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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Motoren und genauer gesagt
auf einen Synchronmotor mit reduzierten Störgeräuschen und Schwingungen in
einer Kombination von Rotoraufbauten.
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Die
offengelegte
japanische Patentveröffentlichung
Nr. Hei 9-294362 offenbart einen herkömmlichen Synchronmotor, der
verschiedene Typen von Rotoren axial miteinander gekoppelt hat,
um eine verbesserte Flexibilität
in der Gestaltung bereitzustellen. Bezugnehmend auf
12 umfasst
ein Motor
1 einen Rotor
2, der eine Permanentmagnet-Rotoreinheit
4 und
eine Reluktanzrotoreinheit
6 aufweist, die axial miteinander
gekoppelt sind, und einen Stator
3, um ein Feld zum Betätigen des
Rotors
2 zu erzeugen. Bei dieser Anordnung weist die Permanentmagnet-Rotoreinheit
4 eine
Mehrzahl von Permanentmagneten auf, die darin eingerichtet sind,
und der Reluktanzrotoreinheit
6 weist eine Mehrzahl von
Schenkelpolabschnitten auf, die darin gebildet sind.
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Die
japanische offengelegte Patentveröffentlichung
No. Hei 7-59310 offenbart einen anderen herkömmlichen
Motor, bei dem verschiedene Arten von Rotoren axial miteinander
gekoppelt sind, wobei ein nicht-magnetisches Material dazwischen
eingerichtet ist, um in derselben Art und Weise eine verbesserte Flexibilität in der
Gestaltung bereitzustellen, und Streufluss und dadurch eine magnetische
Kopplung zwischen den verschiedenen Arten von Rotoren zu verhindern.
Der Motor ist auch konfiguriert, um die verschiedenen Arten von
Rotoren zu verlagern, wenn diese axial kombiniert sind, durch eine
vorbestimmte Winkelabweichung in der Rotationsrichtung, und um dadurch
eine reduzierte Drehmoment-Pulsation
zu erzeugen.
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Jedoch
kann bei dem herkömmlichen
Motor, der in der offengelegten
japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. Hei 9-294362 offenbart wird, welcher verschiedene Arten
von Rotoren aufweist, die miteinander kombiniert sind, nicht die
Verschlechterung von Merkmalen des Motors aufgrund der Interaktion
zwischen den Rotoren verhindert werden. Mit anderen Worten kann
der Aufbau, welcher einen Rotor einsetzt, der Permanentmagneten
aufweist, die mit dem Kern des anderen Rotors bedeckt sind, nicht
den Streufluss des Permanentmagneten zu dem anderen Rotor verhindern,
wobei auf diese Weise eine Verschlechterung der Merkmale verursacht
wird.
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Andererseits
hat der herkömmliche
Motor, der in der offengelegten
japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. Hei 7-59310 offenbart wird, die verschiedenen Typen
der Rotoren axial miteinander verbunden, wobei das nicht-magnetische
Material zwischen ihnen eingerichtet ist, und das nicht-magnetische Material
verhindert eine Verschlechterung der Merkmale, die durch den Streufluss
verursacht werden. Jedoch erhöht
die Einrichtung des nicht-magnetischen Materials die Größe und die
Kosten des Motors. Eine Drehmoment-Pulsation des Motors wird reduziert
durch das axiale Kombinieren der verschiedenen Typen der Rotoren
mit einer vorbestimmten Winkelabweichung in der Rotationsrichtung.
Jedoch veranlasst das Nutrastmoment – welches von dem Permanentmagnet
erzeugt wird – den
Motor, Drehmoment-Pulsation zu erzeugen, was zu der Erzeugung von
Störgeräuschen und
Schwingungen des Motors führt.
Wenn folglich das Nutrastmoment, das durch zumindest einen der verschiedenen
Typen von Rotoren erzeugt wird, größer ist, kann eine Reduzierung der
Störgeräusche und
Schwingungen des Motors unzureichend sein.
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US-B1-6218753 offenbart
einen Motor, der einen Rotor verwendet, welcher einen inneren Permanentmagneten
nutzt, und eine Vorrichtungs-Antriebseinheit, die einen solchen
Motor einsetzt.
EP-A-0923186 offenbart
einen Rotor, welcher einen Kern zum Erzeugen eines Magnet-Drehmoments und
einen Kern zum Erzeugen eines Reluktanz-Drehmoments umfasst.
US-A-4980595 offenbart
eine elektrische Vorrichtung, welche eine Mehrzahl von Polstrukturen
auf der Rotorwelle aufweist.
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In
Anbetracht der vorstehend genannten herkömmlichen Probleme ist es eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Motor vorzustellen, bei
dem verschiedene Arten von Rotoren miteinander gekoppelt sind, um
die Flexibilität
der Gestaltung zu erhöhen
und die Störgeräusche und
Schwingungen deutlich zu reduzieren, ohne die Größe und die Kosten des Motors
zu erhöhen.
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Folglich
liegt die Erfindung in einem Motor, der folgendes umfasst:
einen
Rotor einschließlich
einer Permanentmagnet-Rotoreinheit, welche eine Mehrzahl von Permanentmagneten
aufweist; und
einen Stator zum Erzeugen eines Feldes zum Antreiben
des Rotors,
wobei der Rotor ferner eine erste Reluktanzrotoreinheit
umfasst, welche in einer axialen Richtung an die Permanentmagnet-Rotoreinheit
angrenzt, und eine zweite Reluktanzrotoreinheit, welche an die erste
Reluktanzrotoreinheit allein in einer axialen Richtung angrenzt,
wobei die erste Reluktanzrotoreinheit und die zweite Reluktanzrotoreinheit
eine Mehrzahl von magnetischen Schenkelpolabschnitten und eine Mehrzahl
von Schlitzen aufweisen, um magnetischen Streufluss von den Permanentmagneten
zu verhindern, wobei die erste Reluktanzrotoreinheit keine Winkelabweichung
gegenüber
der Permanentmagnet-Rotoreinheit
in der Rotationsrichtung aufweist, wobei die erste Reluktanzrotoreinheit
und die zweite Reluktanzrotoreinheit eine Winkelabweichung dazwischen
in der Rotationsrichtung aufweisen, so dass die magnetischen Schenkelpolabschnitte
der zweiten Reluktanzrotoreinheit und die Permanentmagneten der
Permanentmagnet-Rotoreinheit in einer Rotationsrichtung einen elektrischen
Winkel mit einer vorbestimmten Winkelabweichung (δ) von der
Hauptposition des Rotors bilden, und wobei sich die Permanentmagneten
und die Schlitze der ersten Reluktanzrotoreinheit axial gegenüberstehen,
die Permanentmagnete einen rechtwinkligen oder gebogenen Querschnitt
aufweisen, die Schlitze einen gebogenen Querschnitt aufweisen, und
verlängerte Öffnungen
oder Kerben zum Verhindern eines Kurzschlusses von magnetischen
Flüssen
in der Nähe
von Rändern
der Permanentmagneten der Permanentmagnet-Rotoreinheit eingerichtet
sind;
wobei die verlängerten Öffnungen
oder Kerben innerhalb eines Bereichs eingerichtet sind, der so definiert ist,
dass 0,95 α ≤ θ ≤ 1,05 α, mit α = {(360/S) – R}/2 (Grad),
wobei θ ein
Winkel ist, der zwischen einer Magnetpol-Grenze gebildet ist, welche
in der Mitte zwischen den gegenüberliegenden
Polen von angrenzenden zwei Permanentmagneten definiert ist, und
einem Ende der verlängerten Öffnung oder
der Kerbe in einer vorwärts
gerichteten Rotationsrichtung des Rotors in Bezug auf einen Mittelpunkt
einer Drehachse, R ein Winkel ist, der durch die Zahnbreite des Stators
in Bezug auf den Mittelpunkt der Drehachse gebildet ist, P die Anzahl
von Rotorpolen ist und die Anzahl von Statorschlitzen S = 3 P/2
ist; und
wobei die verlängerten Öffnungen
oder Kerben im Wesentlichen die gleiche Größe aufweisen.
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Der
Motor einschließlich
der Reluktanzrotoreinheit kann mit nicht-magnetischen Materialien
in den Schlitzen eingerichtet sein, um Streufluss effizienter zu
verhindern und eine Reduzierung der Stärke, die den Schlitzen zuzuschreiben
ist, zu unterdrücken.
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Der
Motor kann einen Zwischenraum zwischen der Reluktanzrotoreinheit
und dem Stator aufweisen, der kleiner gebildet ist als ein Zwischenraum zwischen
der Permanentmagnet-Rotoreinheit und dem Stator. Die Permanentmagnet-Rotoreinheit,
die aufgrund der Einrichtung des Permanentmagneten einer größeren Zentrifugalverzerrung
ausgesetzt wird, wird der größere Zwischenraum
gelassen. Folglich sind die Permanentmagnet-Rotoreinheit und die Reluktanzrotoreinheit
bezüglich
der Begrenzung der Rotationsgeschwindigkeit gleich gebildet, wobei
auf diese Weise eine höhere
Rotationsgeschwindigkeit gestattet wird. Da der Zwischenraum der
Permanentmagnet-Rotoreinheit einen geringeren Einfluss auf Drehmomentkennlinien
aufweist und der Zwischenraum der Reluktanzrotoreinheit einen größeren Einfluss
auf dieselben aufweist, übt
die Reluktanzrotoreinheit eine signifikante Wirkung zur Verbesserung der
Drehmomentkennlinien aus. Die Reluktanzrotoreinheit erhöht somit
die Effizienz.
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Der
Motor kann eine Halterung aufweisen, um den Rotor drehbar zu halten.
Mit der Halterung einer größeren Haltekraft,
die auf einer Seite der Permanentmagnet-Rotoreinheit eingerichtet
ist, wird der Rotor sicher gehalten mit einer kompakten Konfiguration
und weist minimierte Rotationswellen-Schwingungen auf, durch die
zweckmäßige Halteanordnung,
dass der Rotor durch die Halterung mit größerer Haltekraft auf der Seite
der Permanentmagnet-Rotoreinheit gehalten wird, welche eine große Masse
aufweist.
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Das
Fehlen einer Winkelabweichung zwischen der Permanentmagnet-Rotoreinheit
und der ersten Reluktanzrotoreinheit verhindert sicher einen Streufluss
von den Permanentmagneten zwischen den Rotoreinheiten und verhindert
eine Verschlechterung der Merkmale. Ferner gestattet das Fehlen
eines nicht-magnetischen
Materials eine kompakte Konfiguration und Kostenreduzierung, ohne – für ein Verhindern
von Streuverlust – den
Drehmoment zu senken. Zudem ermöglicht
ein Bereitstellen einer willkürlichen
Winkelabweichung zwischen der ersten und zweiten Reluktanzrotoreinheit,
willkürlich
erwünschte
Drehmomentkennlinien zu erzielen, so wie einen höheren Drehmoment und reduzierte
Schwingungen.
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Der
Motor kann eine Mehrzahl von Keilnuten einschließen, die für das Befestigen einer Drehachse an
der Permanentmagnet-Rotoreinheit und den Reluktanzrotoreinheiten
eingerichtet sind, um ein Auswählen
einer relativen Position zwischen der ersten Reluktanzrotoreinheit
und der zweiten Reluktanzrotoreinheit in einer Rotationsrichtung
zu gestatten, wobei die Drehachse den Rotor mit der Außenseite
verbindet. Erfordernisse bezüglich
der Drehmomentkennlinien werden durch das entsprechende Auswählen der
Keilnuten befriedigt. Auf diese Weise wird der Motor gemeinsam mit
einer Vielfalt von Drehmomentkurven-Anforderungen verwendet, welches eine Reduzierung
der Kosten gestattet.
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Die
verlängerten Öffnungen
oder die Kerben sind innerhalb eines Bereichs eingerichtet, der
durch die vorstehend genannten θ und α definiert
ist, so dass 0,95 α ≤ θ ≤ 1,05 α. Diese Anordnung
reduziert das Nutrastmoment wesentlich, das durch den Rotor erzeugt
wird und auf diese Art und Weise werden die Störgeräusche und die Schwingungen
des Motors reduziert.
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Störgeräusche und
Schwingungen eines Kompressors, der den vorstehend beschriebenen Motor
einschließt,
werden reduziert. Dieses beseitigt oder reduziert Absorber, die
verwendet werden für die
Reduzierung von Störgeräuschen und
Schwingungen in herkömmlichen
Kompressoren, wobei auf diese Weise die Herstellungskosten reduziert
werden.
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Störgeräusche, Schwingungen
und das Gewicht eines Hybrid-Elektro-Fahrzeugs, eines Brennstoffzellen-Elektro-Fahrzeugs
oder eines Elektrofahrzeugs, welche den vorstehend beschriebenen
Motor einschließen,
werden reduziert. Dieses erhöht
die Laufleistung.
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Hintergrundbeispiele
und eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben, unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren. Es zeigen:
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1A eine
Längs-Schnittansicht
einer Konfiguration eines Motors gemäß einem Hintergrundbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 1B eine
Querschnittansicht, gesehen entlang der mit Pfeilzeichen versehenen
Linie IB–IB
von 1A; und 1C eine
Querschnittansicht, gesehen entlang der mit Pfeilzeichen versehenen
Linie IC–IC
von 1A;
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2A und 2B Drehmomentkennlinien-Schaubilder
des Motors des Hintergrundbeispiels, wobei 2A Nutrastmoment-Kennlinien
und
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2B Drehmomentwelligkeits-Kennlinien zeigen;
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3 eine
Keilnuten-Anordnung gemäß einem
Hintergrundbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 eine
Keilnuten-Anordnung eines modifizierten Beispiels;
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5A bis 5H erläuternde
Diagramme, die gemäß dem Beispiel
verschiedene Formen von Keilnuten zeigen;
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6 ein
schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Motors gemäß einem
weiteren Hintergrundbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ein
schematisches Diagramm, das die Konfiguration eins Motors gemäß einem
weiteren Hintergrundbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ein
schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Motors gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9A ein
schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Motors gemäß einem
weiteren Hintergrundbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und 9B eine
Vorderansicht, welche die obere Hälfte einer Permanentmagnet-Rotoreinheit gemäß dem Hintergrundbeispiel
zeigt;
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10A eine vergrößerte Ansicht,
die eine verlängerte Öffnung einer
anderen Form zeigt, und 10B eine
vergrößerte Ansicht,
die eine Kerbe zeigt;
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11A bis 11C konzeptionelle
Ansichten, die verschiedene Formen des miteinander Koppelns einer
Permanentmagnet-Rotoreinheit und eines Reluktanzrotoreinheit zeigen;
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12 eine
schematische Längsschnittansicht,
die das Konfigurationsbeispiel eines herkömmlichen Motors zeigt;
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13 eine
Längsschnittansicht,
welche die Konfiguration eines Kompressors zeigt, der den Motor
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst;
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14 ein
schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Hybrid-Elektrofahrzeugs zeigt,
das den Motor gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst;
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15 ein
schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugs
zeigt, das den Motor gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst; und
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16 ein
schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Elektrofahrzeugs
zeigt, das den Motor gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst.
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1A zeigt
einen Rotor 2 und einen Teil eines Stators 3 des
Motors 1. Der Rotor 2 des Motors 1 schließt eine
Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 ein, die in 1B gezeigt
ist, und eine Reluktanzrotoreinheit 6, die in 1C gezeigt
wird. Die Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 ist konfiguriert,
um Permanentmagneten 5 aufzuweisen, so wie vier (2n, n
= 2) Seltene-Erdmagnete oder Ferrit-Magnete, eingebettet in einem Läuferblechpaket 11,
das ein aus elektromagnetischem Stahlblech gebildetes Läuferblechpaket – im Allgemeinen
kreisförmig
gestanzt und aufeinander gestapelt – aufweist. Die Permanentmagneten 5 sind so
eingerichtet, um zwischen den N und S Polen entlang der Umfangsrichtung
abzuwechseln.
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Verlängerte Öffnungen 9 sind
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs eingerichtet, entlang der äußeren Umfangsoberfläche des
Rotors 2 nahe beider Enden des Permanentmagneten 5 des
Läuferblechpakets 11 in
der Rotationsrichtung. Die verlängerten Öffnungen 9 sind
innerhalb des Bereichs eingerichtet, der so definiert ist, dass
0,95 α ≤ θ ≤ 1,05 α mit α = {(360/S) – R }/2
(Grad), wobei die Anzahl der Statorschlitze S (= 3 P/2) ist und
die Anzahl der Rotorpole P (= 2n) ist. In den Gleichungen ist θ ein Winkel,
der gebildet ist zwischen einer Magnetpol-Grenze, definiert in der
Mitte zwischen den einander gegenüberliegenden Polen von zwei
aneinander grenzenden Permanentmagneten, und einem Ende einer verlängerten Öffnung 9 in
der vorwärts
gerichteten Rotationsrichtung des Rotor-Pols, in Bezug auf die Mitte
einer Rotationswelle, und R ist ein Winkel, der durch die Zahnbreite
des Stators 3 gebildet wird, in Bezug zu der Mitte der
Rotationswelle.
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Die
verlängerten Öffnungen 9 können in
der Form gebildet sein, wie in 10A gezeigt,
oder es können
Kerben 9a, wie in 10B gezeigt,
anstelle der verlängerten Öffnungen 9 gebildet
sein.
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Die
Reluktanzrotoreinheit 6 schließt ein Läuferblechpaket 12 ein,
das vier (2n, n = 2) magnetische Schenkelpolabschnitte 7 und
eine Mehrzahl von bogenförmigen
Schlitzen 8 aufweist, die darin vorgesehen sind, um magnetischen
Streufluss von dem Permanentmagneten 5 zu verhindern.
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Der
Rotor 2 wird gebildet durch das miteinander Koppeln der
Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 und
der Reluktanzrotoreinheit 6, so dass der Permanentmagnet 5 und
der magnetische Schenkelpolabschnitt 7 zwischen einander
einen elektrischen Winkel von 90 Grad bilden, mit einer vorbestimmten
Winkelabweichung δ in
der Rotationsrichtung, von der Hauptposition des Rotors 2.
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Durch
die vorstehend beschriebene Anordnung sind die Nutrastmoment-Kennlinien der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 wie
in 2A gezeigt. Das heißt, angenommen, dass der Winkel
R, der durch die Breite des Zahns in Bezug zu dem Mittelpunkt der
Rotation gebildet wird, 30 Grad beträgt, die Anzahl der Rotorpole
P gleich vier ist und die Anzahl von Statorschlitzen S sechs beträgt, α = {(360/6) – 3}/2 =
15 Grad. Jedoch wird für
den Bereich θ der
verlängerten Öffnung 9,
so dass θ < 0,95 α ist, genauer gesagt
für θ = 11,2
Grad, wird die Nutrastmoment-Kennlinie in einer Linie A gezeigt.
Bei θ > 1,05 α, genauer
gesagt bei = 18,8 Grad, wird die Nutrastmoment-Kennlinie in einer
Linie B gezeigt. Im Gegensatz dazu wird für den Bereich θ der verlängerten Öffnung 9,
so dass 0,95 α ≤ θ ≤ 1,05 α, genauer
gesagt für θ = 15 Grad,
die Nutrastmoment-Kennlinie in einer Linie C gezeigt, und das Nutrastmoment,
das durch die Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 erzeugt
wird, wird deutlich reduziert.
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Auch
sind die Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 und die Reluktanzrotoreinheit 6 axial
miteinander gekoppelt, mit einer vorbestimmten Winkelabweichung δ in der Rotationsrichtung,
wobei die Reluktanzrotoreinheit 6 eine Mehrzahl von magnetischen Schenkelpolabschnitten 7 und
eine Mehrzahl von Schlitzen 8 aufweist, um magnetischen
Streufluss zu verhindern. Folglich, wie in 2B gezeigt,
wird die Drehmomentwelligkeits-Kennlinie der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 in
einer Linie D gezeigt, und die Drehmomentwelligkeits-Kennlinie der
Reluktanzrotoreinheit 6 wird mit der Linie E gezeigt. Die
beiden Kennlinien, die in den Linien D und E gezeigt werden, gleichen
einander aus, wobei auf diese Weise der Motor 1 die Drehmomentwelligkeits-Kennlinie
erzeugt, die in Linie F gezeigt ist. Dieses führt zu einer signifikanten
Verringerung der Drehmomentwelligkeit. Aus diesem Grunde reduziert
der Rotor 2, der die vorstehend genanten verschiedenen
Arten von Rotoreinheiten 4, 6 aufweist, die axial
miteinander gekoppelt sind, Störgeräusche und
Schwingungen.
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Andererseits
werden die verschiedenen Kopplungskombinationen der Permanentmagnet-Rotoreinheiten 4 und
die Reluktanzrotoreinheiten 6, wie in den 11A bis 11C gezeigt,
ebenso realisiert, in den Fällen,
von denen derselbe Effekt wie der vorstehend beschriebene auch erzielt
wurde.
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Folglich,
da kein nicht-magnetisches Material zwischen beiden Rotoreinheiten 4, 6 angeordnet ist,
werden die Größe und Kosten
der Struktur reduziert.
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Außerdem ist
vorzugsweise ein nicht-magnetisches Material in den Schlitzen 8 eingerichtet. Diese
stellt das Verhindern von Streuverlaust sicher und unterdrückt eine
Reduzierung der Stärke,
die den Schlitzen 8 zuzuschreiben ist.
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Nun
wird ein Hintergrundbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme
auf die 3 bis 5H beschrieben.
In der folgenden Beschreibung des Beispiels werden dieselben Komponenten wie
die der vorherigen Anordnung nicht erneut beschrieben, sondern nur
deren kennzeichnenden Teile werden beschrieben.
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In
dem gegenwärtigen
Beispiel, wie in 3 gezeigt, weisen die Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 und
die Reluktanzrotoreinheit 6 eine Wellenöffnung 20 auf, in
die eine Rotationswelle (nicht gezeigt) zum Verbinden des Rotors 2 zur
Außenseite
eingepasst ist. Um die Rotationswelle an der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 und
der Reluktanzrotoreinheit 6 zu befestigen, ist ein Mehrzahl
von Keilnuten 21 in entweder einer oder beiden Wellenöffnungen 20 in
der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 und der Reluktanzrotoreinheit 6 gebildet.
Die Mehrzahl von Keilnuten 21 ist mit Winkelabweichungen δ von 0°, δ1, δ2 und δ3 (δ1 < δ2 < δ3)
in Bezug zu den Bezugslinien gebildet, die jeweils in Intervallen
von 180° in
einem elektrischen Winkel (in dem gegenwärtigen Beispiel in Intervallen
von 90°)
gezogen sind. Dieses macht die relative Position (Winkelabweichung)
zwischen der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 und der Reluktanzrotoreinheit 6 wählbar in
der Rotationsrichtung. Alternativ – wie in 4 gezeigt – können Keilnuten 22 mit einer
verhältnismäßig kleinen
Breite um die Wellenöffnung(en) 20 mit
Winkelabweichungen δ von
0°, δ1, δ2, δ3, δ4, δ5, δ6 und δ7(δ1 < δ2 < δ3 < δ4 < δ5 < δ6 < δ7) in
Bezug zu den Bezugslinien gebildet sein. In diesem Fall wird der
Bereich der Einstellungen bezüglich
der Winkelabweichung weiter erklärt.
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Gemäß der vorstehenden
Konfiguration sind die Keilnuten 21 oder 22 wählbar, um
die Anforderungen an die Drehmomentkennlinien zu erfüllen. Der Motor
wird folglich gemeinsam mit einer Mehrzahl von Anforderungen an
die Drehmomentkennlinie verwendet, während die Kosten reduziert
werden.
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Die
vorstehend genannten Keilnuten 21, 22 unterscheiden
sich vorzugsweise voneinander in der Form gemäß Winkelabweichungen. Zum Beispiel zeigt 5A eine
Keilnute 23 zum Befestigen der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4.
Die 5B bis 5H zeigen
Keilnuten 24 zum Befestigen der Reluktanzrotoreinheit 6.
Die Keilnuten 24 der 5B bis 5H sollten
ausgewählt
werden, abhängig
von den Winkelabweichungen an der festen Position der Reluktanzrotoreinheit 6 in
der Rotationsrichtung. Währenddessen
sind die Keilnuten 21, 22 in der Wellenöffnung 20 der
Reluktanzrotoreinheit 6 in Keilnutenform entsprechend jeweiliger
Winkelabweichungen gebildet. Dieses vereinfacht den Zusammenbau in
einer Position einer Winkelabweichung, passend für gewünschte Drehmomentkennlinien,
ohne Fehler.
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Unter
den gezeigten Beispielen ist 5B von
einer Basisform, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die 5C, 5E und 5G sind
einmal an einer Ecke abgeschrägt,
und die 5D, 5F und 5H an
beiden Ecken, wobei die Maße
an Abschrägung
aufeinanderfolgend zunehmen. Auf diese Art und Weise ist eine der
Mehrzahl von Keilnuten 21, 22 in der Basisform
geformt, die in 5B gezeigt ist, und der Rest
der Keilnuten 21, 22 ist in den Formen gebildet,
die in den 5C bis 5H gezeigt
sind, die sich zumindest zum Teil von der Basisform unterscheiden.
Dieses gestattet eine Allgemeinheit von Keilnuten 24 und
erfordert nur eine teilweise maschinelle Bearbeitung, um die verschiedenen
Formen zu erzielen, wobei auf diese Art und Weise zu einer Kostenreduzierung
beigetragen wird.
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Nun
wird ein weiteres Hintergrundbeispiel der vorliegenden Erfindung
beschrieben, unter Bezugnahme auf 6.
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In
diesem Beispiel ist ein Zwischenraum g2 zwischen
der Reluktanzrotoreinheit 6 und dem Stator 3 kleiner
gebildet als ein Zwischenraum g1 zwischen der
Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 und dem Stator 3.
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Gemäß dem vorliegenden
Beispiel wird für die
Permanentmagnet-Rotoreinheit 4, welche aufgrund des Bereitstellens
der Permanentmagneten 5 einer größeren Zentrifugalverzerrung
unterzogen wird, der größere Zwischenraum
g1 eingerichtet. Folglich sind die Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 und
die Reluktanzrotoreinheit 6 in der Begrenzung der Rotationsgeschwindigkeit
gleich, wobei auf diese Art und Weise eine höhere Rotationsgeschwindigkeit gestattet
wird. Da der Zwischenraum g1 der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 einen
geringen Einfluss auf die Drehmomentkennlinien aufweist, und der
Zwischenraum g2 des Reluktanzrotors 6 einen
großen Einfluss
auf die Drehmomentkennlinien aufweist, übt der Reluktanzrotor 6 eine
wesentliche Auswirkung auf das Verbessern der Drehmomentkennlinien
aus. Die Reluktanzrotoreinheit 6 verbessert sich folglich
in ihrer Leistungsfähigkeit
mit einer Verbesserung der Motorleistung.
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Nun
wird ein weiteres Hintergrundbeispiel der vorliegenden Erfindung
beschrieben, unter Bezugnahme auf 7.
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Das
vorliegende Beispiel sieht zumindest eine Halterung 25 vor,
um den Rotor 2 drehbar zu halten. Die Halterung 25 mit
einer größeren haltenden
Kraft ist auf der Seite der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 eingerichtet.
In dem gezeigten Beispiel ist eine einzelne Halterung 25 auf
der Seite der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 eingerichtet.
Wenn Halterungen 25 auf beiden Seiten eingerichtet sind,
sollte die eine auf der Seite der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 in
den Abmessungen und in der Haltekraft größer sein.
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Gemäß dem vorliegenden
Beispiel wird der Rotor 2 mit einer kompakten Konfiguration
aufgrund der zweckmäßigen Halteeinrichtung
stabil gehalten, indem der Rotor 2 durch eine Halterung 25 mit
größerer Haltekraft
auf der Seite der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 gehalten
wird, die eine große
Masse aufweist.
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Nun
wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben, unter Bezugnahme auf 8.
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Die
vorhergehenden Beispiele handelten von den Fällen, bei denen der Rotor 2 aus
einer Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 und einer einzelnen Reluktanzrotoreinheit 6 zusammengesetzt
ist, welche direkt in der axialen Richtung gekoppelt sind, und die
Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 und die Reluktanzrotoreinheit 6 weisen
eine Winkelabweichung dazwischen auf. In der vorliegenden Ausführungsform
ist der Rotor 2 zusammengesetzt aus der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4,
einer ersten Reluktanzrotoreinheit 6a, die dieser beigefügt ist,
und einer zweiten Reluktanzrotoreinheit 6b, die der ersten
Reluktanzrotoreinheit 6a beigefügt ist. Die erste Reluktanzrotoreinheit 6a weist
Schlitze 8 oder Kerben 10 auf, um einen Streuverlust
von den Permanentmagneten 5 zu verhindern, und weist keine
Winkelabweichung von der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 in der
Rotationsrichtung auf, und die zweite Reluktanzrotoreinheit 6b weist
eine entsprechende Winkelabweichung von der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 in
der Rotationsrichtung auf.
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Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform verhindert
die Abwesendheit einer Winkelabweichung zwischen der Permanentmagnet-Rotoreinheit 4 und
der ersten Reluktanzrotoreinheit 6a zuverlässig einen
Streuverlust von dem Permanentmagneten 5 zwischen den Rotoreinheiten 4 und 6a,
wobei auf diese Weise eine Verschlechterung der Eigenschaften vermieden
wird. Ferner gestattet die Abwesendheit von nicht-magnetischem Material
dazwischen eine kompakte Konfiguration und eine Kostenreduzierung,
ohne einen Abfall des Drehmoments zu erfordern, um den Streuverlust
zu verhindern. Zudem ermöglicht
das Bereitstellen einer willkürlichen
Winkelabweichung zwischen den ersten und zweiten Reluktanzrotoreinheiten,
eine Reduzierung der Schwingungen zu erzielen.
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Nun
wird ein weiteres Hintergrundbeispiel der vorliegenden Erfindung
beschrieben, unter Bezugnahme auf die 9A und 9B.
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Die
vorstehenden Beispiele handelten von den Fällen, bei denen ein innerer
Rotortyp-Motor eingeschlossen ist. Das vorliegende Beispiel, wie
in 9A gezeigt, ist ein äußerer Rotortyp-Motor 31, der
einen Rotor 32 drehbar um einen Stator 33 eingerichtet
hat. Der Rotor 32 ist zusammengesetzt aus einer Permanentmagnet-Rotoreinheit 34,
die eine Mehrzahl von Permanentmagneten 35 aufweist, und einer
Reluktanzrotoreinheit 36, die eine Mehrzahl von magnetischen
Schenkelpolabschnitten 37 aufweist. Die Rotoreinheiten 34 und 36 sind
mit einer Winkelabweichung dazwischen in der Rotationsrichtung gekoppelt.
Schlitze 38 zum Verhindern von Streuverlust von den Permanentmagneten 35 sind
in der Reluktanzrotoreinheit 36 mit der Winkelabweichung
gebildet.
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Wie
in 9B gezeigt, sind verlängerte Öffnungen 9 innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs entlang der äußeren Umfangsoberfläche des
Rotors 32, in der Nähe
von beiden Enden des Permanentmagneten 35 des Rotors 32 in
der Rotationsrichtung eingerichtet. Die verlängerten Öffnungen 9 sind innerhalb
eins Bereiches eingerichtet, der so definiert ist, dass 0,95 α ≤ θ ≤ 1,05 α, mit α = {(360/S) – R}/2 (Grad),
wobei die Anzahl der Rotorschlitze S (= 3 P/2) ist, und die Anzahl
der Rotorpole P (= 2n) ist. In den Gleichungen ist θ ein Winkel,
der zwischen einer Magnetpolgrenze gebildet ist, definiert in der
Mitte zwischen den einander gegenüberliegenden Polen von zwei
angrenzenden der Permanentmagnete, und einem Ende der verlängerten Öffnung 9 in
der vorwärts gerichteten
Rotationsrichtung des Rotorpols in Bezug auf den Mittelpunkt einer
Rotationswelle, und R ist ein Winkel, der gebildet ist durch die
Zahnbreite des Stators 33 in Bezug auf den Mittelpunkt
der Rotationswelle.
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Selbst
bei einem solchen äußeren Rotortyp-Motor 31 leistet
die Anwendung des gegenwärtigen
Beispiels dieselbe Operation und Wirkungen, wie in den vorhergehenden
Beispielen.
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Die
Motoren 1, 31 der vorhergehenden Beispiele und
Ausführungsform
sind in ihrer Größe kompakt,
stark in ihrer Ausgangsleistung und ihrer Effizienz, und sind folglich
angemessen anwendbar auf den kompressorbetriebenen Motor. Zudem
können die
Motoren 1, 31 angemessen verwendet werden für die Antriebsmotoren
in Brennstoffzellen-, Hybrid- und anderen Arten von elektrischen
Fahrzeugen, und die Antriebsmotoren von Hochleistungslüftern.
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Wie
in 13 gezeigt, umfasst ein Kompressor 101 den
Motor 1 der vorliegenden Erfindung und einen Kompressionsabschnitt 103.
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Gemäß dieser
Konfiguration werden die Schwingungen und die Störgeräusche des Kompressors 101,
mit dem darin eingeschlossenen Motor 1, reduziert. Ferner
wird eine Verschlechterung der Eigenschaften aufgrund von Streuverlust
verhindert und die Leistungsfähigkeit
dieses Kompressors wird erhöht.
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14 ist
ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines elektrischen
Fahrzeugs des Hybridtyps 110 zeigt, welches den Motor 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst. Gemäß 14 umfasst
dieses elektrische Fahrzeug des Hybridtyps 110 auch einen
Motor 104, ein Getriebe 105, einen Wechselrichter 107 als
einen Spannungsregler, eine Batterie 108 als ein Stromspeicher/Stromzufuhrmittel
und Räder 109.
Gemäß dieser
Konfiguration werden die Schwingungen und die Störgeräusche des elektrischen Fahrzeugs
des Hybridtyps 110 mit dem darin eingeschlossenen Motor 1 der
vorliegenden Erfindung reduziert. Ferner wird eine Verschlechterung
der Eigenschaften aufgrund von Streuverlust verhindert und die Laufleistung
dieses elektrischen Fahrzeugs des Hybridtyps wird verbessert.
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15 ist
ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines elektrischen
Fahrzeugs mit Brennstoffzelle 120 zeigt, welches den Motor 1 der
vorliegenden Erfindung umfasst. Gemäß 15 umfasst
dieses elektrische Fahrzeug mit Brennstoffzelle 120 auch
einen Spannungsregler (einen Wechselrichter) 107, einen
Stromspeicher/ein Stromzufuhrmittel (eine Batterie) 108,
Räder 109,
eine Brennstoffzelle 111 und einen Dc-to-Dc Converter 112.
Gemäß dieser
Konfiguration werden die Schwingungen und die Störgeräusche dieses elektrischen Fahrzeugs
mit Brennstoffzelle 120, mit dem darin eingeschlossenen
Moor 1 der vorliegenden Erfindung, reduziert. Ferner wird
eine Verschlechterung der Eigenschaften aufgrund von Streuverlust
verhindert und die Laufleistung dieses elektrischen Fahrzeugs mit
Brennstoffzelle wird verbessert.
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16 ist
ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines elektrischen
Fahrzeugs 130 zeigt, welches den Motor 1 der vorliegenden
Erfindung umfasst. Gemäß 16 umfasst
dieses elektrische Fahrzeug 130 auch ein Getriebe 105,
einen Spannungsregler (einen Wechselrichter) 107, ein Stromspeicher/Stromzufuhrmittel
(eine Batterie) 108 und Räder 109. Gemäß dieser
Konfiguration werden die Schwingungen und die Störgeräusche dieses elektrischen Fahrzeugs 130,
mit dem darin eingeschlossenen Moor 1 der vorliegenden
Erfindung, reduziert. Ferner wird eine Verschlechterung der Eigenschaften
aufgrund von Streuverlust verhindert und die Laufleistung dieses
elektrischen Fahrzeugs wird verbessert.