WO2018099541A1

WO2018099541A1 - Rotor einer permanentmagneterregten elektrischen maschine

Info

Publication number: WO2018099541A1
Application number: PCT/EP2016/079164
Authority: WO
Inventors: Andreas Böhm; Peter Ehrhart; Roland Hagenlocher; Ulrich Obermeier; Jens Steffen
Original assignee: L-3 Communications Magnet-Motor Gmbh
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2018-06-07

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor (10) einer permanentmagneterregten elektrischen Maschine (100), aufweisend eine Mehrzahl von Permanentmagneten (18), die eine Mehrzahl von Rotorpolen bilden, welche um einen an einen Luftspalt (102) der elektrischen Maschine (100) angrenzenden Umfang des Rotors (10) herum angeordnet sind, wobei die Permanentmagnete (18) als in einen Rotorkörper (16) eingebettete Permanentmagnete ausgebildet sind, wobei jeder Rotorpol zwei V-förmig zueinander angeordnete Permanentmagnete (18) aufweist, wobei jeder der beiden Permanentmagnete (18) jeweils einen Schenkel des V bildet, wobei die beiden Permanentmagnete (18) eines jeweiligen Rotorpols an einem vom Luftspalt (102) fernen Ende einander zugewandt sind und sich zu einem gegenüberliegenden dem Luftspalt (102) näheren Ende hin voneinander weg erstrecken, und wobei der Rotorkörper (16) wenigstens eine in den Luftspalt (102) mündende Ausnehmung (24) aufweist.

Description

Titel:„Rotor einer permanentmagneterregten elektrischen Maschine"

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor einer permanentmagneterregten elektrischen Maschine, aufweisend eine Mehrzahl von Permanentmagneten, die eine Mehrzahl von Rotorpolen bilden, welche um einen an einen Luftspalt der elektrischen Maschine angrenzenden Umfang des Rotors herum angeordnet sind, wobei die Permanentmagnete als in einen Rotorkörper eingebettete Permanentmagnete (auch als integrierte Permanentmagnete oder IPM bezeichnet) ausgebildet sind, wobei jeder Rotorpol zwei V-förmig zueinander angeordnete Permanentmagnete aufweist, wobei jeder der beiden Permanentmagnete jeweils einen Schenkel des V bildet, wobei die beiden Permanentmagnete eines jeweiligen Rotorpols an einem vom Luftspalt fernen Ende einander zugewandt sind und sich zu einem gegenüberliegenden dem Luftspalt näheren Ende hin voneinander weg erstrecken, und wobei der Rotorkörper wenigstens eine in den Luftspalt mündende Ausnehmung aufweist.

Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus auch eine elektrische Maschine aufweisend einen Stator mit einer Mehrzahl von um einen Umfang des Stators angeordneten Statorpolen, und einen dem Stator über den Luftspalt hinweg gegenüberliegenden Rotor. Der Rotor soll gemäß der hierin vorgeschlagenen Art ausgebildet sein. Die Statorpole sind insbesondere als Einzelzahnwicklung durch eine um einen Statorzahn gewickelte Statorspule gebildet.

Bei der hier beschriebenen V-Anordnung der Permanentmagnete im Rotor ist zwischen den beiden Schenkeln eines jeweiligen Rotorpols ein Winkel gebildet, so dass sich der Rotorfluss im Raum zwischen den beiden Schenkeln des jeweiligen Rotorpols konzentriert. Um störenden Streufluss über die Stirnseiten der Permanentmagnete zu unterdrücken, ist vorgeschlagen worden (siehe DE 10 2007 059 203 A1), die Permanentmagnete so anzuordnen, dass ein zu einem ersten Rotorpol gehörender Permanentmagnet mit seinem dem Luftspalt näheren Ende unmittelbar an dem dem Luftspalt näheren Ende eines zu einem benachbarten Rotorpol gehörenden Permanentmagneten anliegt. Die dem Luftspalt näheren Stirnseiten der beiden Permanentmagnete grenzen dabei unmittelbar an den Luftspalt an. Damit wird eine weitgehend streuungslose Anordnung erreicht, bei der zu den Stirnenden der Permanentmagnete austretender magnetischer Fluss wegen der geringen magnetischen Permeabilität der Luft vernachlässigbar ist. Allerdings ist die Anordnung nicht für hohe Drehzahlen geeignet, weil die Permanentmagnete bei hoher Drehzahl nicht mehr gut gegenüber Zentrifugalkräften fixiert sind.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung schafft eine magnetischen Streufluss über die Stirnseiten der Permanentmagnete weitgehend unterdrückende Anordnung, die auch bei hohen Drehzahlen noch eine gute Fixierung der Permanentmagnete gewährleistet.

Insbesondere erlaubt die hier vorgeschlagene Anordnung eine hinsichtlich ihrer magnetischen Eigenschaften der DE 10 2007 059 203 A1 mindestens gleichwertige Konstruktion, allerdings bei deutlich verbesserten mechanischen Eigenschaften.

Insbesondere gelingt es, Spannungen zu reduzieren, die im Rotor insbesondere bei hohen Drehzahlen auftreten können. Dies betrifft hauptsächlich tangentiale Spannungen im Rotor bei hohen Drehzahlen, insbesondere in Bereichen, wo das Rotormaterial nur geringe Stärke aufweist. Dies kann beispielsweise aus Gründen der Unterdrückung von magnetischem Streufluss erwünscht sein.

Tangentiale Spannungen entstehen im Rotorkörper unter der Wirkung der Zentrifugalkraft. Diese tangentialen Spannungen sind umso größer je höher die Drehzahl ist und je weiter außen der betroffene Bereich des Rotorkörpers in Bezug auf eine Drehachse des Rotors liegt. Die tangentialen Spannungen belasten den Rotorkörper und können sogar zu ungewollten Verformungen des Rotorkörpers führen, wenn die Drehzahl groß genug ist. Dies hat negativen Einfluss auf die Lebensdauer des Rotorkörpers. Es hat sich nun herausgestellt, dass man durch Vorsehen von wenigstens einer in den Luftspalt mündenden Ausnehmung im Rotorkörper eine gewollte Deformation des Rotorkörpers unter dem Einfluss von Zentrifugalkräften bewirken kann. Diese gewollte Deformation, die hauptsächlich in einem geringfügigen Auseinanderklaffen des Rotorkörpers im Bereich der wenigstens einen Ausnehmung besteht, nimmt die unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft entstehenden tangentialen Spannungen weitgehend auf. Je größer die Drehzahl desto stärker ausgeprägt ist dieser Effekt. Dies hat zur Folge, dass Spannungen im Rotorkörper sich auf den Bereich um die Ausnehmung herum konzentrieren und der übrige Rotorkörper nur wenig belastet wird.

Die beschriebene Reduzierung tangentialer Spannungen im Rotorkörper ist besonders effektiv, wenn der Rotorkörper eine Mehrzahl in den Luftspalt mündenden Ausnehmungen aufweist, die um den Umfang des Rotorkörpers herum angeordnet sind. Dann können die unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft entstehenden tangentialen Spannungen auf mehrere Bereiche verteilt werden, die entlang des Umfangs des Rotorkörpers voneinander beabstandet sind. Insbesondere ist es günstig, wenn die in den Luftspalt mündenden Ausnehmungen jeweils einem der Rotorpole zugeordnet sind. Dann kann eine jeweilige Ausnehmung eine bestimmte Lage in Bezug auf den jeweils zugeordneten Rotorpol haben. Dabei kann einem jeweiligen Rotorpol je eine Ausnehmung zugeordnet sein. Es können aber auch einem jeweiligen Rotorpol mehrere Ausnehmungen, beispielsweise zwei Ausnehmungen, zugeordnet sein. Beispielsweise kann die in den Luftspalt mündende Ausnehmung in Umfangsrichtung zentral zu dem jeweiligen Rotorpol liegen, also einem Zentrum des V in radialer Richtung zum Luftspalt hin gegenüberliegend angeordnet sein. Bei einer Mehrzahl von um einen an den Luftspalt angrenzenden Umfang des Rotorkörpers angeordneten Ausnehmungen weist dann der Rotorkörper zwischen den zwei V-förmig zueinander angeordneten Permanentmagneten eines jeweiligen Rotorpols je eine in den Luftspalt mündende Ausnehmung auf. Alternativ oder zusätzlich kann die in den Luftspalt mündende Ausnehmung auch in einem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Rotorpolen angeordnet sein. Bei einer Mehrzahl von um einen an den Luftspalt angrenzenden Umfang des Rotorkörpers angeordneten Ausnehmungen weist dann der Rotorkörper zwischen je zwei benachbarten Rotorpolen jeweils eine in den Luftspalt mündende Ausnehmung auf.

Insbesondere hat die Ausnehmung Seitenwände, die durch den Rotorkörper gebildet sind. Die Ausbildung von solchen Ausnehmungen ist denkbar einfach, weil einfach die Ausnehmung in den Rotorkörper geschnitten, gefräst, in den Rotorblechen ausgestanzt oder auf sonstige Weise darin ausgebildet werden kann.

Die Ausnehmung kann insbesondere schlitzartig ausgebildet sein mit einem Mündungsende am Umfang des Rotorkörpers und einem gegenüberliegenden vom Luftspalt entfernten Ende, das vom Umfang des Rotorkörpers radial beabstandet ist. Bei einem Innenrotor wäre also das Mündungsende außen am Rotorumfang angeordnet und das vom Luftspalt entfernte Ende radial innen angeordnet. Insbesondere kann die Ausnehmung bzw. der Schlitz sich bezogen auf den Rotorkörper in radialer Richtung erstrecken. Zwischen dem Mündungsende und dem entfernten Ende werden in der Regel zwei einander gegenüberliegende Längswände der Ausnehmung ausgebildet sein, die durch den Rotorkörper gebildet sind.

Bei hohen Drehzahlen erlaubt die Ausnehmung ein gewisses Auseinanderklaffen ihrer Seitenwände unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft. Dieses Auseinanderklaffen nimmt von inneren Ende der Ausnehmung zum Mündungsende hin zu und wird mit zunehmender Drehzahl immer ausgeprägter. Im Bereich um die Ausnehmung herum entstehen dadurch Spannungen im Rotorkörper. Allerdings werden dadurch andere Bereiche des Rotorkörpers gegenüber Spannungen entlastet. Dies kommt vor allem Bereichen des Rotorkörpers mit geringer Materialstärke zugute, etwa Bereichen zwischen jeweils benachbarten Rotorpolen, in denen in Um- fangsrichtung verlaufende Tangentialstege ausgebildet sind. Solche Bereiche können damit noch dünner ausgelegt werden, was hilft magnetischen Streufluss effektiv zu unterdrücken.

Es ist bei der vorgeschlagenen Ausbildung der Rotorkörpers mit wenigstens einer Ausnehmung zusätzlich günstig, wenn die Ausnehmung an ihrem vom Luftspalt entfernten Ende eine Erweiterung aufweist. Die Erweiterung kann dabei Seitenwände aufweisen, die durch den Rotorkörper gebildet sind. Eine solche Erweiterung ist besonders geeignet, eine mit Vorsehen der Ausnehmung im Rotorkörper einhergehende Kerbwirkung zu reduzieren. Wenn die Seitenwände der Ausnehmung unter dem Einfluss von Zentrifugalkräften in bestimmter Weise auseinanderklaffen, begrenzt die Erweiterung eine am vom Luftspalt entfernten Ende der Ausnehmung unweigerlich entstehende Erhöhung der Spannung im Material des Rotorkörpers und reduziert so die durch das Vorsehen der Ausnehmung erzeugte Kerbwirkung. Man kann damit weitgehend der Gefahr begegnen, dass sich bei betriebsgemäßem Einsatz der elektrischen Maschine von dem vom Luftspalt entfernten Ende ausgehend Spannungsrisse im Rotorkörper ausbilden. Als zusätzlicher Effekt kann die Erweiterung in der Art eines Federelements bei Verformung eine mit zunehmender Verformung ansteigende Rückstellkraft erzeugen. Gehen die Fliehkräfte zurück, wenn der Rotor langsamer rotiert und zum Stillstand kommt, verformt sich die Erweiterung zurück zu ihrem ursprünglichen Querschnitt und sorgt so dafür, dass die Längswände der Ausnehmung wieder in ihre ursprüngliche Stellung zurückkehren, beispielsweise aneinander anliegen. Wegen der Span- nungsspitzen im Rotormaterial begrenzenden Wirkung der Erweiterung bleiben diese elastischen Eigenschaften auch nach langer Einsatzdauer der Rotors noch gut erhalten.

Es ist dabei günstig, wenn die Erweiterung einen sich von einem dem Luftspalt zugewandten Ende der Erweiterung aus zu einem gegenüberliegenden Ende der Erweiterung hin erweiternden Querschnitt hat. Die schlitzartige Gestalt der Ausnehmung wird damit zu ihrem vom Luftspalt entfernten Ende hin breiter.

Es ist weiterhin günstig, wenn die Erweiterung an ihrer vom Luftspalt entfernten Seite eine erste Begrenzungswand mit konvexer Krümmung aufweist. Bei einer konvexen Krümmung liegt eine zwei Punkte auf der ersten Begrenzungswand verbindende Linie innerhalb der Erweiterung.

Demgegenüber kann die Erweiterung an ihrer dem Luftspalt näher liegenden Seite zweite Begrenzungswände mit konvexer Krümmung aufweisen. Die Erweiterung kann dabei beispielsweise in einem radialen Schnitt (d.h. in einem Schnitt orthogonal zur Rotorachse) eine kreisförmige oder elliptische Form aufweisen.

In weiterer Ausgestaltung kann die Erweiterung zwischen den zweiten Begrenzungswänden und der ersten Begrenzungswand noch dritte Begrenzungswände mit konkaver Krümmung aufweisen. Die Erweiterung kann dann in einem radialen Schnitt eine eher S-förmige oder schwanenhalsartige Gestalt aufweisen, beispielsweise eine in einem Schnitt orthogonal zur Rotorachse glockenförmige oder kelch- förmige Form. Diese Gestaltung führt zu gleichmäßig ineinander übergehende Radien der Seitenwände der Ausnehmung und gestattet so eine effektive Reduzierung der durch die Ausnehmung verursachten Kerbwirkung.

Alternativ kann die Erweiterung in einem Schnitt orthogonal zur Rotorachse einen eher dreieckförmigen Querschnitt haben. Die Seitenwände sind dann eher linear ausgebildet und nicht mit bestimmten Krümmungen versehen. Auch dies kann in manchen Fällen schon eine ausreichende Reduzierung der Kerbwirkung erzielen.

Um den Austritt von magnetischem Streufluss über die Stirnseiten der Permanentmagnete zu unterdrücken, kann vorgesehen sein, dass an das dem Luftspalt nähere Ende eines jeweiligen Permanentmagneten ein nicht vom Rotorkörper ausgefüllter erster Freiraum angrenzt, welcher wenigstens teilweise von dem Rotor- körper begrenzt ist. Der erste Freiraum ist ein nicht vom Rotorkörper ausgefüllter Raum. Der erste Freiraum grenzt insbesondere an eine dem Luftspalt näher liegende Stirnseite des Permanentmagneten an. Der erste Freiraum ist mit einem Material geringer magnetischer Permeabilität gefüllt, insbesondere mit Luft.

Es ist dabei besonders günstig, wenn der den ersten Freiraum begrenzende Teil des Rotorkörpers so ausgebildet ist, dass er einen Anschlag bildet, der eine Bewegung des Permanentmagneten in Radialrichtung zum Luftspalt hin blockiert oder begrenzt. Damit kann eine stabile Fixierung des Permanentmagneten gegenüber Zentrifugalkräften sogar bei hohen Drehzahlen erreicht werden. Der Rotorkörper kann insbesondere in der Art eines Tangentialstegs und/oder einer Schulter ausgebildet sein, die an einer Stirnseite des Permanentmagneten an dessen dem Luftspalt näherem Ende anliegt und damit einen die Bewegung des Permanentmagneten in radialer Richtung begrenzenden Anschlag bildet. Der Rotorkörper kann zwischen je zwei benachbarten Rotorpolen einen Tangentialsteg bilden, der sich von dem dem Luftspalt näheren Ende des zu dem einen Rotorpol gehörenden Permanentmagneten aus in Richtung zu dem dem Luftspalt näheren Ende des zu dem benachbarten Rotorpol gehörenden Permanentmagneten hin erstreckt. In solchen Konfigurationen ist es günstig, wenn der den ersten Freiraum begrenzende Teil des Rotorkörpers einen wenigstens zum Teil in Umfangrichtung verlaufenden Tangentialsteg bildet. In Umfangsrichtung verlaufend soll bedeuten, dass der Tangentialsteg eine Erstreckung mit wenigstens einer in Umfangsrichtung verlaufenden Komponente hat. Ggf. kann sich der Tangentialsteg daneben auch noch in radialer Richtung erstrecken, das ist aber nicht unbedingt erforderlich. Der Tangentialsteg erstreckt sich jedenfalls nicht ausschließlich in radialer Richtung. Der Tangentialsteg kann sich in Umfangsrichtung von dem dem Luftspalt näheren Ende des zu dem einen Rotorpol gehörenden Permanentmagneten zu dem dem Luftspalt näheren Ende des zu dem benachbarten Rotorpol gehörenden Permanentmagneten erstrecken. Der Tangentialsteg soll so dünn wie möglich ausgebildet sein. Es ist hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften günstig, wenn der Tangentialsteg mit so wenig Material Eisenmaterial gebildet ist wie möglich. Dann befindet sich das Eisenmaterial in magnetischer Sättigung, was zur Reduzierung von magnetischem Streufluss erwünscht ist.

Der erste Freiraum kann insbesondere in einem Bereich des Rotorkörpers ausgebildet sein, der zwischen einer Stirnseite des Permanentmagneten an dem dem Luftspalt näheren Ende und dem jeweils zugeordneten Tangentialsteg liegt. Dabei kann der einem benachbarten Rotorpol zugeordnete Tangentialsteg in eine jeweilige Längswand der Ausnehmung übergehen oder eine jeweilige Längswand der Ausnehmung ausbilden.

Auch an das vom Luftspalt entfernte Ende eines jeweiligen Permanentmagneten kann ein zweiter nicht vom Rotorkörper ausgefüllter Freiraum angrenzen, welcher wenigstens teilweise von dem Rotorkörper begrenzt ist. Die vorangehenden Ausführungen hinsichtlich des ersten Freiraums gelten in analoger Weise auch hinsichtlich des zweiten Freiraums. Der zweite Freiraum grenzt insbesondere an eine vom Luftspalt entfernte Stirnseite des Permanentmagneten an. Der zweite Freiraum ist mit einem Material geringer magnetischer Permeabilität gefüllt, insbesondere mit Luft. Das unterdrückt Austritt von magnetischem Streufluss an der an den Freiraum angrenzenden Seite des Permanentmagneten.

Der Rotorkörper kann zwischen je zwei benachbarten Schenkeln eines Rotorpols einen Radialsteg bilden, der den zweiten Freiraum an dem vom Luftspalt entfernten Ende des einen zu dem Rotorpol gehörenden Permanentmagneten von dem zweiten Freiraum an dem vom Luftspalt entfernten Ende des anderen zu dem Rotorpol gehörenden Permanentmagneten trennt. Der den zweiten Freiraum begrenzende Teil des Rotorkörpers kann dabei einen wenigstens zum Teil in Radialrichtung verlaufenden Radialsteg bilden. Der zweite Freiraum ist insbesondere in einem Bereich des Rotorkörpers ausgebildet, der zwischen dem vom Luftspalt entfernten Ende eines jeweiligen Permanentmagneten und dem jeweils zugeordneten Radialsteg liegt. Auch der Radialsteg soll so dünn wie möglich ausgebildet sein. Es ist hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften günstig, wenn der Radialsteg mit so wenig Material Eisenmaterial gebildet ist wie möglich. Dann befindet sich das Eisenmaterial in magnetischer Sättigung, was zur Reduzierung von magnetischem Streufluss erwünscht ist.

In bestimmten Ausführungsformen kann der erste Freiraum und/oder der zweite Freiraum eine im Rotorkörper ausgebildete Tasche bilden mit in Axialrichtung konstantem Querschnitt. Dies ist besonders günstig, wenn der Rotorkörper aus einer Mehrzahl von in axialer Richtung aufeinander liegenden Rotorblechen gebildet ist, wobei jedes Rotorblech mit Ausnehmungen versehen ist, welche nach Zusammensetzen des Rotorkörpers Taschen zur Aufnahme von Permanentmagneten, sowie erste und zweite Freiräume bilden. Dann kann nämlich jeder der Permanentmagnete als Magnetblock ausgebildet sein, der in eine entsprechende Tasche des Rotorkörpers eingesetzt ist. Da sich der Querschnitt der Taschen in axialer Richtung nicht ändert, kann man die Permanentmagnete nach Zusammensetzen der Rotorbleche in die entsprechenden Taschen im Rotorkörper einschieben.

Weiterhin kann der Rotorkörper in einem Bereich radial innerhalb der Schenkel der Rotorpole mehrere über den Umfang verteilte Durchgangsbohrungen aufweisen. Diese Durchgangsbohrungen können sich insbesondere in mehreren Um- fangsebenen mit unterschiedlichem Radius befinden. Beispielsweise können die Durchgangsbohrungen zur Aufnahme von elektrisch und magnetisch leitfähigen Schrauben und/oder Nieten dienen. Diese Schrauben und/oder Nieten können in wenigstens in einen Teil der Durchgangsbohrungen eingesetzt sein und zur Paketierung und mechanischen Integration des Rotorkörpers dienen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, diese Schrauben und/oder Nieten nur in jedem zweiten Rotorpol einzusetzen. Wenn die Schrauben und/oder Nieten elektrisch und magnetisch leitfähig sind, sind keine dezidierten Isolationsmaßnahmen zum ferromagne- tischen Rotormaterial erforderlich. Es ist dabei besonders günstig, wenn die Durchgangsbohrungen am Umfang so verteilt sind, dass bei einer Presspassung zur kraftschlüssigen Verbindung des Rotors zur Welle die mechanische Überspannung gezielt von kritischen Stellen abgeleitet und vergleichmäßigt wird.

In weiterer Ausgestaltung können in einem zwischen den beiden Schenkeln eines jeweiligen Rotorpols gebildeten Bereich Aussparungen ausgebildet sein. Die Aussparungen können in der Form von Kreisen, Dreiecken oder (überlagerten) Schenkeln ausgebildet sein und zur Beeinflussung von Form und Stärke der induzierten Spannung dienen. Darüber hinaus lässt sich so das Gewicht des Rotors verringern.

In besonderen Ausführungsformen kann zwischen den beiden Schenkeln eines jeweiligen Rotorpols ein flacher Winkel gebildet sein, insbesondere ein Winkel von mindestens 45 Grad. Zwar ist die Flusskonzentration im Bereich zwischen den V- Schenkeln umso größer je kleiner der zwischen den Schenkeln des V gebildete Winkel ist. Insofern wäre an sich ein spitzer Winkel (also ein Winkel kleiner als 45 Grad) zu bevorzugen. Allerdings zeigt es sich, dass einer Anordnung der V-Schen- kel in einem flachen Winkel die etwas kleinere Flusskonzentration dadurch mehr als kompensiert wird, dass der aus dem Rotor über den Luftspalt austretende magnetische Fluss sehr effizient zum Stator gelangt und dort über einen oder mehre- re der Statorpole geleitet wird. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass der Stator mit einer Einzelzahnwicklung ausgestattet ist.

Der Magnetfluss zwischen Stator und Rotor lässt sich noch weiter verbessern, wenn die Rotorpole am an den Luftspalt angrenzenden Umfang des Rotors in Umfangsrichtung sehr dicht aufeinander folgen. Deshalb kann in bestimmten Ausführungsformen vorgesehen sein, dass zwischen dem in Umfangsrichtung äußeren Ende eines zu einem Rotorpol gehörenden Permanentmagneten und dem in Umfangsrichtung äußeren Ende eines zu einem benachbarten Rotorpol gehörenden Permanentmagneten ein in tangentialer Richtung gemessener Abstand von höchstens 5 mm gebildet ist. Dieser Abstand kann manchmal sogar noch kleiner gewählt sein, insbesondere kann ein Abstand zwischen 1 mm und 5 mm vorgesehen sein. Je enger die Rotorpole in Umfangsrichtung nebeneinander liegen, desto weniger Eisenmaterial des Rotorkörpers befindet sich zwischen je zwei nebeneinander liegenden Rotorpolen am Umfang des Rotors. Dadurch wird ein von der elektrischen Maschine geliefertes Reluktanzmoment immer unbedeutender je kleiner der Abstand zwischen aufeinander folgenden Rotorpolen ist. Diesen Verlust an Reluktanzmoment überkompensiert aber der optimierte magnetische Fluss zwischen den aus Permanentmagneten gebildeten Rotorpolen und den aus Statorwicklungen gebildeten Statorpolen sowie das damit einhergehende große Moment.. Zusätzlich lässt so eine Charakteristik der elektrischen Maschine erreichen, bei der das Nutrastmoment nur sehr gering ausgeprägt ist und die Maschine sich damit durch gute Laufruhe auszeichnet.

Die Rotorpole werden mit abwechselnder Polarität entlang des Umfangs des Rotorkörpers angeordnet. Der Rotor ist insbesondere als Innenrotor ausgebildet. Bei einem Innenrotor liegt der Stator radial außerhalb des Rotors und der Luftspalt ist zwischen einem äußeren Umfang des Rotors und einem inneren Umfang des Stators gebildet. Die Rotorpole mit ihren V-förmig angeordneten Permanentmagneten sind so angeordnet, dass die V-Spitzen radial innen liegen und sich die V-Schen- kel nach radial außen hin ausspreizen, so dass das die offene Seite des V zum äußeren Umfang hin zeigt.

Wie bereits angesprochen betrifft die vorliegende Erfindung außerdem eine permanentmagneterregte elektrische Maschine, aufweisend einen Stator mit einer Mehrzahl von um einen Umfang des Stators angeordneten Statorpolen, und einen Rotor wie vorangehend beschrieben. Der Rotor liegt dabei dem Stator über den Luftspalt hinweg gegenüber. Die elektrische Maschine ist insbesondere als Innenrotor-Maschine ausgebildet.

Jeder Statorpol ist insbesondere als Einzelzahnwicklung durch eine um einen einzelnen Statorzahn gewickelte Statorspule gebildet. Der Stator kann dabei eine Mehrphasen-Einzelzahnwicklung aufweisen.

Zur Optimierung des magnetischen Flusses zwischen Rotorpolen und Statorpolen ist es günstig, wenn das Verhältnis von Statorpolen zu Rotorpolen größer als 1 ist. Insbesondere günstig ist es, wenn das Verhältnis von Statorpolen zu Rotorpolen geringfügig größer ist als 1 , d.h. größer ist als 1 und höchstens 3/2 ist. Besonders günstige Verhältnisse von Statorpolen zu Rotorpolen betragen 3/2 oder 6/5 oder 12/11 .

Der Stator kann insbesondere eine Dreiphasen-Einzelzahnwicklung aufweisen. Die drei Phasen können insbesondere in Dreieckschaltung verschaltet sein.

Die permanentmagneterregte elektrische Maschine kann als Synchronmaschine ausgebildet sein.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in schematischer und vereinfachter Ansicht eine elektrische Maschine gemäß einer Ausführungsform in einem Schnitt orthogonal zu einer Achse der elektrischen Maschine;

Fig. 2 in vergrößerter Ansicht das Detail A in Fig. 1 ;

Fig. 3 in schematischer und vereinfachter Ansicht eine elektrische Maschine gemäß einer weiteren Ausführungsform in einem Schnitt orthogonal zu einer Achse der elektrischen Maschine; und

Fig. 4 in vergrößerter Ansicht das Detail B in Fig. 3.

Fig. 1 zeigt in schematischer und vereinfachter Ansicht eine elektrische Maschine 100 in einem Schnitt orthogonal zu einer Achse 104 der elektrischen Maschine 100. Fig. 2 zeigt in vergrößerter Ansicht das Detail A in Fig. 1 . Die elektrische Maschine 100 umfasst einen Stator 50 und einen Rotor 10, der relativ zum Stator 50 um die Achse 104 drehbar gelagert ist. Der Rotor 10 liegt dem Stator 50 über einen Luftspalt 102 hinweg gegenüber. In Fig. 1 und 2 ist die elektrische Maschine 100 als Innenrotor-Maschine ausgelegt, d.h. der Rotor 10 ist innerhalb des Stators 50 angeordnet, so dass ein äußerer Umfang 12 des Rotors 10 einem inneren Umfang 52 des Stators 50 gegenüber liegt. Zwischen dem äußeren Umfang 12 des Rotors 10 und dem inneren Umfang 52 des Stators ist der Luftspalt 102 ausgebildet. Die elektrische Maschine 100 kann ein Motor oder ein Generator sein.

Am Stator 50 sind in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend eine Mehrzahl von Statorzähnen 54 ausgebildet. Zwischen den Statorzähnen 54 befinden sich jeweils Statornuten 56. In Fig. 1 und 2 sind jeweils nur einige der Statorzähne 54 und Statornuten 56 beispielhaft mit Bezugszeichen versehen. Bei der Innenrotor-Ausführung gem. Fig. 1 und 2 befinden sich die Statorzähne 54 und Statornuten an einem inneren Umfang 52 des Stators 50. In die Statornuten 56 sind nicht eingezeichnete Statorwicklungen eingelegt. Bei der in Fig. 1 and 2 gezeigten elektrischen Maschine 100 besitzt der Stator 50 eine Einzelzahnwicklung, d.h. jedem Statorzahn 54 ist eine eigene Wicklung zugeordnet, so dass jede Wicklung nur um einen Statorzahn 54 gewickelt ist. Jede Wicklung bildet dabei einen Statorpol. Die Statorwicklungen werden über einen Wechelrichter gespeist, beispielsweise in der Form eines dreiphasigen Wechselstromnetzes. Die Statorpole sind damit in Umfangsrichtung aufeinander folgend am Stator angeordnet.

Der Rotor 10 weist einen Rotorkörper 16 auf, der in geblechter Ausführung aus einer Mehrzahl von in axialer Richtung übereinander gestapelten und gegeneinander isolierten Rotorblechen gebildet ist (in dem Schnitt gemäß Fig. 1 und 2 ist nur eines dieser Bleche in Schnittansicht dargestellt). Der Rotorkörper 16 ist drehbar um die Achse 104 gelagert. Der Rotorkörper 16 besitzt einen äußeren Umfang 12, der dem Stator 50 gegenüber liegt. In Fig. 1 und 2 ist gut zu erkennen, dass zwi- schem dem äußeren Umfang 12 des Rotors 10 und einer inneren Fläche der Statorzähne 54, die einen inneren Umfang des Stators 50 bilden, der Luftspalt 102 ausgebildet ist. Die Breite des Luftspalts 10 liegt typischerweise im Bereich weniger Millimeter, beispielsweise zwischen 1 mm und 5 mm.

Der Rotor 10 trägt eine Mehrzahl von Permanentmagneten 18 (von denen in Fig. 1 und 2 lediglich einige beispielhaft mit dem Bezugszeichen 18 versehen sind). Die Permanentmagnete 18 sind als integrierte Permanentmagnete (auch als IPM bezeichnet) ausgebildet. Bei dieser Konfiguration sind die Permanentmagnete 18 in den Rotorkörper 16 eingebettet. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass in den Rotorblechen, die den Rotorkörper 10 bilden, jeweils Taschen freigelassen sind, die im zusammengesetzten Zustand des Rotorkörpers 16 dann Aufnahmen bilden, in die jeweils ein Permanentmagnet 18 eingeschoben werden kann.

Die Permanentmagnete 18 sind um um den äußeren Umfang 12 des Rotors 10 herum aufeinander folgend angeordnet, und zwar in einer solchen Weise, dass je ein Paar von benachbarten Permanentmagneten 18, 18 gemeinsam einen Rotorpol bildet. Die Permanentmagnete 18, 18 eines jeden dieser Paare sind V-förmig zueinander angeordnet, wobei die Spitze des V radial innen liegt und damit zur Achse 104 hin zeigt und vom Luftspalt 102 entfernt liegt. Damit bilden die beiden Permanentmagnete 18 je einen Schenkel des V und streben von der Spitze des V ausgehend nach radial außen zum Rotorumfang 12 hin auseinander. Das V öffnet sich also zum äußeren Umfang 12 des Rotors 10 hin. Die Permanentmagnete 18, 18 eines jeweiligen Paars sind dabei so magnetisiert, dass ihre einander zugewandten Seiten jeweils eine selbe Polarität aufweisen (also entweder zwei einander zugewandte Nordpole oder zwei einander zugewandte Südpole bilden), so dass jedes Paar von V-förmig angeordneten Permanentmagneten 18, 18 entweder einen magnetischen Nordpol oder einen magnetischen Südpol bildet. Um den Umfang 12 des Rotors 10 herum wechseln sich so magnetische Nordpole und magnetische Südpole ab. Der magnetische Fluss tritt an den jeweiligen Nordpolen des Rotors 10 aus dem Rotor 10 aus und fließt über den Luftspalt 102 zum Stator 50 oder tritt vom Stator 50 ausgehend an den Südpolen des Rotors 10 in den Rotor 10 ein. Zwischen den beiden Schenkeln eines jeweiligen Paars von Permanentmagneten 18, 18, die einen gemeinsamem Rotorpol bilden, ist ein flacher Winkel α ausgebildet, insbesondere ein Winkel größer als 45 Grad. Der Winkel α kann insbesondere größer sein als 75 Grad. Durch diese Anordnung konzentriert sich der von den einander zugewandten Seitenflächen eines Paars von Permanentmagneten 18, 8, die die Schenkel eines jeweiligen V bilden, ausgehende magnetische bzw. dort eingehende magnetische Fluss in dem in etwa dreieckför- migen Bereich zwischen den Schenkeln des V, so dass der konzentrierte magnetische Fluss dann zwischen den Schenkeln des V aus dem Rotor 10 austritt bzw. in den Rotor 10 eintritt. Die zu einem selben Rotorpol gehörenden beiden Permanentmagnete 18, 18 sind dabei mit ihren vom Luftspalt 102 entfernten Stirnenden einander zugewandt. Umgekehrt liegen die dem Luftspalt 102 zugewandten Stirnenden je zweier benachbarter Rotorpole nahe beeinander.

An den stirnseitigen Enden der Permanentmagnete 18 ist jeweils ein taschenartiger Freiraum 20a, 20b ausgebildet. Dabei grenzen an die radial äußeren Stirnseiten der Permanentmagnete 18 jeweils erste Freiräume 20a und grenzen an die radial inneren stirnseitigen Enden der Permanentmagnete 18 jeweils zweite Freiräume 20b an. Die ersten Freiräume 20a und die zweiten Freiräume 20b sind mit Luft gefüllt und dienen so der Unterdrückung von unerwünschtem magnetischem Streufluss, der ansonsten über die Stirnenden der Permanentmagnete 18 austreten würde. Die Taschen sind dabei so ausgebildet, dass am Stirnende eines jeden Permanentmagneten noch eine vom Rotorkörper 16 gebildete Schulter 22 stehen bleibt, die der Fixierung des jeweiligen Permanentmagneten 18 am Rotorkörper 16, insbesondere gegenüber auftretenden Fliehkräften, dient.

Die beschriebene Anordnung der Permanentmagnete 18 im Rotorkörper 16 führt dazu, dass in Bereichen, die zwischen je zwei benachbarten Permanentmagneten 18 liegen, Schwächezonen entstehen. In diesen Bereichen ist die Stärke des Rotorkörpers 16 vergleichsweise schwach ausgebildet. Dies ist an sich erwünscht, weil so sichergestellt ist, dass das ferromagnetische Material des Rotorkörpers 16 in diesen zwischen benachbarten Permanentmagneten 18 liegenden Bereichen immer im Sättigungsbereich magnetisiert ist, so dass magnetische Streuflüsse effektiv unterdrückt werden können. Allerdings stellen diese Bereiche notwendigerweise auch mechanische Schwächezonen dar, die insbesondere gegenüber Spannungen anfällig sind, wie sie vor allem bei hohen Drehzahlen des Rotors 10 auftreten. Der Rotorkörper 16 ist deswegen gerade in diesen Bereichen anfällig gegenüber Rissbildung.

Bei dem Rotor 10 ist der Rotorkörper 16 mit schlitzartigen Ausnehmungen 24 versehen, die um den an den Luftspalt 102 angrenzenden äußeren Umfang 12 des Rotors 10 herum angeordnet sind. In Fig. 1 und 2 sind einige dieser schlitzartigen Ausnehmungen beispielhaft mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet. Die Ausnehmungen 24 erstrecken sich von einem in den Luftspalt 102 mündenden Mün- dungsende aus in radialer Richtung nach innen bis zu einem gegenüber liegenden vom Luftspalt 102 entfernten Ende. An diesem vom Luftspalt 102 entfernten Ende ist jeweils eine Erweiterung 26 ausgebildet. Die Ausnehmungen 24 können beispielsweise durch Anbringen von entsprechenden Einschnitten an den einzelnen Rotorblechen ausgebildet sein, die dann in einander überlagerter Konfiguration den Rotorkörper 16 bilden. Zwischen dem Mündungsende und der gegenüber liegenden Erweiterung 26 besitzt jede Ausnehmung 24 zwei im Wesentlichen parallel verlaufende und einander gegenüber liegende Seitenwände. Die Seitenwände verlaufen dabei in radialer Richtung zwischen dem Mündungsende der Ausnehmung 24 und dem dem Luftspalt 102 zugewandten Ende der Erweiterung 26. Die Seitenwände brauchen nicht unbedingt genau in radialer Richtung verlaufen, sondern sie könnten auch einen etwas gegenüber der radialen Richtung geneigten Verlauf haben. Die Erweiterungen 26 haben in dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Querschnitt eine im Wesentlichen glockenförmige oder kelchförmige Gestalt. Dabei haben die Erweiterungen 26 an ihrer vom Luftspalt 102 entfernten Seite eine erste Begrenzungswand 28 mit konvexer Krümmung. An ihrer dem Luftspalt 102 näher liegenden Seite haben die Erweiterungen 26 zweite Begrenzungswände 30 mit konvexer Krümmung. Zwischen den zweiten Begrenzungswänden 30 und der ersten Begrenzungswand 28 liegen jeweils dritte Begrenzungswände 32 mit konkaver Krümmung.

Neben dem in den Figuren gezeigten glockenförmigen oder kelchförmigen Querschnitt könnten die Erweiterungen 26 auch einen einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweisen. Es wäre sogar denkbar, auf die Krümmungen der Begrenzungswände 28, 30, 32 ganz oder teilweise zu verzichten, so dass die Erweiterungen 26 einen eher dreieckförmigen Querschnitt aufweisen.

Die Ausnehmungen 24 sind in einem Zwischenraum zwischen je zwei benachbarten Rotorpolen angeordnet. In diesen Zwischenräumen bildet der Rotorkörper 16 wegen der Freiräume 20, die an die jeweiligen radial äußeren Stirnflächen der Permanentmagnete 18 der jeweiligen beiden angrenzenden Rotorpole angrenzen, einen relativ dünnen Steg 34, der im Wesentlichen in Umfangsrichtung des äußeren Umfangs 12 des Rotors 10 verläuft. Dieser Steg 34 ist insbesondere bei großen Drehzahlen und den damit einhergehenden Fliehkräften, starken tangentialen Spannungen ausgesetzt. Die Ausnehmungen 24 dienen dazu, die Stege 34 gegenüber diesen tangentialen Spannungen zu entlasten, indem die Ausnehmungen 24 bei höheren Drehzahlen immer weiter auseinanderklaffen und somit die Spannungen aufnehmen, die durch die mit zunehmender Drehzahl immer größer werdenden Fliehkräfte aufgebaut werden. Die am radial inneren Ende der Ausnehmungen 24 ausgebildeten Erweiterungen 26 tragen dazu bei, Spannungsspitzen zu begrenzen, die beim Auseinanderklaffen der Ausnehmungen 24 an deren radial innerem Ende auftreten würden und so eine durch die Ausnehmungen 24 induzierte Kerbwirkung im Rotorkörper 16 zu unterdrücken.

Außerdem sind im Rotorkörper 16 noch weitere Aussparungen 38 ausgebildet, die in einem zwischen den Schenkeln der V-förmig angeordneten Permanentmagnete 18, 18 eines jeweiligen Rotorpols liegen. Diese Aussparungen 38 tragen zu Gewichtsersparnis des Rotors 10 bei. Darüber hinaus lässt sich durch diese Aussparungen 38 auch die Form und Stärke der in den Statorwicklungen induzierten Spannung beeinflussen. Neben der gezeigten kreisförmigen Form der Aussparungen 38 sind auch andere Formen denkbar, insbesondere dreieckförmige, trapezförmige oder rechteckige Formen. Insbesondere im Falle der Verwendung von rechteckförmigen Aussparungen 38 können diese so zueinander angeordnet sein, dass die Rechtecke an die Orientierung der Schenkel der Rotorpole angepasst sind.

Außerdem weist der Rotorkörper 16 in einem Bereich radial innerhalb der Schenkel der Rotorpole mehrere über den Umfang verteilte Durchgangsbohrungen 40 auf. Diese Durchgangsbohrungen 40 dienen insbesondere der Paketierung und/oder mechanischen Integration des Rotors 10. Insbesondere kann vorgesehen sein, in diese Durchgangsbohrungen 40 elektrisch und magnetisch leitfähige Schrauben oder Niete einzusetzen. Das hat den Vorteil, dass keine dezidierten Maßnahmen zur Isolation solcher Schrauben oder Niete gegenüber dem ferroma- gnetischen Material (normalerweise Eisen) des Rotorkörpers 16 erforderlich sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, nur in jede zweite Durchgangsbohrung 40 eine jeweilige Schraube bzw. einen jeweiligen Niet einzusetzen.

Fig. 3 und 4 zeigen in Ansichten entsprechend zu Fig. 1 und 2 eine weitere Ausführungsform. Fig. 3 zeigt in schematischer und vereinfachter Ansicht die elektrische Maschine gemäß der weiteren Ausführungsform in einem Schnitt orthogonal zur Achse der elektrischen Maschine. Fig. 4 zeigt in vergrößerter Ansicht das Detail B in Fig. 3.

In den Fig. 3 und 4 sind jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1 und 2 soweit gleiche oder funktionsmäßig entsprechende Komponenten bezeichnet sind. Zur näheren Beschreibung solcher Komponenten wird auf die Beschreibung der Fig. 1 und 2 verwiesen, die insoweit auch für die Fig. 3 und 4 gilt. Im Fol- genden werden nur gegenüber der Ausführungsform gem. Fig. 1 und 2 unterschiedliche Aspekte näher erläutert.

Auch bei dem Rotor 10 gemäß Fig. 3 und 4 ist der Rotorkörper 16 mit schlitzartigen Ausnehmungen 24 versehen, die um den an den Luftspalt 102 angrenzenden äußeren Umfang 12 des Rotors 10 herum angeordnet sind. Wie in den Fig. 1 und 2 sind auch in Fig. 3 und 4 einige dieser schlitzartigen Ausnehmungen beispielhaft mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet. Die Ausnehmungen 24 erstrecken sich von einem in den Luftspalt 102 mündenden Mündungsende aus in radialer Richtung nach innen bis zu einem gegenüber liegenden vom Luftspalt 102 entfernten Ende. Wie bei den Ausnehmungen gem. Fig. 1 und ist an diesem vom Luftspalt 102 entfernten Ende ist jeweils eine Erweiterung 26 ausgebildet. Zur weiteren Erläuterung der Ausnehmungen 24 kann auf die Beschreibung der Fig. 1 und 2 verwiesen werden. Die Erweiterungen 26 haben in dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Querschnitt eine im Wesentlichen runde Gestalt. Die Erweiterungen 26 haben also - über die gesamte axiale Erstreckung des Rotors gesehen - eine zylindrische Gestalt.

Auch bei dieser Ausführungsform könnten die Erweiterungen 26 neben dem in Fig. 3 und 4 gezeigten runden Querschnitt auch einen anderen Querschnitt aufweisen, insbesondere einen elliptischen, glockenförmigen oder kelchförmigen Querschnitt. Auch hier wäre es sogar denkbar, auf die Krümmungen der Begren- zungswändeganz oder teilweise zu verzichten, so dass die Erweiterungen 26 einen eher dreieckförmigen Querschnitt aufweisen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 sind die Ausnehmungen 24 in Um- fangsrichtung gesehen zentral bezüglich eines jeweils zugeordneten Rotorpols angeordnet. Das bedeutet, dass die Ausnehmungen 24 jeweils einer durch die beiden Permanentmagnete 18, 18 eines jeweiligen Rotorpols gebildeten V-Spitze radial gegenüber liegen, und zwar genauer radial außerhalb der V-Spitzen liegen. In den Zwischenräumen zwischen zwei Permanentmagneten 18, 18 eines jeweiligen Rotorpols (d.h. im Bereich der V-Spitze) bildet der Rotorkörper 16 wegen der Freiräume 20, die an die jeweiligen radial inneren Stirnflächen der Permanentmagnete 18, 18 des jeweiligen Rotorpols angrenzen, einen relativ dünnen Steg 42, der im Wesentlichen in radialer Richtung des Rotors 10 verläuft. Auch dieser Steg 42 ist insbesondere bei großen Drehzahlen und den damit einhergehenden Fliehkräften, starken Spannungen ausgesetzt. Die Ausnehmungen 24 dienen dazu, die Stege 42 gegenüber diesen Spannungen zu entlasten, indem die Ausnehmungen 24 bei höheren Drehzahlen immer weiter auseinanderklaffen und somit die Spannungen aufnehmen, die durch die mit zunehmender Drehzahl immer größer werdenden Fliehkräfte aufgebaut werden. Die am radial inneren Ende der Ausnehmungen 24 ausgebildeten Erweiterungen 26 tragen dazu bei, Spannungspitzen zu begrenzen, die beim Auseinanderklaffen der Ausnehmungen 24 an deren radial innerem Ende auftreten würden und so eine durch die Ausnehmungen 24 induzierte Kerbwirkung im Rotorkörper 16 zu unterdrücken.

Es sei an dieser Stelle noch darauf hingewiesen, dass die in Fig. 1/2 und in Fig. 3/4 gezeigten Ausführungsformen in einem einzigen Rotor 10 miteinander kombiniert werden können. Ein solcher Rotor 10 besitzt dann Ausnehmungen 24 sowohl in zwischen je zwei Rotorpolen liegenden Bereichen als auch in Bereichen zwischen je zwei Permanentmagneten 18, 18 eines jeweiligen Rotorpols.

Claims

Ansprüche:

1 . Rotor (10) einer permanentmagneterregten elektrischen Maschine (100), aufweisend

eine Mehrzahl von Permanentmagneten (18), die eine Mehrzahl von Rotorpolen bilden, welche um einen an einen Luftspalt (102) der elektrischen Maschine (100) angrenzenden Umfang des Rotors (10) herum angeordnet sind, wobei die Permanentmagnete (18) als in einen Rotorkörper (16) eingebettete Permanentmagnete ausgebildet sind,

wobei jeder Rotorpol zwei V-förmig zueinander angeordnete Permanentmagnete (18) aufweist, wobei jeder der beiden Permanentmagnete (18) jeweils einen Schenkel des V bildet, wobei die beiden Permanentmagnete (18) eines jeweiligen Rotorpols an einem vom Luftspalt (102) fernen Ende einander zugewandt sind und sich zu einem gegenüberliegenden dem Luftspalt (102) näheren Ende hin voneinander weg erstrecken, und

wobei der Rotorkörper (16) wenigstens eine in den Luftspalt (102) mündende Ausnehmung (24) aufweist.

2. Rotor (10) nach Anspruch 1 , wobei der Rotorkörper (16) eine Mehrzahl in den Luftspalt (102) mündende Ausnehmungen (24) aufweist, die um den Umfang des Rotorkörpers (16) herum angeordnet sind.

3. Rotor (10) nach Anspruch 2, wobei die in den Luftspalt (102) mündenden Ausnehmungen (24) jeweils einem der Rotorpole zugeordnet sind.

4. Rotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Rotorkörper (16) zwischen je zwei benachbarten Rotorpolen eine in den Luftspalt (102) mündende Ausnehmung (24) aufweist.

5. Rotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Rotorkörper (16) zwischen den zwei V-förmig zueinander angeordneten Permanentmagneten (18) eines Rotorpols eine in den Luftspalt (102) mündende Ausnehmung (24) aufweist.

6. Rotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Ausnehmung (24) schlitzartig ausgebildet ist mit einem Mündungsende am Umfang des Rotorkörpers (16) und einem gegenüberliegenden vom Luftspalt (102) entfernten Ende, das vom Umfang des Rotorkörpers ( 6) radial beabstandet ist.

7. Rotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Ausnehmung (24) an ihrem vom Luftspalt (102) entfernten Ende eine Erweiterung (26) aufweist.

8. Rotor (10) nach Anspruch 7 , wobei die Erweiterung (26) an ihrer vom Luftspalt (102) entfernten Seite eine erste Begrenzungswand (28) mit konvexer Krümmung aufweist.

9. Rotor (10) nach Anspruch 8, wobei die Erweiterung (26) an ihrer dem Luftspalt (102) näher liegenden Seite zweite Begrenzungswände (30) mit konvexer Krümmung aufweist.

10. Rotor (10) nach Anspruch 9, wobei die Erweiterung (26) zwischen den zweiten Begrenzungswänden (30) und der ersten Begrenzungswand (28) dritte Begrenzungswände (32) mit konkaver Krümmung aufweist.

11. Rotor (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Erweiterung (26) in einem Schnitt orthogonal zur Rotorachse einen glockenförmigen oder kelch- förmigen Querschnitt aufweist.

12. Rotor (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Erweiterung (26) in einem Schnitt orthogonal zur Rotorachse einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweist.

13. Rotor (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Erweiterung (26) in einem Schnitt orthogonal zur Rotorachse einen dreieckförmigen Querschnitt hat.

14. Rotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei an das dem Luftspalt (102) nähere Ende eines jeweiligen Permanentmagneten (18) ein nicht vom Rotorkörper (16) ausgefüllter erster Freiraum (20a) angrenzt, welcher wenigstens teilweise von dem Rotorkörper (16) begrenzt ist.

15. Rotor (10) nach Anspruch 14, wobei der Rotorkörper (16) zwischen je zwei benachbarten Rotorpolen einen Tangentialsteg (34) bildet, der sich von dem dem Luftspalt ( 02) näheren Ende des zu dem einen Rotorpol gehörenden Permanentmagneten (18) aus in Richtung zu dem dem Luftspalt (102) näheren Ende des zu dem benachbarten Rotorpol gehörenden Permanentmagneten (18) hin erstreckt.

16. Rotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei an das vom Luftspalt (102) entfernte Ende eines jeweiligen Permanentmagneten (18) ein zweiter nicht vom Rotorkörper ( 6) ausgefüllter Freiraum (20b) angrenzt, welcher wenigstens teilweise von dem Rotorkörper (16) begrenzt ist.

17. Rotor (10) nach Anspruch 16, wobei der Rotorkörper (16) zwischen je zwei benachbarten Schenkeln eines Rotorpols einen Radialsteg (42) bildet, der den zweiten Freiraum (20b) an dem vom Luftspalt (102) entfernten Ende des einen zu dem Rotorpol gehörenden Permanentmagneten (18) von dem zweiten Freiraum (20b) an dem vom Luftspalt (102) entfernten Ende des anderen zu dem Rotorpol gehörenden Permanentmagneten (18) trennt.

18. Rotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der der Rotorkörper (16) in einem Bereich radial innerhalb der Schenkel der Rotorpole mehrere über den Umfang verteilte Durchgangsbohrungen (40) aufweist,

19. Rotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 wobei im Rotorkörper (16) in einem zwischen den beiden Schenkeln eines Rotorpols gebildeten Bereich Aussparungen (38) ausgebildet sind,

20. Permanentmagneterregte elektrische Maschine (100), aufweisend

- einen Stator (50) mit einer Mehrzahl von um einen Umfang des Stators (50) angeordneten Statorpolen, und

- einen Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotor (10) dem Stator (50) über den Luftspalt (102) hinweg gegenüberliegt.

21. Elektrische Maschine (100) nach Anspruch 20, wobei jeder Statorpol als Einzelzahnwicklung durch eine um einen Statorzahn (54) gewickelte Statorspule gebildet ist.