpers bildet

Das vorstehende Herstellungsverfahren erregt das Leiterelement, um dadurch das magnetische Feld in Richtung des Kerns um das Leiterelement zu erzeugen. Weil der Magnetkörper in dem Anordnungsraum angeordnet ist, um sich nahe am Kern zu befinden, wird eine Magnetisierung des Magnetkörpers in dem Magnetfeld ausgeführt. Dabei, weil das Magnetfeld den bogenförmigen Magnetischen Pfad zwischen den gegenüberliegenden Flächen, d.h. flusswirksamen Flächen, des Magnetkörpers bildet, ist es möglich, einen Magneten mit längeren magnetischen Pfaden angemessen herzustellen, um dadurch eine höhere Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit aufzuweisen.
Gemäß dem Verfahren einer neunundzwanzigsten Maßnahme, die von der achtundzwanzigsten Maßnahme anhängt, umfasst der Lokalisierungsschritt

(1) Lokalisieren eines ersten Kerns als den Kern
(2) Lokalisieren eines zweiten Kerns mit einer Fläche mit einer darin ausgebildeten konkaven Vertiefung, sodass die Fläche des zweiten Kerns dem ersten Kern gegenübersteht

Gemäß dem Verfahren einer dreißigsten Maßnahme, die von der neunundzwanzigsten Maßnahme abhängt, umfasst die in der Fläche des ersten Kerns ausgebildete konkave Vertiefung eine Vielzahl von konkaven Vertiefungen, die mit vorbestimmten Zwischenräumen dazwischen angeordnet sind, und das Leiterelement umfasst eine Vielzahl von Leiterelementen, die in den jeweiligen konkaven Vertiefungen bereitgestellt sind. Der Erregungsschritt ist eingerichtet, um ein Ausgewähltes der Leiterelemente als ein erstes Leiterelement in einer vorbestimmten ersten Richtung zu erregen, und um ein Ausgewähltes anderes der Leiterelemente als ein zweites Leiterelement, das sich benachbart zu dem ersten Leiterelement in eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung befindet, zu erregen. Der durch den Magnetisierungsschritt verwendete erste Kern weist eine im Wesentliche Ringform auf, und weist eine Innenumfangsfläche sowie eine Außenumfangsfläche mit einem vorbestimmten minimalen Abstand dazwischen als eine Dicke in einer Radialrichtung des zweiten Kerns auf. Die Dicke des ersten Kerns in der Radialrichtung ist kleiner als jeder der vorbestimmten Abstände.
Gemäß dem Verfahren einer einunddreißigsten Maßnahme, die von der neunundzwanzigsten Maßnahme abhängt, umfasst die in der Fläche des ersten Kerns ausgebildete konkave Vertiefung eine Vielzahl von mit vorbestimmten Abständen zwischen angeordneten konkaven Vertiefungen auf, und das Leiterelement umfasst eine Vielzahl von Leiterelementen, die in den jeweiligen konkaven Vertiefungen bereitgestellt sind. Der Erregungsschritt ist eingerichtet, um ein ausgewähltes der Leiterelemente als ein erstes Leiterelement in einer vorbestimmten ersten Richtung zu erregen, und um ein ausgewähltes anderes der Leiterelemente als ein zweites Leiterelement, das benachbart zum ersten Leiterelement in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung befindet, zu erregen. Der durch den Magnetisierungsschritt verwendete zweite Kern weist eine im Wesentlichen Ringform auf, und weist eine Innenumfangsfläche und eine Außenumfangsfläche mit einem vorbestimmten minimalen Abstand dazwischen als eine Dicke in einer Radialrichtung des zweiten Kerns auf. Die Dicke des zweiten Kerns in der Radialrichtung ist größer als jeder der vorbestimmten Abstände.
Gemäß dem Verfahren einer zweiunddreißigsten Maßnahme, die für eine beliebige der achtundzwanzigsten Maßnahme bis zur einunddreißigsten Maßnahme abhängt, erzeugt der Orientierungsdurchführungsschritt ein Orientierungsmagnetfeld mit Magnetfeldkomponenten, die jeweils orientiert sind, um eine im Wesentlichen Bogenform aufzuweisen, um dadurch die einfache Magnetisierungsachse des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld zu orientieren.
Gemäß dem Verfahren einer dreiunddreißigsten Maßnahme, die von der zweiunddreißigsten Maßnahme abhängt, umfasst der Orientierungsdurchführungsschritt weiterhin

1. Einachsiges Anordnen eines Paars von ersten und zweiten Spulen, umeinander mit einem vorbestimmten Raumbereich dazwischen gegenüberzustehen
2. Anordnen eines Orientierungsjochs in dem Raumbereich, wobei das Orientierungsjoch separiert ist, um einer gemeinsamen Mittelachse der ersten und zweiten Spule gegenüberzustehen
3. Erregen der ersten und zweiten Spule, um die erste und zweite Spule zu bewirken, jeweils entgegengesetzte erste und zweite Magnetfelder in dem Raumbereich zu erzeugen, sodass die ersten und zweiten magnetischen Felder miteinander in dem Raumbereich interagieren, was zu einer radialen Expansion von Magnetfeldkomponenten weg von der gemeinsamen Mittelachse der ersten und zweiten Spule führt.

Mindestens ein Teil der radial expandierenden Magnetfeldkomponenten werden von dem Orientierungsjoch als das Orientierungsmagnetfeld gesammelt.
Gemäß dem Verfahren einer vierunddreißigsten Maßnahme, die von der zweiunddreißigsten Maßnahme abhängt, umfasst der Orientierungsdurchführungsschritt weiterhin

(1) Anordnen eines Leiters mit einer vorbestimmten Länge um das magnetische pulverförmige Element
(2) Erregen des Leiters, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das um eine Richtung der Länge des Leiters zirkuliert, als das Orientierungsmagnetfeld, wodurch eine Orientierung der einfachen Magnetisierungsachse des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf dem zirkulierenden Magnetfeld durchgeführt wird.

Eine Magnetisierungsvorrichtung einer fünfunddreißigsten Maßnahme umfasst eine Vielzahl von Leiterelementen, die umlaufend mit Intervallen dazwischen angeordnet sind, und einem Kern, der angeordnet ist, um den Leiterelementen gegenüberzustehen, um dadurch einen Anordnungsraum zwischen den Leiterelementen und dem Kern bereitzustellen. Ein Magnetkörper mit einem Paar von gegenüberliegenden Flächen ist in dem Anordnungsraum angeordnet. Die Magnetisierungsvorrichtung umfasst eine Erregungseinheit, die konfiguriert ist, um ein Ausgewähltes der Leiterelemente als ein erstes Leiterelement in einer vorbestimmten ersten Richtung zu erregen. Die Erregungseinheit ist ebenso konfiguriert, um ein ausgewähltes Anderes der Leiterelemente als ein zweites Leiterelement, das sich benachbart zum ersten Leiterelement befindet, in eine zweite Richtung gegenüberliegend der ersten Richtung zu erregen, um dadurch ein Magnetfeld im Anordnungsraum zu erzeugen. Das Magnetfeld bildet einen bogenförmigen magnetischen Pfad zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Magnetkörpers.
Gemäß der Magnetisierungsvorrichtung einer sechsunddreißigsten Maßnahme, die von der fünfunddreißigsten Maßnahme abhängt, ist der Kern ein erster Kern, und der erste Kern weist eine im Wesentlichen Ringform auf, und weist eine Innenumfangsfläche und eine Außenumfangsfläche mit einem vorbestimmten minimalen Abstand dazwischen als eine Dicke in einer Radialrichtung des ersten Kerns auf. Die Magnetisierungsvorrichtung umfasst ferner einen zweiten Kern, der angeordnet ist, dem ersten Kern gegenüberzustehen. Der zweite Kern weist eine Fläche mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten konkaven Vertiefungen auf, und die Vielzahl von Leiterelementen sind jeweils in der Vielzahl von konkaven Vertiefungen bereitgestellt. Die Dicke in der Radialrichtung des ersten Kerns ist kleiner als jedes der vorbestimmten Intervalle.
Gemäß der Magnetisierungsvorrichtung einer siebenunddreißigsten Maßnahme, die von der fünfunddreißigsten Maßnahme abhängt, ist der Kern ein erster Kern, und der erste Kern weist eine im Wesentlichen Ringform auf, und weist eine Innenumfangsfläche und eine Außenumfangsfläche mit einem vorbestimmten minimalen Abstand dazwischen als eine Dicke in einer Radialrichtung des ersten Kerns auf. Die Magnetisierungsvorrichtung umfasst ferner einen zweiten Kern, der angeordnet ist, dem ersten Kern gegenüberzustehen. Der zweite Kern weist eine Fläche mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten konkaven Vertiefungen auf, und die Vielzahl von Leiterelementen ist jeweils in der Vielzahl von konkaven Vertiefungen bereitgestellt. Die Dicke in der Radialrichtung des ersten Kerns ist größer als jedes der vorbestimmten Intervalle.
Ein Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer achtunddreißigsten Maßnahme zum Antreiben einer rotierenden elektrischen Maschine, die eine Vielzahl von Magneten umfasst, die in einem Kern bereitgestellt sind, und konfiguriert sind, um magnetische Pole zu erzeugen, die in einer Umfangsrichtung des Kerns angeordnet sind. Jeder der magnetischen Pole definiert eine d-Achse und eine q-Achse. Die rotierende elektrische Maschine umfasst einen Anker mit Mehrphasenankerwicklungen. Jeder der Magnete umfasst einen Magnetkörper mit einer ersten flusswirksamen Fläche, die ein Paar von gegenüberliegenden ersten flusswirksamen Flächen aufweist. Eine der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, aus die ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, in die ein magnetischer Fluss fließt. Der Magnetkörper weist gegenüberliegende erste und zweite Enden auf, wobei sich das erste Ende näher an der q-Achse befindet als das zweite Ende dazu. Das erste Ende weist eine Fläche auf, die als eine zweite flusswirksame Fläche dient, aus die ein magnetischer Fluss fließt oder in die ein magnetischer Fluss fließt. Der Magnetkörper weist eine Vielzahl von magnetischen Pfaden auf, die in dem Magnetkörper definiert sind. Der Magnetkörper weist eine Dicke auf, die als ein minimaler Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist, und mindestens einer der magnetischen Pfade ist länger als die Dicke des Magnetkörpers. Der Magnetkörper weist eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf. Jede der einfachen Magnetisierungsachsen ist entlang eines entsprechenden der magnetischen Pfade orientiert und die magnetischen Pfade umfassen mindestens einen magnetischen Pfad, der eine der ersten flusswirksamen Flächen mit der zweiten flusswirksamen Fläche verbindet. Das rotierende elektrische Maschinensystem umfasst eine Leistungsanpassungseinrichtung mit Schaltern, die mit den jeweiligen mehrphasigen Ankerwicklungen verbunden sind, und eine Steuerung, die konfiguriert ist, um Ein-Aus-Schaltoperationen der jeweiligen Schalter der Leistungsanpassungseinrichtung zu Steuern, um einen Strom zu steuern, der jeder der mehrphasigen Ankerwicklungen zuzuführen ist. Die Steuerung ist konfiguriert, um Ein-Aus-Schaltoperationen der jeweiligen Schalter der Leistungsanpassungseinrichtung zu steuern, um dadurch anzupassen

1. Einen ersten Strom, der durch jede der mehrphasigen Wicklungen fließt, wobei der erste Strom eine erste Phase aufweist, die einen ersten magnetischen Fluss senkrecht zur d-Achse erzeugt
2. Einen zweiten Strom, der durch jede der Multiphasenwicklungen fließt, wobei der zweite Strom eine zweite Phase aufweist, die sich von der ersten Phase unterscheidet

Der Magnetkörper jedes Magneten gemäß der rotierenden elektrischen Maschine, die gemäß der achtunddreißigsten Maßnahme anzutreiben ist, weist das Paar von gegenüberliegenden ersten flusswirksamen Flächen, und die zweite flusswirksame Fläche auf, die an dem ersten Ende nahe der q-Achse bereitgestellt ist.
Der Magnetkörper jedes Magneten weist die magnetischen Pfade auf, die in dem Magnetkörper definiert sind. Mindestens einer der Magnetpfade ist länger als die Dicke des Magnetkörpers; wobei die Dicke als der minimale Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist.
Die magnetischen Pfade umfassen zumindest einen magnetischen Pfad, der eine der ersten flusswirksamen Flächen mit der zweiten flusswirksamen Fläche verbindet.
Diese Konfiguration jedes Magnetes ermöglicht, dass ein magnetischer Fluss des entsprechenden Magneten durch die zweite flusswirksame Fläche, das heißt die Endfläche der q-Achse, fließt. Eine Anpassung des magnetischen Flusses, der durch die Endfläche der q-Achse fließt, ermöglicht, dass eine magnetische Sättigung an einem Abschnitt des Rotorkerns um die q-Achse anzupassen ist. Das heißt, dass ein Ändern, wie der Abschnitt des Rotorkerns um die q-Achse magnetisch gesättigt wird, ermöglicht, dass der magnetische Widerstand des Abschnitts des Rotorkerns variiert werden kann.
Zusätzlich, wenn die Phase einer Erregung von jeder der Mehrphasenwicklungen gesteuert wird, ändert die Steuerung die zweite Phase des zweiten Stroms, der durch jede der Multiphasenwicklungen fließt, um sich von der ersten Phase des ersten Stroms, der durch jede der Multiphasenwicklungen zum Erzeugen des ersten magnetischen Flusses senkrecht zur d-Achse fließt, zu unterscheiden.
Diese Konfiguration ermöglicht, während der Abschnitt des Rotorkerns um die q-Achse magnetisch gesättigt wird, dass ein magnetischer Fluss basierend auf jedem Magneten aufgrund einer Reduktion der magnetischen Permeabilität des Rotorkerns abzuschwächen ist. Dies ermöglicht, eine Feldschwächungssteuerung basierend auf einer Anpassung des magnetischen Flusses jedes Magnetes durchzuführen. Das heißt, dass die achtunddreißigste Maßnahme eine Ausführung von beiden ermöglicht

1. Der ersten Feldschwächungssteuerung basierend auf einer Anpassung des d-Achsen-Stroms, der in die d-Achse fließt,
2. Der zweiten Feldschwächungssteuerung basierend auf einer Anpassung des magnetischen Sättigungszustands des Abschnitts des Rotorkerns um die d-Achse

Dies führt daher zu einer Vergrößerung des Stromsteuerungsbereichs des Antriebssystems einer rotierenden elektrischen Maschine der achtunddreißigsten Maßnahme.
Zum Beispiel veranschaulicht 70, dass, in dem Rotor 600, der erste Strom mit der Phase zum Erzeugen des ersten magnetischen Flusses senkrecht zur d-Achse, durch die Leitung 721 fließt. Im Gegensatz dazu veranschaulicht 71(a), dass der magnetische Fluss basierend auf dem Magneten 470 durch die zweite wirksame Fläche 471c des Magneten 470 verläuft. Dies bewirkt, dass eine magnetische Sättigung in dem Abschnitt 628 des Rotorkerns 610 um die q-Achse erzeugt wird, wodurch der magnetische Fluss des Magneten abgeschwächt wird.
Es sei angemerkt, dass, während die magnetische Sättigung in dem q-Achsen-Abschnitt 28 erzeugt wird, der magnetische Widerstand, der durch R3 in 71(b) veranschaulicht ist, in dem Magnetkreis, der durch die zweite wirksame Fläche 471c verläuft, höher wird, was dazu führt, dass die Durchlässigkeit niedriger wird.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer neununddreißigsten Maßnahme, die von der achtunddreißigsten Maßnahme abhängt, ist die Steuerung konfiguriert, um den ersten Strom und den zweiten Strom anzupassen, um dadurch einen magnetisch gesättigten Zustand eines Abschnitts des Kerns und einen magnetisch nicht gesättigten Zustand des Abschnitts des Kerns variabel zu steuern. Der Abschnitt des Kerns befindet sich zwischen den zweiten flusswirksamen Flächen von jedem benachbarten Paar der Vielzahl von Polen.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer vierzigsten Maßnahme, die von der achtunddreißigsten und neununddreißigsten Maßnahme abhängt, ist jeder der Magnete konfiguriert, um, als mit dem Anker verbundenen magnetischen Fluss, einen zusammengesetzten magnetischen Fluss basierend auf einem fundamentalen magnetischen Fluss mit einer vorbestimmten Polarität und einem magnetischen Fluss der dritten Harmonischen mit der gleichen Polarität, zu erzeugen.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer einundvierzigsten Maßnahme, die von einer beliebigen der achtunddreißigsten bis vierzigsten Maßnahme abhängt, umfasst der Anker einen Ankerkern mit einer Vielzahl von Schlitzen, die in einer Umfangsrichtung des Kerns angeordnet sind. Die Multiphasenankerwicklungen sind in den Schlitzen bereitgestellt. Jede der Ankerwicklungen weist eine im Wesentlichen rechteckige Form oder eine im Wesentlichen ellipsoide Form auf.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer zweiundvierzigsten Maßnahme, die von einer beliebigen der achtunddreißigsten bis einundvierzigsten Maßnahme abhängt, ist die Störung konfiguriert, um für jeden der Schalter ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM-Signal) basierend auf einer Befehlsspannung für jede Phase und einer periodischen Trägerwelle einer vorbestimmten Frequenz zu erzeugen. Die Steuerung ist konfiguriert, um basierend auf dem PWM-Signal für jeden der Schalter, Ein-Aus-Schaltoperationen des entsprechenden Schalters gemäß dem entsprechenden Pulsweitenmodulationssignal zu steuern, um dadurch den Strom zu steuern, der jeder der Multiphasenankerwicklungen zuzuführen ist. Die Frequenz des periodischen Trägersignals ist eingestellt, um höher als 15 kHz zu sein.
Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer dreiundvierzigsten Maßnahme, die von einer beliebigen achtunddreißigsten bis zweiundvierzigsten Maßnahme abhängt, umfasst ferner einen Spannungskonverter, der sich zwischen einer Gleichstromenergiequelle und der Leistungsanpassungseinrichtung befindet, und eingerichtet ist, um eine Eingangsspannung zu der Energieanpassungseinrichtung zu steuern. Die Steuerung ist konfiguriert, um den zu jeder der Multiphasenwicklungen zugeführten Strom in einem Rechteckspannungsmodus zu steuern.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer vierundvierzigsten Maßnahme, die von einer beliebigen der achtunddreißigsten bis dreiundvierzigsten Maßnahme abhängt, umfasst die rotierende elektrische Maschine weiterhin einen Rotor mit dem Kern und den in dem Kern bereitgestellten Magneten. Der Rotor ist relativ zum Anker drehbar. Die Steuerung umfasst eine erste Steuerungseinheit, die konfiguriert ist, um für jeden der Schalter ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM-Signal) basierend auf einer Befehlsspannung für jede Phase und einer Trägerwelle mit einer vorbestimmten Frequenz zu erzeugen. Die erste Steuerungseinheit ist konfiguriert, um basierend auf dem PWM-Signal für jeden der Schalter Ein-Aus-Schaltoperationen des entsprechenden Schalters gemäß dem entsprechenden Pulsweitenmodulationssignal zu steuern, um dadurch den Strom zu steuern, der jeder der Multiphasenankerwicklungen zuzuführen ist.
Die Steuerung umfasst eine zweite Steuerungseinheit, die konfiguriert ist, um Schaltmusterinformationen aufzuweisen, die eine Beziehung zwischen Werten des elektrischen Drehwinkels des Rotors und eine Vielzahl von Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter angeben. Die zweite Steuerungseinheit ist konfiguriert, um basierend auf einem gegenwertigen Wert des elektrischen Drehwinkels des Rotors ein entsprechendes der Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter aus den Schaltmusterinformationen auszuwählen. Die zweite Steuerungseinheit ist konfiguriert, um Ein-Aus-Schaltoperationen jedes Schalters gemäß dem ausgewählten Ein-Aus-Schaltmuster für den entsprechenden Schalter zu steuern, um dadurch den Strom zu steuern, der jeder der Multiphasenankerwicklungen zuzuführen ist.
Eine Magneteinheit gemäß einer fünfundvierzigsten Maßnahme ist in eine rotierende elektrische Maschine mit einer Ankerwicklung zu installieren. Die Magneteinheit umfasst eine Magnetbaugruppe, die konfiguriert ist, um einen magnetischen Pol zu erzeugen, wobei der magnetische Pol eine d-Achse und eine q-Achse definiert, und eine Halterung mit einem Magnetinstallationsloch. Die Halterung ist konfiguriert, um die Magnetbaugruppe, die in dem Magnetinstallationsloch installiert ist, zu halten. Die Magnetbaugruppe umfasst einen ersten Magneten und einen zweiten Magneten. Der erste und der zweite Magnet befinden sich innerhalb eines Bereichs von der d-Achse zu der q-Achse.
Der erste Magnet befindet sich näher zu der d-Achse als sich der zweite Magnet zu dieser befindet, und der zweite Magnet befindet sich näher an der q-Achse als sich der erste Magnet zu dieser befindet. Der erste Magnet weist darin definierte lineare erste magnetische Pfade auf, wobei die ersten magnetischen Pfade parallel zueinander verlaufen. Der zweite Magnet weist darin definierte lineare zweite magnetische Pfade auf, wobei die zweiten magnetischen Pfade parallel zueinander verlaufen. Der erste und der zweite Magnet sind in dem entsprechenden Magnetinstallationsloch installiert, während sich eine Orientierung von jedem der ersten magnetischen Pfade von einer Orientierung von jedem der zweiten magnetischen Pfade unterscheidet.
Gemäß der Magneteinheit der fünfundvierzigsten Maßnahme, befinden sich der erste und der zweite Magnet innerhalb des Bereichs von der d-Achse zu der q-Achse, und der erste und der zweite Magnet sind in dem Magnetinstallationsloch der Halterung installiert. Der erste Magnet befindet sich näher an der d-Achse als sich der zweite Magnet zu dieser befindet, und der zweite Magnet befindet sich näher an der q-Achse als sich der erste Magnet zu dieser befindet. Der erste Magnet weist darin definierte lineare erste magnetische Pfade auf, wobei die ersten magnetischen Pfade parallel zueinander verlaufen. Der erste und der zweite Magnet sind in dem entsprechenden Magnetinstallationsloch installiert, während die Orientierung von jedem der ersten magnetischen Pfade sich von der Orientierung von jedem der zweiten magnetischen Pfade unterscheidet.
Diese Konfiguration erhöht positiv einen magnetischen Fluss an einer spezifizierten Position innerhalb des Bereichs von der d-Achse zu der q-Achse, um dadurch eine Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit gegen ein Entmagnetisierungsfeld von der Ankerwicklung zu stärken. Das heißt, obwohl die Wahrscheinlichkeit einer Entmagnetisierung des ersten Magneten bestehen könnte, wenn der erste Magnet nur in dem Rotorkern installiert wäre, reduziert der zweite Magnet mit den sich von jenen Magneten unterscheidenden magnetischen Pfaden eine Entmagnetisierung des ersten Magneten. Dies führt dadurch zu einer Reduktion einer Entmagnetisierung jedes Magneten. Insbesondere kann die fünfundvierzigste Maßnahme ein gewünschtes Reduktionsniveau einer Entmagnetisierung der Magneteinheit erlangen, während relativ kostengünstige parallel anisotrope Magnete als der erste und der zweite Magnet verwendet werden.
Gemäß der Magneteinheit einer sechsundvierzigsten Maßnahme, die von der fünfundvierzigsten Maßnahme abhängt, ist das Magnetinstallationsloch bezüglich der d-Achse geneigt, und weist ein erstes Ende auf, das sich näher an der d-Achse befindet als zu der q-Achse. Das erste Ende befindet sich weiter weg von der Ankerwicklung als sich das zweite Ende von dieser befindet. Die Orientierung von jeden der zweiten magnetischen Pfade in dem zweiten Magneten ist näher an einer Richtung senkrecht zu der d-Achse als die Orientierung von jedem der ersten magnetischen Pfade ist.
Gemäß der Magneteinheit einer siebenundvierzigsten Maßnahme, die von der sechsundvierzigsten Maßnahme abhängt, weist der erste Magnet ein Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen auf. Eine der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, in die ein magnetischer Fluss fließt. Der erste Magnet weist eine Dicke auf, die als ein minimaler Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist. Der erste Magnet weist eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf. Eine Länge einer Linie, entlang mindestens eine der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen ist länger als die Dicke des ersten Magneten.
Gemäß der Magneteinheit einer achtundvierzigsten Maßnahme, die von der siebenundvierzigsten Maßnahme abhängt, weist der zweite Magnet ein Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen auf. Eine der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, in die ein magnetischer Fluss fließt. Der zweite Magnet weist eine Dicke auf, die als ein minimaler Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist. Der erste Magnet weist eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf. Eine Länge einer Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen ist länger als die Dicke des ersten Magneten.
Gemäß der Magneteinheit einer neunundvierzigsten Maßnahme, die von der siebenundvierzigsten oder achtundvierzigsten Maßnahme abhängt, weist der erste Magnet ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, wobei sich das erste Ende näher an der d-Achse befindet als das zweite Ende, und sich das zweite Ende näher an der q-Achse befindet als das erste Ende. Das zweite Ende weist eine Fläche auf, die die flusswirksamen Flächen schneidet, und die Fläche ist orientiert, um parallel zu den ersten magnetischen Pfaden zu verlaufen.
Gemäß der Magneteinheit einer fünfzigsten Maßnahme, die von der fünfundvierzigsten Maßnahme abhängt, befindet sich der erste Magnet auf der d-Achse, um sich näher an der Ankerwicklung zu befinden als der zweite Magnet. Der zweite Magnet weist eine erste und eine zweite Endfläche auf. Der zweite Magnet ist derart angeordnet, dass je weiter sich die zweite Endfläche von der ersten Endfläche befindet, desto weiter sich die zweite Endfläche von der Ankerwicklung befindet. Die erste und die zweite Endfläche dienen jeweils als flusswirksame Flächen, aus denen ein magnetischer Fluss fließt, oder in die ein magnetischer Fluss fließt.
Eine Magneteinheit gemäß einer einundfünfzigsten Maßnahme ist in eine rotierende Elektromaschine mit einer Ankerwicklung zu installieren. Die Magneteinheit umfasst eine Magnetbaugruppe, die konfiguriert ist, um einen magnetischen Pol zu erzeugen, wobei der magnetische Pol eine d-Achse und eine q-Achse definiert, und eine Halterung mit einem Magnetinstallationsloch. Die Halterung ist konfiguriert, um die Magnetbaugruppe, die in dem Magnetinstallationsloch installiert ist, zu halten. Die Magnetbaugruppe umfasst einen ersten Magneten und einen zweiten Magneten. Der erste und der zweite Magnet befinden sich innerhalb eines Bereichs von der d-Achse zu der q-Achse. Der erste Magnet befindet sich näher an der d-Achse als der zweite Magnet, und der zweite Magnet befindet sich näher an der q-Achse als der erste Magnet. Der erste Magnet und der zweite Magnet sind miteinander verbunden, um in Richtung der Ankerwicklung konvex zu verlaufen. Jeder des ersten und des zweiten Magnets weist ein Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen auf. Eine der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, in die ein magnetischer Fluss fließt. Jeder des ersten und des zweiten Magneten weist eine Dicke auf, die als ein minimaler Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen davon definiert ist. Jeder des ersten und des zweiten Magneten weist eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf. Eine Länge einer Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen von jedem des ersten und zweiten Magneten ist länger als die Dicke davon.
In dieser Konfiguration der Magneteinheit gemäß der einundfünfzigsten Maßnahme sind der erste und der zweite Magnet angeordnet, um sich näher an der Ankerwicklung zu befinden als im Vergleich zu dem ersten und zweiten Magnet, die linear miteinander verbunden sind, wodurch ein Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine erhöht wird. Ein Verkürzen des Abstandes zwischen der Ankerwicklung und dem ersten und zweiten Magnet kann verursachen, dass ein Entmagnetisierungsfeld ansteigt. Jedoch ermöglicht ein Verlängern der Länge der Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen, das heißt Flusseintritts- und Flussaustrittsflächen, von jedem des ersten und zweiten Magneten, dass das vorstehende Problem gelöst wird.
In dem Kern, der als die Halterung dient, ist es möglich, den Anteil einer Region des Kerns, der sich näher an der Ankerwicklung befindet als die Magnetbaugruppe, das heißt das Magnetinstallationsloch, einzustellen, um kleiner zu sein; wobei der Bereich der Summe des magnetischen Flusses der Ankerwicklung und des magnetischen Flusses der Magnetbaugruppe unterworfen ist. Dies reduziert daher einen Sättigungsbereich, in dem eine magnetische Sättigung basierend auf dem magnetischen Fluss der Ankerwicklung und dem magnetischen Fluss der Magnetbaugruppe auftreten kann, wodurch effizienter die Leistungsfähigkeit von der Magnetbaugruppe erlangt wird.
Es sei angemerkt, dass wenn die Magneteinheit als ein Rotor einer rotierenden elektrischen Maschine der Innendrehungsart verwendet wird, die Halterung als ein Rotorkern dient und der erste und zweite Magnet in dem Rotorkern bereitgestellt sind, um in einer radial nach außen gerichteten Richtung konvex hervorragen. Aufgrund dessen ist der Anteil des Bereichs in dem Rotorkern angeordnet, um sich radial nach außen von dem Magnetinstallationsloch zu befinden. Dies reduziert den Zentrifugalkraftstresskonzentrationsfaktor des Rotorkerns, wodurch die mechanische Festigkeit des Rotorkerns erhöht wird.
Gemäß der Magneteinheit einer zweiundfünfzigsten Maßnahme, die von der einundfünfzigsten Maßnahme abhängt, weist jeder des ersten und zweiten Magneten magnetische Pfade auf, die linear entlang der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen verlaufen, wobei die magnetischen Pfade parallel zueinander verlaufen.
Gemäß der Magneteinheit einer dreiundfünfzigsten Maßnahme, die von der einundfünfzigsten oder zweiundfünfzigsten Maßnahme abhängt, weist jeder des ersten und des zweiten Magneten eine gleichschenklige trapezoide Form in einem Querschnitt senkrecht zu den flusswirksamen Flächen auf. Die gleichschenklige trapezoide Form von jedem des ersten und zweiten Magneten weist ein Paar von ersten und zweiten Basen und ersten und zweiten Schenkeln auf. Jede der ersten Basis, zweiten Basis, des ersten Schenkels und des zweiten Schenkels der gleichschenkligen trapezoiden Form des ersten Magnetes ist identisch der ersten Basis, zweiten Basis, des ersten Schenkels und des zweiten Schenkels der gleichschenkligen trapezoiden Form des zweiten Magneten. Orientierungen der einfachen Magnetisierungsachsen des ersten Magneten sind identisch zu den Orientierungen der einfachen Magnetisierungsachsen des zweiten Magneten.
Gemäß der Magneteinheit einer vierundfünfzigsten Maßnahme, die von einer beliebigen der fünfundvierzigsten bis dreiundfünfzigsten Maßnahme abhängt, weist jeder des ersten und des zweiten Magneten die gleiche Form in einem Querschnitt senkrecht zu den flusswirksamen Flächen auf, und die ersten und zweiten Magnete sind in dem entsprechenden Magnetinstallationsloch installiert, während der erste und der zweite Magnet gegensätzlich orientiert sind und entsprechende Flächen der jeweiligen ersten und zweiten Magnete miteinander verbunden sind.
Ein Ansteuersystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer fünfundfünfzigsten Maßnahme ist dazu fähig, eine rotierende elektrische Maschine anzutreiben, in der die Magneteinheit gemäß einer beliebigen der vierundvierzigsten bis fünfundvierzigsten Maßnahme als ein magnetischer Pol installiert ist. Die rotierende elektrische Maschine umfasst Multiphasenankerwicklungen als eine Ankerwicklung. Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst eine Leistungsanpassungseinrichtung mit mindestens einem Schalter, der mit der Ankerwicklung verbunden ist, und eine Steuerung, die konfiguriert ist, um Ein-Aus-Schaltoperationen des mindestens einen Schalters zu steuern, um dadurch einen Strom zu steuern, der jeder der Multiphasenankerwicklungen zugeführt wird. Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst einen Spannungskonverter, der zwischen einer Gleichstromenergiequelle und der Leistungsanpassungseinrichtung angeordnet ist, und dazu fähig ist, eine Eingangsspannung zu der Leistungsanpassungseinrichtung zu steuern. Die Störung ist konfiguriert, um den Strom für jede der Multiphasenankerwicklungen in einem Rechteckspannungssteuerungsmodus zu steuern.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer sechsundfünfzigsten Maßnahme, die von der fünfundfünfzigsten Maßnahme abhängt, umfasst der mindestens eine Schalter eine Vielzahl von Schaltern. Die Störung umfasst eine erste Steuerungseinheit, die konfiguriert ist, um für jeden der Schalter ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM-Signal) basierend auf einer Befehlsspannung für jede Phase und einer periodischen Trägerwelle mit einer vorbestimmten Frequenz zu erzeugen. Die erste Steuerungseinheit ist konfiguriert, um basierend auf dem PWM-Signal für jeden der Schalter Ein-Aus-Schaltoperationen des entsprechenden Schalters gemäß dem entsprechenden Pulsweitenmodulationssignal zu steuern, um dadurch den Strom zu steuern, der jeder der Multiphasenankerwicklungen zuzuführen ist. Die Steuerung umfasst eine zweite Steuerungseinheit, die konfiguriert ist, um Schaltmusterinformationen aufzuweisen, die eine Beziehung zwischen Werten des elektrischen Drehwinkels des Rotors und eine Vielzahl von Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter angibt. Die zweite Steuerungseinheit ist konfiguriert, um basierend auf einem gegenwertigen Wert des elektrischen Drehwinkels des Rotors ein entsprechendes der Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter aus den Schaltmusterinformationen auszuwählen. Die zweite Steuerungseinheit ist konfiguriert, um Ein-Aus-Schaltoperationen von jedem Schalter gemäß dem ausgewählten Ein-Aus-Schaltmuster für den entsprechenden Schalter zu steuern, um dadurch den Strom zu steuern, der jeder der Multiphasenankerwicklungen zuzuführen ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten gemäß einer siebenundfünfzigsten Maßnahme umfasst

1. Anordnen einer Gussform, in die ein magnetisches pulverförmiges Element eingefüllt wurde, in einem magnetischen Feld
2. Durchführen einer Orientierung einer einfachen Magnetisierungsachse des magnetischen pulverförmigen Elements
3. Sintern des magnetischen pulverförmigen Elements mit der orientierten einfachen Magnetisierungsachse, um dadurch einen Magnetkörper zu produzieren
4. Magnetisieren des Magnetkörpers, um dadurch einen Magneten herzustellen

Der Orientierungsdurchführungsschritt erzeugt ein Orientierungsmagnetfeld mit Magnetfeldkomponenten, die nicht äquivalent orientiert sind, um dadurch die einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf den nicht äquivalent orientierten Magnetfeldkomponenten zu orientieren.
Gemäß dem vorstehenden Herstellungsverfahren orientieren die Magnetfeldkomponenten, die nicht äquivalent orientiert sind, die einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements. Diese Orientierungstechnologie ermöglicht, dass Magnete, die jeweils magnetische Pfade aufweisen, die länger sind als die Dickendimension zwischen dem Paar von gegenüberstehenden flusswirksamen Flächen, wie etwa die in 52 veranschaulichten Magnete 404 oder die in den 64(a) und 64(b) veranschaulichten Magnete 440 und 450, effizient hergestellt zu werden. Das vorstehende Herstellungsverfahren kann beispielsweise durch die in 56 oder 58 veranschaulichte Orientierungsvorrichtung ausgeführt werden.
Gemäß dem Verfahren einer achtundfünfzigsten Maßnahme, die von der siebenundfünfzigsten Maßnahme abhängt, erzeugt der Orientierungsdurchführungsschritt, als die nicht äquivalent orientierten Magnetfeldkomponenten, nicht äquivalent gebogene Magnetfeldkomponenten, um dadurch die einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf den nicht äquivalent gebogenen Magnetfeldkomponenten zu orientieren.
Gemäß dem Verfahren einer neunundfünfzigsten Maßnahme, die von der siebenundfünfzigsten Maßnahme abhängt, umfasst der Orientierungsdurchführungsschritt die Schritte:

(1) Einachsiges Anordnen eines Paars von ersten und zweiten Spulen, um einander mit einem vorbestimmten Raumbereich dazwischen gegenüberzustehen
(2) Anordnen eines Orientierungsjochs in dem Raumbereich, wobei das Orientierungsjoch separiert ist, um einer gemeinsamen Mittelachse der ersten und zweiten Spulen gegenüberzustehen
(3) Erregen der ersten und zweiten Spule, um die erste und zweite Spule zu bewirken, jeweils entgegengesetzte erste und zweite Magnetfelder in dem Raumbereich zu erzeugen, sodass das erste und das zweite Magnetfeld miteinander in dem Raumbereich interagieren, was zu radial expandierenden Magnetfeldkomponenten weg von der gemeinsamen Mittelachse der ersten und zweiten Spulen führt

Mindestens ein Teil der radial expandierenden Magnetfeldkomponenten wird in dem Orientierungsjoch als Orientierungsmagnetfeld gesammelt.
Gemäß dem Verfahren einer sechzigsten Maßnahme, die von der siebenundfünfzigsten Maßnahme abhängt, umfasst der Orientierungsdurchführungsschritt die Schritte:

(1) Anordnen eines Leiters mit einer vorbestimmten Länge um das magnetische pulverförmige Element
(2) Erregen des Leiters, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das um eine Richtung der Länge des Leiters als das Orientierungsmagnetfeld zirkuliert, wodurch eine Orientierung der leichten Magnetisierungsachse des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf dem zirkulierenden Magnetfeld durchgeführt wird.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten gemäß einer einundsechzigsten Maßnahme umfasst

1. Anordnen einer Gussform, in die ein magnetisches pulverförmiges Element eingefüllt wurde, in einem Magnetfeld
2. Durchführen einer Orientierung einer einfachen Magnetisierungsachse des magnetischen pulverförmigen Elements
3. Sintern des magnetischen pulverförmigen Elements mit der orientierten einfachen Magnetisierungsachse, um dadurch einen Magnetkörper zu produzieren
4. Magnetisieren des Magnetkörpers, um dadurch einen Magneten herzustellen

Der Orientierungsdurchführungsschritt wendet an einer Außenfläche des magnetischen pulverförmigen Elements ein Magnetfeld an, das orientiert ist, um zu der Außenfläche des magnetischen pulverförmigen Elements geneigt zu sein, wodurch die einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld orientiert wird.
Der Orientierungsdurchführungsschritt des vorstehenden Herstellungsverfahrens orientiert die einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf dem Magnetfeld, das orientiert ist, um zu der Außenfläche des magnetischen pulverförmigen Elements geneigt zu sein. Diese Orientierungstechnologie ermöglicht, dass Magnete, deren magnetische Pfade länger sind als die Dickendimension zwischen dem Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen, wie etwa die in 59 veranschaulichten Magnete 400, effizient hergestellt werden können. Insbesondere ermöglicht diese Orientierungstechnologie, dass Magnete, die jeweils ein Orientierungsverhältnis von größer oder gleich 90% aufweisen, stabil hergestellt werden können. Eine Erhöhung des Orientierungsverhältnisses jedes Magneten ist dazu fähig, mindestens eines der folgenden zu lösen

1. Fehlende Materialeigenschaften von jedem Magneten
2. Mangel der Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit jedes Magneten
3. Mangel einer Magnetkraft jedes Magneten

Das vorstehende Herstellungsverfahren kann beispielsweise durch die in 54 veranschaulichte Orientierungsvorrichtung ausgeführt werden.
Gemäß dem Verfahren einer zweiundsechzigsten Maßnahme, die von der einundsechzigsten Maßnahme abhängt, umfasst der Orientierungsdurchführungsschritt die Schritte des Anordnens einer Orientierungsspule in dem Magnetfeld, und erregen der Orientierungsspule, während das magnetische pulverförmige Element in der Orientierungsspule angeordnet ist, um dadurch das Orientierungsmagnetfeld zu erzeugen.
Gemäß dem Verfahren einer dreiundsechzigsten Maßnahme, die von der einundsechzigsten oder zweiundsechzigsten Maßnahme abhängt, weist der Magnet ein Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen auf. Eine der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, in die ein magnetischer Fluss fließt. Der Magnetkörper weist eine Dicke auf, die als ein minimaler Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist. Der Magnet weist eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf. Eine Länge einer Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen ist länger als die Dicke des Magnetkörpers. Das magnetische pulverförmige Element weist ein Paar von Außenflächen auf, die jeweils den flusswirksamen Flächen entsprechen. Während die Gussform derart angeordnet ist, dass mindestens eine der Außenflächen des magnetischen pulverförmigen Elements das Orientierungsmagnetfeld schräg schneidet, führt der Orientierungsdurchführungsschritt eine Orientierung der einfachen Magnetisierungsachse basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld durch.
Gemäß dem Verfahren einer vierundsechzigsten Maßnahme, die von der dreiundsechzigsten Maßnahme abhängt, weist die in dem Magnetfeld angeordnete Gussform, als Innenwände zum Definieren eines internen Raums darin, einen ersten Wandabschnitt auf, der bezüglich des Orientierungsmagnetfeldes geneigt ist, und einen zweiten Wandabschnitt auf, der parallel zum Orientierungsmagnetfeld verläuft.
Es ist möglich, die ersten bis vierundsechzigsten Maßnahmen als die folgenden Maßnahmen zu repräsentieren.
Eine rotierende elektrische Maschine einer Maßnahme A1 umfasst eine Ankerwicklung, und eine Vielzahl von Magneten, die in jeweiligen magnetischen Polen umlaufend angeordnet in einem Kern bereitgestellt sind.
Jeder der Magnete weist ein Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen auf. Die flusswirksamen Flächen dienen jeweils als Flusseintrittsfläche und Flussaustrittsfläche. Jeder der Magnete weist magnetische Pfade auf, die jeweils eine Länge aufweisen, die länger ist als eine Dickendimension des entsprechenden der Magnete zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen. Jeder der Magnete weist eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf; wobei die einfachen Magnetisierungsachsen orientiert sind, um entlang den jeweiligen magnetischen Pfaden zu verlaufen.
Diese Konfiguration ermöglicht, dass die wirksame Flussdichte von jedem Magneten höher ist als im Vergleich mit einem Magneten, der die Länge der Linie entlang der mindestens einen der einfachen Magnetisierungsachse zwischen den flusswirksamen Flächen aufweist, die gleich der Dicke zwischen den flusswirksamen Flächen ist. Dies stärkt daher eine Magnetkraft gegen ein Entmagnetisierungsfeld, wenn ein Magnetfeld basierend auf der Ankerwicklung auf jeden Magneten als das Entmagnetisierungsfeld wirkt, wodurch angemessen eine Entmagnetisierung jedes Magneten reduziert wird. Insbesondere sind die einfachen Magnetisierungsachsen, die in jedem Magneten definiert sind, orientiert, um entlang den jeweiligen magnetischen Pfaden zu verlaufen, was ermöglicht, signifikant den Effekt des Stärkens eines magnetischen Flusses der rotierenden elektrischen Maschine zu erhöhen.
Demzufolge, auch wenn ein Magnetfeld, das von der Ankerwicklung herrührt, auf jeden Magneten als ein Entmagnetisierungsfeld wirkt, ist es möglich, eine Magnetkraft gegen das Entmagnetisierungsfeld zu stärken, wodurch eine Entmagnetisierung jedes Magneten effizient reduziert wird.
Das heißt, dass die Maßnahme A1 ermöglicht, dass die Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit jedes Magneten höher ist als im Vergleich mit einem gleichgroßen Magneten, der für rotierende elektrische Maschinen verwendbar ist. Insbesondere, wie in 50(a) veranschaulicht ist, wird angenommen, dass der Winkel eines magnetischen Pfades in einem Magneten bezüglich einer Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen des Magneten, das heißt, der Winkel der magnetischen Orientierung bezüglich der Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen des Magneten, als ein Winkel θ bezeichnet wird. Gemäß dieser Annahme wird die Leistungsfähigkeit des Magneten um ein (1/cos θ)-faches größer, basierend auf dem Winkel θ. Aufgrund dessen ermöglicht ein Erhöhen des Winkels θ, dass die Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit jedes Magneten ansteigt.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme A2, die von der Maßnahme A1 abhängt, sind ein Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen jedes Magneten eine erste Außenfläche des entsprechenden Magneten, das in Richtung der Ankerwicklung orientiert ist, und eine zweite Außenfläche gegenüberliegend der ersten Außenfläche. Jeder Magnet weist einen Abschnitt nahe der d-Achse auf, der sich näher an der d-Achse befindet, der eine Mitte des entsprechenden Magnetpols angibt, und einen Abschnitt, der sich nahe der q-Achse befindet, der sich näher an der q-Achse befindet, der eine Grenze des entsprechenden Magnetpols angibt. Der Abschnitt nahe der d-Achse umfasst mindestens einen magnetischen Pfad, und der Abschnitt nahe der q-Achse umfasst mindestens einen magnetischen Pfad, und der magnetische Pfad des mindestens einen des Abschnitts nahe der d-Achse und des Abschnitts nahe der q-Achse, ist länger als die Dickendimension des entsprechenden der Magnete.
Weil der magnetische Pfad von mindestens einem, des Abschnitts nahe der d-Achse und des Abschnitts nahe der q-Achse, von jedem der Magnete länger ist als die Dickendimension des entsprechenden der Magnete, ist es möglich, eine Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit des mindestens einen des d-Achsen-Seitenendes und des q-Achsen-Seitenendes von jedem der Magneten zu stärken.
Es sei angemerkt, dass in dem Innenmagnetaufbau des Innenrotors, mindestens einer, des Abschnitts nahe der d-Achse und des Abschnitts nahe der q-Achse, von jedem der Magneten, dessen Magnetfahrt länger ist als die Dickendimension des entsprechenden der Magnete, angeordnet sein kann, um sich näher an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns zu befinden. Dies ermöglicht eine exzellente Endmagnetisierungswiderstandsfähigkeit in einer rotierenden elektrischen Maschine der Innenmagnetart.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme A3, die von der Maßnahme A2 abhängt, ist der mindestens eine magnetische Pfad in dem Abschnitt nahe der q-Achse länger als der mindestens eine magnetische Pfad in dem Abschnitt nahe der d-Achse.
Weil der mindestens eine magnetische Pfad in dem Abschnitt nahe der q-Achse länger ist als der mindestens eine magnetische Pfad in dem Abschnitt nahe der d-Achse, ist es möglich, angemessen eine Endmagnetisierung des d-Achsen-Seitenendes jedes Magneten aufgrund eines Entmagnetisierungsfeldes, das von der Ankerwicklung herrührt, zu reduzieren.
Zum Beispiel sind in jedem Magneten 410 eines Rotors 600, der in 59 veranschaulicht ist, die magnetischen Pfade in einem Abschnitt nahe der q-Achse 412b des entsprechenden Magneten 410 länger als die magnetischen Pfade in dem Abschnitt nahe der d-Achse 412a des entsprechenden Magneten 410.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme A4, die von der Maßnahme A2 oder A3 abhängt, ist eine Neigung einer magnetischen Orientierung in dem Abschnitt nahe der q-Achse jedes Magneten bezüglich der d-Achse größer als eine Neigung einer magnetischen Orientierung in dem Abschnitt nahe der d-Achse des entsprechenden Magneten bezüglich der d-Achse.
Wenn ein magnetischer Fluss des d-Achsen-Seitenendes von jedem des Paars von Magneten, das sich an beiden Seiten der d-Achse befindet, in Richtung der d-Achse orientiert ist, kann eine wechselseitige Flussabstoßung zwischen dem d-Achsen-Seitenende von einem des Paars von Magneten und dem d-Achsen-Seitenende des anderen davon eine Endmagnetisierung der magnetischen Flüsse reduzieren. Andererseits, in dem q-Achsen-Seitenende von jedem des Paars von Magneten, können Bedenken bestehen, bezüglich einer Endmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes von jedem des Paars von Magneten aufgrund eines von der Ankerwicklung herrührenden Endmagnetisierungsfeldes.
Aus diesem Gesichtspunkt ist die vorstehende Maßnahme A4 derart konfiguriert, dass die Neigung der magnetischen Orientierung in jedem Magneten in dem Abschnitt nahe der q-Achse bezüglich der d-Achse größer ist als die Neigung der magnetischen Orientierung in dem entsprechenden Magneten in dem Abschnitt nahe der d-Achse bezüglich der d-Achse. Dies führt dadurch zu einer Reduktion dieser beiden

1. Entmagnetisierung des d-Achsen-Seitenendes von jedem Magneten 410
2. Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes von jedem Magneten 410

Zum Beispiel sind in jeden Magneten 410 des in 59 veranschaulichten Rotors 600, die magnetischen Orientierungen in dem Abschnitt nahe der q-Achse 412b des entsprechenden Magneten 410 stark geneigt als im Vergleich mit jenen in dem Abschnitt nahe der d-Achse 412a des entsprechenden Magneten 410. Vorzugsweise werden die magnetischen Orientierungen jedes Magneten 410 graduell von dem Abschnitt nahe der q-Achse 412b zu dem Abschnitt nahe der d-Achse 412a geändert.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme A5, die von einer beliebigen der Maßnahmen A1 bis A4 abhängt, sind die in jeden Magneten definierten magnetischen Orientierungen bezüglich den flusswirksamen Flächen geneigt, und jede der magnetischen Orientierungen ist geneigt, um sich näher an der d-Achse in Richtung der Ankerwicklung zu befinden.
Weil die in jedem Magneten definierten magnetischen Orientierungen bezüglich den flusswirksamen Flächen geneigt sind, und jede der magnetischen Orienteirungen bezüglich der d-Achse geneigt ist, ist es möglich, eine angemessene Endmagnetisierungswiderstandsfähigkeit jedem innerhalb des Kerns angebrachten Magneten bereitzustellen.
Zum Beispiel sind in jedem Magneten 400 des in 48 veranschaulichten Rotors 600 die magnetischen Orientierungen in dem entsprechenden Magneten 410 bezüglich der d-Achse geneigt, und jede der magnetischen Orientierungen ist geneigt, um sich näher an der d-Achse in Richtung des radial äußeren Abschnitts des Rotorkerns 610, das heißt in Richtung der Ankerwicklung, zu befinden. Es sei angemerkt, dass jede der magnetischen Orientierungen in jedem Magneten vorzugsweise auf eine vorbestimmte konstante Orientierung in der Gesamtheit des entsprechenden Magneten eingestellt ist, was ermöglicht, die Magneten einfach herzustellen.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme A6, die von einer beliebigen der Maßnahmen A1 bis A5 abhängt, befindet sich jeder Magnet über die entsprechende d-Achse des entsprechenden magnetischen Pols hinweg. In einem d-Achsen-Abschnitt jedes Magneten, der einen sich auf der d-Achse befindlichen Abschnitt angibt, verlaufen die magnetischen Orientierungen parallel zur d-Achse. In einem q-Achsen-Abschnitt jedes Magneten, der sich näher an der q-Achse befindet als der d-Achsen-Abschnitt, sind die Orientierungen bezüglich der d-Achse geneigt.
Weil die magnetischen Orientierungen zu der d-Achse in dem d-Achsen-Abschnitt jedes Magneten, die den Abschnitt umfasst, der sich auf der d-Achse befindet, parallel verlaufen, ist es möglich, eine Entmagnetisierung des d-Achsen-Abschnitts von jedem Magneten zu reduzieren. Weil die magnetischen Orientierungen bezüglich der d-Achse in dem q-Achsen-Abschnitt jedes Magneten, der sich näher an der q-Achse befindet als der d-Achsen-Abschnitt, geneigt sind, ist es ebenfalls möglich, eine Endmagnetisierung des q-Achsen-Abschnitts jedes Magneten zu reduzieren.
Zum Beispiel ist in dem in 62 veranschaulichten Rotor 600 ein Magnet 430 bereitgestellt, der sich erstreckt, um linear symmetrisch um die d-Achse zu verlaufen. In einem d-Achsen-Abschnitt jedes Magneten 430, der einen Abschnitt umfasst, der sich auf der d-Achse befindet, verlaufen die magnetischen Orientierungen parallel zur d-Achse. In einem q-Achsen-Abschnitt von jedem Magneten 430, der sich näher an der q-Achse befindet als der d-Achsen-Abschnitt, sind die magnetischen Orientierungen bezüglich der d-Achse geneigt.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme A7 die von der Maßnahme A6 abhängt, befindet sich der d-Achsen-Abschnitt innerhalb eines Winkelbereichs von 32,7 elektrische Grad um die d-Achse oder innerhalb eines Winkelbereichs, der von 27,7 elektrische Grad (inklusive) bis 32,7 elektrische Grad (inklusive) um die d-Achse definiert ist.
Eine achtpolige rotierende elektrische Maschine mit verteilter Wicklung ist normalerweise konfiguriert, um 24 Schlitze aufzuweisen. Wenn eine achtpolige rotierende elektrische Maschine mit verteilter Wicklung als eine rotierende elektrische Maschine der Doppelschlitzart konzipiert ist, die als Fahrzeugmotor verbreitet ist, weist die rotierende elektrische Maschine der Doppelschlitzart mit verteilter Wicklung 48 Schlitze auf. In der 8-Pol, 48-Schlitz rotierenden elektrischen Maschine, um die 11. bis 13. Harmonischen zu reduzieren, wird eine spezifische Konzipierung einer magnetischen Orientierung in jedem Magneten ausgeführt. Als eine herkömmliche Technologie gibt es einen gesinterten Neodymmagneten mit radialen magnetischen Orientierungen. Jedoch bestehen gemäß dieser herkömmlichen Technologie Bedenken bezüglich der vorstehenden Flussrepulsion zwischen dem d-Achsen-Seitenabschnitt von einem des Paars von Magneten und dem d-Achsen-Seitenabschnitt des anderen Paars von Magneten.
Aus diesem Standpunkt gilt vorzugsweise, dass jeder Magnet einen Abschnitt nahe der d-Achse aufweist, in dem magnetische Orientierungen definiert sind, parallel zur d-Achse zu verlaufen. Zusätzlich befindet sich der d-Achsen-Abschnitt innerhalb des Winkelbereichs von 32,7 elektrische Grad um die d-Achse oder innerhalb des Winkelbereichs, der von 27,7 elektrische Grad (inklusive) bis 32,7 elektrische Grad (inklusive) um die d-Achse definiert ist. 32,7 elektrische Grad können durch Dividieren der 360 elektrischen Grade durch 11, die die Ordnung der 11ten Harmonischen ist, berechnet werden. Alternativ befindet sich der d-Achsen-Abschnitt innerhalb des Winkelbereichs, der von 27,7 elektrische Grad (inklusive) bis 32,7 elektrische Grad (inklusive) um die d-Achse definiert ist. 27,7 elektrische Grad können durch Dividieren der 360 elektrischen Grade durch 13, die die Ordnung der 13ten Harmonischen ist, berechnet werden. Dies reduziert eine Entmagnetisierung jedes Magneten, während Harmonische reduziert werden.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme A8 die von einer beliebigen der Maßnahmen A1 bis A7 abhängt, weist jeder der Magnete die flusswirksamen Flächen auf, die jeweils als erste wirksame Flächen dienen. Jeder der Magnete weist eine zweite wirksame Fläche an dem q-Achsen-Seitenende auf; wobei die zweite wirksame Fläche als eine Fläche dient, aus der ein magnetischer Fluss fließt, oder in die ein magnetischer Fluss fließt. Eine der ersten wirksamen Flächen, die sich näher an der Ankerwicklung befindet als die andere, ist als eine äußere erste wirksame Fläche definiert. Die magnetischen Pfade umfassen mindestens einen magnetischen Pfad, der sich von einer der äußeren ersten wirksamen Fläche und der zweiten wirksamen Fläche zu der anderen davon erstreckt.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine der Maßnahme A8, ist mindestens ein magnetischer Pfad zwischen den ersten wirksamen Flächen jedes Magneten definiert, und mindestens ein magnetischer Pfad ist ebenso zwischen der äußeren ersten wirksamen Fläche und der zweiten wirksamen Fläche jedes Magneten definiert. Es gilt vorzugsweise, dass die Länge des mindestens einen magnetischen Pfades, der zwischen der äußeren ersten wirksamen Fläche und der zweiten wirksamen Fläche jedes Magneten definiert ist, länger ist als die Dickendimension des entsprechenden Magneten zwischen den ersten wirksamen Flächen.
Wenn angenommen wird, dass die zweite wirksame Fläche eine Flusseintrittsfläche ist, fließt ein magnetischer Fluss, der von der anderen der ersten effektiven Fläche und der zweiten effektiven Fläche fließt, aus der äußeren ersten wirksamen Fläche heraus. Es sei angemerkt, dass die andere der ersten flusswirksamen Flächen, die sich gegenüberliegend der äußeren ersten wirksamen Fläche befindet, als eine innere erste wirksame Fläche bezeichnet wird.
Andererseits, wenn angenommen wird, dass die zweite wirksame Fläche eine Flussaustrittsfläche ist, fließt ein magnetischer Fluss, der von der äußeren ersten wirksamen Fläche fließt, aus sowohl der inneren ersten wirksamen Fläche als auch der zweiten wirksamen Fläche heraus. Dies ermöglicht, magnetische Flusskomponenten in einem Bereich des Kerns um das q-Achsen-Seitenende des Magneten zu sammeln, oder magnetische Flusskomponenten von dem Bereich zu verteilen.
Weil die zweite wirksame Fläche an einer Fläche des q-Achsen-Seitenende jedes Magneten bereitgestellt ist, fließt ein magnetischer Fluss durch die zweite wirksame Fläche des Magneten in einen ersten magnetischen Pol und die zweite wirksame Fläche des Magneten in einen zweiten magnetischen Pol benachbart zu dem ersten magnetischen Pol; wobei der Magnet des ersten magnetischen Pols und der Magnet 410 des zweiten magnetischen Pols benachbart zueinander sind.
Dies ermöglicht daher, eine magnetische Sättigung in jedem Bereich des Kerns anzupassen; wobei jeder Bereich sich um die entsprechende der q-Achsen befindet. Das heißt, dass diese Konfiguration positiv jeden q-Achsen-Bereich in dem Kern als einen Magnetkreispfad jedes Magneten verwendet; wobei jeder q-Achsen-Bereich des Innenmagnetrotorkerns herkömmlicherweise nicht verwendet wurde.
Zum Beispiel, wie mit Bezugnahme auf 61 beschrieben ist, weist jeder Magnet 420 das Paar von gegenüberliegenden ersten wirksamen Flächen 421a und 421b auf, die radial an jeweiligen Außen- und Innenseiten angeordnet sind. Zusätzlich weist die Fläche des q-Achsen-Seitenendes jedes Magneten 420 die zweite wirksame Fläche 421c auf. Dabei, wenn die zweite wirksame Fläche 421c eine Flusseintrittsfläche ist, fließt ein magnetischer Fluss, der von den zwei wirksamen Flächen 421b und 421c fließt, aus der ersten wirksamen Fläche 421a heraus.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme A9, die von der Maßnahme A8 abhängt, umfasst die rotierende elektrische Maschine eine Vielzahl von Magnetinstallationslöcher, die durch den Kern ausgebildet sind, und die Magnete werden jeweils in die Magnetinstallationslöcher installiert. Die zweite flusswirksame Fläche des Magnetkörpers von jedem der Magnete liegt an einer Innenwandfläche des entsprechenden Installationslochs an.
Weil die zweite flusswirksame Fläche des Magnetkörpers von jedem der Magneten an die innere Wandfläche des entsprechenden Installationslochs anliegt, ist es möglich, angemessen einen Magnetkreispfad durch die zweiten wirksamen Flächen der Magnete, die sich benachbart zueinander über q-Achse befinden, zu erzeugen. Dies passt daher angemessen eine magnetische Sättigung an jedem Bereich in dem Kern an; wobei sich jeder Bereich um die entsprechende der Q-Achsen befindet.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme A10, die von der Maßnahme A8 oder A9 abhängt, weist jeder Magnet eine ineffektive beziehungsweise unwirksame Fläche zwischen der äußeren ersten flusswirksamen Fläche und der zweiten flusswirksamen Fläche auf; wobei kein magnetischer Fluss aus der unwirksamen Fläche fließt, und kein magnetischer Fluss in die unwirksame Fläche fließt. Jeder Magnet umfasst ein nichtmagnetisches Element, das zwischen der unwirksamen Fläche und dem Kern angeordnet ist.
Jeder Magnet der Maßnahme A10 ist derart konfiguriert, dass die zweite wirksame Fläche, die ein Teil der q-Achsen-Endfläche ist, an der Innenwandfläche des entsprechenden Magnetinstallationslochs des Kerns anliegt, und der verbleibende Teil der q-Achsen-Endfläche nicht an dem Kern anliegt; wobei sich der Teil der q-Achsen-Endfläche weiter weg von der Ankerwicklung befindet als der verbleibende Teil.
Diese Konfiguration der Maßnahme A10 passt daher angemessen den Zustand einer magnetischen Sättigung basierend auf der zweiten wirksamen Fläche an, während verhindert wird, dass ein magnetischer Fluss in einer geschlossenen Schleife durch oder um den q-Achsen-Bereich fließt.
Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme A11, die von einer beliebigen der Maßnahmen A8 bis A10 abhängt, weist mindestens ein magnetischer Pfad, der sich von einer, der äußeren ersten flusswirksamen Fläche und der zweiten flusswirksamen Fläche, und der anderen davon erstreckt, eine Kreisbogenform auf.
Der mindestens eine magnetische Pfad, der sich von einer der äußeren ersten flusswirksamen Fläche und der zweiten flusswirksamen Fläche und der anderen davon erstreckt, weist eine Kreisbogenform auf. Dies verlängert die Länge des mindestens einen magnetischen Pfades im Vergleich mit einem linearen magnetischen Pfad. Dies ermöglicht daher, dass eine Entmagnetisierung jedes Magneten angemessener begegnet wird.
Eine rotierende elektrische Maschine einer Maßnahme A12 umfasst eine Ankerwicklung, und eine Vielzahl von Magneten, die in jeweiligen magnetischen Polen umlaufend in einem Kern angeordnet bereitgestellt sind.
Jeder der Magnete umfasst einen d-Achsen-Abschnitt, der angeordnet ist, um sich am nächsten zur d-Achse und zum Anker zu befinden, und eine q-Achse, die als ein Polgrenzabschnitt dient. Der d-Achsen-Abschnitt ist derart angeordnet, dass je näher der d-Achsen-Abschnitt an der q-Achse liegt, desto weiter der d-Achsen-Abschnitt von der Ankerwicklung entfernt ist. Jeder Magnet weist eine erste Außenfläche, die angeordnet ist, um sich am nächsten zur Ankerwicklung zu befinden, und eine zweite Außenfläche, die angeordnet ist, sich am weitesten weg von der Ankerwicklung zu befinden, auf. Die erste und die zweite Außenfläche dienen als ein Paar von flusswirksamen Flächen; wobei eine der flusswirksamen Flächen als eine, einer Flusseintrittsfläche und einer Flussaustrittsfläche dient, und die andere davon als die andere der Flusseintrittsfläche und der Flussaustrittsfläche dient.
Der d-Achsen-Abschnitt jedes Magneten der Maßnahme A12 weist eine konkave Form auf, die angeordnet ist, sich am nächsten zur Ankerwicklung zu befinden. Eine des Paars von flusswirksamen Flächen jedes Magneten dient als eine, der Flusseintrittsfläche und der Flussaustrittsfläche, und die andere davon dient als die andere, der Flusseintrittsfläche und der Flussaustrittsfläche. Magnetische Pfade können zwischen dem Paar von flusswirksamen Flächen definiert werden. Dies verlängert jeden der magnetischen Pfade, die in jedem Magneten definiert sind, in dessen dickwandiger Richtung des entsprechenden Magneten, wodurch eine Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit der rotierenden elektrischen Maschine verbessert wird.
Zum Beispiel weist ein Magnet 480 einer in 78 veranschaulichten rotierenden elektrischen Maschine 600 ein D-Achsen-Seitenende auf, das angeordnet ist, sich am nächsten zu einem Stator, das heißt Statorwicklungen, zu befinden, und angeordnet ist, um am weitesten weg von dem Stator, das heißt den Statorwicklugen zu befinden, je näher sich dieses an der q-Achse befindet. Der Magnet 480 weist eine Oberseite 482 an dessen Mitte auf; wobei die Oberseite 482 angeordnet ist, sich am nächsten zum Stator zu befinden. Der Magnet 480 weist beide Endflächen 481 in der Längsrichtung davon auf, die angeordnet sind, sich am weitesten weg vom Stator zu befinden. Die Endflächen 481 dienen als Flusseintritts- und Flussaustrittsflächen. Es sei angemerkt, dass, auf der d-Achse, magnetische Orientierungen in dem d-Achsen-Seitenende vorzugsweise parallel zur d-Achse verlaufen.
Eine rotierende elektrische Maschine einer Maßnahme A13 umfasst eine Ankerwicklung, und eine Vielzahl von Magneten, die in jeweiligen magnetischen Polen umlaufend in einem Kern, der der Ankerwicklung gegenübersteht, angeordnet sind.
Jeder der Magnete weist eine Kreisbogenform auf, um in Richtung einer Richtung entgegengesetzt einer Richtung der Ankerwicklung konvex zu sein. Jeder Magnet umfasst einen Mittelabschnitt, der auf einer entsprechenden der q-Achsen angeordnet ist, und beide, ein erstes und zweites Ende, die sich jeweils auf der entsprechenden d-Achse oder um diese befinden; wobei jede der d-Achsen eine Mitte des entsprechenden magnetischen Poles repräsentiert. Jedes des ersten und des zweiten Endes weist eine wirksame Fläche auf, in die ein magnetischer Fluss fließt, oder aus dieser ein magnetischer Fluss fließt.
Jeder der Magnete gemäß der Maßnahme A13 weist eine Kreisbogenform zentriert auf der q-Achse auf, und beide, das erste und das zweite Ende, befinden sich jeweils auf der entsprechenden d-Achse oder um diese. Jedes des ersten und des zweiten Endes weist die wirksame Fläche auf, in die ein magnetischer Fluss fließt, oder aus dieser ein magnetischer Fluss fließt.
Diese Konfiguration führt dazu, dass Kreisbogen-Seitenflächen jedes Magneten, die sich in der Kreisbogenform zentriert auf der q-Achse erstrecken, jeweils als unwirksame Flächen dienen. Magnetische Orientierungen jedes Magneten sind entlang der unwirksamen Flächen definiert. Dies verlängert jeden der magnetischen Pfade, die in jedem Magneten in dessen dickwandiger Richtung des entsprechenden Magneten definiert sind, wodurch eine Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit der rotierenden elektrischen Maschine verbessert wird.
Zum Beispiel weist jeder Magnet 490 einer in 80 veranschaulichten rotierenden elektrischen Maschine 600 eine Kreisbogenform zentriert auf der q-Achse auf, die in Richtung einer Richtung entgegengesetzt der Richtung der Ankerwicklung konvex verläuft. Jeder Magnet 490 weist ebenfalls beide, ein erstes und ein zweites Ende auf, die sich jeweils auf den entsprechenden d-Achsen oder um diese befinden. Jedes, des ersten und zweiten Endes, weist eine Fläche 490 auf, die als eine wirksame Fläche dient, in die ein magnetischer Fluss fließt, oder aus dieser ein magnetischer Fluss fließt.
Jeder Magnet 490 weist unwirksame Flächen auf, die jeweils eine Kreisbogenform zentriert an einem Punkt auf der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 610, das heißt auf einer Luftspaltfläche des Rotorkerns 610 bezüglich des Stators, aufweisen. Die magnetischen Orientierungen jedes Magneten 490 sind entlang den unwirksamen Flächen definiert. In jedem Magneten 490 ist es möglich, einen Polabstandkreisbogen im Wesentlichen mit der Länge jedes magnetischen Pfades auf der d-Achse übereinstimmen zu lassen, wodurch einer Entmagnetisierung stark entgegengewirkt wird.
Jeder Magnet kann unwirksame Flächen aufweisen, die jeweils eine Kreisbogenform zentriert an einem beliebigen Punkt, der sich radial nach außen von dem Rotorkern befindet, aufweist.
Ein Ansteuer- bzw. Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer Maßnahme A14 ist konfiguriert, um die rotierende elektrische Maschine einer beliebigen der Maßnahmen A1 bis A13 anzusteuern beziehungsweise anzutreiben. Die rotierende elektrische Maschine umfasst Multiphasenankerwicklungen als die Ankerwicklung. Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst eine Leistungsanpassungseinrichtung mit einem Schalter, der für jede Phase der Multiphasenankerwicklungen bereitgestellt ist. Die Leistungsanpassungseinrichtung ist konfiguriert, um einen Erregerstrom für jede der Multiphasenankerwicklungen basierend auf Ein-Aus-Operationen des mindestens einen Schalters anzupassen. Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst eine Steuerung, die konfiguriert ist, um die Ein-Aus-Schaltoperationen des mindestens einen Schalters zu steuern.
Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst einen Spannungskonverter, der zwischen einer Gleichstromenergiequelle und der Leistungsanpassungseinrichtung angeordnet ist. Der Spannungskonverter ist dazu fähig, eine Eingangsspannung in die Leistungsanpassungseinrichtung zu steuern. Die Steuerung ist konfiguriert, um den Erregerstrom für jede der Multiphasenankerwicklungen in einem Rechteckspannungssteuerungsmodus zu steuern.
Diese Konfiguration des Antriebssystems einer rotierenden elektrischen Maschine steuert die Eingangsspannung, die eine Spannung ist, die von der Gleichstromenergiequelle an die Leistungsanpassungseinrichtung angelegt wird, wodurch eine Leistung beziehungsweise Energie für die Ankerwicklungen gemäß der gesteuerten Eingangsspannung angepasst wird. Diese Konfiguration reduziert eine Stromänderung in der rotierenden elektrischen Maschine, deren Induktanz bei einer vorbestimmten Trägerfrequenz niedriger wird, wodurch eine Divergenz der Stromsteuerung verhindert wird. In der rotierenden elektrischen Maschine mit niedriger Induktanz wird eine Erregersteuerung gemäß der vorbestimmten Trägerfrequenz ausgeführt, sodass eine Divergenz der Stromsteuerung auftreten kann. Jedoch ermöglicht diese Konfiguration des Antriebssystems einer rotierenden elektrischen Maschine, Stromvariationen zu reduzieren, wodurch eine Divergenz der Stromsteuerung verhindert wird.
Ein Steuern des Erregerstroms für jede der Multiphasenankerwicklungen in dem Rechteckspannungssteuerungsmodus reduziert drastisch die Anzahl von Schaltoperationen der Schalter in der Leistungsanpassungseinrichtung, sodass, auch wenn die Induktanz der Statorwicklungen klein ist, es möglich ist, das Auftreten von Stromwellen zu verhindern. Zum Beispiel ist es möglich, den Erregerstrom für jede der Multiphasenankerwicklungen basierend auf der Eingangsspannung, die durch die Leistungsanpassungseinrichtung angepasst wird, anzupassen. Es sei angemerkt, dass die Leistungsanpassungseinrichtung einfach eine PWM-Steuerung bei einer Frequenz höher als 15 kHz durchführen kann, was ermöglicht, eine Leistungssteuerung der rotierenden elektrischen Maschine ohne Verwendung von spezifischen technischen Schwierigkeiten durchzuführen.
Die Steuerung führt in dem Rechteckspannungssteuerungsmodus einen 120-Grad-Rechteckspannungssteuerungsmodus unter Verwendung einer Dauer entsprechend 120 elektrische Grad durch. Es sei angemerkt, dass die Steuerung konfiguriert sein kann, um einen anderen Rechteckspannungssteuerungsmodus unter Verwendung einer Dauer entsprechend eines beliebigen Winkels, der aus dem Bereich von 120 elektrische Grad bis 180 elektrische Grad (inklusive) ausgewählt wird, durchzuführen.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme A15, die von der Maßnahme A14 abhängt, umfasst der mindestens eine Schalter eine Vielzahl von Schaltern, und die Steuerung umfasst eine erste Steuerungseinheit, die konfiguriert ist, zum

1. Erzeugen, für jeden der Schalter, eines Pulsweitenmodulationssignals (PWM-Signal), basierend auf einer Befehlsspannung für jede Phase und einer periodischen Trägerwelle mit einer vorbestimmten Frequenz
2. Steuern, basierend auf dem PWM-Signal für jeden der Schalter, von Ein-Aus-Schaltoperationen des entsprechenden Schalters gemäß dem entsprechenden Pulsweitenmodulationssignal, um dadurch den Strom zu steuern, der zu jeder der Multiphasenankerwicklungen zuzuführen ist

Die Steuerung umfasst ebenfalls eine zweite Steuerungseinheit, die konfiguriert ist, zum

1. Aufweisen von Schaltmusterinformationen, die eine Beziehung zwischen Werten des elektrischen Drehwinkels des Rotors und einer Vielzahl von Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter angeben
2. Auswählen, basierend auf einen gegenwertigen Wert des elektrischen Drehwinkels des Rotors, eines entsprechenden der Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter aus den Schaltmusterinformationen
3. Steuern von Ein-Aus-Schaltoperationen von jedem Schalter gemäß dem ausgewählten Ein-Aus-Schaltmuster für den entsprechenden Schalter, um dadurch den Strom zu steuern, der zu jeder der Multiphasenankerwicklungen zuzuführen ist.

Das Antriebssystem kann es erschweren, die rotierende elektrische Maschine unter Verwendung von niedrigen Trägerfrequenzen zu steuern, aufgrund von Niedrig-Induktanz-Eigenschaften der rotierenden elektrischen Maschine. Eine rotierende elektrische Maschine mit einer niedrigen Induktanz und einem größeren Ausmaß von Trägheit erzielt einen großen Nutzen basierend auf dem großen Ausmaß der Trägheit.
Aus diesem Gesichtspunkt ermöglicht das Antriebssystem, die beiden durchzuführen

1. PWM-Steuerung, das heißt Strom-Rückkopplungssteuerung beziehungsweise Regelung, um dadurch die rotierende elektrische Maschine anzutreiben
2. Mustersteuerung von jedem Schalter gemäß einem ausgewählten Ein-Aus-Schaltmuster

Das Antriebssystem wählt daher eine, der PWM-Steuerung und der Mustersteuerung, gemäß verschiedenen Situationen aus. Zum Beispiel wählt das Antriebssystem die Mustersteuerung aus, wenn es schwierig ist, eine Stromerfassung durchzuführen. Dies ermöglicht daher, dass das Antriebssystem selektiv den Antriebsbereich der rotierenden elektrischen Maschine bestimmen kann.
Ein Magnet einer Maßnahme B1 weist ein Paar von gegenüberliegenden wirksamen Flächen auf. Eine der wirksamen Flächen ist eine Fläche, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der effektiven Flächen ist eine Fläche, in die ein magnetischer Fluss fließt. Der Magnet weist magnetische Pfade auf, die jeweils eine längere Länge als eine Dickedimension des Magneten zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen aufweist. Der Magnet weist eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf; wobei die einfachen Magnetisierungsachsen orientiert sind, entlang den jeweiligen magnetischen Pfaden zu verlaufen.
Diese Konfiguration des Magneten ermöglicht, dass die wirksame Flussdichte höher ist als im Vergleich mit einem Magneten, dessen Länge der Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen gleich der Dicke zwischen den flusswirksamen Flächen ist.
Das heißt, dass ein positives Erhöhen der Länge von mindestens einem magnetischen Pfad des Magnetkörpers, um länger als die physikalische Dicke des Magnetkörpers zu sein, ermöglicht, dass die Permeanz des Magneten höher wird. Dies stärkt daher einen magnetischen Fluss des Magnets, ohne die Dicke des Magneten zu erhöhen, das heißt, die Menge von magnetischen Materialen in dem Magneten zu erhöhen. Insbesondere sind magnetische Orientierungen des Magneten definiert, um jeweils entlang den magnetischen Pfaden in dem Magneten zu verlaufen, was ermöglicht, signifikant den Effekt des Stärkens des magnetischen Flusses des Magnets zu verstärken. Dies reduziert daher effizient eine Entmagnetisierung jedes Magneten.
Die Länge eines magnetischen Pfades, der in einem Magneten definiert ist, repräsentiert eine magnetische Länge entlang einer entsprechenden magnetischen Orientierung, die zwischen dem Paar von Flusseintritts- und Flussaustrittsflächen definiert ist. Mit anderen Worten repräsentiert die Länge eines magnetischen Pfades, der in einem Magnet definiert ist, ebenfalls eine Dicke des Magneten in einem Magnetkreis. Die einfachen Magnetisierungsachsen in einem Magneten sind einfach magnetisierbare Kristallorientierungen in dem Magneten. In der vorliegenden Offenbarung zeigen die magnetischen Orientierungen in einem Magneten die magnetischen Orientierungen von jeweiligen Magnetlinien in dem Magneten, d.h. die magnetischen Orientierungen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen, die in dem Magneten definiert sind. Gemäß dem Magnet einer Maßnahme B2, die von der Maßnahme B1 abhängt, weist der Magnet ein erstes Paar von Magnetlängsflächen in einem Seitenquerschnitt, und ein zweites Paar von Magnetseitenflächen in dem Seitenquerschnitt auf. Die Magnetlängsflächen des ersten Paars dienen jeweils als die wirksamen Flächen. Die in dem Magneten definierten magnetischen Pfade sind orientiert, um sich schräg mit mindestens einer der wirksamen Flächen zu schneiden.
Gemäß dem Aufbau des Magneten dienen die Magnetlängsflächen des ersten Paars jeweils als die wirksamen Flächen. Die in dem Magneten definierten magnetischen Pfade sind orientiert, um mindestens eine der wirksamen Flächen schräg zu kreuzen, das heißt, sind orientiert, um mindestens eine der wirksamen Flächen nicht-orthogonal zu schneiden. Dieses Schneiden beziehungsweise Kreuzen ermöglicht, dass die Länge von jedem der magnetischen Pfade länger ist als die Dickedimension zwischen den wirksamen Flächen. Diese Konfiguration stärkt daher einen magnetischen Fluss des Magnets, während die jeweiligen wirksamen Flächen als flusswirksame Hauptflächen dienen.
Gemäß dem Magneten einer Maßnahme B3, die von der Maßnahme B2 abhängt, unterscheiden sich die magnetischen Orientierungen in den magnetischen Pfaden in einem Ende des Magneten in dessen Längsrichtung von jenen in dem anderen Ende des Magneten in dessen Längsrichtung.
Dies ermöglicht, dass Orientierungen und/oder Größenordnungen einer Magnetkraft in einem Magneten für jeden Abschnitt des Magnets angepasst werden können.
Gemäß dem Magnet einer Maßnahme B4, die von der Maßnahme B2 oder B3 abhängt, dienen die wirksamen Flächen als die Magnetlängsflächen jeweils als die ersten wirksamen Flächen. Der Magnet weist eine zweite wirksame Fläche an mindestens einer der Magnetseitenflächen auf; wobei die zweite wirksame Fläche als eine Fläche dient, aus der ein magnetischer Fluss fließt oder in die ein magnetischer Fluss fließt. Die magnetischen Pfade sind in dem Magneten derart definiert, dass eine der ersten wirksamen Flächen mit der zweiten wirksamen Fläche verbunden ist.
In dem wie vorstehend konfigurierten Magneten sind die magnetischen Pfade in dem Magneten derart definiert, dass

1. Die ersten wirksamen Flächen miteinander verbunden sind
2. Eine der ersten wirksamen Flächen mit der zweiten wirksamen Fläche verbunden ist

Wenn die zweite wirksame Fläche eine Flusseintrittsfläche ist, fließt ein magnetischer Fluss, der von einer, der ersten wirksamen Flächen und der zweiten wirksamen Fläche, herausfließt, aus der anderen der ersten wirksamen Flächen heraus. Andererseits, wenn die zweite wirksame Fläche eine Flussaustrittsfläche ist, fließt ein magnetischer Fluss, der aus einer der ersten wirksamen Flächen fließt, aus sowohl der anderen der ersten wirksamen Flächen als auch der zweiten wirksamen Fläche heraus. Dies ermöglicht, magnetische Flusskomponenten zu sammeln, oder magnetische Flusskomponenten zu verteilen.
Zum Beispiel, wie mit Bezugnahme auf 61 beschrieben wird, weist jeder Magnet 420 das Paar von gegenüberliegenden ersten wirksamen Flächen 421a und 421b auf, die radial an jeweiligen Außen- und Innenseiten angeordnet sind.
Zusätzlich weist die Fläche des q-Achsen-Seitenendes jedes Magneten 420 die zweite wirksame Fläche 421c auf. Dabei, wenn die zweite wirksame Fläche 421c eine Flusseintrittsfläche ist, fließt ein Fluss, der aus den zwei wirksamen Flächen 421b und 421c fließt, aus der ersten wirksamen Fläche 421a.
Gemäß dem Magneten einer Maßnahme B5, die von der Maßnahme B4 abhängt, wird der Magnet in einer rotierenden Elektromaschine mit einer Vielzahl von elektrischen Polen verwendet. Der Magnet ist angeordnet, um sich nahe an einer Ankerwicklung der rotierenden elektrischen Maschine zu befinden. Die ersten wirksamen Flächen sind jeweils angeordnet, sich von einer d-Achse einem entsprechenden der magnetischen Pole zu einer q-Achse davon zu erstrecken, und die zweite wirksame Fläche ist an einem q-Achsen-Seitenende des Magneten bereitgestellt.
Gemäß einer rotierenden Elektromaschine können Bedenken bezüglich einer Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes des Magneten aufgrund eines Entmagnetisierungsfeldes, das von der Ankerwicklung herrührt, bestehen.
Aus diesem Gesichtspunkt, weil die zweite wirksame Fläche an dem q-Achsen-Seitenende des Magneten bereitgestellt ist, ist es möglich, eine Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes des Magneten zu reduzieren.
Gemäß dem Magneten einer Maßnahme B6, die von der Maßnahme B5 abhängt, ist die rotierende Elektromaschine eine rotierende Elektromaschine der Innenmagnetart, wobei der Rotor einen Kern mit einem Magnetinstallationsloch umfasst, und der Magnet in dem Magnetinstallationsloch installiert ist.
Gemäß dem Magneten einer Maßnahme B7, die von der Maßnahme B5 abhängt, ist die rotierende elektrische Maschine eine rotierende elektrische Maschine der Oberflächenmagnetart, wobei der Rotor einen Kern mit einer Außenfläche umfasst, die der Ankerwicklung gegenübersteht, und der Magnet ist an der Außenfläche des Kerns montiert.
Der Magnet mit darin definierten längeren magnetischen Pfaden kann vorzugsweise an rotierende elektrischen Maschinen der Innenmagnetart (IPM-Motoren) und magnetische rotierende elektrische Maschinen der Oberflächenmagnetart (SPM-Motoren) angewendet werden.
Ein Magnet gemäß einer Maßnahme B8 wird für eine rotierende elektrische Maschine mit einer Vielzahl von magnetischen Polen verwendet. Der Magnet befindet sich auf einer d-Achse für jeden magnetischen Pol, und weist ein erstes und zweites Ende auf, die sich in Richtung entgegengesetzten Richtungen über der d-Achse für jeden magnetischen Pol hinweg erstrecken. Der Magnet weist eine Vielzahl von darin definierten magnetischen Pfaden auf. Das erste Ende des Magneten weist einen der magnetischen Pfade als einen ersten magnetischen Pfad auf, und der erste magnetische Pfad ist orientiert, um die d-Achse schräg zu schneiden, beziehungsweise zu kreuzen. Das zweite Ende des Magneten weist einen der magnetischen Pfade als einen zweiten magnetischen Pfad auf, und der zweite magnetische Pfad ist orientiert, um die d-Achse schräg zu schneiden beziehungsweise zu kreuzen. Die Orientierung des ersten magnetischen Pfades weist eine erste Neigung bezüglich der Umfangsdichtung auf, und die Orientierung des zweiten magnetischen Pfades weist eine zweite Neigung bezüglich der Umfangsrichtung auf. Die erste und die zweite Neigung sind einander identisch.
Eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer Maßnahme B9 umfasst einen Magneten zum Bilden einer Vielzahl von magnetischen Polen, und eine Ankerwicklung, die sich nahe an dem Magneten befindet. Der Magnet befindet sich auf einer d-Achse für jeden magnetischen Pol, und weist ein erstes und ein zweites Ende auf, die sich in Richtung entgegengesetzter Richtungen über die d-Achse für jeden magnetischen Pol hinweg erstrecken. Der Magnet weist eine Vielzahl von darin definierten magnetischen Pfaden auf. Das erste Ende des Magneten weist einen der magnetischen Pfade als einen ersten magnetischen Pfad auf, und der erste magnetische Pfad ist orientiert, um die d-Achse schräg zu schneiden beziehungsweise zu kreuzen. Das zweite Ende des Magneten weist einen der magnetischen Pfade als einen zweiten magnetischen Pfad auf, und der zweite magnetische Pfad ist orientiert, um die d-Achse schräg zu schneiden beziehungsweise zu kreuzen. Die Orientierung des ersten magnetischen Pfades weist eine erste Neigung bezüglich der Umfangsrichtung auf, und die Orientierung des zweiten magnetischen Pfades weist eine zweite Neigung bezüglich der Umfangsrichtung auf. Die erste und die zweite Neigung sind einander identisch.
In einer gewöhnlichen rotierenden elektrischen Maschine ist der Magnet angeordnet, um sich linear symmetrisch um die d-Achse zu befinden, unter der Prämisse der Konzipierung, dass die rotierende elektrische Maschine gleichermaßen sowohl in einer Vorwärtsrichtung als auch einer Rückwärtsrichtung gedreht werden kann.
Im Gegensatz dazu, gemäß jedem der Strukturen der Maßnahmen B8 und B9, bezüglich einer rotierenden elektrischen Maschine mit magnetischen Pfaden eines Magneten, der asymmetrisch um die d-Achse verläuft, ist der Magnet derart konfiguriert, dass die erste Neigung der Orientierung des ersten magnetischen Pfades als einer der magnetischen Pfade in dem ersten Ende des Magneten bezüglich der Umfangsrichtung identisch mit der zweiten Neigung der Orientierung des zweiten magnetischen Pfades als einer der magnetischen Pfade in dem zweiten Ende des Magnets bezüglich der Umfangsrichtung ist.
Die vorstehende Konfiguration der rotierenden elektrischen Maschine mit den magnetischen Pfaden eines Magneten, die asymmetrisch um die d-Achse verlaufen, führt zu einer höheren Spitze eines Drehmoments, das durch die rotierende elektrische Maschine erzeugt wird, die sich in der Vorwärtsrichtung dreht, als im Vergleich mit einem Fall, in dem die magnetischen Pfade eines Magneten symmetrisch um die d-Achse laufen. Aufgrund dessen wird der Magnet, dessen magnetische Orientierungen asymmetrisch um die d-Achse laufen, vorzugsweise für rotierende elektrische Maschinen verwendet, die sich jeweils nur in eine Richtung drehen, oder sich hauptsächlich in eine Richtung drehen.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten gemäß einer Maßnahme C1 umfasst

(a) Durchführen einer Orientierung von ausgerichteten einfachen Magnetisierungsachsen einer Gussform, in die ein magnetisches pulverförmiges Element gefüllt wurde, angeordnet in einem Magnetfeld
(b) Sintern des magnetischen pulverförmigen Elements mit den orientierten einfachen Magnetisierungsachsen, um dadurch einen Magneten mit gegenüberliegenden Flächen zu produzieren
(c) Magnetisieren des Magnets nach dem Schritt des Sinterns

Der Magnetisierungsschritt umfasst

(1) Anordnen eines Magnetisierungskerns und eines Leiters in einem, eines ersten und zweiten Bereichs die in einer Dickrichtung des Magnetisierungskerns definiert sind
(2) Erregen des Leiters, um ein Magnetisierungsmagnetfeld zu erzeugen, das einen bogenförmigen magnetischen Pfad zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Magneten bildet

Das vorstehende Herstellungsverfahren erregt en Leiter, der in einem, des ersten und zweiten Bereichs, die in der Dickrichtung des Magnetisierungskerns definiert sind, angeordnet ist, um dadurch das Magnetisierungsmagnetfeld in Richtung des Magnetisierungskerns um den Leiter zu erzeugen. Weil der Magnet in einem, des ersten und des zweiten Bereichs, die in der Dickrichtung des Magnetisierungskerns definiert sind, angeordnet ist, wird eine Magnetisierung des Magneten in dem Magnetisierungsmagnetfeld ausgeführt. Daher ist es möglich, einen Magneten mit bogenförmigen magnetischen Pfaden, d. h. längeren magnetischen Pfaden, zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Flächen (eine Paar von flusswirksamen Flächen) herzustellen, um dadurch eine höhere Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit aufzuweisen.
In dem Magnetisierungskern ändert sich der Zustand einer magnetischen Sättigung abhängig von den Dickedimensionen des magnetischen Kerns, und Orientierungen von Magnetisierungsflusskomponenten ändern sich abhängig von dem Zustand der magnetischen Sättigung. Aufgrund dessen ermöglicht ein Zuweisen der Dickedimension des Magnetisierungskerns gemäß den ausgerichteten einfachen Magnetisierungsachsen in dem Orientierungsschritt, eine angemessene Magnetisierung des Magneten gemäß den Orientierungen der magnetischen Pfade durchzuführen.
Gemäß dem Verfahren einer Maßnahme C2, die von der Maßnahme C1 abhängt, umfasst der Magnetisierungsschritt

(1) Lokalisieren eines ersten Magnetisierungskerns als den Magnetisierungskern
(2) Lokalisieren eines zweiten Magnetisierungskerns mit einer Fläche mit einer konkaven Vertiefung, die darin ausgebildet ist, sodass die Fläche des zweiten Magnetisierungskerns dem ersten Magnetisierungskern gegenübersteht.
(3) Lokalisieren des Magneten in einen Magneteinbringraum, der zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetisierungskernen definiert ist
(4) Erregen des in der konkaven Vertiefung installierten Leiters, um das Magnetisierungsmagnetfeld zu erzeugen, das den bogenförmigen magnetischen Pfad zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Magneten bildet

Gemäß dem vorstehenden Herstellungsverfahren ermöglicht ein Erregen des in der konkaven Vertiefung des zweiten Magnetisierungskerns installierten Leiters, das das Magnetisierungsmagnetfeld in dem Magneteinbringraum über sowohl den ersten als auch den zweiten Magnetisierungskern erzeugt wird. Anschließend wird ein Magnetisieren des sich in den Magneteinbringraum befindlichen Magneten basierend auf dem Magnetisierungsmagnetfeld ausgeführt. Dies magnetisiert den Magneten effizient unter Verwendung des zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetisierungskern erzeugten magnetischen Fluss. Daher ist es möglich, angemessen einen Magneten mit kreisbogenförmigen magnetischen Pfaden, d.h. längeren magnetischen Pfaden, zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Flächen (einem Paar von flusswirksamen Flächen) herzustellen, um dadurch eine höhere Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit aufzuweisen.
Gemäß dem Verfahren einer Maßnahme C3, die von der Maßnahme C2 abhängt, umfasst die in der Fläche des ersten Magnetisierungskerns ausgebildete konkave Vertiefung eine Vielzahl von konkaven Vertiefungen, die mit vorbestimmten Abständen dazwischen angeordnet sind, und der Leiter umfasst eine Vielzahl von Leitern, die in den jeweiligen konkaven Vertiefungen bereitgestellt sind. Der Erregungsschritt ist eingerichtet, um einen ausgewählten der Leiter als einen ersten Leiter in einer vorbestimmten ersten Richtung zu erregen, und um einen ausgewählten anderen der Leiter als einen zweiten Leiter, der sich benachbart zum ersten Leiter in eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung befindet, zu erregen. Der durch den Magnetisierungsschritt verwendete erste Magnetisierungskern weist eine Dicke in einer Richtung der Anordnung der ersten und zweiten Magnetisierungskerne auf. Die Dicke des ersten Magnetisierungskerns ist kleiner als jeder der vorbestimmten Abstände.
Weil die Dicke des ersten Magnetisierungskerns in der Richtung der Anordnung des ersten und zweiten Magnetisierungskernes kleiner ist als jeder der vorbestimmten Abstände, ist es wahrscheinlich, dass der erste Magnetisierungskern magnetisch gesättigt ist. Weil der erste Magnetisierungskern magnetisch gesättigt ist, wird das kreisbogenförmige Magnetisierungsmagnetfeld mit einer relativ großen Verkrümmung, d.h. einem relativ kleinen Krümmungsradius, in dem Magneteinbringraum erzeugt.
Verwenden des kreisbogenförmigen Magnetisierungsmagnetfeldes ermöglicht, dass ein Magnet mit magnetischen Pfaden, die jeweils eine gewünschte Krümmung aufweisen, angemessen hergestellt werden können. Es sei angemerkt, dass gemäß der Maßnahme C3, jeder der vorbestimmten Abstände einen Abstand zwischen einer Mittelposition eines von benachbarten konkaven Vertiefungen und einer Mittelposition der anderen der benachbarten konkaven Vertiefungen, oder eine Breitedimension eines Kernabschnitts zwischen den benachbarten konkaven Vertiefungen repräsentiert. Dies kann an die folgende Maßnahme C4 gleichermaßen wie bei der Maßnahme C3 angewendet werden.
Zum Beispiel besteht eine in 66 (a) veranschaulichte Magnetisierungsvorrichtung 340 aus einem äußeren Magnetisierungskern 342 als der erste Magnetisierungskern, und einem inneren Magnetisierungskern 341 als der zweite Magnetisierungskern. Ein Raum zwischen den Magnetisierungskernen 341 und 342 dient als ein Magneteinbringraum 343. Der innere Magnetisierungskern 341 weist eine Vielzahl von in der Außenumfangsfläche ausgebildeten Schlitzen 344 mit vorbestimmten Abständen dazwischen auf; wobei jeder der Schlitze 344 als die konkave Vertiefung zur Einbringung des Leiters, dient, in die eine Magnetisierungsspule 345 zu installieren ist.
Der äußere Magnetisierungskern 342 weist eine radiale Dickedimension T11 auf, und die radiale Dickedimension T11 ist eingestellt, um kleiner zu sein als ein Polabstand des inneren Magnetisierungskerns 341. Es sei angemerkt, dass der Polabstand des inneren Magnetisierungskerns 341, entlang der Umfangsrichtung, einen Distanzabstand zwischen einer Mittelposition von einem von benachbarten Schlitzen 344 und einer Mittelposition des anderen der benachbarten Schlitze 344, oder eine Breitedimension eines Kernabschnitts zwischen benachbarten Schlitzen 344 repräsentiert.
Gemäß dem Verfahren einer Maßnahme C4, die von der Maßnahme C2 abhängt, umfasst die in der Fläche des ersten Magnetisierungskerns ausgebildete konkave Vertiefung eine Vielzahl von konkaven Vertiefungen, die mit vorbestimmten Abständen dazwischen angeordnet sind, und der Leiter umfasst eine Vielzahl von Leitern, die in den jeweiligen konkaven Vertiefungen bereitgestellt sind. Der Erregungsschritt ist eingerichtet, um einen ausgewählten der Leiter als einen ersten Leiter in eine vorbestimmte Erstrichtung zu erregen, und um einen ausgewählten anderen der Leiter als einen zweiten Leiter, der sich benachbart zum ersten Leiter befindet, in eine Zweitrichtung entgegengesetzt zur ersten Richtung zu erregen. Der durch den Magnetisierungsschritt verwendete erste Magnetisierungskern weist eine Dicke in einer Richtung der Anordnung des ersten und des zweiten Magnetisierungskernes auf. Die Dicke des ersten Magnetisierungskernes ist größer als jeder der vorbestimmten Abstände.
Weil die Dicke des ersten Magnetisierungskerns in der Richtung der Anordnung des ersten und des zweiten Magnetisierungskerns größer ist als jeder der vorbestimmten Abstände, ist es weniger wahrscheinlich, dass der erste Magnetisierungskern magnetisch gesättigt wird. In diesem Fall wird das kreisbogenförmige Magnetisierungsmagnetfeld mit einer relativ kleinen Verkrümmung, d.h. einem relativ großen Krümmungsradius in dem Magneteinbringraum erzeugt.
Ein Verwenden des kreisbogenförmigen Magnetisierungsmagnetfelds ermöglicht, dass ein Magnet mit magnetischen Pfaden, die jeweils eine gewünschte Krümmung aufweisen, angemessen hergestellt werden können.
Zum Beispiel besteht eine in 67 veranschaulichte Magnetisierungsvorrichtung 350 aus einem äußeren Magnetiserungskern 352 als der erste Magnetisierungskern, und einem inneren Magnetisierungskern 351 als der zweite Magnetisierungskern. Ein Raum zwischen den Magnetisierungskernen 351 und 352 dient als ein Magneteinbringraum 353. Der innere Magnetisierungskern 351 weist eine Vielzahl von in der Außenumfangsfläche ausgebildeten Schlitzen 354 mit vorbestimmten Abständen dazwischen auf; wobei jeder der Schlitze 354 als die konkave Vertiefung zum Einbringen des Leiters dient, in die eine Magnetisierungsspule 355 zu installieren ist.
Der äußere Magnetisierungskern 352 weist eine radiale Dickedimension T12 auf, und die radiale Dickedimension T12 ist eingestellt, um größer zu sein als ein Polabstand des inneren Magnetisierungskerns 351. Es sei angemerkt, dass der Polabstand des inneren Magnetisierungskerns 351, entlang der Umfangsrichtung, einen Distanzabstand zwischen einer Mittelposition von einem von benachbarten Schlitzen 354 und einer Mittelposition des anderen der benachbarten Schlitze 354, oder eine Breitedimension eines Kernabschnitts zwischen benachbarten Schlitzen 354 repräsentiert.
Es sei angemerkt, dass im Vergleich mit dem Magnetisierungsschritt der Maßnahme C4, der Magnetisierungsschritt der Maßnahme C3 vorzugsweise zum Magnetisieren von Magneten verwendet wird, die jeweils einen kreisbogenförmigen magnetischen Pfad mit einem relativ kleinen Radius, d.h. einer relativ großen Verkrümmung, aufweist. Im Gegensatz dazu wird der Magnetisierungsschritt der Maßnahme C4 vorzugsweise zum Magnetisieren von Magneten verwendet, die jeweils einen kreisbogenförmigen magnetischen Pfad mit einem relativ großen Radius, d.h. einer relativ kleinen Verkrümmung, aufweisen.
Gemäß dem Verfahren einer Maßnahme C5, die von einer beliebigen der Maßnahmen C1 bis C4 abhängt, erzeugt der Orientierungsdurchführungsschritt ein Orientierungsmagnetfeld unter Verwendung eines Magnetfeldgenerators, sodass das Orientierungsmagnetfeld eine Kreisbogenform aufweist, und das magnetische pulverförmige Element basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld orientiert.
Gemäß dem Verfahren der Maßnahme C5, wird eine Orientierung des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf dem kreisbogenförmigen Orientierungsmagnetfeld, das durch den Magnetfeldgenerator erzeugt wird, in dem Orientierungsdurchführungsschritt zum Ausrichten der einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements ausgeführt. Dies ermöglicht, dass die einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten zwischen den gegenüberliegenden Flächen (flusswirksamen Flächen) miteinander ausgerichtet sind. In dem Magnetisierungsschritt, nach dem Orientierungsdurchführungsschritt, ermöglicht ein Magnetisieren des Magnets entlang den Orientierungen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen, dass ein Magnet mit besseren magnetischen Eigenschaften hergestellt werden kann. Zum Beispiel wird eine Orientierung vorzugsweise unter Verwendung des Magnetfeldgenerators ausgeführt, der beispielsweise in 56 oder 58 veranschaulicht ist.
Gemäß dem Verfahren einer Maßnahme C6, die von der Maßnahme C5 abhängt, umfasst der Magnetfeldgenerator

1. Ein Paar von ersten und zweiten Spulen, die einachsig angeordnet sind, um einander mit einem vorbestimmten Raumbereich dazwischen gegenüberzustehen, und erregt werden, um jeweils entgegengesetzte erste und zweite Magnetfelder zu erzeugen
2. Ein Orientierungsjoch, das in dem Raumbereich angeordnet ist und nach außen von einer gemeinsamen Mittelachse der ersten und zweiten Spulen separiert ist

Der Orientierungsdurchführungsschritt erregt die erste und zweite Spule, um die erste und zweite Spule zu bewirken, jeweils die entgegengesetzten ersten und zweiten Magnetfelder in den Raumbereich zu erzeugen, sodass das erste und das zweite Magnetfeld miteinander in dem Raum gleich interagieren, was zu radial expandierenden Magnetfeldkomponenten weg von der gemeinsamen Mittelachse der ersten und zweiten Spulen führt. Anschließend sammelt der Orientierungsdurchführungsschritt die radial expandierenden Magnetfeldkomponenten an dem Orientierungsjoch, als das Orientierungsmagnetfeld, und führt die Orientierung basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld durch.
Weil das Verfahren bewirkt, dass das erste und zweite Magnetfeld miteinander in dem Raumbereich interagieren, und zu radial expandierenden Magnetfeldkomponenten weg von der gemeinsamen Mittelachse der ersten und zweiten Spulen führt, und die radial expandierenden Magnetfeldkomponenten an dem Orientierungsjoch als das Orientierungsmagnetfeld sammelt, ist es möglich, angemessen das kreisbogenförmige Orientierungsmagnetfeld zu erzeugen. Dies ermöglicht, dass die einfachen Magnetisierungsachsen mit gewünschter Orientierung ausgerichtet werden können.
Zum Beispiel, wie beispielsweise in 65 veranschaulicht ist, erregt das Verfahren erste und zweite Spulen 311 und 312 um die erste und zweite Spulen 311 und 312 zu bewirken, jeweils entgegengesetzte erste und zweite Magnetfelder zu erzeugen, und bewirkt das erste und zweite Magnetfeld, um miteinander in dem Raumbereich zu interagieren, was zu radial expandierenden Magnetfeldkomponenten weg von der gemeinsamen Mittelachse der ersten und zweiten Spulen führt.
Anschließend sammelt das Verfahren die radial expandierenden Magnetfeldkomponenten an einem Kern (einem Orientierungsjoch) 313, der in einem Kreis angeordnet ist, als das Orientierungsmagnetfeld. In diesem Beispiel kann eine Magnetherstellungsform, das heißt, ein Magnet als ein Ziel einer magnetischen Orientierung, an einem radial äußeren Abschnitt der Spulen 311 und 312 angeordnet sein. Dies verhindert ein Vergrößern der Spulen 311 und 312, was dazu führt, dass die Größe des Magnetfeldgenerators kompakt ist.
Gemäß dem Verfahren einer Maßnahme C7, die von der Maßnahme C5 abhängt, umfasst der Magnetfeldgenerator einen Leiter. Der Orientierungsdurchführungsschritt erregt den Leiter, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das um eine Richtung der Länge des Leiters als das Orientierungsmagnetfeld zirkuliert, wodurch eine Orientierung der einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf dem zirkulierenden Magnetfeld durchgeführt wird.
Gemäß dem vorstehenden Verfahren ist es möglich, angemessen das kreisbogenförmige Orientierungsmagnetfeld unter Verwendung des zirkulierenden Magnetfelds zu erzeugen. Dies ermöglicht, dass die einfachen Magnetisierungsachsen mit gewünschter Orientierung ausgerichtet werden.
Es ist gewünscht, dass der durch den Magnetisierungsschritt verwendete Magnetfeldgenerator angemessen einen Magneten mit Magnetpfaden, die jeweils eine Kreisbogenform aufweisen, magnetisieren kann.
Eine Magnetisierungsvorrichtung gemäß einer Maßnahme C8 ist zum Magnetisieren eines Magneten mit einem Paar von gegenüberliegenden Flächen, und der einfache Magnetisierungsachsen mit jeweils Kreisbogenform aufweist, verwendbar. Die Magnetisierungsvorrichtung umfasst einen Magnetisierungskern mit einer vorbestimmten Dicke, und einen Leiter, der in einer, einer ersten und zweiten Region, die in einer Dickerichtung des Magnetisierungskerns definiert ist, angeordnet ist. Die Magnetisierungsvorrichtung ist konfiguriert, um, während ein Magnet als Ziel einer magnetisierenden Orientierung in einem, eines ersten und eines zweiten Bereichs, angeordnet ist, den Leiter zu erregen, um ein Magnetisierungsmagnetfeld zu erzeugen, das einen bogenförmigen magnetischen Pfad zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Magneten bildet.
Die vorstehende Magnetisierungsvorrichtung erregt den Leiter, der in einem, des ersten und zweiten Bereichs, die in der Dickerichtung des Magnetisierungskerns definiert sind, angeordnet ist, um dadurch das Magnetisierungsmagnetfeld in Richtung des Magnetisierungskerns um den Leiter zu erzeugen. Weil der Magnet in einem, des ersten und zweiten Bereichs, die in der Dickenrichtung des Magnetisierungskerns definiert sind, angeordnet ist, wird eine Magnetisierung des Magneten in dem Magnetisierungsmagnetfeld ausgeführt. Daher ist es möglich, einen Magneten mit kreisbogenförmigen magnetischen Pfaden, d. h., längeren magnetischen Pfaden, zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Flächen (ein Paar von flusswirksamen Flächen) angemessen herzustellen, um dadurch eine höhere Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit aufzuweisen.
Die Magnetisierungsvorrichtung gemäß einer Maßnahme C9, die von der Maßnahme C8 abhängt, umfasst einen ersten Magnetisierungskern als den Magnetisierungskern, und einen zweiten Magnetisierungskern, der separiert ist, um dem ersten Magnetisierungskern gegenüberzustehen. Der Magnet befindet sich in einem Magneteinbringraum, der zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetisierungskern definiert ist.
Der zweite Magnetisierungskern weist eine Fläche auf, die dem ersten Magnetisierungskern gegenübersteht. Die Fläche weist eine Vielzahl von konkaven Vertiefungen auf, die ausgebildet sind, um mit vorbestimmten Zwischenräumen dazwischen angeordnet sein. In den konkaven Vertiefungen ist eine Vielzahl von Leitern jeweils bereitgestellt. Ein ausgewählter der Leiter wird in einer vorbestimmten ersten Richtung als ein erster Leiter erregt, und ein ausgewählter anderer der Leiter, der sich benachbart zum ersten Leiter befindet, wird in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung als ein zweiter Leiter erregt. Der erste Magnetisierungskern weist eine Dicke in einer Richtung der Anordnung des ersten und des zweiten Magnetisierungskerns auf. Die Dicke des ersten Magnetisierungskerns ist kleiner als jeder der vorbestimmten Abstände.
Gemäß der vorstehenden Magnetisierungsvorrichtung, ermöglicht ein Erregen des Leiters, der in jeder konkaven Vertiefung des zweiten Magnetisierungskerns installiert ist, das das Magnetisierungsmagnetfeld in dem Magneteinbringraum über sowohl den ersten als auch Magnetisierungskern hinweg erzeugt wird. Anschließend wird ein Magnetisieren des sich in dem Magneteinbringraum befindlichen Magneten basierend auf dem Magnetisierungsmagnetfeld ausgeführt. Dies magnetisiert effizient den Magneten unter Verwendung des zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetisierungskern erzeugten magnetischen Fluss.
Weil die Dicke des ersten Magnetisierungskerns in der Richtung der Anordnung des ersten und des zweiten Magnetisierungskerns kleiner ist als jeder der vorbestimmten Abstände, ist es wahrscheinlich, dass der erste Magnetisierungskern magnetisch gesättigt ist. Weil der erste Magnetisierungskern magnetisch gesättigt ist, wird das kreisbogenförmige Magnetisierungsmagnetfeld mit einer relativ großen Verkrümmung, d. h. einem relativ kleinen Krümmungsradius, in dem Magneteinbringraum erzeugt.
Ein Verwenden des kreisbogenförmigen Magnetisierungsmagnetfelds ermöglicht, dass ein Magnet mit magnetischen Pfaden, die jeweils eine gewünschte Krümmung aufweisen, angemessen hergestellt werden kann. Zum Beispiel kann ein spezifischer Aufbau bzw. eine spezifische Struktur der Magnetisierungsvorrichtung in 66 a) als eine Magnetisierungsvorrichtung 340 veranschaulicht werden.
Die Magnetisierungsvorrichtung gemäß einer Maßnahme C10, die von der Maßnahme C8 abhängt, umfasst einen ersten Magnetisierungskern als den Magnetisierungskern, und einen zweiten Magnetisierungskern, der separiert ist, um dem ersten Magnetisierungskern gegenüberzustehen. Der Magnet befindet sich in einem Magneteinbringraum, der zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetisierungskern definiert ist.
Der zweite Magnetisierungskern weist eine Fläche auf, die dem ersten Magnetisierungskern gegenübersteht. Die Fläche weist eine Vielzahl von konkaven Vertiefungen auf, die ausgebildet sind, um mit vorbestimmten Abständen dazwischen angeordnet zu sein. In den konkaven Vertiefungen ist jeweils eine Vielzahl von Leitern bereitgestellt. Ein ausgewählter Leiter wird in einer vorbestimmten ersten Richtung als ein erster Leiter erregt, und ein ausgewählter anderer der Leiter, der sich benachbart zum ersten Leiter befindet, wird in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung als ein zweiter Leiter erregt. Der erste Magnetisierungskern weist eine Dicke in einer Richtung der Anordnung des ersten und des zweiten Magnetisierungskerns auf. Die Dicke des ersten Magnetisierungskerns ist größer als jeder der vorbestimmten Abstände.
Gemäß der vorstehenden Magnetisierungsvorrichtung ermöglicht der in jeder konkaven Vertiefung des zweiten Magnetisierungskerns installierte Leiter, dass das Magnetisierungsmagnetfeld in dem Magneteinbringraum über sowohl den ersten als auch den zweiten Magnetisierungskern hinweg erzeugt wird. Anschließend wird ein Magnetisieren des sich in dem Magneteinbringraum befindlichen Magneten basierend auf dem Magnetisierungsmagnetfeld ausgeführt. Dies magnetisiert den Magneten unter Verwenden des zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetisierungskern erzeugten magnetischen Fluss effizient.
Weil die Dicke des ersten Magnetisierungskerns in der Richtung der Anordnung des ersten und des zweiten Magnetisierungskerns größer ist als jeder der vorbestimmten Abstände, ist weniger wahrscheinlich, dass der erste Magnetisierungskern magnetisch gesättigt ist. Weil der erste Magnetisierungskern weniger wahrscheinlich magnetisch gesättigt ist, wird ein kreisbogenförmiges Magnetisierungsmagnetfeld mit einer relativ kleinen Verkrümmung, d. h. einem relativ großen Krümmungsradius, in dem Magneteinbringraum erzeugt.
Ein Verwenden des kreisbogenförmigen Magnetisierungsmagnetfeldes ermöglicht, dass ein Magnet mit magnetischen Pfaden, die jeweils eine gewünschte Krümmung aufweisen, angemessen hergestellt werden kann. Zum Beispiel kann ein spezifischer Aufbau der Magnetisierungsvorrichtung als eine Magnetisierungsvorrichtung 350 in 67 veranschaulicht werden.
Es sei angemerkt, dass im Vergleich mit der Magnetisierungsvorrichtung der Maßnahme C10, die Magnetisierungsvorrichtung der Maßnahme C9 vorzugsweise für Magnetisierungsmagnete verwendet wird, die jeweils einen kreisbogenförmigen magnetischen Pfad mit einem relativ kleinen Radius, d. h. einer relativ großen Verkrümmung, aufweisen. Im Gegensatz dazu wird die Magnetisierungsvorrichtung der Maßnahme C10 vorzugsweise für Magnetisierungsmagnete verwendet, die jeweils einen kreisbogenförmigen magnetischen Pfad mit relativ großem Radius, d. h. einer relativ kleinen Krümmung, aufweisen.
Ein Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer Maßnahme D1 umfasst eine rotierende elektrische Maschine, die eine Ankerwicklung mit mehrphasiger Wicklung, und eine Vielzahl von Magneten, die jeweiligen Magnetpolen, die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, bereitgestellt sind, umfasst. Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst eine Leistungsanpassungseinrichtung mit Schalter, die für die jeweiligen Mehrphasen- bzw. Multiphasen-Ankerwicklungen bereitgestellt sind.
Die Leistungsanpassungseinrichtung ist konfiguriert, um einen Erregerstrom für jede der Multiphasenankerwicklungen basierend auf Einstieg - Ausstiegoperationen des entsprechenden Schalters anzupassen. Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst eine Steuerung, die konfiguriert ist, um die Einstieg-Ausstieg-Schaltoperationen von jedem der Schalter zu steuern.
Jeder der Magnete weist ein Paar von gegenüberliegenden ersten flusswirksamen Flächen auf. Eine der ersten flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der ersten flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, in die ein magnetischer Fluss fließt. Jeder der Magnete weist, als ein q-Achsen-Seitenende, eine Fläche, die als eine zweite flusswirksame Fläche, aus der ein magnetischer Fluss fließt, oder in die ein magnetischer Fluss fließt, auf.
Jeder der Magnete weist eine Vielzahl von darin definierten magnetischen Pfaden auf, und weist eine Dicke zwischen den gegenüberliegenden ersten flusswirksamen Flächen auf. Jeder der Magnete weist mindestens einen der magnetischen Pfade auf, der länger ist als die Dicke des entsprechenden der Magnete. Jeder der Magnete weist eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf. Jede der einfachen Magnetisierungsachsen ist entlang einem entsprechenden der magnetischen Pfade orientiert. Eine der ersten flusswirksamen Flächen befindet sich näher an der Ankerwicklung als die andere, und ist als eine äußere erste flusswirksame Fläche definiert. Die magnetischen Pfade umfassen mindestens einen magnetischen Pfad, der sich von einer, der äußeren ersten flusswirksamen Fläche unter zweiten flusswirksamen Fläche, zu der anderen davon erstreckt.
Die Steuerung ist konfiguriert, um Ein-Aus-Schaltoperationen der jeweiligen Schalter der Leistungsanpassungseinrichtung zu steuern, und dadurch anzupassen

1. Einen ersten Strom, der durch jede der Multiphasenwicklungen fließt, wobei der erste Strom eine erste Phase aufweist, die einen ersten magnetischen Fluss senkrecht zur d-Achse erzeugt
2. Einen zweiten Strom, der durch jede der Multiphasenwicklungen fließt, wobei der zweite Strom eine zweite Phase aufweist, die sich von der ersten Phase unterscheidet

Jeder Magnet gemäß der rotierenden elektrischen Maschine, die gemäß der Maßnahme D1 anzutreiben ist, weist das Paar von gegenüberliegenden ersten flusswirksamen Flächen, und die zweite flusswirksame Fläche, die an dem q-Achsen-Seitenende bereitgestellt ist, auf.
Jeder Magnet weist die darin definierten magnetischen Pfade auf. Mindestens einer der magnetischen Pfade ist länger als die Dicke des entsprechenden Magneten. Die magnetischen Pfade umfassen mindestens einen magnetischen Pfad, der sich von einer, der äußeren ersten flusswirksamen Fläche und der zweiten flusswirksamen Fläche, zu der anderen davon erstreckt.
Diese Konfiguration von jedem Magneten ermöglicht, dass ein magnetischer Fluss des entsprechenden Magneten durch die zweite Fläche des magnetischen Flusses fließt, d.h. die q-Achsen-Endfläche. Eine Anpassung des magnetischen Flusses, der durch die q-Achsen-Endfläche fließt, ermöglicht, dass eine magnetische Sättigung an einem Abschnitt des Rotorkerns um die q-Achse angepasst werden kann. D. h., dass ein Ändern, wie der Abschnitt des Rotorkerns um die q-Achse magnetisch gesättigt ist, ermöglicht, dass der magnetische Widerstand des Abschnitts des Rotorkerns variiert werden kann.
Zusätzlich, wenn die Erregungsphase von jeder der Multiphasenwicklungen gesteuert wird, ändert die Steuerung die zweite Phase des zweiten Stroms, der durch jede der Multiphasenwicklungen fließt, um sich von der ersten Phase des ersten Stromes, der durch jede der Multiphasenwicklungen zum Erzeugen des ersten magnetischen Flusses senkrecht zur d-Achse fließt, zu unterscheiden.
Diese Konfiguration ermöglicht, während der Abschnitt des Rotorkerns um die q-Achse magnetisch gesättigt ist, dass ein magnetischer Fluss basierend auf jedem Magneten aufgrund einer Reduktion der magnetischen Permeabilität des Rotorkerns geschwächt werden kann. Dies ermöglicht, eine Feldschwächungssteuerung basierend auf einer Anpassung des magnetischen Flusses jedes Magneten durchzuführen. D. h., dass die 38. Maßnahme eine Ausführung von folgenden beiden ermöglicht

1. Die erste Feldschwächungssteuerung basierend auf einer Anpassung des d-Achsen-Stroms, der in die d-Achse fließt
2. Die zweite Feldschwächungssteuerung basierend auf einer Anpassung des magnetischen Sättigungszustands des Abschnitts des Rotorkerns um die d-Achse

Dies führt daher zu einem Anstieg des Stromsteuerungsbereichs des Antriebssystems einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß der Maßnahme D1.
Zum Beispiel veranschaulicht 70, dass, in dem Rotor 600, der erste Strom mit der Phase zum Erzeugen des ersten magnetischen Flusses senkrecht zur d-Achse durch die Leitung 721 fließt. Im Gegensatz dazu veranschaulicht 71 (a), dass ein magnetischer Fluss basierend auf dem Magneten 470 durch die zweite wirksame Fläche 471 c des Magneten 470 verläuft. Dies bewirkt, dass eine magnetische Sättigung in dem Abschnitt 628 des Rotorkerns 610 um die q-Achse erzeugt wird, wodurch der magnetische Fluss des Magneten geschwächt wird.
Es sei angemerkt, dass während die magnetische Sättigung in dem q-Achsen-Abschnitt 28 erzeugt wird, der magnetische Widerstand, der in 71 (b) durch R3 veranschaulicht ist, in dem Magnetkreis, der durch die zweite wirksame Fläche 471 c verläuft, höher wird, was dazu führt, dass die Permeanz niedriger wird.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme D2, die von der Maßnahme D1 abhängt, ist die Steuerung konfiguriert, um den ersten Strom und den zweiten Strom anzupassen, um dadurch variabel einen magnetisch gesättigten Zustand eines Abschnitts des Kerns und einen magnetisch nicht gesättigten Zustand des Abschnitts des Kerns zu steuern. Der Abschnitt des Kerns befindet sich zwischen den zweiten flusswirksamen Flächen von jedem benachbarten Paar der Vielzahl von Polen.
Die vorstehende Konfiguration ermöglicht, dass der magnetisch gesättigte Zustand des Abschnitts des Kerns und der magnetisch nicht gesättigte Zustand des Abschnitts des Kerns variabel gesteuert werden können, wenn dies erforderlich ist. Dies führt zu einem weiteren Anstieg des Stromsteuerungsbereichs des Antriebssystems einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß der Maßnahme D2.
Dies führt ebenso die Feldschwächungssteuerung basierend auf dem d-Achsen-Strom Id aus, während die Variable magnetische Sättigungssteuerung zusätzlich zur Feldschwächungssteuerung durchgeführt wird. Dies steuert vorzugsweise variabel zwischen dem magnetischen Sättigungszustand und einem nicht magnetischen Sättigungszustand gemäß beispielsweise einem Drehmomentanweisungswert und/oder der Drehzahl der rotierenden elektrischen Maschine. Zum Beispiel steuert dies den Abschnitt des Kerns in den magnetischen Sättigungszustand bei Erfordernis eines niedrigen Drehmoments und eines hohen Drehmoments der rotierenden elektrischen Maschine, und steuert den Abschnitt des Kerns in den nicht magnetischen Sättigungszustand in einem anderen Zustand ausgenommen dem Erfordernis eines niedrigen Drehmoments und einer hohen Drehzahl der rotierenden elektrischen Maschine.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme D3, die von der Maßnahme D1 oder D2 abhängt, ist jeder Magnet konfiguriert, um, als magnetischen Zwischenverbindungsfluss zu der rotierenden elektrischen Maschine, einen magnetischen Fluss zu erzeugen, der eine Synthese des magnetischen Flusses erster Ordnung und des magnetischen Flusses dritter Ordnung, der die gleiche Polarität aufweist, auf der d-Achse ist.
Im Vergleich mit jedem Magneten mit polaren anisotropen Orientierungen, die wie sinusförmige Muster sind, oder einem „Halbach Array“ von Magneten, ermöglicht die Struktur bzw. der Aufbau jedes Magneten, dass ein größeres Drehmoment erzeugt wird.
Zum Beispiel veranstaltet 76 die durch die Magneten der Maßnahme D3 erzeugte magnetische Oberflächenflussdichte. In 76 ist die magnetische Flussdichte auf der d- Achse, die durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist, höher als die magnetische Flussdichte erster Ordnung, die durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, und die magnetische Flussdichte auf der d-Achse ist mehr in Richtung der d-Achse angehäuft als die Wellenform erster Ordnung. Diese Wellenform der magnetischen Flussdichte der Magnete ermöglicht, dass die rotierende elektrische Maschine ein größeres Drehmoment ausgeben kann.
Insbesondere ist die Steuerung dazu fähig, einen 120-Grad-Rechteckserregungsmodus, einen 150-Grad-Erregungsmodus oder einen 180-Grad-Erregungsmodus der rotierenden elektrischen Maschine zu steuern. Wenn die Steuerung einen des 120-Grad-Rechteckserregungsmodus, des 150-Grad-Erregungsmodus uns 180-Grad-Erregungsmodus der rotierenden elektrischen Maschine durchführt, können Erregerströme für die jeweiligen Phasenwicklungen den Strom der dritten harmonischen umfassen. Aus diesem Gesichtspunkt verwendet die rotierende elektrische Maschine die wie vorstehend konfigurierten Magnete, was ermöglicht, ein exzellentes Drehmoment auszugeben.
Es sei angemerkt, dass jede Wellenform entwickelt der in 76 veranschaulichten magnetischen Flussdichte durch Verfolgen der zylindrischen Luftspaltfläche eines Elements der rotierenden elektrischen Maschine, wie etwa ein Rotor, der mit den Magneten mit einem Flussmessungselement ausgestattet ist, wie etwa einem Gaußmeter, erhalten werden kann, während der Kern eines nicht magnetischen Elements, wie etwa der Stator, eliminiert wird, um dadurch die entsprechende Wellenform der magnetischen Flussdichte zu messen. Wenn die Luftspaltfläche eines Elements der rotierenden elektrischen Maschine keine zylindrische Form aufweist, angenommen, dass die Baugruppenpunkte, an denen der Stator und der Rotor angeordnet sind, einander am nächsten zu sein, als eine mechanische Luftspaltfläche definiert ist. Dabei ermöglicht ein Verfolgen der mechanischen Luftspaltfläche mit einem Flussmessungselement, wie etwa einem Gaussmeter eine Messung jeder Wellenform der magnetischen Flussdichte.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme D4, die von einer beliebigen der Maßnahmen D1 bis D3 abhängt, umfasst die rotierende elektrische Maschine des Antriebssystems einer rotierenden elektrischen Maschine einen Ankerkern mit einer Vielzahl von Schlitzen, die in einer Umfangsrichtung des Kerns angeordnet sind. Die Multiphasenankerwicklungen sind in den Schlitzen bereitgestellt, und jede der Ankerwicklungen weist eine im wesentlichen rechteckige Form oder eine im wesentlichen ellipsoide Form auf.
Diese Konfiguration ermöglicht, dass eine Leiterquerschnittsfläche in jedem Schlitz größer sein kann. Dies ermöglicht, in jedem von kleineren Schlitzen, einen rechteckigen oder einen ellipsoiden Leiter zu installieren, als im Vergleich mit einem Fall des Installierens, in jedem Schlitz, eines runden Leiters, während das Volumen des rechteckigen oder eines ellipsoiden Leiters eingestellt ist, um identisch dem Volumen des runden Leiters zu sein. Dies macht die radiale Dimension des Stators kleiner, was bezüglich einer rotierenden elektrischen Maschine der Innenrotorart ermöglicht, dass der Radius des sich innerhalb des Stators befindlichen Rotors größer sein kann.
Je größer der Radius des Rotors ist, desto höher ist das Drehmoment und desto höher ist das Massenträgheitsmoment, was dazu führt, dass die elektrische und mechanische Zeitkonstante Tk erhöht wird. Es bestehen Bedenken bezüglich einer Verschlechterung der rotatorischen Steuerbarkeit der rotierenden elektrischen Maschine. Dabei können die elektrische und mechanische Zeitkonstante Tk durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden: $Tk = (J \cdot L) \div (Kt \cdot Kb)$
Wobei J das Trägheitsmoment repräsentiert, L die Induktanz repräsentiert, Kt eine Drehmomentkonstante repräsentiert, und Ke eine Gegen-IMF-Konstante repräsentiert.
Die rotierende elektrische Maschine als ein Antriebsziel der Maßnahme C4 weist jeden Magneten mit höherer Entmagnetisierung Widerstandsfähigkeit auf. Dies bedeutet, dass ein Verwenden jedes Magneten mit einem höheren Wert der Permeanz und höherer Magnetkraft des entsprechenden Magneten dazu führt, dass die rotierende elektrische Maschine einen höheren Wert der Gegen-IMF-Konstante Ke aufweist. Dabei, weil es möglich ist, den Wert der Gegen-IMF-Konstante Ke zu erhöhen, während die Menge von magnetischen Materialien in jedem Magneten unverändert verbleibt, ist es möglich, die Anzahl von Wicklungen jeder Ankerwicklung einzustellen um das reziproke eines Inkrements der elektrischen und mechanischen Zeitkonstante Tk kleiner zu sein, was die elektrische und mechanische Zeitkonstante Tk unverändert belässt. Das heißt, dass ein Anpassen der rotierenden elektrischen Maschine, um eine niedrige Induktanz und ein hohes Trägheitsmoment aufzuweisen, ermöglicht, dass eine Motorkapazität, die gleich einer herkömmlichen Motorkapazität ist, erhalten wird, während die elektrische und mechanische Zeitkonstante Tk unverändert verbleibt.
Je größer der Durchmesser des Rotors ist, desto größer ist das Trägheitsmoment, was zu niedriger Lautstärke und größerer elektrischer und mechanischer Zeitkonstante Tk führt. Dies kann daher dazu führen, dass der größere Durchmesser des Rotors beschränkt ist. In einem Innenmagnetrotor kann die Verwendung eines Reluktanzdrehmoments basierend auf der Induktanz zu einem Problem der mechanischen Zeitkonstante führen. Aufgrund dessen muss die rotierende elektrische Maschine einen Oberflächenmagnetenrotor oder einen begrenzten Innenmagnetrotor, der einem solchen Oberflächenmagnetrotor entspricht, verwenden. Aus diesem Gesichtspunkt ist die rotierende elektrische Maschine konfiguriert, um zu verhindern, dass die elektrische mechanische Zeitkonstante Tk übermäßig erhöht wird, was ermöglicht, einen Innenmagnetrotor mit angemessenem Aufbau zu verwenden.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme D5, die von einer beliebigen der Maßnahmen D1 bis D4 abhängt, ist die Steuerung konfiguriert, um für jeden der Schalter ein Pulsweitenmodulationssignal (TWM-Signal) basierend auf einer Anweisungs- bzw. Befehlspannung für jede Phase und einer periodischen Trägerwelle mit einer vorbestimmten Frequenz zu erzeugen. Die Steuerung ist konfiguriert, um basierend auf dem TWM-Signal für jeden der Schalter, Ein-Aus-Schaltoperationen des entsprechenden Schalters gemäß dem entsprechenden Pulsweitenmodulationssignal zu steuern, um dadurch den Strom zu steuern, der zu jeder der Multiphasenankerwicklungen zuzuführen ist. Die Frequenz des periodischen Trägersignals ist eingestellt, um höher als 15 kHz zu sein.
In einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug können Geräusche aufgrund der Frequenz des zyklischen Trägersignals, d. h. einer Trägerfrequenz, auftreten, die innerhalb eines hörbaren Frequenzbereichs liegen. Aus diesem Gesichtspunkt weist die rotierende elektrische Maschine dieses Antriebssystems einen niedrigeren Wert der elektrischen Zeitkonstante mit einer niedrigeren Induktanz auf, was ermöglicht, eine Erregungssteuerung der rotierenden elektrischen Maschine unter Verwendung eines Werts der Trägerfrequenz höher als der hörbare Frequenzbereich,d.h., ein Wert höher als 15 kHz, zu verwenden. Dies bringt ebenso einen Effekt eines leiseren Geräusches basierend auf einem größeren Wert des Trägheitsmoments, was ermöglicht, eine rotierende elektrische Maschine mit leiserem Geräusch bereitzustellen.
Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer Maßnahme D6, die von einer beliebigen der Maßnahmen D1 bis D5 abhängt, umfasst einen Spannungskonverter, der zwischen einer Gleichstromenergiequelle und der Leistungsanpassungseinrichtung angeordnet ist. Der Leistungskonverter ist dazu fähig, eine Eingangsspannung der Leistungsanpassungseinrichtung zu steuern. Die Steuerung ist konfiguriert, um den Strom für jede der Multiphasen Ankerwicklungen in einem Rechtecksspannungssteuerungsmodus zu steuern.
Diese Konfiguration des Antriebssystems der rotierenden elektrischen Maschine steuert die Eingangsspannung, die eine von der Gleichstromenergiequelle an die Leistungsanpassungseinrichtung angelegte Spannung ist, wodurch eine Energie für die Ankerwicklungen gemäß der gesteuerten Eingangsspannung angepasst wird. Diese Konfiguration reduziert einen Stromwechsel in der rotierenden elektrischen Maschine, deren Induktanz bei einer vorbestimmten Trägerfrequenz niedriger wird, was eine Divergenz der Stromsteuerung vermeidet. Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine mit einer niedrigen Induktanz wird eine Erregungssteuerung gemäß der vorbestimmten Trägerfrequenz ausgeführt, sodass eine Divergenz der Stromsteuerung vorliegen kann. Jedoch ermöglicht diese Konfiguration des Antriebssystems einer rotierenden elektrischen Maschine, Stromvariationen zu reduzieren, wodurch eine Divergenz der Stromsteuerung vermieden wird.
Ein Steuern des Erregerstroms für jede der Multiphasen Ankerwicklungen in dem Rechteckspannungssteuerungsmodus reduziert drastisch die Anzahl von Schaltoperationen der Schalter in der Leistungsanpassungseinrichtung, sodass, auch wenn die Induktanz der Statorwicklungen klein ist, es möglich ist, das Auftreten von Stromwellen zu vermeiden. Zum Beispiel ist es möglich, den Erregerstrom für jede der Multiphasen Ankerwicklungen basierend auf der durch die Leistungsanpassungseinrichtung angepassten Eingangsspannung anzupassen. Es sei angemerkt, dass die Leistungsanpassungseinrichtung einfach eine TWM-Steuerung bei einer Frequenz von höher als 15 kHz durchführen kann, was ermöglicht, eine Leistungssteuerung der rotierenden Elektromaschine ohne Verwendung spezifischer technischer Schwierigkeiten durchzuführen.
Die Steuerung führt, in dem Rechtecksspannungssteuerungsmodus, den 120-Grad-Rechteckspannungsteuerungsmodus unter Verwendung einer Dauer entsprechend 120 elektrischen Grad durch. Es sei angemerkt, dass die Steuerung konfiguriert sein kann, um einen anderen Rechteckspannungssteuerungsmodus unter Verwendung einer Dauer entsprechend eines beliebigen Winkels ausgewählt aus dem Bereich von 120 elektrische Grad bis 180 elektrische Grad (inklusive) durchzuführen.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme D7, die von einer beliebigen der Maßnahmen D1 bis D6 abhängt, umfasst die Steuerung eine erste Steuerungseinheit, die konfiguriert ist zum

1. Erzeugen, für jeden der Schalter, eines Pulsweitenmodulationssignals (TWM-Signal) basierend auf einer Befehlsspannung für jede Phase und einer periodischen Trägerwelle mit einer vorbestimmten Frequenz
2. Steuern, basierend auf dem TWM-Signal für jeden der Schalter, von Ein-Aus-Schaltoperationen des entsprechenden Schalters gemäß dem entsprechenden Pulsweitenmodulationssignal, um dadurch den Strom zu steuern, der zu jeder der Multiphasen Ankerwicklungen zuzuführen ist

1. Aufweisen von Schaltmusterinformationen, die eine Beziehung zwischen Werten des elektrischen Drehwinkels des Rotors und einer Vielzahl von Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter angeben
2. Auswählen, basierend auf einem gegenwärtigen Wert des elektrischen Drehwinkels des Rotors eines entsprechenden der Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter aus den Schaltmusterinformationen
3. Steuern von Ein-Aus-Schaltoperationen von jedem Schalter gemäß dem Ein-Aus-Schaltmuster für den entsprechenden Schalter, um dadurch den Strom zu steuern, der zu jeder der Multiphasen Ankerwicklungen zuzuführen ist

Das Antriebssystem kann es erschweren, die rotierende elektrische Maschine unter Verwendung von niedrigen Trägerfrequenzen zu steuern, aufgrund von Niedriginduktanzeingeschaften der rotierenden elektrischen Maschine. Die rotierende elektrische Maschine mit einer niedrigen Induktanz und einem größeren Trägheitsausmaß erhält einen größeren Nutzen basierend auf dem größeren Ausmaß der Trägheit.
Aus diesem Gesichtspunkt ermöglicht das Antriebssystem, die folgenden beiden durchzuführen

1. TWM-Steuerung, d. h. Stromrückführungssteuerung, dadurch die rotierende elektrische Maschine anzutreiben
2. Mustersteuerung von jedem Schalter gemäß einem ausgewählten Ein-Aus-Schaltmuster

Das Antriebssystem wählt daher eine, der TWM-Steuerung und der Mustersteuerung, gemäß den verschiedenen Situationen aus. Zum Beispiel wählt das Antriebssystem die Mustersteuerung aus, wenn es schwierig ist, eine Stromerfassung durchzuführen. Dies ermöglicht daher, dass das Antriebssystem selektiv den Antriebsbereich der rotierenden elektrischen Maschine bestimmen kann.
Eine Magneteinheit gemäß einer Maßnahme E1 ist in eine rotierende elektrische Maschine mit einer Ankerwicklung, die angeordnet ist, einer Vielzahl von magnetischen Polen gegenüberzustehen, zu installieren. Die Magneteinheit umfasst einen Magneten, der für jeden magnetischen Pol bereitgestellt ist, und eine Halterung mit einem Magnetinstallationsloch. Die Halterung ist konfiguriert, um den in dem Magnetinstallationsloch installierten Magneten zu halten. Der Magnet umfasst einen ersten Magneten und einen zweiten Magneten. Der erste und der zweite Magnet befinden sich innerhalb eines Bereichs von der d-Achse zu der q-Achse. Der erste Magnet befindet sich näher an der d-Achse als der zweite Magnet, und der zweite Magnet befindet sich näher an der q-Achse als der erste Magnet. Der erste Magnet weist darin definierte lineare erste magnetische Pfade auf, wobei die ersten magnetischen Pfade parallel zueinander verlaufen. Der zweite Magnet weißt darin definierte lineare zweite magnetische Pfade auf, wobei die zweiten magnetischen Pfade parallel zueinander verlaufen. Der erste und der zweite Magnet sind in dem entsprechenden Magnetinstallationsloch installiert, während eine Orientierung bzw. Ausrichtung von jedem der ersten magnetischen Pfade sich von einer Orientierung bzw. Ausrichtung von jedem der zweiten magnetischen Pfade unterscheidet.
In der Magneteinheit gemäß der Maßnahme E1, befinden sich der erste der zweite Magnet innerhalb des Bereichs von der d-Achse zu der q-Achse, und der erste und der zweite Magnet sind in dem Magnetinstallationsloch der Halterung installiert. Der erste Magnet befindet sich näher an der d-Achse als der zweite Magnet, und der zweite Magnet befindet sich näher an der q-Achse als der erste Magnet. Der erste Magnet weist darin definierte lineare erste magnetische Pfade auf, wobei die ersten magnetischen Pfade parallel zueinander verlaufen. Der erste und der zweite Magnet sind in dem entsprechenden Magnetinstallationsloch installiert, während die Orientierung bzw. Ausrichtung von jedem der ersten magnetischen Pfade sich von der Orientierung bzw. Ausrichtung von jedem der zweiten magnetischen Pfade unterscheidet.
Diese Konfiguration erhöht positiv einen magnetischen Fluss an einer spezifischen Position innerhalb des Bereichs von der d-Achse zu der q-Achse, und dadurch die Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit gegen ein Entmagnetisierungsfeld von der Ankerwicklung zu stärken. D. h., obwohl eine Möglichkeit einer Entmagnetisierung des ersten Magneten bestehen könnte, wenn der erste Magnet nur in dem Rotorkern installiert wäre, reduziert der zweite Magnet mit den sich von jenen des ersten Magneten unterscheidenden magnetischen Pfaden eine Entmagnetisierung des ersten Magneten. Dies führt daher zu einer Reduzierung der Entmagnetisierung jedes Magneten. Insbesondere kann die 45. Maßnahme ein gewünschtes Niveau einer Reduktion der Entmagnetisierung der Magneteinheit erlangen, während relativ kostengünstige parallel anisotrope Magnete als der erste und der zweite Magnet verwendet werden.
Gemäß der Magneteinheit einer Maßnahme E2, die von der Maßnahme E1 abhängt, ist das Magnetinstallationsloch bezüglich der d-Achse geneigt, und weist ein erstes Ende auf, dass sich näher an der d-Achse als zu der q-Achse befindet. Das erste Ende befindet sich weiter weg von der Ankerwicklung als das zweite Ende. Die Orientierung bzw. Ausrichtung von jedem der zweiten magnetischen Pfade in dem zweiten Magneten ist näher an einer Richtung senkrecht zu der d-Achse als die Orientierung von jedem der ersten magnetischen Pfade.
Das Magnetinstallationsloch ist bezüglich der d-Achse geneigt, und das erste Ende des Näheren zur d-Achse befindet sich weiter weg von der Ankerwicklung als das zweite Ende, zum Beispiel befindet sich das Magnetinstallationsloch über die d-Achse hinweg, um eine V-Form aufzuweisen. Dies kann eine Entmagnetisierung des q-Achsenendes jedes Magneten bedeuten. Aus diesem Gesichtspunkt ist die Orientierung von jedem der zweiten magnetischen Pfade in dem zweiten Magneten näher an einer Richtung senkrecht zur d-Achse als die Orientierung von jedem der ersten magnetischen Pfade. Dies reduziert eine Entmagnetisierung des q-Achsenendes von jedem Magneten.
Der erste Magnet der Magneteinheit gemäß einer Maßnahme E3 weist ein Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen auf. Eine der Fluss wirksamen Flächen ist eine Fläche, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, in die ein magnetischer Fluss fließt. Der erste Magnet weist eine Dicke zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen auf. Der erste Magnet weist eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auch. Eine Länge einer Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen ist länger als die Dicke des ersten Magneten.
Diese Konfiguration des ersten Magneten der Magneteinheit ermöglicht, dass die wirksame Flussdichte höher ist als im Vergleich zu einem Magneten, der die Länge der Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen aufweist, die gleich der Dicke zwischen den flusswirksamen Flächen ist. D. h., dass ein positives Erhöhen der Länge von mindestens einem magnetischen Pfad des ersten Magneten, um länger zu sein als die physikalische Dicke des ersten Magneten, ermöglicht, dass die Leistungsfähigkeit des ersten Magneten höher wird. Dies stärkt daher einen magnetischen Fluss des ersten Magneten, ohne die Dicke des ersten Magneten zu erhöhen, d. h., die Menge von magnetischen Materialien im ersten Magneten zu erhöhen. Insbesondere sind magnetische Orientierungen bzw. Ausrichtung des ersten Magneten definiert, um jeweils entlang den magnetischen Pfaden im ersten Magneten zu verlaufen, was ermöglicht, signifikant den Effekt des Stärkens des magnetischen Flusses des ersten Magneten zu erhöhen. Dies reduziert daher effizient eine Entmagnetisierung des ersten Magneten.
Die Länge eines magnetischen Pfades, der in einem Magneten definiert ist, repräsentiert eine magnetische Länge entlang einer entsprechenden magnetischen Orientierung, die zwischen dem Paar von Flusseintritts- und Flussaustrittsflächen definiert ist. Mit anderen Worten kann die Länge eines magnetischen Pfades, der in einem Magneten definiert ist, ebenfalls eine Dicke des Magneten in einem Magnetkreis repräsentieren. Die einfachen Magnetisierungsachsen in einem Magneten sind einfach magnetisierbare Kristallorientierungen bzw. Ausrichtungen in dem Magneten. In der vorliegenden Offenbarung zeigen die magnetischen Orientierungen in einem Magneten die magnetischen Orientierungen der jeweiligen magnetischen Linien in den Magneten, d. h., die magnetischen Orientierungen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen, die in den Magneten definiert sind.
Gemäß der Magneteinheit einer Maßnahme E4, die von der Maßnahme E3 abhängt, weist der zweite Magnet ein Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen auf. Eine der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen ist eine Fläche, in die ein magnetischer Fluss fließt. Der zweite Magnet weist eine Dicke zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen auf. Der zweite Magnet weist eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen auf. Eine Länge einer Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen ist länger als die Dicke des zweiten Magneten.
Wie der erste Magnet, stärkt diese Konfiguration des zweiten Magneten einen magnetischen Fluss des zweiten Magneten, ohne die Dicke des zweiten Magneten zu erhöhen, d. h., die Menge von magnetischen Materialien im zweiten Magneten zu erhöhen. Dies reduziert daher effizienter eine Entmagnetisierung des ersten Magneten.
Gemäß der Magneteinheit einer Maßnahme E5, die von der Maßnahme E3 oder E4 abhängt, ist eine q-Achsen-Endfläche des ersten Magneten, die das Paar von flusswirksamen Flächen schneidet bzw. kreuzt, orientiert, um parallel zu den magnetischen Pfaden des ersten Magneten zu verlaufen.
Gemäß dem ersten Magneten ist die Länge der Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen länger als die Dicke des ersten Magneten. Wenn der erste Magnet eine Rechteckform in dessen Querschnitt aufweist, befinden sich relativ kürzere magnetische Pfade lokal an der q-Achse-Endfläche des ersten Magneten. Dieser kürzere Abschnitt des magnetischen Pfades kann ein spezifischer schwacher Abschnitt gegen eine Entmagnetisierung sein. Aus diesem Gesichtspunkt, weil die q-Achsen-Endfläche des ersten Magneten orientiert ist, um parallel zu den magnetischen Pfaden des ersten Magneten zu verlaufen, ist es möglich, den spezifischen schwachen Abschnitt gegen eine Entmagnetisierung aus dem ersten Magneten zu eliminieren.
Gemäß der Magneteinheit einer Maßnahme E6, die von der Maßnahme E1 abhängt, ist der erste Magnet angeordnet, um sich näher an der Ankerwicklung zu befinden als der zweite Magnet. Der erste Magnet ist orientiert, um senkrecht zur d-Achse zu verlaufen. Der zweite Magnet ist derart angeordnet, dass je näher sich der zweite Magnet an der q-Achse befindet, desto weiter sich der zweite Magnet von der Ankerwicklung weg befindet.
Der zweite Magnet weist eine erste Außenfläche auf, die angeordnet ist, um sich am nächsten zur Ankerwicklung zu befinden, und eine zweite Außenfläche auf, die angeordnet ist, um sich am weitesten weg von der Ankerwicklung zu befinden. Die erste und die zweite Außenfläche dienen als ein Paar von flusswirksamen Flächen; wobei eine der flusswirksamen Flächen als eine, einer Flusseintrittsfläche und einer Flussaustrittsfläche, dient, und die andere davon als die andere, der Flusseintrittsfläche und der Flussaustrittsfläche, dient.
Der d-Achsen-Abschnitt des Magneten gemäß der Maßnahme E6 weist eine konkave Form auf, die angeordnet ist, um sich am nächsten zur Ankerwicklung zu befinden. Eine des Paars von flusswirksamen Flächen des zweiten Magneten dient als eine, der Flusseintrittsfläche und der Flussaustrittsfläche, und die andere davon dient als die andere, der Flusseintrittsfläche und der Flussaustrittsfläche. Magnetische Pfade können zwischen dem Paar von flusswirksamen Flächen definiert werden. Dies verlängert jeden der einem zweiten Magneten in dessen dickwandiger Richtung des entsprechenden zweiten Magneten definierten magnetischen Pfade, wodurch eine Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit verbessert wird.
Zum Beispiel befindet sich in einer Magnetbaugruppe 480 C, die in 79 (c) veranschaulicht ist, ein zentraler Magnet 484 a, der als der erste Magnet dient, über die d-Achse hinweg. Der zentrale Magnet 484 a ist angeordnet, um sich näher an der Ankerwicklung zu befinden als Endmagnete 484 b und 404 80 c, die jeweils als die zweiten Magneten dienen. Die Endmagnete 484 b und 484 c derart angeordnet, dass je näher sich die Endmagnete 484 b und 484 c einer q-Achse befinden, desto weiter sich die Endmagneten 484 b und 484 c von der Ankerwicklung befinden.
Die Endflächen 485 und 485 b der jeweiligen Endmagnete 484 a und 484 b dienen jeweils als flusswirksame Flächen, in die ein magnetischer Fluss fließt oder aus denen ein magnetischer Fluss fließt. Die Endfläche 485 a befindet sich am nächsten zu der Ankerwicklung, und die Endfläche 485 b befindet sich am weitesten weg von der Ankerwicklung. Es sei angemerkt, dass auf der d-Achse die magnetischen Orientierungen in dem d-Achsen-Seitenende vorzugsweise parallel zur d-Achse verlaufen.
Eine Magneteinheit gemäß einer Maßnahme E7 ist in einer rotierenden elektrischen Maschine mit einer Ankerwicklung die angeordnet ist, um einer Vielzahl von magnetischen Polen gegenüberzustehen, zu installieren. Die Magneteinheit umfasst einen Magneten, der für jeden der magnetischen Pole bereitgestellt ist, und eine Halterung mit einem Magnetinstallationsloch. Die Halterung ist konfiguriert, um den Magneten zu halten. Der Magnet umfasst einen ersten Magneten und einen zweiten Magneten. Der erste und der zweite Magnet befinden sich innerhalb eines Bereichs von der d-Achse zu der q-Achse. Der erste Magnet befindet sich näher an der d-Achse als der zweite Magnet, und der zweite Magnet befindet sich näher an der q-Achse als der erste Magnet. Der erste und der zweite Magnet sind in dem entsprechenden Magnetinstallationsloch installiert.
Der erste und der zweite Magnet sind an einem Verbindungspunkt dazwischen gebogen, um konvex in Richtung der Ankerwicklung zu verlaufen. Jeder des ersten und zweiten Magneten weist ein Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen auf, die jeweils als Fluss-Ein-/Austrittsflächen dienen. Jeder des ersten und des zweiten Magneten weist lineare magnetische Pfade auf, die jeweils länger sind als eine Dicke zwischen den wirksamen Flächen des entsprechenden des ersten und des zweiten Magneten.
Gemäß dieser Konfiguration der Magneteinheit der Maßnahme E7, sind der erste und der zweite Magnet angeordnet, um sich näher an der Ankerwicklung zu befinden als im Vergleich mit dem ersten und zweiten Magneten, die linear miteinander verbunden sind, wodurch ein Drehmoment erhöht wird. Ein Verkürzen des Abstandes zwischen der Ankerwicklung und dem ersten und dem zweiten Magneten kann dazu führen, dass ein Entmagnetisierungsfeld ansteigt. Jedoch ermöglicht eine Verlängerung der Länge der Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen, d. h. flusseintritts- und Flussaustritts-Flächen, von jedem des ersten und zweiten Magneten, dass das vorstehende Problem gelöst wird.
In dem Kern, der als Halterung dient, ist es möglich, den Anteil eines Bereichs des Kerns, der sich näher an der Ankerwicklung befindet als die Magnetbaugruppe, d. h. das Magnetinstallationsloch, kleiner einzustellen; wobei der Bereich der Summe des magnetischen Flusses der Ankerwicklung und dem magnetischen Fluss des Magneten unterworfen wird. Dies reduziert daher einen Sättigungsbereich, in dem eine magnetische Sättigung basieren auf dem Magnetzufluss der Ankerwicklung und dem magnetischen Fluss des Magneten auftreten kann, wodurch effizienter die Leistungsfähigkeit von den Magneten erhalten wird.
Es sei angemerkt, dass wenn die Magneteinheit für einen Rotor einer rotierenden elektrischen Maschine der Innenrotorart verwendet wird, die Halterung als ein Rotorkern dient, und der erste und der zweite Magnet in dem Rotorkern bereitgestellt sind, um konvex in eine radiale Ausrichtung zu ragen. Aufgrund dessen befindet sich der Anteil des Bereichs im Rotorkern radial nach außen des Magnetinstallationslochs. Dies reduziert den Zentrifugalkraftstresskonzentrationsfaktor auf den Rotorkern, wodurch die mechanische Festigkeit des Rotorkerns erhöht wird.
Gemäß der Magneteinheit einer Maßnahme E8, die von der Maßnahme E7 abhängt, weist jeder des ersten und des zweiten Magneten lineare magnetische Pfade auf, die zueinander parallel verlaufen.
Die Maßnahme E8 kann ein gewünschtes Reduktionsniveau der Entmagnetisierung der Magneteinheit erlangen, während relativ kostengünstige parallelanisotopische Magnete als der erste der zweite Magnet verwendet werden.
Gemäß der Magneteinheit einer Maßnahme E9, die von der Maßnahme E7 oder E8 abhängt, weist jeder des ersten und des zweiten Magneten eine gleichschenklige trapezoide Form in einem Querschnitt senkrecht zu den flusswirksamen Flächen auf. Die gleichschenklige trapezoide Form von jedem des ersten und zweiten Magneten weist ein paar von ersten und zweiten Basen und ersten und zweiten Schenkeln auf. Jeder, der ersten Basis, der zweiten Basis, des ersten Schenkels und des zweiten Schenkels, der gleichschenkligen trapezoiden Form des ersten Magneten ist identisch mit einem entsprechenden, der ersten Basis, der zweiten Basis, des ersten Schenkels und des zweiten Schenkels der gleichschenkligen trapezoiden Form des zweiten Magneten. Orientierungen bzw. Ausrichtungen der einfachen Magnetisierungsachsen des ersten Magneten sind identisch mit den Orientierungen bzw. Ausrichtungen der einfachen Magnetisierungsachsen des zweiten Magneten.
Die Maßnahme E9 kann ein gewünschtes Reduktionsniveau einer Entmagnetisierung der Magneteinheit erlangen, während Magnete der gleichen Größe und Form als die jeweiligen ersten und zweiten Magnete verwendet werden.
Jeder des ersten und des zweiten Magneten wird vorzugsweise derart angeordnet, dass die längere der ersten und zweiten Basen sich näher an der Ankerwicklung befindet als die andere davon.
Gemäß den Magneten einer Maßnahme E10, die von einer beliebigen der Maßnahmen E1 bis E9 abhängt, weist jeder des ersten und des zweiten Magneten die gleiche Form in einem Querschnitt senkrecht zu den flusswirksamen Flächen des entsprechenden der ersten und zweiten Magneten auf. Der erste und der zweite Magnet sind in dem entsprechenden Magnetinstallationsloch installiert, während der erste und der zweite Magnet gegensätzlich orientiert sind und entsprechende Flächen der jeweiligen ersten und zweiten Magnete einander mit einem nicht orthogonalen Winkel schneiden.
Die Magnete mit gleicher Form können als jeweiligen ersten und zweiten Magnete verwendet werden, was ermöglicht, die Herstellungskosten und die Anzahl der Herstellungsschritte zu reduzieren.
Beispielsweise ist es möglich, als die jeweiligen ersten und zweiten Magnete, Magnete herzustellen, die jeweils die gleichorientierten einfachen Magnetisierungsachsen aufweisen, und die entgegengesetzte magnetische Orientierungen voneinander haben.
Ein Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einer Maßnahme E11 ist konfiguriert, um eine rotierende elektrische Maschine mit der Magneteinheit gemäß einer der Maßnahmen E1 bis E10 anzutreiben bzw. anzusteuern. Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst eine Leistungsanpassungseinrichtung mit einem Schalter, der für jede Phase der Multiphasenankerwicklungen bereitgestellt ist. Die Leistungsanpassungseinrichtung ist konfiguriert, um einen Erregerstrom für jede der Multiphasenankerwicklungen basierend auf Ein-Ausstiegoperationen des mindestens einen Schalters anzupassen. Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst eine Steuerung, die konfiguriert ist, um die Ein-Aus-Schaltoperationen des mindestens einen Schalters zu steuern.
Das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst einen Spannungskonverter, der zwischen einer Gleichstromenergiequelle und der Leistungsanpassungseinrichtung angeordnet ist. Der Spannungskonverter ist dazu fähig, eine Eingangsspannung zu der Leistungsanpassungseinrichtung zu steuern. Die Steuerung ist konfiguriert, um den Erregerstrom für jede der Multiphasenankerwicklungen in einem Rechteckspannungssteuerungsmodus zu steuern.
Diese Konfiguration des Antriebssystems einer rotierenden elektrischen Maschine steuert die Eingangsspannung, die eine Spannung ist, die von der Gleichstromenergiequelle an die Leistungsanpassungseinrichtung angelegt wird, wodurch eine Leistung bzw. Energie für die Ankerwicklungen gemäß der gesteuerten Eingangsspannung angepasst wird. Diese Konfiguration reduziert eine Stromänderung in der rotierenden elektrischen Maschine, deren Induktanz bei einer vorbestimmten Trägerfrequenz niedriger wird, wodurch eine Divergenz der Stromsteuerung vermieden wird. Gemäß der rotierenden elektrischen Maschine mit einer niedrigen Induktanz, wird eine Erregersteuerung gemäß der vorbestimmten Trägerfrequenz ausgeführt, sodass eine Divergenz der Stromsteuerung vorliegen kann. Ermöglicht diese Konfiguration des Antriebssystems der rotierenden elektrischen Maschine, Stromvariationen zu reduzieren, wodurch eine Divergenz der Stromsteuerung verhindert wird.
Ein Steuern des Erregerstroms für jede der Mehrphasen- bzw. Mulitphasenankerwicklungen in dem Rechtecksspannungsteuerungsmodus reduziert drastisch die Anzahl von Schaltoperationen der Schalter in der Leistungsanpassungseinrichtung, sodass, auch wenn die Induktanz der Statorwicklungen klein ist, es möglich ist, das Auftreten von Stromwellen zu verhindern. Zum Beispiel ist es möglich, den Erregerstrom für jede der Mulitphasenankerwicklungen basierend auf der durch die Leistungsanpassungseinrichtung angepasste Eingangsspannung anzupassen. Es sei angemerkt, dass die Leistungsanpassungseinrichtung einfach eine TWM-Steuerung einer Frequenz höher als 15 kHz durchführen kann, was ermöglicht, eine Leistungssteuerung der rotierenden elektrischen Maschine ohne Verwendung spezifischer technischer Schwierigkeiten durchzuführen.
Die Steuerung führt, in dem Rechteckspannungsteuerungsmodus, einen 120-Grad-Rechteckspannungsteuerungsmodus unter Verwendung einer Dauer entsprechend 120 elektrische Grad durch. Es sei angemerkt, dass die Steuerung konfiguriert sein kann, um einen anderen Rechteckspannungsteuerungsmodus unter Verwendung einer Dauer entsprechend eines beliebigen Winkels ausgewählt aus dem Bereich von 120 elektrische Grad bis 180 elektrische Grad (inklusive) durchzuführen.
Gemäß dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine einer Maßnahme E12, die von der Maßnahme E11 abhängt, umfasst die Steuerung eine erste Steuerungseinheit, die konfiguriert ist zum

1. Erzeugen, für jeden der Schalter, eines Pulsweitenmodulationsstrichsignals (PWM-Signals) basierend auf einer Befehlsspannung für jede Phase und einer periodischen Trägerwelle mit einer vorbestimmten Frequenz
2. Steuern, basierend auf den PWM-Signal für jeden der Schalter, von Ein-Aus-Schaltoperationen des entsprechenden Schalters gemäß dem entsprechenden Pulsweitenmodulationssignal, um dadurch den Strom zu steuern, der zu jeder der Multiphasenankerwicklungen zuzuführen ist

1. Aufweisen von Schaltungsmusterinformationen, die eine Beziehung zwischen Werten des elektrischen Drehwinkels des Rotors und einer Vielzahl von Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter angeben
2. Auswählen, basierend auf einem gegenwärtigen Wert des elektrischen Drehwinkels des Rotors, eines entsprechenden der Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter aus den Schaltmusterinformationen
3. Steuern von Ein-Aus-Schaltoperationen für jeden Schalter gemäß dem ausgewählten Ein-Aus-Schaltmuster für den entsprechenden Schalter, um dadurch den Strom zu steuern, der zu jeder der Multiphasenankerwicklungen zuzuführen ist.

Das Antriebssystem erschwert, die rotierende elektrische Maschine unter Verwendung von niedrigen Trägerfrequenzen zu steuern, aufgrund von Niedriginduktanzeigenschaften der rotierenden elektrischen Maschine. Die rotierende elektrische Maschine mit einer niedrigen Induktanz und einem großen Trägheitsmoment erfährt einen großen Vorteil basierend auf dem großen Trägheitsmoment.
Aus diesem Gesichtspunkt, ermöglicht das Antriebssystem, um die folgenden beiden durchzuführen

1. PWM-Steuerung, d. h. Stromrückkopplungssteuerung bzw. Regelung, um dadurch die rotierende elektrische Maschine anzutreiben
2. Mustersteuerung von jedem Schalter gemäß einem ausgewählten Ein-Aus-Schaltmuster

Das Antriebssystem wählt daher eine der PWM-Steuerung und der Mustersteuerung, gemäß den verschiedenen Situationen aus. Zum Beispiel wählt das Antriebssystem die Mustersteuerung aus, wenn es schwierig ist, eine Stromerfassung durchzuführen. Dies ermöglicht daher, dass das Antriebssystem selektiv den Antriebsbereich der rotierenden elektrischen Maschine bestimmt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten gemäß einer Maßnahme F1 umfasst

(a) Durchführen einer Orientierung bzw. Ausrichtung von ausgerichteten einfachen Magnetisierungsachsen einer Gussform, in die ein magnetisches pulverförmiges Element angeordnet in einem Magnetfeld gefüllt wurde
(b) Sinten des magnetischen pulverförmigen Elements als ein Magnet nach dem Orientierungsdurchführungsschritt
(c) Magnetisieren des Magneten nach dem Sinterschritt

Der Ausrichtungs- bzw. Orientierungsdurchführungsschritt erzeugt ein Orientierungsmagnetfeld unter Verwendung eines Magnetfeldgenerators (311-313, 321), sodass das Orientierungsmagnetfeld eine Kreisbogenform aufweist, und das magnetische pulverförmige Element basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld orientiert bzw. ausrichtet.
Gemäß dem Verfahren der Maßnahme F1, wird eine Ausrichtung bzw. Orientierung des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf dem Kreisbogen- Orientierungsmagnetfeld, das durch den Magnetfeldgenerator erzeugt wird, in dem Orientierungsdurchführungsschritt zum Ausrichten der einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements ausgeführt. Dies ermöglicht, dass Magnete mit magnetischen Pfaden, die länger sind als die Dickedimension zwischen ein Paar von gegenüberstehenden flusswirksamen Flächen (siehe beispielsweise ein Magnet 404 in 52, oder Magnete 440, 450 in 64 (a) und 64(b)) effizient hergestellt werden können. Das vorstehende Herstellungsverfahren kann beispielsweise die in 56 oder 58 veranschaulichte Orientierungsvorrichtung ausgeführt werden.
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines Magneten einer Maßnahme F2, die von der Maßnahme F1 abhängt, umfasst der Magnetfeldgenerator

1. ein Paar von ersten und zweiten Spulen, die einachsig angeordnet sind, um einander mit einem vorbestimmten Raumbereich dazwischen gegenüberzustehen, und erregt werden, um jeweils entgegengesetzte erste und zweite Magnetfelder zu erzeugen
2. Ein Ausrichtungs- bzw. Orientierungsloch, das in dem Raumbereich angeordnet ist und nach außen von einer gemeinsamen Mittelachse der ersten und zweiten Spulen separiert ist

Der Ausrichtungsstrich bzw. Orientierungsdurchführungsschritt erregt die erste und die zweite Spule, und die erste und die zweite Spule zu bewirken, jeweils entgegengesetzte erste und zweite Magnetfelder in dem Raumbereich zu erzeugen, sodass die ersten und zweiten Magnetfelder miteinander in dem Raumbereich interagieren, was zu radial expandierenden Magnetfeldkomponenten weg von der gemeinsamen Mittelachse der ersten und zweiten Spule führt. Anschließend sammelt der Orientierungsdurchführungsschritt die radial expandierenden Magnetfeldkomponenten an dem Orientierungsjoch als das Orientierungsmagnetfeld, und führt die Ausrichtung bzw. Orientierung basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld durch.
Weil das Verfahren das erste und das zweite Magnetfeld bewirkt, miteinander in einem Raumbereich zu interagieren, und zu radial expandierenden Magnetfeldkomponenten weg von der gemeinsamen Mittelachse der ersten und zweiten Spule führt, und die radial expandierenden Magnetfeldkomponenten an dem Orientierungsjoch als das Orientierungsmagnetfeld sammelt, ist es möglich, angemessen das Kreisbogen-Orientierungsmagnetfeld zu erzeugen. Dies ermöglicht, dass die einfachen Magnetisierungsachsen mit einer gewünschten Ausrichtung bzw. Orientierung ausgerichtet werden können.
Zum Beispiel, wie beispielsweise in 56 veranschaulicht ist, erregt das Verfahren die erste und die zweite Spule 311 und 312, die ersten zweite Spule 311 und 312 zu bewirken, jeweils die entgegengesetzten ersten und zweiten Magnetfelder zu erzeugen, und bewirkt die ersten und zweiten Magnetfelder, um miteinander in dem Raumbereich zu interagieren, was zu radial expandierenden Magnetfeldkomponenten weg von der gemeinsamen Mittelachse der ersten und zweiten Spulen führt.
Anschließend sammelt das Verfahren die radial expandierenden Magnetfeldkomponenten in einem Kern (einem Orientierungsjoch) 313, der in einem Kreis angeordnet ist, als das Orientierungsmagnetfeld. In diesem Beispiel kann eine Magnetherstellungsform, d. h., ein Magnet als Magnetorientierungsziel, an einem radialen Außenabschnitt der Spulen 311 und 312 angeordnet sein. Dies vermeidet ein Vergrößern der Spulen 311 und 312, was die Größe des Magnetfeldgenerators kompakt macht.
Gemäß dem Verfahren einer Maßnahme F3, die von der Maßnahme F1 abhängt, umfasst der Magnetfeldgenerator einen Leiter. Der Ausrichtungsstrich bzw. Orientierungsdurchführungsschritt erregt dem Leiter, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das um eine Richtung der Länge des Leiters als das Orientierungsmagnetfeld zirkuliert, wodurch eine Ausrichtung bzw. Orientierung der einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf dem zirkulierenden Magnetfeld durchgeführt wird.
Gemäß dem vorstehenden Verfahren ist es möglich, angemessen das Kreisbogen-Orientierungsmagnetfeld unter Verwendung des zirkulierenden Magnetfelds zu erzeugen. Dies ermöglicht, dass die einfachen Magnetisierungsachsen mit gewünschter Ausrichtung bzw. Orientierung ausgerichtet werden können.
Gemäß einer Maßnahme F4, die von einer beliebigen der Maßnahmen F1 bis F3 abhängt, ist ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten mit magnetischen Pfaden, die jeweils länger sind als eine Dickedimension zwischen ein Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen bereitgestellt; wobei die flusswirksamen Flächen jeweils als Flusseintrittsfläche und Flussaustrittsfläche dienen.
Der Ausrichtungs- bzw. Orientierungsdurchführungsschritt umfasst

1. Anordnen der Gussform, sodass mindestens eine der Außenflächen des Magneten orientiert ist, um das Orientierungsmagnetfeld schräg zu schneiden bzw. zu kreuzen
2. Während die Gussform derart angeordnet ist, dass mindestens eine der Außenflächen des Magneten schräg das Orientierungsmagnetfeld schneidet, Durchführen einer Ausrichtung bzw. Orientierung der einfachen Magnetisierungsachsen basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld.

Gemäß dem Verfahren der Maßnahme F4 ist die Gussform derart angeordnet, dass mindestens eine der Außenflächen des Magneten orientiert ist, um das Orientierungsmagnetfeld schräg zu schneiden bzw. zu kreuzen. Dies ermöglicht, dass Magnete, die jeweils magnetische Pfade aufweisen, die länger sind als die Dickedimension zwischen einem Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen (siehe beispielsweise ein Magnet 404 in 52, oder Magnete 440, 450 in 64(a) und 64(b)) effizient hergestellt werden können.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten gemäß einer Maßnahme G1 umfasst

1. Durchführen einer Ausrichtung bzw. Orientierung von ausgerichteten einfachen Magnetisierungsachsen einer Gussform, in die ein magnetisches pulverförmiges Element angeordnet in einem Magnetfeld gefüllt wurde
2. Sintern eines Magneten als das magnetische pulverförmige Element nach dem Orientierungsdurchführungsschritt
3. Magnetisierung des Magneten nach dem Sinterschritt

Der Orientierungsdurchführungsschritt wendet, an einer Außenfläche des Magneten, ein Magnetfeld an, dass orientiert ist, um zu der Außenflächen des Magneten geneigt zu sein, wodurch die einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld orientiert bzw. ausgerichtet werden.
Der Orientierungsdurchführungsschritt des vorstehenden Herstellungsverfahrens orientiert die einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten basierend auf dem Magnetfeld, das orientiert ist, um zu der Außenfläche des Magneten geneigt zu sein. Diese Orientierungstechnologie ermöglicht, dass Magnete, die jeweils magnetische Pfade aufweisen, die länger sind als die Dickedimension zwischen dem Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen, wie etwa die in 49 veranschaulicht Magnete 400, effizient hergestellt werden können. Insbesondere ermöglicht diese Ausrichtungs- bzw. Orientierungstechnologie, dass die Magnete, die jeweils ein Orientierungsverhältnis von gleich oder mehr als 90 % aufweisen, stabil hergestellt werden können. Eine Erhöhung des Orientierungsverhältnisses jedes Magneten ist dazu fähig, mindestens eines der folgenden zu lösen

1. Fehlen von Materialeigenschaften jedes Magneten
2. Mangel der Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit jedes Magneten
3. Mangel einer Magnetkraft jedes Magneten

Das vorstehende Herstellungsverfahren kann beispielsweise durch die in 54 veranschaulichte Orientierungsvorrichtung ausgeführt werden.
Gemäß dem Verfahren einer Maßnahme G2, umfasst der Orientierungsdurchführungsschritt die Schritte des Anordnens einer Orientierungsspule in das Magnetfeld, und Erregen der Orientierungsspule, während die Gussform in der Orientierungsspule angeordnet ist, um dadurch das Orientierungsmagnetfeld zu erzeugen.
Das Verfahren gemäß der Maßnahme G2 ermöglicht, dass lineare magnetische Orientierungen, die parallel zueinander verlaufen, in der Orientierungsspule erzeugt werden. Dies ermöglicht eine einfache Durchführung einer parallelen Orientierung des Magneten durch bewirken, dass die einfachen Magnetisierungsachsen in einer linearen Richtung ausgerichtet sind.
Gemäß einer Maßnahme G3 abhängig von der Maßnahme G1 oder G2, ist ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten mit magnetischen Pfaden, die jeweils länger sind als eine Dickenrichtung zwischen ein Paar von gegenüberliegenden flusswirksame Flächen, bereitgestellt; wobei die flusswirksamen Flächen jeweils als Flusseintrittsfläche und Flussaußenfläche dienen.
Der Orientierungsdurchführungsschritt umfasst

1. Anordnen der Gussform, sodass mindestens eine der Außenflächen des Magneten ausgerichtet ist, um das Orientierungsmagnetfeld schräg zu schneiden bzw. kreuzen
2. Während die Gussform derart angeordnet ist, dass mindestens eine der Außenflächen des Magneten das Orientierungsmagnetfeld schräg schneidet, Durchführen einer Orientierung bzw. Ausrichtung der einfachen Magnetisierungsachsen basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld.

Gemäß dem Verfahren der Maßnahme G3 wird die Gussform derart angeordnet, dass mindestens eine der Außenflächen des Magneten orientiert ist, um das Orientierungsmagnetfeld schräg zu schneiden bzw. kreuzen. Dies ermöglicht, dass Magnete mit jeweils magnetischen Pfaden, die länger sind als die Dickerichtung zwischen einem Paar von gegenüberstehende flusswirksamen Flächen, (auf siehe beispielsweise ein Magnet 400 in 49) effizient hergestellt werden kann.
Gemäß dem Verfahren einer Maßnahme G4, die von der Maßnahme G3 abhängt, weist die in dem Magnetfeld angeordnete Gussform eine Innenwand zum Definieren eines internen Raums darin, einen ersten Wandabschnitt, der bezüglich des Orientierungsmagnetfeldes geneigt ist, und einen zweiten Brandabschnitt parallel zum Orientierungsmagnetfeld, auf.
Weil der erste der Wandabschnitt bezüglich des Orientierungsmagnetfeldes geneigt ist, und der zweite Wandabschnitt parallel zum Orientierungsmagnetfeld verläuft, in der Gussform als die Innenwände zu definieren des Innenraums darin bereitgestellt sind, ist es möglich, einen partiellen schwachen Abschnitt in dem Magneten zu eliminieren, während die magnetischen Pfade erzeugt werden, die in dem Magneten definiert sind und länger sind als die Dicke zwischen dem Paar von gegenüberliegenden wirksamen Flächen.
Das heißt, dass wenn der Magnet ein rechteckiges Profil in dessen Querschnitt aufweist, ein Durchführen einer Orientierung des Magneten in eine Richtung schräg geneigt bezüglich des Paars von wirksamen Flächen des Magneten bewirkt, dass sich relativ kürzere magnetische Pfade lokal in dem Magneten befinden. Dieser kürzere Magnetpfadabschnitt kann ein spezifischer schwacher Abschnitt bezüglich einer Entmagnetisierung werden. Für diesen Gesichtspunkt gilt, dass weil das Verfahren den partiellen spezifischen schwachen Abschnitt in dem Magneten während des Orientierungsbildungsschritts vor dem Magnetisierungsschritt eliminiert, sowohl magnetische Materialien des Magneten und/oder einen Schneideprozess bezüglich des partiellen spezifischen schwachen Abschnitts zu reduzieren.
Figurenliste

1 ist ein Längsschnitt einer rotierenden elektrischen Maschine.
Fig. ist ein seitlicher Querschnitt eines Rotors und eines Stators der rotierenden elektrischen Maschine.
3 ist eine Teildraufsicht des Rotors und des Stators der rotierenden elektrischen Maschine.
Fig. ist eine Teilansicht des Rotors und des Status der rotierenden elektrischen Maschine.
5 ist eine Ansicht, die den Einfluss eines Entmagnetisierungsfeldes in Bezug auf Magnete zeigt.
6 ist eine Ansicht, die eine gegenseitige Beeinflussung der magnetischen Flusskomponenten zeigt.
7 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer ersten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels.
8 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer zweiten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels.
9 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer dritten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels.
10 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer vierten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels.
11 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer fünften Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels.
12 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer sechsten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels.
13 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer siebten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels.
14 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
15 ist eine erläuternde Ansicht zur Erläuterung der Magnetisierung eines Magneten mithilfe eines orientierten Magnetfeldes.
16 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer ersten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels.
17 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer zweiten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels.
18 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer dritten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels.
19 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer vierten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels.
20 ist eine Teilansicht eines Motors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
21 ist eine erläuternde Ansicht zur Erläuterung der Magnetisierung eines Magneten mithilfe eines orientierten Magnetfeldes.
22 ist eine erläuternde Ansicht zur Erläuterung der Magnetisierung eines Magneten mithilfe eines orientierten Magnetfeldes.
23 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
24 ist eine Teilansicht eines Druckers gemäß einer ersten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
25 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer zweiten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
26 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer dritten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
27 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer vierten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
28 ist eine Ansicht, die die magnetischen Orientierungen eines Magneten im Detail zeigt.
29 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer fünften Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
30 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer sechsten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
31 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer siebten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
32 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer achten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
33 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer neunten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
34 ist eine Ansicht, die verschiedene Konfigurationen von Magneten zeigt.
35 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer zehnten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
36 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß der zehnten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
37 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß der zehnten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels.
38 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
39 ist eine erläuternde Ansicht zur Erläuterung der Magnetisierung eines Magneten mithilfe eines orientierten Magnetfeldes.
40 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer Modifikation des fünften Ausfü h ru ngsbeispiels.
41 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
42 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
41 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
42 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
43 ist eine Erklärungsansicht zur Erläuterung der Magnetisierung eines Magneten mit Hilfe eines orientierten Magnetfeldes gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel.
44 ist eine Teilansicht eines Rotors gemäß einer noch weiteren Modifikation des fünften Ausführungsbeispiels.
45 ist ein Längsschnitt einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
46 ist eine Ansicht, die das Einpressen eines Rotorkerns über eine Welle zeigt.
47(a) ist eine Ansicht, die die Struktur der in einen Stator eingebauten Statorwicklungen zeigt;
47(b) ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur eines Drahtes zeigt.
48 ist eine Teilansicht eines Rotors.
49 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines Magneten.
50 ist eine Ansicht, die magnetische Orientierungen für Magnete zeigt.
51 ist ein Graph, der den Zusammenhang zwischen der magnetischen Weglänge eines Magneten und dem Permeanzkoeffizienten zeigt.
52 ist ein seitlicher Querschnitt einer anderen Struktur eines Magneten.
53 ist eine Teildraufsicht eines Rotors.
54 ist eine Ansicht, die einen Schritt zur Durchführung der Orientierung eines Magneten veranschaulicht.
55 ist eine Querschnittsansicht, die Formen und die innere Struktur jeder Form zeigt.
56 ist eine Ansicht, die einen Schritt zur Durchführung der Orientierung eines Magneten zeigt.
75 ist eine Ansicht, die speziell magnetische Orientierungen für einen Magneten zeigt.
58 ist eine Ansicht, die einen Schritt zur Durchführung der Orientierung eines Magneten zeigt.
59 ist eine Teildraufsicht eines Rotors eines siebten Ausführungsbeispiels.
60 ist eine Ansicht, die die magnetischen Orientierungen eines Magneten im Detail zeigt.
61 ist eine Teildarstellung eines Rotors einer achten Ausführung.
62 ist eine Teildarstellung eines Rotors der neunten Ausführung.
63 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Magneten zeigt, der zum Teil modifiziert wurde.
64 ist ein seitlicher Querschnitt durch die jeweiligen Magnete einer zehnten Ausführung.
65 ist eine Ansicht zur ergänzenden Erklärung der magnetischen Orientierung eines Magneten.
Bild 66 ist eine Ansicht, die schematisch einen Magnetisierungsapparat gemäß einem elften Ausführungsbeispiel darstellt.
Bild 67 ist eine schematische Darstellung des Magnetisierungsapparates gemäß dem elften Ausführungsbeispiel.
68 ist eine Teildarstellung eines Rotors des zwölften Ausführungsbeispiels. Bild 69 ist ein Spannungsvektordiagramm, das die d- und q-Achsen-Spannungsvektoren darstellt.
7 ist eine Ansicht, die schematisch ein rotierendes Magnetfeld darstellt, das senkrecht zur d-Achse steht.
71 ist eine Ansicht, die schematisch ein rotierendes Magnetfeld darstellt, das senkrecht zur q-Achse steht.
72 ist ein Spannungsvektordiagramm, das die Spannungsvektoren der d- und q-Achse zeigt.
73 ist ein Schaltplan, der ein rotierendes elektrisches Maschinenantriebssystem darstellt.
74 ist ein Blockdiagramm, das einen Regelprozess zur Steuerung des Erregerstroms jeder Phase zeigt.
Bild 75 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die Phase jedes Reluktanzdrehmoments, des Magnetdrehmoments und des Gesamtdrehmoments geändert wird.
76 ist ein Diagramm, das die magnetische Oberflächenflussdichte einer Oberfläche eines Rotors, die durch Magnete erzeugt wird, darstellt.
77 ist eine Teilansicht eines Rotors.
78 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die einen Magneten einer vierzehnten Ausführung zeigt.
79 ist eine Ansicht, die Modifikationen der vierzehnten Ausführung zeigt.
80 ist ein seitlicher Querschnitt, der einen Magneten der fünfzehnten Ausführung zeigt.
81 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer mehrschichtigen Struktur zeigt.
82 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer mehrschichtigen Struktur zeigt.
83 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel für einen Orientierungsschritt eines Magneten darstellt.
84 ist eine Blockdarstellung, die ein Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine zeigt, in dem eine Spannungssteuerung hinzugefügt wurde.
85 ist eine Darstellung, die die Wellenform jedes Phasenstromes, der in einem rechteckigen 120-Grad-Erregungsmodus gesteuert wird, veranschaulicht.
86 ist eine Ansicht, die eine Orientierung des magnetischen Flusses um die d-Achse zeigt.
87 ist eine Ansicht, die einen Pfad veranschaulicht, durch den der magnetische Fluss in einem Rotor verläuft, wenn der entsprechende Motor in einem normalen Steuermodus betrieben wird, ohne eine Feldschwächungssteuerung auszuführen.
88 ist eine Ansicht, die veranschaulicht, wie der magnetische Fluss durch den Rotor bei der Ausführung des Feldschwächungsregelmodus verläuft.
89 ist ein Schaltplan eines äquivalenten Magnetkreises eines Innenmagnetrotors.
90 ist ein magnetischer Widerstand um die q-Achse;
91 ist ein Oberflächenmagnet-Rotor.
92 ist eine Ansicht, die den Oberflächenmagnet-Rotor und einen Stator veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung mit Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Offenbarung verkörpert rotierende elektrische Maschinen, die jeweils als ein Motor dienen; wobei diese rotierenden elektrischen Maschinen beispielsweise als Leistungsquelle für Fahrzeuge verwendet werden. Was andere Anwendungen betrifft, kann jede der rotierenden elektrischen Maschinen gemäß der vorliegenden Offenbarung weiterhin für industrielle Verwendung, Verkehr, Haushaltsgeräte, Büroautomatisierungsausstattungen und Spielautomaten verwendet werden.
Beschreibungen von Elementen jedes Ausführungsbeispiels können an entsprechende Elemente angewendet werden, denen in den anderen Ausführungsbeispielen gleiche Bezugszeichen zugewiesen sind.
Erstes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird ein schematischer Aufbau einer rotierenden elektrischen Maschine 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, die als ein Innenrotor-Innenpermanentmagnet (IPM)-Motor konzipiert ist, mit Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine Längsschnittansicht einer rotierenden elektrischen Maschine entlang der Richtung einer Drehwelle 2 der rotierenden elektrischen Maschine 1, und 2 ist eine seitliche Querschnittansicht eines Rotors 10 und eines Stators 30 entlang einer Richtung senkrecht zu der Drehwelle 2. Im Folgenden wird eine Erstreckungsrichtung der Drehwelle 2 als eine Axialrichtung, und Richtungen, die sich radial um die Drehwelle 2 erstrecken, als Radialrichtungen definiert. Im Folgenden wird ebenso eine Richtung, die sich umlaufend um die Drehwelle 2 erstreckt, als eine Umlaufrichtung definiert.
Die rotierende elektrische Maschine 1 umfasst den Rotor 10, den Stator 30 und ein Gehäuse 4. Der Rotor 10 ist an die Drehwelle 2 montiert, und der Stator 30 weist eine Ringform auf, und ist angeordnet, um den Rotor 10 zu umgeben. Das Gehäuse 4 beherbergt den Rotor 10 und den Stator 30. Der Rotor 10 und der Stator 30 sind angeordnet, um einachsig zueinander zu verlaufen. Der Rotor 10 befindet sich an einer Innenseite des Stators 30 in einer Radialrichtung des Stators 30, um den Stator 30 gegenüberzustehen. Ein Luftspalt ist zwischen der Außenumfangsfläche des Rotors 10 und der Innenumfangsfläche des Stators 30 bereitgestellt.
Das Gehäuse 4 umfasst ein Paar von rohrförmigen Gehäuseelementen 4a und 4b, die jeweils eine Öffnung und einen Boden ausweisen. Die Gehäuseelemente 4a und 4b sind miteinander über Schrauben 5 integriert, während die Öffnung des Gehäuseelements 4a mit der Öffnung des Gehäuseelements 4b verbunden ist. Lager 6 und 7 sind an dem Gehäuse 4 montiert, und die Drehwelle 2 und der Rotor 10 werden drehbar über die Lager 6 und 7 getragen.
Bezugnehmend auf 2, umfasst der Rotor 10 einen Rotorkern 11 mit einer hohlen zylindrischen Form und einer Innenumfangsfläche, an der die Drehwelle 2 montiert ist. Der Rotorkern 11 bildet Magnetinstallationslöcher 12 aus, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Magnete 13, wie etwa Permanentmagnete 13, sind in den jeweiligen Installationslöchern 12 installiert. Detaillierte Beschreibungen der Magnetinstallationslöcher 12 werden später beschrieben.
Der Stator 30 umfasst einen Statorkern 31 mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form, und besteht aus dem Stapel von vielen elektromagnetischen Stahlplatten. Der Statorkern 31 weist Schlitze 32 auf, die jeweils durch diesen in dessen Axialrichtung ausgebildet sind, und die Schlitze 32 sind umlaufend mit regelmäßigen Abständen dazwischen angeordnet. Zum Beispiel sind dreiphasige Statorwicklungen 33 in den Schlitzen 32 gewickelt. Der Statorkern 31 des ersten Ausführungsbeispiels weist 48 Schlitze 32 auf, die umlaufend mit regelmäßigen Interwallen angeordnet sind; wobei die 48 Schlitze 32 den dreiphasigen Statorwicklungen 33 ermöglichen, darin gewickelt zu werden, um mit einer vorbestimmten Anzahl von magnetischen Polen, d.h. Polen, des Rotors 10 übereinzustimmen.
Als nächstes werden im Folgenden die Magnetinstallationslöcher 12 des Rotorkerns 11 und die Magnete 13 detailliert mit Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. Es sei angemerkt, dass die 3 und 4 jeweils einen Teil der rotierenden Elektromaschine 1 veranschaulichen, der einem Pol von den Polen, beispielsweise von gesamt 8 Polen, der rotierenden Elektromaschine 1 entspricht.
Der Rotorkern 11 besteht aus vielen elektromagnetischen Stahlplatten, die gestapelt sind, um eine im Wesentlichen zylindrische Form aufzuweisen, und weist ein Durchgangsloch 14 auf, das durch einen Mittelabschnitt des Rotorkerns 11 ausgebildet ist. Ein Einpassen der Drehwelle 2 in das Durchgangsloch 14 führt dazu, dass der Rotorkern 11 an die Drehwelle 2 montiert wird.
Es sei angemerkt, dass die elektromagnetischen Stahlplatten, die den Rotorkern 11 bilden, miteinander in deren Axialrichtung unter Verwendung von Fixierungsmittel fixiert sind, wie etwa Gelenke oder Verschweißungen.
Wie in 3 veranschaulicht ist, weist der Rotorkern 11 eine d-Achse und eine q-Achse auf, und das Fixierungsmittel befindet sich vorzugsweise auf einem magnetischen Pfad der q-Achse des Rotorkerns 11. Der Rotorkern 11 kann an die Drehwelle 2 unter Verwendung eines Klebstoffs, deren Konkav-Konvexe-Strukturen, wie etwa deren Passfeder und Federnutstrukturen oder deren Kerbverzahnungsstrukturen, oder Presspassen. Es sei angemerkt, dass die d-Achse eine Mittelachse einer magnetomotorischen Kraft, das heißt, eines magnetischen Flusses, repräsentiert, und die q-Achse eine Achse magnetisch senkrecht zur d-Achse repräsentiert. Mit anderen Worten weist die q-Achse gewöhnlich keine magnetischen Polaritäten auf, d.h. Nord- und Südpolaritäten.
Die Innenumfangsfläche 14b des Durchgangslochs 14 weist darin ausgebildete konvexe Abschnitte 14a auf, die sich jeweils auf der entsprechenden d-Achse befinden; wobei jeder konvexe Abschnitt 14a nach innen in die entsprechende Radialrichtung hervorsteht, um auf der Außenumfangsfläche der Drehwelle 2 anzuliegen. Jeder konvexe Abschnitt 14a kann eine beliebige Form aufweisen, wie etwa eine Rechteckform, eine Trapezform, oder eine Dreieckskammform. Das heißt, dass auf der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 14 die konvexen Abschnitte 14a und konkave Abschnitte, die sich jeweils zwischen einem entsprechenden benachbarten Paar der konvexen Abschnitte 14a dazwischen befinden, ausgebildet ist; wobei die konvexen Abschnitte 14a konfiguriert sind, um an der Außenumfangsfläche der Drehwelle 2 anzuliegen.
Es sei angemerkt, dass anstatt des Bereitstellens der konvexen Abschnitte 14a auf der Innenumfangsfläche der Durchgangslöcher 14, konvexe Abschnitte an der Außenumfangsfläche der Drehwelle 2 bereitgestellt sein können.
Die Magnetinstallationslöcher 12, wie etwa sechzehn Magnetinstallationslöcher 12 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wurden durch einen peripheren Abschnitt des Rotorkerns 11 in der Axialrichtung davon ausgebildet; wobei sich der periphere Abschnitt benachbart zu der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11, die der Innenumfangsfläche des Stators 30 gegenübersteht, befindet. Die Magnetinstallationslöcher 12 sind in regelmäßigen Abständen in der Umgangsrichtung angeordnet.
Die Magnetinstallationslöcher 12 bestehen aus mehreren Paaren von Magnetinstallationslöchern 12, wobei jedes Paar aus zwei Magnetinstallationslöchern 12 besteht. Die zwei Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars weisen eine im Wesentlichen V-Form auf, sodass ein Abstand zwischen den zwei Magnetinstallationslöchern 12 in Richtung der radialen Außenseite des Rotorkerns 11 größer wird. Mit anderen Worten wird ein Abstand jedes Magnetinstallationslochs 12 relativ zu dem Stator 30 in Richtung der d-Achse größer. Die Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars weisen ein symmetrisches Profil bezüglich der d-Achse, das heißt, der Magnetpolmittelachse, auf. Das erste Ausführungsbeispiel stellt die Gesamten acht Paare der Magnetinstallationslöcher 12 in dem Rotorkern 11 bereit, um regelmäßig in der Umfangsrichtung angeordnet zu sein.
Die Kombination der in den jeweiligen Magnetinstallationslöchern 12 jedes Paars installierten Magnete 13 dient als eine Magnetbaugruppe, die als Magnetbaugruppe 13 bezeichnet wird; wobei die Magnetbaugruppe 13 jedes Paars einen magnetischen Pol bildet. Das heißt, dass die Magnetbaugruppen 13 von acht Paaren mehrere magnetische Pole bereitstellen, d.h. acht Pole im ersten Ausführungsbeispiel, wobei deren Polaritäten abwechselnd in der Umfangsrichtung geändert sind. Die Magnete 13 jedes Paars, das einen magnetischen Pol bildet, sind angeordnet, um symmetrisch bezüglich der entsprechenden d-Achse zu sein.
Als nächstes wird im Folgenden die Form jedes Magnetinstallationslochs 12 detailliert beschrieben. 4 veranschaulicht den Rotorkern 11 mit jedem Paar der Magnetinstallationslöcher 12, in die die entsprechende Magnetbaugruppe 13 nicht installiert ist. In 4 ist eine Achse, die sich radial zwischen dem Magnetinstallationsloch 12 eines Paars erstreckt, als die d-Achse definiert, und Achsen, die sich an beiden Außenseiten der Magnetinstallationslöcher 12 befinden, um sich radial zu erstrecken, und magnetisch senkrecht zur d-Achse verlaufen, sind als die q-Achsen definiert.
Bezugnehmend auf 4, besteht jedes Magnetinstallationsloch 12 aus einem ersten Lochabschnitt 12a, einem zweiten Lochabschnitt 12b und einem dritten Lochabschnitt 12c. Der erste Lochabschnitt 12a befindet sich benachbart zur Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 und benachbart zur entsprechenden q-Achse. Der zweite Lochabschnitt 12b befindet sich näher an der Innenumfangsfläche des Rotorkerns 11 und der d-Achse als der erste Lochabschnitt 12a. Der dritte Lochabschnitt 12c verbindet den ersten und den zweiten Lochabschnitt 12a und 12b.
Der erste Lochabschnitt 12a ist angeordnet, um sich entlang der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 zu erstrecken, und der zweite Lochabschnitt 12b ist angeordnet, um sich entlang der d-Achse zu erstrecken. Der dritte Lochabschnitt 12c ist angeordnet, um den ersten und den zweiten Lochabschnitt 12a und 12b miteinander linear zu verbinden.
Jeder des ersten, zweiten und dritten Lochabschnitts 12a, 12b, und 12c weist eine im Wesentlichen rechteckige Form in deren Querschnitt, der senkrecht zur Axialrichtung des Rotorkerns 11 verläuft, auf. Der seitliche Querschnitt von jedem des ersten, zweiten und dritten Lochabschnitts 12a, 12b, und 12c weist eine Länge in einer Längsrichtung des entsprechenden einen, des ersten, zweiten und dritten Lochabschnitts 112a, 12b und 12c, auf. Die Länge des seitlichen Querschnitts des dritten Lochabschnitts 12c in dessen Längsrichtung ist die längste. Es sei angemerkt, dass, wenn nicht anderweitig angemerkt, die Längsrichtung jedes Magneten und jedes Magnetinstallationslochs einer Längsrichtung des entsprechenden seitlichen Querschnitts repräsentiert.
Bezugnehmende auf 4, befinden sich die zweiten Lochabschnitte 12b eines Paars der Magnetinstallationslöcher 12 benachbart zueinander über die d-Achse hinweg, wobei sich eine Zwischenbrücke 15 des Rotorkerns 11 zwischen dem zweiten Lochabschnitt 12b befindet, um sich radial zu erstrecken. Die Zwischenbrücke 15, die eine schmale Breite aufweist, bewirkt eine magnetische Flusssättigung auf der d-Achse um dadurch die Bildung eines Magnetkreises zu unterbinden oder zu blocken. Dies reduziert die Menge eines Leckflusses, der über die Zwischenbrücke 15 erzeugt wird.
Zusätzliche weist der erste Lochabschnitt 12a des Magnetinstallationslochs 12 eine radiale Außenwandfläche auf, die sich benachbart zur Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 befindet, was zu einer Außenbrücke 16 zwischen dem ersten Lochabschnitt 12a und der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 führt.
Wie in 3 veranschaulicht ist, als die Magnetbaugruppe 13, ist ein Hauptmagnet 21 in dem dritten Lochabschnitt 12c jedes Magnetinstallationslochs 12 angeordnet, und Hilfsmagnete 22 und 23 sind jeweils in den ersten und zweiten Lochabschnitten 12a und 12b angeordnet. Das heißt, dass die Hilfsmagnete 22 und 23 in jedem Magnetinstallationsloch 12 installiert sind, um sich jeweils benachbart zu beiden Enden des Hauptmagneten 21 zu befinden. Der Hauptmagnet 21 weist eine Rechteckform in dessen seitlichen Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung des Rotorkerns 11 auf. Der Hauptmanget 21 weist gegenüberliegende flusswirksame Flächen, d.h. Hauptflächen, 21a und 21b auf. Die flusswirksamen Fläche 21a befindet sich näher am Stator 30 als die flusswirksame Fläche 21b. Es sei angemerkt, dass eine flusswirksame Fläche eine Fläche bezeichnet, in die ein magnetischer Fluss fließt, und aus der ein magnetischer Fluss fließt.
Der Rotorkern 11 weist einen Statorseitenabschnitt, d.h. einen ersten Abschnitt, der sich näher am Stator 30 relativ zu jedem Magnetinstallationsloch 12 befindet, und einen gegenüberliegenden Statorabschnitt, d.h., einen zweiten Abschnitt, der sich weiter weg von dem Stator 30 relativ zu dem entsprechenden Magnetinstallationsloch 12 befindet, auf.
Der Hauptmagnet 21 ist angeordnet, sodass

(1) Eine Ausrichtung bzw. Orientierung von einfachen Magnetisierungsachsen, die darin gebildet sind, oder Magnetisierungsdichtungen, das heißt, innere Magnetlinien, die magnetische Pfade bilden, ist bezüglich der d-Achse geneigt
(2) Die Orientierung bzw. Ausrichtung der einfachen Magnetisierungsachsen schneidet sich mit der d-Achse an dem statorseitigen Abschnitt des Rotorkerns 11 relativ zu dem Magnetinstallationsloch 12

Der Hauptmagnet 21 dient als ein erstes Magnetelement.
In jedem Ausführungsbeispiel besteht jeder der Magnete aus einem Körper mit zuvor orientierten bzw. ausgerichteten einfachen Magnetisierungsachsen; wobei der Körper in eine oder mehrere vorbestimmte Magnetisierungsrichtungen magnetisiert wurde. Der magnetisierte Körper jedes Magneten weist Linien eines magnetischen Flusses mit entsprechenden Richtungen auf, und die Richtungen der entsprechenden Linien des magnetischen Flusses des magnetisierten Körpers bezeichnet Magnetisierungsrichtungen des entsprechenden Magneten in jedem Ausführungsbeispiel.
Es sei angemerkt, dass in jedem Ausführungsbeispiel die Orientierung bzw. Ausrichtung jeden magnetischen Pfades, d.h. jeder magnetischen Linie, eines Magneten eine Orientierung bzw. Ausrichtung eines entsprechenden magnetischen Flusses davon zeigt. Die Orientierung jedes magnetischen Pfades kann beispielsweis unter Verwendung von Proben gemessen werden, oder kann über Computer berechnet werden.
Der Hauptmagnet 21 weist ein erstes und ein zweites Ende 21c und 21d auf, die einander in der Längsrichtung davon gegenüberstehen. Das erste und das zweite Ende 21c und 21d befinden sich benachbart zu den jeweiligen q-Achsen und d-Achsen.
Die Hilfsmagnete 22 und 23 sind in den jeweiligen ersten und zweiten Löchern 12a und 12b angeordnet, sodass das erste und das zweite Loch 12a und 12b angeordnet sind, jeweils an die zweiten Enden 21c und 21d des Hauptmagneten 21 anzustoßen oder sich benachbart dazu zu befinden. Jeder der Hilfsmagneten 22 und 23 weist die sich darin befindlichen einfachen Magnetisierungsachsen auf; wobei die einfachen Magnetisierungsachsen (siehe Pfeile) definiert sind, eine Orientierung aufzuweisen, die die einfachen Magnetisierungsachsen des Hauptmagneten 21 schneidet. Zum Beispiel können Magnete aus seltenen Erden, wie etwa gesinterte Neodymmagnete, für die Haupt- und Hilfsmagnete 21, 22 und 23 verwendet werden.
Diese Magnete 21 bis 23 sind vorzugsweise angeordnet, um an den Innenwandflächen des Magnetinstallationslochs 12 anzuliegen, jedoch können diese Magnete 21 bis 23 angeordnet sein, den jeweiligen Innenwandflächen des Magnetinstallationslochs 12 mit vorbestimmten infinitesimalen Aussparungen unter Berücksichtigung der Differenz des linearen Expansionskoeffizienten zwischen den Magneten 21 bis 23 und dem Rotorkern 11, gegenüberzustehen. Zum Beispiel kann ein Harzmaterial oder ein Klebstoff in jede der Aussparungen zwischen den Magneten 21 bis 23 und den jeweiligen entsprechenden Innenwandflächen des Magnetinstallationslochs 12 gefüllt werden, und dadurch die Magnete 21 bis 23 zu fixieren. Ein Fixieren der Magnete 21 bis 23 unter Verwendung eines Harzmaterial oder eines Klebstoffs reduziert Geräusche aufgrund von Schwingung, und reduziert Ungleichgewichte zwischen den Phasen von elektrischen Strömen, die an den Stator 30 angelegt werden, relativ zum Rotor 10.
Die Hauptmagnete 21 weisen jeweils die größte Größe aller Magnete 21 bis 23 auf, und jedes Paar der Hauptmagnete 21 ist für die Polarität des entsprechenden Poles bereitgestellt. Jeder der Hauptmagnete 21 weist eine rechteckige Form in dessen Querschnitt auf.
Wie vorstehend beschrieben, weist jeder der Hauptmagnete 21 eines Paars, die einen entsprechenden Pol bilden (zum Beispiel den Nordpol in 3), die einfachen Magnetisierungsachsen auf, und sind derart angeordnet, dass die einfachen Magnetisierungsachsen in Richtung der d-Achse gerichtet sind, während diese bezüglich der d-Achse geneigt bzw. schräg sind.
Insbesondere weist jeder Hauptmagnet 21 die einfachen Magnetisierungsachsen auf, das heißt, einfach magnetisierbare Kristallausrichtungen. Die einfachen Magnetisierungsachsen jedes Hauptmagneten 21 sind ausgerichtet, um senkrecht zu den ersten und zweiten flusswirksamen Flächen 21a und 21b zu verlaufen, mit anderen Worten, parallel zu den Flächen des ersten und des zweiten Endes 21c und 21d zu verlaufen. Dies führt dazu, dass die einfachen Magnetisierungsachsen jedes Hauptmagneten 21, die in dem entsprechenden Magnetinstallationsloch 12 installiert sind, bezüglich der d-Achse geneigt bzw. schräg sind.
In den 1 und 3 ist der Nordpol veranschaulicht, sodass die einfachen Magnetisierungsachsen von jedem der Hauptmagnete 21 des entsprechenden Paars gerichtet sind, um die d-Achse in Richtung der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 anzunähern.
Es sei angemerkt, dass in jedem Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Messen der Richtung und/oder der Länge von jeder einfachen Magnetisierungsachse und/oder jeden magnetischen Pfades in einem Magneten, der in dem entsprechenden Ausführungsbeispiel verwendet wird, berücksichtigt wird, solange sich keine Erzeugungseinheiten eines magnetischen Flusses, die jeweils ein größeres Magnetfeld erzeugen können als die magnetische Koerzitivkraft des Magneten, im Umfeld des Magneten befindet.
Ein Orientierungsverhältnis von einfachen Magnetisierungsachsen repräsentiert ein Orientierungsverhältnis oder einen Anteil der einfachen Magnetisierungsachsen. Eine Orientierung von einfachen Magnetisierungsachsen eines Magneten repräsentiert eine Ausrichtung bzw. Orientierung mit 50% oder mehr des Orientierungsverhältnisses, oder repräsentiert eine durchschnittliche Orientierung der einfachen Magnetisierungsachsen.
Zum Beispiel wird im Folgenden das Orientierungsverhältnis eines Magneten in einem ersten Beispielfall beschrieben, in dem der Magnet sechs einfache Magnetisierungsachsen aufweist, wobei fünf davon jeweils in Richtung der gleichen ersten Richtung orientiert sind, während die verbleibende in Richtung einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung orientiert ist. In diesem ersten Beispiel beträgt das Orientierungsverhältnis 5/6. Als weiteres Beispiel, wenn die verbleibende der sechs einfachen Magnetisierungsachsen in Richtung einer dritten Richtung orientiert ist, die um 45 Grad zur ersten Richtung geneigt ist, das Orientierungsverhältnis (5 + 0,706)/6 beträgt, weil cos 45° gleich 0,707 ist.
Es sei angemerkt, dass eine durchschnittliche Orientierung, d.h. eine gemittelte Richtung, der ausgerichteten Orientierungen aller der einfachen Magnetisierungsachsen, d.h. magnetischen Pfade eines Magneten als eine repräsentative Richtung einer einfachen Magnetisierungsachse oder einer repräsentativen magnetischen Pfadrichtung beschrieben werden kann. Gleichermaßen kann die Orientierung oder Richtung der häufigsten Achse in den einfachen Magnetisierungsachsen, die 50% oder mehr des Orientierungsverhältnisses aufweist, als eine repräsentative Richtung einer einfachen Magnetisierungsachse oder eine repräsentative magnetische Pfadrichtung beschrieben werden.
Der Hauptmagnet 21 weist einen höheren Wert des Orientierungsverhältnisses bezüglich jeder der flusswirksamen Flächen 21a und 21b, die jeweils die langen Seiten des seitlichen Querschnitts davon bilden, auf. Die Orientierung des Hauptmagneten 21 wird bestimmt, um senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 21a und 21b zu verlaufen. Es sei angemerkt, dass wenn der Hauptmagnet 21 eine magnetisch ausgerichtete Komponente aufweist, die gerichtet ist, um senkrecht zu den flusswirksamen Flächsen 21a und 21b zu verlaufen, der Hauptmagnet 21 eine Funktion des Ausgebens eines magnetischen Flusses in Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 21a und 21b ausweisen kann.
Die Hilfsmagnete 22 und 23 sind in jeweilige Räume der Magnetinstallationslöcher 12 installiert, in die der Hauptmagnet 21 nicht eingebracht ist, um sich so benachbart zu den Flächen des ersten und des zweiten Endes 21c und 21d des Hauptmagneten 21 in dessen Längsrichtung zu befinden. Die einfachen Magnetisierungsachsen von jedem der Hilfsmagneten 22 und 23 unterscheiden sich von der einfachen Magnetisierungsachse des Hauptmagneten 21. Insbesondere sind die einfachen Magnetisierungsachsen, d.h. die Magnetisierungsrichtungen oder ausgerichteten Orientierungen, von jedem der Hilfsmagnete 22 und 23 definiert, die Fläche des entsprechenden des ersten und des zweiten Endes 21c und 21d des Hauptmagneten 21 in dessen Längsrichtung zu schneiden.
In dem in 1 veranschaulichten Aufbau sind die einfachen Magnetisierungsachsen von jedem der Hilfsmagnete 22 und 23 definiert, um in Richtung der Fläche des entsprechenden einen, des ersten und des zweiten Endes 21c und 21d des Hauptmagneten 21, orientiert zu sein.
Ein zwischen der Orientierung der einfachen Magnetisierungsachse des Hauptmagneten 21 und dem ersten Ende 21c und der Orientierung der einfachen Magnetisierungsachse des Hilfsmagneten 22 gebildete Winkel ist auf einen spitzen Winkel kleiner 90 Grad eingestellt. Mit anderen Worten ist ein Winkel zwischen der Bewegungsrichtung der magnetischen Pfade des Hauptmagnete 21 und der Bewegungsrichtung der magnetischen Pfade des Hilfsmagneten 22 auf einen spitzen Winkel kleiner als 90 Grad eingestellt.
Gleichermaßen ist ein zwischen der Orientierung den einfachen Magnetisierungsachsen des Hauptmagneten 21 am zweiten Ende 21d und der Orientierung der einfachen Magnetisierungsachsen des Hilfsmagneten 23 gebildeter Winkel auf einen spitzen Winkle kleiner als 90 Grad eingestellt. Mit anderen Worten ist ein Winkel zwischen der Bewegungsrichtung der magnetischen Pfade des Hauptmagneten 21 und der Bewegungsrichtung der magnetischen Pfade des Hilfsmagnete 23 auf einen spitzen Winkel kleiner als 90 Grad eingestellt.
Das erste Ausführungsbeispiel ist derart konfiguriert, dass die Hilfsmagnete 22 und 23 bereitgestellt sind, um sich jeweils benachbart zu den entsprechenden Enden des Hauptmagneten 21 in dessen Längsrichtung zu befinden. Diese Konfiguration ermöglicht, dass der Hauptmagnet 21 positioniert wird, während der Hauptmagnet 21 durch die Hilfsmagnete 22 und 23 gehalten wird. Diese Konfiguration eliminiert daher eine Bildung und Positionierung von Vorsprüngen an Wänden des Rotorkerns 11, die das Magnetinstallationsloch 12 umgeben, zum Fixieren des Hauptmagneten 21. Dies ermöglicht, die Notwendigkeit eines Gestaltens des Rotorkerns 11 und des Hauptmagneten 21 unter Berücksichtigung der Differenz des linearen Expansionskoeffizienten zwischen den Positionierungsvorsprüngen des Rotorkerns 11 und dem Hauptmagneten 21 zu eliminieren.
Wie vorstehend beschrieben, befindet sich die radiale Außenwandfläche des ersten Lochabschnitts 12a dessen Magnetinstallationslochs 12 benachbart zu der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11, was zu der Außenbrücke 16 zwischen dem ersten Lochabschnitt 12a und der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 führt. Die Außenbrücke 16, die eine schmale Breite aufweist, verhindert einen Selbst-Kurzschluss des magnetischen Flusses des Hilfsmagneten 22 in der Umgebung der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11.
Die Hilfsmagnete 22 und 23 zusätzlich zu dem Hauptmagnet 21, die die Magnetbaugruppe 13 bilden, die in dem Magnetinstallationsloch 12 angeordnet ist, führen zu einer Verbesserung der Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit an den jeweiligen beiden Enden, d.h. dem ersten und dem zweiten Ende 21c und 21d des Hauptmagneten 21 in dessen Längsrichtung. Das heißt, dass die Hilfsmagnete 22 und 23 die magnetischen Pfade in dem Magnetinstallationsloch 12 verlängern, und dadurch die magnetische Permeanz der Magnetbaugruppe 13 zu erhöhen, was ermöglicht, die Widerstandsfähigkeit der Magnetbaugruppe 13 gegen entgegengesetzte Magnetfelder, wie etwa ein Entmagnetisierungsfeld, zu stärken. Im Folgenden wird dies im Detail beschrieben.
Insbesondere werden im Folgenden Merkmale des Rotors 10 beschrieben, während ein Rotor mit Magneten beschrieben wird, die angeordnet sind, eine V-Form aufzuweisen, wie in den 5(a), 5(b) und 6 als ein Vergleichsbeispiel veranschaulicht ist.
In dem in den 5(a), 5(b) und 6 veranschaulichten Rotor sind rechteckige Magnetinstallationslöcher 202 in einem Rotorkern 201 ausgebildet, um symmetrisch bezüglich der d-Achse zu sein; wobei die Magnetinstallationslöcher 202 angeordnet sind, um eine V-Form aufzuweisen. Ein Paar von Permanentmagneten 203 ist jeweils in den Magnetinstallationslöchern 202 installiert, während die einfachen Magnetisierungsachsen von jedem der Permanentmagnete 203 bezüglich der d-Achse geneigt ist.
Jede der 5(a) und 5(b) veranschaulicht, dass Erregungsleiter 204 der Statorwicklungen den Stator bewirken, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen, das als ein Entmagnetisierungsfeld dient.
Insbesondere veranschaulicht 5(a) einen ersten Erregungszustand, in dem der Leiter 204, der sich auf der q-Achse befindet, erregt wird, und 5(b) veranschaulicht einen zweiten Erregungszugstand, in dem der Leiter 204, der sich auf der d-Achse befindet, erregt wird. In jedem des ersten und zweiten Erregungszustands wirkt das entsprechende rotierende Magnetfeld, das durch den Stator erzeugt wird, auf den Rotor als ein Entmagnetisierungsfeld. In dem Vergleichsbeispiel kann das Entmagnetisierungsfeld eine Ecke P1 eines q-Achsen-Seitenendes jedes Permanentmagneten 203 entmagnetisieren.
Zum Begegnen eines solchen Themas weist der Hilfsmagnet 22, der bereitgestellt ist, um sich benachbart zu dem ersten Ende 21c des Hauptmagneten 21 zu befinden, oder an diesem anzuliegen, die folgenden Funktionen auf.
Wie in 3 veranschaulicht ist, ist der Hilfsmagnet 22 derart konfiguriert, dass die einfachen Magnetisierungsachsen davon orientiert sind, um sich näher am rechten Winkel zu der q-Achse zu befinden als jene des Hauptmagneten 21, wodurch der magnetische Fluss des q-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 durch den magnetischen Fluss des Hilfsmagneten 22 verstärkt wird. Dies verursacht daher, dass der magnetische Fluss von dem Hilfsmagneten 22 zu dem q-Achsen-Seitenende des Hauptmagneten 21 angewendet wird; wobei der angewendete magnetische Fluss dem Entmagnetisierungsfluss von dem Stator 30 entgegenwirkt. Dies führt zu einer Verbesserung des Widerstands des Rotors um die q-Achse gegen das Entmagnetisierungsfeld.
Der Hilfsmagnet 22 ist bereitgestellt, um der Fläche des ersten Endes 21c des Hauptmagneten 21 gegenüberzustehen. Dies vergrößert die Länge eines magnetischen Sollpfades in dem Hilfsmagneten 22, der durch die Ecke der nahen Seiten P1 des Hauptmagneten 21 zu dem Stator 30 verläuft, der aus den magnetischen Pfaden in dem Hilfsmagneten 22 extrahiert wird, die in Richtung der Fläche des ersten Endes 21c des Hauptmagneten 21 orientiert sind, um länger zu sein als die Längen der magnetischen Pfade in dem Hilfsmagnet 22, die durch die anderen Punkte des Hauptmagneten 21 verlaufen.
Diese Konfiguration reduziert effizient eine Entmagnetisierung der Ecke P1 des ersten Endes 21c des Hauptmagneten 21; wobei die Ecke P1 die höchste Wahrscheinlichkeit einer Entmagnetisierung von allen Punkten des ersten Endes 21c des Hauptmagneten 21 aufweist. Es sei angemerkt, dass die Länge des magnetischen Pfades in dem Hilfsmagneten 22, der durch einen beliebigen Punkt verläuft, auf eine konstante Länge eingestellt sein kann.
Bezugnehmend auf 6, sind die einfachen Magnetisierungsachsen von jedem Permanentmagneten 203 bezüglich der d-Achse geneigt, bzw. schräg, und eine Erstreckungsrichtung von jeder einfachen Magnetisierungsachse schneidet die d-Achse. Diese Konfiguration kann, bezüglich des Nordpols, bewirken, dass der von den rechten und linken Permanentmagneten 203 ausgegeben magnetische Fluss in Richtung der d-Achse orientiert ist, sodass die magnetischen Flüsse miteinander interferieren. Dies kann zu einer Entmagnetisierung der Permanentmagnete 203 führen.
Insbesondere umfasst der von jedem des rechten und linken Permanentmagneten 203 ausgegebene magnetische Fluss Magnetflussvektoren V1 senkrecht zur d-Achse, und Magnetflussvektoren V2 parallel zur d-Achse. Die Magnetflussvektoren V1 senkrecht zur d-Achse interferieren miteinander. Dies kann zu einer Entmagnetisierung der Ecke der d-Achsen-Seite P2 jedes Permanentmagneten 203 führen.
Gegen diese Themen, führt der Hilfsmagnet 23, der sich benachbart zum d-Achsen-Seitenende jedes Hauptmagneten 21 befindet, die folgenden Funktionen durch. Insbesondere, wie in 3 veranschaulicht ist, weist der Hilfsmagnet 23 die einfachen Magnetisierungsachsen auf, die parallel zur d-Achse verlaufen, sodass der magnetische Fluss des Hilfsmagneten 23 den magnetischen Fluss des zweiten Ende 21d jedes Hauptmagneten 21 stärkt. Das heißt, dass der magnetische Fluss des Hilfsmagneten 23 einen entgegengesetzten magnetischen Fluss des rechten und des linken Hauptmagneten 21 ergänzt, um dadurch einen Widerstand des Rotors um die d-Achse gegen das Entmagnetisierungsfeld zu verbessern.
Es sei angemerkt, dass zum Auslegen eines Drehmoments der rotierenden elektrischen Maschine 1 ein Multiplizieren der wirksamen Flussdichte eines Magneten mit dem Flächengebiet des Magneten, die Magnetkraft des Magneten berechnet. Eine Magnetkraft der Magnetbaugruppe, die in dem Magnetinstallationsloch 12 installiert ist, hängt von einem Neigungswinkel der magnetischen Kraft der Magnetbaugruppe bezüglich der d-Achse ab. Aufgrund dessen gilt, dass je kleiner ein Winkel der V-förmigen Magnetinstallationslöcher 12 ist, d.h. je kleiner der Neigungswinkel der Längsrichtung des Hauptmagneten 21 bezüglich der d-Achse ist, desto größer der Effekt des Hilfsmagneten 23 ist.
Der Hilfsmagnet 23 ist angeordnet, um der Fläche des zweiten Endes 21d des Hauptmagneten 21 gegenüberzustehen. Die Länge von mindestens einem magnetischen Pfad, der durch die Ecke P2 verläuft, die sich unter den magnetischen Pfaden, die in Richtung des zweiten Endes 21d des Hauptmagneten 21 gerichtet sind, näher an dem Stator 30 befindet, ist länger als die Länge der anderen magnetischen Pfade. Dies reduziert effizient eine Entmagnetisierung der Ecke P2, die die höchste Wahrscheinlichkeit einer Entmagnetisierung in dem d-Achsen-Seitenende des Hauptmagneten 21 aufweist. Es sei angemerkt, dass die Länge des magnetischen Pfades in dem Hilfsmagneten 23, die durch einen beliebigen Punkt verläuft, auf eine konstante Länge eingestellt sein kann.
Es sei angemerkt, dass in einer herkömmlichen Technologie, jedes Magnetinstallationsloch 12 Räume umfasst, in denen kein Hauptmagnet installiert ist, oder ein nicht magnetisches Material oder einen Fixierungsklebstoff, der in jeden der Räume gefüllt ist, umfasst, sodass die Räume als tote Räume dienen.
Im Gegensatz dazu sind die Hilfsmagnete 22 und 23 in den jeweiligen toten Räumen angeordnet, was ermöglicht, den magnetischen Fluss zu stärken, ohne die Größe der Magnetbaugruppe 13 zu erhöhen.
Obwohl eine Veranschaulichung weggelassen wurde, gilt bezüglich der Magnetbaugruppe 13, die als der Südpol dient, dass die einfachen Magnetisierungsachsen des Hauptmagneten 21 und der Hilfsmagnete 22 und 23 in die entgegengesetzten Richtungen im Vergleich mit den einfachen Magnetisierungsachsen des Hauptmagneten 21 und der Hilfsmagnete 22 und 23 der Magnetbaugruppe 13, die als Nordpol dient, orientiert sind.
Ein Abschnitt in dem Magnetinstallationsloch 12, in dem keine Magnetbaugruppe 13 angebracht ist, dient als Flussbarriere, die einen Selbstkurzschluss eines magnetischen Flusses in dem Rotor 10 reduziert. In dem in 3 veranschaulichten Aufbau ist eine Außenflussbarriere 24 in einem Außenumfangsbereich des ersten Lochabschnitts 12a des Magnetinstallationslochs 12 bereitgestellt. Die andere Flussbarriere 24 reduziert einen Selbstkurzschluss des magnetischen Flusses an einem Außenumfangsabschnitt des Rotorkerns 11, der sich benachbart zu der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 befindet, die dem Stator 30 gegenübersteht; wobei sich der Außenumfangsabschnitt nahe an dem Hilfsmagneten 22 befindet.
Zusätzlich reduziert die Flussbarriere 24 eine Entmagnetisierung des Hilfsmagneten 22 aufgrund des Entmagnetisierungsfeldes von dem Stator 30. Ein Raum im Außenumfangsbereich des ersten Lochabschnitts 12a des Magnetinstallationslochs 12, in dem keine Magnetbaugruppe 13 angebracht ist, kann als die Außenflussbarriere 24 dienen, oder ein nicht magnetischen Material, dass in den Raum gefüllt wird, kann als die Außenflussbarriere 24 dienen.
In einem Bereich in dem zweiten Lochabschnitt 12b jedes Magnetinstallationslochs 12, der sich benachbart zum Hilfsmagneten 23 und zur d-Achse befindet, ist eine Innenflussbarriere 25 bereitgestellt. Das heißt, dass jeder der zweiten Lochabschnitte 12b als ein weiterer Abschnitt der d-Achsen-Seite dient. In jedem der zweiten Löcher 12b ist der Hilfsmagnet 23 bereitgestellt, und die Innenflussbarriere 25 ist bereitgestellt, um sich näher an der d-Achse zu befinden als der Hilfsmagnet 23.
Die Innenflussbarriere 25 reduziert Magnetflusskomponenten, die orientiert sind, um senkrecht zur d-Achse von den Hilfsmagneten 22 und 23 zu verlaufen, die an beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind. Die Innenflussbarrieren 25 reduzieren ebenfalls eine Induktanz in der d-Achse um dadurch effizient ein Reluktanzmoment zu erzeugen. Eine Lücke oder ein Raum in dem Bereich in dem zweiten Lochabschnitt 12b jedes Magnetinstallationslochs 12, der sich benachbart zum Hilfsmagnet 23 und der d-Achse befindet, kann als die Innenflussbarriere 25 dienen, oder ein nicht magnetisches Material, das in den Raum gefüllt wird, kann als die Innenflussbarriere 25 dienen.
Eine Entmagnetisierung von jedem der Hilfsmagnete 22 und 23 ist im Wesentlichen akzeptabel. Dies liegt daran, weil eine Fläche des Hauptmagneten 21, die an dem Rotorkern 11 anliegt, hauptsächlich dazu dient, einen magnetischen Fluss in der Magnetbaugruppe 13 auszugeben, und die Hilfsmagneten 22 und 23 dienen zum Verbessern der magnetischen Leistungsfähigkeit der Magnetbaugruppe 13. Aufgrund dessen verwendet das erste Ausführungsbeispiel Neodymmagnete als die jeweiligen Hilfsmagnete 22 und 23; wobei die Neodymmagnete eine Zusammensetzung aufweisen, aus

1. einem höheren Wert, der remanenten Flussdichte Br als der Hauptmagnet 21
2. einem kleineren Wert der Koerzitivkraft iHc als der Hauptmagnet 21

Eine Kombination von unterschiedlichen Typen von Materialien, wie etwa Neodymmagnete und Ferritmagnete, können als das Material von jedem der Hilfsmagnete 22 und 23 ausgewählt werden.
Magnete, die einen kleineren Wert der Koerzitivkraft aufweisen als Neodymmagnete, umfassen Samariummagnete, Ferritmagnete, FCC-Magnete und Alnico-Magnete, in der Reihenfolge einer abnehmenden Koerzitivkraft. Das heißt, dass wenn ein Samariummagnet als der Hauptmagnet 21 ausgewählt wird, es möglich ist, einen Ferritmagneten als das Material von jedem der Hilfsmagnete 22 und 23 auszuwählen, was ausreichend gewünschte Effekte im ersten Ausführungsbeispiel erzielt.
Es sei angemerkt, dass zum Vermeiden einer Entmagnetisierung eine herkömmliche Technologie Magnete verwenden kann, die jeweils konfiguriert sind, um

1. einen Abschnitt mit größerer Dicke aufzuweisen; wobei dieser Abschnitt einem starken Entmagnetisierungsfeld unterworfen ist
2. einen größeren Anteil von schweren Elementen von seltenen Erden zu enthalten und/oder
3. ein feineres Design aufzuweisen

Im Gegensatz dazu ist die rotierende elektrische Maschine 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel konfiguriert, um im Wesentlichen das Entmagnetisierungsfeld zu halbieren, was ermöglicht, die rotierende elektrische Maschine 1 zu konstruieren, ohne Magnete aus seltener Erde zu verwenden. Ein Eleminieren der Verwendung von schweren Elementen seltener Erde, die im gegenwärtigen Fahrzeugprodukten wertvoll sind, ermöglicht, dass der Anteil von Neodymelementen mit höherer Flussdichte in den Magneten erhöht wird. Dies führt zu der rotierenden elektrischen Maschine 1 mit einem Ausgangsdrehmoment, das mehr als 30% höher ist als das Ausgangsdrehmoment einer rotierenden elektrischen Maschine der herkömmlichen Technologie, während

1. die Gesamtmenge von durch die Maschine 1 verwendeten Magneten beibehalten wird, die die gleiche ist, die durch die rotierende elektrische Maschine der herkömmlichen Technologie verwendet wird
2. die Kosten der rotierenden elektrischen Maschine 1 im Vergleich mit den Kosten der rotierenden elektrischen Maschine der herkömmlichen Technologie beibehalten oder reduziert werden

Das vorstehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel erzielt die folgenden herausragenden Effekte.
Jede Magnetbaugruppe 13 des Rotors 10 umfasst den Hilfsmagnet 22 zusätzlich zu dem Hauptmanget 21, der einen magnetischen Fluss basierend auf einer vorbestimmten Polarität erzeugt. Der Hilfsmagnet 22 ist bereitgestellt, um an dem ersten Ende 21c, d.h. einem Polgrenzseitenende jedes Hauptmagneten 21 anzuliegen oder sich benachbart zu diesem zu befinden, sodass sich die einfache Magnetisierungsachse in dem Hilfsmagneten 22 mit der einfachen Magnetisierungsachse des entsprechenden Hauptmagneten 21 schneidet.
Diese Konfiguration ermöglicht dem Hilfsmagneten 22, den magnetischen Fluss des ersten Endes 21c zu verstärken. Dies führt zu einer Verbesserung einer Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit am ersten Ende 21c des Hauptmagneten 21 gegen das Entmagnetisierungsfeld, wodurch angemessen eine Entmagnetisierung des Hauptmagneten 21, der als ein Magnet zum Erzeugen des entsprechenden magnetischen Pols dient, zu reduzieren.
Der Hilfsmagnet 23 ist bereitgestellt, um an dem zweiten Ende 21d jedes Hauptmagneten 21 anzuliegen oder sich benachbart zu diesem zu befinden, sodass die einfache Magnetisierungsachse in den Hilfsmagneten 23 die einfache Magnetisierungsachse des entsprechenden Hauptmagneten 21 schneidet.
Diese Konfiguration ermöglicht dem Hilfsmagneten 23, den magnetischen Fluss des zweiten Endes 21d zu verstärken. Dies führt zu einer Verbesserung einer Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit gegen gegenseitige Flussinterferenzen in der Umgebung der d-Achse, wodurch angemessen eine Entmagnetisierung des Hauptmagneten 21 reduziert wird.
Es kann eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Entmagnetisierung an der Ecke P1 der Fläche des ersten Endes 21c des Hauptmagneten 21 vorliegen; wobei die Fläche des ersten Endes 21c der q-Achse gegenübersteht. Die Ecke P1 befindet sich näher am Stator 30 als die gegenüberliegende Ecke der Endfläche des ersten Endes 21c. Aus diesem Gesichtspunkt ist der Hilfsmagnet 22 bereitgestellt, um der Fläche des ersten Endes 21c gegenüberzustehen. Dies vergrößert die Länge eines magnetischen Sollpfades in dem Hilfsmagnet 22, die durch die Ecke P1 des Hauptmagneten 21 verläuft, um länger zu sein als die Längen der magnetischen Pfade in dem Hilfsmagneten 22, die durch die anderen Punkte des Hauptmagneten 21 verlaufen. Das heißt, dass diese Konfiguration die Ecke P1 als einen Verstärkungspunkt des magnetischen Flusses auswählt, und den Hilfsmagneten 22 bewirkt, den Stärkungspunkt des magnetischen Flusses zu stärken. Diese Konfiguration reduziert effizient eine Entmagnetisierung des ersten Endes 21c des Hauptmagneten 21.
Es kann ebenfalls eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Entmagnetisierung an der Ecke P2 der Fläche des zweiten Endes 21d des Hauptmagneten 21 vorliegen; wobei die Fläche des zweiten Endes 21d der d-Achse gegenübersteht. Die Ecke P2 befindet sich näher am Stator 30 als die gegenüberliegende Ecke der Endfläche des zweiten Endes 21d. Aus diesem Gesichtspunkt ist der Hilfsmagnet 23 bereitgestellt, um der Fläche des ersten Endes 21d gegenüberzustehen. Dies vergrößert die Länge eines magnetischen Sollpfades in dem Hilfsmagnet 23, der durch die Ecke P2 des Hauptmagneten 21 verläuft, um länger zu sein als die Längen der magnetischen Pfade in dem Hilfsmagneten 23, die durch die anderen Punkte des Hauptmagneten 21 verlaufen. Das heißt, dass diese Konfiguration die Ecke P2 als einen Verstärkungspunkt eines magnetischen Flusses auswählt, und den Hilfsmagneten 23 bewirkt, den Verstärkungspunkt des magnetischen Flusses zu stärken. Diese Konfiguration reduziert effizient eine Entmagnetisierung des zweiten Endes 21d des Hauptmagneten 21.
Der Hilfsmagnet 23 und die Innenflussbarriere 25 sind in dem zweiten Loch 12b, d.h. dem erweiterten Abschnitt der d-Achse-Seite, in jedem Magnetinstallationsloch 12 bereitgestellt. Diese Konfiguration erzielt die vorstehenden gewünschten Effekte, während die Menge von magnetischen Material in dem Hilfsmagneten 23 an den d-Achsen-Seitenende des Hauptmagneten 21 reduziert wird, was zu einer Reduktion der Kosten des Rotors 10 führt.
Jeder der Hilfsmagnete 22 und 23 kann einen kleineren Wert der Koerzitivkraft iHc als der Hauptmagnet 21 aufweisen. Diese Konfiguration ermöglicht, den Hauptmagneten 21 magnetisch zu stärken, während ein erschwinglicher Magnet als jeder der Hilfsmagnete 22 und 23 verwendet wird.
Es sei angemerkt, dass jeder Hauptmagnet 21 einen kleineren Wert der Koerzitivkraft iHc aufweisen kann als jeder der Hilfsmagnete 22 und 23. Diese Konfiguration ermöglicht, einen erschwinglichen Magneten als den Hauptmagneten 21 zu verwenden, wodurch die Kosten der Magnete des Rotors 10 reduziert werden. Diese Konfiguration reduziert effizient die Kosten des Rotors 10, weil ein magnetischer Fluss im Wesentlichen durch das Gesamtflächengebiet von allen der Hauptmagnete 21 bestimmt wird.
Die Konfiguration, in dem jeder der Hilfsmagnete 22 und 23 einen kleineren Wert der Koerzitivkraft iHc als der Hauptmagnet 21 aufweist, erhöht den Widerstand der Magnetbaugruppe 13 gegen eine Entmagnetisierung. Die Konfiguration des Rotors 10 kann daher bevorzugt verwendet werden, wenn der Rotor 10 einem starken Entmagnetisierungsfeld von dem Stator 30 ausgesetzt ist.
Die Hilfsmagnete 22 und 23, die sich an beiden Enden des Hauptmagneten 21 befinden, können jeweils unterschiedliche Werte der Koerzitivkraft iHc aufweisen. Dies ermöglicht, dass auch wenn der erste Einflussgrad des d-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 von einem Entmagnetisierungsfeld unterschiedlich von dem zweiten Einflussgrad des q-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 aus dem Entmagnetisierungsfeld ist, angemessen eingestellt Werte der Koerzitivkraft iHc für die jeweiligen Hilfsmagnete 22 und 23 gemäß dem ersten und dem zweiten Einflussgrad des jeweiligen d-Achsen- und q-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 von dem Entmagnetisierungsfeld vorliegen.
Die Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 14 weist ausgebildete konvexe Abschnitte 14a auf, die sich jeweils auf der entsprechenden d-Achse befinden; wobei jeder konvexe Abschnitt 14a nach innen in die entsprechende Radialrichtung ragt, um an der Außenumfangsfläche der Drehwelle 40 anzuliegen.
Während der Rotorkern 11 an die Drehwelle 40 zusammengesetzt wird, ist jede Magnetbaugruppe 13 einem entsprechenden Stress von der Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 14 des Rotorkerns 11 in Richtung radial nach außen ausgesetzt. Dies reduziert die Abweichungsgröße von jeder Magnetbaugruppe 13 von deren zugewiesener Position, was ermöglicht, eine Unannehmlichkeit zu reduzieren, wie etwa eine ungewollte Änderung der magnetischen Eigenschaften der entsprechenden Magnetbaugruppe 13.
Im Folgenden werden Modifikationen des Rotors 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben; wobei mindestens ein Teil des Rotors 10 in jeder Modifikation modifiziert wird. Im Folgenden werden hauptsächlich die Unterscheidungspunkte zwischen dem Aufbau des Rotors 10 gemäß jeder Modifikation und dem Aufbau des in 1 veranschaulichten Rotors 10 beschrieben. Es sei angemerkt, dass in den folgenden Figuren, andere Komponenten ausgenommen der Rotoren 10 der jeweiligen Modifikationen, von der Veranschaulichung weggelassen werden. In jeder Modifikation ist der entsprechende Rotor 10 an der radialen Innenseite des Stators 30 angeordnet, um den Stator 30 gegenüberzustehen.
Erste Modifikation
Der Rotor 10 gemäß der in 7 veranschaulichten ersten Modifikation umfasst den Hilfsmagneten 22, der nur am ersten Ende 21c jedes Hauptmagneten 21 angeordnet ist, ohne den Hilfsmagneten 23 zu verwenden. Wenn beispielsweise die Hauptmagneten 21 jedes Paars relativ kleine Magnetkräfte aufweisen, die sich einander entmagnetisieren, ist es möglich, die Hilfsmagnete der d-Achsen-Seite 23 wegzulassen.
Zweite Modifikation
Der Rotorkern 11 des Rotors 10 gemäß der in 8 veranschaulichten zweiten Modifikation umfasst acht Magnetinstallationslöcher 120, die durch einen Umfangsabschnitt des Rotorkerns 11 in der Axialrichtung davon ausgebildet wurden; wobei sich der Umfangsabschnitt benachbart zur Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 befindet, der der Innenumfangsfläche des Stators 30 gegenübersteht. Die Magnetinstallationslöcher 120 sind in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet.
In der zweiten Modifikation bildet eine Magnetbaugruppe 135, die in jedem der Magnetinstallationslöcher 120 installiert ist, einen magnetischen Pol. Das heißt, dass die acht Magnetbaugruppen 135 mehrere magnetische Pole bereitstellen, d.h. acht Pole, wobei sich deren Polaritäten abwechselnd in der Umfangsrichtung ändern. Jede Magnetbaugruppe 135, die einen entsprechenden Pol bildet (zum Beispiel den Nordpol in 8), ist angeordnet, um symmetrisch bezüglich der entsprechenden d-Achse zu sein.
Insbesondere besteht jedes Magnetinstallationsloch 120 aus einem ersten Lochabschnitt 120a und zweiten Lochabschnitten 120b.
Der erste Lochabschnitt 120a ist symmetrisch und befindet sich auf der entsprechenden d-Achse, die die Mitte des entsprechenden magnetischen Pols ist, und ist angeordnet, um senkrecht zur entsprechenden d-Achse zu verlaufen. Jeder der zweiten Lochabschnitt 120b ist von den entsprechenden einen der Enden des ersten Polabschnitts 120a mit einem vorbestimmten Winkel gebogen, um sich in Richtung der Drehwelle 2 zu erstrecken. Der Rotor 10 umfasst Hauptmagnete 210, die jeweils eine rechteckige Form in deren seitlichen Querschnitt aufweisen, die in den jeweiligen ersten Lochabschnitten 21a installiert sind. Der Rotor 10 umfasst ebenfalls mehrere Paare von Hilfslöcher 220; wobei die Hilfslöcher 220 jedes Paars in den jeweiligen zweiten Lochabschnitten 120 der entsprechenden Magnetinstallationslöcher 120 installiert sind.
Das heißt, wie in dem Fall gemäß dem in 7 veranschaulichten Rotor 10, dass die Hilfsmagnete 220 bereitgestellt sind, um sich benachbart zu den jeweiligen ersten Enden 210c des Hauptmagneten 210 zu befinden.
Dritte Modifikation
Der Rotor 10 gemäß der in 9 veranschaulichten dritten Modifikation umfasst den Hilfsmagneten 23, der nur am zweiten Ende 21d jedes Hauptmagneten 21 angeordnet ist, ohne den Hilfsmagneten 22 zu verwenden. Wenn beispielsweise das Entmagnetisierungsfeld von dem Stator 30 relativ klein ist, ist es möglich, die Hilfsmagnete 22 an der q-Achsen-Seite wegzulassen.
Vierte Modifikation
Der Rotor 10 gemäß der in 10 veranschaulichten vierten Modifikation ist derart konfiguriert, dass die zweiten Lochabschnitte 12b der jeweiligen Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars miteinander verbunden sind. Dies führt zu integrierten Magnetinstallationslöchern 12, die fortlaufend auf der d-Achse in der Umfangsrichtung des Rotors 10 angeordnet sind.
Ein Hilfsmagnet 41 ist in der integrierten Kombination der zweiten Lochabschnitte 12b der integrierten Kombination der Magnetinstallationslöcher 12 bereitgestellt. Der Hilfsmagnet 41 ist zwischen dem rechten und linken Paar von Hauptmagneten 21, die in dem jeweiligen Magnetinstallationslöchern 12 der integrierten Kombination installiert sind, angeordnet.
Der Hilfsmagnet 41 liegt an den zweiten Enden 12d der jeweiligen Hauptmagnete 21 an, oder befindet sich benachbart du diesen, und die einfachen Magnetisierungsachsen des Hilfsmagnets 21 sind orientiert, um parallel zur d-Achse zu verlaufen.
Der Rotor 10 der vierten Modifikation stärkt den magnetischen Fluss des zweiten Endes 21d von jedem der Hauptmagnete 21. Das heißt, wie der Hilfsmagnet 23, der beispielsweise in 1 veranschaulicht ist, ergänzt der magnetische Fluss des Hilfsmagneten 41 einen entgegengesetzten magnetischen Fluss des rechten und des linken Hauptmagneten 21, um dadurch einen Widerstand des Rotors um die d-Achse gegen das Entmagnetisierungsfeld zu verbessern.
Fünfte Modifikation
In dem Rotor 10 gemäß der in 11 veranschaulichten fünften Modifikation, besteht jeder Hauptmagnet 21 aus Magnetsegmenten 27a und 27b, die durch Aufteilen des entsprechenden Hauptmagneten 21 in der Längsrichtung, d.h. in Richtung von der q-Achse zu der d-Achse, erhalten werden. Die einfachen Magnetisierungsachsen des Magnetsegments 27a unterscheiden sich von den einfachen Magnetisierungsachsen des Magnetsegments 27b. Jedes der Magnetsegmente 27a und 27b besteht aus einem Permanentmagneten mit einer im Wesentlichen rechteckigen Form in dessen seitlichen Querschnitt. Das Magnetsegment 27a, das angeordnet ist, sich näher an der d-Achse zu befinden als das Magnetsegment 27b, ist derart konfiguriert, dass die einfachen Magnetisierungsachsen des Magnetsegments 27a orientiert sind, um sich näher an der q-Achse zu befinden als die einfachen Magnetisierungsachsen des Magnetsegments 27b.
Gemäß der Konfiguration des Rotors 10 der fünften Modifikation sind die einfachen Magnetisierungsachsen des Magnetsegments 27a näher an der entsprechenden q-Achse als die einfachen Magnetisierungsachsen. Dies führt zu einer Verbesserung der Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit an den d-Achsen-Seitenende des Hauptmagneten 21 gegen das Entmagnetisierungsfeld, wodurch angemessen eine Entmagnetisierung des Hauptmagneten 21, der als ein Magnet zum Erzeugen der entsprechenden magnetischen Pole dient, zu reduzieren.
Die Magnetsegmente 27a und 27b sind derart angeordnet, dass sich deren benachbarten Ecken einander gegenüberstehen, und die benachbarten Ecken in Richtung des Stators 30 konvex vorspringen.
Das heißt, dass die Magnetsegmente 27a und 27b nicht in einem einzelnen Liniensegment angeordnet sind, sondern angebracht sind, um jeweils in zwei Liniensegmente gebogen zu sein, sodass die Magnetsegmente 27a und 27b in Richtung des Stators 30 konvex vorspringen.
Dies ermöglicht, dass der Hauptmagnet 21, d.h. die Magnetsegmente 27a und 27b, sich näher an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 befindet. Dies verkleinert den minimalen Abstand zwischen dem Stator 30 und dem Hauptmagneten 21, wodurch das Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine 1 erhöht wird. Ein Verkürzen des minimalen Abstandes zwischen dem Stator 30 und dem Hauptmagneten 21 kann zu einem Anstieg eines Entmagnetisierungsfeldes führen. Die Hilfsmagnete 22 und 23 der fünften Modifikation reduzieren jedoch den Einfluss des Anstiegs in dem Entmagnetisierungsfeld.
Diese Anordnung der Magnetsegmente 27a und 27b ermöglicht, dass das Gebiet eines Bereichs des Rotorkerns 11, der sich näher an dem Stator 30 befindet als jede Magnetbaugruppe 13, d.h. das Magnetinstallationsloch 12, kleiner wird, wobei der Bereich der Summe des magnetischen Flusses des Stators 30 und des magnetischen Flusses der entsprechenden Magnetbaugruppe 13 unterworfen wird. Dies reduziert daher in dem Rotor 10 einen Sättigungsbereich, in dem eine magnetische Sättigung basierend auf dem magnetischen Fluss des Stators 30 und des magnetischen Flusses von jeder Magnetbaugruppe 13 auftreten kann, was effizienter die Leistungsfähigkeit von jeder Magnetbaugruppe 13 erlangt.
Sechste Modifikation
In dem Rotor 10 gemäß der in 12 veranschaulichten sechsten Modifikation, umfasst jede Magnetbaugruppe 13 den Hauptmagneten 21 und die Hilfsmagnete 22, die sich benachbart zum ersten Ende 21c des Hauptmagneten 21 oder benachbart dazu befinden. Jeder des Hauptmagneten 21 und des Hilfsmagneten 22 weist in dessen seitlichen Querschnitt seine Rechteckform auf.
Die einfachen Magnetisierungsachsen des Hauptmagneten 21 verlaufen senkrecht zu den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen 21a und 21b, und die einfachen Magnetisierungsachsen des Hilfsmagneten 22 verlaufen senkrecht zu den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen 22a und 22b. Der Hauptmagnet 21 und der Hilfsmagnet 22 sind in dem Magnetinstallationsloch 12 des Rotorkerns 11 derart angebracht, dass ein Winkel von jeder einfachen Magnetisierungsachse des Hauptmagneten 21 bezüglich der d-Achse oder q-Achse sich von einem Winkel jeder einfachen Magnetisierungsachse des Hilfsmagneten 22 bezüglich der d-Achse oder q-Achse unterscheidet.
Der Hauptmagnet 21 und der Hilfsmagnet 22 sind voneinander beabstandet. Insbesondere ist der Hilfsmagnet 22 angeordnet, um einer Fläche eines q-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 über einen Abschnitt des Rotorkerns 11 hinweg gegenüberzustehen. Die einfachen Magnetisierungsachsen des Hauptmagneten 21 verlaufen parallel zu oder sind bezüglich der d-Achse geneigt, und der Winkel von jeder der einfachen Magnetisierungsachsen des Hilfsmagneten 22 bezüglich der d-Achse ist näher an 90 Grad als der Winkel von jeder der einfachen Magnetisierungsachsen des Hauptmagneten 21 bezüglich der d-Achse.
Die Ecke P1 des Hauptmagneten 21, der ein Flussstärkungspunkt ist, der sich am nächsten zum Stator 30 von allen Punkten des q-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 befindet, befindet sich auf einer Erweiterung einer entsprechenden einfachen Magnetisierungsachse des Hilfsmagneten 22. Der magnetische Fluss des Hilfsmagneten 22 verstärkt die Ecke P1 des Hauptmagneten 21.
Magnete, die jeweils eine rechteckige Form in deren seitlichen Querschnitt aufweisen und einfache Magnetisierungsachsen haben, die orientiert sind, um senkrecht zu einem Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen davon zu verlaufen, sind am vielseitigsten und bezüglich Herstellung und Kosten besser. Die sechste Modifikation verwendet solche Magnete als den jeweiligen Hauptmagnet 21 und Hilfsmagnet 22, und ist derart konfiguriert, dass ein Winkel von jeder einfachen Magnetisierungsachse des Hauptmagneten 21 bezüglich der d-Achse oder q-Achse sich von einem Winkel jeder einfachen Magnetisierungsachse des Hilfsmagneten 22 bezüglich der d-Achse oder q-Achse unterscheidet.
Diese Konfiguration stärkt effizient das q-Achsen-Seitenende des Hauptmagneten 21, während der Rotor 10 einen einfacheren Aufbau aufweist.
Es sei angemerkt, dass in der vorstehenden Konfiguration der sechsten Modifikation Magnete, die die gleichen Dimensionen und die gleichen Eigenschaften aufweisen, wie etwa Magnete der gleichen Produktnummer als der jeweilige Hauptmagnet 21 und der Hilfsmagnet 22 verwendet werden können. Dies ermöglicht, dass eine gewünschte Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit erzielt wird. Jeder des Hauptmagneten 21 und des Hilfsmagneten 22 kann jedoch unterschiedliche Dimensionen in der seitlichen Breite aufweisen; wobei die seitliche Breite von jedem des Hauptmagneten 21 und des Hilfsmagneten 22 senkrecht zu jeder einfachen Magnetisierungsachse davon verläuft. Jeder des Hauptmagneten 21 und des Hilfsmagneten 22 kann ebenfalls unterschiedliche Dimensionen in der Längsrichtung davon aufweisen; wobei die Längsrichtung von jedem des Hauptmagneten 21 und des Hilfsmagneten 22 parallel zu jeder einfachen Magnetisierungsachse davon verläuft.
Siebte Modifikation
Der Rotorkern 11 des Rotors 10 gemäß der in 13(a) veranschaulichten siebten Modifikation weist ausgebildete Nuten 42 an der Außenumfangsfläche davon auf, die dem Stator 30 gegenüberstehen; wobei sich jede der Nuten 42 in der Axialrichtung des Rotorkerns 11 erstreckt. Jede der Nuten 42 ist an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 angeordnet, um sich radial benachbart zum entsprechenden Hilfsmagneten 22 zu befinden. Jeder der Hilfsmagnete 22 und der entsprechenden der Nuten 42 definieren die entsprechende Außenbrücke 16 dazwischen.
Der Rotorkern 11 des Rotors 10 gemäß der in 13(b) veranschaulichten siebten Modifikation weist an der Außenumfangsfläche davon ausgebildete Nuten 43 auf; wobei sich jede der Nuten 43 in der Axialrichtung des Rotorkerns 11 erstreckt. Jede der Nuten 43 ist an der entsprechenden d-Achse der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 angeordnet. Nuten 43 können an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 ausgebildet sein, um auf der entsprechenden q-Achse angeordnet zu sein.
Es ist wahrscheinlich, dass die Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 die dem Stator 30 gegenübersteht, aufgrund eines rotierenden magnetischen Flusses von dem Stator 30 und dem magnetischen Fluss des Rotors 10 magnetisch gesättigt ist. Aus diesem Gesichtspunkt ermöglichen die Nuten 42 und/oder 43, die auf der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11, die dem Stator 30 gegenübersteht, ausgebildet sind, und sich in der Axialrichtung des Rotorkerns 11 erstrecken, eine Anpassung der Orientierungen der Linien des magnetischen Flusses in der Außenumfangskante des Rotorkerns 11 um den Stator 30, und ebenso eine Anpassung der Länge des magnetischen Flusses in die Außenumfangskante des Rotorkerns 11 um den Stator 30. Dies ermöglicht daher, effizient exzellente Leistungsfähigkeiten aus jeder Magnetbaugruppe 13 zu erlangen.
Zweites Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird das zweite Ausführungsbeispiel beschrieben, während auf einen oder mehrere Unterscheidungspunkte des zweiten Ausführungsbeispiels zum ersten Ausführungsbeispiel fokussiert wird. Das zweite Ausführungsbeispiel verwendet Magnete, die jeweils einfache Magnetisierungsachsen aufweisen, die sich mit mindestens einer von flusswirksamen Flächen des entsprechenden Magneten mit einem Winkel ausgenommen 90 Grad schneiden.
Insbesondere wird die Orientierung von jeder der einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten von einer vorbestimmten ersten Orientierung durch eine der gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen zu einer vorbestimmten zweiten Orientierung durch die andere der gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen geändert; wobei sich die erste Orientierung von der zweiten Orientierung unterscheidet.
14 veranschaulicht schematisch einen Rotor 10 des zweiten Ausfü h ru ngsbeispiels.
Bezugnehmend auf 14, sind in dem Rotorkern 11 ein Paar von Magnetinstallationslöcher 12 für jede d-Achse ausgebildet; wobei jedes der Magnetinstallationslöcher 12 eine Kreisbogenform, d.h. eine gebogene Form, aufweist. Wie der in beispielsweise 3 veranschaulichte Aufbau, weisen die zwei Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars eine im Wesentlichen V-Form auf, sodass ein Abstand zwischen den beiden Magnetinstallationslöchern 12 in Richtung der radialen Außenseite des Rotorkerns 11 größer wird. Die Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars weisen ein symmetrisches Profil bezüglich der d-Achse auf, das heißt, die Magnetpolmittelachse. Mit anderen Worten wird ein Abstand jedes Magnetinstallationslochs 12 bezüglich des Stators 30 in Richtung der d-Achse größer.
Jedes Magnetinstallationsloch 12 ist durch kreisbogengekrümmte Flächen 52a und 52b mit regelmäßigen Abständen dazwischen, und flachen Verbindungsflächen 52c und 52d definiert; wobei die Verbindungsfläche 52c beide Enden der kreisbogengekrümmten Fläche 52a verbindet, und die Verbindungsfläche 52d beide Enden der kreisbogengekrümmten Fläche 52b verbindet. Das heißt, dass jedes Magnetinstallationsloch 12 von den kreisbogengekrümmten Flächen 52a und 52b und Verbindungsflächen 52c und 52d umgeben ist.
Die Verbindungsfläche 52c, die sich näher an der q-Achse befindet als die Verbindungsfläche 52d, befindet sich im Wesentlichen parallel zur q-Achse, und die Verbindungsfläche 52d die sich näher an der d-Achse befindet als die Verbindungsfläche 52c, befindet sich im Wesentlichen senkrecht zur d-Achse.
In jedem Magnetinstallationsloch 12 ist ein Magnet 51, der eine Form übereinstimmend mit der Form des entsprechenden Magnetlochs 12 aufweist, installiert. Das heißt, dass die Magnete 51, die in die jeweiligen Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars gefüllt sind, einen Magnetpol bzw. magentischen Pol bilden.
Wie in 14 veranschaulicht ist, weist jeder Magnet 51 gegenüberliegende Enden 51a und 51b in dessen Längsrichtung auf, und jeder Magnet 51 weist einfache Magnetisierungsachsen darin auf (siehe Pfeile).
Jeder Manget 51 ist derart angeordnet, dass die einfachen Magnetisierungsachsen von Orientierungen nahe an einer Orientierung der q-Achsen-Seite senkrecht zu der q-Achse zu Orientierungen nahe einer Orientierung der d-Achsen-Seite parallel zur d-Achsen von dem Ende 51b näher an der q-Achse an dem Ende 51a näher an der d-Achse geändert werden; wobei jede einfache Magnetisierungsachse konvex in Richtung einer Anti-Statorrichtung gegenüberliegend dem Stator 30 gekrümmt ist.
Das heißt, dass jeder magnetische Pfad des Magneten 51 eine Kreisbogenform aufweist, die durch den Magneten 51 in dessen Querrichtung verläuft, und die Orientierung jedes magnetischen Pfades jedes Magneten konvex in Richtung der Mittelachse des Rotorkerns 11 gekrümmt ist.
Der Magnet 51 mit den einfachen Magnetisierungsachsen, die wie vorstehend dargelegt definiert sind, stärkt eine Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit davon gegen ein Entmagnetisierungsfeld basierend auf dem rotierenden Magnetfeld des Stators 30, wodurch angemessen eine Entmagnetisierung des Magneten 51 reduziert wird.
Insbesondere ist der Magnet 51 konfiguriert, sodass

1. Die einfachen Magnetisierungsachsen des Endes 51b näher an der q-Achse sind orientiert, um sich näher an der Orientierung der q-Achsen-Seite zu befinden, die senkrecht zur q-Achse verläuft, und die einfachen Magnetisierungsachsen des Endes 51a näher an der d-Achse sind orientiert, um sich näher an der Orientierung der d-Achsen-Seite zu befinden, die parallel zur d-Achse verläuft
2. Jede einfache Magnetisierungsachse ist konvex in Richtung der Anti-Statorrichtung gegenüberliegend dem Stator 30 gekrümmt

Diese Konfiguration verlängert jeden der magnetischen Pfade in dem Magneten 51, um dadurch den magnetischen Fluss des Magneten 51 zu erhöhen, und erzeugt effizient einen magnetischen Fluss, der dem Entmagnetisierungsfeld von dem Stator 30 entgegenwirkt.
Zusätzlich ist jede der einfachen Magnetisierungsachsen des d-Achsen-Seitenendes 51a des Magneten 51 orientiert, um sich näher zur Richtung parallel zur d-Achse zu befinden. Dies reduziert eine Entmagnetisierung des Magneten 51 aufgrund gegenseitiger Flussinterferenzen in der Umgebung der d-Achse.
Das q-Achsen-Seitenende 51b des Magneten 51 befindet sich radial näher am Stator 30 als das d-Achsen-Seitenende 51a des Magneten 51, und ein Zwischenabschnitt des Magneten 51 zwischen beiden Enden 51a und 51b davon ist angeordnet, um konvex in Richtung des Stators 30 zu sein. Das heißt, dass die Magnete 51 jedes Paars über die entsprechende d-Achse hinweg eine im Wesentliche V-Form aufweisen, und jeder der Magnete 51 des entsprechenden Paars weist eine Kreisborgenform auf, die konvex in Richtung des Stators 30 verläuft, d.h. die Richtung nach oben in 14. Die Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars sind geformt, um mit den entsprechenden Magneten 51 des entsprechenden Paars übereinzustimmen.
Mit anderen Worten ist die gekrümmte Fläche 52a, die eine wirksame Austrittsfläche ist, die sich näher am Stator 30 befindet als die gekrümmte Fläche 52b, jedes Magneten 51, geformt, um in Richtung des Stators 30 von einem Liniensegment, das beide Enden der gekrümmten Fläche 52a verbindet, vorzustehen bzw. herauszuragen.
Jeder Magnet 51 der vorstehenden Konfiguration des Rotors 10 ist angeordnet, um sich nahe der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 zu befinden, um den Abstand zwischen dem Stator 30 und dem entsprechenden Magneten 51 zu verkürzen, wodurch ein Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine 1 des zweiten Ausführungsbeispiels erhöht wird. Obwohl ein Verkürzen des Abstandes zwischen dem Stator 30 und dem entsprechenden Magneten ein Entmagnetisierungsfeld als eine Gegenreaktion der kürzen Distanz ansteigen kann, reduzieren die gekrümmten einfachen Magnetisierungsachsen jedes Magneten 51 die negativen Effekte des vergrößerten Entmagnetisierungsfeldes.
Die vorstehende Konfiguration des Rotors 10 ermöglicht, dass der Anteil einer Region des Rotorkerns 11, der sich näher an dem Stator 30 befindet als jeder Magnet 51, d. h., jedes Magnetinstallationsloch 12, kleiner ist; wobei der Bereich der Summe des magnetischen Flusses des Stators 30 und des magnetischen Flusses des entsprechenden Magneten 51 ausgesetzt ist. Dies reduziert daher in dem Rotor 10 einen Sättigungsbereich, in dem eine magnetische Sättigung basierend auf dem magnetischen Fluss des Stators 30 und dem magnetischen Fluss jedes Magneten 51 auftreten kann, wodurch effizienter die Leistungsfähigkeit von jedem Magneten 51 erhalten wird.
Jeder Magnet 51 ist konfiguriert, um in Richtung der radialen Auswärtsrichtung konvex zu sein. Diese Konfiguration ermöglicht, dass ein Bereich in dem Rotorkern 11, der sich radial nach außen von den Magnetinstallationslöchern 12 befindet, kleiner ist. Diese Konfiguration reduziert den Stresskonzentrationsfaktor des Rotors 10 gegen eine Zentrifugalkraft, wodurch die mechanische Festigkeit des Rotors 10 erhöht wird.
Nun wird der Aufbau bzw. die Struktur des Rotors 10 des zweiten Ausführungsbeispiels mit der Struktur bzw. dem Aufbau des Rotors 10 des in 3 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispiels, der die Hilfsmagnete 22 und 23 umfasst, die sich an den jeweiligen Enden des Hauptmagneten 21 befinden. Als Ergebnis des Vergleichs führt der Magnet 51 des zweiten Ausführungsbeispiels beide Funktionen der jeweiligen Hilfsmagnete 22 und 23 durch.
Es sei angemerkt, dass 14 das Paar von Magneten 51 veranschaulicht, die die d-Achse bilden, jedoch gilt, dass wenn das Paar von Magneten 51 die q-Achse bildet, die einfachen Magnetisierungsachsen jedes Magneten 51 orientiert sind, um entgegengesetzt zu den Orientierungen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen, die in 14 veranschaulicht sind, verlaufen.
Zusätzlich kann jeder in 14 veranschaulichte Magnet 51 in mehrere Magnetsegmente aufgeteilt werden. Das heißt, dass jeder Magnet 51 in mehrere Magnetsegmente in der Längsrichtung des entsprechenden Magneten 51 aufgeteilt werden kann, und die Magnetsegmente können derart angeordnet sein, dass sich gegenüberliegende Endflächen der Magnetsegmente jedes benachbarten Paars platziert sind, um aneinander anzuliegen. In dieser Modifikation sind die aufgeteilten Magnetsegmente vorzugsweise in jedem Magnetinstallationsloch 12 angeordnet. Diese Anordnung verhindert beispielsweise einen Überstromverlust aufgrund einer Änderung der Flussverzahnung mit dem Magneten 51, während die rotierende elektrische Maschine 1 in Betrieb ist.
Wie in den 13 (a) und 13 (b) veranschaulicht ist, kann der Rotorkern 11 des in 14 veranschaulichten Rotors 10 Nuten 42 und/oder 43 ausbilden. Diese modifizierte Konfiguration ermöglicht eine Anpassung der Ausrichtungen bzw. Orientierungen der Linien des magnetischen Flusses in dem Bereich des Rotorkerns 11 benachbart um den Stator 30, und eine Anpassung des Ausmaßes des magnetischen Flusses in dem Bereich des Rotorkerns 11 benachbart um den Stator 30. Dies ermöglicht daher, effizient hervorragende Leistungsfähigkeiten von jedem Magneten 51 zu erlangen.
Als nächstes wird im Folgenden beschrieben, wie ein im zweiten Ausführungsbeispiel verwendeter Magnet 51 herzustellen ist. 15 ist eine erläuternde Ansicht, die zum Erläutern verwendet wird, wie der Magnet 51 unter Verwendung eines ausgerichteten bzw. orientiertem Magnetfeld zu magnetisieren ist.
Wie in 15 veranschaulicht ist, umfasst eine Ausrichtungs- bzw. Orientierungsvorrichtung 60 eine Magnetfeldspule 61, einen Ausrichtungs- bzw. Orientierungskern 62 und eine Form 63, die als eine Magnetherstellungsform bzw. Gussform dient. Der Orientierungskern 62 und die Form 63 sind in der Magnetfeldspule 61 angeordnet.
Die Magnetfeldspule 61 ist konfiguriert, um bei Erregung ein Magnetfeld zu erzeugen, das durch die Innenseite der Spule 61 verläuft.
Der Orientierungskern 62 dient zum Krümmen des durch die Magnetfeldspule 61 erzeugten Magnetfeldes in eine vorbestimmte Richtung. Die Form 63 ist angeordnet, um dem gekrümmten Magnetfeld zu ermöglichen, durch diese zu verlaufen.
Das heißt, dass die Magnetfeldspule 61 lineare Magnetfeldlinien erzeugt, und der Orientierungskern 62 ermöglicht, dass die linearen Magnetfeldlinien als gekrümmte Magnetfeldlinien gekrümmt werden. Die Form 63 besteht aus nicht magnetischem Material, und hat darin eine Formkammer 63a ausgebildet, die in Übereinstimmung mit der Form des Magneten 51 geformt ist.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des Magneten 51 beschrieben.
Zunächst werden Magnetmaterialien in magnetische Pulver oder ein magnetisches pulverförmiges Element pulverisiert, und die magnetischen Pulver werden in die Formkammer 63a der Form 63 gefüllt.
Als nächstes werden die magnetischen Pulver in der Form 63 komprimiert, um die wie vorstehend angeführte vorbestimmte Form aufzuweisen. Anschließend ermöglicht der Orientierungskern 62, dass gekrümmte Magnetfeldlinien erzeugt werden. Die gekrümmten Magnetfeldlinien bewirken, dass Magnetfeldlinien der komprimierten magnetischen Pulver in der Formkammer 63a ausgerichtet bzw. orientiert werden. Das heißt, das während des Ausrichtungs- bzw. Orientierungsprozesses die magnetischen Pulver derart ausgerichtet werden, dass deren einfachen Magnetisierungsachsen ausgerichtet bzw. orientiert werden, und komprimiert werden, um als ein geformter Körper fixiert zu werden.
Anschließend wird der geformte Körper gesintert, und anschließend magnetisiert. Die vorstehende Reihe von Prozessen führt dazu, dass der Magnet 51 hergestellt wird.
Die vorstehende Prozessreihe führt dazu, dass die einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten 51 in nicht lineare, d. h. kreisbogenförmige, einfache Magnetisierungsachsen davon geändert werden.
Anschließend wird der Magnet 51 in das Magnetinstallationsloch 12 installiert, sodass, wie in 14 veranschaulicht ist, die einfachen Magnetisierungsachsen von Orientierungen nahe der Orientierung der q-Achsen-Seite senkrecht zur q-Achse in Orientierungen nahe der Orientierung der d-Achsen-Seite parallel zur d-Achse von dem q-Achsen-Seitenende 51b zu dem d-Achsen-Seitenende 51a geändert werden; wobei jede einfache Magnetisierungsachse konvex in Richtung der Anti-Statorrichtung gegenüberliegend des Stators 30 gekrümmt ist.
Im Folgenden werden Modifikationen des Rotors 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben; wobei mindestens ein Teil des Rotors 10 in jeder Modifikation modifiziert wird. Im Folgenden werden hauptsächlich die sich unterscheidenden Punkte zwischen der Struktur des Rotors 10 gemäß jeder Modifikation und der Struktur des in 14 veranschaulichten Rotors 10 besch rieben.
Erste Modifikation
Jeder Magnet 51 des Rotors 10 gemäß der in 16 veranschaulichten ersten Modifikation weist ein d-Achsen-Seitenende mit einer ersten Fläche und ein q-Achsen-Seitenende mit einer zweiten Fläche auf, die sich gegenüberstehen, und jede der ersten und der zweiten Fläche der d- und q-Achsen-Seitenenden ist orientiert, um mit den einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten 51 überein zu stimmen. In dem Magnetinstallationsloch 12 ist eine Flussbarriere 53 bereitgestellt, um sich an der Außenseite der zweiten Fläche des q-Achsen-Seitenendes zu befinden, und eine Flussbarriere 54 ist bereitgestellt, um sich an der Außenseite der ersten Fläche des d-Achsen-Seitenendes zu befinden.
Zum Bilden der Flussbarriere 53 bewirkt ein Ausschneiden eines Teils des q-Achsen-Seitenendes des Magneten 51, der in 14 veranschaulicht ist, in dessen Längsrichtung, dass die Flussbarriere 53 ausgebildet wird. Gleichermaßen bewirkt, zum Bilden der Flussbarriere 54, ein Ausschneiden eines Teils des d-Achsen-Seitenendes des Magneten 51, der in 14 veranschaulicht ist, in dessen Längsrichtung, dass die Flussbarriere 54 ausgebildet wird.
Das heißt, dass der Magnet 51 die Fläche von jedem des d-Achsen-Seitenendes und des q-Achsen-Seitenendes davon aufweist; wobei sich die Fläche mit den flusswirksamen Flächen des Magneten 51 schneidet. Die Fläche von jedem des d-Achsen-Seitenendes und des q-Achsen-Seitenendes des Magneten 51 ist orientiert, um im Wesentlichen parallel zur Orientierung von jedem der einfachen Magnetisierungsachsen zu verlaufen. Die Flussbarriere 53 ist bereitgestellt, um sich an der Außenseite des q-Achsen-Seitenendes 51b des Magneten 51 in dem Magnetinstallationsloch 12 zu befinden. Gleichermaßen ist die Flussbarriere 54 bereitgestellt, um sich an der Außenseite des d-Achsen-Seitenendes 51a des Magneten 51 in dem Magnetinstallationsloch zu befinden.
Insbesondere ermöglicht ein Abschneiden einer ersten Ecke des q-Achsen-Seitenendes des Magneten 51, der in 14 veranschaulicht ist, die sich näher an dem Stator 30 befindet als die zweite Ecke, dass die Flussbarriere 53 in dem Magnetinstallationsloch 12 ausgebildet wird. Gleichermaßen, zum Bilden der Flussbarriere 54, bewirkt ein Abschneiden einer ersten Ecke des d-Achsen-Seitenendes des Magneten 51, der in 14 veranschaulicht ist, die sich näher an der d-Achse befindet als eine gegenüberliegende zweite Ecke, dass die Flussbarriere 54 in dem Magnetinstallationsloch 12 ausgebildet wird. Es sei angemerkt, dass die Fläche von jedem des d-Achsen-Seitenendes und des q-Achsen-Seitenendes des Magneten 51 flach oder gekrümmt sein kann.
Jede einfache Magnetisierungsachse des Magneten 51 zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, nicht linear zu sein. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Länge jedes magnetischen Pfades, d. h. die Länge einer entsprechenden inneren magnetischen Linie, länger ist als die Länge jedes linearen magnetischen Pfades eines Magneten, der senkrecht zu der Längsrichtung des Magneten verläuft. Relativ kürzere magnetische Pfade befinden sich jedoch an jedem Ende des Magneten 51. Weil die Länge jedes magnetischen Pfades an jedem Ende des Magneten 51 proportional zur magnetischen Permeanz an dem entsprechenden Ende des Magneten 51 verläuft, ist es gewünscht, eine Reduktion der Länge jeden magnetischen Pfades an jedem Ende des Magneten 51 zu verhindern.
Aus diesem Gesichtspunkt ist jede der ersten und der zweiten Fläche, die sich mit dem flusswirksamen Flächen schneiden, der d- und q-Achsen-Seitenenden des Magneten 51 orientiert, um mit den einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten 51 überein zu stimmen. Dies reduziert kürzere magnetische Pfade, die sich lokal in jedem Ende des Magneten 51 befinden. Zusätzlich ist jede der Flussbarrieren 53 und 54 bereitgestellt, um sich an der Außenseite der entsprechenden einen, der zweiten und ersten Flächen der q- und d-Achsen-Seitenenden zu befinden. Dies reduziert eine Entmagnetisierung an sowohl dem d- als auch dem q-Achsen-Seitenende des Magneten 51.
Es sei angemerkt, dass eine beliebige der ersten und der zweiten Fläche des d- und q-Achsen-Seitenendes orientiert sein kann, um mit den einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten 51 überein zu stimmen.
Zweite Modifikation
In dem Rotor 10 gemäß der in 17 veranschaulichten zweiten Modifikation, erstrecken sich die d-Achsen-Flussbarrieren 54 für jedes Paar der Magneten 51 über die jeweiligen radialen Innenenden der jeweiligen Magnete 51 in Richtung der Mitte der Drehachse entlang der d-Achse hinweg. Die Flussbarrieren 54, die positioniert sind, um einander über die d-Achse gegenüber zu stehen, stellen einen d-Achsen-Kernabschnitt 55 dazwischen bereit. Das heißt, dass die Magnete 51 jedes Paars in dem Rotorkern 11 über den entsprechenden d-Achsen-Kernabschnitt 55 hinweg angeordnet sind. Die Flussbarrieren 54 sind bereitgestellt, um sich über den d-Achsen-Kernabschnitt 55 in dem Rotorkern 11 zu befinden, um sich von den Anti-Stator-Seitenenden des jeweiligen Magneten 51 in Richtung der Anti-Statorrichtung gegenüberliegend des Stators 30 zu erstrecken. Jede der Flussbarrieren 54 ist als ein Teil des entsprechenden Magnetinstallationsloch 12 konfiguriert. Eine Lücke oder ein Raum in einem Teil jedes Magnetinstallationslochs 12 kann als die entsprechende Flussbarriere 54 dienen, oder ein in die Lücke oder den Raum in dem Teil jedes Magnetinstallationslochs 12 gefülltes nicht magnetische Material kann als die entsprechende Flussbarriere 54 dienen. Die Flussbarriere 54 jedes Magnetinstallationslochs 12 dient als ein nicht magnetisches Element.
Jeder Magnet 51 weist einen radial innersten Punkt P11 und einen q-Achsen-Kernabschnitt, der sich auf jeder q-Achse befindet, auf, und eine virtuelle Linie L1, die den radial innersten Punkt P11 und ein Drehzentrum P10 des Rotorkerns verbindet, ist definiert. Dabei ragt die Flussbarriere 54 für jeden Magneten 51 in Richtung der q-Achsen-Seite über die virtuelle Linie L1 hervor. Die Länge jeder Flussbarriere 54 in der Umfangsrichtung des Rotorkerns 11 kann vorzugsweise gemäß dem Ausmaß des magnetischen Flusses der q-Achse und der Umfangsbreite des q-Achsen-Kernabschnitts 56 bestimmt werden. Das heißt, dass die Flussbarriere 54 bis zu einer virtuellen Linie L2, die ein q-Achsen-Seitenende P12 des Magnetinstallationslochs 12 und das Drehzentrum P10 des Rotorkerns 11 verbindet, hervorragen, oder kann jenseits der virtuellen Linie L2 hervorragen, um sich um eine vorbestimmte Länge näher an der q-Achse befinden.
Die vorstehende Konfiguration ermöglicht, dass die Flussbarrieren 54 jedes Paars den magnetischen Widerstand des entsprechenden d-Achsen-Kernabschnitts 55 erhöhen. Dies verhindert daher einen Kurzschluss zwischen dem Paar von Magneten 51, um dadurch die Magnetkraft effizienter zu verwenden.
Der d-Achsen-Kernabschnitt 55 für jedes Paar von Magneten 51 bildet einen dünnen Abschnitt des Rotorkerns 11, der sich auf der entsprechenden d-Achse befindet, der sich entlang der entsprechenden d-Achse erstreckt. Der d-Achsen-Kernabschnitt 55 für die Magnete 51 von jedem Paar stärkt den entsprechenden Kernabschnitt, um dadurch zu verhindern, dass die Magnete 51 von dem Rotorkern 11 aufgrund der Zentrifugalkraft herunterfallen.
Es sei angemerkt, dass der d-Achsen-Kernabschnitt 55 für die Magnete 51 jedes Paars als ein Widerstand bezüglich eines Magnetkreises durch diesen dient. Das heißt, dass ein Anstieg in dem d-Achsen-Kernabschnitt 55 in der d-Achse ermöglicht, dass ein magnetischer Widerstand des d-Achsen-Kernabschnitts 55 ansteigt. Dies ermöglicht, dass das Ausmaß jedes Magnetflussvektors, der in Richtung der d-Achse von jedem der Magnete 51 fließt, kleiner ist. Das heißt, dass der Rotor 10 gemäß der zweiten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels konfiguriert ist, um einer Entmagnetisierung der Magnete 51 zu widerstehen, und ein Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine 1 gemäß der zweiten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels zu verbessern.
Die Flussbarrieren 54, nicht magnetische Elemente, 54 für jedes Paar von Magnetinstallationslöchern 12 sind bereitgestellt, um sich in Richtung der Anti-Statorseite in dem Rotorkern 11 zu erstrecken, während der Rotorkern 11 teilweise in einem näheren q-Achsen-Abschnitt und einem näheren d-Achsen-Abschnitt separiert ist. Dies reduziert gegenseitige Interferenzen von sowohl (i) einem magnetischen Fluss, der von einem der gepaarten Magneten 51 erzeugt wird, als auch (ii) einem magnetischen Fluss, der von dem anderen der gepaarten Magneten 51 erzeugt wird, während angemessen der magnetische Fluss von jedem der gepaarten Magneten 51 gestaltet wird.
Jede Flussbarriere 54 ragt in Richtung der q-Achsen-Seite über die virtuelle Linie L1 hervor, was ermöglicht, das Drehmoment im Inneren des Rotors 10 zu reduzieren.
Dritte Modifikation
Der Rotor 10 gemäß der in 18 veranschaulichten dritten Modifikation weist verschiedene Punkte, im Vergleich zu dem in 14 veranschaulichten Rotor 10 auf, wo jedes der Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars eine rechteckige Form in deren seitlichen Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung des Rotorkerns 11 aufweist, und jeder der Magnete 51, der in dem entsprechenden der magnetischen Magnetlöcher 12 installiert ist, weist ebenfalls eine rechteckige Form in dessen seitlichem Querschnitt auf. Das rechte und das linke Installationsloch 12 jedes Paars weist eine im Wesentlichen V-Form über die d-Achse hinweg auf, sodass der rechte und der linke Magnet 51 jedes Paars, die in den jeweiligen Magnetinstallationslöchern 12 installiert sind, ebenso eine im Wesentlichen V-Form über die d-Achse hinweg aufweisen.
Insbesondere wird jede der einfachen Magnetisierungsachsen, die in jedem der Magnete 51 ausgebildet sind, von der Orientierung in der q-Achsen-Seite an dem q-Achsen-Seitenende auf die Orientierung in der d-Achsen-Seite an dem d-Achsen-Seitenende geändert.
Vierte Modifikation
Der Rotor 10 gemäß der in 19 veranschaulichten vierten Modifikation weist unterschiedliche Punkte, als im Vergleich mit dem in 14 veranschaulichten Rotor 10, auf, wo jedes der Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars eine rechteckige Form in dessen seitlichem Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung des Rotorkerns 11 aufweist, und jeder der Magnete 51, der in dem entsprechenden der Magnetinstallationslöcher 12 installiert ist, weist ebenfalls eine rechteckige Form in dessen seitlichem Querschnitt auf.
Das rechte und das linke Magnetinstallationsloch 12 jedes Paars ist angeordnet, um in einer Richtung senkrecht zu der d-Achse über die d-Achse hinweg senkrecht zu verlaufen, sodass der rechte und der linke Magnet 51 jedes Paars, die in den jeweiligen Magnetinstallationslöchern 12 installiert sind, ebenso angeordnet sind, um in der Richtung senkrecht zu der d-Achse über die d-Achse hinweg ausgerichtet zu sein.
Insbesondere wird jeder der einfachen Magnetisierungsachsen, die in jedem der Magnete 51 ausgebildet sind, von der Orientierung der q-Achsen-Seite an dem q-Achsen-Seitenende auf die Orientierung der d-Achsen-Seite an dem d-Achsen-Seitenende geändert.
Es sei angemerkt, dass das rechte und das linke Magnetinstallationsloch 12 jedes Paars angeordnet sind, um in die Richtung senkrecht zu der d-Achse über die d-Achse hinweg ausgerichtet zu sein, wie in 19 veranschaulicht ist. Mit anderen Worten ist ein minimaler Separationsabstand zwischen der Ecke an der d-Achsen-Seite und dem Stator 30 länger als ein minimaler Separationsabstand zwischen der entsprechenden Ecke an der q-Achsen-Seite und dem Stator 30.
Drittes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei auf einen oder mehrere Unterscheidungspunkte des dritten Ausführungsbeispiels zum ersten Ausführungsbeispiel fokussiert wird. Wie im zweiten Ausführungsbeispiel, verwendet das dritte Ausführungsbeispiel Magnete, die jeweils einfache Magnetisierungsachsen aufweisen; wobei die Ausrichtung bzw. Orientierung von jeder der einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten von einer vorbestimmten ersten Orientierung durch eine der gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen auf eine vorbestimmte zweite Orientierung durch die andere der gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen geändert wird; wobei sich die erste Orientierung von der zweiten Orientierung unterscheidet.
20 veranschaulicht schematisch einen Rotor 10 des dritten Ausführungsbeispiels.
Bezugnehmend auf 20, sind in dem Rotorkern 11 ein Paar von Magnetinstallationslöchern 12 für jede d-Achse ausgebildet; wobei jedes der Magnetinstallationslöcher 12 eine Kreisbogenform, d. h. eine gewölbte Form, aufweist. Weil die Form jedes der Magnetinstallationslöcher 12, die in 20 veranschaulicht sind, im Wesentlichen identisch der Form des entsprechenden der in 14 veranschaulichten Magnetinstallationslöcher 12 ist, wird die Beschreibung von jedem der Magnetinstallationslöcher 12, die in 20 veranschaulicht sind, weggelassen.
In jedem Magnetinstallationsloch 12 ist ein Magnet 71, der eine Form aufweist, die mit der Form des entsprechenden Magnetinstallationslochs übereinstimmt, installiert. Das heißt, dass die Magnete 71, die in die jeweiligen Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars eingebracht sind, einen magnetischen Pol bilden.
Wie in 20 veranschaulicht ist, weist jeder Magnet 71 einfache Magnetisierungsachsen darin auf (siehe Pfeile). Jeder Magnet 71 weist gegenüberliegende Enden 71a und 71b in dessen Längsrichtung auf.
Jeder Magnet 71 ist derart angeordnet, dass die einfachen Magnetisierungsachsen von Orientierungen nahe einer Orientierung der d-Achsen-Seite senkrecht zu der d-Achse zu Orientierungen nahe einer Orientierung der q-Achsen-Seite parallel zur q-Achse von dem Ende 71a näher zu der d-Achse zu dem Ende 71b näher an der q-Achse geändert werden; wobei jede einfache Magnetisierungsachse konvex in Richtung einer Anti-Statorrichtung gegenüberliegend des Stators 30 gekrümmt ist.
Das heißt, dass jeder magnetische Pfad des Magneten 71 derart konfiguriert ist, dass die Orientierung jedes magnetischen Pfades des Magneten 71 konvex in Richtung der Mittelachse des Rotorkerns 11 gekrümmt ist.
Der Magnet 71 mit der wie vorstehend definierten einfachen Magnetisierungsachsen verstärkt eine Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit davon gegen ein Entmagnetisierungsfeld basierend auf dem rotierenden Magnetfeld des Stators 30, wodurch angemessen eine Entmagnetisierung des Magneten 71 reduziert wird.
Insbesondere ist der Magnet 71 konfiguriert, sodass

1. Die einfachen Magnetisierungsachsen des Endes 71a, das sich näher zur d-Achse befindet, sind orientiert, um sich nahe der Orientierung der d-Achsen-Seite, die senkrecht zur d-Achse verläuft, zu befinden, und die einfachen Magnetisierungsachsen des Endes 71b, das sich näher zur q-Achse befindet, sind orientiert, um nahe der Orientierung der q-Achsen-Seite, die parallel zur d-Achse verläuft, zu sein.
2. Jede einfache Magnetisierungsachse ist konvex in Richtung der Anti-Statorrichtung gegenüberliegend dem Stator 30 gekrümmt.

Diese Konfiguration verlängert jeden der magnetischen Pfade in dem Magneten 71, um dadurch den magnetischen Fluss des Magneten 71 zu erhöhen, und effizient einen magnetischen Fluss zu erzeugen, der dem Entmagnetisierungsfeld von dem Stator 30 entgegenwirkt.
Zusätzlich ist jede der einfachen Magnetisierungsachsen des d-Achsen-Seitenendes 71a des Magneten 71 orientiert, um sich näher zu der Richtung parallel zur d-Achse zu befinden. Dies reduziert eine Entmagnetisierung des Magneten 71 aufgrund gegenseitiger Flussinterferenzen in der Umgebung der d-Achse.
Das q-Achsen-Seitenende 71b des Magneten 71 ist platziert, um sich radial näher am Stator 30 zu befinden als das d-Achsen-Seitenende 71a des Magneten 71, und ein Zwischenabschnitt des Magneten 71 zwischen beiden Enden 71a und 71b davon ist angeordnet, um konvex in Richtung des Stators 30 zu sein. Das heißt, dass die Magnete 71 jedes Paars über die entsprechende d-Achse hinweg eine im Wesentlichen V-Form aufweisen, und jeder der Magnete 71 des entsprechenden Paars eine Kreisbogenform aufweist, die konvex in Richtung des Stators 30 verläuft, d. h. der Richtung nach oben in 20. Die Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars sind geformt, um mit den jeweiligen Magneten 71 des entsprechenden Paars in Übereinstimmung zu sein.
Mit anderen Worten ist die gekrümmte Fläche 52a, die eine wirksame Austrittsfläche ist, die sich näher am Stator 30 befindet als die gekrümmte Fläche 52b, jedes Magneten 71 geformt, um konvex in Richtung des Stators 30 von einem Liniensegment, das beide Enden der gekrümmten Fläche 52a verbindet, hervorzustehen.
Jeder Magnet 71 der vorstehenden Konfiguration des Rotors 10 ist angeordnet, um sich nahe der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 zu befinden, um den Abstand zwischen dem Stator 30 und dem entsprechenden Magneten 71 zu verkürzen, wodurch das Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine 1 des zweiten Ausführungsbeispiels erhöht wird. Obwohl ein Verkürzen des Abstandes zwischen dem Stator 30 und jedem Magneten 71 ein Entmagnetisierungsfeld als eine Gegenreaktion auf die kürzere Distanz ansteigen kann, reduzieren die gekrümmten einfachen Magnetisierungsachsen jedes Magneten 71 negative Effekte des vergrößerten Entmagnetisierungsfeldes.
Die vorstehende Konfiguration des Rotors 10 ermöglicht, dass der Anteil eines Bereichs des Rotorkerns 11, der sich näher an dem Stator 30 befindet als jeder Magnet 71, d. h. jedes Magnetinstallationsloch 12, kleiner ist; wobei der Bereich der Summe des magnetischen Flusses des Stators 30 und des magnetischen Flusses des entsprechenden Magneten 71 ausgesetzt ist. Dies reduziert daher in dem Rotor 10 einen Sättigungsbereich, in dem eine magnetische Sättigung basierend auf dem magnetischen Fluss des Stators 30 und dem magnetischen Fluss jedes Magneten 71 auftreten kann, wodurch effizienter die Leistungsfähigkeit jedes Magneten 71 erzielt wird.
Jeder Magnet 71 ist konfiguriert, um in Richtung einer radialen Auswärtsrichtung konvex zu sein. Diese Konfiguration ermöglicht, dass ein Bereich in dem Rotorkern 11, der sich radial nach außen von den Magnetinstallationslöchern 12 befindet, kleiner ist. Diese Konfiguration reduziert den Stresskonzentrationsfaktor des Rotors 10 gegen die Zentrifugalkraft, wodurch die mechanische Festigkeit des Rotors 10 erhöht wird.
Es sei angemerkt, dass 20 das Paar von Magneten 71, die die d-Achse bilden, veranschaulicht, wenn jedoch das Paar von Magneten 71 die q-Achse bildet, sind die einfachen Magnetisierungsachsen jedes Magneten 71 orientiert, um sich entgegengesetzt zu den Orientierungen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen, die in 20 veranschaulicht sind, zu sein.
Es gilt vorzugsweise, dass ein Magnetinstallationsloch 12 mit einer oder mehreren Flussbarrieren zwischen dem Magneten 71 jedes Paars bereitgestellt werden kann, wie in 20 veranschaulicht ist. Dies reduziert Linien des magnetischen Flusses, der durch die d-Achse verläuft.
Zusätzlich kann jeder in 20 veranschaulichte Magnet 71 in eine Vielzahl von Magnetsegmenten aufgeteilt sein. Das heißt, dass jeder Magnet 71 in eine Vielzahl von Magnetsegmenten in der Längsrichtung des entsprechenden Magneten 71 aufgeteilt sein kann, und die Magnetsegmente können derart angeordnet sein, dass gegenüberliegende Endflächen der Magnetsegmente jedes benachbarten Paars aneinander anliegen. In dieser Modifikation sind die aufgeteilten Magnetsegmente vorzugsweise in jedem Magnetinstallationsloch 12 angeordnet. Diese Anordnung verhindert beispielsweise einen Überstromverlust aufgrund einer Änderung einer Flusszwischenverbindung mit dem Magneten 71, während sich die rotierende elektrische Maschine 1 in Betrieb befindet.
Als nächstes wird beschrieben, wie ein Magnet 71, der in dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird, herzustellen ist. 21 ist eine erläuternde Ansicht, die zum Erläutern verwendet wird, wie der Magnet 71 unter Verwendung eines orientieren Magnetfeldes zu magnetisieren ist.
Wie in 21 veranschaulicht ist, umfasst eine Orientierungsvorrichtung 60 eine Magnetfeldspule 61, einen Orientierungskern 62 und eine Form 63, die als eine Magnetherstellungsform dient. Der Orientierungskern 62 und die Form 63 sind in der Magnetfeldspule 61 angeordnet. Diese Komponenten 60 bis 63 wurden in 15 beschrieben.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des Magneten 71 beschrieben.
Zunächst werden Magnetmaterialien in magnetische Pulver pulverisiert, und die magnetischen Pulver werden in die Formkammer 63a der Form 63 gefüllt.
Als nächstes werden die magnetischen Pulver komprimiert, um die vorstehend angemerkte vorbestimmte Form in der Form 63 aufzuweisen. Anschließend ermöglicht der Orientierungskern 62, dass gekrümmte Magnetfeldlinien erzeugt werden. Die gekrümmten Magnetfeldlinien bewirken, dass Magnetfeldlinien der komprimierten magnetischen Pulver in der Formkammer 63a ausgerichtet bzw. orientiert werden. Das heißt, dass während des Orientierungsprozesses die magnetischen Pulver derart ausgerichtet werden, dass deren einfache Magnetisierungsachsen ausgerichtet bzw. orientiert werden, und komprimiert werden, um als ein geformter Körper fixiert zu werden.
Anschließend wird der geformte Körper gesintert, und anschließend magnetisiert. Die vorstehende Prozessreihe führt dazu, dass der Magnet 71 hergestellt wird.
Die vorstehende Prozessreihe führt dazu, dass die einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten 71 zu nicht linearen, d. h. kreisbogenförmigen einfachen Magnetisierungsachsen davon geändert werden.
Anschließend wird der Magnet 71 in das Magnetinstallationsloch 12 installiert, sodass, wie in 20 veranschaulicht ist, die einfachen Magnetisierungsachsen von Orientierungen nahe der Orientierung der d-Achsen-Seite senkrecht zu der d-Achse zu Orientierungen nahe der Orientierung der q-Achsen-Seite parallel zu der q-Achse von dem d-Achsen-Seitenende 71a zu dem q-Achsen-Seitenende 71b geändert werden; wobei jede einfache Magnetisierungsachse konvex in Richtung der Anti-Statorrichtung gegenüberliegend dem Stator 30 gekrümmt ist.
Modifikation des Magnetherstellungsverfahrens
Es ist möglich, dass folgende Verfahren als ein Verfahren zum Herstellen eines Magneten zu verwenden, in dem gekrümmte einfache Magnetisierungsachsen definiert sind.
In jeder der 22 (a) und 22 (b) umfasst eine Ausrichtungs- bzw. Orientierungsvorrichtung 80 eine Magnetfeldspule 81, einen Orientierungskern 82 und eine Form 83, die als eine Magnetherstellungsform dient. Der Orientierungskern 82 und die Form 83 sind in der Magnetfeldspule 81 angeordnet. Die Struktur bzw. der Aufbau der Orientierungsvorrichtung 80 ist im Wesentlichen identisch mit der Struktur bzw. dem Aufbau der Orientierungsvorrichtung 60, ausgenommen, dass die Form des Orientierungskerns 82 sich von der Form des Orientierungskerns 62 unterscheidet.
Der Orientierungskern 82 ist an einem radialen Mittelabschnitt der Magnetfeldspule 81 angebracht. Der Orientierungskern 82 des dritten Ausführungsbeispiels weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, sodass orientierte Magnetfeldlinien auf die Mitte des Orientierungskerns 82 fokussiert werden. In den orientierten Magnetfeldlinien ist eine Linie S1, die sich linear in Richtung des Orientierungskerns 82 erstreckt, als ein Orientierungszentrum definiert.
In 22 (a) umfasst ein gekrümmtes Magnetfeld gegenüberliegende erste und zweite Bereiche, die durch das Orientierungszentrum S1 aufgeteilt sind. Eine Ausrichtung bzw. Orientierung eines Magneten wird in einem, des ersten und zweiten Bereichs, durchgeführt. In 22 (b) wird eine Ausrichtung bzw. Orientierung eines Magneten in sowohl dem ersten als auch dem zweiten Bereich über das Orientierungszentrum S1 hinweg durchgeführt.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten Mg beschrieben.
Zunächst werden magnetische Pulver in die Form 83 gefüllt.
Als nächstes ermöglicht der Orientierungskern 82, dass magnetische Feldlinien, die durch die Magnetfeldspule 81 erzeugt werden, gekrümmt werden, und die gekrümmten Magnetfeldlinien bewirken, dass Magnetfeldlinien der magnetischen Pulver in der Form 83 ausgerichtet bzw. orientiert werden. Anschließend wird der geformte Körper gesintert, und danach magnetisiert.
Wenn polygonale Permanentmagnete in einem Rotor installiert werden, werden diese polygonalen Permanentmagnete in einem linearen Magnetfeld angebracht, die jeweils unterschiedliche Winkel bezüglich den Magnetfeldlinien aufweisen, sodass eine Orientierung von jedem der polygonalen Permanentmagneten durchgeführt wird.
Viertes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird das vierte Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei der Fokus auf einen oder mehrere Unterscheidungspunkte des vierten Ausführungsbeispiels zum ersten Ausführungsbeispiel gerichtet wird. Das vierte Ausführungsbeispiel verwendet Magnete, die jeweils einfache Magnetisierungsachsen aufweisen, die sich mit mindestens einer von flusswirksamen Flächen des entsprechenden Magneten mit einem Winkel ausgenommen 90 Grad schneiden.
Insbesondere ist die Orientierung bzw. Ausrichtung von jeder der einfachen Magnetisierungsachsen jedes Magneten bezüglich der entsprechenden d-Achse mit einem Winkel ausgenommen 90 Grad geneigt, und jede der einfachen Magnetisierungsachsen schneidet sich mit den flusswirksamen Flächen mit einem Winkel ausgenommen 90 Grad.
23 veranschaulicht schematisch einen Rotor 10 des vierten Ausführungsbeispiels.
Bezugnehmend auf 23, ist in dem Rotorkern 11 ein Paar von Magnetinstallationslöchern 12 für jede d-Achse ausgebildet; wobei sich jedes der Magnetinstallationslöcher 12 senkrecht zur entsprechenden d-Achse erstreckt. Mit anderen Worten wird ein Abstand zwischen jedem der Magnetinstallationslöcher 12 und dem Stator 30 in Richtung der radialen Außenseite des Rotorkerns 11 größer. Die Magnetinstallationslöcher 12 von jedem Paar weisen ein symmetrisches Profil bezüglich der d-Achse auf, das heißt, der Mittelachse des magnetischen Pols. Acht Paare der Magnetinstallationslöcher 12 sind in regelmäßigen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet.
Ein Paar von Magneten 101, das in jedem Paar von Magnetinstallationslöchern 21 installiert ist, bildet einen magnetischen Pol. Das heißt, dass die Magnete 101 von acht Paaren mehrere magnetische Pole bereitstellen, d.h. acht Pole im ersten Ausführungsbeispiel, wobei sich deren Polaritäten abwechselnd in der Umfangsrichtung ändern. Die Magnete 101 jedes Paars, das einen magnetischen Pol bildet, sind angeordnet, um symmetrisch bezüglich der entsprechenden d-Achse zu sein.
Jeder Magnet 101 weist eine rechteckige Form in dessen Seitenquerschnitt auf. Jeder Magnet 101 weist einfache Magnetisierungsachsen, d. h. Orientierungen bzw. Ausrichtungen von Magnetfeldlinien, die magnetische Pfade sind, des Magneten 101 auf, und die einfachen Magnetisierungsachsen sind orientiert bzw. ausgerichtet, um bezüglich der d-Achse geneigt zu sein, und jede der einfachen Magnetisierungsachsen schneidet die flusswirksamen Flächen 101a und 101b mit einem Winkel ausgenommen 90 Grad.
Insbesondere ist jede der einfachen Magnetisierungsachsen von jedem Magneten 101 orientiert, um sich mit zwei Seitenflächen, d. h. einer Seitenfläche näher am Stator und einer Anti-Stator-Seitenfläche, die jeweils als flusswirksamen Flächen dienen, mit einem Winkel ausgenommen 90 Grad zu schneiden.
Zusätzlich sind die einfachen Magnetisierungsachsen von jedem Magneten 101 bezüglich jeder der flusswirksamen Flächen 101a und 101b geneigt, und schneiden einander in einem Bereich des Rotorkerns 11, der sich näher am Stator 30 befindet als das entsprechende Magnetinstallationsloch 12. Zum Beispiel können Magnete aus seltenen Erden, wie etwa gesinterte NeodymMagnete, für die Magnete 101 verwendet werden.
Die Ausrichtungen bzw. Orientierungen der einfachen Magnetisierungsachsen von einem der Magnete 101, die über die d-Achse hinweg angeordnet sind, unterscheiden sich von den Orientierungen der einfachen Magnetisierungsachsen des anderen der Magnete 101, die über die d-Achse hinweg angeordnet sind. Die einfachen Magnetisierungsachsen von jedem der Magnete 101 erstrecken sich linear und verlaufen parallel zueinander.
Weil die einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten 101 die flusswirksamen Flächen 101a und 101b mit einem Winkel ausgenommen 90 Grad schneiden, wird die Länge jedes magnetischen Pfades, d. h., die Länge jeder magnetischen Linie, die in dem Magneten 101 gebildet ist, länger als die Länge jeder magnetischen Linie, die in einem Magneten ausgebildet ist, dessen einfachen Magnetisierungsachsen senkrecht zu den flusswirksamen Flächen des Magneten verlaufen. Diese längere Länge jedes magnetischen Pfades stärkt den magnetischen Fluss des Magneten 101, wodurch die Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit des Magneten 101 gegen das Entmagnetisierungsfeld aufgrund des rotierenden magnetischen Flusses des Stators 30 verbessert wird.
Es sei angemerkt, dass in 23 die Magnete 101 veranschaulicht sind, die als Nordpol dienen. Wenn die Magnete 101 als der Südpol dienen, sind die einfachen Magnetisierungsachsen von jedem der Magnete 101 in die entgegengesetzten Richtungen als im Vergleich mit den einfachen Magnetisierungsachsen des entsprechenden der Magnete 101, die als der Nordpol dienen, orientiert.
Abschnitte in dem Magnetinstallationsloch 12, in dem keine Magnete 101 angebracht sind, dienen als Flussbarrieren 102 und 103, die jeweils einen Selbstkurzschluss des magnetischen Flusses in dem Rotor 10 reduzieren. Insbesondere weist das Magnetinstallationsloch 12 ein erstes Ende, das sich näher zu der q-Achse in der Längsrichtung dessen seitlichem Querschnitt befindet, und ein zweites Ende, das sich näher zu d-Achse in der Längsrichtung dessen seitlichem Querschnitts befindet, auf. Das erste und das zweite Ende des Magnetinstallationslochs 12 dienen jeweils als die Flussbarrieren 102 und 103. Die Flussbarriere 102, die an dem q-Achsen-Seitenende des Magnetinstallationsloch 12, die als eine äußere Flussbarriere 102 bezeichnet wird, reduziert einen Selbstkurzschluss des magnetischen Flusses um das q-Achsen-Seitenende.
Insbesondere erstreckt sich das zweite Ende des Magnetinstallationslochs 12, das sich näher an der d-Achse befindet, entlang der d-Achse in Richtung sowohl des Stators 30 als auch der Drehwelle 2, was dazu führt, dass sich die Flussbarriere 103, die als eine innere Flussbarriere 103 bezeichnet wird, die an dem d-Achsen-Seitenende bereitgestellt ist, ebenfalls entlang der d-Achse erstreckt.
Die inneren Flussbarrieren 103 von jedem Paar der Magnetinstallationslöcher 12 reduzieren die Linien von magnetischem Fluss, die orientiert sind, senkrecht zur d-Achse von dem Magneten 101, die an beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind, zu verlaufen. Die inneren Flussbarrieren 103 reduzieren ebenfalls eine Induktanz in der d-Achse, um dadurch effizient ein Reluktanzmoment zu erzeugen. Eine Lücke oder ein Raum in dem Bereich an jedem des ersten und des zweiten Endes des Magnetinstallationslochs 12 dient als der entsprechende der Flussbarrieren 102 und 103, oder ein nicht magnetisches Material, das im Raum gefüllt wird, kann als der entsprechende der Flussbarrieren 102 und 103 dienen.
Das vorstehend beschriebene vierte Ausführungsbeispiel erzielt die folgenden herausragenden Effekte.
In dem Rotor 10 der rotierenden elektrischen Maschine der Innen-Permanentmagnetart, wirkt das rotierende Magnetfeld von dem Stator 30 als ein Entmagnetisierungsfeld auf den Rotor 10, sodass das Entmagnetisierungsfeld einen Bereich jedes Magneten 101 entmagnetisieren kann, der sich näher an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11, der dem Stator 30 gegenübersteht, befindet.
Aus diesem Gesichtspunkt ist jeder Magnet 101 des vierten Ausführungsbeispiels derart konfiguriert, dass die einfachen Magnetisierungsachsen des entsprechenden Magneten 101 bezüglich der d-Achse geneigt sind und sich jeweils mit den flusswirksamen Flächen, die jeweils einen magnetischen Fluss erzeugen, des entsprechenden Magneten 101 mit einem Winkel ausgenommen 90 Grad zu schneiden.
Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Länge von jedem magnetischen Pfad, d. h. die Länge jeder magnetischen Linie, die in dem entsprechenden Magneten 101 ausgebildet ist, länger wird als die Länge der magnetischen Linie, die in einem Magneten ausgebildet ist, dessen einfachen Magnetisierungsachsen senkrecht zu den flusswirksamen Flächen des Magneten verlaufen. Diese längere Länge jeder magnetischen Linie verstärkt den magnetischen Fluss des Magneten 101, wodurch die Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit des Magneten 101 gegen das Entmagnetisierungsfeld aufgrund des rotierenden magnetischen Flusses des Stators 30 verbessert wird. Dies reduziert daher angemessen eine Entmagnetisierung eines jeden Magneten 101.
Die Magnete 101 befinden sich jeweils über die d-Achse im sowohl dem ersten als auch dem zweiten Bereich, die durch die d-Achse aufgeteilt sind, über die d-Achse hinweg. Die einfachen Magnetisierungsachsen von jedem der Magnete 101 sind bezüglich den flusswirksamen Flächen des entsprechenden der Magnete 101 geneigt, und die einfachen Magnetisierungsachsen von einem der Magnete 101 schneidet sich mit den einfachen Magnetisierungsachsen des anderen der Magnete 101 in einem Bereich in dem Rotorkern 11, der sich näher an dem Stator 30 befindet, als das entsprechende Magnetinstallationsloch 12. Dies stärkt effizient einen magnetischen Fluss auf der d-Achse, während eine Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit des entsprechenden einen der Magnete 101 gegen das Entmagnetisierungsfeld verbessert wird.
Wenn der Magnet 101 eine rechteckige Form in dessen seitlichem Querschnitt aufweist, sind die einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten 101 orientiert, um sich mit den gegenüberliegenden Seitenflächen 101a und 101b des Magneten 101 mit einem nicht-rechten Winkel zu schneiden. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Länge von jedem magnetischen Pfad, d. h. die Länge jeder magnetischen Linie, der in dem entsprechenden Magneten 101 ausgebildet ist, länger wird als der minimale Abstand zwischen dem gegenüberliegenden Seitenflächen 101a und 101b. Diese längere Länge von jedem magnetischen Pfad stärkt den magnetischen Fluss des Magneten 101, wodurch die Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit des Magneten 101 gegen das Entmagnetisierungsfeld verbessert wird.
Es sei angemerkt, dass zum Vermeiden einer Entmagnetisierung, eine herkömmliche Technologie Magnete verwenden kann, die jeweils konfiguriert sind, um

1. Einen Abschnitt mit einer Größendicke aufzuweisen; wobei dieser Abschnitt einem großen Magnetisierungsfeld ausgesetzt ist
2. Einen größeren Anteil von schweren Elementen seltener Erde zu enthalten, und/oder
3. Ein feineres Design aufzuweisen

Im Gegensatz dazu ist die rotierende elektrische Maschine 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel konfiguriert, um die einfachen Magnetisierungsachsen in jedem Magneten 101 zu konzipieren, um dadurch eine Entmagnetisierung des entsprechenden Magneten 101 aufgrund eines Entmagnetisierungsfeldes zu reduzieren. Dies ermöglicht, eine rotierende elektrische Maschine 1 zu konstruieren, die Magnete aus keiner schweren seltenen Erde verwendet, ohne der Notwendigkeit des Anstiegs der Größe jedes Magneten 101.
Ein Eliminieren der Verwendung von Elementen schwerer seltener Erden, die in gegenwärtigen Fahrzeugprodukten bedeutsam sind, ermöglicht, dass der Anteil von Neodym-Elementen mit höherer Flussdichte in den Magneten ansteigt. Dies führt dazu, dass in der rotierenden elektrischen Maschine 1 das Ausgangsdrehmoment erhöht wird, während

1. Die Gesamtmenge von Magneten, die durch die Maschine 1 verwendet werden, die die gleiche ist wie jene, die durch die rotierende elektrische Maschine der herkömmlichen Technologie verwendet wird, beizubehalten
2. Die Kosten der rotierenden elektrischen Maschine 1 im Vergleich mit den Kosten der rotierenden elektrischen Maschine der herkömmlichen Technologie beibehalten oder reduziert werden

Gewöhnlich wird ein Magnetmaterial in Magnete geschnitten, sodass magnetische Orientierungen in jedem Magneten parallel zu einer Schnittfläche verlaufen. Dies liegt daran, weil ein Parallelisieren eines Orientierungsmagnetfeldes zum Herstellen von Magneten unter Verwendung einer Schnittfläche ermöglicht, dass die Anzahl von Magneten für eine Magnetisierung der Magnete unter Verwendung eines Orientierungsmagnetfeldes maximiert wird.
Aus diesem Gesichtspunkt weist jeder Magnet 101 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist, schräge magnetische Orientierungen auf. Das heißt, dass jeder Magnet 101 derart magnetisch orientiert wurde, dass die Länge eines magnetischen Pfades, der durch eine ausgewählte Ecke des entsprechenden Magneten 101 in dem rechteckigen Querschnitt verläuft, länger ist als die Länge einer lateralen Seite des entsprechenden Magneten 101; wobei die ausgewählte Ecke am Wahrscheinlichsten entmagnetisiert wird.
Zusätzlich wurde jeder Magnet 101 derart magnetisch orientiert, dass der magnetische Pfad, der durch die ausgewählte Ecke verläuft, bezüglich der orthogonalen Richtung, die orthogonal zu jeder der flusswirksamen Flächen 101a und 101b verläuft, schräg geneigt ist.
Dies verbessert einen Entmagnetisierungswiderstand der ausgewählten Ecke jedes Magneten 101. Dies reduziert, obwohl die Anzahl von Magnete 101 für eine Magnetisierung der Magnete 101 unter Verwendung eines Orientierungsmagnetfeldes reduziert wird, das Gewicht jedes Magneten 101. Dies führt dazu, dass viele Magnete 101 bei einer magnetischen Orientierung in den Magneten 101 erhalten werden, und ermöglicht, die Menge eines Magnetmaterials, wie etwa ein Neodym-Material, für jeden Magneten 101 zu reduzieren, wodurch die Herstellungskosten der Magnete 101 reduziert werden.
Gemäß der Abschätzung der Erfinder ist es möglich, das Gewicht des Magneten 101 um ungefähr 30 Prozent als im Vergleich mit einem Magneten, der eine Magnetkraft aufweist, die die gleiche ist wie die Magnetkraft des Magneten 101, zu reduzieren. Dies führt daher zu einer rotierenden elektrischen Maschine 1 mit einer kleineren Menge von Elementen seltener Erde, kleinerem Gewicht, und/oder einem kleineren Trägheitsmoment davon. Diese Merkmale ermöglichen, dass die rotierende elektrische Maschine 1 eine verbesserte Leistungsmessung und eine verbesserte mechanische Zuverlässigkeit aufweist, was zu einer Reduktion des Energieverbrauchs der rotierenden elektrischen Maschine 1 und/oder einer Verbesserung der Sicherheit der rotierenden elektrischen Maschine 1 beiträgt.
Im Folgenden werden Modifikationen des Rotors 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben; wobei mindestens ein Teil des Rotors 10 in jeder Modifikation reduziert wird. Im Folgenden werden hauptsächlich die Unterscheidungspunkte zwischen der Struktur des Rotors 10 gemäß jeder Modifikation und der Struktur des in 23 veranschaulichten Rotors 10 beschrieben. Es sei angemerkt, dass in den folgenden Figuren, andere Komponenten ausgenommen der Rotoren 10 der jeweiligen Modifikationen, aus der Illustration weggelassen werden. In jeder Modifikation wird der Aufbau bzw. die Struktur des Rotors 10 unter Verwendung einer Teilansicht beschrieben, die einen Polabschnitt des entsprechenden Rotors 10 veranschaulicht, deren d-Achse sich in der Mitte des einen Polabschnitts davon befindet.
Erste Modifikation
Jeder der Magnete 101 des Rotors 10 gemäß der in 24 veranschaulichten ersten Modifikation ist derart konfiguriert, dass eine Fläche an dem q-Achsen-Seitenende 101c orientiert ist, um mit einem Winkel von jeder einfachen Magnetisierungsachse bezüglich den flusswirksamen Flächen 101a und 101b übereinzustimmen, und eine Fläche des d-Achsen-Seitenendes 101d ist orientiert, um mit einem Winkel von jeder einfachen Magnetisierungsachse bezüglich den wirksamen Flächen 101a und 101b übereinzustimmen.
Das heißt, dass die Orientierung der Fläche von jedem des q- und d-Achsen-Seitenende 101c und 101d definiert ist, mit jeder einfachen Magnetisierungsachse übereinzustimmen. Mit anderen Worten ist die Orientierung der Fläche von jedem der q- und d-Achsen-Seitenende 101c und 101d identisch mit der Orientierung von jeder einfachen Magnetisierungsachse in der Draufsicht, wie aus der Ansicht ersichtlich wird. Die Flussbarriere 102 ist an der Außenseite des q-Achsen-Seitenendes 101c angeordnet, und die Flussbarriere 103 ist an der Außenseite des d-Achsen-Seitenendes 101d angeordnet.
Es sei angemerkt, dass in 24 jeder Magnet 101 derart konfiguriert ist, dass

1. Die Fläche des q-Achsen-Seitenendes 101c orientiert ist, um mit dem Winkel von jeder einfachen Magnetisierungsachse bezüglich den flusswirksamen Flächen 101a und 101b übereinzustimmen
2. Die Fläche des d-Achsen-Seitenendes 101d orientiert ist, um mit dem Winkel von jeder einfachen Magnetisierungsachse bezüglich den flusswirksamen Flächen 101a und 101b übereinzustimmen

Anstatt dieser Konfiguration kann jeder Magnet 101 derart konfiguriert sein, dass nur die Fläche des q-Achsen-Seitenendes 101c orientiert ist, um mit dem Winkel von jeder einfachen Magnetisierungsachse bezüglich den flusswirksamen Flächen 101a und 101b übereinzustimmen. Die Fläche des d-Achsen-Seitenendes 101d kann orientiert sein, um parallel zur d-Achse zu verlaufen. Das heißt, dass der Magnet 101 eine Parallelogrammform in dessen seitlichem Querschnitt, wie in 24 veranschaulicht, oder eine trapezoide Form in dessen seitlichem Querschnitt aufweisen kann, anstatt der rechteckigen Form in dessen seitlichem Querschnitt.
Wie vorstehend beschrieben ist jede einfache Magnetisierungsachse in dem Magneten 101 orientiert, um sich mit den flusswirksamen Flächen 101a und 101b mit einem nicht-rechten Winkel zu schneiden. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Länge jedes magnetischen Pfades in dem Magneten 101 länger ist als die Länge jedes magnetischen Pfades einer anderen Konfiguration des Magneten 101, in dem jede einfache Magnetisierungsachse in dem Magneten 101 orientiert ist, die flusswirksamen Flächen 101a und 101b senkrecht zu schneiden. Jedoch können die Längen der partiellen magnetischen Pfade in jedem Ende des Magneten 101 kleiner sein.
Aus diesem Gesichtspunkt ist die Fläche des q-Achsen-Seitenendes 101c orientiert, um mit dem Winkel von jeder einfachen Magnetisierungsachse bezüglich den flusswirksamen Flächen 101a und 101b übereinzustimmen, was partielle magnetische Pfade mit kleineren Längen in jedem Ende des Magneten 101 reduziert.
Es sei angemerkt, dass der in 24 veranschaulichte Magnet 101 derart konfiguriert ist, dass jedes Ende des Magneten 101, das nicht zu einem Anstieg des magnetischen Flusses beiträgt, schräg eliminiert wurde, was dazu führt, dass die Magnetgröße in dem in 24 veranschaulichten Rotor 10 kleiner ist als die Magnetgröße des in 23 veranschaulichten Rotors 10. Dies führt dazu, dass die Anzahl von Kavitäten in der Form größer ist, und die Menge von magnetischem Materialien, die in die Form eingebracht wird, kleiner ist.
Zweite Modifikation
Jeder der Magnete 101 des Rotors 10 gemäß der in 25 veranschaulichten zweiten Modifikation ist derart konfiguriert, dass die Länge von jedem des q- und d-Achsen-Seitenende 101c und 101d des entsprechenden der Magnete 101, der eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen aufweist, länger ist als die Längen der jeweiligen anderen Abschnitte in dem entsprechenden der Magnete 101.
Das heißt, dass jedes des q- und d-Achsen-Seitenende 101c und 101d des Magneten 101 einen Erweiterungsabschnitt 101e aufweist, sodass die Erweiterungsabschnitte 101e der jeweiligen q- und d-Achsen-Seitenenden 101c und 101d des Magneten 101 eine konkave Nut definieren, die auf der zweiten flusswirksamen Fläche 101b dazwischen ausgebildet ist.
Der Erweiterungsabschnitt 101e von jedem der q- und d-Achsen-Seitenenden 101c und 101d führt dazu, dass sich die entsprechenden einen oder mehreren Linien des magnetischen Flusses basierend auf dem Magneten 101 teilweise erweitern. Das heißt, dass der Erweiterungsabschnitt 101e als ein Flusserweiterungselement dient. Die Erweiterungsabschnitte 101e sind an der zweiten flusswirksamen Fläche 101b bereitgestellt, die sich näher an der Drehwelle 2 befindet als die erste flusswirksame Fläche 101a.
Es sei angemerkt, dass jedes des q- und d-Achsen-Seitenendes 101c und 101d des Magneten 101, die in 25 veranschaulicht sind, den Erweiterungsabschnitt 101e aufweist, jedoch kann auch nur das q-Achsen-Seitenende 101c den Erweiterungsabschnitt 101e aufweisen.
Der Magnet 101 der zweiten Modifikation ist derart konfiguriert, dass

1. jede einfache Magnetisierungsachse in den Magneten 101 orientiert ist, um sich mit den flusswirksamen Flächen 101a und 101b mit einem nicht-rechten Winkel zu schneiden
2. jedes des q- und d-Achsen-Seitenendes 101c und 101d weist einen teilweise erweiterten magnetischen Pfad auf

Dies führt zu einer weiteren Verbesserung der Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit des Magneten 101.
Dritte Modifikation
In dem Rotorkern 11 kann ein Magnet 101 gemäß 26(a) oder 26(b) angeordnet sein.
Der Rotorkern 11 des Rotors 10 gemäß der in 26(a) veranschaulichten dritten Modifikation umfasst acht Magnetinstallationslöcher 125, die durch einen Außenseitenabschnitt des Rotorkerns 11 in der Axialrichtung davon ausgebildet wurden; wobei sich der Außenflächenabschnitt benachbart zur Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11, der der Innenumfangsfläche des Stators 30 gegenübersteht, befindet. Die Magnetinstallationslöcher 125 sind in regelmäßigen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet.
Jedes der Magnetinstallationslöcher 125 befindet sich über die entsprechende d-Achse hinweg, um zur entsprechenden d-Achse senkrecht zu verlaufen.
Der Magnet 101, der in jedem der Magnetinstallationslöcher 125 installiert ist, weist eine linke Teilhälfte und eine rechte Teilhälfte in 26(a) auf. Die linke Teilhälfte umfasst einfache Magnetisierungsachsen, die schräg nach rechts oben orientiert sind, und die rechte Teilhälfte umfasst einfache Magnetisierungsachsen, die schräg nach links oben orientiert sind.
Das heißt, dass die einfachen Magnetisierungsachsen von jeder der linken und rechten Teilhälften des Magneten 101, die über die d-Achse hinweg angeordnet sind, orientiert sind, um einen Bereich des Rotorkerns 11 zu durchlaufen, der auf der d-Achse angeordnet ist und sich näher an dem Stator 30 befindet als der Magnet 11, d.h., das Magnetinstallationsloch 12. Insbesondere sind die einfachen Magnetisierungsachsen von jeder der linken und rechten Teilhälften des Magneten 101, die über die d-Achse hinweg angeordnet sind, orientiert, um auf den Bereich des Rotorkerns 11 zu fokussieren, der auf der d-Achse angeordnet ist und sich näher an dem Stator 30 befindet als der Magnet 11, d.h., das Magnetinstallationsloch 12. Das heißt, dass der Bereich platziert ist, um einem Mittelabschnitt des Magneten 101 ausgenommen dessen beiden Enden gegenüberzustehen.
In dem in 26(a) veranschaulichten Rotor 10 können die Linien des magnetischen Flusses, der von dem Magnet 101 fließt, gegenseitig miteinander interferieren. Dies kann zu einer Entmagnetisierung des Magneten 101 führen.
Aus diesem Gesichtspunkt, wie in 26(b) veranschaulicht ist, umfasst jeder Magnet 101 eine konkave Nut 101f, die in der zweiten flusswirksamen Fläche 101b ausgebildet ist; wobei sich die konkave Nut 101f auf der entsprechenden d-Achse befindet. Die konkave Nut 101f weist gegenüberliegende linke und rechte Innenseiten über die d-Achse auf, wie in 26(b) veranschaulicht ist.
Die linke Innenseite der konkaven Nut 101f ist orientiert, um mit den einfachen Magnetisierungsachsen übereinzustimmen, die schräg nach rechts oben orientiert sind, und die rechte Innenseite der konkaven Nut 101f ist orientiert, um mit den einfachen Magnetisierungsachsen übereinzustimmen, die schräg nach links oben orientiert ist. Diese in 26(b) veranschaulichte Struktur ermöglicht, die Kosten des Rotors 10 durch das kleinere Ausmaß des Magneten in dem Rotor 10 zu reduzieren.
Vierte Modifikation
Jeder der Magnete 101 des Rotors 10 gemäß der in 27 veranschaulichten vierten Modifikation ist derart konfiguriert, dass die Orientierungen von einer oder mehreren einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an einem des q- und d-Achsen-Seitenende 101c und 101d befinden, sich von den Orientierungen von einer oder mehreren einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher zu der anderen davon befinden, unterscheiden. Insbesondere sind eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen, die sich näher an dem d-Achsen-Seitenende 101d befinden, orientiert, um sich nahe der parallelen Richtung parallel zur d-Achse zu befinden. Neigungswinkel von einfachen Magnetisierungsachsen bzgl. der parallelen Richtung parallel zur d-Achse steigen sequenziell von dem d-Achsen-Seitenende 101d zu dem q-Achsen-Seitenende 101c an, mit anderen Worten, steigen die Nicht-Parallel-Grade von den einfachen Magnetisierungsachsen bzgl. der d-Achse von dem d-Achsen-Seitenende 101d zu dem q-Achsen-Seitenende 101c an.
Mit anderen Worten ist jeder der Magnete 101 des Rotors 10 gemäß der in 27 veranschaulichten vierten Modifikation derart konfiguriert, dass die Orientierungen von einer oder mehreren einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an einer der q- und d-Achsen befinden, sich von den Orientierungen der einen oder mehreren einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an der anderen, der q- und d-Achse befindet, unterschiedlich. Insbesondere sind eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen, die platziert sind, um sich näher an der d-Achse zu befinden, orientiert, um annähernder parallel zur d-Achse zu verlaufen als eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen, die platziert sind, um sich näher zur q-Achse zu befinden.
Insbesondere, wie in 28 veranschaulicht ist, wird mindestens eine einfache Magnetisierungsachse, die sich an einer vorbestimmten Position des Magneten 101 befindet, um sich näher an dem d-Achsen-Seitenende 101d zu befinden als zum q-Achsen-Seitenende 101c, als mindestens eine einfache Magnetisierungsachse X1 bezeichnet, und mindestens eine einfache Magnetisierungsachse, die sich an einer vorbestimmten Position des Magneten 101 befindet, um sich näher an dem q-Achsen-Seitenende 101c zu befinden als zum d-Achsen-Seitenende 101d, wird als mindestens eine einfache Magnetisierungsachse X2 bezeichnet.
Dabei, verläuft die mindestens eine einfache Magnetisierungsachse X1 annähernder parallel zur d-Achse als die mindestens eine einfache Magnetisierungsachse X2.
Zusätzlich, in dem Magneten 101, ist ein Neigungswinkel Θ2 der mindestens einen einfachen Magnetisierungsachse X2 bzgl. der d-Achse, d.h. der senkrechten Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 101a und 101b, größer als ein Neigungswinkel Θ1 der mindestens einen einfachen Magnetisierungsachse X1 bzgl. zur d-Achse, d.h., der orthogonalen Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 101a und 101b.
Insbesondere, in dem Magneten 101, nehmen Längen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen, d.h. Längen von magnetischen Pfaden, die jeweils den einfachen Magnetisierungsachsen entsprechen, sequenziell von dem q-Achsen-Seitenende 101c zu dem d-Achsen-Seitenende 101d ab; wobei jeder magnetische Pfad von einem Startpunkt zu einem Endpunkt der entsprechenden einfachen Magnetisierungsachse definiert werden kann. Jeder Magnet 101 kann mindestens eine einfache Magnetisierungsachse umfassen, die orientiert ist, um senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 101a und 101b zu verlaufen, zum Erzeugen eines magnetischen Flusses, zusätzlich zu den einfachen Magnetisierungsachsen, die jeweils orientiert sind, sich mit den flusswirksamen Flächen 101a und 101b mit einem nicht-rechten Winkel zu schneiden.
Es sei angemerkt, wie in 28 veranschaulicht ist, dass der Magnet 101 derart angeordnet ist, dass die flusswirksamen Flächen 101a und 101b senkrecht zur d-Achse verlaufen, sodass die orthogonale Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 101a und 101b in Übereinstimmung mit der Richtung der d-Achse verläuft.
Wenn im Gegensatz dazu die flusswirksamen Flächen 101a und 101b nicht senkrecht zur d-Achse verlaufen, befindet sich die orthogonale Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 101a und 101b nicht in Übereinstimmung mit der Richtung der d-Achse. Auch wenn die orthogonale Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 101a und 101b nicht in Übereinstimmung mit der Richtung der d-Achse verläuft, ist der Neigungswinkel Θ2 der mindestens einen einfachen Magnetisierungsachse X2 bzgl. der orthogonalen Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 101a und 101b größer als der Neigungswinkel Θ1 der mindestens einen einfachen Magnetisierungsachse X1 bzgl. der orthogonalen Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 101a und 101b.
Es sei angemerkt, dass die Neigung Θ1 der mindestens einen einfachen Magnetisierungsachse X1 einer Orientierung, d.h. einer Orientierungsrichtung, der entsprechenden mindestens einen einfachen Magnetisierungsachse entspricht, und gleichermaßen die Neigung Θ2 der mindesten einen einfachen Magnetisierungsachse X2 einer Orientierung, d.h. einer Orientierungsrichtung, der entsprechenden mindestens einen einfachen Magnetisierungsachse entspricht.
Die Ausrichtung bzw. Orientierung von einfachen Magnetisierungsachsen repräsentiert eine Orientierung mit 50% oder mehr des Orientierungsverhältnisses, oder repräsentiert eine gemittelte Orientierung der einfachen Magnetisierungsachsen. Insbesondere, wie in 28 veranschaulicht ist, weist der vorbestimmte Abschnitt des Magneten 101 entsprechend der mindestens einen einfachen Magnetisierungsachse X1 50% des Orientierungsverhältnisses der einfachen Magnetisierungsachsen auf, jeweils mit der Neigung Θ1, oder weist eine gemittelte Orientierung der einfachen Magnetisierungsachsen mit der Neigung Θ1 auf.
Die Orientierungen von einer oder mehreren einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an dem d-Achsen-Seitenende 101d befinden, unterscheiden sich von den Orientierungen von einer oder mehreren einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an dem q-Achsen-Seitenende 101c befinden. Das heißt, dass die Neigungen von einer oder mehreren einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an dem d-Achsen-Seitenende 101d befinden, bzgl. der d-Achse sich von den Neigungen der einen oder mehreren einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an dem q-Achsen-Seitenende 101c befinden, bzgl. der d-Achse unterscheiden.
Diese Konfiguration ermöglicht, dass die magnetischen Flusskomponenten an einem Bereich in dem Rotorkern 11 zwischen der d-Achse und der q-Achse gesammelt werden; wobei sich der Bereich näher an dem Stator 30 befindet als der Magnet 101. Dies verstärkt den magnetischen Fluss basierend auf dem Magneten 101.
Eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen, die sich näher an der d-Achse befinden, sind orientiert, um annähernder parallel zur d-Achse zu verlaufen als eine oder mehrere Magnetisierungsachsen, die sich näher an der q-Achse befinden. Dies führt dazu, dass die magnetischen Pfade an dem Abschnitt des Magneten 101, der sich näher an dem q-Achsen-Seitenende 101c befindet, länger sind als die magnetischen Pfade an dem Abschnitt des Magneten 101, der sich näher an dem d-Achsen-Seitenende 101d befindet.
Diese Konfiguration verstärkt einen magnetischen Fluss auf der q-Achse des Rotors 10, um dadurch angemessen eine Gegenmaßnahme zur Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes 101c des Magneten 101 aufgrund eines Entmagnetisierungsfeldes bereitzustellen. Wenn eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen in dem d-Achsen-Seitenende 101d von einem des Paars von Magneten 101, das sich über die d-Achse hinweg befindet, und eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen in dem d-Achsen-Seitenende 101d des anderen des Paars von Magneten 101 geneigt sind, um einander gegenüberzustehen, reduziert diese Konfiguration gegenseitige Interferenzen zwischen einem magnetischen Fluss von einem des Paars von Magneten 101 und dem magnetischen Fluss des anderen des Paars von Magneten 101. Dies reduziert daher eine Entmagnetisierung auf der d-Achse.
In dem Magneten 101 ist die Neigung, d.h. der Neigungswinkel Θ2, von mindestens einer einfachen Magnetisierungsachse, die sich nähern an dem q-Achsen-Seitenende 101c befindet, bzgl. der orthogonalen Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 101a und 101b größer als die Neigung, d.h. der Neigungswinkel Θ1, von mindestens einer einfachen Magnetisierungsachse, die sich näher an der d-Achse befindet, bzgl., der orthogonalen Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 101a und 101b.
Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Länge eines magnetischen Pfades in dem q-Achsen-Seitenende 101c am längsten wird, was ermöglicht, den Entmagnetisierungswiderstand des q -Achsen-Seitenendes 101c gegen ein Entmagnetisierungsfeld zu verstärken, wodurch sowohl eine Verringerung einer Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes 101c des Magneten 101 als auch ein Anstieg des Moments des Magnets 101 erlangt wird.
Es sei angemerkt, wie in 27 veranschaulicht ist, dass jedes Magnetinstallationsloch 12 in dem Rotorkern 11 ausgebildet ist, um sich linear in eine Richtung senkrecht zu der entsprechenden d-Achse zu erstrecken. Zusätzlich sind eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen in dem Magneten 101, die sich näher an dem d-Achsen-Seitenende 101d befinden, orientiert, um annähernder parallel zur d-Achse zu verlaufen als eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen in dem Magneten 101, die sich näher am q-Achsen-Seitenende 101c befinden. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Neigung, d.h. der Neigungswinkel Θ2, der mindestens einen einfachen Magnetisierungsachse, die sich näher an dem q-Achsen-Seitenende 101c befindet, bzgl. der orthogonalen Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 101a und 101b größer ist als die Neigung, d.h. der Neigungswinkel Θ1, von mindestens einer einfachen Magnetisierungsachse, die sich näher an der d-Achse befindet, bzgl. der orthogonalen Richtung orthogonal zu den flusswirksamen Flächen 101a und 101b.
Fünfte Modifikation
Jeder der Magnete 101 des Rotors 10 gemäß der in 29 veranschaulichten fünften Modifikation ist derart konfiguriert, dass, wie in der vierten Modifikation, die Orientierungen von einer oder mehreren einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an einem des q- und d-Achsen-Seitenende 101c und 101d befinden, sich von den Orientierungen von einer oder mehreren einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an der anderen davon befinden, unterscheiden. Insbesondere sind die Orientierungen von einfachen Magnetisierungsachsen in dem Magneten 101 gemäß der fünften Modifikation unterschiedlich von den Orientierungen von einfachen Magnetisierungsachsen in dem Magneten 101 gemäß der vierten Modifikation.
Insbesondere sind eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen, die sich näher an dem q-Achsen-Seitenende 101c befinden, annähernder parallel zur q-Achse als eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen, die sich näher an dem d-Achsen-Seitenende 101d befinden.
In dem Magneten 101 nehmen die Längen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen, d.h. Längen der magnetischen Pfade, die jeweils den einfachen Magnetisierungsachsen entsprechen, graduell von dem d-Achsen-Seitenende 101d zu dem q-Achsen-Seitenende 101c ab; wobei jeder magnetische Pfad von einem Startpunkt zu einem Endpunkt der entsprechenden einfachen Magnetisierungsachse definiert werden kann.
Weil eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen in dem q-Achsen-Seitenende 101c des Magneten 101 orientiert sind, um parallel zur q-Achse zu verlaufen, ist es möglich, die magnetischen Flusskomponenten basierend auf dem Magneten 101 auf der q-Achse, die orientiert sind, um senkrecht zur Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11, der dem Stator 30 gegenübersteht, zu verlaufen, d.h. magnetische Flusskomponenten, die orientiert sind, um einem Entmagnetisierungsfeld entgegenzuwirken, zu verstärken. Dies führt dazu, eine angemessene Gegenmaßnahme zur Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes 101c des Magneten 101 aufgrund eines Entmagnetisierungsfeldes bereitzustellen.
Sechste Modifikation
Jeder der Magnete 101 des Rotors 10 gemäß der in 30 veranschaulichten sechsten Modifikation ist derart konfiguriert, dass jede einfache Magnetisierungsachse in dem Magneten 101 eine Kreisbogenform, d.h. eine nichtlineare Form, aufweist. Dies ermöglicht, dass die Längen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen in dem Magneten 101 weiterhin ansteigen, was ermöglicht, weiterhin den magnetischen Fluss des Magneten 101 zu verstärken.
Siebte Modifikation
Bezugnehmend auf die 31(a) und 31(b), sind in dem Rotorkern 11 ein Paar von zwei Magnetinstallationslöcher 12 für jede d-Achse ausgebildet; wobei die 2 Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars eine im Wesentlichen V-Form aufweisen, sodass ein Abstand zwischen den beiden Magnetinstallationslöchern 12 in Richtung der radialen Außenseite des Rotorkerns 11 größer wird.
Das heißt, dass jedes der Magnetinstallationslöcher 12 eine rechteckige Form in dessen seitlichen Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung des Rotorkerns 11 aufweist, und eine erste und eine zweite Hauptfläche aufweist, die einander gegenüberliegen. In jedem der Magnetinstallationslöcher 12 ist die erste Hauptfläche, die sich näher am Stator 30 befindet, derart geneigt, dass eine äußere Ecke 12R1 der ersten Hauptfläche sich näher am Stator 30 befindet als eine innere Ecke 12R2 der ersten Hauptfläche, was dazu führt, dass das Paar von Magnetinstallationslöcher 12 eine im Wesentlichen V-Form aufweist.
In 31(a), wie in 23, ist jede von einfachen Magnetisierungsachsen in dem Magneten 101 bzgl. der d-Achse, während die gegenüberliegenden Seitenflächen 101a und 101b, die einen magnetischen Fluss erzeugen, geschnitten bzw. gekreuzt werden, des Magneten 101 mit einem nicht-rechten Winkel geneigt.
In 31(b) wie in 27, sind die Orientierungen von einer oder mehreren einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an dem q-Achsen-Seitenende 101c befinden, unterschiedlich von den Orientierungen von einer oder mehreren einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an dem d-Achsen-Seitenende 101d befinden. Insbesondere sind die eine oder mehreren einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an dem d-Achsen-Seitenende 101d befinden, annähernder parallel zur d-Achse als eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen, die sich näher an dem q-Achsen-Seitenende 101q befinden.
Es sei angemerkt, wie in 29 beschrieben ist, dass eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen, die sich näher an dem q-Achsen-Seitenende 101c befinden, annähernder parallel zur q-Achse verlaufen können als eine oder mehrere einfache Magnetisierungsachsen, die sich näher an dem d-Achsen-Seitenende 101d befinden.
Achte Modifikation
Die 32(a) und 32(b) veranschaulichen die achte Modifikation. Wie in 32(a) veranschaulicht ist, ist der Magnet 101 in jedem der Magnetinstallationslöcher 125, die über die entsprechende d-Achse hinweg platziert sind, installiert, während einfache Magnetisierungsachsen, d.h. Orientierungen der jeweiligen magnetischen Pfade entsprechend den einfachen Magnetisierungsachsen, um die entsprechende d-Achse asymmetrisch sind.
Das heißt, dass die einfachen Magnetisierungsachsen in dem Magneten 101 orientiert sind, um bzgl. der d-Achse geneigt zu sein, während diese die flusswirksamen Flächen mit einem nicht-rechten Winkel schneiden; wobei die Orientierungen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen, die sich an einer Seite der d-Achse befinden, identisch sind mit den Orientierungen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen, die sich an der anderen Seite der d-Achse befinden. Der in 32(a) veranschaulichte Rotor 10 vergrößert die Länge von jedem magnetischen Pfad in dem Magneten 101, um dadurch den magnetischen Fluss des Magneten 101 gegen ein Entmagnetisierungsfeld zu stärken. Es sei angemerkt, dass jeder der magnetischen Pfade in dem Magneten 101 eine nichtlineare Form aufweisen kann, bspw. eine Kreisbogenform, die in Richtung der Anti-Statorrichtung gegenüberliegend dem Stator 30, die der unteren Richtung in 32(a) entspricht, gekrümmt ist.
32(b) veranschaulicht schematisch den Rotor 10 und den Stator 30. Der Mittelpol des Rotors 10, der in 32 (b) veranschaulicht ist, ist der Nordpol, und die d-Achse, sowie die linken und rechten Seitenpole benachbart zum Nordpol sind jeweils die Südpole. Jeder in 32(b) veranschaulicht den Magnet 101 für den entsprechenden Pol weist einen ersten und einen zweiten Abschnitt über die d-Achse hinweg auf, d.h. befindet sich auf den jeweiligen Seiten der d-Achse, und die Orientierungen der jeweiligen magnetischen Pfade in dem ersten Abschnitt, die bzgl. der d-Achse geneigt sind, sind identisch mit den Orientierungen der jeweiligen magnetischen Pfade in dem zweiten Abschnitt.
In dem Rotorkern 11 ist jeder Magnet 101, der sich auf der entsprechenden d-Achse befindet, derart konfiguriert, dass die einfachen Magnetisierungsachsen um die entsprechende d-Achse asymmetrisch sind. Diese Konfiguration führt zu einer größeren Spitze eines Drehmoments, das durch die rotierende elektrische Maschine erzeugt wird, wenn sich der Rotor 10 in eine Vorwärtsrichtung dreht, als im Vergleich zu einem Fall, in dem die einfachen Magnetisierungsachsen von jedem Magneten 101, der sich auf der entsprechenden d-Achse befindet, um die entsprechende d-Achse symmetrisch sind.
Die Magnete 101, die die einfachen Magnetisierungsachsen aufweisen, die um die entsprechende d-Achse asymmetrisch sind, werden vorzugsweise für rotierende elektrische Maschinen verwendet, die sich jeweils nur in eine Richtung drehen, oder sich hauptsächlich in eine Richtung drehen.
Neunte Modifikation
Bezugnehmend auf 33, bestehen die Magnete 101 von jedem Paar, das sich über die entsprechende d-Achse hinweg befindet, d.h. an beiden Seiten über die entsprechende d-Achse hinweg platziert ist, aus zwei Magneten 111 und 112, die jeweils eine trapezoide Form in deren seitlichen Querschnitt aufweisen. Das heißt, dass die Magnete 111 und 112 jedes Paars eine Magnetbaugruppe bilden. Jeder der Magnete 111 und 112 weist eine gleichschenklige trapezoide Form auf. In jeder Magnetbaugruppe liegt einer von Schenkeln des Magnets 101 an einem von Schenkeln des Magneten 112 an, sodass die Magnete 111 und 112 angeordnet sind, um in Richtung des Stators 30 konvex zu sein während deren Schenkel aneinander anliegen.
In jedem der Magnete 111 und 112 sind einfache Magnetisierungsachsen, die jeweils den Orientierungen von magnetischen Pfaden in den entsprechenden Magneten entsprechen, definiert, um parallel mit einem der Schenkel des entsprechenden Magneten zu verlaufen. Jeder der Magnete 111 und 112 weist gegenüberliegende Basen auf, d.h. obere und untere Basen, die jeweils als flusswirksame Fläche dienen. Das heißt, dass jeder der Magnete 111 und 112 derart konfiguriert ist, dass jede der entsprechenden einfachen Magnetisierungsachsen die flusswirksamen Flächen mit einem nicht-rechten Winkel schneiden. Einer der Schenkel des Magneten 111, der parallel mit dessen einfacher Magnetisierungsachse verläuft, liegt an einem der Schenkel des Magneten 112, der parallel zu dessen einfacher Magnetisierungsachse verläuft, an. Dies führt dazu, dass die Orientierungen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen der Magnetbaugruppe, die sich auf jeder Seite der d-Achse befindet, einander identisch sind.
Mit anderen Worten umfasst der Magnet 101 den Magneten 111, der sich näher an der d-Achse befindet, und den Magneten 112, der sich näher an der q-Achse innerhalb des Bereichs von der d-Achse zu der q-Achse befindet; wobei der Magnet 111 als ein erster Magnet dient, und der Magnet 112 als ein zweiter Magnet dient. Die Magnete 111 und 112 sind in dem Magnetinstallationsloch 12 in dem Rotorkern 11 installiert.
Die Baugruppe der Magnete 111 und 112 ist an dem Verbindungsbereich dazwischen gebogen, um konvex in Richtung der Statorwicklungen zu verlaufen. Der Magnet 111 weist ein Paar von gegenüberliegenden wirksamen Flächen 111a und 111b, die jeweils als Flusseintritts-Austritts-Flächen dienen, auf, und der Magnet 112 weist ein Paar von gegenüberliegenden wirksamen Flächen 112a und 112b, die jeweils als Flusseintritts-Austritts-Flächen dienen, auf. Der Magnet 111 weist lineare magnetische Pfade auf, die jeweils länger sind als eine Magnetdicke zwischen den wirksamen Flächen 111a und 111b. Gleichermaßen weist der Magnet 112 lineare magnetische Pfade auf, die jeweils länger sind als eine Magnetbreite zwischen den wirksamen Flächen 112a und 112b. Jeder der Magnete 111 und 112 umfasst die magnetischen Pfade, die zueinander parallel verlaufen. Wie vorstehend beschrieben weist jeder der Magnete 111 und 112 eine gleichschenklige trapezoide Form in dessen seitlichen Querschnitt auf und die Länge jeder Basis des Magneten 111 ist die gleiche wie die Länge der entsprechenden Basis des Magneten 112, und die Länge jedes Schenkels des Magneten 111 ist ebenso die gleiche wie die Länge des entsprechenden Schenkels des Magneten 112. Zusätzlich sind die Orientierungen der einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten 111 identisch mit den jeweiligen Orientierungen der einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten 112.
Im Vergleich mit einer Konfiguration, in der die Magnete 111 und 112 linear miteinander verbunden sind, ermöglicht der in 33 veranschaulichte Rotor 10, dass jeder der Magnete 111 und 112 näher an den Statorwicklungen liegt, was ermöglicht, das Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine 1 zu erhöhen. Je näher jeder der Magnete 111 und 112 ist, desto stärker kann ein Entmagnetisierungsfeld ansteigen. Der in 33 veranschaulichte Rotor 10 ist jedoch derart konfiguriert, dass jeder magnetische Pfad von jedem der Magnete 111 und 112 zwischen den flusswirksamen Flächen des entsprechenden Magneten länger wird; wobei diese Konfiguration dem Anstieg des Entmagnetisierungsfeldes entgegenwirkt.
Die vorstehende Konfiguration des Rotors 10 ermöglicht, dass der Anteil eines Bereichs des Rotorkerns 11, der sich näher an dem Stator 30 befindet als jeder Magnet 101 (jedes Magnetinstallationsloch 12) kleiner ist; wobei der Bereich der Summe des magnetischen Flusses der Statorwicklungen und des magnetischen Flusses des entsprechenden Magneten 101 ausgesetzt ist. Dies reduziert daher in dem Rotor 10 einen Sättigungsbereich, in dem eine magnetische Sättigung basierend auf dem magnetischen Fluss der Statorwicklungen und dem magnetischen Fluss jedes Magneten 101 auftreten kann, wodurch effizienter die Leistungsfähigkeit von jedem Magneten 101 erzielt wird.
In dem Rotorkern 11 des Rotors 10 der innendrehenden rotierenden elektrischen Maschine 1, ist der Anteil des Bereichs, der sich näher an dem Stator 30 befindet als jedes Magnetinstallationsloch 12 kleiner. Dies reduziert den Zentrifugalkraftstresskonzentrationsfaktor auf den Rotor 10, wodurch die mechanische Festigkeit des Rotors 10 erhöht wird.
Die Magnete 111 und 112 weisen Magnete mit gleicher Produktnummer auf, sodass diese die gleichen Konfigurationen, die gleichen Dimensionen und die gleichen einfachen Magnetisierungsachsen aufweisen. Zum Beispiel, wie in 34(a) veranschaulicht ist, sind Magnete 111 und 112, die jeweils die gleichen Produktnummern aufweisen bereitgestellt, und, wie in den 34(b) und 34(c) veranschaulicht ist, ist der Magnet 112, der umgekehrt wurde, mit dem Magneten 111 verbunden. Es sei angemerkt, dass Magnete mit unterschiedlichen Basislängen als die jeweiligen Magnete 111 und 112 verwendet werden können.
Die Magnete 111 und 112 können identische Formen in deren seitlichen Querschnitt aufweisen, und die Magnete 111 und 112 können jeweils Seiten aufweisen, die sich benachbart zueinander befinden und einander mit einem nicht-rechten Winkel schneiden. Die Magnete 111 und 112 sind in dem Rotorkern 11 installiert, während diese entgegengesetzt orientiert sind.
Zum Beispiel, wie in 34(d) veranschaulicht ist, ist ein plattenförmiger Magnetblock MB mit schräg orientierten magnetischen Pfaden in mehrere gleichschenklige trapezoide Magnete aufgeteilt, sodass längere und kürzere Basen der jeweiligen aufgeteilten Magneten abwechselnd angeordnet sind; wobei die aufgeteilten Magnete jeweils die gleichen Formen aufweisen. Die aufgeteilten Magnete sind in dem Rotorkern 11 installiert, während diese entgegengesetzt orientiert sind.
Als ein weiteres Beispiel, wie in 34(e) veranschaulicht ist, ist der plattenförmige Magnetblock MB mit einer Vielzahl von trapezförmigen Magneten aufgeteilt, die jeweils die gleichen Formen aufweisen; wobei jeder der Magnete Schenkel mit jeweils unterschiedlichen Neigungen aufweist. Als ein weiteres Beispiel ist der plattenförmige Magnetblock MB in eine Vielzahl von parallelogrammförmigen Magneten aufgeteilt, die jeweils die gleichen Formen aufweisen. Die in jeder der 34(e) und 34(f) veranschaulichten aufgeteilten Magnete sind in dem Rotorkern 11 installiert, während diese entgegengesetzt orientiert sind.
Zehnte Modifikation
Bezugnehmend auf 35, besteht jeder Magnet 101 aus zwei Magneten 111 und 112, die eine Magnetbaugruppe bilden. Die Magnete 101 von jedem Paar befinden sich über die entsprechende d-Achse hinweg, d.h. befindet sich an beiden Seiten über die entsprechende d-Achse hinweg. Jeder der Magnete 101 besteht aus zwei Magneten 115 und 116, die jeweils eine trapezoide Form in dessen seitlichem Querschnitt aufweisen.
Jeder der trapezförmigen Magnete 115 und 116 weist unterschiedliche erste und zweite Basiswinkel auf. Der erste Basiswinkel ist auf einen rechten Winkel eingestellt, und der zweite Basiswinkel ist auf einen spitzen Winkel eingestellt. Die Magnete 115 und 116 sind angeordnet, während deren Schenkel der rechtwinkligen Seite aneinander anliegen.
Jeder der Magnete 115 und 116 hat darin einfache Magnetisierungsachsen definiert, d.h. Orientierungen von entsprechenden magnetischen Pfaden, die definiert sind, um parallel zu dem Schenkel der Seite des spitzen Winkels parallel zu verlaufen. Diese Konfiguration von jedem der Magnete 115 und 116 bewirkt, dass jede der einfachen Magnetisierungsachsen mit flusswirksamen Flächen an deren oberer und unterer Basis mit einem nicht-rechten Winkel schneidet. Die einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten 116, die sich näher an der q-Achse befinden, weisen den rechten Winkel oder einen Winkel nahe des rechten Winkels bzgl. der q-Achse auf, und die einfachen Magnetisierungsachsen weisen einen Winkel parallel zur d-Achse oder einen Winkel nahe des Winkels parallel zur d-Achse auf.
Mit anderen Worten besteht jeder Magnet 101 aus dem Magneten 115, der sich näher an der d-Achse befindet, und dem Magneten 116, der sich näher an der q-Achse innerhalb des Bereichs von der d-Achse zu der q-Achse befindet; wobei der Magnet 115 als ein erster Magnet dient und der Magnet 116 als ein zweiter Magnet dient. Die Magnete 115 und 116 sind in dem Magnetinstallationsloch 12 in dem Rotorkern 11 installiert. Jeder der Magnete 115 und 116 weist lineare magnetische Pfade auf, die definiert sind, um parallel zueinander in dem entsprechenden Magneten zu verlaufen. Die Magnete 115 und 116 sind an dem Rotorkern 11 fixiert, während die Orientierungen der magnetischen Pfade in dem Magneten 115 sich von den Orientierungen der magnetischen Pfade in dem Magneten 116 unterscheiden.
Insbesondere ist jedes Magnetinstallationsloch 12 platziert, um bzgl. der d-Achse geneigt zu sein, sodass das d-Achsen-Seitenende weiter von den Statorwicklungen separiert ist, d.h. der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11, die den Statorwicklungen gegenübersteht, als das q-Achsen-Seitenende. Zusätzlich verlaufen die Orientierungen der magnetischen Pfade in dem Magneten 116 annähernder senkrecht zur d-Achse als die Orientierungen der magnetischen Pfade in dem Magneten 115.
Der Magnet 115 weist ein Paar von gegenüberliegenden wirksamen Flächen 115a und 115b, die jeweils als Flusseintritts-Austritts-Flächen dienen, auf. Der Magnet 115 weist ebenfalls lineare magnetische Pfade auf, die jeweils länger sind als eine Magnetdickedimension zwischen den wirksamen Flächen 115a und 115b, und orientiert sind, um entlang der entsprechenden der einfachen Magnetisierungsachsen, die in dem Magneten 115 definiert sind, zu verlaufen.
Gleichermaßen weist der Magnet 116 ein Paar von gegenüberliegenden wirksamen Flächen 116a und 116b auf, die jeweils als Flusseintritts-Austritts-Flächen dienen. Der Magnet 116 weist ebenfalls lineare magnetische Pfade auf, die jeweils länger sind als eine Magnetdickedimension zwischen den wirksamen Flächen 116a und 116b, und orientiert sind, um entlang der entsprechenden der einfachen Magnetisierungsachsen, die in dem Magneten 116 definiert sind, zu verlaufen.
Es sei angemerkt, dass die Magnetdickedimension des Magneten 115 als die Dicke des Magneten 115 in der Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 115a und 115b definiert sein kann, d.h. der minimale Abstand zwischen den flusswirksamen Flächen 115a und 115b. Gleichermaßen kann die Magnetdickedimension des Magneten 116 als die Dicke des Magneten 116 in der Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 116a und 116b definiert sein, d.h. der minimale Abstand zwischen den flusswirksamen Flächen 116a und 116b.
Der in 35 veranschaulichte Rotor 10 ist konfiguriert, um beabsichtigt einen Magnetfluss an einer vorbestimmten Position davon innerhalb des Bereichs von der d-Achse zu der q-Achse von jedem Pol zu stärken, um dadurch den Entmagnetisierungswiderstand gegen ein Entmagnetisierungsfeld von den Statorwicklungen zu erhöhen. Das heißt, dass wenn der Magnet 101 nur aus dem Magneten 115 bestehen würde, dass der Magnet 101 wahrscheinlich entmagnetisiert werden würde. Jedoch ist der Magnet 116, der Orientierungen der magnetischen Pfade aufweist, die sich von den Orientierungen der magnetischen Pfade des Magneten 115 unterscheiden, angeordnet, um den Magneten 101 zu bilden. Diese Anordnung des Magneten 116 reduziert eine Entmagnetisierung des Magneten 115 aufgrund eines Entmagnetisierungsfeldes, wodurch eine Entmagnetisierung des Magneten 101 reduziert wird. Insbesondere erzielt die Konfiguration des Magneten 101 gewünschte Effekte des Reduzierens einer Entmagnetisierung des Magneten, während parallel anisotrope Magnete, die relativ kostengünstig sind, als die jeweiligen Magnete 115 und 116 verwendet werden.
Jede der 36 und 37 veranschaulicht eine Modifikation des Rotors 10, von dem ein Teil modifiziert wurde. Insbesondere umfasst die in jeder der 36 und 37 veranschaulichte modifizierte Konfiguration, als den Magneten 116, einen Magneten mit einfachen Magnetisierungsachsen, die orientiert sind, um senkrecht zu den flusswirksamen Flächen des Magneten zu verlaufen. Insbesondere umfasst die in 37 veranschaulichte modifizierte Konfiguration den Magneten 115, der eine Parallelogrammform aufweist, mit einfachen Magnetisierungsachsen, die parallel zu der rechten und linken Seite davon verlaufen. Die in 37 veranschaulichte modifizierte Konfiguration umfasst ebenfalls eine Flussbarriere, die sich zwischen dem Magneten 115 und 116 befindet. Die in 37 veranschaulichte modifizierte Konfiguration kann auch keine Flussbarriere umfassen, die sich zwischen dem Magneten 115 und 116 befindet, sodass ein entsprechender Teil des Rotorkerns 11 zwischen dem Magneten 115 und 116 platziert sein kann. In der in 37 veranschaulichten modifizierten Konfiguration weist der Magnet 115 eine Fläche 115c des q-Achsen-Seitenendes auf, die sich mit dem Paar von flusswirksamen Flächen 115a und 115b schneidet, und parallel zu den in dem Magneten 115 definierten magnetischen Pfaden verläuft.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird das fünfte Ausführungsbeispiel beschrieben, während auf einen oder mehrere Unterscheidungspunkte des fünften Ausführungsbeispiels von dem ersten Ausführungsbeispiel fokussiert wird.
38 veranschaulicht schematisch einen Rotor 10 des fünften Ausführungsbeispiels.
Bezugnehmend auf 38, weist jedes Magnetinstallationsloch 12 ein q-Achsen-Seitenende und ein d-Achsen-Seitenende entlang der Längsrichtung des Lochs 12 in dessen seitlichen Querschnitt auf. Das q-Achsen-Seitenende befindet sich näher am Stator 30 in einer entsprechenden Radialrichtung des Rotorkerns 11 als das d-Achsen-Seitenende. Zusätzlich weist jedes Magnetinstallationsloch 12 einen Mittelabschnitt zwischen den q- und d-Achsen-Seitenenden auf, und der Mittelabschnitt ist geformt, um konvex in Richtung des Stators 30 hervorzustehen.
Ein Magnet 121, der in jedem Magnetinstallationsloch 12 installiert ist, weist flusswirksame Flächen 121a und 121b, ein q-Achsen-Seitenende 121c und ein d-Achsen-Seitenende 121d auf. Wie das Magnetinstallationsloch 12, befindet sich das q-Achsen-Seitenende 121c näher an dem Stator 30 in der entsprechenden Radialrichtung des Rotorkerns 11 als das d-Achsen-Seitenende 121d. Zusätzlich weist jeder Magnet 121 einen Mittelabschnitt zwischen den q- und d-Achsen-Seitenenden 121c und 121d auf, und der Mittelabschnitt ist geformt, um konvex in Richtung des Stators 30 hervorzustehen.
Insbesondere weist jeder Magnet 121 eine Kreisbogenform in dessen seitlichem Querschnitt auf; wobei die Kreisbogenform in Richtung des Stators 30 konvex ist. Insbesondere weist jeder Magnet 121 eine sichelförmige Kreisbogenform in dessen seitlichem Querschnitt auf. Jeder Magnet 121 ist jedoch nicht auf die Kreisbogenform beschränkt, die in Richtung des Stators 30 konvex verläuft. Zum Beispiel kann jeder Magnet 121 derart konfiguriert sein, dass die flusswirksamen Flächen 121a und 121b an einem oder mehreren Abschnitten davon gebogen sind, um dadurch konvex in Richtung des Stators 30 hervorzustehen.
Der Magnet 121 weist darin definierte einfache Magnetisierungsachsen auf; wobei die einfachen Magnetisierungsachsen bzgl. der d-Achse geneigt sind, und die flusswirksamen Flächen 121a und 121b mit einem nicht-rechten Winkel schneiden. Die einfachen Magnetisierungsachsen können jedoch mindestens eine einfache Magnetisierungsachse umfassen, die orientiert ist, um senkrecht mit den flusswirksamen Flächen 121a und 121b zu verlaufen. Jede der einfachen Magnetisierungsachsen, die in dem Magneten 121 definiert sind, kann eine lineare Form oder eine nichtlineare Form, wie etwa eine Kreisbogenform, aufweisen.
Zusätzlich weist jeder Magnet 121 einen Abschnitt nahe der d-Achse, der sich näher an dem d-Achsen-Seitenende 121d befindet als zum q-Achsen-Seitenende 121c, und einen Abschnitt näher an der q-Achse, die sich näher an dem q-Achsen-Seitenende 121c befindet als zum d-Achsen-Seitenende 121d, und einfache Magnetisierungsachsen, die in dem Abschnitt nahe der d-Achse enthalten sind, sind unterschiedlich von den einfachen Magnetisierungsachsen, die in dem Abschnitt nahe der q-Achse enthalten sind. Insbesondere sind die einfachen Magnetisierungsachsen, die in dem Abschnitt nahe der d-Achse enthalten sind, orientiert, um sich näher zur Richtung parallel zur d-Achse zu befinden, als die einfachen Magnetisierungsachsen, die in dem Abschnitt nahe der q-Achse enthalten sind. Dies führt dazu, dass die Länge von jedem der in dem Magneten 121 definierten magnetischen Pfade länger wird.
Es sei angemerkt, dass in jedem Magneten 121 Neigungen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen, die in dem Abschnitt nahe der q-Achse enthalten sind, bzgl. der senkrechten Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 121a und 121b größer sein können als Neigungen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen, die in dem Abschnitt nahe der d-Achse enthalten sind, bzgl. der senkrechten Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 121a und 121b.
Diese Konfiguration des Rotors 10 gemäß dem 5. Ausführungsbeispiel ermöglicht, dass sich jeder Magnet 121 näher an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 11 befinden kann, d.h. der Fläche des Rotorkerns 11, die dem Stator gegenübersteht. Diese nähere Anordnung jedes Magneten 121 ermöglicht, den magnetischen Widerstand des d-Achsen-Abschnitts des Rotorkerns 11 zu reduzieren, wodurch das Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine 1 erhöht wird. Obwohl ein Verkürzen des Abstandes zwischen dem Stator 10 und jedem Magneten 121 ein Entmagnetisierungsfeld als Gegenreaktion zum kürzeren Abstand ansteigen kann, reduzieren längere einfache Magnetisierungsachsen jedes Magneten 121 negative Effekte des vergrößerten Entmagnetisierungsfeldes.
Die vorstehende Konfiguration des Rotors 10 ermöglicht, dass ein Anteil eines Bereichs des Rotorkerns 11, der sich näher am Stator 30 befindet als jeder Magnet 121, d.h. jedes Magnetinstallationslochs 12, kleiner ist; wobei der Bereich der Summe des magnetischen Flusses des Stators 30 und des magnetischen Flusses des entsprechenden Magneten 121 ausgesetzt ist. Dies reduziert daher in dem Rotor 10 einen Sättigungsbereich, in dem eine magnetische Sättigung basierend auf dem magnetischen Fluss des Stators 30 und dem magnetischen Fluss jedes Magnetes 121 auftreten kann, wodurch effizienter die Leistungsfähigkeit von jedem Magneten 121 erzielt wird.
Insbesondere ist ein Teil des Magneten 121 nicht installiert.
In dem d-Achsen-Seitenende jedes Magnetinstallationslochs 12, ist ein beliebiger Teil des Magneten 121 nicht installiert, und das d-Achsen-Seitenende erstreckt sich entlang der d-Achse, um eine Flussbarriere 122 zu bilden.
Als nächstes wird im Folgenden beschrieben, wie ein im fünften Ausführungsbeispiel verwendeter Magnet 121 herzustellen ist. 39 ist eine erläuternde Ansicht, die zum Erläutern verwendet wird, wie der Magnet 121 unter Verwenden eines orientierten Magnetfeldes zu magnetisieren ist. Zum Beispiel veranschaulicht 39, wie der sich in 38 auf der linken Seite befindliche Magnet 121 zu magnetisieren ist.
Wie in 39 veranschaulicht ist, umfasst eine Orientierungsvorrichtung 130 eine Magnetfeldspule 131, einen Orientierungskern 132 und eine Form 133.
Der Orientierungskern 132 und die Form 133 sind in der Magnetfeldspule 131 angeordnet.
Die Magnetfeldspule 131 ist konfiguriert, um bei Erregung ein Magnetfeld zu erzeugen, das durch die Innenseite der Spule verläuft.
Der Orientierungskern 132 dient zum Krümmen des durch die Magnetfeldspule 131 erzeugten Magnetfeldes in eine vorbestimmte Richtung. Die Form 133 ist angeordnet, um dem gekrümmten Magnetfeld zu ermöglichen, diese zu durchlaufen.
Das heißt, dass die Magnetfeldspule 131 lineare magnetische Feldlinien erzeugt, und der Orientierungskern 132 ermöglicht, dass die linearen magnetischen Feldlinien als gekrümmte magnetische Feldlinien gekrümmt werden. Die Form 133 besteht aus nicht magnetischem Material, und eine Formkammer 133a, die in Übereinstimmung mit der Form des Magneten 121 geformt ist, ist ausgebildet.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des Magneten 121 beschrieben.
Zunächst werden Magnetmaterialien in magnetische Pulver pulverisiert, und die magnetischen Pulver werden in die Formkammer 133a der Form 133 gefüllt.
Als nächstes werden die magnetischen Pulver komprimiert, um die vorbestimmte vorstehend genannte Form in der Form 133 aufzuweisen. Anschließend ermöglicht der Orientierungskern 132, dass gekrümmte magnetische Feldlinien erzeugt werden. Die gekrümmten magnetischen Feldlinien bewirken, dass magnetische Feldlinien der komprimierten magnetischen Pulver in der Formkammer 133a orientiert werden. Das heißt, dass während des Ausrichtungs- bzw. Orientierungsprozesses die magnetischen Pulver derart ausgerichtet werden, dass deren einfache Magnetisierungsachsen orientiert werden, und komprimiert werden, um als ein geformter Körper fixiert zu werden. Insbesondere ist der Orientierungskern 132 platziert, um sich versetzt zu einer Seite in der Längsrichtung des Magneten 121 zu befinden.
Anschließend wird der geformte Körper gesintert, und danach magnetisiert. Die vorstehende Prozessreihe führt dazu, dass der Magnet 121 hergestellt wird.
Es sei angemerkt, dass zur Herstellung des in 38 veranschaulichten Magneten 121 auf der rechten Seite die Position des Orientierungskerns 132 geändert wird.
Die vorstehende Prozessreihe führt dazu, dass der Magnet 121 hergestellt wird.
Jeder in 40 veranschaulichte Magnet 121 ist derart konfiguriert, dass sich das q-Achsen-Seitenende 121c näher an dem Stator 30 in einer entsprechenden Radialrichtung des Rotorkerns 11 befindet als das d-Achsen-Seitenende 121d. Zusätzlich weist jeder Magnet 121 einen Mittelabschnitt zwischen den q- und d-Achsen-Seitenenden 121c und 121d auf, und der Mittelabschnitt ist geformt, um konvex in Richtung der Anti-Statorrichtung hervorzustehen.
Insbesondere weist jeder Magnet 121 eine Kreisbogenform in dessen seitlichem Querschnitt auf; wobei die Kreisbogenform in Richtung der Anti-Statorrichtung, d.h. der Rotorrichtung, konvex verläuft. Insbesondere weist jeder Magnet 121 eine sichelförmige Kreisbogenform in dessen seitlichem Querschnitt in Richtung der Anti-Statorrichtung auf. Jeder Magnet 121 ist jedoch nicht auf die Kreisbogenform beschränkt, die in Richtung der Anti-Statorrichtung konvex verläuft. Zum Beispiel kann jeder Magnet 121 derart konfiguriert sein, dass die flusswirksamen Flächen 121a und 121b an einem oder mehreren Abschnitten davon gebogen sind, um dadurch in Richtung der Anti-Statorrichtung konvex hervorzustehen.
Der Magnet 121 weist darin definierte einfache Magnetisierungsachsen auf; wobei die einfachen Magnetisierungsachsen bzgl. der d-Achse geneigt sind, und jeweils die flusswirksamen Flächen 121a und 121b mit einem nicht-rechten Winkel schneiden. Die einfachen Magnetisierungsachsen können jedoch mindestens eine einfache Magnetisierungsachse umfassen, die orientiert ist, um senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 121a und 121b zu verlaufen. Jede der in dem Magneten 121 definierten einfachen Magnetisierungsachsen kann eine lineare Form oder eine nichtlineare Form, wie etwa eine Kreisbogenform, aufweisen.
Diese Konfiguration ermöglicht, dass in dem Rotorkern 11, ein Bereich näher an dem Stator 30 als jeder Magnet 121 breiter ist, was ermöglicht, in dem Bereich eine Magnetkraft der in dem Rotorkern 11 angeordneten Magnete zu erhöhen.
Weitere Ausführungsbeispiele
Ein Rotor mit einer der in den jeweiligen 41 bis 44 veranschaulichten Konfigurationen, kann als der Rotor 10 verwendet werden.
In dem in 41 veranschaulichten Rotor 10 ist ein Paar von Magnetinstallationslöcher 12 für jede d-Achse ausgebildet; wobei die Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars eine im Wesentlichen V-Form aufweisen. Der Rotor 10 umfasst ebenfalls ein Paar von Magneten 141, und die Magnete 141 jedes Paars sind in die jeweiligen Magnetinstallationslöcher 12 des entsprechenden Paars installiert, sodass die Magnete 141 jedes Paars angeordnet sind, um eine V-Form aufzuweisen. Jeder der Magnete 141 ist bzgl. der d-Achse geneigt, und weist einfache Magnetisierungsachsen auf, die orientiert sind, um parallel zur d-Achse zu verlaufen, oder nahe der Richtung parallel zur d-Achse zu verlaufen. Jede der einfachen Magnetisierungsachsen schneidet flusswirksame Flächen 141a und 141b des Magneten 141 mit einem nicht-rechten Winkel.
Zentrale Öffnungen 142 wurden durch den Rotorkern 11 des Rotors 10 ausgebildet; wobei sich jede der zentralen Öffnungen 142 auf der entsprechenden d-Achse zwischen den Magnetinstallationslöchern 12 des entsprechenden Paars befindet.
Die vorstehende Konfiguration des Rotors 10 umfasst die einfachen Magnetisierungsachsen, die orientiert sind, um parallel zur d-Achse oder nahe zur Richtung parallel zur d-Achse zu verlaufen. Diese Konfiguration reduziert daher Komponenten eines magnetischen Flusses, der von dem Rotor 10 erhalten wird; wobei die Komponenten des magnetischen Flusses der d-Achse gegenüberstehen, wodurch eine Entmagnetisierung der d-Achse reduziert wird. Jede zentrale Öffnung 142 kann aus einem Raum selbst bestehen, oder ein nichtmagnetisches Material kann in jede zentrale Öffnungen 142 gefüllt werden.
In dem in 42 veranschaulichten Rotor 10 ist ein Paar von Magnetinstallationslöchern 12 für jede d-Achse ausgebildet; wobei die Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars eine im Wesentlichen V-Form aufweisen. Der Rotor 10 umfasst ebenfalls mehrere Paare von Magneten 143, und die Magnete 143 jedes Paars sind in die jeweiligen Magnetinstallationslöcher 12 des entsprechenden Paars installiert, sodass die Magnete 143 jedes Paars angeordnet sind, um eine V-Form aufzuweisen. Jeder der Magnete 143 ist bzgl. der d-Achse geneigt, und weist einfache Magnetisierungsachsen auf, die orientiert sind, um senkrecht zur q-Achse oder nahe der Richtung senkrecht zur q-Achse zu verlaufen. Jede der einfachen Magnetisierungsachsen schneidet flusswirksame Flächen 143a und 143b des Magneten 143 mit einem nicht-rechten Winkel.
In dem Rotorkern 11 sind ebenfalls mehrere Paare von Flussbarrieren 144 ausgebildet; wobei die Flussbarrieren 144 jedes Paars platziert sind, um sich benachbart zu den d-Achsen-Seitenenden der jeweiligen Magneten 141 des entsprechenden Paars zu befinden; wobei sich die Flussbarrieren 144 jedes Paars entlang der entsprechenden d-Achse erstrecken.
Diese in 42 veranschaulichte Konfiguration verstärkt einen magnetischen Fluss auf jeder q-Achse. Orientierungsmagnetfeldlinien in Richtung jedes q-Achsen-Kernabschnitts des Rotorkerns 11 ermöglicht, dass jeder q-Achsen-Kernabschnitt des Rotorkerns 11 magnetisch gesättigt wird, was ermöglicht, Feldschwächungseffekte des Rotors 10 zu steigern. In dem in 42 veranschaulichten Rotor 10 ermöglicht ein Vergrößern des Abstandes der gleichen Pole über die d-Achse hinweg, der als ein minimaler Abstand zwischen den benachbarten Magneten 143 über die entsprechende d-Achse definiert ist, die Entmagnetisierung der d-Achse, d.h. Selbst-Entmagnetisierung, des Rotors 10 basierend auf einem durch die jeweiligen benachbarten Magnete 143 erzeugten magnetischen Fluss zu reduzieren.
In dem in 43 veranschaulichten Rotor 10 ist ein Paar von Magnetinstallationslöchern 12 für jede d-Achse ausgebildet; wobei die Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars eine im Wesentlichen V-Form aufweisen. Der Rotor 10 umfasst ebenfalls mehrere Paare von Magneten 145, und die Magnete 145 jedes Paars sind in das entsprechende der Magnetinstallationslöcher 12 installiert, sodass die Baugruppe der Magnete 145 eines ersten Paars, die in dem ersten Magnetinstallationsloch 12 installiert sind, und die Baugruppe der Magnete 145 eines zweiten Paars, das in einem zweiten Magnetinstallationsloch 12 benachbart zum ersten Magnetinstallationsloch 12 installiert ist, angeordnet sind, um eine V-Form aufzuweisen.
Jeder der Magnete 145 weist gegenüberliegende d- und q-Achsen-Seitenenden in deren Längsrichtung auf; wobei das d-Achsen-Seitenende einer Längsendfläche des entsprechenden der Magnete 145 entspricht, und das q-Achsen-Seitenende der anderen Längsendfläche des entsprechenden der Magnete 145 entspricht.
Jeder der Magnete 145 ist derart konfiguriert, dass die Länge von jedem der q- und d-Achsen-Seitenenden des entsprechenden der Magnete 145, der eine oder mehr einfache Magnetisierungsachsen aufweist, länger ist als die Längen der jeweiligen anderen Abschnitte in dem entsprechenden der Magnete 145.
Das heißt, dass jeder Magnet 145 aus einer Basis sowie ersten und zweiten Enden, die sich von der Basis in jeweilige Richtungen senkrecht zueinander erstrecken, besteht. Ein Paar von Magneten 145 ist in jedem der Magnetinstallationslöcher 12 installiert, während das erste Ende von einem der Magneten 145 an dem ersten Ende des anderen der Magneten 145 anliegt, um die integrierte Baugruppe des Paars von Magneten 145 zu bilden. Die integrierte Baugruppe des Paars von Magneten 145 weist eine statorseitige flusswirksame Fläche 145a auf, die als eine flache Fläche senkrecht zu den in der Baugruppe definierten einfachen Magnetisierungsachsen konfiguriert ist, und weist ebenfalls eine anti-statorseitige flusswirksame Fläche 145b auf. Die anti-statorseitige flusswirksame Fläche 145b der Baugruppe des Paars von Magneten 145 weist eine in der Mitte der anti-statorseitigen flusswirksamen Fläche 145b ausgebildete konkave Nut auf.
In dem in 44 veranschaulichten Rotor 10 ist ein Paar von Magnetinstallationslöchern 12 für jede d-Achse ausgebildet; wobei die Magnetinstallationslöcher 12 jedes Paars im Wesentlichen eine V-Form aufweisen. Der Rotor 10 umfasst ebenfalls mehrere Paare von Magneten 146, und die Magnete 146 jedes Paars sind in dem entsprechenden der Magnetinstallationslöcher 12 installiert, sodass die Baugruppe der Magnete 146 eines ersten Paars, das in dem ersten Magnetinstallationsloch 12 installiert ist, und die Baugruppe der Magnete 146 eines zweiten Paars, das in dem zweiten Magnetinstallationsloch 12 benachbart zum ersten Magnetinstallationsloch 12 installiert ist, angeordnet sind, um eine V-Form aufzuweisen.
Jeder der Magnete 146 weist eine im Wesentlichen trapezoide Form in dessen seitlichem Querschnitt auf. Insbesondere weist jeder der Magnete 146 eine erste Endfläche, die als obere Basis dient, und eine zweite Endfläche, die als eine untere Basis dient, auf, wobei die zweite Endfläche länger ist als die erste Endfläche. Ein Paar von Magneten 145 ist in jedem der Magnetinstallationslöcher 12 installiert, während die erste Endfläche von einem der Magnete 146 an der ersten Endfläche des anderen der Magnete 146 anliegt, um die integrierte Baugruppe des Paars von Magneten 145 zu bilden. Die integrierte Baugruppe des Paars von Magneten 146 weist eine statorseitige flusswirksame Fläche 146a auf, die als eine flache Fläche senkrecht zu den in der Baugruppe definierten einfachen Magnetisierungsachsen konfiguriert ist, und weist ebenso eine anti-statorseitige flusswirksame Fläche 146b auf. Die anti-statorseitige flusswirksame Fläche 146b der Baugruppe des Paars von Magneten 146 weist eine in der Mitte der anti-statorseitigen flusswirksamen Fläche 146b ausgebildete Nut auf.
Jeder der Magnete umfassend die vorstehend genannten Magnete 13, kann aus einer Vielzahl von aufgeteilten Magnetsegmenten bestehen. In dieser Modifikation sind die aufgeteilten Magnetsegmente vorzugsweise entlang der d-Achse für jede von beiden Seiten relativ zur d-Achse angeordnet. Diese Anordnung der Magnete 146 reduziert Wirbelstromverluste jedes Magneten 13, der als ein leitendes Element dient. Zum Beispiel ist eine Vielzahl von Magneten, die jeweils bspw. einen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweisen, d.h. aufgeteilte Magnete mit unterschiedlichen einfachen Magnetisierungsachsen, zueinander ausgerichtet, um jeden Magneten 13 zu bilden, der einen gestreckten Querschnitt aufweist. Dies führt zu einem Magneten 13 mit einem höheren Wert des Orientierungsverhältnisses als im Vergleich mit einem Magneten, mit einem gestreckten Querschnitt, in dem einfache Magnetisierungsachsen unter Verwendung variabler magnetischer Orientierungen definiert wurden.
Jeder der Rotoren 10 der vorstehenden jeweiligen Konfigurationen kann frei ausgebildet durch diese eine beliebige Flussbarriere an jedem des d- und q-Achsenende eines Magneten des entsprechenden der Rotoren 10 aufweisen.
Jeder der vorstehend genannten Rotoren 10 kann aus aufgeteilten Kernsegmenten in dessen Axialquerschnitt bestehen, sodass die aufgeteilten Kernsegmente miteinander kombiniert werden, während diese umlaufend mit vorbestimmten jeweiligen Winkeln versetzt sind, was dazu führt, dass jeder der Rotoren 10 einen verdrehten Aufbau aufweist. Der verdrehte Aufbau jedes Rotors 10 reduziert Drehmomentwellen der entsprechenden rotierenden elektrischen Maschine.
Anstatt der rotierenden elektrischen Maschinen, die jeweils aus dem Rotor 10 mit den Magneten, wie etwa Magneten 13 und dem Stator 30 mit den Statorwicklungen 33 bestehen, können rotierende elektrische Maschinen, in denen die Statorwicklungen 33 an den Rotor 10 montiert werden können, verwendet werden. In dieser Modifikation werden Magnetinstallationslöcher mit einer der verschiedenen Typen von Formen, wie vorstehend genannt, in einem Statorkern, der als ferromagnetischer Kern konfiguriert ist, ausgebildet, und Magnete mit einer der verschiedenen Typen von Formen, wie vorstehend angemerkt, werden in die jeweiligen Magnetinstallationslöcher installiert.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird eine rotierende elektrische Maschine 500 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel beschrieben. Die rotierende elektrische Maschine 500 dient als eine elektromagnetische Maschine. 45 ist eine Längsquerschnittsansicht der rotierenden elektrischen Maschine 500.
Bezugnehmend auf 45, umfasst die rotierende elektrische Maschine 500 bspw. ein scheibenförmiges Endgehäuse 501, ein hohles zylindrisches Gehäuse 502, Lagerungen 503 und 504, eine Lagerhalterung 505, eine druckbelastete Feder 507, einen Rotor 600 und eine Welle 601. Das scheibenförmige Endgehäuse 501 ist in das hohle zylindrische Gehäuse 502 mit hoher Genauigkeit unter Verwendung einer vorbestimmten Passungstoleranz eingepasst.
Das scheibenförmige Endgehäuse 501 hält, mit einer vorbestimmten Passungstoleranz, die Lagerung 504 darin; wobei die Lagerung 504 den Rotor 600 drehbar stützt. Das scheibenförmige Endgehäuse 501 weist ein dreidimensionales Design auf, und ist bspw. unter Verwendung von Aluminiumdruckgießen hergestellt.
Es sei angemerkt, dass bevorzugt die Halterung der Lagerung 504 unter Verwendung einer Lagerhalterung gehalten wird, die aus einem Stahlmaterial mit einem vorbestimmten Expansionskoeffizienten besteht, der gleich, d.h. nur eine kleine Differenz davon aufweist, eines Expansionskoeffizienten der Lagerung 504 ist. Aus diesem Gesichtspunkt wird die Lagerung 504 in die Eisenlagerhalterung 505 eingepasst, die durch Schmieden hergestellt wird. Das scheibenförmige Endgehäuse 501 weist eine vorgegebene Anzahl von Löchern mit Gewinde auf, die jeweils durch eine Axialrichtung davon ausgebildet sind. In dem hohlen zylindrischen Gehäuse 502 ist eine Vielzahl von Löchern mit Gewinde 508 ausgebildet. Ein Installieren einer Vielzahl von Schrauben 506 in die jeweiligen Löcher mit Gewinde und in die jeweiligen Löcher mit Gewinde 508, führt dazu, dass das scheibenförmige Endgehäuse 501 an dem hohlen zylindrischen Gehäuse 502 befestigt wird.
Das hohle zylindrische Gehäuse 502 umfasst ein Stützloch 509, in das die Lagerung 503 eingepasst wird; wobei die Lagerung 503 den Rotor 600 drehbar stützt. Die Welle 601 ist in den Rotor 600 eingepasst, während die Welle 601 drehbar durch die Lagerungen 503 und 504 jeweils mit einer vorbestimmten Passungstoleranz gehalten wird. Zum Beispiel wird die Welle 601 eingepresst, um in jede der Lagerungen 503 und 504 eingepasst zu werden, kann jedoch lose in jede der Lagerungen 503 und 504 eingepasst werden, und unter Verwendung eines Halterings befestigt werden. Gleichermaßen wird jede der Lagerungen 503 und 504 in das Gehäuse mittels Presspassung eingebracht, jedoch können diese lose in das Gehäuse 501 eingepasst werden und daran unter Verwendung eines Halterings befestigt werden, und das Gehäuse 501 wird mittels Presspassen in das Gehäuse 502 eingebracht, kann jedoch lose in das Gehäuse 502 eingepasst werden, und daran unter Verwendung eines Halterings befestigt werden.
Das Lager 503 besteht aus einem Innenring, einem Außenring und Kugeln, die zwischen dem Innenring und dem Außenring angebracht sind. Die druckbelastete Feder 507 ist konfiguriert, um den Außenring zu pressen, sodass der Außenstrich und Innenring in dem Lager 503 und die Bälle sich kontinuierlich miteinander um eine vorbestimmte Kraft durch die druckbelastete Feder 507 in Kontakt befinden. Diese Konfiguration ermöglicht, dass jeder des Innen- und des Außenrings eine konstante Kontaktlast und eine konstante Kotaktposition zu jedem der Kugeln aufweist, was dazu führt, dass sich einer des Innenrings und des Außenrings leise während der Lebenszeit des Lagers 503 dreht. Insbesondere wird die Druckkraft der druckbelasteten Feder 507 an das Lager 503 über die Welle 601 angelegt. Der Innenring von jedem der Lager 503 und 504 befindet sich weiter weg von dem Rotor 600 als der Außenring davon. Diese Konfiguration ermöglicht, dass eine Axiallast basierend auf das Lager 503 um eine Axiallast basierend auf dem Lager 504 versetzt ist, was ermöglicht, den Rotor 600 stabil an einer vorbestimmten Position zu platzieren, die für den Stator 700 d.h. einen Anker geeignet ist.
Die vorbestimmte Position des Rotors 600, die für den Stator 700 geeignet ist, ist derart definiert, dass wenn sich der Rotor 600 auf der vorbestimmten Position befindet, die Mitte der Axiallänge des Rotors 600 in Übereinstimmung mit der Mitte der Axiallänge des Stators 700 ist. Das Lager 503 befindet sich in Kontakt mit der druckbelasteten Feder 507. Eine erste Kontaktfläche des Lagers 503 und eine zweite Kontaktfläche der druckbelasteten Feder 507, die sich miteinander in Kontakt befinden, weisen einen Wert eines Reibungskoeffizienten auf, der eingestellt ist, um größer oder gleich 0,4 zu sein. Eine Reibungskraft basierend auf dem Reibungskoeffizienten verhindert, dass sich das Lager 503 und die druckbelastete Feder 507 relativ zueinander drehen.
Die Mittelposition des Rotors 600 mit Permanentmagneten, und die Mittelposition des Stators 700, können voneinander versetzt sein, um dadurch eine magnetische Kraft an die Lager 503 als Druckkraft anzuwenden. Diese Konfiguration, die magnetische Kraft als die Druckkraft verwendet, kann effizient für einen Festplattenlaufwerksmotor, der eine Diskplatte umfasst, die sich an einer Seite dessen Axialrichtung befindet, und für einen Ventilatormotor, der ein Flügelrad umfasst, dass sich an einer Seite dessen Axialrichtung befindet, verwendet werden.
Der Rotor 600 umfasst einen Rotorkern 610, der über die Welle 601 befestigt ist, und wird bspw. gepresst, um über die Welle 601 eingepasst zu werden. Permanentmagnete, d.h. Magnete 400, sind in dem Rotorkern 610 installiert. Der Rotor 600 ist als ein Permanentmagnetrotor konfiguriert, der abwechselnde Nord- und Südpole bereitstellt. Der Rotor 600 umfasst eine Endplatte 604, die über die Welle 601 mittels Presspassung angebracht ist; wobei die Endplatte 604 eingerichtet ist, die Permanentmagnete in der Axialrichtung sicher zu halten.
Der Rotor 600 umfasst einen Rotor 602 eines Resolvers, der über die Welle 601 mittels Presspassung angebracht ist; wobei der Rotor 602 des Resolvers konfiguriert ist, einen Drehwinkel des Rotors zu messen. Ein Stator 603 des Resolvers, der zusammen mit dem Rotor 602 des Resolvers verwendet wird, ist mittels Presspassung in die scheibenförmige Endplatte 501 angebracht und daran fixiert. Der Stator 603 des Resolvers verläuft einachsig mit dem Lager 504 mit hoher Genauigkeit.
Der Rotor 602 des Resolvers und der Rotorkern 611 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel sind an die Welle 601 unter Verwendung einer Presspassung befestigt.
Im sechsten Ausführungsbeispiel werden detaillierte Beschreibungen des Operationsprinzips des Rotors 2 des Resolvers weggelassen. Insbesondere werden Änderungen des magnetischen Widerstands zwischen dem drehenden Rotor 602 und dem Stator 603 des Resolvers erzeugt. Die Änderungen des magnetischen Widerstands induzieren Spannungsänderung in Statorspulen des Stators 603. Der Resolver misst die Spannungsschwankungen, um dadurch eine Position des Rotors 602 zu erfassen, und der Resolver erfasst, basierend auf der erfassten Position des Rotors 602, eine Drehposition des Rotors 600. Der Resolver sendet die erfasste Drehposition des Rotors 600 an eine Steuerung 930 über einen nicht veranschaulichten A/D-Wandler.
Ein solcher Drehwinkelsensor, der die Konfiguration wie vorstehend genannt aufweist, ist konfiguriert, um einen genauen Drehwinkel auszugeben, wenn der Rotor und der Stator des Resolvers aus entsprechenden Materialien hergestellt sind, die jeweils den gleichen linearen Expansionskoeffizienten mit hoher Genauigkeit aufweisen. Dies ermöglicht, dass ein solcher Drehwinkelsensor einen genauen Drehwinkel ausgibt, während dessen Eigenschaften und dessen Temperaturänderungen unverändert verbleiben. Aufgrund dessen kann ein solcher Drehwinkelsensor effektiv für rotierende elektrische Maschinen gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel, die jeweils einen weiteren Drehzahlsteuerungsbereich aufweisen, sein. Das sechste Ausführungsbeispiel kann Hall-Sensoren für die jeweiligen Phasen der rotierenden elektrischen Maschine 1, oder einen einzelnen Hall-Sensor zum Erfassen einer Drehposition einer typischen Phase, die aus den mehreren Phasen der rotierenden elektrischen Maschine 1 ausgewählt wird, verwenden. Ein solcher Hall-Sensor, der kostengünstig ist, wird vorzugsweise unter Bedingungen verwendet, die umfassen

1. eine erste Bedingung, dass der Außendurchmesser des Motors (rotierende elektrische Maschine) 1 auf 50mm oder kleiner eingestellt ist, sodass es schwierig ist, den Resolver zu verwenden, und/oder
2. eine zweite Bedingung, dass die Temperatur des Motors 1 bei unter 80° beibehalten wird.

Die Presspassungstoleranz zwischen dem Rotor 600 und der Welle 601 ist konzipiert, um einige Mikrometer zu betragen, vorzugsweise infinitiv nahe null, wenn sich der Rotor 600 mit maximaler Drehzahl dreht. Diese Auslegung ermöglicht, dass der Rotor 600 an die Welle 601 fixiert wird, wenn die Drehzahl des Rotors 600 einen beliebigen Wert einnimmt.
46 veranschaulicht eine Presspassung des Rotorkerns 610 über die Welle 601.
Dimensionen des Rotorkerns 610 werden bestimmt, sodass

1. jeder Kontaktabschnitt 605 an einer Innenumfangsfläche des Rotorkerns 610 bereitgestellt, um sich mit einer Außenumfangsfläche der Welle 601 in Kontakt zu befinden; wobei sich jeder Kontaktabschnitt 605 innerhalb eines Winkelbereichs befindet, der durch einen magnetischen Polwinkel eingeschlossen ist, der durch die entsprechenden der Magnetbereiche 607 definiert ist
2. jeder der anderen Abschnitte, der an der Innenumfangsfläche des Rotorkerns 610 bereitgestellt ist, weist einen Abstand 606 bzgl. der Außenumgangsfläche der Welle 601 auf

Diese Bestimmung der Dimensionen des Rotorkerns 610 verhindern eine Deformation des Rotorkerns 610, die während der Durchführung der Presspassung des Rotorkerns 610 über die Welle 601 auftreten kann, dass diese an die Außenumfangsfläche des Rotors 600 übertragen wird, was ermöglicht, den Luftspalt zwischen der Außenumfangsfläche des Rotors 600 und dem Stator 700 mit hoher Genauigkeit zu gestalten. Ein Bereitstellen einer Flussbarriere 608 zwischen jedem Magnetgebiet 607 (siehe eine Strichpunktlinie in 46) und der Welle 601 ermöglicht, dass ein Presspassungsstress an das entsprechende Magnetgebiet 607 übertragen wird.
Ein loses Einpassen des Rotorkerns 610 über die Welle 601 mit einer vorbestimmten Toleranz zwischen der Welle 601 und dem Rotorkern 610 kann unter Verwendung einer Passfeder und/oder einem Stift zum Stoppen einer Umfangsrotation des Rotorkerns 610 ausgeführt werden. Dies erhöht die Produktivität des Zusammensetzens des Rotorkerns 610 und der Welle 601, wobei einer des Rotorkerns 610 oder der Welle 601 einfach von dem anderen davon entfernbar ist.
Die an dem Rotorkern 610 oder der Welle 601 wird vorzugsweise zwischenliegend oder leicht eingepasst in eine entsprechende Passfedernut, die in dem anderen davon ausgebildet ist, eingepasst. Wenn die Passfeder lose in die entsprechende Passfedernut eingepasst werden würde, könnte der Rotor 600 umlaufend innerhalb des Abstandes zwischen der Passfeder und der Passfedernut schwingen. Dies könnte dazu führen, dass eine von dem Resolver ausgegebene Winkelposition sich von einer Ist-Winkelposition des Rotors 600 unterscheidet, was es erschwert, den Rotor 600 zu steuern.
Die Welle 601 kann eine verzahnte Fläche oder gerändelte Fläche aufweisen, und der Rotorkern 610 kann mittels Presspassung über die Welle 601 befestigt werden. Für eine verzahnte Einpassung, können Verzahnungen auf der Fläche der Welle 601 lose in die entsprechenden Nuten in der Innenumfangsfläche des Rotorkerns 610 eingepasst werden, solange die Steuerung ausreichend den Rotor 600 steuert. Die Spannungsschwankungen werden an die Steuerung 930 über den Stator 700 übertragen.
Als nächstes wird im Folgenden der Stator 700 mit Bezugnahme auf die 47(a) und 47(b) beschrieben.
Der Stator 700 umfasst einen Statorkern 710 und eine Statorspule 720, die aus Mehrphasen- bzw. Multiphasenstatorwicklungen besteht. Die rotierende elektrische Maschine 500 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ist als eine dreiphasen-doppelschlitz-permanentmagnet-rotierende elektrische Maschine konfiguriert. Der Statorkern 710 weist Schlitze 711 auf, in die jeweils Leiterdrähte, d.h. Kupferdrähte 721, die die Statorspule 720 bilden, installiert sind. Die Anzahl von Schlitzen 711 ist auf 48 eingestellt, was gemäß der vorliegenden Gleichung erhalten wird: $48 = 8 \times 3 \times 2$
wobei:

8 die Anzahl von Polen des Rotors 600 repräsentiert; und
3 die Anzahl von Phasen der Statorspule 720 repräsentiert

Jeder der Leiterdrähte 721 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel weist eine rechteckige Form in dessen seitlichen Querschnitt auf, und die Leiterdrähte, d.h. rechteckige Drähte, 721 für die Dreiphasen sind verteilt in den Schlitzen 701 gewickelt.
Jeder der Leiterdrähte 721 ist nicht darauf beschränkt, eine viereckige Form aufzuweisen, und kann eine hexagonale Form aufweisen. Verwenden von rechteckigen Drähten als Leiterdrähte 721 erzielt einen höheren Schlitzfüllfaktor als ein Verwenden von runden Drähten als die Leiterdrähte 721. Es sei angemerkt, dass der Schlitzfüllfaktor den Anteil des Querschnittseinnahmebereichs der Kupferdrähte in jeden Schlitz 711 zu der gesamten Querschnittsfläche des entsprechenden Schlitzes 711 repräsentiert.
Installieren einer vorbestimmten Anzahl der Leiterdrähte 721, die jeweils eine rechteckige oder polygonale Form aufweisen, in jeden Schlitz 711, während die installierten Leitungen 721 ein Oberflächenkontakt miteinander ohne jegliche Spalte dazwischen aufweisen, ermöglichen, dass jede Statorwicklung einen niedrigeren Gleichstromwiderstand in jedem Schlitz 711 aufweist, als in dem Fall des Verwendens von runden Drähten als die Leiterdrähte 721. Dies macht die radiale Dicke des Stators 700 dünner.
Es sei angemerkt, dass Leiterdrähte, die eine ellipsoide Form in dessen seitlichem Querschnitt aufweisen, als die Leiterdrähte 721 verwendet werden können; wobei, während jeder Leiterdraht 721 in einem entsprechenden der Schlitze 711 installiert ist, der entsprechende Leiterdraht 721 eine flache Form mit einer Umfangsbreite einer radialen Breite aufweisen kann, die kleiner ist als die Umfangsbreite.
Ein Verdünnen der radialen Dicke des Stators 700 ermöglicht, dass die radiale Länge des Luftspalts zwischen dem Rotor 600 und dem Stator 700 des Motors 500 länger wird als bei einem anderen Motor mit dem gleichen Außendurchmesser wie der Außendurchmesser des Motors 500.
Weil ein Drehmoment des Motors 500 als das Produkt des Radius des Rotors 600, eines Zwischenverbindungsflusses, der die Leiterdrähte verbindet, und einem Strom, der durch jede der Leiterdrähte fließt, ausgedrückt wird, ein Anstieg des Schlitzfüllfaktors zu einem Anstieg des Drehmoments des Motors 500 führt.
Ein herkömmlicher Motor kann einen Nachteil aufgrund eines Anstiegs des Trägheitsmoments aufweisen, der von einem Anstieg des Rotorradius herrührt. Wenn zum Beispiel ein Motor mit einem Rotor mit einem übermäßig großen Radius als ein Traktionsmotor verwendet wird, der konfiguriert ist, um sich synchron mit einer Fahrzeugmaschine zu drehen, kann es schwierig sein, die Drehzahl des Motors mit der Drehzahl der Fahrzeugmaschine zu synchronisieren.
Weil der Rotor 600 des sechsten Ausführungsbeispiels einen höheren Wert einer Permeanz aufweist, d.h. einen Permeanzkoeffizienten Pc, ist es möglich, die effektive Menge eines magnetischen Flusses jedes Magneten zu erhöhen. Aufgrund dessen weist jeder in dem Rotor 600 installierte Magnet eine größere Anteilsrate von Drehmoment pro Einheitsvolumen des entsprechenden Magneten als im Vergleich mit einem anderen Magneten gleicher Größe auf, wodurch eine größere Menge von magnetischem Fluss erzeugt wird. Während jeder Magnet mit einer größeren Anteilsrate des Drehmoments beibehalten wird, ermöglicht ein Reduzieren des Einstellwertes einer Impedanz der Statorspule 720, d.h. Reduzieren der Anzahl der Leiterdrähte 721, dass eine elektrische und mechanische Zeitkonstante Tk der rotierenden elektrischen Maschine 500 reduziert wird, wodurch die mechanische Steuerbarkeit der rotierenden elektrischen Maschine 500 verbessert wird.
Das heißt, dass die elektrische und mechanische Zeitkonstante Tk durch die später beschriebene Gleichung (1) ausgedrückt werden kann.
Weil die elektrische und mechanische Zeitkonstante Tk die Induktanz L als dessen Zähler aufweist, ermöglicht ein Reduzieren der Anzahl von Wicklungen jeder Statorwicklung durch das Reziproke eines Inkrements des magnetischen Flusses Φ, das die elektrische und mechanische Zeitkonstante Tk reduziert wird, was die mechanische Steuerbarkeit der rotierenden elektrischen Maschine 500 verbessert.
Es sei angemerkt, dass die elektrische und mechanische Zeitkonstante Tk durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden kann: $Tk = (J \cdot L) \div (Kt \cdot Ke)$
wobei J das Trägheitsmoment repräsentiert, L eine Induktanz repräsentiert, Kt eine Drehmomentkonstante repräsentiert, und Ke eine Gegen-EMK-Konstante repräsentiert.
Zusätzlich ermöglicht ein Reduzieren der Induktanz, dass eine Stoßspannung reduziert wird. Es sei angemerkt, dass ein beliebiger Leiter als jeder der Leiterdrähte 721 verwendet werden kann. Zum Beispiel kann ein Leiter basierend auf einem Kohlenstoffnanorohr, einem Aluminiumleiter, einem Silberleiter oder einem Goldleiter als jeder Leiterdraht 721 verwendet werden, die jeweils eine gute Leistungsfähigkeit geeignet für einen Leiter bereitstellen.
Insbesondere besteht jeder Leiterdraht 721 aus einem Leiter 722 und einer Beschichtung, wie etwa einer Emaille Beschichtung 723, die den Außenumfang des entsprechenden Leiterdrahtes 722 verdeckt; wobei die Emaille Beschichtung aus Polyimid, Amid-Imid und/oder einem Polyamid-Imid bestehen.
In jedem Schlitz 711 ist eine Außenschicht 724 bereitgestellt, um den Außenumfang der Beschichtung 723 zu bedecken. Jede der Beschichtung 723 und der Außenschicht 724 weist einen Wert einer dielektrischen Festigkeitsspannung auf; wobei der Wert der dielektrischen Festigkeitsspannung der Außenschicht 724 höher ist als der Wert der dielektrischen Festigkeitsspannung der Beschichtung 723. Die Außenschicht 724 kann aus Strangdrähten oder gelitzten Drähten bestehen.
Die Außenschicht 724 des sechsten Ausführungsbeispiels besteht aus einem Polyether-Etherketon (PEEK)-Material. In jedem Schlitz 711 liegen die Außenschichten der jeweiligen Leiterdrähte 721 an den inneren Stahlwänden des Schlitzes 711 über ein Lackelement 713 an. Das heißt, dass die Schlitzinnenelemente, d.h. die Leiterdrähte 721, die in jedem Schlitz 711 installiert sind, vorzugsweise durch den entsprechenden Schlitz 711, das Lackelement 713 und die Außenschicht 724 fixiert sind.
Die vorstehende Konfiguration des Stators 710 reduziert effizient die Schwingungsgeräusche der Statorspule 720, um innerhalb des Bereichs von 3 dB bis 5 dB oder etwa dort zu liegen, gemäß den Ergebnissen der Forschung durch die Firma des Anmelders. Das Lackelement 713 kann vorzugsweise bspw. aus Epoxidharz und/oder einem Silikonklebstoff bestehen. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die linearen Expansionskoeffizienten der jeweiligen Beschichtung 723, Außenschicht 724 und Lackelement 13 eingestellt werden können, um sequenziell in dieser Reihenfolge anzusteigen.
Wenn die Außenschicht 724 aus Polypropylensulfid (PPS)-Material besteht, weist der lineare Expansionskoeffizient des PPS-Materials einen größeren Bereich abhängig von dem Zustand des PPS-Materials auf. Aufgrund dessen ist es erforderlich, ein ausgewähltes Material in die Außenschicht 724 zu mischen, um dadurch den linearen Expansionskoeffizienten der Außenschicht 724 einzustellen, um höher zu sein, als der lineare Ausdehnungskoeffizient einer Emaille Beschichtung. Die vorstehende Einstellung der linearen Expansionskoeffizienten der Komponenten 723, 724, und 713 reduziert effizient einen Stress auf die Komponenten 723, 724 und 713 aufgrund der Unterschiede unter den linearen Expansionskoeffizienten der jeweiligen Komponenten 723, 724 und 713. Das heißt, dass auch wenn die Statorspule 720 sequenziell ölgekühlt ist, luftgekühlt ist, oder wassergekühlt ist, von dem Lackelement 713 in Richtung der innersten Schicht jedes Leiterdrahtes 721, nachdem die Statorspule 720 einem Fahrzeug- oder Zugumgebung ausgesetzt ist, sodass ein Stress auf diese Isolatorkomponenten 723, 724 und 713 aufgrund der Unterschiede unter den linearen Expansionskoeffizienten der jeweiligen Komponenten 723, 724 und 713 reduziert werden kann, die Konfiguration des Stators 710 effizient den Stress auf diese Isolatorkomponenten 723, 724 und 713 reduziert.
Insbesondere ist die Klebestärke zwischen dem Lackelement 713 und der Außenschicht 724 eingestellt, um kleiner zu sein als die Klebestärke zwischen der Außenschicht 724 und der Beschichtung 723. Diese Einstellung verhindert, dass auch wenn das Lackelement 713 aufgrund von Stress gebrochen ist, der durch die Unterschiede zwischen den linearen Expansionskoeffizienten der jeweiligen Komponenten 723, 724 und 713 verursacht wird, dass sich dieser Bruch auf die Beschichtung 723 auswirkt.
Zusätzlich ist die Klebestärke zwischen der Beschichtung 723 und dem Leiter 722 eingestellt, um kleiner zu sein als die Klebestärke zwischen der äußeren Schicht 724 und der Beschichtung 723. Diese Einstellung würde sicherstellen, dass, auch wenn die äußere Schicht 724 gebrochen ist, dass eine elektrische Isolierung der Statorspule 720 zu dem Statorkern besteht.
Die vorstehende Beschichtungsstruktur jedes Leiterdrahtes 721 übt einen stärkeren Effekt an einem Abschnitt des entsprechenden Leiterdrahtes 721, das von dem entsprechenden Schlitz 711 herausragt, aus, als der andere Abschnitt, der in dem entsprechenden Schlitz 711 installiert ist.
Der Rotor 600 umfasst den hohlen zylindrischen Rotorkern 610 mit der Innenumfangsfläche, und die Innenumfangsfläche des Rotorkerns 610 ist an die Außenumfangsfläche der Welle 601 montiert.
48 veranschaulicht insbesondere die Struktur des Rotors 600. Es sei angemerkt, dass 48 einen magnetischen Pol veranschaulicht, der aus den magnetischen Polen des Rotors 600 extrahiert wird; wobei der extrahierte Pol des Rotors 600, der in 48 veranschaulicht ist, die d-Achse in der Mitte des extrahierten Pols repräsentiert, und jedes des linken und rechten Endes repräsentiert die q-Achse, die als ein Grenzabschnitt eines magnetischen Poles dient.
In dem Rotorkern 610 ist ein Paar von Magnetinstallationslöchern 611 ausgebildet, die sich an beiden der d-Achse befinden. Die Magnetinstallationslöcher 611 des Paars weisen ein symmetrisches Profil bezüglich der d-Achse auf. Die Magnetinstallationslöcher 611 sind linear an beiden Seiten der d-Achse ausgerichtet, während diese voneinander auf der d-Achse separiert sind. In jedem Magnetinstallationsloch 611 ist ein Magnet 400, der beispielsweise aus einem Permanentmagneten besteht, wie etwa einem gesinterten Neodym-Magneten, installiert.
Im Folgenden wird der Magnet 400 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf 49 beschrieben. 49 veranschaulicht eine seitliche Querschnittsansicht des Magneten 400, die senkrecht zur Axialrichtung des Rotorkerns 610 verläuft. 49 veranschaulicht ebenso magnetische Orientierungen, die in dem Magneten 400 definiert sind, unter Verwendung von Pfeilen. Es sei angemerkt, dass in einigen der nachfolgenden Figuren zusätzlich zu 49, magnetische Orientierungen in einem Magneten unter Verwendung von Pfeilen veranschaulicht werden können. Die magnetischen Orientierungen in dem Magneten 400 zeigen jeweils ausgerichtete bzw. orientierte einfache Magnetisierungsachsen in dem Magneten 400, sodass magnetische Pfade entlang den jeweiligen magnetischen Orientierungen in den einfachen Magnetisierungsachsen definiert sind. Die magnetischen Orientierungen in dem Magneten 400 zeigen ebenso die magnetischen Orientierungen der jeweiligen magnetischen Linien, d. h. die magnetischen Orientierungen der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen, die in dem Magneten 400 definiert sind.
Bezugnehmend auf 49, weist der Magnet 400 eine Parallelogrammform in dessen seitlichem Querschnitt auf, und weist gegenüberliegende erste und zweite Hauptflächen 401a und 401b auf. Die erste Hauptfläche 401a steht dem Stator 700 gegenüber, und die zweite Hauptfläche 401b steht der Welle 601 gegenüber. Die erste und die zweite Hauptfläche 401a und 401b dienen jeweils als Flusseintritts-Austritts-Flächen. Das heißt, dass in 49 der Magnet 400 ein erstes paar von längs gegenüberliegenden Flächen parallel zueinander, und ein zweites Paar von lateral gegenüberliegenden Flächen parallel zueinander aufweist, und die längs gegenüberliegenden Flächen des ersten Paars dienen jeweils als die wirksamen Flächen 401a und 401b.
Mit anderen Worten weist der Magnet 400 ein erstes Paar von Längsmagnetflächen und ein zweites Paar von Lateral- bzw. Quermagnetflächen auf, und die Längsmagnetflächen des ersten Paars dienen jeweils als die wirksamen Flächen 401a und 401b. Wie In 48 veranschaulicht ist, sind der linke und der rechte Magnet 400 in dem Rotorkern 610 bereitgestellt, um symmetrisch zueinander bezüglich der d-Achse zu sein.
Eine magnetische Orientierung in dem Magneten 400, dass Kristallorientierungen ausgerichtet werden. Wenn ein anisotroper Magnet vollständig ungesteuerte Orientierungen aufweist, weist der anisotrope Magnet ideale magnetische Eigenschaften auf. Die magnetischen Orientierungen in dem Magneten 400 wurden basierend auf einem ausgerichteten bzw. orientierten Magnetfeld während eines Herstellprozesses des Magneten 400 ausgerichtet.
Das zweite Paar der lateral gegenüberliegenden Flächen des Magneten 400 dienen jeweils als nicht wirksame Flächen, d. h. Null-Fluss-Eintritts-Austritts-Flächen, 401c und 401d.
Der Magnet 400 weist magnetische Pfade auf, die jeweils länger sind als eine Magnetdicke zwischen den wirksamen Flächen 401a und 401b, und die einfachen Magnetisierungsachsen des Magneten 400 sind entlang den jeweiligen magnetischen Pfaden orientiert. Mit anderen Worten ist die Länge einer Linie entlang jeder einfachen Magnetisierungsachse in dem Magneten 400 länger als die Magnetdicke zwischen den wirksamen Flächen 401a und 401b.
Das heißt, dass die in dem Magneten 400 definierten magnetischen Orientierungen jeweils von der wirksamen Fläche 401b zu der wirksamen Fläche 401a gerichtet sind, und sich jeweils mit den wirksamen Flächen 401a und 401b mit einem nicht-rechten Winkel schneiden. Mit anderen Worten verlaufen die in dem Magneten 400 definierten magnetischen Orientierungen beispielsweise parallel zu den nicht wirksamen Flächen 401c und 401d.
50 (a) veranschaulicht den Magneten 400 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel. 50 (b) veranschaulicht ebenfalls einen Magneten 402 als ein Vergleichsbeispiel des Magneten 400. Es sei angemerkt, dass die Querschnittsfläche des in 50 (a) veranschaulichten Magneten 400 identisch mit der Querschnittfläche des in 50 (b) veranschaulichten Magneten 402 ist.
Zusätzlich ist die Breitendimension W jeder wirksamen Fläche des Magneten 400, die die Länge des Magneten 400 in dessen Längsrichtung repräsentiert, identisch mit jener der entsprechenden wirksamen Fläche des Magneten 402. Die geometrische Dickendimension T des Magneten 400 ist identisch mit der geometrischen Dickendimension des Magneten 402. Es sei angemerkt, dass die geometrische Dickendimension T des Magneten 400 die Länge einer Linie repräsentiert, die die zwei Längsflächen, d. h. die wirksamen Flächen, verbindet, um senkrecht zu den wirksamen Flächen zu verlaufen. Der Magnet 402 als das Vergleichsbeispiel weist gegenüberliegende wirksame Flächen 403a und 403b auf, und weist einfache Magnetisierungsachsen auf, die in dem Magneten 402 definiert sind; wobei die einfachen Magnetisierungsachsen senkrecht zu den gegenüberliegenden wirksamen Flächen 403a und 403b verlaufen.
Die magnetischen Orientierungen in dem Magnet 400 des sechsten Ausführungsbeispiels schneiden sich jeweils mit den wirksamen Flächen 401a und 401b mit einem nicht-rechten Winkel, jedoch verlaufen die magnetischen Orientierungen in dem Magneten 402 des Vergleichsbeispiels senkrecht zu den wirksamen Flächen 403a und 403b mit dem rechten Winkel.
Das heißt, dass die Dickendimension T des Magneten 402 identisch der Länge jedes Magnetkreises, d. h. jedes magnetischen Pfades, der in dem Magneten 402 definiert ist, ist.
Im Gegensatz dazu, weil die in dem Magneten 400 definierten magnetischen Orientierungen des sechsten Ausführungsbeispiels jeweils bezüglich der wirksamen Flächen mit einem ausgewählten Winkel θ schräg geneigt sind, wird die Länge jedes magnetischen Pfades, die in dem Magneten 400 definiert sind, länger als im Vergleich mit dem Magneten 400. Aufgrund dessen, obwohl das Gewicht und die gesamte magnetische Kraft des Magneten 400 identisch mit dem jeweiligen Gewicht und der gesamten magnetischen Kraft des Magneten 402 ist, ist es möglich, die wirksame Flussdichte Bd des Magneten 400 zu erhöhen, um höher zu sein als die wirksame Flussdichte des Magneten 402. Es sei angemerkt, dass die wirksame Flussdichte Bd [T] durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt werden kann: $Bd = Br \div {1 + 1 / Pc}$
wobei [T] die remanente Flussdichte repräsentiert, und Pc den Permeanz-Koeffizienten repräsentiert, der als das Verhältnis der Permeabilität des magnetischen Flusses durch einen Magneten definiert ist. Die Gleichung (2) repräsentiert, dass die wirksame Flussdichte Bd gleich der remanenten Flussdichte wird, wenn der Permeanz-Koeffizient Pc einen unendlichen Wert erreicht.
51 veranschaulicht ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Länge des magnetischen Pfades L eines Magneten und des Permeanz-Koeffizienten Pc. Wie in 51 veranschaulicht ist, gilt, dass je länger die Länge des magnetischen Pfades L in jeder der in dem Magneten definierten Orientierung ist, desto höher der Permeanz-Koeffizient c ist.
Der Magnet 400 des sechsten Ausführungsbeispiels, der das gleiche Volumen wie das Volumen des Magneten 402 aufweist, umfasst die einfachen Magnetisierungsachsen, die jeweils den magnetischen Orientierungen entsprechen, die gekennzeichnet sind, um sich um die Länge L jedes magnetischen Pfades zu erstrecken, um dadurch die wirksame Flussdichte Bd als im Vergleich mit dem Magneten 402 zu erhöhen. Insbesondere ist die Länge L jedes in dem Magneten 400 definierten magnetischen Pfades um (a/cos θ) - faches größer als die Länge des entsprechenden in dem Magneten 402 definierten magnetischen Pfades.
Mit anderen Worten ist die Länge L einer Linie entlang der entsprechenden einfachen Magnetisierungsachse zwischen den gegenüberliegenden wirksamen Flächen 401a und 401b des Magneten 400 um ein (1/cos θ) -faches größer als die Magnetdickendimension T.
Als nächstes wird im Folgenden der Rotor 600, in dem die Magneten 400 installiert sind, detailliert beschrieben.
Wie in 48 veranschaulicht ist, ist jeder Magnet 400 derart konfiguriert, dass die wirksamen Flächen 401a und 401b senkrecht zur d-Achse verlaufen, und die Fläche 401c des q-Achsen-Seitenendes und die Fläche 401d des d-Achsen-Seitenendes, die jeweils nicht wirksame Flächen sind, nicht-parallel zur d-Achse verlaufen. Zum Beispiel sind die Flächen 401c und 401d der jeweiligen q- und d-Achsen-Seitenenden orientiert, um einen Winkel aufzuweisen, der identisch ist mit dem Winkel jeder Orientierung bezüglich den wirksamen Flächen 401a und 401b. Mit anderen Worten sind die magnetischen Orientierungen der Flächen 401c und 401d der jeweiligen q- und d-Achsen-Seitenenden identisch mit den jeweiligen in dem Magneten 400 definierten magnetischen Orientierungen, das heißt, den Flächen 401c und 401d der jeweiligen q- und d-Achsen-Seitenenden verlaufen in der Draufsicht parallel zu den einfachen Magnetisierungsachsen, die in dem Magneten 400 definiert sind.
Eine Flussbarriere 613 ist in einem ersten Ende des Magnetinstallationsloch 611, das der q-Achse gegenübersteht, bereitgestellt; wobei sich die Flussbarriere 613 benachbart zu der Fläche 401c des q-Achsen-Seitenendes des Magneten 400 befindet. Gleichermaßen ist eine Flussbarriere 614 in einem zweiten Ende des Magnetinstallationslochs 611, das der d-Achse gegenübersteht, bereitgestellt; wobei sich die Flussbarriere 614 benachbart zu der Fläche 401d des d-Achsen-Seitenendes des Magneten 400 befindet. Die Flussbarriere 614 erstreckt sich entlang der d-Achse, insbesondere in Richtung der Welle 601.
Es sei angemerkt, dass in 48 jeder der Flächen 401c und 401d der q- und d-Achsen-Seitenenden des Magneten 400 orientiert ist, um mit dem Winkel von jeder der in den Magneten 400 definierten magnetischen Orientierungen bezüglich den wirksamen Flächen 401a und 401b übereinzustimmen. Obwohl eine Veranschaulichung weggelassen wird, können nur die Fläche 401c des q-Achsen-Seitenendes des Magneten 400 in Übereinstimmung mit dem Winkel von jeder der in dem Magneten 400 definierten magnetischen Orientierungen bezüglich den wirksamen Flächen 401a und 401b orientiert sein, wobei die Fläche 401d des d-Achsen-Seitenendes parallel zur d-Achse beibehalten werden kann. Das heißt, dass der Magnet 400 modifiziert werden kann, um eine beliebige viereckige Form aufzuweisen, wie etwa eine Rechteckform, eine Parallelogrammform und eine Trapezform, in dessen seitlichem Querschnitt.
Der Magnet 400 kann eine Rechteckform aufweisen, und kann darin definierte magnetische Orientierungen aufweisen, sodass sich jede der magnetischen Orientierungen mit den flusswirksamen Flächen 401a und 401b mit einem nicht-rechten Winkel schneidet. Diese Konfiguration ermöglicht eine Verlängerung jedes magnetischen Pfades, aber es befinden sich jedoch relativ kürzere magnetische Pfade lokal an jedem Ende des Magneten 400. Dabei, weil jede der Flächen 401c und 401d der q- und d-Achsen-Seitenenden des Magneten 400 orientiert ist, um mit dem Winkel von jeder der in dem Magneten 400 definierten magnetischen Orientierungen bezüglich den wirksamen Flächen 401a und 401b übereinzustimmen, ist es möglich, kürzere magnetische Pfade, die lokal in jedem Ende des Magneten 400 vorhanden sind, zu reduzieren.
Es sei angemerkt, dass der in 48 veranschaulichte Magnet 400 derart konfiguriert ist, dass jedes Ende des Magneten 400, das nicht zu einem Anstieg des magnetischen Flusses beiträgt, schräg eliminiert wurde. Dies führt dazu, dass das Ausmaß des Magneten in dem Rotor 600, der in 48 veranschaulicht ist, kleiner ist als das Ausmaß eines Magneten in einem Rotor unter Verwendung eines rechteckigen Magneten des in jeweiligen Längsseiten und jeweiligen Querseiten rechte Winkel dazwischen ausweisen. Dies führt dazu, dass die Anzahl von Kavitäten in der Form größer ist, und die Anzahl von magnetischen Materialien, die in die Form gefüllt wird, kleiner ist.
Ein in 52 veranschaulichter Magnet 404 kann in den Rotor 600 anstatt des Magneten 400 installiert werden. Der Magnet 404 weist eine rechteckige Form in dessen seitlichem Querschnitt auf, und weist gegenüberliegende erste und zweite flusswirksame Flächen 405a und 405b auf. Der Magnet 404 weist darin definierte gekrümmte magnetische Orientierungen auf. Das heißt, dass die magnetischen Orientierungen bezüglich den flusswirksamen Flächen 405a und 405b gekrümmt sind. Wie in 51 veranschaulicht ist, gilt, dass je länger die Länge des magnetischen Pfades L in jeder in dem Magneten definierten Orientierung ist, desto höher der Permeanz-Koeffizient Pc ist. Aufgrund dessen ermöglicht die vorstehende Konfiguration des Magneten 404, dass die Längen der jeweiligen magnetischen Pfade in dem Magneten 404 weiterhin ansteigen, was ermöglicht, weiterhin den Permeanz-Koeffizienten Pc zu erhöhen.
Die Magnetinstallationslöcher 611 jedes Paars, das dem Nordpol entspricht, die in 53 veranschaulicht ist, sind angeordnet, um symmetrisch bezüglich der entsprechenden d-Achse zu sein, und erstrecken sich in der Richtung senkrecht zu der entsprechenden d-Achse.
53 veranschaulicht, dass die in 52 veranschaulichten Magnete 404 in die jeweiligen Magnetinstallationslöcher 611 des Rotorkerns 611 installiert werden. In 53 sind der linke und der rechte Magnet 404 im Rotorkern 610 bereitgestellt, um linear symmetrisch zueinander bezüglich der d-Achse zu sein. Das heißt, dass die in jedem der Magnete 404 des Paars definierten einfachen Magnetisierungsachsen von der wirksamen Fläche 405b zu der wirksamen Fläche 405a orientiert sind, während diese in Richtung der d-Achse gebogen sind.
In einem Endabschnitt des Magnetinstallationslochs 611, in dem kein Magnet 404 angebracht ist, der sich näher an der d-Achse befindet als der andere Abschnitt, ist die Flussbarriere 614 bereitgestellt, um einen Selbst-Kurzschluss des Magnetflusses im Rotorkern 611 zu verhindern. Die Flussbarriere 614 erstreckt sich entlang der d-Achse.
Als nächstes wird im Folgenden beschrieben, wie ein Permanentmagnet, der im sechsen Ausführungsbeispiel verwendet wird, herzustellen ist. Insbesondere wird im Folgenden ein Ausrichtungs- bzw. Orientierungsschritt in dem Prozess zur Herstellung eines Permanentmagneten detailliert beschrieben. Zunächst wird im Folgenden der Magnetherstellungsprozess einfach beschrieben.
Zunächst werden Magnetmaterialien, wie etwa Neodym-Magnete, miteinander kombiniert, und anschließend werden die Magnetmaterialien in einem Schmelzofen aufgelöst, und anschließend ein Rohblock bzw. Ingot produziert. Anschließend wird ein Pulverisierungsschritt ausgeführt, sodass der Rohblock in feine magnetische Pulver pulverisiert wird, die sich in der Ordnung von einigen Mikrometern befinden.
Nach dem Pulverisierungsschritt wird der geformte Körper der magnetischen Pulver in einer Pressform in ein Magnetfeld angeordnet, und anschließend wird ein Ausrichtungs- bzw. Orientierungsschritt ausgeführt, sodass die Kristallorientierungen des geformten Körpers, d. h. einfache Magnetisierungsachsen, ausgerichtet werden. Das heißt, dass während die magnetischen Pulver in die Pressform gefüllt werden, die Kristallorientierungen der magnetischen Pulver mit einem Ausrichtungs- bzw. Orientierungsmagnetfeld ausgerichtet werden, sodass hohe magnetische Eigenschaften in jeder Orientierungsrichtung dem pressgeformten Körper der magnetischen Pulver in der Pressform bereitgestellt werden.
Anschließend wird der pressgeformte Körper der magnetischen Pulver, an denen die magnetischen Orientierungen bereitgestellt werden, einem Sinterschritt sowie einem Thermalschritt in einem Vakuum ausgesetzt. Nach dem Sinterschritt wird der gesinterte Magnet in einem Magnetfeld angeordnet, und anschließend in einem Magnetisierungsschritt magnetisiert, sodass ein Permanentmagnet hergestellt wird.
Als nächstes wird im Folgenden eine spezifische Struktur zur Durchführung des Orientierungsschritts unter Verwendung der 54 (a) und 54 (b) beschrieben.
54 (a) veranschaulicht schematisch eine Ausrichtungs- bzw. Orientierungsvorrichtung 300, die in dem Orientierungsschritt bezüglich des geformten Körpers in einem Orientierungsmagnetfeld verwendet wird. 54 (b) veranschaulicht eine Vielzahl von Magneten MG, die jeweils in dem Orientierungsschritt magnetisch orientiert wurden. Es sei angemerkt, dass 54 (a) eine Form 250 veranschaulicht, die als ein zum Herstellen eines Magneten MG verwendete Magnetherstellungsform dient, und die Form 250 ist derart angeordnet, dass ein Paar von gegenüberliegenden Außenflächen entsprechend einem Paar von flusswirksamen Flächen des Magneten MG das Orientierungsmagnetfeld schräg schneiden.
Die Orientierungsvorrichtung 300 umfasst einen Magnetfeldgenerator 301 mit einer Größe, die geeignet ist, die Form 250 zu umschließen. Der Magnetfeldgenerator 301 umfasst eine Spule 301a, die konfiguriert ist, um darin ein Orientierungsmagnetfeld in eine vorbestimmte Richtung bei Erregung zu erzeugen.
Die Form 250, in der der geformte Körper der magnetischen Pulver enthalten ist, die ein Orientierungsziel ist, ist in der Spule 301a angeordnet, sodass eine Normallinie N senkrecht zu einer ausgewählten Außenfläche des geformten Körpers der magnetischen Pulver in der Form 250 nicht-orthogonal zu einer Axialrichtung der Spule 301a verläuft. Dies führt die magnetische Orientierung, d. h. die magnetische Ausrichtung, des geformten Körpers der magnetischen Pulver aus, während das Orientierungsmagnetfeld an die gewählte Außenfläche des geformten Körpers in eine Richtung nicht-orthogonal zur ausgewählten Fläche angelegt wird. Es sei angemerkt, dass die Form 250 in einem Innenraum der Spule 301a angeordnet ist, während die magnetischen Pulver in die Form 250 gefüllt sind.
Zum Beispiel ist die Orientierungsvorrichtung 300 konfiguriert, um den Magnetfeldgenerator 301, d. h. die Spule 301a, zu erregen bzw. mit Energie zu versorgen, um die Spule 301a zu bewirken, das Orientierungsmagnetfeld zu erzeugen, und legt das aus der erregten Spule 301a erzeugte Orientierungsmagnetfeld an die Form 250 an, wodurch eine Ausrichtung bzw. Orientierung der magnetischen Pulver in der Form 250 basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld ausgeführt wird. Dies führt dazu, dass der Magnet MG effizient hergestellt wird, während das Orientierungsverhältnis des Magneten MG erhöht wird. Es sei angemerkt, dass das Orientierungsverhältnis das Verhältnis der remanenten Flussdichte Br des Magneten MG zu einer Sättigungsflussdichte des Magneten MG repräsentiert.
Das sechste Ausführungsbeispiel verwendet den Magnetfeldgenerator 301 umfassend die Spule 301a, um dadurch das starke Orientierungsmagnetfeld zu erzeugen, was ermöglicht, dass das Orientierungsverhältnis des Magneten MG größer oder gleich 90 % ist. In 54 (b) repräsentiert eine durchgezogene schräge Linie durch jeden Magneten MG die magnetische Orientierung in dem entsprechenden Magneten MG.
Der Orientierungsschritt unter Verwendung der Orientierungsvorrichtung 300 stellt effizient die Magnete 400 her, die jeweils ein großes Orientierungsverhältnis aufweisen. Insbesondere bewirkt der Orientierungsschritt, dass der Magnet MG lineare magnetische Orientierungen aufweist, die parallel zueinander verlaufen.
Nachdem der Magnet MG dem Orientierungsschritt und dem Sinterschritt ausgesetzt wurde, kann der MG in aufgeteilte Magnete MG aufgeteilt werden, und anschließend wird der Magnetisierungsschritt für jeden der aufgeteilten Magnete MG ausgeführt.
Wie in 55 (a) veranschaulicht ist, ist ein Magnet MG, der ein Magnetblock ist, der in eine vorbestimmte Anzahl von Magneten, wie etwa vier Magnete MG1 bis MG4 in 55 (a) aufgeteilt werden kann, in der Form 250 installiert. Während der Magnetblock MG in der Form 250 installiert ist, wird der Magnetblock MG dem Orientierungsschritt und dem Sinterschritt ausgesetzt. Nach dem Sinterschritt wird der Magnetblock MG in die vier Magnete MG1 bis MG4, die miteinander ausgerichtet sind, aufgeteilt. Es sei angemerkt, dass sich in dem Sinterschritt der Magnetblock MG zusammenziehen kann. Aufgrund dessen ist der geformte Körper der magnetischen Pulver in der Pressform in dem Orientierungsschritt wie der Magnetblock MG geformt, unter Berücksichtigung des Zusammenziehens bzw. Kontraktion des Magnetblocks MG.
In dem Orientierungsschritt bewirkt die magnetische Orientierung, d. h. die magnetische Ausrichtung, den Magnetblock MG, in eine Richtung schräg bezüglich einer ausgewählten Außenfläche des MG orientiert bzw. ausgerichtet zu werden. Aufgrund dessen, wenn der Magnetblock MG eine rechteckige parallel flache Form aufweist, der Aufteilungsschritt den Magnetblock in eine Richtung parallel zu der gewählten Außenfläche schneidet (siehe eine vertikale Fläche in 5 (a)).
Dieser Aufteilungsschritt stellt effizient die aufgeteilten Magnete MG1 bis MG 4, als Beispiel die in 49 veranschaulichten Magnete 400, her, die jeweils aufweisen

1. Magnetische Pfade, die jeweils eine längere Länge als die Dickendimension des entsprechenden Magneten aufweisen
2. Einfache Magnetisierungsachsen, die orientiert sind, um parallel zu den jeweiligen magnetischen Pfaden zu verlaufen

Wie in 55 (b) veranschaulicht ist, besteht die Form 250, als Innenwände zum Aufteilen eines inneren Raums darin, einer ersten Wand 251 und einer zweiten Wand 252. Die erste Wand 251 ist bezüglich dem Orientierungsmagnetfeld geneigt (siehe die Richtung der Pfeile), und die zweite Wand 252 besteht aus Wandabschnitten, die jeweils parallel zum Orientierungsmagnetfeld verlaufen.
Diese Konfiguration ermöglicht, dass

1. Jeder der Magnete MG1 bis MG4 magnetische Pfade aufweist, die jeweils eine Länge aufweisen, die länger ist als die Dickendimension des entsprechenden der Magnete MG1 bis MG4
2. Ein Abschnitt mit einem relativ kürzeren magnetischen Pfad effizient aus den Magneten MG1 bis MG4 während des Orientierungsschritts ausgeschlossen wird

Dies reduziert daher die Menge der magnetischen Materialien für die Magnete MG1 bis MG4, und eliminiert einen Schneideschritt des Schneidens des Abschnitts mit dem relativ kürzeren magnetischen Pfad von jedem der Magnete MG1 bis MG4.
Als nächstes wird im Folgenden ein weiterer Aufbau bzw. eine weitere Struktur zum Durchführen des Orientierungsschritts unter Verwendung der 56 (a) und 56 (b) beschrieben.
56 (a) veranschaulicht schematisch eine schematische Seitenansicht einer Orientierungsvorrichtung 310, und 56 (b) veranschaulicht eine schematische Querschnittsansicht der Orientierungsvorrichtung 310. 56 (b) zeigt eine Positionsbeziehung zwischen einem Orientierungsmagnetfeld 316 und einer Form 260.
Die Orientierungsvorrichtung 310 umfasst ein Paar von Spulen 311 und 312, und eine Vielzahl von Kernen 313.
Die Spulen 311 und 312 sind einachsig miteinander mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen angeordnet, und sind konfiguriert, um ein Magnetfeld zu erzeugen.
Die Kerne 313 sind zwischen den Spulen 311 und 312 angebracht, und sind platziert, um von der gemeinsamen Mittelachse der Spulen 311 und 312 separiert bzw. beabstandet zu sein; wobei die Kerne 313 als ein Ausrichtungs- bzw. Orientierungsjoch dienen. Diese Spulen 311 und 312 sowie die Kerne 313 dienen als ein Magnetfeldgenerator.
Jede der Spulen 311 und 312 ist konfiguriert, um ein nach innen gerichtetes Magnetfeld, das heißt, in Richtung der Mitte der Orientierungsvorrichtung 310 gerichtet, bei Erregung zu erzeugen.
Die Kerne 313 sind verteilt in einem Kreis angeordnet. Insbesondere kann eine radiale Position von jedem der Kerne 313 platziert sein, um sich radial nach außen von den Spulen 311 und 312 zu befinden. Es sei angemerkt, dass jeder der Kerne 313 eine Ringform in dessen Längsquerschnitt aufweist, wobei diese eine rechteckige oder Kreisbogenform in deren Längsquerschnitt aufweisen können. Die Form 260 zum Ausbilden des Magneten MG wird innerhalb eines virtuellen Kreises, der durch die Anordnung der Kerne 313 ausgebildet ist, angebracht.
Insbesondere sind die Spulen 311 und 312 konfiguriert, um jeweils nach innen gerichtete Magnetfelder voneinander in Richtung der Mitte der Orientierungsvorrichtung 30 bei Erregung zu erzeugen, sodass die erzeugten Magnetfelder unterschiedlich voneinander sind. Insbesondere sind die aus den jeweiligen Spulen 311 und 312 erzeugten Magnetfelder basierend auf der Anzahl der Kerne 313 in den Abständen der Kerne 313 nicht-äquivalent orientiert.
Das heißt, dass die Magnetfelder 314 und 315, die voneinander entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, durch die jeweiligen Spulen 311 und 312 erzeugt werden und in Richtung der Form 260, in die die magnetischen Pulver gefüllt sind, übertragen werden. In dieser Situation kollidieren die beiden Magnetpfade 314 und 315 miteinander, um einander zu repulsieren, wodurch ein Orientierungsmagnetfeld 316 erzeugt wird, das radial nach außen expandiert. In diesem Fall ist das Orientierungsmagnetfeld 316, das basierend auf der Repulsion der Magnetfelder in gegengesetzter Polarität einförmig radial auswärts expandiert, auf jeden der im Umlauf verteilten Kerne 313 fokussiert, was dazu führt, dass das Orientierungsmagnetfeld 316 eine Verteilung aufweist. Das heißt, dass es möglich ist, das Orientierungsmagnetfeld 316 zu erzeugen, dass Magnetfeldkomponenten, d. h. Linien, aufweist, die jeweils eine Krümmung aufweisen, d. h. ein Orientierungsmagnetfeld 316 mit kreisbogenförmigen magnetischen Feldlinien. Ein Verwenden des Orientierungsmagnetfeldes 316 mit gekrümmten magnetischen Feldlinien ermöglicht, dass die vorstehenden Magnete 400 und 404 mit hohem Orientierungsverhältnis erhalten werden.
57 (a) veranschaulicht insbesondere magnetische Orientierungen für den Magneten MG. In 57 (a) ist eine Repulsion zwischen den entgegengesetzten Magnetfeldern in einem Bereich K1 aufgetreten, und die Repulsion bewirkt ein Orientierungsmagnetfeld 316 von dem Bereich K1 zu dem Kern 313. Das Orientierungsmagnetfeld 316 weist magnetische Flusslinien auf, die gekrümmt auf den Kern 313 fokussiert sind. In diesem in 57 (a) veranschaulichten Fall ermöglicht ein Anordnen der Form 260, um derart orientiert zu sein, dass Magnetaußenflächen, die jeweils als flusswirksame Flächen dienen, schräg das Orientierungsmagnetfeld 316 schneiden, dass der Magnet MG, der in die Form 260 gefüllt ist, gewünschte magnetische Orientierungen aufweist.
Der vorsehende Ausrichtungs- bzw. Orientierungsschritt ermöglicht daher, den Magneten, wie etwa den in 53 veranschaulichten Magnet 404, effizient herzustellen, der aufweist

1. Magnetische Pfade, deren Länge jeweils länger ist als die Dickendimension des entsprechenden Magneten
2. Einfache Magnetisierungsachsen, die orientiert sind, um parallel zu den jeweiligen magnetischen Pfaden zu verlaufen

Insbesondere ermöglicht der vorstehende Orientierungsschritt effizient, dass der Magnet MG kreisbogenförmige magnetische Orientierungen aufweist.
Es ist möglich, die Form 260 wie in 57 (b) zu konfigurieren. In dieser Modifikation weist die Form 260 eine Ringform auf, und umfasst acht Installationsabschnitte 261, die darin in einer Umfangsrichtung der Form 260 ausgebildet sind. Mindestens einer der Installationsabschnitte 261 ist für jeden stabförmigen Kern 313 bereitgestellt. Vorzugsweise sind die beiden Installationsabschnitte 261 für jeden stabförmigen Kern 31 bereitgestellt, sodass die Gesamtanzahl der Installationsabschnitte 261 eingestellt ist, um das Zweifache der Gesamtanzahl der stabförmigen Kerne 313 zu sein. Die Form 260 umfasst ebenfalls Trennwände 262 und 263, wobei sich eine davon zwischen jedem benachbarten Paar der Installationsabschnitte 261 befindet; wobei jede der Trennwände 262 und 263 angular geneigt ist, um mit einer entsprechenden magnetischen Flusslinie des Orientierungsmagnetfeldes 316 übereinzustimmen.
Im Folgenden wird eine weitere Struktur zum Durchführen des Orientierungsschritts unter Verwendung der 58 (a) und 58 (b) beschrieben.
58 (a) veranschaulicht schematisch eine schematische Seitenansicht einer Orientierungsvorrichtung 320, und 58 (b) veranschaulicht eine schematische Querschnittsansicht der Orientierungsvorrichtung 320. 58 (b) zeigt eine Positionsbeziehung zwischen einem Orientierungsmagnetfeld 322 und einer Form 270.
Die Orientierungsvorrichtung 320 umfasst einen Magnetfeldgenerator 321, der aus einem linearen Leiter 321a besteht. Ein Erregen bzw. mit Energie versorgen des linearen Leiters 321a bewirkt, dass ein Orientierungsmagnetfeld 322 in einer Umfangsrichtung um den linearen Leiter 321a erzeugt wird. Eine Form 270, in die magnetisches Pulver gefüllt ist, befindet sich um den linearen Leiter 321a mit einer vorbestimmten Winkelrichtung bezüglich des linearen Leiters 321a. Die Orientierungsvorrichtung 320 ermöglicht daher, effizient die Magnete 400 und 404 zu erzeugen, die jeweils ein hohes Orientierungsverhältnis aufweisen. In dieser Modifikation kann eine Form für Spritzguss verwendet werden, um in die Form gefüllte magnetische Pulver zu formen. Dies ermöglicht, dass Magnete ohne Schneide- bzw. Abtrennschritt hergestellt werden können, was ermöglicht, weiterhin die Herstelleffizienz zu verbessern.
Es ist möglich, die Formen 270 um den linearen Leiter 321a in der Form eines Rings anzuordnen. Zusätzlich ist es möglich, die Orientierung der Form 270 gemäß gewünschten Orientierungen für die in die Form 270 gefüllten magnetischen Pulver frei zu bestimmen.
Das vorstehende sechste Ausführungsbeispiel stellt Magnete effizient her, wie etwa den in 53 veranschaulichten Magneten 404; wobei jeder der Magnete aufweist

(1) Ein Paar von gegenüberliegenden wirksamen Flächen, die jeweils als eine Flusseintrittsfläche, in die magnetische Flüsse fließen, oder eine Flussaustrittsfläche, aus der magnetische Flüsse fließen, dienen
(2) Magnetische Pfade, die jeweils eine Länge aufweisen, die länger ist als die Dickendimension zwischen dem Paar von wirksamen Flächen
(3) Einfache Magnetisierungsachsen sind jeweils orientiert, um entlang einem entsprechenden der magnetischen Pfade zu verlaufen

Diese Konfiguration von jedem der hergestellten Magnete ermöglicht jedem Magneten MG, einfach eine magnetische Orientierung in Kreisbogenform aufzuweisen.
Siebtes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird eine modifizierte Struktur jedes Permanentmagneten des Rotors 600 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel beschrieben.
59 veranschaulicht eine spezifische Konfiguration des Rotors 600. Wie in 59 veranschaulicht ist, sind Magnete in jeweilige Magnetinstallationslöcher 611 des Rotorkerns 610 installiert, um sich an beiden Seiten der d-Achse zu befinden. Die Magnete 410 sind angeordnet, um symmetrisch um die d-Achse zu sein.
Jeder Magnet 410 weist eine Rechteckform in dessen Seitenquerschnitt auf, und besitzt gegenüberliegende Seitenflächen 411a und 411b, die radial an jeweiligen Außen- und Innenseiten angeordnet sind; wobei die Seitenflächen 411a und 411b jeweils als Flusseintritts-Austritts-wirksame Flächen dienen.
Jeder der Magnete 410 des Rotors 600 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel ist derart konfiguriert, dass magnetische Orientierungen, d. h. einfache Magnetisierungsachsen, in einem Abschnitt 412a näher an der d-Achse als zu der q-Achse sich von jenen in einem Abschnitt 412b näher an der q-Achse als an der d-Achse unterscheiden.
Das heißt, dass sich die magnetischen Orientierungen der magnetischen Pfade in einem Ende des Magneten 410 in dessen Längsrichtung sich von jenen des anderen Endes des Magneten 410 in dessen Längsrichtung unterscheiden.
Insbesondere sind die magnetischen Orientierungen, die sich näher an der d-Achse in dem Magneten 410 befinden, orientiert, um sich näher zu der Parallelrichtung parallel zu der d-Achse zu befinden als jene, die sich näher an der q-Achse befinden. Mit anderen Worten sind die magnetischen Orientierungen, d. h. einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an der d-Achse in dem Magneten 410 befinden, orientiert, um sich näher an der Parallelrichtung parallel zu der d-Achse zu befinden als jene, die sich näher an der q-Achse befinden.
Jeder Magnet 410 weist ein q-Achsen-Seitenende 411c, das sich näher an der q-Achse befindet, und ein d-Achsen-Seitenende 411d, das sich näher an der d-Achse befindet, in dessen Längsrichtung auf. Das heißt, dass jeder Magnet 410 beide Enden 411c und 411d in dessen Längsrichtung entlang flusswirksamen Flächen 411a und 411b aufweist. Die magnetischen Orientierungen, d. h. die einfachen Magnetisierungsachsen, die sich näher an einer dem d-Achsen-Seitenende 411d und dem q-Achsen-Seitenende 411c befinden, sind unterschiedlich zu jenen, die sich näher an dem anderen des d-Achsen-Seitenendes 411d und des q-Achsen-Seitenendes 411c befinden.
Das heißt, dass in jedem Magneten 410 die magnetischen Orientierungen in dem Abschnitt 412a näher an der d-Achse sich näher an der Richtung parallel zur d-Achse befinden als jene in dem Abschnitt 412b näher an der q-Achse.
Insbesondere, wie in 60 veranschaulicht ist, wird mindestens eine magnetische Orientierung, die sich an einer vorbestimmten Position des Magneten befindet, um sich näher an dem d-Achsen-Seitenende 411d zu befinden als zum q-Achsen-Seitenende 411c, als mindestens eine magnetische Orientierung X1 bezeichnet, und mindestens eine magnetische Orientierung, die sich in einer vorbestimmten Position des Magneten 410 befindet, um näher an dem q-Achsen-Seitenende 411c zu liegen als zum d-Achsen-Seitenende 411d, wird als mindestens eine magnetische Orientierung X2 bezeichnet.
Dabei verläuft mindestens eine magnetische Orientierung X1 annähernder parallel zur d-Achse als die mindestens eine magnetische Orientierung X2.
Das heißt, dass in dem Magneten 410 ein Neigungswinkel θ2 der mindestens einen magnetische Orientierung X2 bezüglich der d-Achse, d. h. der orthogonalen Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen 411a und 411b, größer ist als ein Neigungswinkel θ1 der mindestens einen magnetische Orientierung X1 bezüglich der d-Achse, d. h. der orthogonalen Richtung senkrechet zu den flusswirksamen Flächen 411a und 411b.
Insbesondere nehmen Magnetlängen entlang jeweiligen Magnetorientierungen, d. h. Längen von magnetischen Pfaden, die jeweils den magnetischen Orientierungen entsprechen, sequentiell von dem q-Achsen-Seitenende 411c zu dem d-Achsen-Seitenende 411d ab; wobei jeder magnetische Pfad von einem Startpunkt zu einem Endpunkt der entsprechenden einfachen Magnetisierungsachse definiert werden kann.
Ein Definieren der magnetischen Orientierungen, d. h. den Orientierungswinkeln, in jedem Magneten 410, wie in 59 veranschaulicht ist, ermöglicht, dass magnetische Flusskomponenten von dem Magnet der linken Seite 410 bezüglich der d-Achse in Richtung des Magneten der rechten Seite 410 gerichtet sind, und magnetische Flusskomponenten von dem Magneten der rechten Seite 410 relativ zu der d-Achse in Richtung des Magneten der linken Seite 410 gerichtet sind, reduziert werden. Dies reduziert daher eine Entmagnetisierung einer Repulsion der magnetischen Flusskomponenten von dem Magneten der linken Seite 410 bezüglich der d-Achse und der magnetischen Flusskomponenten von dem Magneten der rechten Seite 410 relativ zur d-Achse.
Als nächstes werden im Folgenden Effekte in der Umgebung der d-Achse beschrieben, die durch die magnetischen Orientierungen in dem Magneten 410 erzielt werden, der wie vorstehend mit Bezugnahme auf die 86 (a) und 86 (b) definiert ist. Es sei angemerkt, dass in jeder der 86 (a) und 86 (b) zwei Magnete 415 in einem Rotorkern 650 angeordnet sind, um eine im Wesentlichen V-Form aufzuweisen. 86 (a) veranschaulicht eine herkömmliche Struktur, und 86 (b) veranschaulicht die Struktur des siebten Ausführungsbeispiels.
Im Folgenden werden durch die Konfiguration des Magneten 410, der derart orientiert ist, dass mindestens eine einfache Magnetisierungsachse an dem d-Achsen-Seitenende 411d bezüglich einer Richtung senkrecht zu der flusswirksamen Fläche 411a geneigt ist, und sich in Richtung der d-Achse erstreckt (siehe die X1 in Richtung in 60), erzielt die Effekte mit Bezugnahme auf die 86 (a) und 86 (b) bestehen.
In jeder der 86 (a) und 86 (b) ist das Paar von Magneten 415 in einem Rotorkern 650 angeordnet, um eine im Wesentlichen V-Form aufzuweisen. Dabei veranschaulicht 86 (a) die herkömmliche Struktur, bei der einfache Magnetisierungsachsen in einem d-Achsen-Seitenende jedes Magneten 415 bezüglich einer Richtung senkrecht zu flusswirksamen Flächen des entsprechenden Magneten 415 geneigt sind.
Im Gegensatz dazu veranschaulicht 86 (b), obwohl sich die Struktur des Magneten 415 in 86 (b) von der Struktur des in 59 veranschaulichten Magneten 410 unterscheidet, dass einfache Magnetisierungsachsen in dem d-Achsen-Seitenende 411d jedes Magneten 415 bezüglich den flusswirksamen Flächen des entsprechenden Magneten 415 geneigt sind und sich in Richtung der d-Achse erstrecken, was gleich der Struktur des in 59 veranschaulichten siebten Ausführungsbeispiel ist.
In 86 (a) wird ein magnetischer Fluss Φ10 in dem Magneten 415 erzeugt, der senkrecht zu den flusswirksamen Flächen verläuft. Der magnetische Fluss Φ10 besteht aus einer Komponente Φ11 parallel zur d-Achse, und einer Komponente Φ12 senkrecht zur d-Achse. In diesem Fall wird die Komponente Φ12, die senkrecht zur d-Achse verläuft, des Magneten der linken Seite 415 eine magnetische Flusskomponente, die der Komponente Φ12, die senkrecht zur d-Achse verläuft, des Magneten der rechten Seite 415 gegenübersteht, d. h. repulsiert.
Im Gegensatz dazu, wie in 86 (b) veranschaulicht ist, wird ein magnetischer Fluss Φ20 in dem Magneten 415 erzeugt, der sich mit jeder der flusswirksamen Flächen mit einem nicht-rechten Winkel schneidet. Der magnetische Fluss Φ20 umfasst eine Komponente Φ21 parallel zur d-Achse, und eine Komponente Φ22 senkrecht zur d-Achse. In diesem Fall ist die Orientierung des magnetischen Flusses Φ20 näher an der Richtung parallel zur d-Achse als im Vergleich mit dem in 86 (a) veranschaulichten magnetischen Fluss Φ10. Dies führt dazu, dass in der Komponente Φ22, die senkrecht zur d-Achse verläuft, jedes Magneten 415 kleiner ist als die Komponente Φ12. Dies reduziert daher den magnetischen Fluss von dem Magneten der linken Seite 415 und dem magnetischen Fluss von dem Magneten der rechten Seite 414, die einander gegenüberstehen, d. h. repulsieren einander, was ermöglicht, die Entmagnetisierung des Magneten 415 zu reduzieren.
Es sei angemerkt, dass die in dem Magneten 410, der in 59 veranschaulicht ist, definierten magnetischen Orientierungen mindestens eine magnetische Orientierung umfassen können, die senkrecht zu jeder der flusswirksamen Flächen 411a und 411b verläuft.
Jeder Magnet 410, der in 59 veranschaulicht ist, weist das Paar von gegenüberliegenden Flächen 411a und 411b auf, die radial an jeweiligen Außen- und Innenflächen angeordnet sind; wobei die Seitenflächen 411a und 411b jeweils als Fluss-Eintritts-Austritts-wirksame Flächen dienen. Zusätzlich weist jeder in 59 veranschaulichte Magnet 410 eine Fläche des q-Achsen-Seitenendes 411c auf, die als eine Fluss-Einritts-Austritts-wirksame Fläche dient, wobei die Fläche des q-Achsen-Seitenendes 411c ebenso als eine q-Achsen-Endfläche 411c bezeichnet wird.
Das heißt, dass sich magnetische Orientierungen an dem q-Achsen-Seitenende des Magneten 410 näher an der Richtung senkrecht zur q-Achse befinden als jene an dem d-Achsen-Seitenende davon. Aufgrund dessen kann ein magnetischer Fluss in oder aus dem q-Achsen-Seitenende des Magneten 410 fließen. Nachstehend werden die gegenüberliegenden Flächen 411a und 411b, die radial an jeweiligen Außen- und Innenseiten angeordnet sind, jeweils als erste effektive Flächen 411a und 411b bezeichnet, und die q-Achsen-Endfläche 411c wird als eine zweite wirksame Fläche 411c bezeichnet. Es sei angemerkt, dass in dem Magneten 410, weil die magnetischen Orientierungen an dem q-Achsen-Seitenende bezüglich der Richtung senkrecht zur ersten wirksamen Fläche 411a, die sich an der Statorseite befindet, d. h. der Oberseite in 59, geneigt sind, die zweite wirksame Fläche 411c dadurch ausgebildet.
Einer oder mehrere magnetische Pfade sind zwischen der ersten wirksamen Fläche 411a, die sich näher am Stator befindet als die wirksame Fläche 411b, und der zweiten wirksamen Fläche 411c definiert. Der Magnet 410 ist in dem Rotorkern 610 derart bereitgestellt, dass die zweite wirksame Fläche 411c an einer entsprechenden Innenwandfläche, d. h. einer entsprechenden Innenwandfläche, des Magnetinstallationslochs 611 anliegt, das heißt, sodass so ein kleiner Abstand wie möglich zwischen der zweiten wirksamen Fläche 411c und der entsprechenden Innenwandfläche des Magnetinstallationslochs 610 beseht.
Wenn das Paar von Magneten 411 als der Nordpol dient, dient die statorseitige erste wirksame Fläche 411a als eine Flussaustrittsfläche, und jeder der anti-statorseitigen ersten wirksamen Fläche 411b und der zweiten wirksamen Fläche 411c dient als eine Flusseintrittsfläche. Andererseits, wenn das Paar von Magneten 411 als der Südpol dient, dient die statorseitige erste Fläche 411a als eine Flusseintrittsfläche und jeder der anti-statorseitigen ersten wirksamen Fläche ersten wirksamen Fläche 411b und der zweiten wirksamen Fläche 411c dient als eine Flussaustrittsfläche.
Mit anderen Worten, wenn das Paar von Magneten 411 als der Nordpol dient, dient die statorseitige erste wirksame Fläche 411a aus den drei wirksamen Flächen 411a, 411b und 411c als eine Flussaustrittsfläche von jedem Magneten, und die verbleibende erste wirksame Fläche 411b und die zweite wirksame Fläche 411c dienen als Flusseintrittsfläche.
Wenn die zweite flusswirksame Fläche 411c als eine Flusseintrittsfläche dient, fließt ein magnetischer Fluss, der in dem Magneten 410 von jeder der zwei wirksamen Flächen, d. h. der anti-statorseitigen ersten wirksamen Fläche 411b und der zweiten wirksamen Fläche 411c, fließt, aus der statorseitigen ersten wirksamen Fläche 411a heraus. Wenn die zweite wirksame Fläche als eine Flussaustrittsfläche dient, fließt ein magnetischer Fluss, der in den Magneten 410 von der einzelnen wirksamen Fläche, d. h. der statorseitigen ersten wirksamen Fläche 411a, fließt, aus jeder der zwei wirksamen Flächen, d. h. der zweiten wirksamen Fläche 411c und der zweiten wirksamen Fläche 411c heraus. In diesem Fall ist es möglich, magnetische Flusskomponenten in einen Bereich des Rotorkerns 610 um das q-Achsen-Seitenende des Magneten 410 zu sammeln, oder magnetische Flusskomponenten aus dem Bereich zu verteilen.
Jede der ersten wirksamen Flächen 411a und 411b dient als eine wirksame Fläche zum Erzeugen eines magnetischen Flusses an dem Zentrum des entsprechenden Magnetpols als Magnetpolfluss, und die zweite wirksame Fläche 411c dient als eine wirksame Fläche zum Erzeugen eines magnetischen Flusses basierend auf dem Magnete 411, der durch die q-Achse verläuft. Der Magnet 410 des siebten Ausführungsbeispiels ist derart konfiguriert, dass jede der magnetischen Orientierungen jede der ersten und zweiten wirksamen Flächen 411a und 411b und 411c mit einem nicht-senkrechen Winkel schneidet.
Jeder der Magnete 410 für einen entsprechenden ersten Magnetpol gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel ist derart konfiguriert, dass magnetische Pfade zwischen der statorseitigen ersten wirksamen Fläche 411a und der zweiten wirksamen Fläche 411c definiert sind. Weil die zweite wirksame Fläche 411c auf der Fläche des q-Achsen-Seitenendes jedes Magneten 410 in dieser Konfiguration ausgebildet ist, fließt ein magnetischer Fluss durch die zweite wirksame Fläche 411c des Magneten 410 des ersten magnetischen Pols und die zweite wirksame Fläche 411c des Magneten 410 in den zweiten magnetischen Pol benachbart zum ersten magnetischen Pol, wobei der Magnet 410 des ersten magnetischen Pols und der Magnet 410 des zweiten magnetischen Pols benachbart zueinander sind.
Dies ermöglicht daher, eine magnetische Sättigung in jedem Bereich des Rotorkerns 610 anzupassen; wobei sich jeder Bereich um die entsprechende der q-Achsen befindet. Das heißt, dass das siebte Ausführungsbeispiel insbesondere konfiguriert ist, positiv einen q-Achsen-Bereich in dem Rotorkern 610 als einen Magnetkreispfad jedes Magneten 410 zu verwenden; wobei jeder a-Achsen-Bereich in dem Rotorkern mit Innenmagneten 610 herkömmlicherweise nicht verwendet wurde.
Zusätzlich ist jeder Magnet in dem Rotorkern 610 derart bereitgestellt, dass sich die zweite wirksame Fläche 411c in Kontakt mit einer entsprechenden Innenwandfläche des Magnetinstallationslochs 611 befindet. Diese Konfiguration ermöglicht, in den benachbarten Magneten 410 der benachbarten Magnetpole über die q-Achse hinweg, einen Magnetkreispfad durch die zweiten wirksamen Flächen 411c der jeweiligen benachbarten Magnete 410 und dem entsprechenden q-Achsen-Bereich in dem Rotorkern 610 dazwischen zu erzeugen. Dies passt daher effizient dem Zustand einer magnetischen Sättigung in jedem q-Achsen-Bereich des Rotorkerns 610 an.
Achtes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird eine modifizierte Struktur des Permanentmagneten des Rotors 600 gemäß dem achten Ausführungsbeispiel beschrieben.
61 veranschaulicht eine spezifische Konfiguration des Rotors 600.
Wie in 61 veranschaulicht ist, ist in dem Rotorkern 610 ein Paar von Magnetinstallationslöchern 611 für jede d-Achse ausgebildet, und ein Magnet 420 ist in jedes der Magnetinstallationslöcher 611 installiert. Jedes der Magnetinstallationslöcher 611 weist gegenüberliegende q- und d-Achsen-Seitenenden auf, und jeder der Magnete 420 weist ebenfalls gegenüberliegende q- und d-Achsen-Seitenenden auf. Eine Radialposition des q-Achsen-Seitenendes von jedem der Magnetinstallationslöcher 611 und des Magneten 420 unterscheidet sich von einer Radialposition des d-Achsen-Seitenendes des entsprechenden der Magnetinstallationslöcher 611 und des Magneten 420. Das heißt, dass sich das q-Achsen-Seitenende von jedem der Magnetinstallationslöcher 611 und den Magneten 420 radial nach außen gerichtet relativ zu dem d-Achsen-Seitenende des entsprechenden der Magnetinstallationslöcher 611 und des Magneten 420 befindet.
Jedes der Magnetinstallationslöcher 611 weist eine konvexe Form in dessen seitlichem Querschnitt auf; wobei die konvexe Form in Richtung der radial nach außen gerichteten Richtung von dem Rotor 600 in dessen seitlichem Querschnitt konvex ist, und jeder der Magnete 420 ebenfalls eine konvexe Form in dessen seitlichem Querschnitt aufweist; wobei die konvexe Form in Richtung der radial nach außen gerichteten Richtung von dem Rotor 600 von dessen seitlichem Querschnitt konvex ist.
Zum Beispiel, wie in 61 veranschaulicht ist, weist jedes der Magnetinstallationslöcher 611 und des Magneten 420 eine im Wesentlichen Kreisbogenform auf, die konvex in Richtung der radial nach außen gerichteten Richtung, d. h., der d-Achse von dem Rotor 600 konvex ist. Das linke und das rechte Magnetinstallationsloch 12 von jedem Paar sind linear symmetrisch um den entsprechenden Pol, und weisen eine im Wesentlichen V-Form auf.
Als nächstes wird im Folgenden die Struktur des Rotors 600, der sich von einem herkömmlichen Rotor, unter Verwendung von plattenähnlichen Permanentmagneten unterscheidet, und Vorteile des Rotors 600 des achten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die 87 bis 90 beschrieben. In jeder der 87 bis 90 sind zwei Magnete 415 in einem Rotorkern 650 angeordnet, um eine im Wesentlichen V-Form aufzuweisen.
87 veranschaulicht ein Erregermagnetfeld 661, das durch eine d-Achse als ein rotierendes Magnetfeld, von dem nicht veranschaulichten Stator verläuft. 88 veranschaulicht ebenfalls ein Erregermagnetfeld 662, das durch eine q-Achse als ein rotierendes Magnetfeld, von dem nicht veranschaulichten Stator verläuft. 90 veranschaulicht einen Innenmagnetrotor, und 89 veranschaulicht eine magnetische Ersatzschaltung des Innenmagnetrotors, der in 90 veranschaulicht ist.
In der Struktur des in 87 veranschaulichten Rotors, während das Erregermagnetfeld 661 einen Rotor, von dem nicht veranschaulichten Stator angelegt wird, wird ein magnetischer Fluss von einer Außenumfangsseite des Rotors zu dem Rotor angelegt.
In dieser Situation ist es einfach erwartbar, dass ein Außenumfangsabschnitt 651 des Rotorkerns 650 für jede d-Achse durch eine schwächere Größenordnung des Erregermagnetfelds gesättigt wird als im Vergleich mit einem Innenumfangsabschnitt 652 des Rotorkerns 650.
Insbesondere kann eine magnetische Sättigung in einem q-Achsen-Bereich 653 in dem Rotorkern 650 für jede q-Achse, die eine kleinere Eisenmenge aufweist, erzeugt werden, was zu einer Entmagnetisierung des q-Achsen-Bereichs 653 führt. Dies ist ein Aspekt, dem zu begegnen ist.
Die magnetische Sättigung in dem q-Achsen-Bereich 653 für jede q-Achse kann bewirken, dass der Außenumfangsabschnitt 651 des Rotorkerns 650 für jede d-Achse, die von dem im Wesentlichen V-förmigen Magneten 415 der entsprechenden d-Achse umgeben ist, magnetisch gesättigt wird. Dies kann einen Wert einer magnetischen Permeabilität des Außenumfangsabschnitts 651 für jede d-Achse reduzieren, was zu einem Anstieg eines magnetischen Widerstandes R1 entsprechend dem Außenumfangsabschnitt 651 für jede d-Achse führt. Dies kann dazu führen, dass sich die Magnete 415 für jede d-Achse in dem magnetisch gesättigten Rotorkern 650 befinden, was zu einem niedrigeren Wert des magnetischen Permeanz jedes Magneten 415 führt, die gleich einem Wert eines sich in der Luft befindlichen Magneten ist. Diese Reduktion der magnetischen Permeanz jedes Magneten 415 kein einer Entmagnetisierung des entsprechenden Magneten 415 und/oder einer Reduktion des magnetischen Flusses des entsprechenden Magneten 415 ausgesetzt sein.
Im Gegensatz dazu ist der Rotorkern 610 des in 61 veranschaulichten achten Ausführungsbeispiels derart konfiguriert, dass jeder Magnet 420 geformt ist, um in Richtung der radial nach außen gerichteten Richtung konvex zu sein. Diese Konfiguration reduziert die Eisenmenge des Außenumfangsabschnitts 650 des Rotorkerns 610 für jede d-Achse, die durch die V-förmigen Magnete 420 umgeben ist und wahrscheinlich magnetisch gesättigt wird, wodurch der magnetische Widerstand R1 reduziert wird, was in 89 veranschaulicht ist. Diese Reduktion des magnetischen Widerstands R1 verbessert daher den Entmagnetisierungswiderstand des Rotors 600. Diese Form jedes Magneten 420, die in Richtung der radial nach außen gerichteten Richtung konvex verläuft, reduziert die Eisenmenge des Außenumfangsabschnitts 650 des Rotorkerns 610 für jede d-Achse, was ermöglicht, den Eisenverlust des Rotors 600 zu reduzieren.
Jeder in 61 veranschaulichte Magnet 420 weist das Paar von gegenüberliegenden Flächen 421a und 421b auf, die radial an jeweiligen Außen- und Innenseiten angeordnet sind; wobei die Seitenflächen 421a und 421b jeweils als Fluss-Eintritts-Austritts-wirksame Flächen dienen. Zusätzlich weist die Fläche des q-Achsen-Seitenendes von jedem in 61 veranschaulichten Magneten 420, die als eine q-Achsen-Endfläche bezeichnet wird, teilweise eine Fluss-Eintritts-Austritts-wirksame Fläche auf, die ebenso als eine zweite wirksame Fläche 421c bezeichnet wird.
Das heißt, dass die magnetischen Orientierungen in dem Magneten 420 nicht linear verlaufen, sondern gekrümmt sind, um in Richtung der d-Achse konvex zu sein. Dies bewirkt, dass ein Teil der q-Achsen-Endfläche, die der q-Achse gegenübersteht, als die zweite wirksame Fläche 421c dient, das heißt, eine flusswirksame Fläche.
Einer oder mehrere magnetische Pfade sind daher zwischen der zweiten wirksamen Fläche 421c und der ersten wirksamen Fläche 421a, die sich weiter radial außerhalb wie die zweite wirksame Fläche 421b befindet, definiert. Die Länge von jedem der einen oder mehreren magnetischen Pfade wird länger als die physikalische Dicke des Magneten 420, d. h. der Abstand zwischen den gegenüberliegenden ersten wirksamen Flächen 421a und 421b. Es sei angemerkt, dass der physikalische Abstand zwischen der zweiten wirksamen Fläche 421c und der ersten wirksamen Fläche 421a, die sich radial nach außen gerichtet befindet, d. h. der minimale Abstand entlang einer gekrümmten einfachen Magnetisierungsachse zwischen der zweiten wirksamen Fläche 421c und der ersten wirksamen Fläche 421a, die sich radial nach außen gerichtet befindet, vorzugsweise eingestellt ist, um länger zu sein als die Dickendimension des Magneten 420.
Wenn das Paar von Magneten 421 als der Nordpol dient, dient die statorseitige erste wirksame Fläche 411a, die sich an der Oberseite in 61 befindet, als eine Flussaustrittsfläche, und jede der anti-statorseitigen ersten wirksamen Flächen 421b, die sich an der unteren Seite 61 befindet, und die zweite wirksame Fläche 421c, als die Flusseintrittsfläche. Andererseits, wenn das Paar von Magneten 421 als der Südpol dient, dient die statorseitige erste wirksame Fläche 421a, die sich an der Oberseite in 61 befindet, als eine Flusseintrittsfläche, und jede der anti-statorseitigen ersten wirksamen Fläche 421b, die sich an der unteren Seite in 61 befindet, und die zweite effektive Fläche 421c als eine Flussaustrittsfläche.
Die q-Achsen-Endfläche von jedem der Magnete 420 weist ebenfalls teilweise eine unwirksame Fläche 422 zusätzlich zur zweiten wirksamen Fläche 421c auf; wobei sich die unwirksame Fläche 422 zwischen der statorseitigen ersten wirksamen Fläche 421a und der zweiten wirksamen Fläche 421c befindet. Die unwirksame Fläche 422 ist derart konfiguriert, dass kein magnetischer Fluss in die oder aus der wirksamen Fläche 422 fließt. Die unwirksame Fläche 422 ist geformt, um kreisbogenförmig gekrümmt zu sein, um nach innen gerichtet konkav zu sein. Zusätzlich ist die unwirksame Fläche 422 orientiert, um in Übereinstimmung mit der jeweiligen magnetischen Orientierung zu sein. In jedem der Magnetinstallationslöcher 611 ist ein nicht magnetischer Abschnitt 621, wie etwa ein Raum, zwischen der unwirksamen Fläche 422 und dem Rotorkern 611, d. h. eine entsprechende Innenwandfläche des Rotorkerns 611, definiert.
Das heißt, dass die q-Achsen-Endfläche des Magneten 420 angeordnet ist, um sich an dessen zweiten wirksamen Fläche 421c in Kontakt mit dem Rotorkern 11, und an dessen unwirksamen Fläche 422 nicht in Kontakt mit dem Rotorkern 611 zu befinden.
Die vorstehende Konfiguration des Rotorkerns mit Innenmagneten 610 ermöglicht, dass jeder q-Achsen-Bereich in dem Rotorkern mit Innenmagneten 610, die herkömmlicherweise nicht verwendet wurde, als ein Magnetkreispfad verwendet wird, durch den ein magnetischer Fluss verläuft. Das heißt, dass die zweite wirksame Fläche 421c, die an dem q-Achsen-Seitenende des Magneten 420 bereitgestellt ist, ermöglicht, dass ein magnetischer Fluss einfach durch einen q-Achsen-Bereich 622 des Rotorkerns 610 verläuft. Insbesondere ermöglicht der nicht magnetische Abschnitt 621, der radial nach außen gerichtet des q-Achsen-Seitenendes des Magneten 420 bereitgestellt ist, dass ein magnetischer Fluss ferner in den q-Achsen-Bereich 622 des Rotorkerns 610 fließt.
Zusätzlich ermöglicht die vorstehende Konfiguration des Rotors 600, dass ein magnetischer Fluss des Magneten 420 in Richtung der wirksamen Flächen 421a, 421b und 421c verteilt wird. Dies ermöglicht, das Niveau einer magnetischen Sättigung auf ein minimales erforderliches Niveau zu beschränken, wodurch weiterhin ein Entmagnetisierungswiderstand des Rotors 600 verbessert wird. Die vorstehende Konfiguration des Rotors 600 passt ebenfalls angemessen dem Zustand einer magnetischen Sättigung basierend auf der zweiten wirksamen Fläche 421c an, während verhindert wird, dass ein magnetischer Fluss in einer geschlossenen Schleife durch oder um den q-Achsen-Bereich 622 fließt.
Im Folgenden werden ergänzend Effekte durch eine Verteilung des magnetischen Flusses beschrieben.
Und zwar hat, in dem Innenrotormotor 600, ein von dem Stator gesendeter magnetischer Fluss Schwierigkeiten, sich zu dem radialen Innenabschnitt des Innenrotors 610 relativ zu dem Magneten zu erstrecken. Aufgrund dessen ist ein magnetischer Fluss in dem radialen Innenabschnitt des Innenrotors 610 relativ zu dem Magneten 420 vorhanden. Aufgrund dessen wurde die Eisenmenge in dem radialen Innenabschnitt des Innenrotors 610 konzipiert, um die Menge von durch die Baugruppe der Magnete 420 erzeugten Fluss zuzulassen.
Der q-Achsen-Bereich 622 des Rotorkerns 610 gemäß dem achten Ausführungsbeispiel ist als eine Passage für einen magnetischen Fluss, der durch die zweite wirksame Fläche 421c des Magneten 420 fließt, konfiguriert. Dies verteilt effizient den magnetischen Fluss. Die zweite wirksame Fläche 421c des Magneten 420 ermöglicht, die Eisenmenge an der Rückseite des Rotors 600 zu reduzieren, wodurch das Gewicht des Rotors 600 reduziert wird, und/oder die Effizienz des Rotors 600 basierend auf eine Reduktion der magnetischen Sättigung vergrößert wird.
Die q-Achsen-Endfläche von jedem der Magnete 420 weist teilweise die unwirksame Fläche 422 auf, die geformt ist, um kreisbogenförmig gekrümmt zu sein, um nach innen gerichtet konkav zu sein. Ein magnetischer Pfad ist auf der Kreisbogenform des d-Achsen-Seitenendes des Magneten 420 zwischen den wirksamen Flächen 421a und 421c ausgebildet. Dies reduziert den Umfang eines Magneten in der rotierenden elektrischen Maschine, während weiterhin ein Entmagnetisierungswiderstand vergrößert wird.
Es sei angemerkt, dass in dem in 61 veranschaulichten Rotorkern 610 ein Paar von Flussbarrieren 623 an beiden Seiten der d-Achse bereitgestellt ist; wobei sich jeder der Flussbarrieren 623 zwischen der d-Achse und dem d-Achsen-Seitenende des entsprechenden der Magnete 420 befindet. In dem Rotorkern 610 ist eine Kernrippe 624 an einem Teil der d-Achse zwischen den Flussbarrieren 623 bereitgestellt, um dadurch den q-Achsen-Abschnitt des Rotorkerns 610 zu verstärken.
Neuntes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird eine modifizierte Struktur von jedem Permanentmagneten des Rotors 600 gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel beschrieben.
62 veranschaulicht eine spezifische Konfiguration des Rotors 600. Wie in 62 veranschaulicht ist, sind Magnete 430 in die jeweiligen Magnetinstallationslöcher 611 des Rotorkerns 610 installiert. Jedes der Magnetinstallationslöcher 611 und der entsprechende Magnet 430 ist auf der d-Achse angeordnet, um sich senkrecht zur d-Achse zu erstrecken. Das heißt, dass sich der Magnet 430 über die d-Achse hinweg befindet, um sich senkrecht zur d-Achse zu erstrecken.
Jeder Magnet 430 weist ein Paar von gegenüberliegenden Flächen 431a und 431b auf, das radial an jeweiligen Außen- und Innenseiten angeordnet ist, wobei die gegenüberliegenden Flächen 431a und 431b jeweils als erste wirksamen Flächen 431a und 431b dienen, in die ein magnetischer Fluss fließt, oder aus denen ein magnetischer Fluss fließt.
Zusätzlich weist jeder Magnet 430 eine Fläche des q-Achsen-Seitenendes auf, die als eine zweite wirksame Fläche 431c dient, in die ein magnetischer Fluss fließt oder aus der ein magnetischer Fluss fließt.
Das heißt, dass an dem q-Achsen-Seitenende jedes Magneten 430 magnetische Orientierungen definiert sind, um in Richtung der radialen Innenrichtung konvex zu sein. Die Fläche 431c des q-Achsen-Seitenendes, die als eine q-Achsen-Endfläche 431c bezeichnet wird, steht der q-Achse gegenüber und dient als eine flusswirksame Fläche, wie vorstehend angegeben ist.
Einer oder mehrere magnetische Pfade sind zwischen der zweiten wirksamen Fläche 431c und der statorseitigen ersten wirksamen Fläche 431a definiert, um sich von einer der Flächen 431a und 431c zu der anderen davon zu erstrecken. Die Länge von jedem des einen oder der mehreren magnetischen Pfade, die einen minimalen Abstand zwischen den Flächen 431c und 431a darstellen, werden länger als die physikalische Dicke des Magneten 430, d. h. der minimale Abstand zwischen den gegenüberliegenden ersten wirksamen Flächen 431a und 431b.
Die zweite wirksame Fläche 631c, die an dem q-Achsen-Seitenende des Magneten 430 bereitgestellt ist, ermöglicht, dass ein magnetischer Fluss einfach durch den q-Achsen-Bereich 625 des Rotorkerns 610 fließt. Dies erzielt einen höheren Wert der Permeanz an dem q-Achsen-Seitenende des Magneten 430.
Zusätzlich weist die q-Achsen-Endfläche von jedem der Magnete 430 ebenfalls teilweise die unwirksame Fläche 432 auf, die sich zwischen der statorseitigen ersten wirksamen Fläche 431a und der zweiten wirksamen Fläche 431c befindet. Die unwirksame Fläche 432 ist derart konfiguriert, dass kein magnetischer Fluss in oder aus der unwirksamen Fläche 432 fließt. Die unwirksame Fläche 432 ist geformt, um kreisbogenförmig gekrümmt zu sein, um nach innen gerichtet konkav zu sein. Zusätzlich ist die unwirksame Fläche 432 orientiert, um sich in Übereinstimmung mit der entsprechenden magnetischen Orientierung zu befinden. In jedem der Magnetinstallationslöcher 611 ist ein nicht magnetischer Abschnitt, wie etwa ein Raum, 626 zwischen der unwirksamen Fläche 432 und dem Rotorkern 611, d. h. eine entsprechende Innenwandfläche des Rotorkerns 611, definiert.
Das heißt, dass der nicht magnetische Abschnitt 626 an der radialen Außenseite des q-Achsen-Seitenendes des Magneten 430 bereitgestellt ist. Dies ermöglicht, dass ein magnetischer Fluss weiterhin kollektiv durch den q-Achsen-Bereich 625 fließt.
Es sei angemerkt, wie in den 59, 61 und 62 veranschaulicht ist, dass jeder der Magnete 410, 420 und 430, die die zweite wirksame Fläche aufweisen, eine beliebige Form aufweisen können. Insbesondere erlangt jeder der in einer entsprechenden der 59, 61 und 62 veranschaulichten Rotoren 600 die entsprechenden Effekte, die vorstehend angemerkt wurden, unabhängig von der Form des entsprechenden der Magnete 410, 420 und 430.
Die magnetischen Orientierungen in dem d-Achsen-Seitenende des Magneten 430 sind eingestellt, um sich von den magnetischen Orientierungen in dem q-Achsen-Seitenende des Magneten 430 zu unterscheiden. Das heißt, dass die magnetischen Orientierungen in dem d-Achsen-Seitenende des Magneten 430 parallel zur d-Achse verlaufen. Dies reduziert eine Entmagnetisierung des d-Achsen-Seitenendes des Magneten 430 aufgrund von magnetischen Flusskomponenten senkrechet zur d-Achse.
Der Magnet 430 ist in dem in 62 veranschaulichten Rotor 600 bereitgestellt, um sich senkrecht zur d-Achse zu erstrecken. Dies reduziert den magnetischen Widerstand R1 (siehe 89), wodurch das Ausmaß eines Magneten des in 62 veranschaulichten Rotors 600 im Vergleich mit jener eines Rotors mit im Wesentlichen V-förmigen Magneten reduziert wird. Die Struktur des in 62 veranschaulichten Rotors 600 wird vorzugsweise beispielsweise an einem Motorgenerator angewendet, der direkt mit einer Welle einer Maschine gekoppelt ist. Das heißt, dass ein System mit dem Motorgenerator dazu fähig ist, ein Fahrzeug zu verzögern, und ein Drehmoment für eine Ausgangswelle, das äquivalent zu dem der Maschine ist, über eine Drehzahlreduktionseinrichtung auszugeben. Das Motorgeneratorsystem weist eine höhere Drehzahl auf, sodass der Motorgenerator einen Mangel einer Festigkeit gegen die Zentrifugalkraft aufweisen kann.
Wegen der Struktur des in 61 veranschaulichten Rotors 600 dient die an dem Zentrum der d-Achse bereitgestellte Kernrippe 624 dazu, den Rotor 600 zu verstärken. Jedoch kann die Struktur des in 62 veranschaulichten Rotors 600 einen Mangel einer Festigkeit gegen die Zentrifugalkraft aufweisen, weil der Rotor 600 keine Kernrippe 624 umfasst, sodass eine niedrige Festigkeit vorliegen kann.
Wenn das System derart konfiguriert ist, dass ein Drehmoment des Motorgenerators direkt zu der Ausgangswelle ohne die Drehzahlreduktionseinrichtung übertragen wird, ist der Motorgenerator konfiguriert, basierend auf einer Maschinendrehzahl innerhalb des Bereichs von 0 bis 9000 U/min zu arbeiten. Aufgrund dessen kann die sich an dem Zentrum der d-Achse befindliche Kernrippe von dem Motorgenerator eliminiert werden. Daher ermöglicht die Anwendung des Rotors 600 des neunten Ausführungsbeispiels an dem Motorgenerator des Systems ohne Verwenden der Reduktionseinrichtung, ein Ausgangsdrehmoment pro Volumeneinheit der Magnete durch das Ausmaß eines magnetischen Flusses, der durch die in 61 veranschaulichte D-Achsen-Kernrippe fließt, im Vergleich mit dem Motorgenerator mit dem in 61 veranschaulichten Rotor zu erhöhen.
Obwohl die sich an dem Zentrum der d-Achse befindliche Kernrippe wirksam bei einer Verstärkung des Rotorkerns 610 ist, kann diese jedoch als ein magnetischer Pfad dienen, durch den ein magnetischer Fluss nur durch den Rotor 600 fließt. Aufgrund dessen wird der Rotor 600 mit der in 62 veranschaulichten Struktur vorzugsweise für einen Motor verwendet, der ein Drehmoment ausgibt, das äquivalent einem Drehmoment der Maschine ist, oder einem kompakten Motor mit einem Außendurchmesser von weniger als 100 mm und einer kleinen Zentrifugalkraft ausgesetzt ist.
63 veranschaulicht einen Magneten 433, der eine teilweise Modifikation der Struktur des Magneten 430 ist. Der in 63 veranschaulichte Magnet 433 ist als eine Magnetbaugruppe konfiguriert, die aus einem mittleren Magneten 434a, die sich über die d-Achse hinweg befindet, und zwei Endmagneten 434b und 434c, die jeweils an beiden Enden des mittleren Magneten 434a verbunden sind, besteht. Der mittlere Magnet 434a weist eine Rechteckform in dessen seitlichem Querschnitt auf, und jeder der Endmagnete 434b und 434c weist eine eingekerbte Ecke näher an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 610 und näher zu der d-Achse auf. Magnetische Orientierungen von jedem der Magnete 434b und 434c können eingestellt sein, um gleich jenen zu sein, die in dem in 62 veranschaulichten Magneten 430 sind, und flusswirksame Flächen von jedem der Magnete 434b und 434c können eingestellt sein, um gleich jenen zu sein, die in dem in 62 veranschaulichten Magneten 430 eingestellt sind.
Der in 63 veranschaulichte Magnet 433 erzielt einen höheren Wert der Permeanz an dem q-Achsen-Seitenende des Magneten 433, und reduziert eine Entmagnetisierung des Mittelabschnitts des Magneten 433 aufgrund einer Konzentration von magnetischen Flusskomponenten von beiden Enden davon, die wie der Magnet 430 sind.
Zehntes Ausführungsbeispiel
Es ist möglich, Magnete 440 und 450, die in den jeweiligen 64(a) und 64(b) veranschaulicht sind, für den Rotor 600 zu verwenden. Die in 64(a) veranschaulichten Magnete 440 oder die in 64(b) veranschaulichten Magnete 450 können bspw. an dem in 48 veranschaulichten Rotor 600 angewendet werden.
Insbesondere werden in dem Rotor 600 die Magnete 440 oder die Magnete 450 anstatt der Magnete 400 verwendet, sodass die Magnete 440 oder die Magnete 450 an beiden Enden der d-Achse angeordnet sind, um linear symmetrisch um die d-Achse zu sein. Es sei angemerkt, dass wenn jeder der Permanentmagnete, die in dem Rotor installiert sind, auf einen anderen Magneten geändert werden, der Abstand zwischen der radialen äußeren wirksamen Fläche und der radialen inneren wirksamen Fläche von jedem des geänderten Permanentmagneten zurückgesetzt werden kann.
Der in 64(a) veranschaulichte Magnet 440 weist gegenüberliegende Flächen 441a und 441b auf, die radial an jeweiligen Außen- und Innenseiten (entsprechend der Oberseite und Unterseite in 64(a)) angeordnet sind; wobei die gegenüberliegenden Flächen 441a und 441b jeweils als erste wirksame Flächen 441a und 441b dienen. Der Magnet 640 weist ebenfalls eine linke Fläche, d.h. eine q-Achsenendfläche auf. Die q-Achsenendfläche weist teilweise eine zweite wirksame Fläche 441c auf und weist eine verbleibende Fläche auf, die als eine unwirksame Fläche dient.
Der in 64(b) veranschaulichte Magnet 450 weist gegenüberliegende Flächen 451a und 451b auf, die radial an jeweiligen Außen- und Innenseiten (entsprechend der Oberseite und der Unterseite in 64(b)) angeordnet sind; wobei die gegenüberliegenden Flächen 451a und 451b jeweils als erste wirksame Flächen 451a und 451b dienen. Der Magnet 640 weist ebenfalls eine linke Fläche, d.h. eine q-Achsen-Endfläche auf. Die q-Achsen-Endfläche weist teilweise eine zweite wirksame Fläche 451c auf, und weist eine verbleibende Fläche auf, die als unwirksame Fläche dient.
In jedem der Magnete 440 und 450 sind kreisbogenförmige magnetische Orientierungen definiert (sh. Pfeile). Der Magnet 440 oder der Magnet 450 ist in jedem der Magnetinstallationslöcher 611, die an beiden Seiten der d-Achse in dem Rotorkern 611 angeordnet sind, installiert, sodass sich die zweite wirksame Fläche 441c oder 451c näher an der q-Achse befindet als die d-Achse.
Wenn die Magnete 440 und 450 miteinander verglichen werden, unterscheidet sich der minimale Abstand zwischen den ersten wirksamen Flächen 441a und 441b, d.h. die physikalische Dicke des Magneten 440, von dem minimalen Abstand zwischen den ersten wirksamen Flächen 451a und 451b, d.h. die physikalische Dicke des Magneten 450. D.h., dass die Dickedimension des Magneten 440 kleiner ist als die Dickedimension des Magneten 450. Dies führt dazu, dass die Krümmung jeder magnetischen Orientierung, d.h. der Radius einer Krümmung des Orientierungskreises, in dem Magneten 440 sich von der Krümmung jeder magnetischen Orientierung, d.h. dem Radius einer Krümmung des Orientierungskreises, in dem Magneten 450 unterscheidet. D.h., dass der Krümmungsradius des Orientierungskreises des Magneten 440 kleiner ist als der Krümmungsradius des Orientierungskreises des Magneten 450. Ein angemessenes Definieren von magnetischen Orientierungen in einem Magneten gemäß dem Krümmungsradius des Orientierungskreises ermöglicht, dass das Orientierungsverhältnis des Magneten verbessert wird. Z.B. ist der Magnet 440 mit dem kleineren Krümmungsradius des Orientierungskreises vorzugsweise durch das Orientierungsmagnetfeld 322, das in 58(b) veranschaulicht ist, magnetisch orientiert.
Die Größenordnung des Orientierungsmagnetfelds für Neodymmagnete ist bekannt, um im Wesentlichen zwei Tesla (T) oder im Umfeld davon zu sein, sodass ein Verwenden von Eisenkernen, die aus eisenbasierten Materialien mit einer Sättigungsflussdichte von 2T oder um diesen Wert bestehen, es erschweren, die Krümmung des Orientierungskreises scharf zu ändern. Aufgrund dessen kann das durch den in den 58(a) und 58(b) veranschaulichten Orientierungsschritt erzeugte Magnetorientierungsfeld den kleinsten Krümmungsradius aufweisen.
Wie in 54(a) veranschaulicht ist, wenn das Orientierungsmagnetfeld 302 durch die gestreckte spiralförmige Spule 301a erzeugt wird, kann einfach erwartet werden, dass die Krümmung des Orientierungskreises groß ist.
Zusätzlich belässt das in 54(a) veranschaulichte Orientierungsmagnetfeld 302 einfach dessen Größenordnung bei, die größer oder gleich 2T ist, innerhalb der axialen Dimension der spiralförmigen Spule 301a, als im Vergleich mit dem Orientierungsmagnetfeld 322, das durch die kleinere Anzahl von Leitern erzeugt wird, wie in den 58(a) und 58(b) veranschaulicht ist. Aufgrund dessen ist es zum Erzielen des Magneten mit dem höheren Orientierungsverhältnis bevorzugt, eine magnetische Orientierung in einem Magneten unter Verwendung des in 54(a) veranschaulichten Orientierungsschritt durchzuführen.
Als nächstes werden im Folgenden ergänzend die magnetischen Orientierungen, die in jedem der Magnete 440 und 450 definiert sind, mit Bezugnahme auf die 65(a) und 65(b) beschrieben.
65(a) veranschaulicht einen Orientierungskreis 332 unter Verwendung einer Strichpunktlinie, die die magnetischen Orientierungen in dem Magneten 440 definiert. Diese Orientierung wird gewöhnlich „polar-anisotrope Orientierung“ bezeichnet. In diesem Fall ist der Orientierungskreis 332 um einen Mittelpunkt 331 auf der q-Achse im Luftspaltraum, der von der Außenumfangsfläche des Rotors zu dem Innenradius des Stators definiert ist, definiert. Anschließend wird ein Definieren der magnetischen Orientierungen des Magneten 440 unter Verwendung des Orientierungskreises 332 ausgeführt. Dies ermöglicht. Dass eine Wellenform der magnetischen Dichte in dem Luftspaltraum, in dem ein Transfer des magnetischen Flusses zwischen dem Rotor und dem Stator ausgeführt wird, eine Sinuswellenform ist.
65(b) veranschaulicht einen Orientierungskreis 334 unter Verwendung einer Strichpunktlinie, der die magnetischen Orientierungen in dem Magneten 450 definiert. In diesem Fall ist der Orientierungskreis 334 um einen Mittelpunkt 333, der von der q-Achse in Richtung eines benachbarten Pols separiert bzw. beabstandet ist, definiert, und ist von dem Luftspaltraum in Richtung des Stators separiert. Dies erzielt einen Effekt des Verbesserns des Orientierungsverhältnisses.
Der Magnet 440 basierend auf dem Orientierungskreis mit dem kleineren Krümmungsradius ist vorzugsweise basierend auf dem in 58(b) veranschaulichten Orientierungsmagnetfeld 322 orientiert. Der Orientierungsschritt in 58(a) oder 58(b) erschwert es, viele Leiter zu verwenden, als im Vergleich mit dem in 54(a) veranschaulichten Orientierungsschritt, was es erschwert, einen hohen Wert des Orientierungsverhältnisses zu erzielen.
Aufgrund dessen gilt vorzugsweise, den größeren Krümmungsradius des in 45(b) veranschaulichten Orientierungskreises zu verwenden und den in 45(a) veranschaulichten Orientierungsschritt zu verwenden.
Elftes Ausführungsbeispiel
Als nächstes wird im Folgenden eine Magnetisierungsvorrichtung beschrieben, die in einem Magnetisierungsschritt eines Magneten verwendet wird. Der Magnetisierungsschritt magnetisiert einen orientierten bzw. ausgerichteten und gesinterten Magneten unter Verwendung der Magnetisierungsvorrichtung.
Die Magnetisierungsvorrichtung gemäß dem elften Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise verwendet, um einen Magneten mit kreisbogenförmigen magnetischen Pfaden zwischen einem Paar von flusswirksamen Flächen zu erzeugen. Z.B. wird die Magnetisierungsvorrichtung des elften Ausführungsbeispiels vorzugsweise verwendet, wenn der in 52 veranschaulichte Magnet 404, der in 61 veranschaulichte Magnet 420, der in 62 veranschaulichte Magnet 430, die in 63 veranschaulichten Endmagnete 434b und 434c, oder die in 64 veranschaulichten Magnete 440 und 450 hergestellt werden.
Der Magnetisierungsschritt wird nach dem Orientierungsschritt, der bspw. basierend auf den 56 bis 58 beschrieben wurde, ausgeführt.
Jede der 66(a), 66(b) und 67 veranschaulicht eine schematische Struktur eines seitlichen Querschnitts einer entsprechenden Magnetisierungsvorrichtung mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form; wobei der seitliche Querschnitt senkrecht zu einer Axialrichtung der Magnetisierungsvorrichtung verläuft.
Wie in 66(a) veranschaulicht ist, umfasst eine Magnetisierungsvorrichtung 340 einen inneren Magnetisierungskern 341 und einen äußeren Magnetisierungskern 342. Der innere Magnetisierungskern 341 weist eine im Wesentlichen Kreisform in dessen seitlichen Querschnitt auf. Der äußere Magnetisierungskern 342 weist eine Ringform in dessen seitlichen Querschnitt auf und ist angeordnet, die Außenumfangsfläche des inneren Magnetisierungskerns 341 zu umgeben. Der innere Magnetisierungskern 341 entspricht einem zweiten Magnetisierungskern, und der äußere Magnetisierungskern 342 entspricht einem ersten Magnetisierungskern. Es besteht ein Abstand zwischen der Außenumfangsfläche des inneren Magnetisierungskerns 341 und der inneren Umfangsfläche des Äußeren Magnetisierungskern 342. Der Abstand dient als ein Magneteinbringraum 343. D.h., dass die Magnetisierungskerne 341 und 342 angeordnet sind, um einander mit einem vorbestimmten Intervall bzw. Abstand dazwischen gegenüberzustehen. Jeder der Magnetisierungskerne 341 und 342 besteht aus einem weichen magnetischen Material mit der Sättigungsflussdichte Bs von ungefähr 2T.
Der innere Magnetisierungskern 341 weist eine Vielzahl von Schlitzen 344 auf, die in der Außenumfangsfläche mit vorbestimmten Abständen dazwischen ausgebildet sind. Jeder der Schlitze 344 ist in Richtung der Innenumfangsfläche als eine konkave Leiterinstallationsvertiefung geöffnet. In jedem Schlitz 344 ist eine Magnetisierungsspule 345, die als ein Magnetisierungsleiter dient, installiert. Z.B. umfasst der innere Magnetisierungskern 344 Halteabschnitte, die jeweils zwischen einem entsprechenden benachbarten Paar von Schlitzen 344 bereitgestellt sind. Jede der Spulen 345 ist um einen entsprechenden der Halteabschnitte gewickelt. Dies führt dazu, dass die Richtung eines Stroms, der durch einen ersten Teil der entsprechenden Magnetisierungsspule 345 fließt, die in einem der benachbarten Schlitze 344 jedes benachbarten Paares installiert ist, entgegengesetzt zu der Richtung des Stroms ist, der durch einen zweiten Teil der entsprechenden Magnetisierungsspule 345 fließt, die in dem äußeren der benachbarten Schlitze 344 des entsprechenden benachbarten Paars installiert ist.
Zum Beispiel veranschaulicht 66(a) sechs Halteabschnitte in dem inneren Magnetisierungskern 341 und die Magnetisierungsspulen 345 sind um die jeweiligen Halteabschnitte gewickelt. Es sei angemerkt, dass jede Magnetisierungsspule 345 kollektiv in einem entsprechenden der Schlitze 344 gewickelt ist.
Anschließend, in dem Magnetisierungsschritt, wird ein Magnet MG10 als ein Magnetisierungsziel in eine vorbestimmte Position des Magneteinbringraums 343 installiert und eine ausgewählte Magnetisierungsspule 345 wird durch eine Erregungsvorrichtung erregt bzw. mit Energie versorgt, während der Magnet MG10 in dem Magneteinbringraum 343 installiert ist, sodass der Magnet MG10 magnetisiert wird.
In dem Magnetisierungsschritt wird ein Magnetisierungsmagnetfeld 346 in den Magneteinbringraum 343 basierend auf der erregten Magnetisierungsspule 345 erzeugt, während dieses über den inneren Magnetisierungskern 341 und den äußeren Magnetisierungskern 342 verläuft. Ein magnetischer Fluss des Magnetisierungsmagnetfeldes 346 magnetisiert den Magneten MG10.
Der äußere Magnetisierungskern 342 weist eine Dickedimension T11 als ein minimaler Abstand zwischen der Innenumfangsfläche und der Außenumfangsfläche davon auf. Der äußere Magnetisierungskern 342 dient als ein Flussführungsjoch, d.h., ein Magnetisierungsjoch, das ein starkes Magnetfeld mit einer gewünschten Richtung an dem in dem Magneteinbringraum 343 installierten Magneten MG10 basierend auf dem durch Erregung einer ausgewählten Magnetisierungsspule Magnetisierungsmagnetfeldes anlegt. Der äußere Magnetisierungskern 342 weist eine Eigenschaft auf, dass die radiale Dickedimension T11 eingestellt ist, um kleiner zu sein als ein Polabstand des inneren Magnetisierungskern 341. Es sei angemerkt, dass der Polabstand des inneren Magnetisierungskerns 341 entlang der Umfangsrichtung einen Distanzabstand zwischen einem Mittelabschnitt von einem von benachbarten Schlitzen 344 und einem Mittelabschnitt des anderen der benachbarten Schlitze 344, oder eine Breitedimension eines Kernabschnitts zwischen benachbarten Schlitzen 344 repräsentiert.
Diese Einstellung der radialen Dickedimension T11 des äußeren Magnetisierungskern 342 ermöglicht, dass das Magnetisierungsmagnetfeld 346 eine im Wesentlichen konzentrische kreisförmige Konfiguration aufweist, die durch einen beliebigen Punkt des Luftspaltraums verläuft, ohne vollständig durch den äußeren Magnetisierungskern 342 zu verlaufen. D.h., dass in dem äußeren Magnetisierungskern 342 eine magnetische Sättigung in einer Radiusrichtung des äußeren Magnetisierungskerns 342 vor Auftreten in einer Umfangsrichtung davon auftritt. Dies erzeugt das Magnetisierungsmagnetfeld 346 mit einer relativ großen Krümmung in dem Magneteinbringraum 343.
Es sei angemerkt, dass die radiale Dickedimension T11 des äußeren Magnetisierungskern 342 vorzugsweise eingestellt ist, um kleiner zu sein als die Hälfte des Polabstands des inneren Magnetisierungskerns 341. Eine oder mehrere der Magnetisierungsspulen 345 werden vorzugsweise mit einem Strom mit einer Größenordnung erregt, der das Auftreten einer magnetischen Sättigung in dem äußeren Magnetisierungskern 342 ermöglicht.
Der vorstehende Magnetisierungsschritt führt einfach eine gewünschte Magnetisierung des Magneten 440 aus, der in 64(a) offenbart ist, auch wenn der Magnet 440 einen Orientierungskreis mit einem relativ kleinen Krümmungsradius aufweist, was dazu führt, dass der Magnet 440 einen Magnetisierungsanteil von mindestens 97% aufweist.
Es sei angemerkt, wie in 66(b) veranschaulicht ist, dass die Magnetisierungsspulen 345 angeordnet sein können, um dem äußeren Magnetisierungskern 342 gegenüberzustehen, ohne den inneren Magnetisierungskern 341 und die Schlitze 344 zu verwenden. Bei dieser Ausführung ermöglicht ein Erregen von jeder der Spulen 345, dass ein Magnetisierungsmagnetfeld (sh. Bezugszeichen 346) erzeugt wird. Zusätzlich kann der innere Magnetisierungskern 341 als ein ringförmiges Stützelement, das aus nicht magnetischem Material besteht, konfiguriert sein.
D.h., dass der Magnetisierungsschritt, der einen Magnetisierungskern mit einer vorbestimmten Dicke verwendet, wie etwa der äußere Magnetisierungskern 342, einen Leiter, wie etwa die Magnetisierungsspule 345, und einen Magneten MG10 an einer Seite des Magnetisierungskerns in dessen Dickerichtung anordnet.
Anschließend erregt der Magnetisierungsschritt den Leiter, um dadurch ein Magnetisierungsmagnetfeld zu erzeugen und bildet, basierend auf dem erzeugten Magnetisierungsmagnetfeld, kreisbogenförmige magnetische Pfade in dem Magneten MG10 zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Flächen des Magneten MG10 aus.
Es sei angemerkt, dass in dem Magnetisierungsschritt der Leiter (Magnetisierungsspule 345) vorzugsweise angeordnet ist, um von dem Magnetisierungskern (äußerer Magnetisierungskern 342) separiert zu sein und der Magnet MG10 ist vorzugsweise platziert, um umlaufend von der zentralen Position des Leiters separiert zu sein, und um sich näher an dem Magnetisierungskern zu befinden als der Leiter.
Eine in 67 veranschaulichte Magnetisierungsvorrichtung 350 weist eine Basiskonfiguration identisch der Konfiguration der Magnetisierungsvorrichtung 340 auf, und ein Teil der Magnetisierungsvorrichtung 350 ist von der Magnetisierungsvorrichtung 340 geändert.
Wie in 67 veranschaulicht ist, umfasst die Magnetisierungsvorrichtung 350 mit einer im Wesentlichen zylindrischen Konfiguration einen inneren Magnetisierungskern 351 und einen äußeren Magnetisierungskern 352. Der innere Magnetisierungskern 351 weist eine im Wesentlichen Kreisform in dessen seitlichen Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung davon auf. Der äußere Magnetisierungskern 352 weist eine Ringform in dessen seitlichen Querschnitt auf und ist angeordnet, um die Außenumfangsfläche des inneren Magnetisierungskerns 351 zu umgeben. Der innere Magnetisierungskern 351 entspricht einem zweiten Magnetisierungskern, und der äußere Magnetisierungskern 352 entspricht einem ersten Magnetisierungskern. Es besteht ein Abstand zwischen der Außenumfangsfläche des inneren Magnetisierungskerns 351 und der Innenumfangsfläche des äußeren Magnetisierungskern 352. Der Abstand dient als ein Magneteinbringraum 353. D.h., dass die Magnetisierungskerne 351 und 352 angeordnet sind, um einander mit einem vorbestimmten Abstand bzw. Intervall dazwischen gegenüberzustehen. Jeder der Magnetisierungskerne 351 und 352 besteht aus weichem magnetischen Material mit der Sättigungsflussdichte Bs von ungefähr 2T.
Der innere Magnetisierungskern 351 weist eine Vielzahl von in der Außenumfangsfläche mit vorbestimmten Abständen dazwischen ausgebildeten Schlitzen 354 auf. Jeder der Schlitze 354 dient als eine Leiterinstallationsvertiefung. In jedem Schlitz 354 ist eine Magnetisierungsspule 355, die als ein Magnetisierungsleiter dient, installiert. Die Richtung eines Stroms, der durch einen ersten Teil der entsprechenden Magnetisierungsspule 355, die in einem der benachbarten Schlitze 354 von jedem benachbarten Paar installiert ist, ist entgegengesetzt der Richtung des Stroms, der durch einen zweiten Teil der entsprechenden Magnetisierungsspule 355 fließt, die in dem anderen der benachbarten Schlitze 354 des entsprechenden benachbarten Paars installiert ist.
Zum Beispiel veranschaulicht 67 sechs Halteabschnitte in dem inneren Magnetisierungskern 351, und die Magnetisierungsspulen 355 sind um die jeweiligen Halteabschnitte gewickelt. Es sei angemerkt, dass jede Magnetisierungsspule 355 kollektiv in einem entsprechenden der Schlitze 354 gewickelt ist.
Anschließend, in dem Magnetisierungsschritt, wird ein Magnet MG10 als ein Magnetisierungsziel in eine vorbestimmte Position des Magneteinbringraums 353 installiert, und eine ausgewählte Magnetisierungsspule 355 wird durch eine Erregungsvorrichtung (sh. 66(a)) erregt, während der Magnet MG10 in dem Magneteinbringraum 355 installiert ist, sodass der Magnet MG10 magnetisiert wird.
In dem Magnetisierungsschritt wird ein Magnetisierungsmagnetfeld 356 in dem Magneteinbringraum 353 basierend auf der erregten Magnetisierungsspule 355 erzeugt, während dieses über den inneren Magnetisierungskern 351 und den äußeren Magnetisierungskern 352 verläuft. Ein magnetischer Fluss des Magnetisierungsmagnetfeldes 356 magnetisiert den Magneten MG10.
Der äußere Magnetisierungskern 352 dient als ein Flussführungsjoch, d.h., ein Magnetisierungsjoch, das ein starkes Magnetfeld mit einer gewünschten Richtung an den in dem Magneteinbringraum 353 installierten Magneten MG10 basierend auf dem durch die Erregung einer ausgewählten Magnetisierungsspule 355 erzeugten Magnetisierungsmagnetfeld anlegt. Der äußere Magnetisierungskern 352 weist, als eine Eigenschaft, eine Dickedimension T12 als ein minimaler Abstand zwischen der Innenumfangsfläche und der Außenumfangsfläche davon auf.
Die Dickedimension T12 des äußeren Magnetisierungskerns 352 ist eingestellt, um größer zu sein als ein Polabstand des inneren Magnetisierungskerns 351. Es sei angemerkt, dass der Polabstand des inneren Magnetisierungskerns 351, entlang der Umfangsrichtung, einen Distanzabstand zwischen einer zentralen Position von einem von benachbarten Schlitzen 354 und einer zentralen Position des anderen der benachbarten Schlitze 354, oder eine Breitedimension eines Kernabschnitts zwischen benachbarten Schlitzen 354 repräsentiert.
Diese Einstellung der radialen Dickedimension T12 des äußeren Magnetisierungskerns 352 ermöglicht, dass auch wenn ein starkes Magnetfeld mit 2T oder mehr an den Magneteinbringraum 353 angelegt wird, dass der äußere Magnetisierungskern 352 davor bewahrt wird, magnetisch gesättigt zu werden, was dadurch ermöglicht, das Magnetisierungsmagnetfeld 356 mit einer relativ kleinen Krümmung zu erzeugen.
Der vorstehende Magnetisierungsschritt führt einfach eine gewünschte Magnetisierung des Magneten 450 aus, was in 64(b) offenbart ist, auch wenn der Magnet 450 einen Orientierungskreis mit einem relativ großen Krümmungsradius aufweist, was dazu führt, dass der Magnet 450 einen Magnetisierungsanteil von mindestens 97% aufweist.
Es sei angemerkt, wie in 67 veranschaulicht ist, dass die Magnetisierungsspulen 355 angeordnet sein können, um dem äußeren Magnetisierungskern 352 gegenüberzustehen, ohne Verwendung des inneren Magnetisierungskerns 351 und der Schlitze 354. Diese Anordnung ermöglicht eine Erregung von jeder der Spulen 355, dass ein Magnetisierungsmagnetfeld (sh. Bezugszeichen 356) erzeugt wird. Zusätzlich kann der innere Magnetisierungskern 351 als ein ringförmiges Halteelement, das aus nicht magnetischem Material besteht, konfiguriert sein.
D.h., dass der Magnetisierungsschritt, der einen magnetischen Kern mit einer vorbestimmten Dicke verwendet, wie etwa den äußeren Magnetisierungskern 352, einen Leiter, wie etwa die Magnetisierungsspule 355, und einen Magneten MG10 an einer Seite des Magnetisierungskerns in dessen Dickerichtung anordnet.
Anschließend erregt der Magnetisierungsschritt den Leiter, um dadurch ein Magnetisierungsmagnetfeld zu erzeugen und definiert oder bildet, basierend auf dem erzeugten Magnetisierungsmagnetfeld, kreisbogenförmige magnetische Pfade in dem Magneten MG10 zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Flächen des Magneten MG10 aus.
Der Magnetisierungsschritt wird vorzugsweise bei atmosphärischer Temperatur ausgeführt. Dies ermöglicht eine Haltefähigkeit des Magneten MG10, um dessen Magnetkraft zu halten, um reduziert zu werden, was ermöglicht, den Magneten als ein Magnetisierungsziel einfach zu magnetisieren.
Es sei angemerkt, dass in dem Magnetherstellungsprozess unter Verwendung der Magnetisierungsvorrichtung 340 oder 350, vor dem Magnetisierungsschritt, Magnete aneinander zusammengesetzt werden können, um eine beliebige Form aufzuweisen, sodass, nach dem Magnetisierungsschritt, Nord- und Südpole abwechselnd in der Baugruppe der Magnete erzeugt werden.
In jeder der Magnetisierungsvorrichtungen 340, 350, die in den 66(a), 66(b) und 67 veranschaulicht sind, sind die Schlitze 344 oder 345 in der Außenumfangsfläche des inneren Magnetisierungskerns 341 oder 351 mit regelmäßigen Abständen in deren Umfangsrichtung angeordnet, jedoch können die Schlitze 344 oder 345 linear mit regelmäßigen Abständen angeordnet sein. Insbesondere weist in jeder Magnetisierungsvorrichtung ein Paar von ersten und zweiten Magnetisierungskernen jeweilige erste und zweite Flächen auf, und der erste und zweite Magnetisierungskern sind derart angeordnet, dass

1. Die erste und die zweite Fläche des jeweiligen ersten und zweiten Magnetisierungskerns sind jeweils linear ausgerichtet
2. Die erste Fläche des ersten Magnetisierungskerns steht der zweiten Fläche des zweiten Magnetisierungskerns gegenüber

Ferner sind in einem des ersten Magnetisierungskerns Schlitze ausgebildet, und Magnetisierungsspulen sind jeweils in einen oder mehrere der Schlitze gewickelt. Der Raum zwischen der ersten und der zweiten Fläche des jeweiligen ersten und zweiten Magnetisierungskerns dient als ein Magnetinstallationsraum
In dieser Modifikation ist die Dickedimension von einem des ersten und des zweiten Magnetisierungskern in der Gegenüberstehrichtung der ersten und zweiten Flächen, der keine Schlitze aufweist, in der Magnetisierungsvorrichtung für den Magneten 440 mit dem Orientierungskreis mit einem relativ großen Krümmungsradius eingestellt, um sich von der Dickedimension des anderen des ersten und des zweiten Magnetisierungskerns in der Gegenüberstehrichtung der ersten und zweiten Fläche, der keine Schlitze aufweist, in der Magnetisierungsvorrichtung für den Magneten 450 mit dem Orientierungskreis mit einem relativ großen Krümmungsradius zu unterscheiden.
Z.B. weist der erste Magnetisierungskern, in dem keine Schlitze ausgebildet sind, der Magnetisierungsvorrichtung zum Magnetisieren des Magneten 440, eine Dickedimension auf, die kleiner ist als der Distanzabstand des zweiten Magnetisierungskerns. Gleichermaßen weist der erste Magnetisierungskern, in dem keine Schlitze ausgebildet sind, der Magnetisierungsvorrichtung zum Magnetisieren des Magneten 450, eine Dickedimension auf, die größer ist als der Distanzabstand des zweiten Mag netisieru ngskerns.
Als nächstes wird im Folgenden ein Rotor 600 gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie in 68 veranschaulicht ist, weist der Rotorkern 610 ein Magnetinstallationsloch 611 auf, das sich über die d-Achse hinweg befindet und sich in Richtung von beiden Seiten der d-Achse in der Form eines Kreisbogens erstreckt. Ein Magnet 460 ist in dem Magnetinstallationsloch 611 installiert. Jeder des Magnetinstallationslochs 611 und des Magneten 460 weist eine im Wesentlichen Kreisbogenform in dessen seitlichen Querschnitt auf.
Jedes der Magnetinstallationslöcher 611 ist derart konfiguriert, dass ein Abstand von der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 610 zu dem Magneten 640 von der q-Achse zu der d-Achse größer wird. Zusammenfassend weist der Magnet 640 eine konvexe Form auf, um in Richtung einer radialen Innenrichtung konvex zu sein, sodass das d-Achsen-Seitenende davon sich am weitesten von der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 610 weg befindet, und sich das q-Achsen-Seitenende davon am nächsten zur Außenumfangsfläche des Rotorkerns 610 befindet. Jeder, des Magnetinstallationslochs 611 und des Magneten 460, ist linear symmetrisch um die entsprechende d-Achse.
Der Magnet 460 weist ein Paar von gegenüberliegenden Flächen 461a und 461b auf, die radial an jeweiligen Außen- und Innenseiten angeordnet sind; wobei die gegenüberliegenden Flächen 461a und 461b jeweils als erste wirksame Flächen 461a und 461b dienen, in die ein magnetischer Fluss fließt oder aus denen ein magnetischer Fluss fließt. Jede der wirksamen Flächen 461a und 461b weist eine Kreisbogenform um die d-Achse auf.
Zusätzlich umfasst der Magnet 462 einen Bereich nahe der d-Achse 462a umfassend die d-Achse, und äußere Bereiche 462b, die sich an beiden Seiten des Bereichs nahe der d-Achse 462a befinden, auf. Magnetische Orientierungen, die in dem Bereich nahe der d-Achse 462a definiert sind, unterscheiden sich von magnetischen Orientierungen, die in jedem der äußeren Bereiche 462b definiert sind. Insbesondere sind, in dem Bereich nahe der d-Achse 62a, die magnetischen Orientierungen definiert, um parallel zur d-Achse zu verlaufen, und, in jedem der äußeren Bereiche 462b, sind magnetische Orientierungen definiert, um bzgl. der d-Achse geneigt zu sein, um näher an der d-Achse zu sein.
Die Spanne des Bereichs nahe der d-Achse 462a wird basierend auf dem Winkel θc, der um die d-Achse, die durch die Mitte des Rotorkerns 610 verläuft, zentriert ist, bestimmt. Der Winkel θc ist bevorzugt auf 32,7 elektrische Grad eingestellt.
Im Folgenden wird der Grund, warum der Winkel θc auf bevorzugt 32,7 elektrische Grad eingestellt ist, wie folgt beschrieben.
In einer von weit verbreiteten rotierenden elektrischen Maschinen ist der Stator 700 konzipiert, um acht Pole und 48 Schlitze aufzuweisen. D.h., dass der Stator 700 sechs Schlitze pro Pol aufweist, und jede der dreiphasigen Wicklungen verteilt gewickelt in den Schlitzen umfasst. In dem Stator 700, der wie vorstehend genannt konfiguriert ist, versetzt eine verteilte Wicklung einen Schlitz zu einem anderen Schlitz sechsmal pro Pol, sodass jede verteilte Wicklung einen Schlitz zu einem anderen Schlitz zwölfmal pro Polpaar versetzt. Aufgrund dessen werden in der rotierenden elektrischen Maschine, umfassend den Stator 700 mit acht Polen und 48 Schlitzen, Harmonische der 11. bis 13. Ordnung erzeugt. Aus diesem Gesichtspunkt ist der Rotor 600 derart konfiguriert, dass der Bereich nahe der d-Achse 462a innerhalb des Bereichs von 32,7 elektrische Grad bestimmt wird. Die 32,7 elektrische Grad können durch Teilen von 360 Grad durch elf erhalten werden, die die Anzahl der Harmonischen der 11. Ordnung ist. Diese Konfiguration reduziert effizient, aus einer elektromagnetischen Gegenkraft, die basierend auf den Magneten 460 und den Statorwicklungen 720 erzeugt wird, die Komponenten der Harmonischen 11. Ordnung.
Wenn der Bereich nahe der d-Achse 462a basierend auf einem elektrischen Winkel größer als 32,7 elektrische Grad bestimmt wird, erhöht ein großes Ausmaß von magnetischem Fluss die Amplitude von harmonischen Komponenten. Im Gegensatz dazu, wenn der Bereich nahe der d-Achse 462a basierend auf einem elektrischen Winkel kleiner als 32,7 elektrische Grad bestimmt wird, verringert ein kleineres Ausmaß des magnetischen Flusses die Amplitude der harmonischen Komponenten.
Es sei angemerkt, dass der Winkelbereich θc des Bereichs nahe der d-Achse 462a auf einem beliebigen Winkel innerhalb des Bereichs von 1,0 elektrische Grad bis 32,7 elektrische Grade (inklusive) eingestellt sein kann. Z.B. kann der Winkelbereich θc des Bereichs nahe der d-Achse 462a auf 27,7 elektrische Grad eingestellt sein. Die 27,7 elektrische Grad können durch Teilen von 360 Grad durch 13 erhalten werden, die die Ordnungsnummer der Harmonischen 13. Ordnung ist. Dies reduziert effizient die Komponenten der Harmonischen 13. Ordnung.
Zusätzlich kann der Winkelbereich θc des Bereichs nahe der d-Achse 462a auf einem beliebigen Winkel innerhalb des Bereichs von 27,7 elektrische Grad bis 32,7 elektrische Grad (inklusive) eingestellt werden.
Dreizehntes Ausführungsbeispiel
Als nächstes wird im Folgenden eine Erregungssteuerung der rotierenden elektrischen Maschine 500 beschrieben.
Zunächst wird im Folgenden eine Raumvektorsteuerung gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf ein Spannungsvektordiagramm von 69 beschrieben.
In 69 ist ein beliebiger magnetischer Fluss Ψ auf der d-Achse eingestellt, und ein q-Achsen-Strom Iq wird auf der q-Achse repräsentiert; wobei der Achsenstrom Iq senkrecht zur d-Achse bei 90 elektrische Grad verläuft, und ermöglicht, dass ein Drehmoment, das auf dem Fleming-Gesetz und dem Fluss Ψ basiert, ohne Verlustenergie ausgegeben werden kann.
70 veranschaulicht schematisch den in 69 veranschaulichten Zustand unter Verwendung eines Polabschnitts des Rotors 600.
In 70 sind zwei Magnete 470 in dem Rotorkern 610 angeordnet, um eine im Wesentlichen V-Form aufzuweisen. Die Magnete 470 können linear angeordnet sein, um senkrecht zur d-Achse zu verlaufen.
Wie der Magnet 410 (sh. 59) weisen der Magnet 420 (sh. 61), der Magnet 430 (sh. 62), der Magnet 433 (sh. 63) und die Magnete 440 und 450 (sh. jeweils 64(a) und 64(b)), weist der Magnet 470 gegenüberliegende Flächen 471a und 471b auf, die radial an jeweiligen Außen- und Innenseiten angeordnet sind; wobei die gegenüberliegenden Flächen 471a und 471b jeweils als erste wirksame Flächen 471a und 471b dienen, in die ein magnetischer Fluss fließt oder aus denen ein magnetischer Fluss fließt. Der Magnet 470 weist ebenso eine Fläche des q-Achsen-Seitenendes, die als eine zweite wirksame Fläche 471c dient, auf, in die ein magnetischer Fluss fließt oder aus der ein magnetischer Fluss fließt.
In 70, durch Bewirken eines Stromes, und durch eine Leitung 721 der Statorwicklungen 720, die sich auf der d-Achse befinden, zufließend, während die d-Achse, die sich zwischen dem Magneten 470 befindet, den Nordpol zeigt, führt ein Magnetfeld Φa, das senkrecht zur d-Achse verläuft, dem Rotor 600 zu, sodass der Rotor 600 im Uhrzeigersinn gedreht wird.
Andererseits veranschaulicht 61(a) ein Magnetfeld Φb und ein Magnetfeld Φc, die jeweils auf einer q-Achsen-Stromkomponente basieren. Jedes des Magnetfelds Φb und des Magnetfelds Φc bewirkt, dass ein q-Achsen-Bereich 628, der sich auf und um die entsprechende q-Achse und nahe zur Außenumfangsfläche des Rotorkerns 610 befindet, magnetisch gesättigt zu werden. Dieser magnetisch gesättigte Zustand ist in 72 veranschaulicht. In 72, wenn eine Stromphase auf β Winkel relativ zu dem magnetischen Fluss Φ eingestellt ist, wird ein Magnetfeld basierend auf einem d-Achsen-Strom, der eine magnetische Sättigung bewirkt, erzeugt, während der β Winkel innerhalb des Bereichs von 90 Grad bis 270 Grad liegt; wobei der d-Achsen-Strom Id ein negativer direktionaler d-Achsen-Strom ist.
Dabei ist die zweite wirksame Fläche 471c angeordnet, um sich näher an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 610 zu befinden als die ersten wirksamen Flächen 471a und 471b, und um dem magnetisch gesättigten Bereich gegenüberzustehen.
In 71(a), in einem Magnetkreis, der durch die zweite wirksame Fläche 471c verläuft, wird ein Magnetwiderstandswert basierend auf einer Steuerung der magnetischen Sättigung geändert. Aufgrund dessen, wenn der Magnetkreis durch eine Ersatzschaltung repräsentiert wird, dient der Bereich magnetischer Sättigung als ein variabler Widerstand R3. D.h., das ein Erhöhen oder Verringern des magnetischen Widerstands des variablen Widerstands R3 ermöglicht, den magnetischen Fluss, der durch die zweite wirksame Fläche 471c fließt, als ein variables Magnetfeld dienen zu lassen. Dies führt dazu, dass eine Flussvariation ausgeführt wird.
Ein Dienen des Bereichs magnetischer Sättigung auf der q-Achse als variabler Widerstand R3 ermöglicht, eine Feldschwächungssteuerung basierend auf einem magnetischen Fluss, der durch (Ld . Id) ausgedrückt wird, auf der q-Achse durchzuführen, wodurch ein Drehzahlbereich der rotierenden elektrischen Maschine 500 in einem Leistungsbetriebsmodus des Fahrzeugs erweitert wird und ebenso einen steuerbaren Bereich der Drehzahl der rotierenden elektrischen Maschine 500 erweitert.
72 veranschaulicht den magnetischen Fluss Ψ, der gewöhnlich durch eine normale rotierende elektrische Maschine der Innenmagnetart an der q-Achse erzeugt wird, und den magnetischen Fluss (Ld . Id), wobei der magnetische Fluss (Ld . Id) nicht mit dem magnetischen Fluss Ψ überlagert ist.
Diese Feldschwächungssteuerung kann durch einen Inverter 900, der konfiguriert ist, um die Phase eines Erregerstroms zu steuern (sh. 73(a)), oder die Steuerung 930 (sh. 74) ausgeführt werden.
Eine Kombination der Einstellung zum Reduzieren der Anzahl von Wicklungen jeder Statorwicklung 720 durch das reziproke eines Inkrements des magnetischen Flusses Ψ mit der Feldschwächungssteuerung kann weiterhin eine Stromsteuerbarkeit während einer hohen Drehzahl des Rotors 600 basierend auf einer Reduktion einer elektrischen Zeitkonstante verbessern.
Im Folgenden wird die Struktur des Inverters 900, der in einem in 73(a) veranschaulichten Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine installiert ist, beschrieben.
Der Inverter 900 umfasst eine Inverterbrücke 910, die als eine Stromanpassungseinrichtung dient. Die Inverterbrücke 910 besteht aus oberen Zweigen und unteren Zweigen; wobei die Anzahl von oberen- und unteren Zweigen die gleiche ist wie die Anzahl von Phasen der Statorwicklungen. Jeder obere Zweig umfasst einen Schalter Sp, und jeder untere Zweig umfasst einen Schalter Sn.
Der Inverter 900 ist konfiguriert, um Ein-Aus-Schaltoperationen der Schalter des oberen Arms Sp und/oder der Schalter des unteren Arms Sn zu steuern, um dadurch Erregerströme, die durch die jeweiligen Phasenstatorwicklungen 720 fließen, anzupassen. Eine Gleichstrom- (DC) Energiequelle 950 und eine Glättungskapazität 955 sind parallel mit der Inverterbrücke 910 verbunden. Die DC Energiequelle 950 ist als ein Batteriepack konfiguriert, der aus mehreren in Reihe verbundenen Batteriezellen besteht. Die Steuerung 930, die als eine Steuerungseinheit dient, umfasst einen Mikrocomputer, der aus einer CPU und verschiedenen Arten von Speichern besteht. Die Steuerung 930 ist konfiguriert, um basierend auf verschiedenen Elementen von Messinformationen und einer Anforderung für einen Leistungsfahrmodus oder einen Regenerationsmodus, Ein-Aus-Schaltoperationen der Schalter Sp und Sn zu steuern, und dadurch eine Erregungssteuerung für jede Phasenstatorwicklung durchzuführen. Die verschiedenen Elemente von Messinformationen umfassen bspw. den Drehwinkel des Rotors 600, der durch einen Drehwinkelsensor gemessen wird, d.h. der Resolver (602, 603), eine durch einen Spannungssensor gemessene Spannung, und Werte der Erregerströme für die jeweiligen Phasenstatorwicklungen.
Ein Verwenden des Resolvers als ein Drehwinkelsensor ermöglicht, dass die rotierende elektrische Maschine 500, die einen breiteren steuerbaren Bereich aufweist, mit höherer Genauigkeit unter hohen Temperaturbedingungen gesteuert werden kann.
Die Inverterbrücke 910 besteht aus einer U-Phasen-Reihenschaltung, die aus den Schaltern des oberen- und unteren Zweigs Sp und Sn besteht, die für die U-Phasen-Statorwicklung in Reihe verbunden sind, einer V-Phasen-Reihenschaltung, die aus den Schaltern des oberen- und unteren Arms Sp und Sn, die in Reihe für die V-Phasen-Statorwicklung verbunden sind, und einer W-Phasen-Reihenschaltung, die aus den Schaltern des oberen- und unteren Zweigs Sp und Sn besteht, die in Reihe für die W-Phasen-Statorwicklung verbunden sind. Ein Hochpegelanschluss des Schalters des oberen Zweigs Sp für jede Phase ist mit einem positiven Anschluss 911 der DC-Energiequelle 950 verbunden, und ein Niedrigpegelanschluss des Schalters des unteren Zweigs Sn für jede Phase ist mit einem negativen Anschluss 912 der DC-Energiequelle 950 verbunden.
Ein Zwischenverbindungspunkt zwischen den Schaltern des oberen- und unteren Zweigs Sp und Sn für die U-Phase ist mit einem ersten Ende der U-Phasen-Statorwicklung verbunden. Ein Zwischenverbindungspunkt zwischen den Schaltern des oberen- und unteren Zweigs Sp und Sn für die V-Phase ist mit einem ersten Ende der V-Phasen-Statorwicklung verbunden. Ein Zwischenverbindungspunkt zwischen den Schaltern des oberen und des unteren Zweigs Sp und Sn für die W-Phase ist mit einem ersten Ende der W-Phasen-Statorwicklung verbunden.
Zweite Enden der Statorwicklungen der jeweiligen Phasen sind gemeinsam miteinander bspw. in einer Sternkonfiguration verbunden; wobei der gemeinsame Verbindungspunkt als neutraler Punkt dient.
Die Steuerung 930 ist konfiguriert, um Antriebs- bzw. Ansteuersignale für die jeweiligen Schalter Sp und Sn der Inverterbrücke 910 zu erzeugen, und die erzeugten Ansteuersignale an die jeweiligen Schalter Sp und Sn auszugeben. Z.B. ist die Steuerung 930 konfiguriert, um eine Pulsweitenmodulation (PWN) basierend auf einem Vergleich der Größenordnung zwischen jeder von dreiphasigen Befehlsspannungen und einem zyklischen Trägersignal, wie etwa ein zyklisches Dreiecksträgersignal, für jeden Zyklus des zyklischen Trägersignals durchzuführen, um dadurch PWM-Signale für die jeweiligen Schalter Sp und Sn zu erzeugen. Anschließend schaltet die Steuerung 930 individuell jeden der Schalter Sp und Sn ein oder aus, um dadurch die Erregerströme, die durch die jeweiligen dreiphasigen Statorwicklungen fließen, zu steuern.
Wie vorstehend beschrieben, steuert ein Steuern der Schalter Sp und Sn für jede Phasenstatorwicklung der Statorspule 720 eine Phase von jedem der Erregerströme für die jeweiligen drei Phasen. Insbesondere ist die Steuerung 39 konfiguriert, um eine Phasensteuerung durchzuführen, und dadurch zu bewirken

1. Mindestens einer eines ersten Erregerstroms mit einer ersten Phase fließt durch jede der dreiphasigen Statorwicklungen zum Erzeugen eines q-Achsen-Stroms, der einen magnetischen Fluss senkrecht zur d-Achse erzeugt
2. Mindestens einer eines zweiten Erregerstroms und einer zweiten Phase, die sich von der ersten Phase unterscheidet, fließt durch jede der dreiphasigen Statorwicklungen, um dadurch einen d-Achsen-Strom zu erzeugen

Diese Konfiguration ermöglicht, die magnetische Sättigung des q-Achsen-Bereichs 628, durch den die magnetischen Orientierungen verlaufen (sh. 71(a)), basierend auf dem d-Achsen-Strom Id variabel zu steuern.
Insbesondere ist die Steuerung 930 konfiguriert, um eine Vorlaufsteuerung durchzuführen, um dadurch den d-Achsen-Strom Id den Statorwicklungen zuzuführen, und anschließend variabel den e-Achsen-Bereich zwischen dem magnetischen Sättigungszustand und dem nicht-magnetischen Sättigungszustand gemäß einem Magnetfeld, das basierend auf dem d-Achsen-Strom erzeugt wird, zu steuern.
Insbesondere ist die Steuerung 930 konfiguriert, um schaltbar den Strom mit der ersten Stromphase zum Erzeugen eines magnetischen Flusses senkrecht zur d-Achse (sh. 7), und den Strom mit der zweiten Phase, die sich von der ersten Phase unterscheidet (sh. 71(a)) zu steuern.
Diese Konfiguration steuert den q-Achsenabschnitt 628, der sich zwischen den zweiten wirksamen Flächen 421c des benachbarten Polpaars befindet, variabel zwischen einem magnetischen Sättigungszustand und einem nicht-magnetischen Sättigungszustand gemäß bspw. einem Drehmomentanweisungswert und/oder der Drehzahl der rotierenden elektrischen Maschine 500.
Zum Beispiel wählt die Steuerung 930 den q-Achsen-Abschnitt 628 bei einer Anforderung eines niedrigen Drehmoments und hoher Drehzahl in den magnetischen Sättigungszustand. Insbesondere, in einer vorbestimmten Drehmoment-Drehzahl-Eigenschaftenkurve der rotierenden elektrischen Maschine 500 ist vorab ein Steuerungsschaltpunkt A1 definiert. Ferner ist die Steuerung 930 konfiguriert, eine Steuerung zu bewirken, dass der q-Achsen-Bereich magnetisch gesättigt wird, wenn ein Wert der Drehzahl der rotierenden elektrischen Maschine 500 innerhalb eines Bereichs A2 wird, der höher ist als der Steuerungsschaltpunkt A1, durchzuführen.
Zum Beispiel kann die Phase des d-Achsen-Strom Id, d.h. zweite Phase, vorzugsweise auf eine Vorlaufphase relativ zu der Phase des q-Achsen-Stroms Iq, d.h. die erste Phase, eingestellt sein, und der Phasendifferenzwinkel kann vorzugsweise 50 Grad oder weniger betragen.
74 veranschaulicht einen durch die Steuerung 930 durchgeführte Steuerung zum Steuern der U-V-W-Phasen-Erregerströme.
Eine Strombefehlswerteinstelleinrichtung 931 ist konfiguriert, um einen d-Achsen-Strom-Anweisungswert und einen q-Achsen-Strom-Anweisungswert einzustellen, gemäß mit

1. Einem Drehmoment-dq-Anweisungswertumwandlungskennfeld
2. Einem Drehmomentanweisungswert in dem Leistungsbetriebsmodus, oder einem Drehmomentanweisungswert in dem Regenerationsmodus
3. Einer Winkelgeschwindigkeit ω, die durch temporäres Differenzieren des elektrischen Rotationswinkels θ erhalten wird

Der dq-Konverter 932 ist konfiguriert, um die Drei-Phasen-Strom-Messungen, d.h. Dreiphasenströme, die durch die für die jeweiligen Phasen bereitgestellten Stromsensoren gemessen werden, in dq-Achsen-Ströme in ein orthogonal rotierendes Koordinatensystem zu konvertieren. Das orthogonale rotierende Koordinatensystem weist eine d-Achse auf, die die Richtung eines Magnetfelds angibt, d.h. die Richtung eines Permanentmagneten. Der d-Achsen-Strom ist eine Stromkomponente auf der d-Achse des orthogonal rotierenden Koordinatensystems. Weil der dq-Konverter 932 bekannt ist, können detaillierte Beschreibungen des dq-Konverters 932 weggelassen werden.
Eine d-Achsen-Rückkopplungssteuerung 933 ist konfiguriert, um eine manipulierte Variable der d-Achse zum Regeln des d-Achsen-Stroms auf den d-Achsen-Strom-Anweisungswert zu berechnen. Z.B. berechnet die d-Achsen-Rückkopplungssteuerung 933 eine d-Achsen-Abweichung zwischen dem d-Achsen-Strom und dem d-Achsen-Strom-Anweisungswert, und multipliziert die d-Achsen-Abweisung mit einer proportional-integralen Verstärkung (PI-Verstärkung), um dadurch einen korrigierten d-Achsen-Strom-Anweisungswert als eine d-Achsen-Anweisungsspannung, d.h. als die manipulierte Variable der d-Achse, zu berechnen.
Gleichermaßen ist eine q-Achsen-Rückkopplungssteuerung 934 konfiguriert, um eine manipulierte Variable der q-Achse zum Regeln des q-Achsen-Stroms auf den q-Achsen-Strom-Anweisungswert zu berechnen. Z.B. berechnet die q-Achsen-Rückkopplungssteuerung 934 eine q-Achsen-Abweichung zwischen dem q-Achsen-Strom und dem q-Achsen-Strom-Anweisungswert, und multipliziert die q-Achsen-Abweisung mit einer PI-Verstärkung, um dadurch einen korrigierten q-Achsen-Anweisungswert als eine q-Achsen-Anweisungsspannung, d.h. als die manipulierte Variable der q-Achse zu berechnen.
Ein Zwei-Phasen auf Drei-Phasen-Konverter 935 konvertiert die d-Achsen und q-Achsen-Anweisungsspannungen in U-, V- und W-Phasen-Anweisungsspannungen.
Es sei angemerkt, dass die Blöcke 931 bis 935 als eine Rückkopplungssteuerungseinheit dienen, die basierend auf einer dq-Umwandlungstheorie, eine Regelung eines Fundamentalstroms durchführt, und die U-, V- und W-Phasen-Anweisungsspannungen dienen als ein Rückkopplungssteuerungswert.
Ein Ansteuersignalgenerator 936 ist konfiguriert, um basierend auf einer bekannten Dreiecksträgervergleichstätigkeit, die Antriebs- bzw. Ansteuersignale für den Inverter gemäß den dreiphasigen Anweisungsspannungen zu erzeugen.
Insbesondere normiert der Ansteuersignalgenerator 936 jede der dreiphasigen Anweisungsspannungen unter Verwendung einer DC-Spannung der DC-Energiequelle. Anschließend führt der Ansteuersignalgenerator 936 eine PWM-Steuerung basierend auf einem Vergleich der Größenordnung zwischen jedem der normierten dreiphasigen Anweisungsspannungen und einem zyklischen Trägersignal, wie etwa einem zyklischen Dreiecksträgersignal, durch, um dadurch Schaltansteuersignale, d.h. Einschaltdauersignale, für die jeweiligen oberen und unteren Schalter Sp und Sn jeder Phase zu erzeugen. Ein Treiber 937 schaltet jeden der oberen und unteren Schalter Sp und Sn gemäß dem entsprechenden der Schaltansteuersignale ein oder aus.
Die rotierende elektrische Maschine 500 gemäß dem 13. Ausführungsbeispiel verwendet starke Magnete, und passt die Statorspule 720 auf dem reziproken des Inkrements des magnetischen Flusses an, was zu einem Induktanzwert der rotierenden elektrischen Maschine 500 führt, der kleiner ist als ein Referenzwert.
In diesem Fall können die Stromsensoren zwischen der Inverterbrücke 910 und der Statorspule 720 bereitgestellt sein, wie in 73(a) veranschaulicht ist; wobei die Stromsensoren jeweils einen Induktanzwert aufweisen, der ausreichend das Dekrement der Induktanz von dem Stromwert der Induktanz und dem Referenzwert kompensiert.
Diese Konfiguration ermöglicht den Stromsensoren, die Elemente der Rückkopplungssteuerungseinheit sind, jeweils als induktive Elemente zu dienen, was ermöglicht, die Rückkopplungssteuerung effizienter durchzuführen.
Im dreizehnten Ausführungsbeispiel ist die Frequenz des zyklischen Trägersignals, d.h. eine Trägerfrequenz, die eine Schaltfrequenz von jedem Schalter in dem Inverter 900 definiert, auf einen Wert höher als 15kHz eingestellt. Dies ermöglicht, dass die PWM-Steuerung mit einer Schaltfrequenz ausgeführt wird, die außerhalb eines hörbaren Frequenzbereichs liegt. Dies stellt ein Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine bereit, die weniger Trägergeräusche aufweist. Insbesondere verwendet die rotierende elektrische Maschine 500 des 13. Ausführungsbeispiels den vorstehend konfigurierten Rotor, was dazu führt, dass die rotierende elektrische Maschine 500 eine kleinere Induktanz aufweist und unter Verwendung höherer Trägerfrequenzen steuerbar ist.
Die rotierende elektrische Maschine 500 des dreizehnten Ausführungsbeispiels weist einen größeren magnetischen Fluss und eine niedrigere Induktanz auf. Aufgrund dessen ist in dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine, die die rotierende elektrische Maschine 500 verwendet, ein Stromsteuerungskennfeld eingestellt, um sich näher am magnetischen Moment zu befinden als zum Reluktanzmoment, d.h. näher zu dem q-Achsen-Strom Iq.
Ein Drehmoment T einer rotierenden elektrischen Maschine der Innenmagnetart kann gewöhnlich durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt werden: $T = Id \cdot Iq \cdot (Ld - Iq) + Ψ \cdot Iq$
Wobei

Id den d-Achsen-Strom repräsentiert
Iq den q-Achsen-Strom repräsentiert
Ld die d-Achsen-Induktanz repräsentiert
Lq die q-Achsen-Induktanz repräsentiert
Ψ den magnetischen Fluss repräsentiert

Auf der rechten Seite der Gleichung (3) zeigt der erste Ausdruck das Reluktanzmoment und der zweite Ausdruck zeigt das Magnetmoment.
75 veranschaulicht, wie ein Reluktanzmoment, ein Magnetmoment und ein Gesamtmoment des 13. Ausführungsbeispiels geendet werden, während sich der Drehwinkel θ des Rotors 600 bzgl. der d-Achse innerhalb 90 Grad bis 180 Grad befindet. Es sei angemerkt, dass der Phasenwinkel des Rotors 600 auf der d-Achse auf null Grad eingestellt ist.
In 75 wird das Reluktanzmoment des 13. Ausführungsbeispiels durch eine gestrichelte Linie repräsentiert, das Magnetmoment des 13. Ausführungsbeispiels wird durch eine Strichpunktlinie repräsentiert, und das Gesamtmoment des 13. Ausführungsbeispiels wird durch eine durchgezogene Linie repräsentiert.
Im Gegensatz dazu wird das herkömmliche Reluktanzmoment durch eine dickere gestrichelte Linie repräsentiert, ein herkömmliches Magnetmoment des 13. Ausführungsbeispiels wird durch eine dickere Strichpunktlinie repräsentiert, und ein herkömmliches Gesamtmoment wird durch eine dickere durchgezogene Linie repräsentiert; wobei diese herkömmlichen Momentenwerte gemäß der vorstehenden Gleichung (3) erhalten werden.
In 75 weist das herkömmliche Gesamtmoment eine Spitze an der Stromphase von ungefähr 135 Grad auf. Im Gengensatz dazu, im 13. Ausführungsbeispiel, wie durch die dünnere durchgezogene Linie veranschaulicht ist, wird das erhaltene Gesamtmoment des Ausdrucks des q-Achsen-Stroms Iq der Gleichung (3), d.h. dem zweiten Ausdruck der Gleichung (3), vorgespannt.
Weil die vorstehenden Drehmomenteigenschaften der rotierenden elektrischen Maschine 500 erhalten werden, ermöglicht ein positives Verwenden der q-Achsen-Stromkomponente Iq zum Steuern der rotierenden elektrischen Maschine 500, während die d-Achsen-Stromkomponente Id relativ niedrig ist, dass eine effiziente Steuerung der rotierenden elektrischen Maschine 500 ausgefüllt werden kann. Es sei angemerkt, dass während die rotierende elektrische Maschine 500 im Hochdrehzahlbereich ohne positives Ausführen der Feldschwächungssteuerung arbeitet, die d-Achsen-Stromkomponente Id relativ niedrig wird. Zusätzlich, wenn die Umgebungstemperatur eine sehr niedrige Temperatur beträgt, wie etwa -20°C, wobei ein Lageröl hoch viskos wird, sodass es erforderlich ist, unmittelbar ein großes Drehmoment auszugeben, wird die d-Achsen-Stromkomponente Id relativ niedrig.
Wenn die Magnete gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel, wie etwa die Magnete 470, verwendet werden, erzielt eine erste Erregung der Phasenwicklungen mit der Stromphase β, die die Phase des Stromvektors ist, der aus einem d-Achsen-Stromvektor und einem q-Achsen-Stromvektor in dem d-q-Koordinatensystem besteht, die auf 135 Grad eingestellt ist, ein erstes Drehmoment. Im Gegensatz dazu, wenn die Magnete gemäß dem 13. Ausführungsbeispiel, wie etwa die Magnete 470, verwendet werden, erzielt eine zweite Erregung der Phasenwicklungen mit der Stromphase β, die eingestellt ist, um innerhalb des Bereichs von 90 Grad bis 135 Grad (inklusive) zu liegen, ein zweites Drehmoment. Das zweite Drehmoment ist höher als das erste Drehmoment.
Es kann ein häufiges Problem auftreten, dass ein Leistungsfaktor einer rotierenden elektrischen Maschine aufgrund einer Impedanz basierend auf einer Induktanz während Ausführung des Leistungsbetriebsmodus mit der Stromphase β, die größer als 90 Grad ist, niedriger wird. Dies kann dazu führen, dass die DC-Energiequelle 950, die eine Vorstufe des Inverters 900 ist, oder die rotierende elektrische Maschine 500 eine größere Last aufweist.
Aus diesem Gesichtspunkt ist das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine des dreizehnten Ausführungsbeispiels dazu fähig, einen Maximalwert des Drehmoments mit der Stromphase β, die kleiner ist als 135 Grad, einzustellen, was ermöglicht, die Stromphase β einzustellen, um näher an 90 Grad zu liegen als an 135 Grad. Dies ermöglicht daher, dass das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine die Stromkapazität basierend auf der Leistung mit dem Maximalwert des Drehmoments der Maschine 500 einstellt, um kleiner zu sein; wobei der Leistungsfaktor zwischen der rotierenden elektrischen Maschine 500 und dem Inverter 900 definiert ist.
Wie vorstehend beschrieben stellt das dreizehnte Ausführungsbeispiel einen effizienten Einfluss in annähernd allen Situationen bereit, wenn jedoch die rotierende elektrische Maschine 500 basierend auf einer Trägerfrequenz von ungefähr 4kHz gesteuert werden sollte, kann eine Reduktion der Induktanz der rotierenden elektrischen Maschine 500 ein nachteiliges Ergebnis erzeugen.
Aus diesem Gesichtspunkt ist es bevorzugt, dass die Steuerung 930 dazu fähig ist, eine zusätzliche Steuerung ausgenommen die PWM-Rückkopplungssteuerung durchzuführen.
D.h., wie in 73(a) veranschaulicht ist, dass die Steuerung 930 eine erste Erregungssteuerungseinheit 930A und eine zweite Erregungssteuerungseinheit 930B umfassen kann. Die erste Erregungssteuerungseinheit 930A erzeugt die PWM-Signale gemäß den Befehlsspannungen für die Inverterbrücke 910 und dem Trägersignal, und steuert Ein-Aus-Schaltoperationen der jeweiligen Schalter Sp und Sn gemäß den jeweiligen PWM-Signalen.
Die zweite Erregungssteuerungseinheit 930B umfasst Musterinformationen, die eine Beziehung umfassen, zwischen

1. Werten des Drehwinkels θ des Rotors 600 oder der elektrischen Winkelgeschwindigkeit ω des Rotors 600
2. Entsprechende Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter

D.h., dass die zweite Erregungssteuerungseinheit 930B aus den Musterinformationen eines der Ein-Aus-Schaltmuster jedes Schalters, der einen Ist-Wert des Drehwinkels θ des Rotors 600 entspricht, extrahiert. Anschließend steuert die zweite Erregungssteuerungseinheit 930B Ein-Aus-Schaltoperationen jedes Schalters gemäß dem extrahierten Ein-Aus-Schaltmuster des entsprechenden Schalters, um dadurch die Erregerströme für die jeweiligen Phasenwicklungen zu steuern.
Insbesondere weist der Speicher der Steuerung 930 gespeicherte Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter auf, während sich der Erregerstrom für jede Phasenwicklung innerhalb eines vorbestimmten Niedrigstrom-Steuerbereichs befindet. Dies ermöglicht, dass die Steuerung 930 die rotierende elektrische Maschine 500 stabil steuert, wenn mehrere Ampere eines Erregerstroms gesteuert werden, der sich stark von Stromwerten unterscheidet, die basierend auf dem Ohm'schen Gesetz berechnet werden, oder um stabil eine Null-Ampere-Steuerung eines Erregerstroms durchzuführen.
Die Steuerung 930 ist ebenso konfiguriert, um selektiv eine der ersten Erregungssteuerungseinheit 930A und der zweiten Erregungssteuerungseinheit 930B zu bewirken, um eine Steuerung des Erregerstroms für jede Phasenwicklung durchzuführen.
Die zweite Erregungssteuerungseinheit 930B führt, als zweite Erregungssteuerung, Ein-Aus-Schaltoperationen von jedem Schalter durch, um dadurch einen Erregerstrom für jede Phasenwicklung zu steuern.
Zusätzlich kann die zweite Erregungssteuerungseinheit 930B, als die zweite Erregungssteuerung, Rechteckserregungsmodi durchführen, wie etwa einen 120-Grad-Rechtseckerregungsmodus, einen 150-Grad-Erregungsmodus und einen 180-Grad-Erregungsmodus (sh. 85).
Der Rotor 600 gemäß dem 13. Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um einen Entmagnetisierungswiderstand basierend auf gesteuerten magnetischen Orientierungen, die in jedem Ausführungsbeispiel definiert sind, zu verbessern. Zusätzlich zu dieser Steuerung ist der Rotor 600 konfiguriert, um die magnetische Flächenflussdichte der Fläche des Rotors 600 zu steuern, um dadurch ein Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine 500 zu erhöhen.
Im Folgenden wird die Steuerung der magnetischen Oberflächenflussdichte der Oberfläche des Rotors 600, wenn der Rotor 600 die in 77 veranschaulichte Struktur aufweist, beschrieben.
Wie in 77 veranschaulicht ist, ist der Rotor 600 derart konfiguriert, dass die in 45(b) veranschaulichten Magnete 450 in dem Rotorkern 610 eingebettet sind. Jedoch kann ein anderer Magnet, der spezifische magnetische Orientierungen aufweist, die identisch jenen des Magneten 450 sind, anstatt der Magnete 450 verwendet werden.
76 veranschaulicht die magnetische Flächenflussdichte der Fläche des Rotors 600, die durch die Magneten 450 erzeugt wird. In 76 repräsentiert eine durchgezogene Linie die Wellenform des magnetischen Flusses durch die Magnete 450, eine gestrichelte Linie repräsentiert die Wellenform des magnetischen Flusses erster Ordnung, d.h. einen fundamentalen magnetischen Fluss, und eine Strichpunktlinie repräsentiert die Wellenform des magnetischen Flusses dritter Ordnung, d.h. magnetischer Fluss der Harmonischen dritter Ordnung.
Die Magnete 450 erzeugen, als Zwischenverbindungsmagnetfluss, einen magnetischen Fluss, der als die Synthese des magnetischen Flusses erster Ordnung und des magnetischen Flusses dritter Ordnung, die die gleiche Polarität aufweisen, konfiguriert ist, auf der d-Achse.
Z.B. weisen in 76 der magnetische Fluss erster Ordnung und der magnetische Fluss dritter Ordnung die gleiche positive Polarität auf der klein d-Achse auf, wenn der Rotor 600 90 elektrische Grad aufweist. In diesem Fall wird die Wellenform der magnetischen Flussdichte der Magnete 450 eine magnetische Flussdichtewellenform, die die Synthese des magnetischen Flusses erster Ordnung und des magnetischen Flusses dritter Ordnung, wobei dessen Phase um 60 Grad bzgl. des magnetischen Flusses erster Ordnung versetzt ist, ist.
D.h., dass die Wellenform der magnetischen Flussdichte der Magnete 450 konfiguriert ist, sodass

1. Die magnetische Flussdichte auf der d-Achse höher ist als die magnetische Flussdichte erster Ordnung (sh. die gestrichelte Linie)
2. Die magnetische Flussdichte auf der d-Achse ist mehr in Richtung der d-Achse aggregiert als die Wellenform erster Ordnung

Die Wellenform der magnetischen Flussdichte der Magnete 450 ermöglicht, dass die rotierende elektrische Maschine 500 ein größeres Drehmoment ausgibt. In diesem Fall, im Vergleich mit einer rotierenden elektrischen Maschine, die Magnete umfasst, die jeweils polar anisotrope Orientierungen gleich sinusförmigen Mustern aufweisen, oder einen Halbach-Array von Magneten umfasst, ist die rotierende elektrische Maschine 500 dazu fähig, ein größeres Drehmoment auszugeben.
Wie vorstehend beschrieben ist die Steuerung 930 dazu fähig, den 120-Grad-Rechteckserregungsmodus, den 150-Grad-Erregungsmodus oder den 180-Grad-Erregungsmodus der rotierenden elektrischen Maschine 500 zu steuern. Wenn die Steuerung 930 einen des 120-Grad-Rechteckerregungsmodus, des 150-Grad-Erregungsmodus oder des 180-Grad-Erregungsmodus der rotierenden elektrischen Maschine 500 durchführt, können Erregerströme für die jeweiligen Phasenwicklungen den Strom der dritten Harmonischen umfassen. Aus diesem Gesichtspunkt verwendet die rotierende elektrische Maschine 500 die Magnete 450, die wie vorstehend konfiguriert sind, was ermöglicht, ein exzellentes Drehmoment auszugeben.
Im Folgenden wird die Struktur des Magneten 450 zum Erzeugen der in 56 veranschaulichten magnetischen Flächenflussdichte mit Bezugnahme auf 77 besch rieben.
Die magnetischen Orientierungen des Magneten 450 sind ausgerichtet, um entlang eines in 77 veranschaulichten Orientierungskreises 336 kreisbogenförmig zu sein, sodass die magnetischen Orientierungen des Magneten 450 definiert sind. Der Orientierungskreis 336 ist um einen Mittelpunkt 335 auf der q-Achse des Rotorkerns 610 definiert. Der Mittelpunkt 335 ist von der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 610 separiert.
Die Orientierung des Magneten 450 basierend auf dem Orientierungskreis 336 wird ausgeführt, sodass die Kreisbogenorientierung des Magneten 450 eine größere Krümmung aufweist als im Vergleich mit einem Fall, in dem der Mittelpunkt 335 des Orientierungskreises auf der Außenumfangsfläche definiert ist, oder definiert ist, sich in der Umgebung der Außenumfangsfläche zu befinden.
Aufgrund dessen ist es möglich, die magnetischen Orientierungen des Magneten 450 von der q-Achsen-Seitenfläche, d.h. der zweiten wirksamen Fläche 451c, zu der d-Achse einzustellen, d.h., die magnetischen Orientierungen des Magneten 450, die jeweils die q-Achse mit einem rechten Winkel oder einem Winkel nahe an dem rechten Winkel schneiden, einzustellen. In dem Magneten 450 wird ein magnetischer Fluss von der statorseitigen ersten wirksamen Fläche 451a erzeugt, um sich auf die d-Achse zu biegen.
Wenn die magnetische Flussverteilung des Magneten 450 mit der Rotorflächenwinkelposition als horizontale Achse des Graphen graphisch dargestellt wird, weist die graphisch dargestellte Verteilung eine höhere Spitze auf, als eine Spitze einer sinusförmigen Wellenform, und beide Seiten jeder Spitze sind eingebeult. D.h., dass die magnetische Flussdichteverteilung des Magneten 450 veranschaulicht ist, um identisch der in 76 veranschaulichten magnetischen Flächenflussdichte zu sein. Eine Frequenzanalyse der magnetischen Flussverteilung des Magneten 450 stellt klar, dass die dritte Harmonische des magnetischen Flusses in der magnetischen Flussverteilung des Magneten 450 enthalten ist.
Ein Anpassen des Mittelpunkts 335 des Orientierungskreises 336 ermöglicht, dass der Anteil der dritten Harmonischen bzw. der Harmonischen dritter Ordnung in der magnetischen Flussverteilung des Magneten 450 angepasst wird. Z.B. führt ein Anpassen des Mittelpunkts 335, um sich weiter von der Fläche des Rotors weg zu befinden, dazu, dass die in der magnetischen Flussverteilung des Magneten 450 enthaltene dritte Harmonische ansteigt.
Der Mittelpunkt 335 des Orientierungskreises 336 kann sich an einem anderen Ort als auf der q-Achse befinden. D.h., dass sich der Mittelpunkt 335 des Orientierungskreises 336 an der rechten Seite der q-Achse oder der linken Seite der q-Achse in 77 befinden kann. In dieser Modifikation gilt vorzugsweise, dass die Orientierung bzw. Ausrichtung des Magneten 450 basierend auf sowohl dem Orientierungskreis 336 um den Mittelpunkt 335 auf der d-Achse als auch dem Orientierungskreis 336 um den Mittelpunkt 335, der sich von der d-Achse versetzt befindet, ausgeführt wird. Dies produziert den orientierten Magneten 450, der einen harmonischen magnetischen Fluss umfasst, der sich von der dritten Harmonischen unterscheidet. Es sei angemerkt, dass die Phase der Harmonischen dritter Ordnung nicht auf 60 Grad beschränkt ist, sondern auf einen Winkel vor oder nach 60 Grad eingestellt sein kann. Z.B. kann die Phase der dritten Harmonischen auf einen beliebigen Winkel innerhalb des Bereichs von 50 bis 70 Grad eingestellt sein.
Als eine spezifische Anordnung der Magnete 450 gilt vorzugsweise, dass die flusswirksamen Flächen jedes Magneten 450 für jeden magnetischen Pol konzentrisch innerhalb eines Winkelbereichs von 72 bis 120 elektrische Grad um die entsprechende d-Achse, die durch die Mitte des Rotorkerns 610 verläuft, angeordnet sind.
In dieser Modifikation, in einem gewöhnlichen Multiphasenmotor, in dem jede Phasenstatorspule 720 innerhalb eines elektrischen Winkelbereichs von 120 Grad angeordnet ist, sind die flusswirksamen Flächen innerhalb der entsprechenden Phase der Statorspule 720 eingeschlossen, was ermöglicht, zu verhindern, dass unnötige Harmonische von dem Motor ausgegeben werden. Aufgrund dessen ist es möglich, basierend auf dem Maximalwert des magnetischen Flusses auf der d-Achse gemäß der Fleming-Regel, eine akkurate Berechnung durchzuführen. Es sei angemerkt, dass vorzugsweise die Struktur des Stators 700 eine schlitzlose Struktur oder eine kernlose Struktur aufweist, die eine geringe Reluktanzdifferenz aufweist.
Vierzehntes Ausführungsbeispiel
78 veranschaulicht schematisch eine Struktur eines Rotors 600 gemäß dem 14. Ausführungsbeispiel. In 78 weist der Rotorkern 610 ein Magnetinstallationsloch 611 auf, das sich über die d-Achse hinweg befindet und sich in beiden Seiten der d-Achse erstreckt. Das Magnetinstallationsloch 611 weist eine lineare Symmetrie um die d-Achse auf. Das Magnetinstallationsloch 611 weist eine Rechtecksform in dessen seitlichen Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung des Rotorkerns 610 auf; wobei die Rechtecksform in dem seitlichen Querschnitt konvex in Richtung des Stators 700 hervorsteht.
In dem Magnetinstallationsloch 611 ist ein Magnet 480 installiert. Der Magnet 480 weist eine konvexe Form in Richtung der Außenumfangsfläche, d.h. der Luftspaltfläche des Rotorkerns 610, bzgl. des Stators 700 auf. Das konvexe Ende des Magneten 480 befindet sich auf der d-Achse.
Der Magnet 480 ist derart konfiguriert, dass ein radialer Abstand von der Außenumfangsfläche zu dem Magneten 480 graduell von der d-Achse zu der q-Achse ansteigt und konvex in Richtung der Luftspaltfläche des Rotorkerns 610 hervorragt, sodass sich die konvexe Spitze auf der d-Achse befindet.
D.h., dass der Magnet 480 angeordnet ist, sodass

1. Die Spitze, die sich auf der d-Achse befindet, befindet sich am nächsten zu den Statorwicklungen
2. Je näher ein Abschnitt des Magneten 480 an der q-Achse liegt, desto weiter befindet sich der Abschnitt des Magneten 480 von den Statorwicklungen entfernt. In diesem Fall weist der Magnet 480 eine invertierte U-Form in dessen seitlichen Querschnitt auf.

Der Magnet 480 weist eine radiale Außenseitenfläche und eine radiale Innenseitenfläche auf, die sich gegenüberstehen und jede der radialen Außen- und Innenseitenflächen weist einen radialen Abstand von der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 610 auf. Je weiter sich jede der radialen Außen- und Innenseitenflächen von der d-Achse weg befinden, desto größer ist der radiale Abstand von der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 610. Es sei angemerkt, dass der Magnet 480 eine invertierte V-Form in dessen seitlichen Querschnitt aufweisen kann.
Zusätzlich sind in dem Magneten 480 magnetische Orientierungen in Richtung der d-Achsen-Seitenspitze des Magneten 480 von den radialen inneren Abschnitten des Rotorkerns 610 gerichtet. Die magnetischen Orientierungen weisen jeweils eine Kreisbogenform auf, und annähernd alle der magnetischen Orientierungen verlaufen entlang der Längsrichtung des Magneten 480. Insbesondere weist der Magnet 480 eine Dimension entlang einer gegenüberliegenden Richtung zu dem Stator 700 auf. D.h. eine maximale Magnetlänge La in einer Radialrichtung, und magnetische Pfade des Magneten 480 sind länger als die maximale Magnetlänge La. Dies ermöglicht, dass der magnetische Fluss auf der d-Achse verstärkt wird.
Der Magnet 480 weist beide Endflächen 481 und eine Spitze 482 an dessen Mitte auf; wobei jede der Endflächen 481 und die Spitze 482 als eine flusswirksame Fläche dient, in die ein magnetischer Fluss fließt oder aus der ein magnetischer Fluss fließt. D.h., dass in dem Magneten 480 jede der Außenfläche der Spitze 482, die sich am nächsten zu den Statorwicklungen befindet, und die sich am weitesten von den Statorwicklungen befindliche Außenfläche 481 als die flusswirksamen Flächen dienen, in die ein magnetischer Fluss fließt oder aus denen ein magnetischer Fluss fließt. Vorzugsweise gilt, dass die magnetischen Orientierungen, die auf der d-Achse oder um diese herum definiert sind, d.h. der Spitze 482 oder um diese herum, parallel zur d-Achse oder nahe einer Richtung parallel zur d-Achse verlaufen. D.h., dass sich der Magnet 480 eine höhere Permeanz an dessen Mitte aufweist. Der Magnet 480 gemäß dem 14. Ausführungsbeispiel weist lange magnetische Pfade in dessen dickwandiger Richtung, die darin definiert ist, auf, was ermöglicht, einen Entmagnetisierungswiderstand zu verbessern.
In 78 repräsentiert das Bezugszeichen 631 einen Raum zwischen der Außenumfangsfläche des Magneten 480 und dem Magnetinstallationsloch 611, oder repräsentiert ein in den Raum gefülltes nicht magnetisches Material. Der Raum oder das nicht magnetische Material dient als nicht magnetisches Element, d.h. eine Flussbarriere. Gleichermaßen repräsentiert das Bezugszeichen 632 einen Raum zwischen der Innenumfangsfläche des Magneten 480 und dem Magnetinstallationsloch 611, oder repräsentiert ein in den Raum gefülltes nicht magnetisches Material. Der Raum oder das nicht magnetische Material dienen als nicht magnetisches Element, d.h. eine Flussbarriere.
D.h., dass jede der Innenumfangsfläche des Magneten 480 und der Außenumfangsfläche ausgenommen der Spitze 482 als eine unwirksame Fläche dient, die derart konfiguriert ist, dass kein magnetischer Fluss in oder aus der unwirksamen Fläche fließt. Die nicht magnetischen Elemente 631 und 632 befinden sich benachbart zu den jeweiligen unwirksamen Flächen.
In der 78 veranschaulicht Struktur weist der Magnet 480 lange magnetische Pfade bezüglich eines inneren Raums des Rotorkerns 611 auf. Das heißt, dass der Magnet 480 angeordnet ist, um sich in einem Raum des Rotorkerns 610 zu erstrecken, in dem dieser angeordnet werden kann. In dem Rotorkern 610 weist ein Abschnitt nahe der q-Achse 633, der sich nahe der q-Achse befindet, eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Entmagnetisierung auf. Aus diesen Gesichtspunkt ist der Magnet 480 angeordnet, um von dem Abschnitt nahe der q-Achse 633 separiert zu sein, und stellt magnetische Pfade darin sicher. Dies stärkt daher einen Entmagnetisierungswiderstand.
Weil der Magnet 480 derart konfiguriert ist, dass eine radiale Innenseite kreispunktförmig in Richtung der Mitte des Rotorkerns 610 gewölbt ist, um eine im Wesentlichen invertierte Q-Form indessen seitlichen Querschnitt aufzuweisen, ist das Gewicht des Magneten 480 kleiner als ein halb zylindrischer Magnet ohne den gewölbten Abschnitt. Dies stellt daher den Magneten 480 bereit, der eine höhere Permeanz aufweist.
Es sei angemerkt, dass der in 78 veranschaulichte Magnet 480 eine halb elliptische Form aufweist, sodass ein Außendurchmesser und ein Innendurchmesser in der d-Achse länger sind als ein Außendurchmesser und ein Innendurchmesser in einer Richtung senkrecht zur d-Achse. Der Magnet 480 kann jedoch eine halb elliptische Form aufweisen, sodass der Außendurchmesser und Innendurchmesser in der Richtung senkrecht zur d-Achse länger sind als der Außendurchmesser und Innendurchmesser in der d-Achse. Zusätzlich kann der Magnet 480 ebenfalls eine Halbkreisform aufweisen, sodass der Außendurchmesser und der Innendurchmesser der d-Achse jeweils gleich dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser in der Richtung senkrecht zur d-Achse sind.
79 (a) veranschaulicht einen Magneten 480 A mit einer ersten Außendurchmesserdimension eines Unterseitenendes des Magneten 480 A senkrecht zur d-Achse, und 79 (b) veranschaulicht einen Magneten 480 B mit einer zweiten Außendurchmesserdimension eines Bodenendes des Magneten 480 B senkrecht zur d-Achse; wobei sich der erste Außendurchmesser von dem zweiten Außendurchmesser unterscheidet. Die Außendurchmesserdimension des Unterseitenendes des Magneten 480 senkrecht zur d-Achse repräsentiert das Verhältnis einer Halb-Hauptachse zu einer Halb-Nebenachse des Magneten 480, wobei die Halb-Hauptachse konstant ist.
In jeder der 79 (a) bis 79 (c) repräsentiert die Mitte in der Links- und Rechts-Richtung die d-Achse.
Die Halb-Nebenachse t2 an dem Unterseitenende des Magneten 480 B ist kürzer als die Halb-Nebenachse t1 an dem Unterseitenende des Magneten 480 A. Das heißt, dass das Verhältnis der Hauptachse (d-Achsen-Dimension) zu der Nebenachse (Dimension senkrecht zur d-Achse) des Magneten 480 B größer ist als das Verhältnis der Hauptachse (d-Achsen-Dimension) zu der Nebenachse (Dimension senkrecht zur d-Achse) des Magneten 480 A. Aufgrund dessen ist die Neigung des Magneten 480 B bezüglich der d-Achse steiler als die Neigung des Magneten 480 A bezüglich der d-Achse.
Zusätzlich veranschaulicht 79 (c) eine Magnetbaugruppe 480 C, die aus Magneten für 484 a, 484 b und 484 c besteht, die jeweils darin definierte lineare magnetische Orientierungen aufweist. Die Magnetbaugruppe 480 C ist als die Baugruppe der Magneten 484 a, 484 b und 484 c, die miteinander integriert sind, konfiguriert, sodass die Magnetbaugruppe 480 C gleich dem in 78 veranschaulichten Magnet 480 ist.
Insbesondere besteht die Magnetbaugruppe 480 C aus dem mittleren Magneten 484 a, der sich über die d-Achse hinweg befindet und sich erstreckt, um senkrecht zur d-Achse zu verlaufen, und den Endmagneten 484 b und 484 c, die jeweils mit beiden Enden des mittleren Magneten 484 a verbunden sind.
Die Endmagneten 484 b und 484 c sind jeweils mit beiden Enden des mittleren Magneten 484 a verbunden, sodass

(1) die Endmagneten 484 b und 484 c bezüglich der d-Achse geneigt sind.
(2) je näher sich ein rotorkernseitiges Ende (oberes Ende in 79 (c)) von jedem der Endmagnete 484 b und 484 c an dem Rotorkern 610 befindet, desto näher ist die d-Achse.

Das heißt, dass die Magnetbaugruppe 480 C des mittleren Magneten 484 a und der Endmagnete 484 b und 484 c eine konvexe Form in Richtung des Stators 700, d.h. des Ankers, aufweist.
Magnetische Orientierungen, die in dem mittleren Magneten 484 a definiert sind, verlaufen senkrecht zu der Längsrichtung des mittleren Magneten 484 a und parallel zur d-Achse. Magnetische Orientierungen, die im jeden der Endmagnete 484 b und 484 c definiert sind, verlaufen parallel zur Längsrichtung des entsprechenden der Endmagnete 484 b und 484 c, und sind bezüglich der d-Achse geneigt.
Der mittlere Magnet 484 a weist ein paar von gegenüberliegenden Flächen entlang der Längsrichtung auf, die jeweils als flusswirksame Flächen dienen. Jeder der Endmagnete 484 b und 484 c weist beide Endflächen in dessen Längsrichtung auf, die jeweils als die flusswirksamen Flächen dienen.
Das heißt, dass in der Magnetbaugruppe 484 C sich der mittlere Magnet 484 a, der als ein erster Magnet dient, näher an den Statorwicklungen befindet als die Endmagnete 484 b und 484 c; wobei die Endmagnete 484 b und 484 c jeweils als ein zweiter Magnet dienen. Der mittlere Magnet 484 a ist angeordnet, um die d-Achse mit dem rechten Winkel zu schneiden.
Die Endmagneten 484 b und 484 c sind derart angeordnet, dass je näher sich diese zur d-Achse befinden, desto weiter sich diese von den Statorwicklungen weg befinden. Jeder der Endmagnete 484 b und 484 c weist gegenüberliegende Endflächen 485 a und 484 b auf; wobei sich die Endfläche 485 a am nächsten zu den Statorwicklungen befindet, und sich die Endfläche 485 b am weitesten weg von den Statorwicklungen befindet. Die Endflächen 485 a und 484 b dienen jeweils als flusswirksame Flächen, in die ein magnetischer Fluss fließt oder aus denen ein magnetischer Fluss fließt.
Wie der Magnet 480, stärkt die Magnetbaugruppe 480 C einen magnetischen Fluss auf der d-Achse, und verbessert die Permeanz davon.
Fünfzehntes Ausführungsbeispiel
80 veranschaulicht schematisch eine Struktur eines Rotors 600 gemäß dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel. In 80 weist der Rotorkern 610 ein kreisbogenförmiges Magnetinstallationsloch 641 auf, dass sich zwischen umlaufend benachbarten zwei d-Achsen, d.h. Polmitten; befindet; wobei jedes der Magnetinstallationslöcher 641 eine konvexe Form in Richtung der radialen Mitte des Rotorkerns 610 in dessen seitlichen Querschnitt aufweist.
Die Anzahl von Magnetinstallationslöchern 641 ist eingestellt, um identisch der Anzahl der magnetischen Pole zu sein. Im 15. Ausführungsbeispiel sind acht Magnetinstallationslöcher 641 in dem Rotorkern 610 bereitgestellt. Jedes der Magnetinstallationslöcher 641 weist beide Enden auf, und beide Enden von jedem der Magnetinstallationslöcher 641 befinden sich nahe an den entsprechenden jeweiligen d-Achsen. Das heißt, dass sich die benachbarten Magnetinstallationslöcher 641 über den entsprechenden d-Achsen-Kernabschnitt 642 hinweg befinden.
In jedem der Magnetinstallationslöcher 641 ist ein Magnet 490, der geformt ist, um mit dem Loch 641 übereinzustimmen, installiert. Das heißt, wie das Magnetinstallationsloch 641, weist der Magnet 490 eine kreisbogenförmige konvexe Form in Richtung der radialen Mitte des Rotorkerns 610 in dessen seitlichen Querschnitt auf. Der Magnet 490 ist derart konfiguriert, dass sich die d-Achsen-Seitenabschnitte am nächsten zu der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 610 befinden, und sich der q-Achsen-Seitenabschnitt am weitesten weg von der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 610 befindet.
Das heißt, dass der Magnet 490 eine Kreisbogenform um die q-Achse aufweist, sodass der Magnet 490 konvex in Richtung der Richtung gegenüberliegend der Statorwicklung ist, d. h. konvex in Richtung der Mitte des Rotorkerns 610 ist. Beide Enden des Magneten 490 sind platziert, um sich nahe an den jeweiligen d-Achsen zu befinden. Das heißt, dass der Rotor 600 des 15. Ausführungsbeispiels mit dem Magnetinstallationsloch 641 und dem Magneten 490 zwischen jedem benachbarten Paar der d-Achsen ausgestattet ist.
In den Magnet 490 sind magnetische Orientierungen definiert, um sich kreisbogenförmig entlang der Längsrichtung des Magneten 490 zu erstrecken. Der Magnet 490 weist beide Endflächen 491 in dessen Längsrichtung auf, und die Endflächen 491 dienen jeweils als flusswirksame Flächen, in die ein magnetischer Fluss fließt oder aus denen ein magnetischer Fluss fließt.
Das heißt, dass in den Magneten 490, die Endflächen 491 des Magneten 490, d. h. die d-Achsen-Seitenendflächen 491, jeweils als die flusswirksamen Flächen dienen. In den Magnet 490 definierte magnetische Pfade haben die gleiche Länge, d. h. Kreisbogenlänge, des Magneten 490 in dessen Längsrichtung auf. Der Magnet 490 ist derart konfiguriert, dass sich beide Enden des Magneten 490 nahe den jeweiligen d-Achsen befinden, und die magnetischen Orientierungen sind darin in Richtung den jeweiligen d-Achsen-Enden definiert. Insbesondere weist der Magnet 490 eine Dimension entlang der gegenüberliegenden Richtung zu dem Status 700 auf, das heißt, die maximale Magnetlänge Lb in einer Radialrichtung, und die Länge von jedem von in den Magneten 490 definierten magnetischen Pfade. Die in den Magnet 490 definierten magnetischen Orientierungen sind definiert, um länger zu sein als die maximale Magnetlänge Lb. Dies stärkt daher einen magnetischen Fluss auf der d-Achse, und weist lange magnetische Pfade in dessen darin definierter dickwandiger Richtung auf, was ermöglicht, den Entmagnetisierungswiderstand zu verbessern. Es sei angemerkt, dass der Aufbau bzw. die Struktur des in 80 veranschaulichten Rotors Rotoreigenschaften erzielen kann, die ähnlich den Eigenschaften eines Oberflächenmagnetrotors sind.
In dem Rotorkern 610 befindet sich ein Raum radial außerhalb des Magnetinstallationslochs 641 (Magnet 490), oder ein nicht magnetisches Material ist in den Raum gefüllt. Der Raum oder das in den Raum gefüllte nicht magnetische Material dient als ein nicht magnetisches Element, d. h. eine Flussbarriere 643. Das heißt, dass eine Außenseitenfläche des Magneten 490 als eine unwirksame Fläche dient, die derart konfiguriert ist, dass kein magnetischer Fluss in oder aus der unwirksamen Fläche fließt. Das nicht magnetische Element 643 befindet sich benachbart zu der unwirksamen Fläche. In dem Rotorkern 610 ist eine Brücke 644 bereitgestellt, um das Magnetinstallationsloch 641 und das nicht magnetische Element 643, dass sich außerhalb des Lochs 641 befindet, voneinander zu separieren.
Der vorstehende Rotor 600 ist derart konfiguriert, dass magnetische Orientierungen in dem Magneten 490 entlang der d-Achse definiert sind, was ermöglicht, einen Pol-Abstands-Kreisbogen mit den magnetischen Pfaden des Magneten 490 für jeden Pol in Übereinstimmung zu bringen. Diese Konfiguration des Rotors 600 wirkt stark einer Entmagnetisierung entgegen.
Weitere Modifikation
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele, die vorstehend ausgeführt wurden, beschränkt, und kann verschiedenartig innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung modifiziert werden.
Der Rotor 600 der rotierenden elektrischen Maschine 500 kann die folgende Magnetanordnung anwenden. In dem in 81 veranschaulichten Rotorkern 610 sind eine A-Schicht, B-Schicht, eine C-Schicht..., eine n-Schicht um einen vorbestimmten Punkt auf der d-Achse definiert; wobei minimale Abstände der jeweiligen Schichten A bis n von dem vorbestimmten Punkt eingestellt sind, um sich voneinander zu unterscheiden. Diese Schichten A bis n sind konzentrisch bereitgestellt. Permanentmagnete, die die gleiche Form und gleiche Eigenschaften oder unterschiedliche Formen und unterschiedliche Eigenschaften aufweisen können, sind in den jeweiligen Schichten bereitgestellt.
82 veranschaulicht ein Beispiel der Magnetanordnung. In 82 sind der in 62 veranschaulichte Magnet 430 und die in 64 veranschaulichten Magnete 440 in dem Rotorkern 610 installiert. Das heißt, dass der Magnet 430 in der A-Schicht des Rotorkerns 610 angeordnet ist, und die Magnete 440 von der b-Schicht zu der c-Schicht bereitgestellt sind.
Diese Konfiguration des in 82 veranschaulichten Rotors 600 verwirklicht sowohl (i) eine Reduktion der Entmagnetisierung in jedem Ende des Magneten 430, als auch (i) eine Reduktion der Entmagnetisierung in dem Außenumfang des Rotorkerns 610. Eine beliebige Kombination von Magneten in den jeweiligen A bis n-Schichten kann frei bestimmt werden.
Die Struktur bzw. der Aufbau der Orientierungs-, bzw. Ausrichtungsvorrichtung, die in dem Orientierungsschritt verwendet wird, kann modifiziert werden. Als Nächstes wird im Folgenden eine spezifische Struktur einer Orientierungsvorrichtung 360 beschrieben. 83 (a) veranschaulicht eine schematische Struktur einer Orientierungsvorrichtung 360, die während des Orientierungsstücks verwendet wird, und 83 (b) veranschaulicht eine Vielzahl von Magneten MG, die jeweils in dem Orientierungsschritt magnetisch orientiert bzw. ausgerichtet wurden.
Die Orientierungsvorrichtung 360 umfasst einen Magnetfeldgenerator 361 mit einer Größe, die geeignet ist, eine Form 280 zu umschließen. Der Magnetfeldgenerator 361 umfasst eine Spule 381 a, die konfiguriert ist, um das Orientierungsmagnetfeld darin in eine vorbestimmte Richtung zu erzeugen, wenn diese erregt ist.
Die Form 280 ist in der Spule 361 a derart angeordnet, dass eine Normallinie N parallel zu einer ausgewählten Außenfläche des geformten Körpers der magnetischen Pulver in der Form 280 verläuft.
Zum Beispiel ist die Orientierungsvorrichtung 360 konfiguriert, um den Magnetfeldgenerator 361, d. h. die Spule 361 a, zu erregen bzw. mit Energie zu versorgen, um die Spule 361 a zu bewirken, ein Orientierungsmagnetfeld zu erzeugen, und das von der Erregungsspule 361 a erzeugte Orientierungsmagnetfeld an die Form 280 anzulegen, wodurch eine Orientierung bzw. eine Ausrichtung der magnetischen Pulver in der Form 280 basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld ausgeführt wird. Dies führt dazu, dass der Magnet MG effizient hergestellt wird, während das Orientierungsverhältnis des Magneten MG erhöht wird.
In dieser Modifikation erzeugt der Magnetfeldgenerator 361, d. h. die Spule 361, ein starkes Magnetfeld. Aufgrund dessen ist es möglich, 90 % oder mehr als das Orientierungsverhältnis zu erzielen.
Ein Magnet (Magnetblock), aus dem eine vorbestimmte Anzahl von Magneten aufgeteilt werden kann, wird verwendet. Insbesondere, nach dem Orientierungsschritt für den Magnetblock, wird der Magnetblock in gewünschte Magnete aufgeteilt.
Die Form 280 ist in der Spule 361 a derart angeordnet, dass eine normale Linie N parallel zu einer gewählten Außenfläche der Form 280 verläuft. Aufgrund dessen, nachdem der Magnetblock MG ausgerichtet bzw. orientiert wird, kann der orientierte Magnetblock geschnitten werden, während dieser bezüglich den flusswirksamen Flächen des Magnetblocks MG geneigt ist. Dies ermöglicht daher, Magnete zu erhalten, die jeweils magnetische Orientierungen aufweisen, die einen schrägen Winkel bezüglich den flusswirksamen Flächen haben.
Es sei angemerkt, dass eine schräge durchgezogene Linie in 83(b) die Richtung der magnetischen Orientierungen jedes Magneten MG repräsentiert.
Der Orientierungsschritt unter Verwendung der Orientierungsvorrichtung 360 erzielt Magnete, wie etwa Magnete 400, die jeweils einen höheren Wert des Orientierungsverhältnisses aufweisen.
In der in 83(a) veranschaulichten Struktur ist die Form 280 in der Spule 361a angeordnet, während die normale Linie N des Magneten MG parallel zur Axialrichtung der Spule 361 a verläuft, was ermöglicht, den Magnetfeldgenerator 361 zu verkleinern.
Ein weiteres Beispiel eines Antriebssystems einer rotierenden elektrischen Maschine ist in 84 veranschaulicht. In dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine, das in 84 veranschaulicht ist, ist eine Spannungswandlereinheit zwischen der DC- Energiequelle 59 zum Zuführen der DC-Spannung und der Inverterbrücke 910 bereitgestellt. Die Spannungswandlereinheit ist dazu fähig, eine Eingangsspannung zu der Inverterbrücke 910 zu steuern. Die Steuerung 930 ist konfiguriert, um eine Rechtecksspannungssteuerung durchzuführen, um dadurch die Erregerströme für die jeweiligen Phasenstarterwicklungen zu steuern.
Die Spannungssteuerungseinheit umfasst einen Spannungskonverter 960, ein Schaltelement 964 und eine Spannungssteuerung 963. Das Schaltelement 964 ist an einer Spannungseingangsleitung zu dem Spannungskonverter 960 bereitgestellt. Die Spannungsteuerung 963 ist konfiguriert, um das Schaltelement 964 zu steuern.
Der Spannungskonverter 960 umfasst eine Primärspule 961 und eine Sekundärspule 962. Die Anzahl von Wicklungen der Sekundärspule 962 ist eingestellt, um größer zu sein als die Anzahl Verwicklungen der Primärspule 961. Es sei angemerkt, dass, weil diese Modifikation nicht darauf abzielt, eine Eingangsspannung zu verstärken, die Anzahl von Wicklungen der Sekundärspule 962 gleich oder größer der Anzahl von Wicklungen der Primärspule 961 eingestellt sein kann.
Ein in der Primärspule 961 erzeugter magnetische Fluss verbindet sich mit der Sekundärspule 962, sodass die DC-Spannung von der DC-Energiequelle 950 der Inverterbrücke 910 über die Sekundärspule 962 zugeführt wird.
Die Induktanz des Antriebssystems einer rotierenden elektrischen Maschine ist eingestellt, um größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert zu sein, sodass Spannungsschwankungen aufgrund von Ein-Ausstieg-Schaltoperationen des Schaltelements 964 reduziert werden.
Diese Konfiguration des Antriebssystems einer rotierenden elektrischen Maschine ermöglicht, dass ein in der Primärspule 961 erzeugter magnetische Fluss stabil an die Sekundärspule 962 übertragen wird, sodass eine Sekundärspannung über die zweite Spule 962 erzeugt wird. Dies ermöglicht daher, dass die Inverterbrücke 910 basierend auf einer variablen Spannung betrieben wird, die als eine Funktion der variablen Spannung erzeugt wird, die durch das Schaltelement 961 erzeugt wird.
Die Spannungsteuerung 963 liest beispielsweise einen Wert eines durch die entsprechende Phase fließenden Phasenstrom, und steuert, basierend auf dem erhaltenen Wert des Phasenstroms, eine Einschaltdauer des Schaltelements 964. Dies ermöglicht, die Eingangsspannung zu Inverterbrücke 910 zu steuern. Dies behält eine Spannungsamplitude pro Impuls auf einem niedrigeren Pegel als im Vergleich mit einem Fall, in dem ein Anlegen einer Spannung basierend auf der Trägerfrequenz durchgeführt wird, bei. Dies verhindert das Auftreten von Eisenverlusten aufgrund einer Spannungsschwankung.
In der rotierenden elektrischen Maschine 500 mit niedriger Indukanz, wird eine Erregungssteuerung gemäß der vorbestimmten Trägerfrequenz ausgeführt, sodass eine Divergenz der Stromsteuerung auftreten kann. Aus diesem Gesichtspunkt ermöglicht die in 84 veranschaulichte Struktur, dass die Eingangsspannung zu der Inverterbrücke 910 zwischen der DC-Energiequelle 950 und der Inverterbrücke 910 gesteuert wird. Dies ermöglicht, Stromschwankungen zu reduzieren, wodurch eine Divergenz der Stromsteuerung verhindert wird.
Die Steuerung 930 führt in einem Rechtecksspannungssteuerungsmodus einen 120-Grad, Rechtecks-Spannungssteuerungsmodus unter Verwendung einer Dauer entsprechend 120 elektrische Grad durch. Es sei angemerkt, dass die Steuerung 930 konfiguriert sein kann, um einen anderen Rechteckspannungs-steuerungsmodus unter Verwendung einer Dauer entsprechend eines beliebigen Winkels, der aus dem Bereich von 120 elektrische Grad bis 180 elektrische Grad (inklusive) ausgewählt wird, durchzuführen.
Diese Modifikation ist dazu fähig, die Eingangsspannung zu Inverterbrücke 910 zu ändern.
Zusätzlich ist diese Modifikation dazu fähig, basierend auf einem Rechtecksimpulssignal und den Messinformationen, die von dem Revolver gesendet werden, Ein-Ausstiegs-Schaltoperationen von jedem der Schalter Sp und Sn ohne Synchronisierung mit der Trägerfrequenz durchzuführen.
Wenn zum Beispiel ein in den 85 (a) bis 85 (c) veranschaulichter 120-Grad-Rechteckspannungs-Steuerungsmodus durchgeführt wird, ist die Steuerung 930 konfiguriert, um abwechselnd

1. den Schalter für jede Phase basierend auf einem Rechtecksimpuls mit einer Einsteigdauer entsprechend 120 elektrische Grad einzuschalten
2. den Schalter für jede Phase basierend auf dem Rechtecksimpuls mit einer Ausstiegdauer entsprechend 60 elektrische Grad auszuschalten

Die Steuerung 930 führt vier Schaltoperationen (Ein- oder Ausstiegoperation) für jede Phase während jeder Periode eines elektrischen Grades (360 elektrische Grade) durch, wodurch die gesamten zwölf Schaltoperationen (Ein- oder Ausstiegoperation) während jeder Periode eines elektrischen Grades (360 elektrische Grad) durchgeführt wird.
Dies reduziert drastisch die Anzahl von Schaltoperationen der Schalter in der Inverterbrücke 910 als im Vergleich mit Schaltoperationen der Schalter basierend auf der Trägerfrequenz, die als ein typisches Beispiel mehrere kHz beträgt. Dies reduziert daher drastisch einen Schaltverlust in dem Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine. Zusätzlich, auch wenn die Induktanz der Starterwicklungen klein ist, ist es möglich, das Auftreten von Stromwellen zu verhindern. Es sei angemerkt, wie vorstehend beschrieben, dass der 150-Grad-Rechteckspannungs-Steuerungsmodus einen Rechtecksimpuls mit einer Ein-Dauer entsprechend 150 elektrische Grad verwendet, und der 180-Grad-Rechteckspannung-Steuerungsmodus eine Rechtecksimpuls mit einer Ein-Dauer entsprechend 180 elektrische Grad verwendet.
In der rotierenden elektrischen Maschine 500 gemäß einem entsprechenden Ausführungsbeispiel, wie beispielsweise in 61 veranschaulicht ist, sind die in dem Magnet 420 definierten magnetischen Orientierungen von der q-Achse zu der d- Achse gerichtet, sodass eine große Anzahl von magnetischen Flusskomponenten in Richtung der Mitte eines magnetischen Pols, d. h. der d-Achse, orientiert ist. Aufgrund dessen sind diese Typen von rotierenden elektrischen Maschinen für den 120-Grad-Rechteckspannungs-Steuerungsmodus ausgenommen den 280-Grad-Rechteckspannungs-Steuerungsmodus geeignet.
Das in 84 veranschaulichte Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine kann für die rotierenden elektrischen Maschinen 1, die im 1.-5. Ausführungsbeispiel basierend auf den 1-44 beschrieben wird, angewendet werden.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Innenmagnetrotoren, d. h. die rotierenden elektrischen Maschinen der Innenmagnetart, beschränkt, sondern kann an Oberflächenmagnetrotoren, d. h. rotierende elektrische Maschinen der Oberflächenmagnetart, angewendet werden.
Jede der 91 (a) und 91 (b) veranschaulicht einen Oberflächenmagnetrotor 1010. Ein solcher Rotor kann beispielsweise an der in den 1 und 2 veranschaulichten rotierenden elektrischen Maschine 1 angewendet werden.
Wie in 91 (a) veranschaulicht ist, umfasst der Rotor 1010 einen Rotorkern 1011, und Magnete 1012, die fixiert an die Außenumfangsfläche, d. h. die Fläche, die den Starterwicklungen gegenübersteht, montiert sind. Jeder Magnet 1012 weist ein paar von wirksamen Flächen 1012a und 1012b auf, in die ein magnetischer Fluss fließt oder aus denen ein magnetischer Fluss fließt. Jeder Magnet 1012 weist in dem entsprechenden Magnet 1012 definierte magnetische Pfade auf; wobei die Länge von jedem der magnetischen Pfade länger ist als die Dickedimension zwischen den wirksamen Flächen 1012a und 1012b. Jeder Magnet 1012 weist ebenfalls darin definierte einfache Magnetisierungsachsen auf; wobei jede der einfachen Magnetisierungsachsen entlang einem entsprechenden der magnetischen Pfade orientiert ist.
Zusätzlich, wie in 91 (b) veranschaulicht ist, weist der Rotor 1010 konkave Vertiefungen 1013 auf, die in der Außenumfangsfläche ausgebildet sind, und jeder Magnet 1012 ist zumindest teilweise in der entsprechenden der konkaven Vertiefungen 1013 installiert und daran fixiert.
Zusätzlich veranschaulicht 92 schematisch, dass die Magnete 1012 fixiert an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 1011 montiert sind; wobei sich die Magnete 1012 auf den jeweiligen d-Achsen befinden. Jeder der Magnete 1012 für einen entsprechenden magnetischen Pol erstreckt sich an beiden Seiten der entsprechenden d-Achse. Jeder der Magnete 1012 weist die magnetischen Pfade auf, die jeweils bezüglich der entsprechenden d-Achse geneigt sind. Mit anderen Worten weisen die in jedem Magnet 1012 definierten magnetischen Pfade identische Neigungen bezüglich der Umfangsrichtung auf.
Jeder Magnet 1012 umfasst einen ersten Abschnitt, der sich an einer Seite der d-Achse befindet, und einen zweiten Abschnitt, der sich an der anderen Seite der d-Achse befindet, auf. Die dem ersten Abschnitt definierten magnetischen Pfade verlaufen asymmetrisch in die d-Achse zu den in dem zweiten Abschnitt definierten magnetischen Pfaden.
In zumindest einigen Ausführungsbeispielen weist der Magnet 1012 ein paar von gegenüberliegenden Flächen parallel zueinander als flusswirksamen Flächen (erste effektive Fläche) auf. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Insbesondere kann der Magnet 1012 ein paar von gegenüberliegenden Flächen, die nicht parallel zueinander verlaufen, als flusswirksame Flächen aufweisen. In dieser Modifikation kann jeder der in dem Magnet 1012 definierten magnetischen Pfade sich mit einer der flusswirksamen Flächen mit einem nicht-rechten Winkel schneiden, und kann die andere der flusswirksamen Flächen mit einem rechten Winkel schneiden.
Jede der vorstehend genannten rotierenden elektrischen Maschinen ist als eine rotierende elektrische Maschine der Drehfeldart konzipiert, jedoch kann diese als eine rotierende elektrische Maschine der rotierenden Ankerart konzipiert sein. In dieser Modifikation ist ein Rotor, der als ein Anker dient, fixiert auf der Drehwelle montiert, und ein Stator, der als ein magnetisches Feldelement dient, ist an der radialen Außenseite des Rotors angeordnet. Der Rotor besteht aus einem Rotorkern und Multiphasenankerwicklungen, die auf die Außenumfangsfläche des Rotorkerns montiert sind, und der Stator besteht aus einem Statorkern und Magneten, die fixiert einem Statorkern montiert sind.
Die vorliegende Erfindung kann an rotierende elektrische Maschinen angewendet werden, die jeweils selektiv einen Leistungsgenerator und einen Motor verwenden.
Die vorliegende Erfindung kann an anderen Motoren oder elektromagnetischen Maschinen anstatt der rotierenden elektrischen Maschinen angewendet werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung an einem Linearmotor angewendet werden, der dazu fähig ist, ein bewegliches Element linear zu bewegen. d. h., dass die vorliegende Erfindung an Motoren oder elektromagnetischen Maschinen angewendet werden kann, solange jeder der Motoren oder elektromagnetischen Maschinen Magnete umfasst, die jeweils platziert sind, um einer Wicklung gegenüberzustehen, wobei die Magnete sind

1. jeweils konfiguriert, um eine relative Operation bezüglich der entsprechenden Wicklung durchzuführen, wenn die entsprechende Wicklung erregt wird
2. derart angeordnet, dass sich deren Polaritäten in einer Richtung der relativen Operationen abwechselnd ändern

Die vorstehenden Ausführungsbeispiele können die nachfolgenden technischen Ideen offenbaren.
Maßnahme H1
Ein Magnetgenerator für einen Motor (1), mit:

einer Vielzahl von Magneten (13), die so angeordnet sind, dass sie einer Wicklung (33) gegenüberliegen und die relativ zu der Wicklung beweglich sind, wenn die Wicklung erregt wird, wobei die Magnete in einer relativen Bewegungsrichtung angeordnet sind, während magnetische Polaritäten, die auf den Magneten basieren, abwechselnd geändert werden,
wobei jeder der Magnete aufweist:
- ein erstes Magnetelement (21), das so konfiguriert ist, dass es einen Magnetfluss gemäß einer entsprechenden der Polaritäten erzeugt, wobei der erste Magnet erste darin definierte magnetische Orientierungen aufweist; und
- ein zweites Magnetelement (22) mit einem q-Achsen-Seitenende, das näher an einer Polgrenze angeordnet ist, wobei das zweite Magnetelement zweite magnetische Orientierungen darin definiert hat, und sich die zweiten magnetischen Orientierungen mit den ersten magnetischen Orientierungen schneiden.

Maßnahme H2
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme H1, wobei:

der Motor als eine rotierende elektrische Maschine (1) ausgeführt ist, die aufweist:
- ein Wicklungselement (30), in dem die Wicklung gewickelt ist; und
- ein Magnethalteelement (10), das die Magnete umfasst und radial so angeordnet ist, dass es dem Wicklungselement zugewandt ist, wobei der Magnetgenerator als das Magnetelement verwendet wird,
wobei das erste Magnetelement eine Vielzahl von ersten Magnetelementen umfasst, die in dem Magnetelement in einer Umfangsrichtung des Magnetelements mit vorbestimmten Abständen angeordnet sind; und
wobei das zweite Magnetelement eine Vielzahl von zweiten Magnetelementen umfasst, wobei jedes der zweiten Magnetelemente für das q-Achsen-Seitenende des entsprechenden der ersten Magnetelemente bereitgestellt ist.

Maßnahme H3
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme H2, wobei:

das Magnethalteelement einen weichmagnetischen Kern (11) mit Magnetinstallationslöchern (12) aufweist, die über eine d-Achse hinweg für jeden Pol auf beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind; und
das erste und zweite Magnetelement in jeder der Magnetinstallationslöcher installiert werden.

Maßnahme H4
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme H3, wobei:

das q-Achsen-Seitenende jedes der ersten Magnetelemente einen Magnetverstärkungspunkt (P1) aufweist, der der Ankerwicklung am nächsten liegt; und
jedes der zweiten Magnetelemente ist so konfiguriert, dass es den Magnetfluss am Magnetverstärkungspunkt des q-Achsen-Seitenendes des entsprechenden ersten Magnetelements verstärkt.

Maßnahme H5
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme H3 oder H4, wobei:

jedes der ersten und zweiten Magnetelemente eine im wesentlichen rechteckige Form in einem seitlichen Querschnitt davon und ein Paar gegenüberliegender flußwirksamer Flächen aufweist;
die ersten magnetischen Orientierungen und die zweiten magnetischen Orientierungen der jeweiligen ersten und zweiten Magnetelemente senkrecht zu den entgegengesetzten flusswirksamen Flächen des entsprechenden ersten und zweiten Magnetelements sind; und
das erste und zweite Magnetelement in dem weichmagnetischen Kern so angeordnet sind, dass ein erster Winkel von mindestens einer der ersten magnetischen Orientierungen jedes der ersten Magnetelemente in Bezug auf die d-Achse oder q-Achse von einem zweiten Winkel von mindestens einer der zweiten magnetischen Orientierungen des entsprechenden der zweiten Magnetelemente in Bezug auf die d-Achse oder q-Achse verschieden ist.

Maßnahme H6
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen H3 bis H5, wobei:

ein Winkel, der zwischen mindestens einer der ersten magnetischen Orientierungen jedes der ersten Magnetelemente und mindestens einer der zweiten magnetischen Orientierungen des entsprechenden der zweiten Magnetelemente gebildet wird, als spitzer Winkel eingestellt wird.

Maßnahme H7
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen H3 bis H5, wobei:

die ersten Magnetelemente über die d-Achse hinweg für jeden voneinander zu trennenden Pol als ein Magnetpaar (21) angeordnet sind; und
die ersten magnetischen Orientierungen jedes ersten Magnetelementes sind in Bezug auf die d-Achse geneigt und schneiden sich mit der d-Achse an einem Teil des Kernes, wobei der Teil des Kernes so angeordnet ist, dass er näher an der Ankerwicklung liegt als an einer Seite der Anti-Ankerwicklung,
wobei der Magnetgenerator weiterhin aufweist:
- eine Vielzahl von dritten Magnetelementen (23, 42), die jeweils dritte magnetische Orientierungen aufweisen, wobei jedes der dritten Magnetelemente für ein d-Achsen-Seitenende des entsprechenden der ersten Magnetelemente bereitgestellt ist, so dass die dritten magnetischen Orientierungen sich mit den ersten magnetischen Orientierungen des entsprechenden der ersten Magnetelemente schneiden.

Maßnahme H8
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme H7, wobei:

einer der Magnete des Paares, das über die d-Achse hinweg für jeden Pol angeordnet ist, einen Magnetverstärkungspunkt (P2) aufweist, der dem anderen der Magnete am nächsten liegt;
der andere der Magneten des Paares, das über die d-Achse hinweg für jeden Pol angeordnet ist, einen Magnetverstärkungspunkt (P2) aufweist, der einem der Magnete am nächsten liegt; und
Jedes der dritten Magnetelemente ist so konfiguriert, dass es den zweiten Magnetverstärkungsteil des entsprechenden ersten Magnetelements verstärkt.

Maßnahme H9
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme H7 oder H8, wobei:

ein Winkel, der zwischen mindestens einer der ersten magnetischen Orientierungen jedes der ersten Magnetelemente und mindestens einer der dritten magnetischen Orientierungen des entsprechenden der dritten Magnetelemente gebildet wird, als spitzer Winkel eingestellt wird.

Maßnahme H10
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen H7 bis H9, wobei:

jedes der Magnetinstallationslöcher einen sich seitlich erstreckenden Abschnitt der d-Achse umfasst, der sich zwischen dem entsprechenden Paar der Magnete befindet und der sich in Richtung der d-Achse erstreckt;
jedes der dritten Magnetelemente in dem sich zur d-Achse erstreckenden Abschnitt des entsprechenden Magnetinstallationslochs angeordnet ist; und
jedes der Magnetinstallationslöcher eine Flussbarriere aufweist, die näher an der d-Achse liegt als das entsprechende dritte Magnetelement.

Maßnahme H11
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen H3 bis H10, wobei:

die Magnetinstallationslöcher über die d-Achse hinweg für jeden Pol auf beiden Seiten der d-Achse so angeordnet sind, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind; und
die Magnete sind über die d-Achse hinweg für jeden Pol symmetrisch um die d-Achse angeordnet.

Maßnahme H12
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen H1 bis H11, wobei:

jedes der ersten und zweiten Magnetelemente einen Wert der Koerzitivkraft aufweist, wobei der Wert der Koerzitivkraft des zweiten Magnetelements kleiner als der Wert der Koerzitivkraft des ersten Magnetelements ist.

Maßnahme H13
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen H1 bis H11, wobei:

jedes der ersten und zweiten Magnetelemente einen Wert der Koerzitivkraft aufweist, wobei der Wert der Koerzitivkraft des ersten Magnetelements kleiner als der Wert der Koerzitivkraft des zweiten Magnetelements ist.

Maßnahme H14
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen H3 bis H11, wobei:

jedes der zweiten und dritten Magnetelemente einen Wert der Koerzitivkraft aufweist, wobei der Wert der Koerzitivkraft des zweiten Magnetelements von dem Wert der Koerzitivkraft des dritten Magnetelements verschieden ist.

Maßnahme H15
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen H3 bis H14, wobei:

jedes der ersten Magnetelemente geteilte Magnetsegmente (27a, 27b) in einer Richtung von der q-Achse zur d-Achse umfasst, wobei jedes der Magnetsegmente mindestens eine der ersten magnetischen Orientierungen aufweist, wobei sich die mindestens eine der ersten magnetischen Orientierungen eines der Magnetsegmente von der mindestens einen der ersten magnetischen Orientierungen eines anderen der Magnetsegmente unterscheidet;
die Magnetsegmente mindestens ein q-Achsen-Seitensegment und ein d-Achsen-Segment umfassen, wobei das q-Achsen-Seitensegment näher an der q-Achse angeordnet ist als das d-Achsen-Segment, das d-Achsen-Seitensegment näher an der d-Achse angeordnet ist als das q-Achsen-Segment; und
die mindestens eine der ersten magnetischen Orientierungen des q-Achsen-Seitensegments näher an einer Richtung parallel zur q-Achse liegt als die mindestens eine der ersten magnetischen Orientierungen des d-Achsen-Seitensegments.

Maßnahme H16
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme H15, wobei:

die Magnetsegmente jedes ersten Magnetelements jeweils einander zugewandte Enden haben; und
die Magnetsegmente jedes ersten Magnetelementes sind so angeordnet, dass die Enden der jeweiligen Magnetsegmente zur Wicklung hin konkav geformt sind.

Maßnahme H17
Der Magnetgenerator nach einem der Maße H3 bis H16, wobei:

der weichmagnetische Kern eine dem Wicklungselement zugewandte Außenfläche aufweist und eine Nut (42, 43) umfasst, die sich in axialer Richtung des weichmagnetischen Kerns erstreckt.

Maßnahme H18
Der Magnetgenerator nach einem der Maße H3 bis H17, wobei:

der weichmagnetische Kern ein Rotorkern ist, der aufweist:
- ein Durchgangsloch (14), das durch einen Mittelabschnitt davon ausgebildet ist, eine Drehwelle (40), die drehbar in dem Durchgangsloch angeordnet ist, wobei das Durchgangsloch eine Innenumfangsfläche davon aufweist; und
- einen Vorsprung (14a), der an der inneren Umfangsfläche des Durchgangslochs ausgebildet und auf der d-Achse für jeden Pol angeordnet ist, wobei sich der Vorsprung so erstreckt, dass er an einer äußeren Umfangsfläche der Drehwelle anliegt.

Maßnahme J1
Ein Magnetgenerator für einen Motor (1), mit:

einer Vielzahl von Magneten (13), die so angeordnet sind, dass sie einer Wicklung (33) gegenüberliegen und die relativ zu der Wicklung beweglich sind, wenn die Wicklung erregt wird, wobei die Magnete in einer relativen Bewegungsrichtung angeordnet sind, während magnetische Polaritäten, die auf den Magneten basieren, abwechselnd geändert werden,
wobei jeder der Magnete, aufweist:
- eine Vielzahl von ersten Magnetelementen (21), die über eine d-Achse hinweg für jeden Pol auf beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind, um voneinander separiert zu sein, wobei jedes der ersten Magnetelemente erste magnetische Orientierungen aufweist, die darin definiert sind, wobei die ersten magnetischen Orientierungen jedes der ersten Magnetelemente in Bezug auf die d-Achse geneigt sind und sich mit der d-Achse an einer vorbestimmten Position schneiden, wobei die vorbestimmte Position so angeordnet ist, dass sie näher an der Ankerwicklung als an einer Anti-Ankerwicklungsseite liegt; und
- eine Vielzahl von zweiten Magnetelementen (23), die jeweils für ein d-Achsen-Seitenende eines entsprechenden der ersten Magnetelemente bereitgestellt sind, wobei jedes der zweiten Magnetelemente darin definierte zweite magnetische Orientierungen aufweist, wobei die zweiten magnetischen Orientierungen jedes der zweiten Magnetelemente die ersten magnetischen Orientierungen des entsprechenden der ersten Magnetelemente schneiden.

Maßnahme J1
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme J1, wobei:

der Motor als eine rotierende elektrische Maschine (1) ausgeführt ist, die aufweist:
- ein Wicklungselement (30), in dem die Wicklung gewickelt ist und
- ein Magnethalteelement (10), das die Magnete umfasst und radial so angeordnet ist, dass es dem Wicklungselement zugewandt ist, wobei der Magnetgenerator als das Magnetelement verwendet wird;
das Magnethalteelement einen weichmagnetischen Kern (11) mit Magnetinstallationslöchern (12) umfasst, die über eine d-Achse hinweg für jeden Pol auf beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind; und
werden das erste und zweite Magnetelement in jeder der Magnetinstallationslöcher installiert.

Maßnahme J3
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme J2, wobei:

die Magnetinstallationslöcher für jeden Pol auf beiden Seiten der d-Achse über die d-Achse hinweg angeordnet sind, um symmetrisch um die d-Achse zu sein; und
die Magnete über die d-Achse hinweg für jeden Pol angeordnet sind, um symmetrisch zur d-Achse zu verlaufen.

Maßnahme J4
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme J2 oder J3, wobei:

jedes der Magnetinstallationslöcher einen sich seitlich erstreckenden Abschnitt der d-Achse umfasst, der sich zwischen dem entsprechenden Paar der Magnete befindet und der sich in Richtung der d-Achse erstreckt;
jedes der zweiten Magnetelemente in dem sich auf der d-Achsen-Seite erstreckenden Abschnitt des entsprechenden der Magnetinstallationslöcher angeordnet ist; und
jedes der Magnetinstallationslöcher eine Flussbarriere umfasst, die näher an der d-Achse liegt als das entsprechende zweite Magnetelement.

Maßnahme J5
Der Magnetgenerator nach einem der Maße J1 bis J4, wobei:

einer der Magnete des Paares, das über die d-Achse hinweg für jeden Pol angeordnet ist, einen Magnetverstärkungspunkt (P2) aufweist, der dem anderen der Magnete am nächsten liegt;
der andere der Magnete des Paares, der über die d-Achse hinweg für jeden Pol angeordnet ist, einen Magnetverstärkungspunkt (P2) aufweist, der einem der Magnete am nächsten liegt; und
jedes der zweiten Magnetelemente so konfiguriert ist, dass es den zweiten Magnetverstärkungsteil des entsprechenden ersten Magnetelements verstärkt.

Maßnahme J6
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen J1 bis J5, wobei:

ein Winkel, der zwischen mindestens einer der ersten magnetischen Orientierungen jedes der ersten Magnetelemente und mindestens einer der zweiten magnetischen Orientierungen des entsprechenden der zweiten Magnetelemente gebildet wird, auf einen spitzen Winkel eingestellt ist.

Maßnahme K1
Ein Magnetgenerator für einen Motor (1), umfassend:

eine Vielzahl von Magneten (51, 71, 101, 121), die so angeordnet ist, dass sie einer Wicklung (33) gegenüberliegt und die relativ zu der Wicklung beweglich ist, wenn die Wicklung erregt wird, wobei die Magnete in einer relativen Bewegungsrichtung angeordnet sind, während magnetische Polaritäten, die auf den Magneten basieren, abwechselnd geändert werden,
wobei jeder der Magnete aufweist:
- flusswirksame Flächen, die an den jeweiligen Wicklungs- und Anti-Wicklungsseiten zur Erzeugung eines magnetischen Flusses angeordnet sind; und
- darin definierte magnetischen Orientierungen, die sich mit mindestens einer der flusswirksamen Flächen unter einem nicht orthogonalen Winkel schneiden.

Maßnahme K2
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K1, wobei:

der Motor als eine rotierende elektrische Maschine (1) ausgeführt ist, die aufweist:
- ein Wicklungselement (30), in dem die Wicklung gewickelt ist;
- ein Magnethalteelement (10), das die Magnete umfasst und radial so angeordnet ist, dass es dem Wicklungselement zugewandt ist, wobei der Magnetgenerator als das Magnetelement verwendet wird;
das Magnethalteelement einen weichmagnetischen Kern (11) mit Magnetinstallationsöffnungen (12) aufweist, die über eine d-Achse hinweg für jeden Pol auf beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind; und
die Magnete in die jeweiligen Magnetinstallationslöcher installiert sind.

Maßnahme K3
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K2, wobei:

die Magnetinstallationslöcher für jeden Pol auf beiden Seiten der d-Achse über die d-Achse hinweg angeordnet sind, um symmetrisch um die d-Achse zu sein; und
die Magnete sind über die d-Achse hinweg für jeden Pol symmetrisch um die d-Achse angeordnet.

Maßnahme K4
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K2 oder K3, wobei:

die magnetischen Orientierungen von jedem der Magnete so geändert werden, dass die magnetischen Orientierungen eine erste Orientierung an der wicklungsseitigen Flussfläche und eine zweite Orientierung an der wicklungsabgewandten Flussfläche haben, wobei die erste Orientierung von der zweiten Orientierung verschieden ist.

Maßnahme K5
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K4, wobei:

die magnetischen Orientierungen von jedem der Magnete von der q-Achse zur d-Achse so geändert werden, dass die magnetischen Orientierungen eine orthogonale Orientierung in den magnetischen Orientierungen, die näher an einer Richtung orthogonal zur q-Achse liegt, und eine parallele Orientierung in den magnetischen Orientierungen, die näher an einer Richtung parallel zur d-Achse liegt, umfassen, so dass sie eine nichtlineare konvexe Form zur Anti-Wickel-Seite hin aufweisen.

Maßnahme K6
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K4, wobei:

die magnetischen Orientierungen von jedem der Magnete von der d-Achse zur q-Achse so geändert werden, dass die magnetischen Orientierungen eine orthogonale Orientierung näher an einer Richtung orthogonal zur d-Achse und eine parallele Orientierung näher an einer Richtung parallel zur q-Achse umfassen, so dass sie eine nichtlineare konvexe Form zur Anti-Wickel-Seite hin aufweisen.

Maßnahme K7
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen K2 bis K6, wobei:

jeder der Magnete ein q-Achsen-Seitenende, ein d-Achsen-Seitenende und einen Zwischenabschnitt zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende in dem weichmagnetischen Kern aufweist; und
das Seitenende der q-Achse sich im weichmagnetischen Kern befindet, so dass es radial näher an der Wicklung liegt als das Seitenende der d-Achse; und
der Zwischenteil zur Wickelseite hin gewölbt angeordnet ist.

Maßnahme K8
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen K2 bis K7, wobei:

jede der magnetischen Orientierungen von jedem der Magnete jede der flusswirksamen Flächen unter dem nicht-orthogonalen Winkel schneidet;
jeder der Magnete Endflächen hat, die parallel zu den magnetischen Orientierungen sind und die sich mit den flusswirksamen Flächen schneiden; und
jede der Magnetinstallationslöcher eine Flussbarriere (53, 54) aufweist, die an einer Außenseite von mindestens einem von einem d-Achsen-Seitenende und einem q-Achsen-Seitenende des entsprechenden Magneten angeordnet ist.

Maßnahme K9
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K2 oder K3, wobei:

jede der magnetischen Orientierungen von jedem der Magnete in Bezug auf die d-Achse geneigt ist und sich mit jeder der flußwirksamen Flächen mit dem nicht-orthogonalen Winkel schneidet.

Maßnahme K10
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K9, wobei:

die Magnete über die d-Achse hinweg für jeden Pol so angeordnet sind, dass sich diese auf beiden Seiten der d-Achse befinden; und
die magnetischen Orientierungen der jeweiligen über die d-Achse hinweg angeordneten Magnete sind gegenüber der d-Achse geneigt und schneiden sich an einem Teil des weichmagnetischen Kerns, wobei dieser Teil näher an der Wicklung liegt als das Magnetinstallationsloch.

Maßnahme K11
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K9 oder K10, wobei:

jede der magnetischen Orientierungen von jedem der Magnete jede der flusswirksamen Flächen unter dem nicht orthogonalen Winkel schneidet; und
jeder der Magnete Endflächen aufweist, die parallel zu den magnetischen Orientierungen liegen und sich mit den flusswirksamen Flächen schneiden.

Maßnahme K12
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen K9 bis K11, wobei:

jeder der Magnete eine erste Länge von mindestens einer Endorientierung der magnetischen Orientierungen, die in einer der Endflächen definiert ist, die sich mit der flusswirksamen Fläche schneiden, und eine zweite Länge von mindestens einer Mittenorientierung der magnetischen Orientierungen, die in einem Mittelabschnitt zwischen den Endflächen definiert ist, aufweist, wobei die zweite Länge der mindestens einen Mittenorientierung länger ist als die erste Länge der mindestens einen Endorientierung.

Maßnahme K13
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen K9 bis K12, wobei:

jeder der Magnete einen d-Achsen-Näherungsabschnitt und einen q-Achsen-Näherungsabschnitt aufweist, wobei der d-Achsen-Näherungsabschnitt näher an der d-Achse liegt als der q-Achsen-Näherungsabschnitt, der q-Achsen-Näherungsabschnitt näher an der q-Achse liegt als der d-Achsen-Näherungsabschnitt; und
mindestens eine d-Achsen-nähere Orientierung der im d-Achsen-Näherungsabschnitt definierten magnetischen Orientierungen von mindestens einer q-Achsen-näheren Orientierung der im q-Achsen-Näherungsabschnitt definierten magnetischen Orientierungen verschieden ist.

Maßnahme K14
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K13, wobei:

die mindestens eine d-Achsen-nähere Orientierung, die in dem d-Achsen-näheren Abschnitt jedes Magneten definiert ist, näher an einer Richtung parallel zur d-Achse liegt als die mindestens eine q-Achsen-nähere Orientierung, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt des entsprechenden Magneten definiert ist.

Maßnahme K15
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K14, wobei:

eine Neigung (2) der mindestens einen näheren q-Achsen-Orientierung, die in dem näheren q-Achsen-Abschnitt jedes Magneten in Bezug auf eine Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen definiert ist, größer ist als eine Neigung (1) der mindestens einen näheren d-Achsen-Orientierung, die in dem näheren d-Achsen-Abschnitt des entsprechenden Magneten in Bezug auf die Richtung senkrecht zu den flusswirksamen Flächen definiert ist.

Maßnahme K16
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K13, wobei:

die mindestens eine q-Achsen-nähere Orientierung, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt jedes Magneten definiert ist, näher an einer Richtung parallel zur q-Achse liegt als die mindestens eine d-Achsen-nähere Orientierung, die in dem d-Achsen-näheren Abschnitt des entsprechenden Magneten definiert ist.

Maßnahme K17
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen K9 bis K12, wobei:

die Magnetinstallationslöcher ein Paar Magnetinstallationslöcher enthalten, die über die d-Achse hinweg für jeden Pol auf beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind, wobei die Magnetinstallationslöcher des Paares eine im wesentlichen V-Form haben, so dass ein gegenüberliegender Abstand zwischen den Magnetinstallationslöchern zur Wicklungsseite hin länger wird;
jeder der Magnete einen ersten Magnetabschnitt und einen zweiten Magnetabschnitt über die d-Achse hinweg aufweist, wobei der erste Magnetabschnitt ein d-Achsen-Seitenende und der zweite Magnetabschnitt ein q-Achsen-Seitenende aufweist; und
mindestens eine der magnetischen Orientierungen, die im zweiten Magnetabschnitt festgelegt sind, näher an einer Richtung senkrecht zur q-Achse liegt als mindestens eine der im ersten Magnetabschnitt definierten magnetischen Orientierungen.

Maßnahme K18
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K17, wobei:

mindestens eine der im ersten Magnetabschnitt definierten magnetischen Orientierungen parallel zur d-Achse verläuft.

Maßnahme K19
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K2 oder K3, wobei:

jeder der Magnete ein q-Achsen-Seitenende, ein d-Achsen-Seitenende und einen Zwischenabschnitt zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende in dem weichmagnetischen Kern aufweist; und
sich das Seitenende der q-Achse im weichmagnetischen Kern befindet, so dass es radial näher an der Wicklung liegt als das Seitenende der d-Achse; und
der Zwischenteil zur Wickelseite hin gewölbt angeordnet ist.

Maßnahme K20
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K2 oder K3, wobei:

jeder der Magnete ein q-Achsen-Seitenende, ein d-Achsen-Seitenende und einen Zwischenabschnitt zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende in dem weichmagnetischen Kern aufweist; und
sich das Seitenende der q-Achse im weichmagnetischen Kern befindet, so dass es radial näher an der Wicklung liegt als das Seitenende der d-Achse; und
der Zwischenteil zur Anti-Wickel-Seite hin gewölbt angeordnet ist.

Maßnahme K21
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K19 oder K20, wobei:

jeder der Magnete einen d-Achsen-Näherungsabschnitt und einen q-Achsen-Näherungsabschnitt aufweist, wobei der d-Achsen-Näherungsabschnitt näher an der d-Achse liegt als der q-Achsen-Näherungsabschnitt, der q-Achsen-Näherungsabschnitt näher an der q-Achse liegt als der d-Achsen-Näherungsabschnitt; und
mindestens eine der im näheren d-Achsenabschnitt definierten magnetischen Orientierungen von mindestens einer der im näheren q-Achsenabschnitt definierten magnetischen Orientierungen verschieden ist.

Maßnahme K22
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen K2 bis K21, wobei:

die magnetischen Orientierungen von jedem der Magnete jeweils eine Kreisbogenform aufweisen.

Maßnahme K23
Der Magnetgenerator gemäß einer der Maßnahmen K2 bis K22, wobei:

die Magnete ein Paar aus einem Erstseitenmagneten und einem Zweitseitenmagneten umfassen, die über einen d-Achsen-Kernabschnitt (55) des weichmagnetischen Kerns angeordnet sind;
jeder der Magnete der ersten und zweiten Seite ein entgegengesetztes wicklungsseitiges Ende und ein Anti-Wicklungsseitenende aufweist; und
der weichmagnetische Kern ein nichtmagnetisches Element (54) für jeden der Magnete der ersten und zweiten Seite umfasst, wobei sich das nichtmagnetische Element (54) von dem wicklungsseitigen Ende des entsprechenden der Magnete der ersten und zweiten Seite zu dem antiwicklungsseitigen Ende des entsprechenden der Magnete der ersten und zweiten Seite über den d-Achsen-Kernabschnitt (55) erstreckt.

Maßnahme K24
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K23, wobei:

das nichtmagnetische Element für jeden der Magnete der ersten und zweiten Seite aus einem nichtmagnetischen Material besteht, das in einem Teil des entsprechenden der magnetischen Installationslöcher installiert ist.

Maßnahme K25
Der Magnetgenerator gemäß der Maßnahme K23 oder K24, wobei:

der weichmagnetische Kern ein Rotorkern ist, der aufweist:
- ein Durchgangsloch (14), das durch einen Mittelabschnitt davon ausgebildet ist, eine Drehwelle (40), die drehbar in dem Durchgangsloch angeordnet ist, wobei das Durchgangsloch eine Innenumfangsfläche davon aufweist; und
das nicht-magnetische Element (54) für jeden der Magnete der ersten und zweiten Seite in Richtung der q-Achsenseite über eine virtuelle Linie vorsteht, wobei die virtuelle Linie so definiert ist, dass sie eine Verbindung zwischen einem radial innersten Punkt des entsprechenden der Magnete der ersten und zweiten Seite und einem Zentrum des Rotorkerns herstellt.

Maßnahme K26
Verfahren zur Herstellung eines Magneten (51, 71) zur Verwendung für eine rotierende elektrische Maschine (1), wobei das Verfahren umfasst:

Füllen eines magnetischen pulverförmigen Elements in eine Form (63, 81), die in einem von einer Magnetfeldspule (61, 81) erzeugten Magnetfeld anzuordnen ist;
Anlegen einer vorbestimmten magnetischen Orientierung an das in die Form gefüllte magnetische pulverförmige Element auf der Grundlage des Magnetfeldes, während das von der Magnetfeldspule erzeugte Magnetfeld auf der Grundlage eines Orientierungskerns (62, 82) gebogen wird; und
Sintern des in die Form gefüllten magnetischen pulverförmigen Elements.

Maßnahme L1
Ein weichmagnetischer Kern, der so anzuordnen ist, dass er einer Wicklung (33) einer elektrischen Maschine (1) mit Innenmagnet gegenüberliegt, um eine Vielzahl von Magneten (51, 71, 101, 121) zu halten, wobei der weichmagnetische Kern umfasst:

eine Vielzahl von darin definierten Magnetinstallationslöchern, in denen ein entsprechender der Magnete zu montieren ist, wobei:
- die Magnetinstallationslöcher ein Paar von Magnetinstallationslöchern enthalten, die über die d-Achse hinweg für jeden Pol auf beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind, wobei die Magnetinstallationslöcher des Paares eine im Wesentlichen V-Form aufweisen, so dass ein gegenüberliegender Abstand zwischen den Magnetinstallationslöchern in Richtung der Wicklungsseite länger wird;
jedes der Magnetinstallationslöcher des Paares ein q-Achsen-Seitenende, ein d-Achsen-Seitenende und einen Zwischenabschnitt zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende aufweist; und
der Zwischenteil zur Wickelseite hin gewölbt angeordnet ist.

Maßnahme L2
Der weichmagnetische Kern gemäß der Maßnahme L1, wobei:

die rotierende elektrische Maschine umfasst:
- einen ringförmigen Stator (30), in dem die Wicklung gewickelt ist; und
- einen Rotor (10), der radial innerhalb des Stators dem Stator gegenüberliegend angeordnet ist, wobei der Rotor die Magnete umfasst;
der weichmagnetische Kern als ein Rotorkern (11) zu verwenden ist, der den Rotor bildet; und
der Zwischenteil zur Statorseite hin gewölbt angeordnet ist.

Maßnahme L3
Der weichmagnetische Kern gemäß der Maßnahme L1 oder L2, wobei:

die Magnetinstallationslöcher über die d-Achse hinweg für jeden Pol auf beiden Seiten der d-Achse symmetrisch um die d-Achse angeordnet sind.

Während die veranschaulichenden Ausgestaltungen der vorliegenden Offenlegung hier beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenlegung nicht auf die hier beschriebenen Ausgestaltungen beschränkt, sondern umfasst alle Ausgestaltungen mit Modifikationen, Weglassungen, Kombinationen (z.B. von Aspekten über verschiedene Ausführungsbeispiele hinweg), Anpassungen und/oder Änderungen, die einem Fachmann ersichtlich sind, der aufgrund der vorliegenden Offenbarung über gewöhnliche technische Fähigkeiten verfügt. Die vorliegende Offenbarung kann in verschiedenen Kombinationen durchgeführt werden und kann ein oder mehrere zusätzliche Elemente zu jeder der Ausführungsbeispiele enthalten. Die vorliegende Offenlegung kann eine Struktur jeder Ausgestaltung enthalten, aus der ein oder mehrere Teile und/oder ein oder mehrere Komponenten eliminiert wurden. Die Beschränkungen in den Ansprüchen sind auf der Grundlage der in den Ansprüchen verwendeten Sprache weit auszulegen und sind nicht auf Beispiele beschränkt, die in der vorliegenden Spezifikation oder während der Verfolgung der Anmeldung beschrieben werden, wobei diese Beispiele als nicht ausschließlich zu verstehen sind. Der offengelegte technische Bereich kann verschiedene Änderungen der Beschränkungen in den Ansprüchen innerhalb des Umfangs oder des entsprechenden Bereichs der vorliegenden Offenbarung umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017149184 [0001]
JP 2018026511 [0001]
JP 2018026512 [0001]
JP 2018026513 [0001]
JP 2018026514 [0001]
JP 2018144612 [0001]
JP 2018144613 [0001]
JP 2018144614 [0001]
JP 2018144615 [0001]
JP 2018144616 [0001]
JP 2018144617 [0001]
JP 2018144618 [0001]
JP 201493859 [0006]

Claims

Rotierende elektrische Maschine, mit: einer Vielzahl von Magneten (400), die in einem Kern bereitgestellt und konfiguriert sind, um Magnetpole erzeugen, die in einer Umfangsrichtung des Kerns angeordnet sind, wobei jeder der Magnetpole eine d-Achse und eine q-Achse definiert, wobei die d-Achse eine Mitte des entsprechenden Magnetpols darstellt; und einem Anker (700), der eine Ankerwicklung (720) aufweist, wobei jeder der Magnete, aufweist: einen Magnetkörper (400, 420, 430, 460) mit einem Paar gegenüberliegender flusswirksamer Flächen (401a, 401b, 411a, 411b), wobei eine der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, in die ein magnetischer Fluss fließt, wobei der Magnetkörper eine Dicke aufweist, die als ein minimaler Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist, wobei der Magnetkörper eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen aufweist, und wobei eine Länge einer Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen länger ist als die Dicke des Magnetkörpers.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 1, wobei: der Magnetkörper eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen aufweist; und jede der einfachen Magnetisierungsachsen entlang einem entsprechenden der magnetischen Pfade orientiert ist.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 2, wobei: eine der flusswirksamen Flächen der Ankerwicklung zugewandt ist; die andere der flusswirksamen Flächen einer Richtung entgegengesetzt der Ankerwicklung zugewandt ist; jeder der Magnete einen ersten und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei sich der erste Abschnitt näher an der q-Achse befindet als der zweite Abschnitt an der q-Achse, wobei sich der zweite Abschnitt näher an der d-Achse befindet als der erste Abschnitt an der d-Achse; und mindestens einer der ersten und zweiten Abschnitte einen der magnetischen Pfade umfasst, wobei einer der magnetischen Pfade länger als die Dicke des Magnetkörpers ist.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 3, wobei: der erste Abschnitt einen der magnetischen Pfade als einen ersten magnetischen Pfad umfasst; und der zweite Abschnitt einen der magnetischen Pfade als einen zweiten magnetischen Pfad umfasst, wobei der erste magnetische Pfad länger ist als der zweite magnetische Pfad.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 3, wobei: der erste Abschnitt einen der magnetischen Pfade als einen ersten magnetischen Pfad umfasst; der zweite Abschnitt einen der magnetischen Pfade als einen zweiten magnetischen Pfad umfasst; der erste magnetische Pfad des ersten Abschnitts in Bezug auf die d-Achse mit einem ersten Winkel geneigt ist; der zweite magnetische Pfad des zweiten Abschnitts in Bezug auf die d-Achse mit einem zweiten Winkel geneigt ist; und der erste Winkel größer ist als der zweite Winkel.
Rotierende elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die im Magnetkörper definierten magnetischen Pfade in Bezug auf die flusswirksamen Flächen geneigt sind; und eine Orientierung von jedem der magnetischen Pfade geneigt ist, um sich näher an der d-Achse in Richtung der Ankerwicklung zu befinden.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 1, wobei: sich der Magnetkörper von jedem der Magnete auf der d-Achse befindet; jeder der Magnete einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei sich der erste Abschnitt näher an der q-Achse befindet als der zweite Abschnitt, wobei sich der zweite Abschnitt auf der d-Achse befindet; der erste Abschnitt einen der magnetischen Pfade als einen ersten magnetischen Pfad umfasst; der zweite Abschnitt einen der magnetischen Pfade als einen zweiten magnetischen Pfad umfasst; der erste magnetische Pfad orientiert ist, um in Bezug auf die d-Achse geneigt zu sein; und der zweite magnetische Pfad orientiert ist, um parallel zur d-Achse zu verlaufen.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 7, wobei: sich der zweite Abschnitt in einem Winkelbereich von 32,7 elektrische Grad um die d-Achse, oder in einem Winkelbereich, der von einschließlich 27,7 elektrischen Grad bis einschließlich 32,7 elektrische Grad um die d-Achse definiert ist, befindet.
Rotierende elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: der Magnetkörper von jedem der Magnete eine Längslänge entlang den flusswirksamen Flächen aufweist, wobei die flusswirksamen Flächen jeweils als erste flusswirksame Flächen (411a, 411b) dienen; der Magnetkörper von jedem der Magnete gegenüberliegende Flächen in einer Richtung der Längslänge aufweist, wobei mindestens eine der Flächen als eine zweite flusswirksame Fläche (411c) dient, aus der ein magnetischer Fluss fließt oder in die ein magnetischer Fluss fließt; eine der ersten flusswirksamen Flächen, die sich näher an der Ankerwicklung befindet als die andere, als eine äußere erste flusswirksame Fläche definiert ist; und die magnetischen Pfade mindestens einen magnetischen Pfad umfassen, der sich von einer der äußeren ersten flusswirksamen Flächen und der zweiten flusswirksamen Fläche zu der anderen davon erstreckt.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 9, wobei: die rotierende elektrische Maschine eine Vielzahl von Magnetinstallationslöcher (611) aufweist, die durch den Kern ausgebildet sind; die Magnete jeweils in den Magnetinstallationslöchern installiert sind; und die zweite flusswirksame Fläche des Magnetkörpers von jedem der Magnete an einer Innenwandfläche des entsprechenden Magnetinstallationslochs anliegt.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei: der erste Abschnitt in dem Magnetkörper jedes Magneten eine unwirksame Fläche (422, 432) zwischen der äußeren ersten flusswirksamen Fläche und der zweiten flusswirksamen Fläche aufweist, wobei kein magnetischer Fluss von der unwirksamen Fläche fließt und kein magnetischer Fluss in die unwirksame Fläche fließt; und der Magnetkörper jedes Magneten ein nichtmagnetisches Element (621, 626) umfasst, das zwischen der unwirksamen Fläche und dem Kern angeordnet ist.
Rotierende elektrische Maschine gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei: mindestens ein magnetischer Pfad, der sich von einer der äußeren ersten flusswirksamen Fläche und der zweiten flusswirksamen Fläche zu der anderen davon erstreckt, eine Kreisbogenform aufweist.
Rotierende elektrische Maschine, mit: einer Vielzahl von Magneten (480), die in einem Kern bereitgestellt und konfiguriert sind, um Magnetpole zu erzeugen, die in einer Umfangsrichtung des Kerns angeordnet sind, wobei jeder der Magnetpole eine d-Achse definiert, die eine Mitte des entsprechenden Magnetpols darstellt; und einem Anker (700), der eine Ankerwicklung (720) aufweist, wobei jeder der Magnete aufweist: einen ersten Abschnitt, der angeordnet ist, um sich am nächsten zur d-Achse und zum Anker zu befinden; und einen zweiten Teil, der angeordnet ist, um sich einer q-Achse, die magnetisch senkrecht zur d-Achse steht, am nächsten zu befinden und angeordnet ist, um sich am weitesten vom Anker entfernt zu befinden, wobei der erste Abschnitt eine Außenfläche (482) aufweist, die Flusseintrittsfläche oder Flussaustrittsfläche dient, wobei der erste Abschnitt eine Außenfläche (481) aufweist, die als die andere, der Flusseintrittsfläche und der Flussaustrittsfläche, dient.
Rotierende elektrische Maschine, mit: einer Vielzahl von Magneten (400), die in einem Kern bereitgestellt und konfiguriert sind, um Magnetpole erzeugen, die in einer Umfangsrichtung des Kerns angeordnet sind, wobei die Magnetpole d-Achsen und q-Achsen definieren; und einem Anker (700), der eine Ankerwicklung (720) aufweist, wobei jeder der Magnete aufweist: einen Magnetkörper (490) mit einer Kreisbogenform, die zu einer Mittelachse des Kerns hin konvex ist, wobei der Magnetkörper jedes Magneten aufweist: einen Mittelabschnitt, der auf einer entsprechenden der q-Achsen angeordnet ist; und erste und zweite Enden, die sich vom Mittelteil aus erstrecken und sich jeweils auf den entsprechenden d-Achsen oder um diese herum befinden, wobei das erste und das zweite Ende jeweils eine flusswirksame Fläche aufweisen, in die ein magnetische Fluss fließt oder aus der ein magnetischer Fluss fließt.
Antriebssystem für eine rotierende elektrische Maschine zum Antreiben der rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die rotierende elektrische Maschine mehrphasige Ankerwicklungen als die Ankerwicklung aufweist, wobei das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine aufweist: eine Leistungsanpassungseinrichtung (910) mit mindestens einem Schalter, der mit den mehrphasigen Ankerwicklungen verbunden ist; eine Steuerung (930), die konfiguriert ist, um Ein-Aus-Schaltvorgänge des mindestens einen Schalters zu steuern, um dadurch einen Strom zu steuern, der jeder der mehrphasigen Ankerwicklungen zugeführt wird; und einen Spannungskonverter (960, 963), der zwischen einer Gleichstromenergiequelle (950) und der Leistungsanpassungseinrichtung angeordnet ist, und dazu fähig ist, eine Eingangsspannung zu der Leistungsanpassungseinrichtung zu steuern, wobei der Regler ist konfiguriert ist, um den Strom für jede der mehrphasigen Ankerwicklungen in einem Rechteckspannungs-Steuerungsmodus steuert.
Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Anspruch 15, wobei: der mindestens eine Schalter eine Vielzahl von Schaltern umfasst; und die die Steuerung aufweist: eine erste Steuerungseinheit (930A), die konfiguriert ist, um: für jeden der Schalter ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM-Signal) basierend auf einer Befehlsspannung für jede Phase und einer periodischen Trägerwelle mit einer vorbestimmten Frequenz zu erzeugen; und basierend auf dem PWM-Signal für jeden der Schalter, Ein- und Ausschaltvorgänge des entsprechenden Schalters gemäß dem entsprechenden Pulsweitenmodulationssignal zu steuern, um dadurch den zu jeder der mehrphasigen Ankerwicklungen zuzuführenden Strom zu steuern; und eine zweite Steuerungseinheit (930B), die konfiguriert ist, um: Schaltmusterinformationen aufzuweisen, die eine Beziehung zwischen Werten des elektrischen Drehwinkels des Rotors und einer Vielzahl von Ein/Aus-Schaltmustern für jeden Schalter anzeigen; basierend auf einem gegenwärtigen Wert des elektrischen Drehwinkels des Rotors, ein entsprechendes der Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter aus der Schaltmusterinformation auszuwählen; und Ein-Aus-Schaltvorgänge jedes Schalters entsprechend dem gewählten Ein-Aus-Schaltmuster für den entsprechenden Schalter zu steuern, um dadurch den Strom zu steuern, der jeder der mehrphasigen Ankerwicklungen zuzuführen ist.
Magnet, mit: einem Magnetkörper (400, 420, 430, 460) mit einem Paar gegenüberliegender flusswirksamer Flächen (401a, 401b, 411a, 411b), wobei eine der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, in die ein magnetischer Fluss fließt, wobei der Magnetkörper eine Dicke aufweist, die als ein minimaler Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist, wobei der Magnetkörper eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen aufweist, und eine Länge einer Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen länger ist als die Dicke des Magnetkörpers.
Magnet gemäß Anspruch 17, wobei: der Magnetkörper eine typische einfache Magnetisierungsachse umfasst, die in den einfachen Magnetisierungsachsen als die mindestens eine der einfachen Magnetisierungsachsen definiert ist; und eine Länge einer Linie entlang der typischen einfachen Magnetisierungsachse länger ist als die Dicke des Magnetkörpers.
Magnet gemäß Anspruch 17 oder 18, wobei: der Magnetkörper eine Vielzahl von darin definierten magnetischen Pfaden umfasst; und jeder der magnetischen Pfade entlang einer entsprechenden der einfachen Magnetisierungsachsen orientiert ist.
Magnet gemäß Anspruch 17 oder 18, wobei: mindestens einer der magnetischen Pfade (401a, 401b, 411a, 411b) orientiert ist, um mindestens eine der flusswirksamen Flächen zu schneiden.
Magnet gemäß Anspruch 19 oder 20, wobei: der Magnetkörper eine Länge entlang der flusswirksamen Flächen und in einer Richtung der Länge gegenüberliegende erste und zweite Enden aufweist; das erste Ende des Magnetkörpers einen der magnetischen Pfade als einen ersten magnetischen Pfad aufweist; das zweite Ende des Magnetkörpers einen der magnetischen Pfade als einen zweiten magnetischen Pfad aufweist; und der erste magnetische Pfad ist orientiert, um sich von dem zweiten magnetischen Pfad zu unterscheiden.
Magnet gemäß Anspruch 19, wobei: der Magnetkörper eine Länge entlang der flusswirksamen Flächen aufweist, und die flusswirksamen Flächen jeweils als erste flusswirksame Flächen (411a, 411b) dienen; der Magnetkörper gegenüberliegende Flächen in einer Richtung der Längslänge aufweist, wobei mindestens eine der Flächen als eine zweite flusswirksame Fläche (411c) dient, aus der ein magnetischer Fluss fließt oder in die ein magnetischer Fluss fließt; und die magnetischen Pfade mindestens einen magnetischen Pfad umfassen, der eine der ersten flusswirksamen Flächen mit der zweiten flusswirksamen Fläche verbindet.
Magnet gemäß Anspruch 21, wobei, wenn der Magnetkörper in einem Rotor einer rotierenden elektrischen Maschine zum Erzeugen eines Magnetpols, der eine d-Achse und eine q-Achse definiert, installiert ist, der Magnetkörper angeordnet ist, um ein erstes Ende näher an der d-Achse als an der q-Achse und ein zweites Ende näher an der q-Achse als an der d-Achse aufzuweisen; wobei die ersten wirksamen Flächen angeordnet sind, um sich von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstrecken; und das zweite Ende des Magnetkörpers die zweite wirksame Fläche aufweist.
Magnet gemäß Anspruch 23, wobei: die rotierende elektrische Maschine eine elektrische Maschine mit Innenmagnet ist; der Rotor einen Kern (610) umfasst, der eine Vielzahl von Magnetinstallationslöchern (611) umfasst; und der Magnetkörper in eines der Magnetinstallationslöcher montiert wird.
Magnet gemäß Anspruch 23, wobei: die rotierende elektrische Maschine eine rotierende elektrische Maschine mit Oberflächenmagnet ist; der Rotor einen Kern (610) mit einer Außenumfangsfläche umfasst; und der Magnetkörper auf der Außenumfangsfläche des Kerns montiert ist.
Magnet zur Installation in eine rotierende elektrische Maschine (500) mit einer Ankerwicklung (720) zum Erzeugen eines Magnetpols, der eine d-Achse und eine q-Achse definiert, wobei der Magnet aufweist: einen Magnetkörper, der auf der d-Achse angeordnet ist und ein erstes und ein zweites Ende aufweist, die sich in entgegengesetzte Richtungen über die d-Achse hinweg erstrecken; und eine Vielzahl von im Magnetkörper definierten magnetischen Pfaden, wobei: das erste Ende des Magnetkörpers einen der magnetischen Pfade als einen ersten magnetischen Pfad aufweist; der erste magnetische Pfad orientiert ist, um die d-Achse unter einem ersten Winkel zu schneiden; das zweite Ende des Magnetkörpers einen der magnetischen Pfade als einen zweiten magnetischen Pfad aufweist; und der zweite magnetische Pfad orientiert ist, um bei einem zweiten Winkel bezüglich der d-Achse geneigt zu sein, wobei der erste Winkel mit dem zweiten Winkel identisch ist.
Rotierende elektrische Maschine (500), mit: einer Vielzahl von Magneten, die konfiguriert sind, um Magnetpole zu erzeugen, wobei jeder der Magnetpole eine d-Achse und eine q-Achse definiert; und einer Ankerwicklung (720), die sich nahe den Magneten befindet, wobei jeder der Magnete aufweist: einen Magnetkörper, der sich auf der d-Achse befindet und ein erstes und zweites Ende aufweist, die sich in entgegengesetzte Richtungen über die d-Achse hinweg erstrecken; und eine Vielzahl von im Magnetkörper definierten magnetischen Pfaden, wobei: das erste Ende des Magnetkörpers einen der magnetischen Pfade als einen ersten magnetischen Pfad aufweist; der erste magnetische Pfad orientiert ist, um die d-Achse in einem ersten Winkel zu schneiden; das zweite Ende des Magnetkörpers einen der magnetischen Pfade als einen zweiten magnetischen Pfad aufweist; und der zweite magnetische Pfad orientiert ist, um bei einem zweiten Winkel bezüglich der d-Achse geneigt zu sein, wobei der erste Winkel mit dem zweiten Winkel identisch ist.
Verfahren zur Herstellung eines Magneten, wobei das Verfahren aufweist: Anordnen einer Form, in die ein magnetisches pulverförmiges Element gefüllt wurde, in einem Magnetfeld; Durchführen einer Orientierung von einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements; Sintern des magnetischen pulverförmigen Elements mit den orientierten einfachen Magnetisierungsachsen, um dadurch einen Magnetkörper mit einem Paar gegenüberliegender Flächen zu erzeugen; und Magnetisieren des Magnetkörpers, um dadurch einen Magneten herzustellen, wobei der Magnetisierungsschritt aufweist: Platzieren eines Kerns (342, 352) und eines Leiterelements (345, 355), um einander gegenüberliegen, um einen Anordnungsraum (343, 353) zwischen dem Leiter und dem Kern bereitzustellen; Anordnen des Magnetkörpers in dem Anordnungsraum; und Erregen des Leiterelements, um ein Magnetfeld im Anordnungsraum zu erzeugen, wobei das Magnetfeld einen bogenförmigen magnetischen Pfad zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Magnetkörpers bildet.
Verfahren gemäß Anspruch 28, wobei: der Platzierungsschritt aufweist: Platzieren eines ersten Kerns (342) als den Kern; und Platzieren eines zweiten Kerns (341), der eine Fläche mit einer darin ausgebildeten konkaven Vertiefung aufweist, so dass die Fläche des zweiten Kerns dem ersten Kern zugewandt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 29, wobei: die in der Fläche des ersten Kerns ausgebildete konkave Vertiefung eine Vielzahl von konkaven Vertiefungen aufweist, die mit vorbestimmten Abständen dazwischen bereitgestellt sind; das Leiterelement eine Vielzahl von Leiterelementen umfasst, die in den jeweiligen konkaven Vertiefungen bereitgestellt sind; der Erregungsschritt eingerichtet ist, um ein ausgewähltes der Leiterelemente als ein erstes Leiterelement in einer vorbestimmten ersten Richtung zu erregen, und ein ausgewähltes anderes der Leiterelemente als ein zweites Leiterelement, das benachbart zum ersten Leiterelement angeordnet ist, in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung zu erregen; der erste Kern (342), der durch den Magnetisierungsschritt verwendet wird, eine im Wesentlichen ringförmige Form hat, und eine Innenumfangsfläche und eine Außenumfangsfläche mit einem vorbestimmten minimalen Abstand dazwischen als eine Dicke (T11) in einer Radialrichtung des zweiten Kerns aufweist; und Die Dicke des ersten Kerns in der Radialrichtung kleiner ist als jeder der vorbestimmten Abstände.
Verfahren gemäß Anspruch 29, wobei: die in der Fläche des ersten Kerns gebildete konkave Vertiefung eine Vielzahl von konkaven Vertiefungen aufweist, die mit vorbestimmten Abständen dazwischen angeordnet sind; das Leiterelement eine Vielzahl von Leiterelementen umfasst, die in den jeweiligen konkaven Vertiefungen bereitgestellt sind; der Erregungsschritt eingerichtet ist, um ein ausgewähltes der Leiterelemente als ein erstes Leiterelement in einer vorbestimmten ersten Richtung zu erregen, und ein ausgewähltes anderes der Leiterelemente als ein zweites Leiterelement, das benachbart zu dem ersten Leiterelement angeordnet ist, in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung zu erregen; der zweite Kern (352), der durch den Magnetisierungsschritt verwendet wird, eine im Wesentlichen ringförmige Form hat und eine Innenumfangsfläche und eine Außenumfangsfläche mit einem vorbestimmten Mindestabstand dazwischen als eine Dicke (T12) in einer Radialrichtung des zweiten Kerns aufweist; und die Dicke des zweiten Kerns in der Radialrichtung größer ist als jeder der vorbestimmten Abstände.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 28 bis 31, wobei: der Orientierungsdurchführungsschritt ein Orientierungsmagnetfeld erzeugt, das Magnetfeldkomponenten umfasst, die jeweils orientiert sind, um im Wesentlichen eine Bogenform aufzuweisen, um dadurch die einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld zu orientieren.
Verfahren gemäß Anspruch 32, wobei: der Orientierungsdurchführungsschritt weiterhin aufweist: einachsiges Anordnen eines Paares von ersten und zweiten Spulen (311, 312), um einander mit einem vorbestimmten Raumbereich dazwischen gegenüberliegen; Anordnen eines Orientierungsjochs (313) in dem Raumbereich, wobei das Orientierungsjoch separiert ist, um einer gemeinsamen Mittelachse der ersten und der zweiten Spule gegenüberzuliegen; und Erregen der ersten und der zweiten Spule, um die erste und die zweite Spule zu bewirken, jeweils entgegengesetzte erste und zweite Magnetfelder zu dem Raumbereich zu erzeugen, so dass das erste und das zweite Magnetfeld im Raumbereich miteinander wechselwirken, was zu radial expandierenden Magnetfeldkomponenten weg von der gemeinsamen Mittelachse der ersten und der zweiten Spule führt, wobei zumindest ein Teil der sich radial expandierenden Magnetfeldkomponenten als Orientierungsmagnetfeld zum Orientierungsjoch gesammelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 32, wobei: der Orientierungsdurchführungsschritt weiterhin aufweist: Anordnen eines Leiters (321) mit einer vorbestimmten Länge um das magnetische pulverförmige Element herum; und Erregen des Leiters, um ein um eine Längsrichtung des Leiters zirkulierendes Magnetfeld als Orientierungsmagnetfeld zu erzeugen, wodurch eine Orientierung der einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf dem zirkulierenden Magnetfeld durchgeführt wird.
Magnetisierungsvorrichtung (340, 350), mit: eine Vielzahl von Leiterelementen (345, 355), die umlaufend mit Intervallen dazwischen angeordnet sind; einen Kern (342, 352), der angeordnet ist, um den Leiterelementen zugewandt zu sein, um dadurch einen Anordnungsraum zwischen den Leiterelementen und dem Kern bereitzustellen, wobei ein Magnetkörper mit einem Paar gegenüberliegender Flächen im Anordnungsraum angeordnet ist; eine Erregungseinheit, die konfiguriert ist, um: ein ausgewähltes der Leiterelemente als ein erstes Leiterelement in einer vorbestimmten ersten Richtung zu erregen; und ein ausgewähltes anderes der Leiterelemente als ein zweites Leiterelement, das neben dem ersten Leiterelement in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung angeordnet ist, erregen, um dadurch ein Magnetfeld im Anordnungsraum zu erzeugen, wobei das Magnetfeld einen bogenförmigen magnetischen Pfad zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Magnetkörpers bildet.
Magnetisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 35, wobei: der Kern ein erster Kern ist; der erste Kern eine im Wesentlichen ringförmige Form aufweist und eine Innenumfangsfläche und eine Außenumfangsfläche mit einem vorbestimmten Mindestabstand dazwischen als Dicke (T11) in einer Radialrichtung des ersten Kerns hat; und die Magnetisierungsvorrichtung weiterhin aufweist: einen zweiten Kern (341), der angeordnet ist, um dem ersten Kern zugewandt zu sein, wobei der zweite Kern eine Fläche mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten konkaven Vertiefungen aufweist, und die Vielzahl von Leiterelementen jeweils in der Vielzahl von konkaven Vertiefungen bereitgestellt ist, wobei die Dicke (T11) in der Radialrichtung des ersten Kerns kleiner als jedes der vorbestimmten Intervalle ist.
Magnetisierungsvorrichtung gemäß Anspruch 35, wobei: der Kern ein erster Kern ist; der erste Kern eine im Wesentlichen ringförmige Form aufweist und eine Innenumfangsfläche und eine Außenumfangsfläche mit einem vorbestimmten Mindestabstand dazwischen als Dicke (T12) in einer Radialrichtung des ersten Kerns hat; und die Magnetisierungsvorrichtung weiterhin aufweist: einen zweiten Kern (351), der angeordnet ist, um dem ersten Kern zugewandt zu sein, wobei der zweite Kern eine Fläche mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten konkaven Vertiefungen aufweist, und die Vielzahl von Leiterelementen jeweils in der Vielzahl von konkaven Vertiefungen bereitgestellt ist, wobei die Dicke (T12) in Radialrichtung des ersten Kerns größer ist als jedes der vorbestimmten Intervalle.
Antriebssystem für eine rotierende elektrische Maschine zum Antreiben einer rotierenden elektrischen Maschine, wobei die rotierende elektrische Maschine aufweist: eine Vielzahl von Magneten (400), die in einem Kern bereitgestellt sind und konfiguriert sind, um Magnetpole zu erzeugen, die in einer Umfangsrichtung des Kerns angeordnet sind, wobei jeder der Magnetpole eine d-Achse und eine q-Achse definiert; und einen Anker (700), der mehrphasige Ankerwicklungen (720) aufweist, wobei jeder der Magnete, aufweist: einen Magnetkörper mit: einer ersten flusswirksame Fläche (411a, 411b), die ein Paar gegenüberliegender erster flusswirksamer Flächen (401a, 401b, 411a, 411b) aufweist, wobei eine der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, in die ein magnetischer Fluss fließt; gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden, wobei das erste Ende näher an der q-Achse liegt als das zweite Ende; wobei das erste Ende eine Fläche aufweist, die als eine zweite flusswirksame Fläche (411c) dient, aus der ein magnetischer Fluss fließt oder in die ein magnetischer Fluss fließt; und eine Vielzahl von im Magnetkörper definierten magnetischen Pfaden, wobei der Magnetkörper eine Dicke aufweist, die als Mindestabstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist, mindestens einer der magnetischen Pfade länger ist als die Dicke des Magnetkörpers, wobei der Magnetkörper eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen aufweist, und jede der einfachen Magnetisierungsachsen entlang eines entsprechenden der magnetischen Pfade orientiert ist, wobei die magnetischen Pfade mindestens einen magnetischen Pfad umfassen, der eine der ersten flusswirksamen Flächen mit der zweiten flusswirksamen Fläche verbindet, wobei das Antriebssystem für eine rotierende elektrische Maschine aufweist: eine Leistungsanpassungseinrichtung (910) mit Schaltern, die mit den jeweiligen mehrphasigen Ankerwicklungen verbunden sind; und einer Steuerung (930), die konfiguriert ist, um Ein-Aus-Schaltvorgänge der jeweiligen Schalter der Leistungsanpassungseinrichtung zu steuern, um einen Strom zu steuern, der jeder der mehrphasigen Ankerwicklungen zuzuführen ist, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um Ein- und Ausschaltvorgänge der jeweiligen Schalter der Leistungsanpassungseinrichtung zu steuern, um dadurch eine Anpassung vorzunehmen von: einem ersten Strom, der durch jede der mehrphasigen Wicklungen fließt, wobei der erste Strom eine erste Phase hat, die einen ersten magnetischen Fluss senkrecht zur d-Achse erzeugt; und einem zweiten Strom, der durch jede der mehrphasigen Wicklungen fließt, wobei der zweite Strom eine zweite Phase hat, die sich von der ersten Phase unterscheidet.
Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Anspruch 38, wobei: die Steuerung konfiguriert ist, um den ersten Strom und den zweiten Strom anzupassen, um dadurch einen magnetisch gesättigten Zustand eines Abschnitts des Kerns und einen magnetisch nicht gesättigten Zustand des Abschnitts des Kerns variabel zu steuern, wobei der Abschnitt des Kerns zwischen den zweiten flusswirksamen Flächen jedes benachbarten Paars der Vielzahl von Polen angeordnet ist.
Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Anspruch 38 oder 39, wobei: jeder der Magnete konfiguriert ist, um, als mit dem Anker verbundener magnetischer Fluss, einen zusammengesetzten magnetischen Fluss basierend auf einem magnetischen Grundfluss mit einer vorbestimmten Polarität und einem harmonischen magnetischen Fluss dritter Ordnung mit der gleichen Polarität zu erzeugen.
Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem der Ansprüche 38 bis 40, wobei: der Anker einen Ankerkern (710) mit einer Vielzahl von Schlitzen (711) aufweist, die in einer Umfangsrichtung des Kerns angeordnet sind; und die mehrphasigen Ankerwicklungen in den Schlitzen bereitgestellt sind, wobei jede der Ankerwicklungen eine im Wesentlichen rechteckige Form oder eine im Wesentlichen ellipsoide Form aufweist.
Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem der Ansprüche 38 bis 41, wobei: die Steuerung konfiguriert ist, um: für jeden der Schalter ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM-Signal) basierend auf einer Befehlsspannung für jede Phase und einer periodischen Trägerwelle mit einer vorbestimmten Frequenz zu erzeugen; und basierend auf dem PWM-Signal für jeden der Schalter, Ein- und Ausschaltvorgänge des entsprechenden Schalters gemäß dem entsprechenden Pulsweitenmodulationssignal zu steuern, um dadurch den Strom zu steuern, der jeder der mehrphasigen Ankerwicklungen zuzuführen ist, wobei die Frequenz des periodischen Trägersignals eingestellt ist, um höher als 15 kHz zu sein.
Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem der Ansprüche 38 bis 42, weiterhin mit: einem Spannungskonverter (960, 963), der sich zwischen einer Gleichstromenergiequelle (950) und der Leistungsanpassungseinrichtung befindet und eingerichtet ist, um eine Eingangsspannung zu der Leistungsanpassungseinrichtung zu steuern, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um den Strom, der jeder der mehrphasigen Wicklungen zuzuführen ist, in einem Rechteckspannungs-Steuerungsmodus zu steuern.
Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß einem der Ansprüche 38 bis 43, wobei: die rotierende elektrische Maschine einen Rotor umfasst, der den Kern und die in dem Kern bereitgestellten Magnete aufweist, wobei der Rotor relativ zum Anker drehbar ist; und die die Steuerung aufweist: eine erste Steuerungseinheit (930A), die konfiguriert, um: für jeden der Schalter ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM-Signal) basierend auf einer Befehlsspannung für jede Phase und einer periodischen Trägerwelle mit einer vorbestimmten Frequenz zu erzeugen; und basierend auf dem PWM-Signal für jeden der Schalter, Ein- und Ausschaltvorgänge des entsprechenden Schalters gemäß dem entsprechenden Pulsweitenmodulationssignal zu steuern, um dadurch den Strom, der jeder der mehrphasigen Ankerwicklungen zuzuführen ist, zu steuern; und eine zweite Steuerungseinheit (930B), die konfiguriert, um: Schaltmusterinformationen aufzuweisen, die eine Beziehung zwischen Werten des elektrischen Drehwinkels des Rotors und einer Vielzahl von Ein/Aus-Schaltmustern für jeden Schalter anzeigen; basierend auf einem gegenwärtigen Wert des elektrischen Drehwinkels des Rotors, ein entsprechendes der Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter aus der Schaltmusterinformation auszuwählen; und Ein-Aus-Schaltvorgänge jedes Schalters entsprechend dem gewählten Ein-Aus-Schaltmuster für den entsprechenden Schalter zu steuern, um dadurch den Strom zu steuern, der jeder der mehrphasigen Ankerwicklungen zuzuführen ist.
Magneteinheit zum Einbau in eine rotierende elektrische Maschine mit einer Ankerwicklung, wobei die Magneteinheit umfasst: eine Magnetbaugruppe (101), die konfiguriert ist, um einen Magnetpol zu erzeugen, wobei der Magnetpol eine d-Achse und eine q-Achse definiert; und eine Halterung (11) mit einem Magnetinstallationsloch (12), wobei die Halterung konfiguriert ist, um die in dem Magnetinstallationsloch installierte Magnetbaugruppe zu halten, wobei die Magnetbaugruppe aufweist: einen ersten Magneten (115, 484a); und einen zweiten Magneten (116, 484b, 484c), wobei sich der erste und der zweite Magnet innerhalb eines Bereichs von der d-Achse bis zur q-Achse angeordnet sind, sich der erste Magnet näher an der d-Achse befindet als der zweite Magnet, und sich der zweite Magnet näher an der q-Achse befindet als der erste Magnet, wobei: der erste Magnet darin definierte lineare erste magnetische Pfade aufweist, wobei die ersten magnetischen Pfade parallel zueinander verlaufen; der zweite Magnet darin definierte lineare zweite magnetische Pfade aufweist, wobei die zweiten magnetischen Pfade parallel zueinander verlaufen; und der erste und der zweite Magnet in dem entsprechenden Magnetinstallationsloch installiert sind, wobei sich die Orientierung von jedem der ersten magnetischen Pfade von der Orientierung von jedem der zweiten magnetischen Pfade unterscheidet.
Magneteinheit gemäß Anspruch 45, wobei: das Magnetinstallationsloch in Bezug auf die d-Achse geneigt ist und ein erstes Ende hat, das sich näher an der d-Achse befindet als an der q-Achse, wobei das erste Ende angeordnet ist, um weiter von der Ankerwicklung entfernt zu sein als das zweite Ende; und die Orientierung von jedem der zweiten magnetischen Pfade im zweiten Magneten näher an einer Richtung senkrecht zur d-Achse liegt als die Orientierung von jedem der ersten magnetischen Pfade.
Magneteinheit gemäß Anspruch 46, wobei: der erste Magnet ein Paar gegenüberliegender flusswirksamer Flächen (115a, 115b) aufweist, wobei eine der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, in die ein magnetischer Fluss fließt, wobei der erste Magnet eine Dicke aufweist, die als minimaler Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist, der erste Magnet eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen aufweist, und eine Länge einer Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen länger ist als die Dicke des ersten Magneten.
Magneteinheit gemäß Anspruch 47, wobei: der zweite Magnet ein Paar gegenüberliegender flusswirksamer Flächen (116a, 116b) aufweist, wobei eine der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, in die ein magnetischer Fluss fließt, wobei der zweite Magnet eine Dicke aufweist, die als minimaler Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist, der erste Magnet eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen aufweist, und eine Länge einer Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen länger ist als die Dicke des ersten Magneten.
Magneteinheit gemäß Anspruch 47 oder 48, wobei: der erste Magnet ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei sich das erste Ende näher an der d-Achse befindet als das zweite Ende, und sich das zweite Ende näher an der q-Achse befindet als das erste Ende; und das zweite Ende eine Fläche (115c) aufweist, die sich mit den flusswirksamen Flächen schneidet, wobei die Fläche orientiert ist, um parallel zu den ersten magnetischen Pfaden zu verlaufen.
Magneteinheit gemäß Anspruch 45, wobei: sich der erste Magnet (484a) auf der d-Achse näher an der Ankerwicklung befindet als der zweite Magnet (484b, 484c); der zweite Magnet erste und zweite Endflächen (485a, 485b) aufweist, wobei der zweite Magnet so angeordnet ist, dass, je weiter die zweite Endfläche von der ersten Endfläche entfernt ist, desto weiter die zweite Endfläche von der Ankerwicklung entfernt ist, und die erste und zweite Endfläche jeweils als flusswirksame Flächen dienen, aus denen ein magnetischer Fluss fließt oder in die ein magnetischer Fluss fließt.
Magneteinheit, die in eine rotierende elektrische Maschine mit einer Ankerwicklung zu installieren ist, wobei die Magneteinheit aufweist: eine Magnetbaugruppe (101), die konfiguriert ist, um einen Magnetpol zu erzeugen, wobei der Magnetpol eine d-Achse und eine q-Achse definiert; und eine Halterung (11) mit einem Magnetinstallationsloch (12), wobei die Halterung konfiguriert ist, um die in dem Magnetinstallationsloch installierte Magnetbaugruppe zu halten, wobei die Magnetbaugruppe aufweist: einen ersten Magneten (115, 484a); und einen zweiten Magneten (116, 484b, 484c), wobei sich der erste und der zweite Magnet innerhalb eines Bereichs von der d-Achse bis zur q-Achse angeordnet sind, sich der erste Magnet näher an der d-Achse befindet als der zweite Magnet, und sich der zweite Magnet näher an der q-Achse befindet als der erste Magnet, wobei: der erste Magnet und der zweite Magnet miteinander verbunden sind, um zur Ankerwicklung hin konvex zu sein; jeder der ersten und zweiten Magnete ein Paar von gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen (111a, 111b, 112a, 112b) aufweist, wobei eine der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, in die ein magnetischer Fluss fließt, wobei jeder der ersten und zweiten Magnete eine Dicke aufweist, die als ein minimaler Abstand zwischen seinen gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist, jeder der ersten und zweiten Magnete eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen aufweist, und eine Länge einer Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen des ersten und zweiten Magneten länger als die Dicke davon ist.
Magneteinheit gemäß Anspruch 51, wobei: jeder der ersten und zweiten Magnete magnetische Pfade linear entlang der jeweiligen einfachen Magnetisierungsachsen aufweist, wobei die magnetischen Pfade parallel zueinander verlaufen.
Magneteinheit gemäß Anspruch 51 oder 52, wobei: jeder der ersten und zweiten Magnete eine gleichschenklige Trapezform in einem Querschnitt senkrecht zu den flusswirksamen Flächen aufweist; die gleichschenklige Trapezform jedes der ersten und zweiten Magnete ein Paar von ersten und zweiten Basen und ersten und zweiten Schenkeln aufweist; jede der ersten Basis, der zweiten Basis, des ersten Schenkels und des zweiten Schenkels der gleichschenkligen Trapezform des ersten Magneten identisch mit einer entsprechenden der ersten Basis, der zweiten Basis, des ersten Schenkels und des zweiten Schenkels der gleichschenkligen Trapezform des zweiten Magneten ist; und Orientierungen der einfachen Magnetisierungsachsen des ersten Magneten identisch mit den Orientierungen der einfachen Magnetisierungsachsen des zweiten Magneten sind.
Magneteinheit gemäß einem der Ansprüche 45 bis 53, wobei: jeder des ersten und des zweiten Magneten in einem Querschnitt senkrecht zu den flusswirksamen Flächen die gleiche Form hat; und der erste und der zweite Magnet in das entsprechende Magnetinstallationsloch installiert werden, während der erste und zweite Magnet entgegengesetzt orientiert sind und entsprechende Flächen des jeweiligen ersten und zweiten Magneten miteinander verbunden werden.
Antriebssystem für eine rotierende elektrische Maschine zum Antreiben einer rotierenden elektrischen Maschine, in der die Magneteinheit gemäß einem der Ansprüche 45 bis 54 als Magnetpol installiert ist, wobei die rotierende elektrische Maschine mehrphasige Ankerwicklungen als Ankerwicklung aufweist, und wobei das Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine aufweist: eine Leistungsanpassungseinrichtung (910) mit mindestens einem mit der Ankerwicklung verbundenen Schalter; eine Steuerung (930), die konfiguriert ist, um Ein-Aus-Schaltvorgänge des mindestens einen Schalters zu steuern, um dadurch einen Strom zu steuern, der jeder der mehrphasigen Ankerwicklungen zugeführt wird; und einen Spannungskonverter (960, 963), der zwischen einer Gleichstromenergiequelle (950) und der Leistungsanpassungseinrichtung angeordnet ist und dazu fähig ist, eine Eingangsspannung zu der Leistungsanpassungseinrichtung zu steuern, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um den Strom für jede der mehrphasigen Ankerwicklungen in einem Rechteckspannungs-Steuerungsmodus zu steuern.
Antriebssystem einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Anspruch 55, wobei: der mindestens eine Schalter eine Vielzahl von Schaltern umfasst; und die die Steuerung aufweist: eine erste Steuerungseinheit (930A), die konfiguriert ist, um: für jeden der Schalter ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM-Signal) basierend auf einer Befehlsspannung für jede Phase und einer periodischen Trägerwelle mit einer vorbestimmten Frequenz zu erzeugen; und auf der Grundlage des PWM-Signals für jeden der Schalter, Ein- und Ausschaltvorgänge des entsprechenden Schalters gemäß dem entsprechenden Pulsweitenmodulationssignal zu steuern, um dadurch den Strom zu steuern, der jeder der mehrphasigen Ankerwicklungen zuzuführen ist; und eine zweite Steuerungseinheit (930B), die konfiguriert ist, um: Schaltmusterinformationen aufzuweisen, die eine Beziehung zwischen Werten des elektrischen Drehwinkels des Rotors und einer Vielzahl von Ein/Aus-Schaltmustern für jeden Schalter anzeigen; basierend auf einem gegenwärtigen Wert des elektrischen Drehwinkels des Rotors ein entsprechendes der Ein-Aus-Schaltmuster für jeden Schalter aus der Schaltmusterinformation auszuwählen; und Ein-Aus-Schaltvorgänge jedes Schalters entsprechend dem gewählten Ein-Aus-Schaltmuster für den entsprechenden Schalter zu steuern, um dadurch den Strom zu steuern, der jeder der mehrphasigen Ankerwicklungen zuzuführen ist.
Verfahren zur Herstellung eines Magneten, wobei das Verfahren umfasst: Anordnen einer Form, in die ein magnetisches pulverförmiges Element gefüllt wurde, in einem Magnetfeld; Durchführen einer Orientierung von einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements; Sintern des magnetischen pulverförmigen Elements mit den orientierten einfachen Magnetisierungsachsen, um dadurch einen Magnetkörper zu erzeugen; und Magnetisieren des Magnetkörpers, um dadurch einen Magneten herzustellen, wobei der Orientierungsdurchführungsschritt ein Orientierungsmagnetfeld erzeugt, das Magnetfeldkomponenten umfasst, die nicht-äquivalent orientiert sind, um dadurch die einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements auf der Basis der nicht-äquivalent orientierten Magnetfeldkomponenten zu orientieren.
Verfahren gemäß Anspruch 57, wobei: der Orientierungsdurchführungsschritt, als die nicht-äquivalent orientierten Magnetfeldkomponenten, nicht-äquivalent gewölbte Magnetfeldkomponenten erzeugt, um dadurch die einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements auf der Basis der nicht-äquivalent gewölbten Magnetfeldkomponenten zu orientieren.
Verfahren gemäß Anspruch 57, wobei: der Orientierungsdurchführungsschritt die Schritte aufweist: einachsiges Anordnen eines Paares von ersten und zweiten Spulen (311, 312), um einander mit einem vorbestimmten Raumbereich dazwischen gegenüberliegen; Anordnen eines Orientierungsjochs (313) in dem Raumbereich, wobei das Orientierungsjoch separiert ist, um einer gemeinsamen Mittelachse der ersten und der zweiten Spule gegenüberzuliegen; und Erregen der ersten und der zweiten Spule, um die erste und die zweite Spule zu bewirken, jeweils entgegengesetzte erste und zweite Magnetfelder zu dem Raumbereich zu erzeugen, so dass das erste und das zweite Magnetfeld im Raumbereich miteinander wechselwirken, was zu radial expandierenden Magnetfeldkomponenten weg von der gemeinsamen Mittelachse der ersten und der zweiten Spule führt, wobei zumindest ein Teil der sich radial expandierenden Magnetfeldkomponenten als Orientierungsmagnetfeld zum Orientierungsjoch gesammelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 57, wobei: der Orientierungsdurchführungsschritt die Schritte aufweist: Anordnen eines Leiters (321) mit einer vorbestimmten Länge um das magnetische pulverförmige Element; und Erregen des Leiters, um ein um eine Längsrichtung des Leiters zirkulierendes Magnetfeld als Orientierungsmagnetfeld zu erzeugen, wodurch die Orientierung der einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf dem zirkulierenden Magnetfeld erfolgt.
Verfahren zur Herstellung eines Magneten, mit: Anordnen einer Form, in die ein magnetisches pulverförmiges Element gefüllt wurde, in einem Magnetfeld; Durchführen einer Orientierung von einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements; Sintern des magnetischen pulverförmigen Elements mit den orientierten einfachen Magnetisierungsachsen, um dadurch einen Magnetkörper zu erzeugen; und Magnetisieren des Magnetkörpers, um dadurch einen Magneten herzustellen, wobei der Orientierungsdurchführungsschritt an eine äußere Fläche des magnetischen pulverförmigen Elements ein Magnetfeld anlegt, das so orientiert ist, dass es zur äußeren Fläche des magnetischen pulverförmigen Elements geneigt ist, wodurch die einfachen Magnetisierungsachsen des magnetischen pulverförmigen Elements basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld orientiert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 61, wobei: der Orientierungsdurchführungsschritt die Schritte aufweist: Anordnen einer Orientierungsspule (301a) in dem Magnetfeld; und Erregen der Orientierungsspule, während das magnetische pulverförmige Element in der Orientierungsspule angeordnet ist, um dadurch das Orientierungsmagnetfeld zu erzeugen.
Verfahren gemäß Anspruch 61 oder 62, wobei: der Magnet ein Paar gegenüberliegender flusswirksamer Flächen (401a, 401b, 411a, 411b) aufweist, wobei eine der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, aus der ein magnetischer Fluss fließt, und die andere der flusswirksamen Flächen eine Fläche ist, in die ein magnetischer Fluss fließt, wobei der Magnetkörper eine Dicke aufweist, die als ein minimaler Abstand zwischen den gegenüberliegenden flusswirksamen Flächen definiert ist, wobei der Magnet eine Vielzahl von einfachen Magnetisierungsachsen aufweist, und eine Länge einer Linie entlang mindestens einer der einfachen Magnetisierungsachsen zwischen den flusswirksamen Flächen länger ist als die Dicke des Magnetkörpers; das magnetische pulverförmige Element ein Paar von äußeren Flächen aufweist, die jeweils den flusswirksamen Flächen entsprechen; und während die Form so angeordnet ist, dass mindestens eine der Außenflächen des magnetischen pulverförmigen Elements das Orientierungsmagnetfeld schräg schneidet, der Orientierungsdurchführungsschritt die Orientierung der einfachen Magnetisierungsachsen basierend auf dem Orientierungsmagnetfeld durchführt.
Verfahren gemäß Anspruch 63, wobei: die in dem Magnetfeld angeordnete Form, als Innenwände zum Definieren eines Innenraums darin, einen ersten Wandabschnitt (251), der in Bezug auf das Orientierungsmagnetfeld geneigt ist, und einen zweiten Wandabschnitt (252) parallel zum Orientierungsmagnetfeld aufweist.