DE19743321A1 - Geschalteter Reluktanzmotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen geschalteten Reluktanzmotor.

Ein herkömmlicher, geschalteter Reluktanzmotor ergibt sich beispielsweise aus der Veröffentlichung "geschaltete Reluktanzantriebe für elektrische und Hybrid­ fahrzeuge" (1996 Society of Automotive Engineers, Inc.). Wie in Fig. 7 und Fig. 8 gezeigt, umfaßt dieser geschaltete Reluktanzmotor ein Gehäuse 100, einen Stator 101, der in einer inneren Bohrung des Gehäuses 100 befestigt ist und durch la­ minierte elektromagnetische Stahlplatten gebildet ist, sowie aus einem Rotor 102, der in dem Stator 101 angeordnet ist und ebenfalls aus laminierten elektro­ magnetischen Stahlplatten gebildet ist. Der Rotor 102 ist an einer Abtriebswelle 103 befestigt, die von Klammern 104 und 105, die an dem Gehäuse 100 befestigt sind, drehbar gehalten und ist dadurch drehbar in dem Stator 101 angeordnet. Der Rotor 102 hat drei Paare von Rotorpolbereichen 102a, die in diametraler Richtung nach außen vorstehen und sich in axialer Richtung erstrecken. Der Sta­ tor 101 hat vier Paare von gegenüberliegenden Statorpolbereichen 101a, die in diametraler Richtung nach innen vorstehen und sich in axialer Richtung erstrec­ ken. Jeder der Statorbolbereiche 101a liegt einem der Rotorpolbereichen 102a in Abhängigkeit von der Rotation des Rotors 102 gegenüber, wobei zwischen den Statorpolbereichen 101a und den Rotorpolbereichen 102a, die sich gegenüberlie­ gen, ein gewisser Abstand aufrechterhalten wird. Um jedem der Statorpolberei­ che 101a ist eine Spule 107 gewickelt. Die Spulen 107, die auf jedes der Paare von gegenüberliegenden Statorpolbereichen 101a gewickelt sind, sind miteinander in Serie geschaltet, wodurch ein magnetischer Fluß zwischen den Paaren von Sta­ torpolbereichen 101a erzeugt wird, wenn an die Spulen 107, die um diese gewic­ kelt sind, ein Strom angelegt wird. Dadurch entsteht eine magnetische Anzie­ hungskraft zwischen den Rotorpolbereichen 102a und den Statorpolbereichen 101a, die sich einander annähern. Diese magnetische Anziehungskraft wird ver­ ändert durch eine Steuerung des Versorgungsstromes, mittels Schaltelementen in Abhängigkeit von der Rotationsposition des Rotors 102, wodurch ein Motor­ drehmoment erzeugt wird.

Der Strom, der an die Spule angelegt wird, welche um zwei Paare von Sta­ torpolbereichen 101a gewickelt ist, dehnen sich zwei Paare von Rotorpolberei­ chen 102a nähern, wird als Puls an- und abgeschaltet. Im allgemeinen wird der Strom angeschaltet, wenn ein Paar von Rotorpolbereichen beginnt, sich mit ei­ nem Paar von Statorpolbereichen auszurichten und der Strom wird abgeschaltet, bevor ein Paar von Rotorpolbereichen mit einem Paar von Statorpolbereichen ausgerichtet ist. Dadurch nimmt die magnetische Anziehungskraft proportional zu, während der Strom zugeführt wird und verschwindet in einem Moment, wenn der Strom abgeschaltet wird. Einerseits wird durch diese magnetische An­ ziehungskraft ein Motordrehmoment erzielt. Andererseits werden durch diese magnetische Anziehungskraft jeweils die Statorpolbereiche radial von den Rotor­ polbereichen angezogen, wodurch der Stator und das Gehäuse verspannt werden. Wenn die magnetische Anziehungskraft verschwindet, kehrt die Spannung des Stators plötzlich zurück, wobei gleichzeitig das Gehäuse plötzlich durch den Sta­ tor diametral nach außen gedrückt wird. Diese impulsive Belastung des Gehäuses wird periodisch in Abhängigkeit von der Rotation des Rotors erzeugt, wodurch Vibrationen des Gehäuses entstehen, die unerwünschte akustische Geräusche hervorrufen.

Bei dem obengenannten bekannten geschalteten Reluktanzmotor nehmen diese Geräusche am stärksten im Bereich A in Fig. 8 zu. Der Grund hierfür ist, daß die obengenannte magnetische Anziehungskraft an beiden Enden des Ge­ häuses hoch ist, welches mit den Klammern verbunden ist und niedrig im mittle­ ren Bereich des Gehäuses in axialer Richtung. Daher nimmt die Amplitude der Vibration im mittleren Bereich des Gehäuses in axialer Richtung zu. Wenn die Steifigkeit des Bereiches des Gehäuses, im dem die Amplitude der Vibration groß ist, dementsprechend erhöht wird, ist es möglich, die Geräusche zu reduzieren. Bei dem obigen bekannten geschalteten Reluktanzmotor ist es notwendig, die JOCH-Dicke W_sc des Stators, sowie die Gehäusedicke W_H im Bereich der Fig. 8 zu erhöhen. Da das Gehäuse jedoch normalerweise aus Aluminium gemacht ist, kann man keine Zunahme der Steifigkeit des Gehäuses erwarten, selbst wenn die Gehäusedicke W_H ein wenig erhöht wird. Im Falle der Erhöhung der JOCH-Dicke W_sc des Stators ist es aus der Sicht der Herstellung schwierig, nur die JOCH- Dicke W_sc des mittleren Bereiches zu erhöhen. Dementsprechend ist eine Zu­ nahme des Gewichtes des Motors unvermeidlich.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten geschalteten Reluktanzmotor vorzusehen, der die obigen Nachteile umgeht.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten geschalteten Reluktanzmotor vorzusehen, dessen unerwünschte Geräuschbil­ dung ohne Zunahme des Gewichtes des Motors reduziert werden kann.

Um diese Aufgaben zu erfüllen, ist ein geschalteter Reluktanzmotor vorgese­ hen, der ein Gehäuse einschließt, einen von dem Gehäuse gehaltenen Stator, der eine Vielzahl von Paaren von gegenüberliegenden Statorpolbereichen hat, die in diametraler Richtung nach innen vorstehen und sich in axialer Richtung erstrec­ ken, einen Rotor, der drehbar in dem Stator angeordnet ist und eine Vielzahl von Rotorpolbereichen aufweist, die in diametraler Richtung nach außen vorstehen und sich in axialer Richtung erstrecken, so daß sie den Statorpolbereichen ge­ genüberliegen können, wobei zwischen diesen ein Abstand aufrechterhalten wird, sowie eine Vielzahl von Spulen, die auf jedes der Paare von Statorpolberei­ chen gewickelt sind, wobei der Abstand zwischen den Statorpolbereichen und den Rotorpolbereichen im axial mittleren Bereich größer ist als der Abstand zwi­ schen diesen an beiden axialen Endbereichen.

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, bei Berücksichtigung der beige­ fügten Zeichnungen, darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines ge­ schalteten Reluktanzmotors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform eines geschal­ teten Reluktanzmotors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 3 Diagramme, die Variationen des Drehmomentes, des Stromes und der magnetischen Anziehungskraft bei Versorgung einer Spirale einer er­ sten Ausführungsform eines geschalteten Reluktanzmotors in Über­ einstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 4 eine Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Stators und eines Rotors eines geschalteten Reluktanzmotors in Überein­ stimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Längsschnittansicht einer dritten Ausführungsform eines Stators und eines Rotors eines geschalteten Reluktanzmotors in Überein­ stimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine Längsschnittansicht einer vierten Ausführungsform eines Stators und eines Rotors eines geschalteten Reluktanzmotors in Überein­ stimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Querschnittansicht eines bekannten geschalteten Reluktanzmo­ tors; und

Fig. 8 eine Längsschnittansicht des bekannten geschalteten Reluktanzmo­ tors.

Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird ein geschalteten Reluktanzmo­ tor in Übereinstimmung mit den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegen­ den Erfindung beschrieben.

Wie aus Fig. 1 und 2 zu entnehmen, ist ein geschalteter Reluktanzmotor 10 mit einem zylindrischen Gehäuse 11 vorgesehen, welches aus Aluminium ge­ macht ist. Das Gehäuse 11 besteht aus einem zylindrischen Bereich 11a sowie Klammern 11b, 11c, die an den Enden des zylindrischen Bereiches 11a befestigt sind. In einer Innenbohrung 11d des zylindrischen Bereiches 11a ist ein zylindri­ scher Stator 12 angeordnet. Der Stator 12 ist aus einem Laminat von elektroma­ gnetischen Stahlblechen gemacht und ist an der Innenbohrung 11d des Gehäu­ ses 11 an dessen äußeren Umfangsbereich durch Wärmeschrumpfung befestigt. Der Stator 12 kann aber ebenso gut durch Pressen, Kleben oder ähnliches an der Innenbohrung 11d befestigt sein.

Der Stator 12 ist mit sechs Paaren von gegenüberliegenden Statorpolberei­ chen 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b versehen, die in dia­ metraler Richtung in regelmäßigen Abständen nach innen vorstehen und sich jeweils in axialer Richtung erstrecken. Auf jedem der Paare von Statorpolberei­ chen, beispielsweise auf zwei Paaren von Statorpolbereichen 13a, 13b; 16a, 16b sind jeweils Spulen 36 gewickelt und miteinander in Serie geschaltet. Auf jedes der Paare der Statorpolbereiche 14a, 14b; 17a, 17b und 15a, 15b; 18a, 18b sind (nicht gezeigte) Spulen gewickelt und in Paaren in Serie geschaltet. Diese Spulen sind mit einem Treiberschaltkreis 30 verbunden.

Ein Rotor 20, der durch ein Laminat aus elektromagnetischen Stahlplatten gebildet ist, ist mit einer zentralen Bohrung in seiner axialen Mitte versehen. Eine Abtriebswelle 21, die von den Klammern 11b, 11c an beiden Enden über Lagerungen 40, 41 drehbar gehalten wird, ist fest in die zentrale Bohrung des Rotors 20 eingepaßt. Auf diese Weise ist der Rotor 20 in der Lage, mit der Ab­ triebswelle 21 als ein Körper in dem Stator 12 zu rotieren. Darüber hinaus ist der Rotor 20 mit vier Paaren von gegenüberliegenden Rotorpolbereichen 22a, 22b; 23a, 23b; 24a, 24b; 25a, 25b versehen, die in diametraler Richtung in regelmäßigen Abständen nach außen vorstehen und sich jeweils in axialer Richtung erstrecken. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist jeder dieser Rotorpolbereichen 22a, 22b; 23a, 23b; 24a, 24b; 25a, 25b in der Lage, den Statorpolbereichen 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b gegenüber zu liegen, wobei in Abhängigkeit von der Rotation des Rotors 20 ein bestimmter Abstand zwischen diesen aufrecht erhal­ ten wird.

In dieser ersten Ausführungsform ist dieser Abstand, wie in Fig. 2 gezeigt, in axialer Richtung nicht gleichmäßig. In Fig. 2 bezeichnet L1 eine axiale Länge (die Laminatdicke) des Stators 12 und des Rotors 20. Der äußere Durchmesser der elektromagnetischen Stahlplatten, welche den Rotor 20 bilden und die im axial mittleren Bereich mit einer axialen Länge L2 angeordnet sind, ist kleiner als der äußere Durchmesser der elektromagnetischen Stahlplatten, welche den Rotor 20 bilden und die an den beiden axialen Endbereichen angeordnet sind. Die Innen­ durchmesser von jedem der elektromagnetischen Stahlplatten, die den Stator 12 bilden, ist gleichförmig ausgebildet. Auf diese Weise ist der Abstand G2 zwischen jedem der Statorpolbereiche 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b und jedem der Rotorpolbereiche 22a, 22b; 23a, 23b; 24a, 24b; 25a, 25b, die in dem axial mittleren Bereich angeordnet sind, größer als der Abstand G1 zwischen je­ dem der Statorpolbereiche und jedem der Rotorpolbereiche, die an den beiden axialen Endbereichen angeordnet sind. Nun ist die Steifheit des zylindrischen Bereiches 11a, welcher im axialen mittleren Bereich (L2) angeordnet ist, geringer als diejenige der beiden axialen Endbereiche des zylindrischen Bereiches 11a, der an den Klammern 11b, 11c befestigt ist.

Ein an sich bekannter Rotationssensor 31, d. h. zum Beispiel eine Enco­ diereinheit oder ein Koordinatenwandler oder etwas ähnliches, ist am Ende der Abtriebswelle 21 angeordnet, um die Rotationsposition des Rotors 20 zu erfassen. Der Rotationssensor 31 ist elektrisch mit einem Controller 32 verbunden, wo­ durch ein Positionssignal und ein durch den Rotationssensor 31 erfaßtes Win­ kelsignal an den Controller 32 übertragen wird.

Der Controller 32 ist elektrisch mit den Antriebsschaltkreis 30 verbunden, mit dem die Spulen verbunden sind, die auf jedem der Statorpolbereiche 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b gewickelt sind und überträgt ein Ausgangssignal an den Antriebsschaltkreis 30 in Abhängigkeit von einem Positi­ onssignal und einem Winkelsignal des Rotationssensors 31. Der Antriebsschalt­ kreis 30 besteht aus einem Inverter, der Schaltelemente, wie Transistoren oder Thyristoren verwendet und liefert einen pulsartigen Strom an jede der Spulen in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Controllers 32. Die oben beschriebene erste Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 10 arbeitet wie folgt:
Wenn der Rotationssensor 31 erfaßt, daß der Rotor 20 sich in einer vorbe­ stimmten Position befindet, in welcher zwei der vier Paare der Rotorpolbereiche 22a, 22b; 23a, 23b; 24a, 24b; 25a, 25b, beginnen, zwei der sechs Paare der Stator­ polbereiche 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b jeweils gegen­ über zu liegen, überträgt der Controller 32 ein Ausgangssignal entsprechend den aufgenommenen Signal des Rotationssensors 31 an den Antriebsschaltkreis 30. Der Antriebsschaltkreis 30 versorgt diejenigen Spulen mit Strom, die auf zwei Paare der Statorpolbereiche gewickelt sind, welche zwei Paaren von Rotorpolbe­ reichen gegenüberliegen, in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Control­ lers 32. Auf diese Weise werden die Statorpolbereiche, auf welche diese Spulen gewickelt sind, magnetisiert und es wird ein magnetischer Fluß zwischen den magnetisierten Statorpolbereichen über die Rotorpolbereiche, die zwischen den magnetisierten Statorpolbereichen liegen, erzeugt. Es entsteht eine magnetische Anziehungskraft zwischen den Rotorpolbereichen und den Statorpolbereichen, die sich gegenüberliegen und es wirkt durch eine Komponentenkraft der magne­ tische Anziehungskraft ein Drehmoment auf den Rotor 20, so daß die Rotorpol­ bereiche den Statorpolbereichen gegenüberliegen.

Wenn der Rotor 20 durch das Drehmoment gedreht wird und durch den Ro­ tationssensor 31 festgestellt wird, daß der Roter 20 sich in einer vorbestimmten Position befindet, in der zwei Paare der Rotationspolbereiche sich jeweils unmit­ telbar vor einer ausgerichteten Position bezüglich zwei Paaren von magnetisier­ ten Statorpolbereichen befinden, d. h., wenn durch den Rotationssensor 31 fest­ gestellt wird, daß der Rotor 20 sich in einer letztendlich effektiven Position be­ findet, in der die obengenannte Komponentenkraft auf den Rotor 20 wirkt, stoppt der Antriebsschaltkreis 30 die Stromversorgung an die Spulen, die auf die magnetisierten Statorpolbereiche gewickelt sind, in Abhängigkeit von dem Aus­ gangssignal des Kontrollers 32, welches in Abhängigkeit von dem durch den Ro­ tationssensor 31 erfaßten Signal erzeugt wird. Wie bereits vermerkt, wird der Strom, mit dem die Spulen versorgt werden, die auf zwei Paare der Statorpolbe­ reiche gegenüber zwei Paaren der Rotorpolbereiche gewickelt sind, pulsartig an- und abgeschaltet, wodurch ein gewisses Motordrehmoment durch die Wirkung der genannten magnetischen Anziehungskraft erzielt wird. Die Fig. 3 zeigt Va­ riationen des Drehmoments, des Stromes und der magnetischen Anziehungskraft bei der genannten Versorgung der Spulen mit Strom, welche auf zwei Paare der Statorpolbereiche gewickelt sind. Das genannte An-Aus-Timing der Stromversor­ gung wird in Abhängigkeit von der geforderten Rotationsgeschwindigkeit bzw. dem Drehmoment des geschalteten Reluktanzmotors bestimmt.

Andererseits werden zwei Paare von magnetisierten Statorpolbereichen, die zwei Paaren von Rotorpolbereichen gegenüberliegen, von den gegenüberliegen­ den Rotorpolbereichen durch die oben genannte magnetische Anziehungskraft jeweils angezogen, wodurch der Stator 12 verspannt wird. Beispielsweise in Fig. 1 werden die Statorpolbereiche 13a, 13b; 16a, 16b, die den Rotorpolbereichen 22a, 22b; 24a, 24b gegenüberliegen, durch die Stromversorgung der Spule 36 ma­ gnetisiert und jeweils durch die Rotorpolbereiche 22a, 22b; 24a, 24b angezogen. Auf diese Weise wird der Stator 12 verspannt. Wenn die magnetische Anzie­ hungskraft durch Abschalten des Stromes verschwindet, kehrt die Verspannung des Stators 12 plötzlich zurück und das Gehäuse 11 wird gleichzeitig plötzlich in diametraler Richtung durch den Stator 12 nach außen gedrückt. Diese impulsive Vibration (Vibration) des Gehäuses 11 erfolgt auf periodische Abhängigkeit von der Magnetisierung von jedem der Statorpolbereiche 13a, 13b; 14a, 14b; 15a,15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b. Da die Steifigkeit des axialen mittleren Bereiches des zylindrischen Bereiches 11a gegenüber der magnetischen Anziehungskraft gerin­ ger ist als diejenige der axialen Endbereiche desselben, die an den Klammern 11b, 11c befestigt sind, nimmt die Spannung des Stators 12 am stärksten im axialen mittleren Bereich zu, im Falle, daß der Abstand zwischen den Rotorpol­ bereichen und den Statorpolbereichen, die sich gegenüberliegen, und daß die ma­ gnetische Anziehungskraft, die zwischen den Rotorpolbereichen und den Stator­ polbereichen, die sich gegenüberliegen, in axialer Richtung gleichförmig ist.

In dieser ersten Ausführungsform wird der Abstand G1 zwischen jedem den Statorpolbereichen 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b und je­ dem der Rotorpolbereiche 22a, 22b; 23a, 23b; 24a, 24b; 25a, 25b, die an den axialen Endbereichen mit einer hohen Steifigkeit gegenüber der magnetischen Anzie­ hungskraft angeordnet sind, verringert, so daß die magnetische Anziehungskraft und das Drehmoment an den axialen Endbereichen vergrößert wird. Der Ab­ stand G2 zwischen jedem der Statorpolbereiche 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b und jedem der Rotorpolbereiche 22a, 22b; 23a, 23b; 24a, 24b; 25a, 25b, die im axial mittleren Bereich mit einer geringen Steifigkeit gegen die magnetische Anziehungskraft angeordnet sind, wird erhöht, so daß die ma­ gnetische Anziehungskraft und das Drehmoment im axial mittleren Bereich ver­ ringert wird. Auf diese Weise wird die maximale Spannung des Stators 12 und die maximale Amplitude der Vibration des Gehäuses 11 (des zylindrischen Berei­ ches 11a) aufgrund der magnetische Anziehungskraft ohne eine Änderung des Motordrehmomentes verringert. Es ist daher möglich, die unerwünschte Ge­ räuschbildung ohne eine Zunahme des Gewichtes des Motors zu reduzieren.

Fig. 4 zeigt einen Stator 112 und einen Rotor 120 einer zweiten Ausfüh­ rungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. In dieser zwei­ ten Ausführungsform ist der Innendurchmesser von jedem der elektromagneti­ schen Stahlplatten, die den Stator 112 bilden, gleichmäßig ausgebildet und der Außendurchmesser der elektromagnetischen Stahlplatten, die den Rotor 120 bil­ den, nimmt von den beiden axialen Enden zum mittleren Bereich hin nach und nach ab. Auf diese Weise ist der Abstand G2 zwischen jedem der Statorpolberei­ che 113a, 113b; 114a, 114b; 115a, 115b; 116a, 116b; 117a, 117b; 118a, 118b und je­ dem der Rotorpolbereiche 122a, 122b; 123a, 123b; 124a, 124b; 125a, 125b, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, größer als der Abstand G1 zwischen je­ dem der Statorpolbereiche und jedem der Rotorpolbereiche, die an beiden axialen Endbereichen angeordnet sind.

Fig. 5 zeigt einen Stator 212 und einen Rotor 220 einer dritten Ausführungs­ form in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Bei dieser dritten Ausführungsform ist der Innendurchinesser der elektromagnetischen Stahlplat­ ten, die den Stator 212 bilden und die im axialen Mittelbereich mit einer axialen Länge L2 angeordnet sind, kleiner als der Innendurchmesser der elektromagne­ tischen Stahlplatten, die den Stator 212 bilden und die an den beiden axialen Endbereichen angeordnet sind. Der Außendurchmesser von jedem der elektro­ magnetischen Stahlplatten, die den Rotor 220 bilden, ist gleichförmig ausgebil­ det. Auf diese Weise ist der Abstand G2 zwischen jedem der Statorpolbereiche 213a, 213b; 214a, 214b; 215a, 215b; 216a, 216b; 217a, 217b; 218a, 218b und jedem der Rotorpolbereiche 222a, 222b; 223a, 223b; 224a, 224b; 225a, 225b, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, größer als der Abstand G1 zwischen jedem der Statorpolbereiche und jedem der Rotorpolbereiche, die an beiden axialen Endbereichen angeordnet sind.

Fig. 6 zeigt einen Stator 312 und einen Rotor 320 einer vierten Ausführungs­ form in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Bei dieser vierten Ausführungsform ist der Außendurchmesser von jedem der elektromagnetischen Stahlplatten, die den Rotor 320 bilden, gleichförmig ausgebildet und der Innen­ durchmesser der elektromagnetischen Stahlplatten, die den Stator 312 bilden, nimmt von beiden axialen Enden zum mittleren Bereich hin nach und nach ab. Auf diese Weise ist der Abstand G2 zwischen jedem der Statorpolbereiche 313a, 313b; 314a, 314b; 315a, 315b; 316a, 316b; 317a, 317b; 318a, 318b und jedem der Rotorpolbereiche 322a, 322b; 323a, 323b; 324a, 324b; 325a, 325b, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, größer als der Abstand G1 zwischen jedem der Statorpolbereiche und jedem der Rotorpolbereiche, die an beiden axialen Endbereichen angeordnet sind.

Entsprechend dieser zweiten, dritten und vierten Ausführungsform, wie auch der obengenannten ersten Ausführungsform ist es möglich, die maximale Spannung des Stators und die maximale Amplitude der Vibration des Gehäuses (des zylindrischen Bereiches) aufgrund der magnetischen Anziehungskraft ohne eine Änderung des Motordrehmomentes zu verringern. Es ist daher möglich, die unerwünschte Geräuschbildung ohne eine Zunahme des Gewichtes des Motors zu reduzieren.

Bei den oben genannten vier Ausführungsformen werden die Länge L1, die Länge L2, das Verhältnis von L1 zu L2, der Abstand G1 und der Abstand G2 in Abhängigkeit von der Spezifikation des geschalteten Reluktanzmotors und des erforderlichen Geräuschniveaus bestimmt. Der Außendurchmessser von jedem der Rotorpolbereiche, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, kann daher kleiner sein als der Außendurchmesser von jedem der Rotorpolbereiche, die an beiden axialen Endbereichen angeordnet sind, wobei der Innendurchmeser von jedem der Statorpolbereiche, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, kleiner sein kann, als der Innendurchmesser von jedem der Statorpolbereiche, die an den beiden axialen Endbereichen angeordnet sind; all dies in Abhängigkeit von den Anforderungen.

Bei den oben genannten vier Ausführungsformen findet die Erfindung dar­ über hinaus Anwendung auf einen geschalteten Relunktanzmotor, mit einem Stator mit sechs Paaren von Statorpolbereichen und einem Rotor, mit vier Ro­ torpolbereichen. Es ist jedoch möglich, die vorliegende Erfindung auf andere Ar­ ten von geschalteten Reluktanzmotoren anzuwenden, beispielsweise einen ge­ schalteten Reluktanzmotor, der einen Stator mit drei Paaren von Statorpolberei­ chen und einen Rotor mit zwei Paaren von Rotorpolbereichen einschließt. Das obengenannte An-Aus-Timing der Stromversorgung wird in Abhängigkeit von den Anforderungen einer Rotationsgeschwindigkeit oder Drehmoment des ge­ schalteten Reluktanzmotors bestimmt.

Wie oben bemerkt, wird die magnetische Anziehungskraft, welche die uner­ wünschte Geräuschbildung hervorruft, nach Maßgabe der Erfindung an beiden axialen Endbereichen des Gehäuses und des Stators vergrößert, in denen ihre Steifigkeit gegen die magnetische Anziehungskraft hoch ist und im axialen mitt­ leren Bereich verringert, indem ihre Steifigkeit gegen die magnetische Anzie­ hungskraft gering ist. Es ist dementsprechend möglich, die unerwünschte Ge­ räuschbildung ohne eine Änderung des Motordrehmomentes und ohne eine Zu­ nahme des Gewichtes des geschalteten Reluktanzmotors zu verringern.

Die Prinzipien, bevorzugten Ausführungsformen und Betriebsmodi der vor­ liegenden Erfindung wurden in der obigen Beschreibung beschrieben. Die Erfin­ dung, die hier geschützt werden soll, sollte jedoch nicht als auf die offenbarten Formen beschränkt aufgefaßt werden, da diese lediglich illustrativ und nicht re­ striktiv zu betrachten sind. Abänderungen und Variationen können durch den Fachmann erfolgen, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Dementsprechend sollte die vorhergehende detaillierte Beschreibung als exem­ plarisch und nicht begrenzend bezüglich des Bereiches und Geistes der Erfin­ dung, wie durch die beigefügten Ansprüche bestimmt, angesehen werden.

Claims (4)

1. Geschalteter Reluktanzmotor, mit; einem Gehäuse (11),
einem Stator (12, 112, 212, 312), der von dem Gehäuse (10) gehalten wird und eine Vielzahl von Paaren von gegenüberliegenden Statorpolbereichen hat, die in diametraler Richtung nach innen vorstehen und sich in axialer Richtung erstrecken, einen Rotor (20, 120, 220, 320), der drehbar in dem Stator (12, 112, 212, 312) angeordnet ist und eine Vielzahl von Rotorpolbe­ reichen aufweist, die in diametraler Richtung nach außen vorstehen und sich in axialer Richtung erstrecken, so daß sie den Statorpolbereichen ge­ genüberliegen können, wobei zwischen diesen ein Abstand erhalten bleibt, und
eine Anzahl von Spulen, die auf jedes der Paare der Statorpolbereiche ge­ wickelt sind,
wobei der Abstand zwischen den Statorpolbereichen und den Rotorpolberei­ chen im axial mittleren Bereich größer ist als der Abstand zwischen densel­ ben an den axialen Endbereichen.

2. Geschalteter Reluktanzmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der innere Durchmesser von jedem der Statorpolbereiche in axia­ ler Richtung gleichmäßig ausgebildet ist und daß der Außendurchmesser von jedem der Rotorpolbereiche, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, kleiner ist als der Außendurchmesser von jedem der Rotorpolbereiche, die an den axialen Endbereichen angeordnet sind.

3. Geschalteter Reluktanzmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Außendurchmesser von jedem der Rotorpolbereiche in axialer Richtung gleichförmig ausgebildet ist und daß der Innendurchmesser von jedem der Statorpolbereiche, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, kleiner ist als der Innendurchmesser von jedem der Statorpolbereiche, die an den axialen Endbereichen angeordnet sind.

4. Geschalteter Reluktanzmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Außendurchmesser von jedem der Rotorpolbereiche, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, kleiner ist als der Außendurchmes­ ser von jedem der Rotorpolbereiche, die an den axialen Endbereichen ange­ ordnet sind und daß der Innendurchmesser von jedem der Statorpolberei­ che, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, kleiner ist als der In­ nendurchmesser von jedem der Statorpolbereiche, die an den axialen End­ bereichen angeordnet sind.