DE19936361A1 - Permanentmagnetmotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Permanentmagnetmotor mit einer Vielzahl von individuellen Permanentmagneten (7), die in einen Rotor eingesetzt sind, einem N-Polmagnetkreis, der mit N-Polen der individuellen Permanentmagneten (7) verbunden ist, einem S-Polmagnetkreis, der gemeinsam mit S-Polen der individuellen Permanentmagneten (7) verbunden ist, einer Vielzahl von N-Polmagnetpolen (5), die auf der Rotoroberfläche angeordnet sind und die ein Teil des N-Polmagnetkreises sind, und mit einer Vielzahl von S-Polmagnetpolen (6), die alternierend mit den N-Polmagnetpolen (5) in Rotationsrichtung des Rotors angeordnet sind und die ein Teil des S-Polmagnetkreises bilden, wobei die Änderungsrate der Rotation des mit der Statorwicklung verbundenen Flusses erhöht ist, um ein großes Drehmoment auszugeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotorstruktur und eine Rotor/Stator-Struktur eines Motors, der Permanentmagnete verwendet. Einige Aspekte der Erfin­ dung sind ins besondere auf umlaufende Motoren und Liniearmotoren an­ wendbar.

Motoren, die Permanentmagnete einsetzen und gemeinhin als bürstenlose Motoren bezeichnet werden, werden weit verbreitet als Servosteuermoto­ ren in kommerziellen Produkten und anderen Einrichtungen benutzt.

Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht eines bekannten Permanentmagnetmo­ tors. Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Rotorachse, die auch ein magneti­ scher Pfad für das Feld ist. Bezugsnummer 2 bezeichnet einen Permanent­ magneten. In jüngster Zeit werden häufig zylindrische gesinterte Magnete aus Nd-Fe-B (Neodym, Eisen, Bor) benutzt. Der Permanentmagnet 2 des Rotors ist in acht Polen magnetisiert.

SC bezeichnet den Jochabschnitt des Stators und SCT einen Polschuh des Stators. 24 Schlitze oder Nuten sind von den Polschuhen umgeben. Durch die Nuten ist eine achtpolige Dreiphasen-Statorwicklung gewickelt und jeweilige Wicklungen sind als U1C, W8C, V1C, usw. gekennzeichnet. U, V und W sind Dreiphasenanschlußklemmen des Motors und U1C-U2C re­ präsentiert zum Beispiel eine Wicklung, die zwischen Wicklungen U1C und U2C in Fig. 13 gewickelt ist.

Das Arbeitsprinzip dieses Permanentmagnetmotors ist identisch mit dem Arbeitsprinzip eines gebräuchlichen bürstenlosen Motors. Ein Drehmo­ ment wird durch Anlegen eines Stroms durch die Wicklungen mit hoher Änderungsrate der Rotorrotation, also mit hohem dΦ/dθ, des Kopplungs­ flusses von jeder der Wicklungen in Antwort auf die Rotorrotation erzeugt. Wenn der Rotor mit konstanter Geschwindigkeit rotiert, kann im Prinzip Jedes Drehmoment mit jeder Größe durch Anlegen eines Dreiphasenwech­ selstroms an jede der U-, V- und W-Wicklungen synchron mit der Rotor­ drehung erhalten werden. Die Größe des Dreiphasenwechselstroms ist proportional zu der Größe des gewünschten Drehmoments.

Bei dem in Fig. 13 gezeigten Permanentmagnetmotor kann das durch den Strom in jeder Wicklung erzeugte Drehmoment T durch

T = KT.I.NT.dΦ/dθ (1)

bei teilweiser Betrachtung dargestellt werden. Hierbei ist KT die Drehmo­ mentkonstante, I der angelegte Strom und NT die Anzahl der Windungen der Wicklung. dΦ/dθ ist die Änderungsrate der Rotation des mit der Wick­ lung verbundenen Flusses. Ein Drehmoment proportional zu dΦ/dθ kann erhalten werden. Ein Schlitz oder eine Nut des Stators besitzt eine Öff­ nung. Der magnetische Widerstand der Statorseite, von der Rotorseite aus gesehen, ist an der Schlitzöffnung groß jedoch ist die Breite der Schlitzöff­ nung klein, so daß der durch den Permanentmagneten auf der Rotorober­ fläche erzeugte Fluß als nahezu gleichmäßig durch die Polschuhe des Sta­ tors gehend betrachtet werden kann. Die Änderungsrate dΦ/dθ der Rota­ tion des Flusses und das erzeugte Drehmoment des Motors sind daher pro­ portional zu der Flußdichte des Permanentmagneten.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Motor zu schaffen, in dem ein größeres Drehmoment erzeugt werden kann, um dadurch die Effizienz des Motors zu vergrößern und Kosten zu reduzieren, und wobei die Motordrehmomentwelligkeit reduziert ist und eine Präzise Steuerung mit weniger Schwingung und Geräusch erreicht werden kann.

Ein Problem beim Stand der Technik ist, daß die Sättigungsflußdichte von etwa 1,8 T für flachgewalzte magnetische Stahlbleche und -streifen, wel­ che aus Siliziumstahl bestehen, nicht effektiv genutzt wird wegen einer Begrenzung der Flußdichte der Permanentmagneten.

Wie durch Flemings Linke-Hand-Regel festgelegt, ist im allgemeinen Kraft F = (Flußdichte B) × (Strom I) × (effektive Länge des wirkenden Drahtes). Bei dem in Fig. 13 gezeigten Stator sind die Pole des Stators zum Durch­ laß des Flusses und jede der in dem Schlitz gewickelten Wicklungen über den gesamten Umfang verteilt. Die Flußdichte B und der Strom I stehen in einem Kompromißverhältnis zueinander wegen der Platzbetrachtung des Stators. Im allgemeinen tritt die maximale Kraft F auf, wenn die Flußdichte B und der Strom I jeweils 50% sind, d. h. wenn die magnetische und elek­ trische Belastung von gleicher Größenordnung sind. Daher beträgt die mittlere Flußdichte im Spalt zwischen Stator und Rotor die Hälfte (etwa 0,9 T) der maximalen Flußdichte (1,8 T) der flachgewalzten magnetischen Stahlbleche und -streifen. Wenn ein Seltenerden-Permanentmagnet als Permanentmagnet 2 benutzt wird, ist die Flußdichte etwa 1,1 T für einen Magneten mit einer großen Flußdichte und die Motorarchitektur besitzt ei­ ne etwas größere magnetische Belastung.

Daher besteht bei den in Fig. 13 gezeigten Permanentmagneten das Pro­ blem, daß die Änderungsrate dΦ/dθ der Rotation des Flusses die Sätti­ gungsflußdichte 1,8 T der gewalzten magnetischen Bleche und Streifen nicht wirksam ausnutzt, d. h., das Problem ist, daß das erzeugte Drehmo­ ment klein ist.

Darüber hinaus verwenden Drehmomentwelligkeitsverringerungstechni­ ken, die beim Stand der Technik benutzt werden, eine Kombination eines Verfahrens, das die Flußdichte in Drehrichtung des Rotors, die durch den Rotor erzeugt wird, mehr sinuswellenförmig macht, indem die Magnetform an der Rotoroberfläche faßförmig glatt konvex gemacht wird, eines Verfah­ rens zum Reduzieren der harmonischen Komponenten durch eine mehr si­ nuswellenförmige Verteilung der Wicklungen und eines Verfahrens zum Reduzieren der harmonischen Komponenten durch asymmetrisch Machen des Rotors oder des Stators. All diese leiden an dem Problem, daß das Mo­ torausgangsdrehmoment reduziert wird.

Statorprobleme sind ebenfalls gegenwärtig einschließlich des Problems ei­ ner Vielzahl von Arbeitsprozessen wegen der Komplexität des Einlegens der Wicklung in jeden Schlitz des in Fig. 13 gezeigten Permanentmagnet­ motors, des Problems, daß die Wicklungsdichte in jedem Schlitz auf nur etwa 40% begrenzt ist, des Problems, daß die Motorlänge länger wird infol­ ge des Längerwerdens der Wicklungsenden wegen dem Erfordernis, daß die Wicklung in den Schlitz eingesetzt werden muß, und des Problems, daß die Temperaturzunahme im Wicklungsendabschnitt größer wird, da der Wicklungsendabschnitt größer wird. All diese Probleme addieren sich zu den Entwurfs- und Herstellungskosten eines Motors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen weiteren Permanent­ magnetmotor bereitzustellen, bei dem das erzeugte Drehmoment und die Effektivität vergrößert, die Größe verkleinert, die Kosten gesenkt und die Drehmomentwelligkeit reduziert ist.

Diese Aufgabe wird durch den Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1 oder 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Insbesondere wird bei einer Weiterbildung der Erfindung durch einen ge­ meinsamen Permanentmagneten, der zwischen dem N-Pol-Magnetkreis und dem S-Pol-Magnetkreis positioniert und innen in den Rotor eingesetzt ist, das Motorfeld stärker gemacht und eine Erhöhung des Motordrehmo­ ments erreicht.

Ähnliche Vorteile und Eigenschaften können bei einer Struktur ähnlich der Motorstruktur mit gemeinsamen Permanentmagneten erreicht wer­ den, die diesen anstelle und ohne den individuellen Permanentmagneten verwendet.

Der N-Pol-Magnetkreis und der S-Pol-Magnetkreis können eine Struktur aufweisen, in der gewalzte magnetische Stahlbleche und -streifen senk­ recht zu der Rotorachse positioniert in Axialrichtung laminiert sind. Da der N-Pol-Magnetkreis und die S-Pol-Stützmagnetpole, die teilweise mit dem N-Pol-Magnetkreis verbunden sind, in derselben Ebene auf jedem der gewalzten Magnetstahlbleche und -streifen liegen oder da der S-Pol- Magnetkreis und die N-Pol-Stützmagnetpole, die geringfügig mit dem S-Magnetkreis verbunden sind, in der gleichen Ebene auf jedem der gewalz­ ten Magnetstahlbleche und -streifen liegen, ist die Motorherstellung selbst dann vereinfacht, wenn der Motor einen komplexen Aufbau besitzt.

Aufgaben dieser Struktur sind Vergrößerung des erzeugten Drehmo­ ments, Vergrößerung der Effektivität, Verringerung der Größe, Verringe­ rung der Kosten und Reduktion der Drehmomentwelligkeit.

Um das Drehmoment zu vergrößern, kann die Öffnung für jeden Stator­ schlitz verbreitert und als vorspringender oder vorstehender Pol geformt werden, was bewirkt, daß die Änderungsrate der Rotorrotation des von der Rotorseite gelieferten Flusses vergrößert werden kann, um dadurch das Drehmoment weiter zu vergrößern.

Durch Strukturieren der Vielzahl von N-Magnetpolen und S-Magnetpolen, die an der Rotoroberfläche als gewalzte Magnetstahlbleche und -streifen anstelle von Permanentmagneten angeordnet sind, werden die Abschnitte der N-Pol-Magnetpole oder der S-Pol-Magnetpole gegenüber den Öffnun­ gen jedes Statorschlitzes so konfiguriert, daß kein ungünstiger Fluß für die Erzeugung des Drehmoments generiert wird. Andererseits kann durch Benutzung der gegenwärtig benutzten Siliziumstahlplatten als gewalzte magnetische Stahlbleche und -streifen eine Flußdichte von etwa 1,8 T an den N-Pol-Magnetpolen oder S-Pol-Magnetpolen erhalten werden, die den vorstehenden Polabschnitten des Stators gegenüberliegen, was die Erzeu­ gung eines größeren Drehmoments gestattet.

Insbesondere ist in der oben genannten Struktur zum Verhindern eines ungünstigen Flusses eine Struktur, die einen N-Pol-Magnetkreis, der ge­ wöhnlich mit dem N-Pol jedes der Permanentmagnete verbunden und in das Innere des Rotors eingesetzt ist und einen S-Pol-Magnetkreis ein­ schließt der gewöhnlich mit dem S-Pol jedes der Permanentmagneten ver­ bunden ist, vorgesehen und liefert einen wirksamen Fluß nur zu ge­ wünschten Abschnitten. Die Struktur verhindert die Erzeugung eines un­ günstigen Flusses an den Öffnungen des Stators usw. für die Erzeugung des Drehmoments dadurch, daß sie so strukturiert ist, daß der Arbeits­ punkt jedes Permanentmagneten auf der BH-Charakteristik in einem Be­ reich arbeitet, wo die magnetische Impedanz relativ klein ist.

Hinsichtlich der Motorkosten kann die Herstellung und der Zusammen­ bau der Rotorteile durch Aufbauen des N-Pol-Magnetkreises und des S-Pol-Magnetkreises aus gewalzten Magnetstahlblechen und -streifen erfol­ gen, die in Axialrichtung laminiert sind. Die gewalzten Magnetstahlbleche und -streifen weisen ein Loch zum Einsetzen der Permanentmagneten auf, um das Einsetzen zu vereinfachen. Die Abschnitte auf der Ebene der ge­ walzten Magnetstahlbleche und -streifen, die nicht magnetisch verbunden werden sollen, sind so strukturiert, daß sie nur über einen schmalen Ver­ bindungsabschnitt mit minimaler Stärke verbunden sind. Der durch den schmalen Verbindungsabschnitt gehende Fluß ist verloren, und eine ein­ zelne Einheit einer ebenen Struktur wird erhalten. Wenn die Komponenten eine einzelne Einheit in einer Ebene bilden, werden die Handhabung jeder Komponente bei Herstellung und Zusammenbau der gewalzten magneti­ schen Stahlbleche und -streifen vereinfacht. Durch Stanzen der gewalzten magnetischen Stahlbleche und -streifen, die eben sind aber eine leicht komplexe Form haben, auf einer Stahlblechpresse oder -stanze und Ein­ setzen eines Elektromagneten in einen Abschnitt der gewalzten Magnet­ stahlbleche und -streifen nach dem Laminieren kann ein Rotor relativ ein­ fach hergestellt werden.

Um die Statorkosten zu reduzieren, ist es wünschenswert, die Wicklungen auf den Stator einfach mit hoher Dichte und geringen Kosten aufzu­ wickeln.

Bei dem erfindungsgemäßen Permanentmagnetmotor bilden die Polschu­ he des Stators in Radialrichtung gerade hervorspringende Polformen. Die Wicklung kann außerhalb des Motors unter Benutzung einer Wickelma­ schine und durch Ausrichtwickeln mit hoher Dichte und anschließendem Formen hergestellt werden. Diese Wicklung kann dann auf den vorsprin­ genden oder vorstehenden Pol des Stator aufgesetzt werden und gestattet dadurch einen einfachen Zusammenbau. Wenn alle gewickelten Wicklun­ gen auf jedem hervorspringendem Pol die gleiche Form aufweisen, überla­ gern sich die Wicklungen physikalisch mit benachbarten Wicklungen, wenn die Wicklungen eingesetzt sind. Daher werden zwei Wicklungsfor­ men vorgesehen. Der Motor wird zusammengebaut, indem zunächst Wick­ lungen der einen Form auf die vorstehenden Statorpole aufgesetzt werden, wobei jeweils in Umfangsrichtung des Motors ein Statorpol übersprungen wird, und indem dann die Wicklungen der anderen Form auf die verblei­ benden vorstehenden Pole aufgesetzt und plaziert werden. Hierbei ist es erforderlich, daß die Form der ersten Wicklungen so ist, daß die Wicklun­ gen der anderen Form sich mit diesen nicht physikalisch überlagern, wenn sie angeordnet werden.

Durch eine Vielzahl von vorstehenden Statorpolen für die gleiche Phase und durch Schieben der Phasen dieser vorstehenden Statorpole relativ zu den Rotormagnetpolen in Rotationsrichtung des Rotors um Werte von 60°, 36°, 25,7° oder 16,36° elektrisch zum Entfernen harmonischer Kompo­ nenten der dritten, fünften, siebten und elften Ordnung usw. können spe­ zifische harmonische Komponenten mit Sicherheit entfernt werden, um die Drehmomentwelligkeit in dem Motor zu reduzieren.

Durch Teilen der Axialrichtung von Stator oder Rotor und durch relatives Verschieben jeweiliger elektromagnetischer Eigenschaften in der Rota­ tionsrichtung des Rotors um Werte von 60°, 36°, 25,7° oder 16,36° elek­ trisch zum Entfernen harmonischer Komponenten der dritten, fünften, siebten und elften Ordnung, usw. können spezifische harmonische Kom­ ponenten mit Sicherheit entfernt werden.

Unter Benutzung dieser Techniken zum Entfernen der harmonischen Komponenten, einer Technik zum Entfernen einer dritten Harmonischen durch Drei-Phasen-Y-Schaltung und einer Technik zum asymmetrisch Machen des Stators oder Rotors können Hauptharmonische entfernt wer­ den und ein Motor mit Drei-Phasen-Sinuswelleneigenschaften kann er­ reicht werden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung nä­ her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Permanentmagnet­ motor,

Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie AOB in Fig. 1,

Fig. 3 eine ebene Abwicklung der Rotoroberflächenform von Fig. 1,

Fig. 4 die Flußverteilung im Permanentmagnetmotor von Fig. 1,

Fig. 5 eine Schnitt entlang Linie AOB eines anderen erfindungsgemäßen Permanentmagnetmotors,

Fig. 6 eine Schnittansicht eines anderen erfindungsgemäßen Perma­ nentmagnetmotors,

Fig. 7 eine Schnittansicht des Rotors eines erfindungsgemäßen Perma­ nentmagnetmotors,

Fig. 8 eine Schnittansicht des Rotors eines anderen erfindungsgemäßen Permanentmagnetmotors,

Fig. 9 einen Schnitt entlang Linie AOB in Fig. 7 und 8,

Fig. 10 ein Schaltbild der Statorwicklungen eines erfindungsgemäßen Permanentmagnetmotors,

Fig. 11 induzierte Spannungswellenformen eines erfindungsgemäßen Permanentmagnetmotors,

Fig. 12 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Permanent­ magnetmotors,

Fig. 13 eine Schnittansicht eines bekannten Permanentmagnetmotors, und

Fig. 14 ein Schaltbild der Statorwicklungen des bekannten Permanent­ magnetmotors.

Fig. 1 zeigt die Struktur eines Stators und eines Rotors eines Permanent­ magnetmotors entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ähnlich wie bei den in Fig. 13 gezeigten Beispiel eines be­ kannten Permanentmagnetmotors ist ein Acht-Pol-Permanentmagnetmo­ tor gezeigt.

SCA ist der Jochabschnitt des Stators. S1A, S2A, S3A, S4A, S5A und S6A bezeichnen die Polschuhe des Stators. Die Breite der Polschuhe ist 45°.

Die Polschuhe haben eine konzentrierte vorspringende Polform. In Fig. 1 ist eine Wicklung U1A der U-Phase auf den Polschuh S1A gewickelt, der am weitesten rechts liegt. Auf den Polschuh S4A, der am weitesten links liegt, ist eine Wicklung U2A der U-Phase aufgewickelt. Auf den Polschuh S3A ist eine Wicklung V1A der V-Phase aufgewickelt, und eine Wicklung V2A der V-Phase ist auf den Polschuh S6A gewickelt, der 180° vom Polschuh S3A angeordnet ist. Eine Wicklung W1A der W-Phase ist auf den Polschuh S5A gewickelt, und eine Wicklung W2A der W-Phase ist auf den Polschuh ge­ wickelt, der 180° vom Polschuh S5A entfernt liegt.

Die Achse des Rotors 4 besteht aus einem nichtmagnetischen Körper, wie zum Beispiel rostfreiem Stahl. Individuelle Permanentmagnete 7 haben ihre N-Pole und S-Pole in der gezeigten Richtung. Der Rotor weist acht Pole auf und ist dem in Fig. 13 gezeigten bekannten Permanentmagnetmotor ähnlich mit Ausnahme seiner etwas komplexeren Form. Die Basisstruktur des magnetischen Materials des Rotors ebenso wie des Stators besteht aus in Axialrichtung laminierten gewalzten Magnetstahlblechen und -streifen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf gewalzte Magnetstahlbleche und -strei­ fen beschränkt.

Bezugszeichen 5 bezeichnet einen N-Magnetpol. Es gibt vier N-Magnetpo­ le, die auf dem Rotorumfang angeordnet sind. Jeder davon ist magnetisch dem N-Pol der individuellen Permanentmagnete 7 zugeordnet. Diese vier N-Polmagnetpole sind durch den N-Polmagnetkreis magnetisch verbun­ den, der im Zentrum nahezu scheibenförmig ist und mit dem die N-Pol­ magnetpole gemeinsam verbunden sind. Der N-Polmagnetpol 5 bildet ei­ nen Teil des N-Polmagnetkreises.

Ähnlich dem N-Polmagnetpol 5 ist ein S-Polmagnetpol 6 mit einem durch eine gestrichelte Linie gezeigten Abschnitt ein S-Polmagnetpol des Rotors. Vier S-Polmagnetpole liegen auf dem Rotorumfang. Jeder der S-Pol­ magnetpole ist magnetisch dem S-Pol des individuellen Permanentmagne­ ten 7 zugeordnet. Diese vier S-Polmagnetpole sind durch den S-Pol­ magnetkreis magnetisch zugeordnet, der im Zentrum nahezu scheibenför­ mig ist und mit dem die S-Polmagnetpole gemeinsam verbunden sind. Der S-Polmagnetpol 6 bildet einen Teil des S-Polmagnetkreises.

Der N-Polmagnetkreis 5 und der S-Polmagnetkreis 6 sind geringfügig von­ einander getrennt, so daß sie nicht magnetisch verbunden sind, und sie sind in der Axialrichtung des Rotors abwechselnd angeordnet.

Der Querschnitt AOB der Rotorstruktur ist in Fig. 2 gezeigt. Die N-Pol­ stützmagnetpole 9 sind zwischen jeden N-Polmagnetpol 5 gelegt. Beide axiale Enden des Rotors berühren den N-Pol der individuellen Permanent­ magnete 7. S-Polstützmagnetpole 8 liegen zwischen jedem S-Magnetpol 6. Beide axialen Enden des Rotors berühren den S-Pol der individuellen Per­ manentmagnete 7.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die in eine Ebene abgewickelte Umfangso­ berfläche des Rotors. Die Horizontalachse repräsentiert die Axialrichtung des Rotors, und die Vertikalachse repräsentiert die Rotationsrichtung des Rotors. Individuelle Permanentmagnete 7, jeder N-Polmagnetpol 5, jeder S-Polmagnetpol 6, jeder N-Polstützmagnetpol 9 und jeder S-Polstütz­ magnetpol 8, von denen jeder eine Komponente bildet, sind in einer in Fig. 3 gezeigten Beziehung angeordnet.

Fig. 4 zeigt ein schematisches Beispiel der Flußverteilung des in Fig. 1 gezeigten Permanentmagnetmotors. Wie oben beschrieben, werden der Fluß von dem N-Pol des Permanentmagneten und der Fluß von dem S-Pol des Permanentmagneten magnetisch im Rotor getrennt. Die Flüsse von je­ dem der S-Pole sind im Rotor magnetisch durch den S-Polmagnetkreis ver­ einigt, und die Flüsse von jedem der N-Pole sind im Rotor durch denN-Pol­ magnetkreis magnetisch verbunden.

Bezüglich des auf der Rotoroberfläche des in Fig. 4 gezeigten Permanent­ magnetmotors existierenden Flusses weisen die inneren Oberflächen je­ des Polschuhs des Stators alle eine große Flußdichte auf. Die Flußdichte ist klein für die Schlitz- oder Nutöffnungen zwischen den Polschuhen des Stators. Der rechts in der Mitte von Fig. 4 gezeigte Polschuh des Stators liegt vollständig einem S-Polmagnetpol des Rotors gegenüber, und der Fluß von jedem der S-Pole der individuellen Permanentmagneten, die auf beiden Seiten des S-Polmagnetpols liegen, und der Fluß von jedem der S-Pole der individuellen Permanentmagneten, die weit weg liegen, liefern ei­ nen Fluß zu dem Polschuh des Stators, der in der Mitte rechts gezeigt ist. Der in der Mitte links von Fig. 4 gezeigte Polschuh des Stators liegt eben­ falls vollständig einem S-Polmagnetpol des Rotors gegenüber, und der Fluß von jedem der S-Pole der individuellen Permanentmagneten, die auf beiden Seiten des S-Polmagnetpols liegen, und der Fluß von jedem der S-Pole der individuellen Permanentmagneten, die entfernt liegen, liefern ei­ nen Fluß zu dem Polschuh des Stators, der in der Mitte links gezeigt ist. Ein S-Polmagnetpol des Rotors, der oben in Fig. 4 gezeigt ist, liegt ande­ rerseits mit 1/3 seines Mittelabschnitts gegenüber der Schlitzöffnung des Stators. Dieser 1/3 Magnetpol braucht keinen Fluß zu liefern. Entspre­ chend liegt ein unten in Fig. 4 gezeigter S-Polmagnetpol des Rotors mit 1/3 seines Mittelabschnitts der Schlitzöffnung des Stators gegenüber, und dieser 1/3 Magnetpol braucht keinen Fluß zu liefern.

Im Rotor sind alle S-Pole gemeinsam durch den S-Polmagnetkreis verbun­ den, und der Fluß wird von einem S-Polmagnetpol geliefert, ohne die Not­ wendigkeit eines Flusses zu einem anderen S-Polmagnetpol, der Fluß be­ nötigt. Ähnlich sind alle N-Pole gemeinsam durch den N-Polmagnetkreis verbunden, und der Aufbau ist so, daß Fluß von einem N-Polmagnetpol ge­ liefert wird ohne die Notwendigkeit eines Flusses zu einem anderen N-Pol­ magnetpol, der Fluß benötigt. Bei diesem Rotoraufbau ist jeder individuel­ le Permanentmagnet magnetisch parallel mit dem gemeinsamen Magnet­ kreis verbunden, und daher kann der Arbeitspunkt auf der magnetischen Kennlinie von Flußdichte B und magnetomotorischer Kraft bzw. magneti­ scher Spannung H jedes individuellen Permanentmagneten als nahezu gleich betrachtet werden. Somit ist die von jedem individuellen Perma­ nentmagneten erzeugte magnetomotorische Kraft H stets bei einer ge­ eigneten Größe, wird zu den Schlitzöffnungen des Stators kein großer Fluß geliefert und wird kein ungünstiger magnetischer Betrieb für die Drehmo­ menterzeugung des Motors erzeugt.

Als Ergebnis dieses Betriebs ändert sich der auf jedem Polschuh vorliegen­ de Fluß mit der Rotation des Rotors, gestattet eine große Änderungsrate dΦ/dθ der Rotation des Flusses, und die Erzeugung eines großen Drehmo­ ments wird erzielt. Wenn einer geeigneten Motorformarchitektur gefolgt wird, kann eine Änderungsrate dΦ/dθ der Rotation des Flusses entspre­ chend der Sättigungsflußdichte 1,8 T des gewalzten magnetischen Stahl­ blechs und -streifens erreicht werden, und im Prinzip kann ein Drehmo­ ment mit einem Verhältnis von 1,8 T/1,1 T = 1,636 verglichen mit einem herkömmlichen Motor erreicht werden. D. h., das mit einem erfindungsge­ mäßen Permanentmagnetmotor erzeugte Drehmoment ist 1,636-mal stär­ ker als bei herkömmlichen Motoren.

Als nächstes ist in Fig. 5 ein Längsschnitt eines anderen Ausführungs­ beispiels der Erfindung gezeigt. Die Schnittansicht in Radialrichtung des in Fig. 5 gezeigten Permanentmagnetmotors ist identisch mit Fig. 1, und Fig. 5 repräsentiert den Schnitt AOB von Fig. 1. Der in Fig. 5 ge­ zeigte Permanentmagnetmotor weist gemeinsame Permanentmagneten 1 1 auf, die im Vergleich mit dem in Fig. 2 gezeigten Permanentmagnetmotor hinzugefügt sind. Die N-Polmagnetpole 5 und die S-Polmagnetpole 6 wer­ den durch die gemeinsamen Permanentmagneten 11 zu derselben Polari­ tät erregt wie durch die individuellen Permanentmagneten 7. Die Magnet­ eigenschaften jedes der magnetischen Pole des Rotors sind im Vergleich mit dem in Fig. 2 gezeigten Permanentmagnetmotor verstärkt. Daher kann ein größeres Drehmoment erzeugt werden. In entsprechender Weise kann ein Permanentmagnet mit geringerer Flußdichte und reduzierten Ko­ sten einfach benutzt werden.

Fig. 6 zeigt eine Radialschnittansicht eines anderen Ausführungsbei­ spiels der Erfindung. Die Schnittansicht AOB in Axialrichtung des in Fig. 6 gezeigten Permanentmagnetmotors ist identisch zu der in Fig. 5 gezeig­ ten. Der in Fig. 6 gezeigte Permanentmagnetmotor weist keine indivi­ duellen Permanentmagnete 7 auf, die gegenüber den in den Fig. 1 und 5 gezeigten Permanentmagnetmotoren weggelassen wurden. Da die indivi­ duellen Permanentmagnete 7 nicht existieren, ist die Anzahl der Teile re­ duziert, und der Zusammenbau kann vereinfacht werden.

Fig. 7 zeigt einen Radialschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung. Bei diesem Permanentmagnetmotor sind die N-Polmagnetpole 5, der N-Polmagnetkreis nahe dem Mittelabschnitt und die S-Polstütz­ magnetpole 12 auf dem gewalzten Magnetstahlblech und -streifen struk­ turiert, die in Axialrichtung laminiert sind. Der schmale Verbindungsab­ schnitt 26 braucht nicht magnetisch zu sein. Tatsächlich ist es nachteilig, da ein Leckfluß zwischen dem N-Pol und dem S-Pol des Permanentmagne­ ten 7 erzeugt wird. Wenn jedoch eine Preß- oder Stanzarbeit an dem ge­ walzten Magnetstahlblech und -streifen durch eine Presse oder Stanze ausgeführt wird und wenn der Rotor zusammengebaut wird, ist der Ver­ bindungsabschnitt 26 nützlich, um jeden der gewalzten Magnetstahlble­ che und -streifen zusammenzuhalten und um die Festigkeit des Rotors aufrechtzuerhalten, wenn die gewalzten Magnetstahlbleche und -streifen als Motor arbeiten. Ein Luftspalt 10 Ist vorgesehen, um den N-Pol und den S-Pol im Rotor magnetisch zu trennen. Ein Vorsprung 13, der als Kreis ge­ zeigt ist, wird für automatisches Laminieren durch die Presse benötigt und liefert eine Unebenheit in Richtung der Vorder- und Rückseiten der ge­ walzten magnetischen Stahlbleche und -streifen mit einer Dicke gleich der Hälfte der Dicke der gewalzten Magnetstahlbleche und -streifen. Durch diesen Vorsprung sind die gewalzten Magnetstahlbleche und -streifen vor und nach dem Laminieren preßgeschweißt oder preßgefügt. Ein Aufbau mit einer geänderten Position des Verbindungsabschnitts 26 ist in Fig. 8 gezeigt. In diesem Fall kann der Umfang des Rotors kreisförmig gemacht werden. Die Außenumfangsform des Rotors kann mit hoher Präzision her­ gestellt werden, und die Festigkeit des Rotors kann erhalten werden.

Eine Axialschnittansicht AOB des in den Fig. 7 und 8 gezeigten Rotors ist in Fig. 9 gezeigt. Ein S-Polmagnetkreis 21 ist mit einem S-Polmagnet­ pol 14 verbunden und durch den Verbindungsabschnitt 26 mit einem N-Polstützmagnetpol 18 verbunden. Ein Luftspalt 20 ist zur magnetischen Trennung des N-Pols und des S-Pols im Rotor vorgesehen. Ein magneti­ scher Körper 15 zur magnetischen Verbindung der S-Polmagnetpole 14 und der S-Polstützmagnetpole 12 ist vorgesehen. Ein Magnetkörper 19 ist vorgesehen, um die N-Polmagnetpole 15 und die N-Polstützmagnetpole 18 magnetisch zu verbinden. Bezugszeichen 16 repräsentiert einen Luftspalt oder eine magnetisch isolierende Substanz zum Trennen der N-Pole und der S-Pole im Rotor. Es ist jedoch auch möglich, einen gemeinsamen Per­ manentmagneten 11 an dieser Stelle anzuordnen.

Fig. 10 zeigt die Schaltung der Statorwicklungen des in Fig. 1 gezeigten Permanentmagnetmotors. U, V und W repräsentieren Drei-Phasen-Motor­ anschlußklemmen. Die Wicklungen U1A, U2A, VIA, V2A, W1A und W2A sind, wie in Fig. 10 gezeigt, geschaltet. Kleine Kreise repräsentieren die Wicklungsrichtung jeder der Wicklungen. N repräsentiert den neutralen Punkt der Sternschaltung.

Fig. 11 zeigt die induzierte Spannung, die in jeder der Wicklungen indu­ ziert wird, wenn der in Fig. 1 gezeigte Permanentmagnetmotor mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit dreht. Die Horizontalachse stellt den Rotordrehwinkel RA in elektrischen Grad dar. Fig. 11(a) zeigt eine indu­ zierte Spannung U-N zwischen dem U-Phasen-Anschluß und dem neutra­ len Punkt N. Ähnlich zeigt Fig. 11(b) eine induzierte Spannung V-N und Fig. 11(c) eine induzierte Spannung W-N. Diese sind Drei-Phasen-Recht­ eckspannungen, von denen jede eine Phasenverschiebung von 120 elektri­ schen Grad relativ zu den anderen aufweist. Da zwischen dem Rotor und dem Stator ein Leckfluß existiert und die Rotor Oberflächenfluß dichte je­ des der N-Polmagnetpole und S-Polmagnetpole nicht perfekt gleich ist, wird die Wellenform der Spannung in der Praxis rechtwinklig mit leicht ge­ glätteten Ecken.

Die Amplitude jeder der in Fig. 11 gezeigten Spannungen wird in folgen­ den erklärt. Zum Beispiel hängt der durch den vorstehenden Statorpol S2A des in Fig. 1 gezeigten Permanentmagnetmotors, also der mit der W-Pha­ senwicklung W2A verbundene Fluß von der Rotoroberflächenflußdichte des dem Statorpol S2A gegenüberliegenden Abschnitts ab. Für den jedem der Statorpole gegenüberliegenden Abschnitt der Rotoroberfläche ist es möglich, durch den individuellen Permanentmagneten 7 oder den gemein­ samen Permanentmagneten 11 einen genügenden Fluß für jeden der Sta­ torpole zu liefern. Die Flußdichte des Abschnitts kann bis zu der Sätti­ gungsflußdichte 1,8 T der gewalzten Magnetstahlbleche und -streifen er­ höht werden. Hier liegt die Rotoroberfläche mit ihrem S-Polmagnetpol 6 et­ wa 35% und mit ihrem N-Polmagnetpol 5 etwa 65% der Breite des Stator­ pols S2A in Rotationsrichtung gegenüber. Die Differenz von etwa 30% geht durch den Statorpol S2A, wobei sein Fluß Φ mit der Wicklung W2A verket­ tet ist. Wenn die Anzahl der Wicklungen auf dem Statorpol W2A durch TN beschrieben wird, wird die induzierte Spannung (W-N)/2 auf dieser Wick­ lung

(W-N)/2 = TN × dΦ/dθ (1)

In dieser Gleichung ist 6 der Rotordrehwinkel und dΦ/dθ ist die Ände­ rungsrate dΦ/dθ der Rotation des mit der Wicklung W2A verbundenen Flusses. In der Annahme, daß der Rotor mit einer konstanten Drehge­ schwindigkeit in Gegenuhrzeigerrichtung dreht, weist der mit der Wick­ lung W2A verbundene Fluß Φ einen anwachsenden N-Polfluß auf, und da die Flußdichte in diesem Teil 1,8 T ist, wird die Änderungsrate dΦ/dθ der Rotation des Flusses ein Betrag entsprechend zu 1,8 T.

Im Fall des in Fig. 13 gezeigten Permanentmagnetmotors ist die mittlere Flußdichte der Rotoroberfläche, die mit jeder der Statorwicklungen ver­ bunden ist, 1,1 T, selbst wenn Seltenerden-Permanentmagnete mit großer Flußdichte benutzt werden. Daher sind die in jeder der Statorwicklungen induzierten Spannungen proportional zu der Änderungsrate dΦ/dθ der Rotation des Flusses und werden ein Betrag entsprechend 1,1 T.

Da der in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Permanentmagnetmotor und der in Fig. 13 gezeigte Permanentmagnetmotor in dem Statoraufbau von­ einander abweichen, ist es schwierig, die induzierten Spannungen direkt miteinander zu vergleichen. Für den Vergleich in dieser Publikation wird daher angenommen, daß die Gesamtanzahl der Wicklungen für jeden der Motoren gleich ist. Da der Wert der induzierten Spannung, die in jeder der Wicklungen erzeugt wird, proportional zur Flußdichte ist, die auf die Sta­ torwicklungen einwirkt, kann gesagt werden, daß der Permanentmagnet­ motor entsprechend der Erfindung im Vergleich mit herkömmlichen Per­ manentmagnetmotoren 1,8/1,1 = 1,636-mal mehr Spannung erzeugt. Das erzeugte Drehmoment ist also das 1,636-fache, wenn gleiche Ströme an die beiden Motoren angelegt werden, und der erfindungsgemäße Perma­ nentmagnetmotor kann ein größeres Drehmoment erzeugen.

An den Motor kann ein Dreiphasen-Sinuswellenstrom angelegt werden. Jedoch kann die Wellenform des Motorstroms beispielsweise auch als Tra­ pezwellenform für die Spannung eingestellt werden.

Fig. 12 zeigt einen Radialschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die Rotorstruktur ist ähnlich zu der Struktur des in Fig. 1 gezeigten Permanentmagnetmotors außer der Anzahl der Pole, die von acht Polen auf 10 Pole erhöht ist. Bezugszeichen 24 und 25 repräsentieren einen N-Polmagnetpol bzw. einen S-Polmagnetpol und der Winkel in Rota­ tionsrichtung des Rotors beträgt für einen Magnetpol 36 Grad. An dem Stator sind sechs vorspringende Statorpole S1B, S2B, S3B, S4B, S5B und S6B in Rotationsrichtung des Rotors angeordnet. Die Breite jeder der vor­ springenden Pole in der Rotationsrichtung des Rotors ist nahezu gleich der Breite der Magnetpole des Rotors und daher ist, da die Breite der Stator­ polschuhe 36° beträgt, die Winkelbreite der Schlitzöffnungen zwischen den vorspringenden Statorpolen um 9° verbreitert im Vergleich mit den Schlitzen zwischen den 45° breiten Polschuhen des Permanentmagnetmo­ tors nach Fig. 1. Die Flußdichte im Bereich jedes der Statorpole, die dem Rotor gegenüberliegen, kann, ähnlich wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Per­ manentmagnetmotor, als hohe Flußdichte von 1,8 T ausgelegt werden, und das Drehmoment, daß durch jede der Statorwicklungen erzeugt wer­ den kann, ist das gleiche wie zuvor. Die Breite jedes der Nuten oder Schlit­ ze des Stators ist jedoch um 9 Grad verbreitert, wie oben erwähnt wurde, und größerer Raum ist in dem Schlitz zur Aufnahme der Wicklung verfüg­ bar, was eine vergrößerte Anzahl von Windungen zuläßt, wenn die Draht­ dicke der Statorwicklung als gleich angenommen wird. Somit kann der in Fig. 12 gezeigte Permanentmagnetmotor ein größeres Drehmoment im Umfang der vergrößerten Wicklung erzeugen.

Das Einfädel- oder Einlegeverfahren für die Statorwicklung wird im folgen­ den beschrieben. Eines der Probleme beim Einlegen der Statorwicklung ist die enge Schlitzöffnung. Es gibt zwei Verfahren zum Einlegen von Stator­ wicklungen. Das eine besteht darin, die Wicklung direkt in jeden Schlitz hineinzuwickeln. Beim anderen wird eine Wicklung außerhalb des Stators gewickelt und dann in die Schlitze eingelegt. Fig. 12 zeigt das letztere Wickelverfahren, bei dem eine Spule oder Wicklung durch Wickeln der Wicklung auf einer elektrisch isolierenden Kunstharzspule oder derglei­ chen mit spezifischer Form gebildet wird. Dann wird die Wicklung in jeden der Schlitze eingesetzt. Zunächst werden Wicklungen W3B, U3B und V3B für jeden der Statorpole S2B, S4B bzw. S6B eingesetzt. Dann wird jede der Wicklungen W2B, U2B und V2B für jeden der vorspringenden Statorpole S2B, S4B bzw. S6B eingesetzt, und schließlich wird jede der Spulen U1B, V1B, W1B für jeden der vorstehenden Statorpole S1B, S3B bzw. S5B einge­ setzt. Durch Formen der Wicklungen in der in Fig. 12 gezeigten Weise und Einsetzen der Wicklungen in dieser Reihenfolge werden die Wicklun­ gen einfach in jeden der Schlitze eingelegt, ohne daß sie sich physikalisch überlagern, selbst wenn jeder der Schlitze eng ist. Bei Beibehaltung dieses Prinzips läßt sich die Form der Wicklungen und die Reihenfolge des Einle­ gens der Wicklungen variieren.

Im allgemeinen kann die Wicklungsdichte der Statorwicklung vergrößert werden, wenn die Wicklung durch Ausrichtwickeln der Wicklung mittels einer Wicklungsmaschine außerhalb des Stators gebildet wird.

Als nächstes wird ein Verfahren beschrieben, mit dem die in Fig. 11 ge­ zeigte induzierte Spannung sinusförmig gemacht werden kann, um die Drehmomentwelligkeit des Motors zu reduzieren. Durch Entfernen der harmonischen Komponenten, die in einer Rechteckwelle enthalten sind, kann ein Sinusmuster erzielt werden. Die in Fig. 11 gezeigte Rechteck­ welle weist eine Rechts-/Links-Symmetrie auf und daher sind keine har­ monischen Komponenten gerader Ordnung enthalten. Da die Dreiphasen- Wicklung deltaförmige geschaltet ist, wie in Fig. 10 gezeigt, erscheint die dritte Harmonische nicht in der Spannung zwischen den Motoranschlüs­ sen. Dies führt zur Notwendigkeit, die fünfte, sechste, elfte und dreizehn­ te, usw. Harmonische zu entfernen. Um beispielsweise die fünfte Harmoni­ sche aus der Spannung an der U-Phase des in Fig. 1 gezeigten Perma­ nentmagnetmotors zu entfernen, müssen die Positionen der vor springen­ den Statorpole S1A und S4A in Rotationsrichtung des Rotors um einen Winkel relativ verschoben werden, unter dem die fünfte Harmonische ge­ löscht wird, da die Wicklungen U1A und U2A die gleiche Spannung aufwei­ sen. Da die Rotationsperiode der U-Phasenspannung mechanisch 90 Grad ist, der Winkel von einer Hälfte der Periode der harmonischen Komponente fünfter Ordnung 9 Grad ist und durch Relativverschieben der Positionen der vorspringenden Statorpole S1A und S2A um 9 Grad in Rotationsrich­ tung des Rotors, kann die fünfte Harmonische von der in Fig. 10 gezeig­ ten Spannung U-N oder der in Fig. 11(a) gezeigten Spannung U-N ent­ fernt werden. Da die Phasen der Spannungen der Wicklungen U1A und U2A um 36 Grad elektrisch verschoben sind und cos (18°) = 0,951 ist, ist die Amplitude der Grundwelle der U-Phasenspannung bei diesem Prozeß um 4,9% reduziert, was in der Praxis in einem akzeptablen Bereich liegt. Diese Technik kann auch angewendet werden, um die harmonischen Kom­ ponenten von der V-Phasenspannung, der W-Phasenspannung oder ande­ ren Spannungen zu entfernen.

Ein anderes Verfahren, um die induzierte Spannung in eine Sinusform zu bringen, besteht darin, den Rotor oder den Stator in Axialrichtung des Ro­ tors des in Fig. 1 gezeigten Permanentmagnetmotors in zwei Teile zu tei­ len und diese dann in Rotationsrichtung des Rotors um einen der halben Periode der harmonischen Komponente entsprechenden Winkel gegenein­ ander zu verschieben, ähnlich der oben beschriebenen Technik zum Ent­ fernen der Harmonischen. Durch dieses Verfahren kann eine spezielle harmonische Komponente entfernt werden.

Andere Verfahren, die induzierte Spannung in eine Sinuswellenform zu bringen, umfassen ein Verfahren, die Breite der vorspringenden Statorpo­ le in Bezug auf die Breite der Rotormagnetpole zu ändern, ein Verfahren, die innere Form der vorstehenden Statorpole zu einer glatten runden Form zu formen und ein Verfahren, den Rotor oder den Stator asymmetrisch auszubilden. Durch Anwenden einer Kombination der verschiedenen oben beschriebenen Techniken zum Entfernen harmonischer Komponenten können harmonische Komponenten der fünften, sechsten, elften, drei­ zehnten Ordnung, usw., entfernt werden. Die in Fig. 11 gezeigte Recht­ eckwellenspannung kann sinusförmig gemacht werden und die Drehmo­ mentwelligkeit des in Fig. 1 gezeigten Permanentmagnetmotors kann re­ duziert werden.

Obwohl zum Zweck der Erklärung relativ spezielle Beispiele der Erfindung beschrieben wurden, sind eine Vielzahl von Abwandlungen auf der Grund­ lage der vorliegenden Erfindung möglich. Während oben ein Dreiphasen- Wechselstrommotor beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung beispielsweise auch auf einen anderen Vielphasen-Wechselstrommotor als auf einen Dreiphasen-Motor angewandt werden. Während ein Rota­ tionsmotor beschrieben wurde, kann die Erfindung ferner auch auf einen in eine gerade Linie abgewickelten Linearmotor angewendet werden.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann durch effektivere Nutzung des Rotorflusses ein Anstieg des erzeugten Drehmoments, ein Anstieg der Effektivität, eine Abnahme der Größe und eine Abnahme der Kosten des Permanentmagnetmotors erreicht werden.

Mit der Statorstruktur entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Statorwicklung einfach und mit höherer Dichte eingelegt werde, was eine Verringerung der Größe und Kosten erlaubt.

Durch das Drehmomentwelligkeitsreduktionsverfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung kann ein Permanentmagnetmotor mit geringer Drehmomentwelligkeit realisiert werden, der eine Motorsteuerung mit ge­ ringen Vibrationen, geringen Geräuschen und hoher Präzision ermöglicht.

Claims (9)

1. Permanentmagnetmotor mit:

• - Statorpolen (S1A, S2A, S3A, S4A, S6A) jeder Phase in einem Stator (SCA),
• - Wicklungen (U1A, U2A, V1A, V2A, W1A, W2A) für jede Phase, die auf jeden der Statorpole aufgewickelt sind,
• - einer Vielzahl von individuellen Permanentmagneten (7), die in einen Rotor (4) eingesetzt sind,
• - einem N-Polmagnetkreis, der mit den N-Polen der Vielzahl von von in­ dividuellen Permanentmagneten verbunden ist,
• - einem S-Polmagnetkreis, der mit den S-Polen der Vielzahl von indivi­ duellen Permanentmagneten verbunden ist,
• - einer Vielzahl von N-Polmagnetpolen (5) an der Rotoroberfläche, die ein Teil des N-Polmagnetkreises sind, und
• - einer Vielzahl von S-Polmagnetpolen (6), die alternierend mit den N-Polmagnetpolen in der Rotationsrichtung des Rotors angeordnet sind und die ein Teil des S-Polmagnetkreises sind.

2. Permanentmagnetmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß

• - N-Polstützmagnetpole (9) die N-Polmagnetpole und andere benach­ barte N-Polmagnetpole verbinden, und
• - S-Polstützmagnetpole die S-Polmagnetpole und andere benachbarte S-Polmagnetpole miteinander verbinden,
• - wobei der N-Polmagnetkreis und der S-Polmagnetkreis in Axialrich­ tung des Rotors alternierend laminiert sind.

3. Permanentmagnetmotor mit:

• - Statorpolen jeder Phase in einem Stator,
• - Wicklungen für jede Phase, die auf jeden der Statorpole gewickelt sind,
• - N-Pol-Walzmagnetstahlbleche und -streifen mit einer Vielzahl von N-Polmagnetpolen (5), die von einem N-Polmagnetkreis mit nahezu Schei­ benform im Zentrum zur Peripherie vorstehen,
• - S-Pol-Walzmagnetstahlblech und -streifen mit einer Vielzahl von S- Polmagnetpolen (6), die von einem S-Polmagnetkreis mit nahezu Schei­ benform im Zentrum zur Peripherie vorstehen, wobei die S-Pol-Walz­ magnetstahlbleche und -streifen alternierend mit den N-Pol-Walzmagnet­ stahlblechen und -streifen in Axialrichtung eines Rotors laminiert sind, und
• - zumindest einem gemeinsamen Permanentmagneten (11), der zwi­ schen dem N-Pol-Walzmagnetstahlblechen und -streifen und den S-Pol- Walzmagnetstahlblechen und -streifen positioniert ist und der in den Ro­ tor eingesetzt ist.

4. Permanentmagnetmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß

• - N-Polstützmagnetpole (9) die N-Polmagnetpole (5) und andere be­ nachbarte N-Polmagnetpole (5) verbinden, und
• - S-Polstützmagnetpole (8) die S-Polmagnetpole (6) und andere be­ nachbarte S-Polmagnetpole (6) miteinander verbinden.

5. Permanentmagnetmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der N-Polmagnetkreis und der S-Polmagnetkreis Strukturen aufwei­ sen, in welchen gewalzte Magnetstahlbleche und -streifen, die senkrecht zur Rotorachse positioniert sind, in Axialrichtung laminiert sind, und
• - der N-Polmagnetkreis und der S-Polstützmagnetpol, der teilweise ge­ ringfügig mit dem N-Polmagnetkreis verbunden ist, in der gleichen Ebene jedes gewalzten Magnetstahlblechs und -streifens ausgebildet sind, und/oder der S-Polmagnetkreis und der N-Polstützmagnetpol, der teilwei­ se geringfügig mit dem S-Polmagnetkreis verbunden ist, in derselben Ebe­ ne ausgebildet sind.

6. Permanentmagnetmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Querschnittsform einer Spule, die als auf jeden der Statorpole aufgewickelte Wicklung für jede Phase dient, kleiner ist als eine Schlitz­ eingangs breite zwischen jedem der Pole, um die Herstellung der Spule au­ ßerhalb des Stators und das anschließende Einsetzen in den Stator zum Zusammenbau zu gestatten,
• - die Form CK1 eines Spulentyps nahezu zylindrisch und schmaler als die Schlitzeingangsbreite ist, und
• - die Querschnittsform der Form CK2 des anderen Spulentyps dem Schlitzquerschnitt ohne die Querschnittsform der Form CK1 entspricht, um Überlagerungen zu verhindern, wenn die Form CK1 auf den Statorpol aufgesetzt bzw. in den Schlitz eingesetzt wird.

7. Permanentmagnetmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine Vielzahl von Statorpolen für die gleiche Phase vorliegt und die Phasen dieser Statorpole relativ zu dem Rotormagnetpol um Werte von 60°, 36°, 25,7° oder 16,36° elektrisch in Rotationsrichtung des Rotors verscho­ ben sind, um harmonische Komponenten der dritten, fünften, sechsten und elften Ordnung.- usw. zu unterdrücken.

8. Permanentmagnetmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Stator oder der Rotor hinsichtlich der Axialrichtung geteilt ist, und
• - entsprechende elektromagnetische Eigenschaften in Rotationsrich­ tung des Rotors um Werte von 60°, 36°, 25,7° oder 16,36° elektrisch ver­ schoben sind, um harmonische Komponenten der dritten, fünften, siebten und elften Ordnung usw. zu entfernen.

9. Permanentmagnetmotoren nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorpole vom Statorjoch (SCA) radial nach innen vorstehende Statorpole (S1A, S2A, S3A, S4A, S6A) sind.