DE19743321C2

DE19743321C2 - Geschalteter Reluktanzmotor

Info

Publication number: DE19743321C2
Application number: DE19743321A
Authority: DE
Inventors: Masafumi Sakuma
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2001-12-06
Anticipated expiration: 2017-10-01
Also published as: DE19743321A1; JPH10108437A; US5945761A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen geschalteten Reluktanzmotor.

Ein herkömmlicher, geschalteter Reluktanzmotor ist beispielsweise aus der Veröffentli chung "Switched Reluctance Drives for Electric and Hybrid Vehicles" von Ajay Yelne, ver öffentlicht in SAE-Paper 960256, bekannt. Wie in Fig. 7 und Fig. 8 gezeigt, umfaßt dieser geschaltete Reluktanzmotor ein Gehäuse 100, einen Stator 101, der in einer inneren Boh rung des Gehäuses 100 befestigt ist und durch laminierte elektromagnetische Stahlplatten gebildet ist, sowie aus einem Rotor 102, der in dem Stator 101 angeordnet ist und ebenfalls aus laminierten elektromagnetischen Stahlplatten gebildet ist. Der Rotor 102 ist an einer Abtriebswelle 103 befestigt, die von Lagerschilden 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 Rotorpolzähnen 102a, die in diametraler Richtung nach außen vorstehen und sich in axialer Richtung erstrecken. Der Stator 101 hat vier Paare von gege nüberliegenden Statorpolzähnen 101a, die in diametraler Richtung nach innen vorstehen und sich in axialer Richtung erstrecken.

Jeder der Statorpolbereiche 101a liegt einem der Rotorpolzähnen 102a in Abhängigkeit von der Rotation des Rotors 102 gegenüber, wobei zwischen den Statorpolzähnen 101a und den Rotorpolzähnen 102a, die sich gegenüberliegen, ein gewisser Abstand bzw. Luftspalt auf rechterhalten wird. Um jedem der Statorpolbereiche 101a ist eine Spule 107 gewickelt. Die Spulen 107, die auf jedes der Paare von gegenüberliegenden Statorpolzähnen 101a gewi ckelt sind, sind miteinander in Serie geschaltet, wodurch ein magnetischer Fluß zwischen den Paaren von Statorpolzähnen 101a erzeugt wird, wenn an die Spulen 107, die um diese gewickelt sind, ein Strom angelegt wird. Dadurch entsteht eine magnetische Anziehungs kraft zwischen den Rotorpolzähnen 102a und den Statorpolzähnen 101a, die sich einander annähern. Diese magnetische Anziehungskraft wird verändert durch eine Steuerung des Versorgungsstromes, mittels Schaltelementen in Abhängigkeit von der Rotationsposition des Rotors 102, wodurch ein Motordrehmoment erzeugt wird.

Der Strom, der an die Spule angelegt wird, welche um zwei Paare von Statorpolzähnen 101a gewickelt ist, denen sich zwei Paare von Rotorpolzähnen 102a nähern, wird als Puls an- und abgeschaltet. Im allgemeinen wird der Strom angeschaltet, wenn ein Paar von Ro torpolzähnen beginnt, sich mit einem Paar von Statorpolzähnen auszurichten und der Strom wird abgeschaltet, bevor ein Paar von Rotorpolzähnen mit einem Paar von Statorpolzähnen ausgerichtet ist. Dadurch nimmt die magnetische Anziehungskraft proportional zu, während der Strom zugeführt wird, und verschwindet in einem Moment, wenn der Strom abgeschal tet wird. Einerseits wird durch diese magnetische Anziehungskraft ein Motordrehmoment erzielt. Andererseits werden durch diese magnetische Anziehungskraft jeweils die Stator polbereiche radial von den Rotorpolzähnen angezogen, wodurch der Stator und das Gehäuse verspannt werden. Wenn die magnetische Anziehungskraft verschwindet, kehrt die Span nung des Stators plötzlich zurück, wobei gleichzeitig das Gehäuse plötzlich durch den Stator diametral nach außen gedrückt wird. Diese impulsive Belastung des Gehäuses wird perio disch in Abhängigkeit von der Rotation des Rotors erzeugt, wodurch Vibrationen des Ge häuses entstehen, die unerwünschte akustische Geräusche hervorrufen.

Bei dem obengenannten bekannten geschalteten Reluktanzmotor nehmen diese Geräu sche am stärksten im Bereich A in Fig. 8 zu. Der Grund hierfür ist, daß die obengenannte magnetische Anziehungskraft an beiden Enden des Gehäuses hoch ist, welches mit den La gerschilden verbunden ist, und niedrig im mittleren Bereich des Gehäuses in axialer Rich tung. Daher nimmt die Amplitude der Vibration im mittleren Bereich des Gehäuses in axia ler Richtung zu. Wenn die Steifigkeit des Bereiches des Gehäuses, in dem die Amplitude der Vibration groß ist, dementsprechend erhöht wird, ist es möglich, die Geräusche zu redu zieren. 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 Her stellung schwierig, nur die Joch-Dicke W_SC des mittleren Bereiches zu erhöhen. Dement sprechend ist eine Zunahme des Gewichtes des Motors unvermeidlich.

Aus GB 2 315 607 A ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für einen Motor mit präziserem, geringeren Luftspalt bekannt. Der fertiggestellte Rotor ist aus einem Stapel ein ander identischer Blechlamellen gefertigt, welche, gesehen in Axialrichtung, abwechselnd relativ zueinander zur Drehachse versetzt angeordnet sind.

Aus CH-PS 373 098 ist ebenfalls ein Rotor bekannt, dessen Lamellenbleche nicht bündig aufeinander liegen. Es sind hier alternierend Bleche mit größerer und kleinerer Erstreckung in Radialrichtung zum Stapel angeordnet.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten geschalteten Reluktanz motor mit geringeren Vibrationen des Gehäuses vorzusehen.

Um diese Aufgabe zu erfüllen, ist ein geschalteter Reluktanzmotor vorgesehen, der ein Gehäuse einschließt, einen von dem Gehäuse gehaltenen Stator, der eine Vielzahl von Paa ren von gegenüberliegenden Statorpolzähnen hat, die in diametraler Richtung nach innen vorstehen und sich in axialer Richtung erstrecken, einen Rotor, der drehbar in dem Stator angeordnet ist und eine Vielzahl von Rotorpolzähnen aufweist, die in diametraler Richtung nach außen vorstehen und sich in axialer Richtung erstrecken, so daß sie den Statorpolzäh nen gegenüberliegen können, wobei zwischen diesen ein Abstand bzw. Luftspalt aufrecht erhalten wird, sowie eine Vielzahl von Spulen, die auf jedes der Paare von Statorpolzähnen gewickelt sind, wobei der Luftspalt zwischen den Statorpolzähnen und den Rotorpolzähnen im axial mittleren Bereich größer ist als der Luftspalt zwischen diesen an beiden axialen Endbereichen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzug ter Ausführungsformen, bei Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen, darin zeigt:

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

Fig. 2 eine Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform eines geschalteten Re luktanzmotors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 Diagramme, die Variationen des Drehmomentes, des Stromes und der magneti schen Anziehungskraft bei Versorgung einer Spule einer ersten Ausführungs form eines geschalteten Reluktanzmotors in Übereinstimmung mit der vorlie genden Erfindung zeigen;

Fig. 4 eine Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Stators und eines Rotors eines geschalteten Reluktanzmotors in Übereinstimmung mit der vorlie genden Erfindung;

Fig. 5 eine Längsschnittansicht einer dritten Ausführungsform eines Stators und eines Rotors eines geschalteten Reluktanzmotors in Übereinstimmung mit der vorlie genden Erfindung;

Fig. 6 eine Längsschnittansicht einer vierten Ausführungsform eines Stators und eines Rotors eines geschalteten Reluktanzmotors in Übereinstimmung mit der vorlie genden Erfindung;

Fig. 7 eine Querschnittansicht eines bekannten geschalteten Reluktanzmotors; und

Fig. 8 eine Längsschnittansicht des bekannten geschalteten Reluktanzmotors.

Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird ein geschalteten Reluktanzmotor in Über einstimmung mit den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung be schrieben.

Wie aus Fig. 1 und 2 zu entnehmen, ist ein geschalteter Reluktanzmotor 10 mit einem zylindrischen Gehäuse 11 vorgesehen, welches aus Aluminium gemacht ist. Das Gehäuse 11 besteht aus einem zylindrischen Bereich 11a sowie Lagerschilden 11b, 11c, die an den Enden des zylindrischen Bereiches 11a befestigt sind. In einer Innenbohrung 11d des zy lindrischen Bereiches 11a ist ein zylindrischer Stator 12 angeordnet. Der Stator 12 ist aus einem Laminat von elektromagnetischen Stahlblechen gemacht und ist an der Innenboh rung 11d des Gehäuses 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 Statorpolzähnen 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b versehen, die in diametraler Richtung in re gelmäßigen Abständen nach innen vorstehen und sich jeweils in axialer Richtung erstre cken. Auf jedem der Paare von Statorpolzähnen, beispielsweise auf zwei Paaren von Stator polzähnen 13a, 13b; 16a, 16b, sind jeweils Spulen 36 gewickelt und miteinander in Serie ge schaltet. 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 Lagerschilden 11b, 11c an beiden Enden über Lager 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 Abtriebswelle 21 als ein Körper in dem Stator 12 zu rotieren. Darüber hinaus ist der Rotor 20 mit vier Paaren von gegenüberliegenden Rotorpolzähnen 22a, 22b; 23a, 23b; 24a, 24b; 25a, 25b versehen, die in diametraler Richtung in regelmäßigen Abständen nach außen vor stehen und sich jeweils in axialer Richtung erstrecken. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist jeder dieser Rotorpolzähnen 22a, 22b; 23a, 23b; 24a, 24b; 25a, 25b in der Lage, den Statorpolzähnen 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b gegenüber zu liegen, wobei in Ab hängigkeit von der Rotation des Rotors 20 ein bestimmter Abstand bzw. Luftspalt zwischen diesen aufrecht erhalten wird.

In dieser ersten Ausführungsform ist dieser Luftspalt, 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 Stahl platten, 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 ange ordnet sind. Die Innendurchmesser von jedem der elektromagnetischen Stahlplatten, die den Stator 12 bilden, ist gleichförmig ausgebildet. Auf diese Weise ist der Luftspalt G2 zwi schen 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 mitt leren Bereich angeordnet sind, größer als der Luftspalt G1 zwischen jedem der Statorpolbe reiche 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 zy lindrischen Bereiches 11a, der an den Lagerschilden 11b, 11c befestigt ist.

Ein an sich bekannter Rotationssensor 31, d. h. zum Beispiel eine Encodiereinheit 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, wodurch ein Positionssignal und ein durch den Rotationssensor 31 erfaßtes Winkelsignal 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 An triebsschaltkreis 30 in Abhängigkeit von einem Positionssignal und einem Winkelsignal des Rotationssensors 31. Der Antriebsschaltkreis 30 besteht aus einem Inverter, der Schaltele mente, wie Transistoren oder Thyristoren verwendet, und liefert einen pulsartigen Strom an jede der Spulen in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Controllers 32. Die oben be schriebene erste Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 10 arbeitet wie folgt:
Wenn der Rotationssensor 31 erfaßt, daß der Rotor 20 sich in einer vorbestimmten Posi tion befindet, in welcher zwei der vier Paare der Rotorpolbereiche 22a, 22b; 23a, 23b; 24a, 24b; 25a, 25b, beginnen, zwei der sechs Paare der Statorpolbereiche 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b jeweils gegenüber 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 Rotorpolzähnen gegenüberliegen, in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Controllers 32. Auf diese Weise werden die Statorpolbereiche, auf welche diese Spulen gewickelt sind, magnetisiert, und es wird ein magnetischer Fluß zwischen den magnetisierten Statorpolzäh nen über die Rotorpolbereiche, die zwischen den magnetisierten Statorpolzähnen liegen, erzeugt. Es entsteht eine magnetische Anziehungskraft zwischen den Rotorpolzähnen und den Statorpolzähnen, die sich gegenüberliegen, und es wirkt durch eine Komponentenkraft der magnetische Anziehungskraft ein Drehmoment auf den Rotor 20, so daß die Rotorpol zähne den Statorpolzähnen gegenüberliegen.

Wenn der Rotor 20 durch das Drehmoment gedreht wird und durch den Rotationssensor 31 festgestellt wird, daß der Rotor 20 sich in einer vorbestimmten Position befindet, in der zwei Paare der Rotorpolzähne sich jeweils unmittelbar vor einer ausgerichteten Position bezüglich zwei Paaren von magnetisierten Stator polzähnen befinden, d. h., wenn durch den Rotationssensor 31 festgestellt wird, daß der Rotor 20 sich in einer letztendlich effektiven Position befindet, in der die obengenannte Komponentenkraft auf den Rotor 20 wirkt, stoppt der Antriebsschaltkreis 30 die Stromver sorgung an die Spulen, die auf die magnetisierten Statorpolbereiche gewickelt sind, in Ab hängigkeit von dem Ausgangssignal des Controllers 32, welches in Abhängigkeit von dem durch den Rotationssensor 31 erfaßten Signal erzeugt wird. Wie bereits vermerkt, wird der Strom, mit dem die Spulen versorgt werden, die auf zwei Paare der Statorpolbereiche ge genüber 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 Variationen 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 Stromversorgung wird in Abhängigkeit von der geforderten Rotationsgeschwin digkeit bzw. dem Drehmoment des geschalteten Reluktanzmotors bestimmt.

Andererseits werden zwei Paare von magnetisierten Statorpolzähnen, die zwei Paaren von Rotorpolzähnen gegenüberliegen, von den gegenüberliegenden Rotorpolzähnen 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 Rotorpolzähnen 22a, 22b; 24a, 24b gegenüberliegen, durch die Stromversorgung der Spule 36 magnetisiert und jeweils durch die Rotorpolzähne 22a, 22b; 24a, 24b angezogen. Auf diese Weise wird der Stator 12 verspannt. Wenn die magnetische Anziehungskraft 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 des Gehäuses 11 erfolgt auf peri odische Abhängigkeit von der Magnetisierung von jedem der Statorpolzähne 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b. Da die Steifigkeit des axialen mittleren Berei ches des zylindrischen Bereiches 11a gegenüber der magnetischen Anziehungskraft geringer ist als diejenige der axialen Endbereiche desselben, die an den Lagerschilden 11b, 11c befestigt sind, nimmt die Spannung des Stators 12 am stärksten im axialen mittleren Bereich zu, vorausgesetzt, daß der Luftspalt zwischen den Rotorpolzähnen und den Statorpolzähnen, die sich gegenü berliegen, und daß die magnetische Anziehungskraft, die zwischen den Rotorpolzähnen und den Statorpolzähnen, die sich gegenüberliegen, in axialer Richtung gleichförmig ist.

In dieser ersten Ausführungsform wird der Luftspalt G1 zwischen jedem der Statorpol zähnen 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b und jedem der Rotorpolzähne 22a, 22b; 23a, 23b; 24a, 24b; 25a, 25b, die an den axialen Endbereichen mit einer hohen Stei figkeit gegenüber der magnetischen Anziehungskraft angeordnet sind, verringert, so daß die magnetische Anziehungskraft und das Drehmoment an den axialen Endbereichen vergrößert wird. Der Luftspalt G2 zwischen jedem der Statorpolzähne 13a, 13b; 14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b; 18a, 18b und jedem der Rotorpolzähne 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 magnetische Anziehungskraft und das Drehmoment im axial mittleren Bereich verringert wird. Auf diese Weise wird die ma ximale Spannung des Stators 12 und die maximale Amplitude der Vibration des Gehäuses 11 (des zylindrischen Bereiches 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 Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. In dieser zweiten Ausführungsform ist der Innendurchmesser von jedem der elektromagnetischen Stahlplatten, die den Stator 112 bil den, gleichmäßig ausgebildet, und der Außendurchmesser der elektromagnetischen Stahl platten, die den Rotor 120 bilden, nimmt von den beiden axialen Enden zum mittleren Be reich hin nach und nach ab. Auf diese Weise ist der Luftspalt G2 zwischen jedem der Sta torpolzähne 113a, 113b; 114a, 114b; 115a, 115b; 116a, 116b; 117a, 117b; 118a, 118b und jedem der Rotorpolzähne 122a, 122b; 123a, 123b; 124a, 124b; 125a, 125b, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, größer als der Luftspalt G1 zwischen jedem der Statorpolzähne und jedem der Rotorpolzähne, die an beiden axialen Endbereichen angeordnet sind.

Fig. 5 zeigt einen Stator 212 und einen Rotor 220 einer dritten Ausführungsform in Ü bereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Bei dieser dritten Ausführungsform ist der Innendurchmesser der elektromagnetischen Stahlplatten, die den Stator 212 bilden und die im axialen Mittelbereich mit einer axialen Länge L2 angeordnet sind, kleiner als der Innen durchmesser der elektromagnetischen Stahlplatten, die den Stator 212 bilden und die an den beiden axialen Endbereichen angeordnet sind. Der Außendurchmesser von jedem der elekt romagnetischen Stahlplatten, die den Rotor 220 bilden, ist gleichförmig ausgebildet. Auf diese Weise ist der Luftspalt G2 zwischen jedem der Statorpolzähne 213a, 213b; 214a, 214b; 215a, 215b; 216a, 216b; 217a, 217b; 218a, 218b und jedem der Rotorpolzähne 222a, 222b; 223a, 223b; 224a, 224b; 225a, 225b, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, größer als der Luftspalt G1 zwischen jedem der Statorpolzähne und jedem der Rotorpolzäh ne, die an beiden axialen Endbereichen angeordnet sind.

Fig. 6 zeigt einen Stator 312 und einen Rotor 320 einer vierten Ausführungsform in Ü bereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Bei dieser vierten Ausführungsform ist der Außendurchmesser von jedem der elektromagnetischen Stahlplatten, die den Rotor 320 bil den, gleichförmig ausgebildet, und der Innendurchmesser der elektromagnetischen Stahl platten, die den Stator 312 bilden, nimmt von beiden axialen Enden zum mittleren Bereich hin nach und nach ab. Auf diese Weise ist der Luftspalt G2 zwischen jedem der Statorpol zähne 313a, 313b; 314a, 314b; 315a, 315b; 316a, 316b; 317a, 317b; 318a, 318b und jedem der Rotorpolzähne 322a, 322b; 323a, 323b; 324a, 324b; 325a, 325b, die im axial mittleren Be reich angeordnet sind, größer als der Luftspalt G1 zwischen jedem der Statorpolzähne und jedem der Rotorpolzähne, die an beiden axialen Endbereichen angeordnet sind.

Entsprechend dieser zweiten, dritten und vierten Ausführungsform, wie auch der oben genannten ersten Ausführungsform ist es möglich, die maximale Spannung des Stators und die maximale Amplitude der Vibration des Gehäuses (des zylindrischen Bereiches) auf grund 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 Luftspalt G1 und der G2 in Abhängigkeit von der Spezifi kation des geschalteten Reluktanzmotors und des erforderlichen Geräuschniveaus bestimmt. Der Außendurchmesser von jedem der Rotorpolzähne, die im axial mittleren Bereich ange ordnet sind, kann daher kleiner sein als der Außendurchmesser von jedem der Rotorpolzäh ne, die an beiden axialen Endbereichen angeordnet sind, wobei der Innendurchmesser von jedem der Statorpolzähne, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, kleiner sein kann, als der Innendurchmesser von jedem der Statorpolzähne, die an den beiden axialen Endbe reichen angeordnet sind; all dies in Abhängigkeit von den Anforderungen.

Bei den oben genannten vier Ausführungsformen findet die Erfindung darüber hinaus Anwendung auf einen geschalteten Relunktanzmotor, mit einem Stator mit sechs Paaren von Statorpolzähnen und einem Rotor, mit vier Rotorpolzähnen. Es ist jedoch möglich, die vorliegende Erfindung auf andere Arten von geschalteten Reluktanzmotoren anzuwenden, beispielsweise einen geschalteten Reluktanzmotor, der einen Stator mit drei Paaren von Statorpolzähnen und einen Rotor mit zwei Paaren von Rotorpolzähnen einschließt. Das o bengenannte An-Aus-Timing der Stromversorgung wird in Abhängigkeit von den Anforde rungen einer Rotationsgeschwindigkeit oder Drehmoment des geschalteten Reluktanzmotors bestimmt.

Wie oben bemerkt, wird die magnetische Anziehungskraft, welche die unerwünschte Ge räuschbildung 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 mittleren Be reich verringert, indem ihre Steifigkeit gegen die magnetische Anziehungskraft gering ist. Es ist dementsprechend möglich, die unerwünschte Geräuschbildung ohne eine Änderung des Motordrehmomentes und ohne eine Zunahme des Gewichtes des geschalteten Reluk tanzmotors zu verringern.

Claims

1. Geschalteter Reluktanzmotor, mit;
einem Gehäuse (11),
einem Stator (12, 112, 212, 312), der von dem Gehäuse (11) gehalten wird und eine Vielzahl von Paaren von gegenüberliegenden Statorpolzähnen hat, die in diametraler Richtung nach innen vorstehen und sich in axialer Richtung erstrecken, einem Rotor (20, 120, 220, 320), der drehbar in dem Stator (12, 112, 212, 312) angeordnet ist und
eine Vielzahl von Rotorpolzähnen aufweist, die in diametraler Richtung nach außen vorstehen, sich in axialer Richtung erstrecken und den Statorpolzähnen unter Bildung eines Luftspaltes (G1, G2) gegenüberliegen, und
einer Anzahl von Spulen, die auf jedes der Paare der Statorpolbereiche gewickelt sind, wobei der Luftspalt (6, 2) zwischen den Statorpolzähnen und den Rotorpolzähnen im axial mittleren Bereich größer ist als der Luftspalt (G1) zwischen denselben an den a xialen Endbereichen.

2. Geschalteter Reluktanzmotor nach Anspruch 1, wobei der innere Durchmesser von jedem der Statorpolzähne in axialer Richtung gleichmäßig ausgebildet ist und der Au ßendurchmesser von jedem der Rotorpolzähne, die im axial mittleren Bereich ange ordnet sind, kleiner ist als der Außendurchmesser von jedem der Rotorpolzähne, die an den axialen Endbereichen angeordnet sind.

3. Geschalteter Reluktanzmotor nach Anspruch 1, wobei der Außendurchmesser von jedem der Rotorpolzähne in axialer Richtung gleichförmig ausgebildet ist und der In nendurchmesser von jedem der Statorpolzähne, die im axial mittleren Bereich ange ordnet sind, kleiner ist als der, Innendurchmesser von jedem der Statorpolzähne, die an den axialen Endbereichen angeordnet sind.

4. Geschalteter Reluktanzmotor nach Anspruch 1, wobei der Außendurchmesser von jedem der Rotorpolzähne, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, kleiner ist als der Außendurchmesser von jedem der Rotorpolzähne, die an den axialen Endbereichen angeordnet sind und wobei der Innendurchmesser von jedem der Statorpol zähne, die im axial mittleren Bereich angeordnet sind, kleiner ist als der Innendurch messer von jedem der Statorpolzähne, die an den axialen Endbereichen angeordnet sind.