DE19934033A1 - Reluktanzmotor - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Reluktanzmotor geschaffen, der den magnetischen Streufluß reduziert. Um in einem Rotor 2 einen Magnetfluß zwischen benachbarten Magnetpolen zu erzeugen, liegen etwa in den Mitten der Schlitzmagnetwege in der Nähe eines Grenzbereichs zwischen zwei Magnetpolen in einem Innenabschnitt des Rotors die Permanentmagneten 4. Ferner ist jeder Schlitz 8 in einem Stator 1 mit einer Spule mit einer entsprechenden Phase gewickelt, so daß die Vektorphase und -amplitude, ausgedrückt durch die Produkte der Anzahl der Spulenwindungen mit dem Betrag des durchfließenden Stroms, d. h. durch die Ampere-Windungen, für jeden Schlitz nahezu völlig gleich wird. Durch Reduzieren des magnetischen Streuflusses gemäß dieser Anordnung kann das erzeugte Drehmoment erhöht werden. Da die mechanische Stärke des Rotors erhöht wird, kann der Rotor sicher mit einer hohen Geschwindigkeit angesteuert werden. Es wird ein praktischer Motor erhalten, der gleichzeitig verbesserte Motorcharakteristiken und verringerte Drehmomentwelligkeiten erreicht.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Reluktanzmotor und insbe
sondere auf eine Rotorkonstruktion eines Reluktanzmotors.
Unter den derzeit in vielen technischen Gebieten verwendeten Motoren gibt es
Motoren, die einen Rotor enthalten, der nicht aus einem Permanentmagneten,
sondern aus einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität aus
gebildet ist und eine Querschnittskonstruktion des Rotors, wie sie in Fig. 15
gezeigt ist, mit mehreren zwischen benachbarten Polen angeordneten nahezu
isolierten Schlitzmagnetwegen besitzt. Solche Motoren sind als Reluktanzmoto
ren bekannt. Wie in Fig. 15 gezeigt ist, besitzt ein Rotor 2 eines typischen Re
luktanzmotors außer einer Bohrung zur Aufnahme einer Motorwelle 5 mehrere
Schlitze 3. Diese Schlitze 3 dienen als Grundlage zur Bildung von Magnet
wegen in dem Rotor 2. Wenn in den Spulen, die in den Schlitzen 8 (Fig. 17)
eines Stators gewickelt sind, der den Rotor 2 umgibt, ein elektrischer Strom
fluß zugelassen wird, wird zwischen den stromführenden Spulen, wie im Stand
der Technik genauer bekannt ist, ein Magnetfluß in der der Rechte-Hand-Regel
gemäßen Richtung erzeugt. Da der Rotor 2 aus einem Material mit hoher ma
gnetischer Permeabilität ausgebildet ist, wird der Magnetfluß durch den Rotor
2 geleitet. In den Schlitzen 3 befindet sich Luft, wobei die magnetische Perme
abilität von Luft im Vergleich zu der eines Materials mit einer hohen magneti
schen Permeabilität bekanntlich äußerst niedrig ist. Wenn in dem Rotor 2 die
Schlitze 3 ausgebildet sind, läuft der Magnetfluß über die zwischen den Schlit
zen 3 des Rotors 2 liegenden Magnetwege (Fig. 16). Wenn z. B. in den in Fig. 16
mit punktierten Linien bezeichneten in Richtung d liegenden Spulen ein elek
trischer Stromfluß zugelassen wird, kann im Licht des Obenstehenden, wenn
in dem Rotor 2 die Schlitze 3 ausgebildet sind, ein in Fig. 16 durch die Strich
punkt-Pfeile gezeigter Magnetfluß erzeugt werden.
Wenn die Spulen, wie oben beschrieben wurde, erregt werden und den ge
wünschten Magnetfluß bilden, wäre es ideal, wenn der gesamte Magnetfluß
vom N-Pol zum S-Pol entlang der mehreren Schlitzmagnetwege zwischen den in
Fig. 16 gezeigten Schlitzen 3 gebildet würde. In der Realität ist dies jedoch
nicht der Fall. Um die Drehkraft für den Rotor 2 zu erzeugen, muß genauer
nicht nur in den in Fig. 16 in Richtung d liegenden Spulen, sondern auch in
den in Richtung q liegenden Spulen ein Stromfluß zugelassen werden. In der
Praxis wird bekanntlich in jeder der Spulen ein durch die Vektorsynthese die
ser Ströme ausgebildeter Stromfluß zugelassen. Dementsprechend wird in sol
chen Zuständen, wie sie Fig. 16 zeigt, in einem Umfangsabschnitt 7 des Rotors
2 und in einer Richtung senkrecht zu den Schlitzen 3 in dem Rotor 2 ein Ma
gnetfluß erzeugt, wie er z. B. in Fig. 17 gezeigt ist. Diese Magnetflüsse bewir
ken keine Ausbildung von Magnetpolen in dem Rotor 2, sondern erzeugen ma
gnetische Streuflüsse. Obgleich in Fig. 17 nur zwei Linien von magnetischen
Streuflüssen als typische Beispiele gezeigt sind, existieren tatsächlich viele
magnetische Streuflüsse in verschiedenen Richtungen. Wenn magnetische
Streuflüsse erzeugt werden, kann der Gesamtmagnetfluß die N-Pole und S-Pole
von den in Fig. 16 gezeigten Positionen weg verschieben, was die unzweckmä
ßige Abnahme des erzeugten Drehmoments bewirkt.
Ferner weist die Konstruktion, bei der jeder Schlitz 3 lückenlos von einem
Ende zum anderen geht, das folgende Problem auf. In einer solchen Konstruk
tion wird jeder Schlitzmagnetweg des Rotors 2 nur an äußerst dünnen, als der
Umfangsabschnitt 7 des Rotors bezeichneten Abschnitten abgestützt. Wenn
sich der Rotor 2 dreht, kann dieser dünne Abschnitt möglicherweise nicht der
in dem Rotor 2 erzeugten Zentrifugalkraft standhalten, so daß er verformt wer
den oder brechen kann. Bei der Entscheidung der Form der Schlitze 3 in dem
Rotor 2 müssen somit Maßnahmen gegen die Zentrifugalkraft aufgenommen
werden. Ein Beispiel einer herkömmlich vorgeschlagenen Maßnahme ist die in
Fig. 18 gezeigte Form. Fig. 18 zeigt eine Querschnittsform eines Rotors, der
ähnlich zu dem in Fig. 15 ist, sich von dem in Fig. 15 aber dadurch unter
scheidet, daß die Schlitze 3 in der Mitte der Schlitzmagnetwege einmal unter
brochen sind, wobei Abschnitte ausgebildet sind, die benachbarte Schlitzma
gnetwege verbinden. Die Abschnitte, die die Schlitzmagnetwege, wie oben be
schrieben wurde, mechanisch miteinander verbinden, werden im folgenden als
Verbindungsabschnitte bezeichnet. Wie in Fig. 18 gezeigt ist, wird durch Auf
nahme der Verbindungsabschnitte 6 eine feste Konstruktion geschaffen, die
der Zentrifugalkraft standhalten kann. Obgleich eine Vielzahl weiterer Breiten,
Formen, Orte und Anzahlen der Verbindungsabschnitte 6 möglich sind, beruht
die folgende Erläuterung auf dem Beispiel aus Fig. 18.
In dem Beispiel aus Fig. 18 ist der magnetische Streufluß erhöht, da nicht nur
in dem Umfangsabschnitt 7 des Rotors 2 und in der zu den Schlitzen 3 senk
rechten Richtung, sondern, wie Fig. 19 zeigt, auch entlang der Verbindungsab
schnitte 6 ein magnetischer Streufluß erzeugt wird. Diese Situation führt zu
einer weiteren Verringerung des erzeugten Drehmoments.
Da die Erzeugung der magnetischen Streuflüsse zu einer Verringerung des
Ausgangsdrehmoments führt, ist es äußerst zweckmäßig, wenn die magneti
schen Streuflüsse minimiert werden. Dementsprechend ist es theoretisch er
wünscht, daß die Verbindungsabschnitte 6 und die Umfangsabschnitte 7 nicht
existieren. Wie oben erläutert wurde, werden die Verbindungsabschnitte 6 und
die Umfangsabschnitte 7 jedoch mechanisch in bezug auf die in dem Rotor 2
erzeugte Zentrifugalkraft benötigt. Diese einander widersprechenden Anforde
rungen müssen in irgendeiner Weise erfüllt werden. Herkömmlich wurde z. B.
eine wie in Fig. 20 gezeigte Rotorkonstruktion konstruiert, bei der in der Nähe
des Umfangsabschnitts 7 eines Rotors 2 ohne Verbindungsabschnitte 6 die
Permanentmagneten 4A angeordnet sind. Diese Konstruktion sollte über die
durch die Permanentmagneten 4A erzeugte magnetische Sättigung den ma
gnetischen Streufluß in den Verbindungsabschnitten 6 eliminieren und den
magnetischen Streufluß in dem Umfangsabschnitt 7 reduzieren. Da neben der
Schwierigkeit, der Zentrifugalkraft allein durch die mechanische Festigkeit des
Umfangsabschnitts 7 standzuhalten, durch die Permanentmagneten 4A eine
zusätzliche Zentrifugalkraft erzeugt wird, bietet eine solche Anordnung jedoch
schwierigere Bedingungen in bezug auf die Zentrifugalkraft.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Problem der Verringerung
des erzeugten Drehmoments infolge des magnetischen Streuflusses in den
Verbindungsabschnitten 6 zu lösen.
Ein weiteres zu behandelndes Problem besteht darin, daß die mechanische
Festigkeit des Rotors aufgrund der recht komplizierten inneren Form des Ro
tors ungenügend ist. Es ist eine neue Rotorkonstruktion erforderlich, die der
an den jeweiligen Abschnitten des Rotors erzeugten Zentrifugalkraft und der
Gegenkraft des durch den Reluktanzmotor erzeugten Drehmoments standhal
ten kann.
Ein weiteres Problem existiert, wenn, wie in dem Beispiel aus Fig. 20, viele
teuere Permanentmagneten verwendet werden. Die Gesamtkosten wachsen mit
den Kosten der Permanentmagneten und mit den Montagekosten dieser Ma
gneten.
Ein weiteres Problem ist die von der Anordnung der Permanentmagneten an
den Innenabschnitten des Rotors oder vom Ergreifen von Maßnahmen zur Er
höhung der mechanischen Festigkeit des Rotors herrührende unvorteilhafte
Zunahme der Drehmomentwelligkeiten.
Ein weiteres Problem ist die unzureichende mechanische Festigkeit des Rotors
infolge der vielen leeren Abschnitte in der Rotorkonstruktion. Obgleich die in
den obenerwähnten Figuren gezeigten Formen für allgemeine Anwendungen
verwendet werden können, ist für besondere Anwendungen, bei denen ein
starker Stoß angewendet werden kann, eine weitere Verstärkung der Rotor
konstruktion erforderlich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die obigen Probleme zu
lösen und einen praktischen Reluktanzmotor zu schaffen. Die geforderten Be
dingungen eines praktischen Motors für allgemeine Anwendungen besagen,
daß ein ausreichendes Motordrehmoment erhalten werden kann, daß ein
Drehbetrieb mit hohen Geschwindigkeiten ohne irgendwelche Probleme in be
zug auf die mechanische Festigkeit des Rotors möglich ist, daß die Kosten des
Motors niedrig sind und daß die Drehmomentwelligkeit minimiert wird.
Als ein Mittel zum Lösen der obigen Probleme wird ein Mehrphasen-Reluk
tanzmotor mit einem Rotor geschaffen, der mehrere magnetisch getrennte
Schlitzmagnetwege zum Erzeugen mehrerer Magnetpole an dem Rotor; Verbin
dungsabschnitte, die die Schlitzmagnetwege miteinander mechanisch verbin
den; und Permanentmagneten, die in einem Innenabschnitt des Rotors unge
fähr in den Mitten der Schlitzmagnetwege in der Nähe eines Grenzbereichs
zwischen zwei Magnetpolen liegen, umfaßt.
Die Permanentmagneten können in einer Anzahl vorgesehen sein, die aus
reicht, um eine gemäß den Anwendungen erwünschte Motorcharakteristik zu
erhalten. Im Hinblick auf die Kosten sind weniger Magneten vorteilhaft. In
einem typischen Beispiel werden die Permanentmagneten in einer Anzahl, die
völlig gleich zu der Anzahl der Magnetpole ist, wobei sie in dem Innenabschnitt
des Rotors in der Nähe der Grenzbereiche zwischen den Magnetpolen liegen.
Wenn es zur weiteren Verbesserung der Motorcharakteristik erforderlich ist,
können die Permanentmagneten in einer Anzahl vorgesehen sein, die völlig
gleich zu der Anzahl der Schlitze ist, die von den zwischen den jeweiligen Ma
gnetpolen liegenden Schlitzmagnetwegen umgeben sind, und in dem Innenab
schnitt des Rotors in den Grenzbereichen zwischen den Magnetpolen liegen.
Wie oben erwähnt wurde, wird in vielen Fällen, wenn die Innen- und die Au
ßenform des Rotors so ausgebildet sind, daß sie den magnetischen Streufluß
reduzieren (wenn die Außenform des Rotors z. B. so konstruiert ist, daß sie
Schenkelpole bildet), die Drehmomentwelligkeit erhöht. Dieses Problem einer
Abwägungsbeziehung kann wie unten beschrieben gelöst werden. Jeder Schlitz
in dem Stator ist mit einer Spule mit einer entsprechenden Phase gewickelt, so
daß dann, wenn durch die Spulen in jedem Schlitz ein Mehrphasen-Si
nusstromfluß zugelassen wird, die durch die Produkte der Windungszahlen der
Spulen mit dem Betrag des durchfließenden Stroms, d. h. durch die
Ampère-Windungen, ausgedrückte Vektorphase und -amplitude für jeden Schlitz na
hezu gleich werden. Im Ergebnis können Drehmomentwelligkeiten mit einer
Periode, die größer als oder genauso groß wie der Schlitzabstand des Stators
ist, eliminiert werden.
Ferner können in dem Rotor mit mehreren Magnetpolen die Mitten der Ma
gnetpole gegenüber den gleich beabstandeten Stellungen entlang der Dreh
richtung des Rotors um einen Abstand NN/NR eines Schlitzabstands des Sta
tors verschoben werden. Hierbei ist NN eine für jeden Magnetpol bestimmte
ganze Zahl, wobei als die NN-Werte für alle Rotormagnetpole zwei oder mehr
verschiedene ganze Zahlen existieren. NR ist eine einzige für den Rotor ein
deutige ganze Zahl, die die Art der Verschiebung der Rotormagnetpole entlang
der Drehrichtung des Rotors angibt.
Im Ergebnis des Obigen können Drehmomentwelligkeiten mit einer Periode, die
kleiner als oder genauso groß wie der Statorschlitzabstand ist, reduziert wer
den.
Ferner kann die Stellung des Rotors in bezug auf den Stator entlang der Dreh
richtung des Rotors um einen Winkel von (Schlitzabstand/2) oder kleiner
schiefgestellt sein. Alternativ kann der Rotor oder der Stator in der Axialrich
tung des Rotors in zwei oder mehr Abschnitte unterteilt sein, wobei die Ab
schnitte entlang der Drehrichtung des Rotors in bezug aufeinander verschoben
sein können, um eine Wirkung zu erhalten, die der durch die Schiefstellung
erzielten ähnlich ist.
Im Ergebnis des Obigen können Drehmomentwelligkeiten mit einer Periode, die
kleiner als oder genauso groß wie der Statorschlitzabstand ist, reduziert wer
den.
Zur Verwendung in besonderen Anwendungen, bei denen ein starker Schlag
ausgeübt werden kann, kann ein Rotor wirksam dadurch verstärkt werden,
daß die Leerräume zwischen den Schlitzmagnetwegen mit einem nichtmagneti
schen Material wie etwa Harz gefüllt werden.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Rotors und eines
Stators eines Reluktanzmotors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Beispiel eines Rotors und
eines Stators eines Reluktanzmotors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Beispiel eines Rotors und
eines Stators eines Reluktanzmotors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Beispiel eines Rotors eines
Reluktanzmotors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen 90°-Abschnitt des Rotors aus
Fig. 4 zeigt;
Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht von Fig. 5, die einen Abschnitt zeigt, der
einen Permanentmagneten trägt;
Fig. 7 ist ein Diagramm, das die Ansicht aus Fig. 5 zeigt, wobei die Ausrichtung
der Permanentmagneten um 90° geändert ist;
Fig. 8 ist eine vergrößerte Ansicht aus Fig. 7, die einen Abschnitt zeigt, der
einen Permanentmagneten trägt;
Fig. 9 ist eine beispielhafte schematische Darstellung zur Erläuterung, wie in
der vorliegenden Erfindung die Spulen gewickelt sind;
Fig. 10 ist eine beispielhafte schematische Darstellung, die in der vorliegenden
Erfindung die Vektoren der Phasen und der Amplituden eines durchfließenden
Stroms zeigt;
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht, die einen anderen beispielhaften Rotor
eines Reluktanzmotors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 12 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungen einer
Schiefstellung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht, die einen weiteren beispielhaften Rotor
eines Reluktanzmotors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht, die einen anderen beispielhaften Rotor
eines Reluktanzmotors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht, die einen beispielhaften Rotor eines her
kömmlichen Reluktanzmotors zeigt;
Fig. 16 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen 180°-Abschnitt des Rotors aus
Fig. 15 zeigt;
Fig. 17 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen 90°-Abschnitt des Rotors aus
Fig. 15 zeigt;
Fig. 18 ist eine Querschnittsansicht, die einen anderen beispielhaften Rotor
eines herkömmlichen Reluktanzmotors zeigt;
Fig. 19 ist eine vergrößerte Ansicht eines 90°-Abschnitts des Rotors aus
Fig. 18; und
Fig. 20 ist eine Querschnittsansicht, die einen weiteren beispielhaften Rotor
eines herkömmlichen Reluktanzmotors zeigt.
Es werden nun mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung Ausführungen der vor
liegenden Erfindung beschrieben. Für Bauteile, die mit den gleichen Bezugs
zeichen bezeichnet sind wie jene, die in den Fig. 15-20 des Standes der Tech
nik aufgetreten sind, werden die Beschreibungen weggelassen, da diese Bau
teile völlig gleiche Funktionen und Wirkungen haben.
Fig. 1 ist ein Diagramm, das eine Querschnittskonstruktion eines Rotors 2 und
des umgebenden Stators 1 in einem Reluktanzmotor zeigt. In Fig. 1 sind unter
den in dem Rotor 2 vorhanden Verbindungsabschnitten 6 nur diejenigen Ver
bindungsabschnitte 6 mit Permanentmagneten 4 versehen, die der Motorwelle
5 am nächsten liegen. Der Rotor 2 besitzt eine Schenkelpolkonstruktion, wobei
die Schlitze 3 so breit wie möglich gemacht sind. Diese Maßnahmen werden
ergriffen, um den magnetischen Streufluß zu verringern. Ferner sind die Ver
bindungsabschnitte 6 mit Permanentmagneten 4 in der Weise ausgebildet, daß
sie die kleinste Breite besitzen, die erforderlich ist, um der Zentrifugalkraft
standzuhalten. Dies ist außerdem eine der Maßnahmen zum Minimieren des
magnetischen Streuflusses. Obgleich Permanentmagneten in Fig. 1 lediglich in
einem der Verbindungsabschnitte zwischen benachbarten Magnetpolen liegen,
zeigt Fig. 2 die Ausführung, bei der Permanentmagneten 4 in jedem Verbin
dungsabschnitt liegen. Fig. 3 zeigt den Fall, bei dem zwischen benachbarten
Polen drei Schlitze 3 ausgebildet sind. Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm
zur Erläuterung des Mechanismus zum Reduzieren des magnetischen Streu
flusses in den Ausführungen nach den Fig. 1 bis 3. Dementsprechend ist in
Fig. 4 nur der Rotor 2 gezeigt. Um die Erläuterung zu vereinfachen, beträgt die
Anzahl der Magnetpole außerdem vier, wobei die Rotorkonstruktion im Unter
schied zu den Ausführungen der Fig. 1 bis 3 nicht vom Schenkelpoltyp, son
dern bogenförmig ist. Außerdem unterscheiden sich die Breiten der Schlitze 3
von den obigen Ausführungen.
Der Mechanismus zur Reduzierung des magnetischen Streuflusses in Fig. 4
wird unter Verwendung der Fig. 5 und 6 beschrieben. Fig. 5 ist eine vergrö
ßerte Ansicht eines 90°-Abschnitts des Rotors 2 aus Fig. 4, während Fig. 6 eine
weitere vergrößerte Ansicht von Fig. 5 ist, die einen Abschnitt zeigt, der einen
Permanentmagneten 4 trägt. N und S bezeichnen in Fig. 5 die N- bzw. S-Pole
der Permanentmagneten 4. In dieser Ausführung sind die Magnetpole auf die
Richtungen entlang der Schlitzmagnetwege ausgerichtet. In diesem Fall wird in
der Umgebung eines Permanentmagneten 4 z. B. die in Fig. 6 gezeigte Magnet
flußverteilung erzeugt. Es wird angemerkt, daß der in Fig. 6 gezeigte Magnet
fluß lediglich ein schematisches Beispiel darstellt, wobei die Linien nicht in der
Weise gezeichnet sind, daß sie proportional die tatsächliche Magnetflußdichte
zeigen. Die Magnetflußdichte ist bekanntlich proportional zur Magnetspan
nung, wobei sie jedoch oberhalb eines festen Betrags nicht zunimmt. Dies ist
die Erscheinung der Magnetflußsättigung. Wie Fig. 6 zeigt, ist die Breite des
Verbindungsabschnitts 6 beiderseits des Permanentmagneten 4 im Vergleich
zur Breite der Schlitzmagnetwege äußerst schmal, wobei es in dem Verbin
dungsabschnitt 6 zur Magnetflußsättigung kommt. Allgemein gestattet die Ma
gnetflußsättigung in dem Verbindungsabschnitt 6 das Durchtreten keines zu
sätzlichen Magnetflusses über den Verbindungsabschnitt 6, was zur Verringe
rung der magnetischen Streuflüsse in dem Verbindungsabschnitt führt. So
lange der Magnetfluß in dem Verbindungsabschnitt 6 auf einem bestimmten
Pegel geliefert wird, können magnetische Streuflüsse ferner selbst dann weiter
wirksam reduziert werden, wenn der Verbindungsabschnitt 6 nicht durch den
Permanentmagneten 4 magnetisch gesättigt ist, was sich vorteilhaft auf den
Motorbetrieb auswirkt.
Die Fig. 7 und 8 erläutern die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Ausführung, bei der
die Ausrichtung der Permanentmagneten um 90° verschoben ist. In den Fig. 7
und 8 wird der magnetische Streufluß durch Magnetflußsättigung gemäß
einem Konzept reduziert, das dem obenbeschriebenen ähnelt. Der tatsächlich
durch die Permanentmagneten 4 erzeugte Magnetfluß ist möglicherweise nicht
auf die in Fig. 6 gezeigten Verbindungsabschnitte 6 beschränkt, sondern kann
ebenfalls in den Schlitzmagnetwegen und ferner in dem Umfangsabschnitt 7
des Rotors 2 existieren. Der durch die Permanentmagneten 4 erzeugte Magnet
fluß kann ausreichend an den Peripherieabschnitt 7 geliefert werden, wobei
somit der von dem Stator über den Peripherieabschnitt 7 geleitete Magnetfluß
reduziert werden kann. Dementsprechend kann eine Reduzierung derjenigen
Komponenten des magnetischen Streuflusses erreicht werden, die sich negativ
auf den Motorbetrieb auswirken.
Der Strom in einem Reluktanzmotor kann in der Weise verstanden werden,
daß er aus einem d-Achsen-Strom, der einen Magnetfluß an jedem Magnetpol
erzeugt, und aus einem q-Achsen-Strom, der das Drehmoment erzeugt, be
steht. Gemäß dieser Auffassung werden die Komponenten des magnetischen
Streuflusses durch die Magnetspannungskomponenten des q-Achsen-Stroms
erzeugt. In einem Zustand, in dem einem Reluktanzmotor ein fester Betrag des
d-Achsen-Stroms und des q-Achsen-Stroms zugeführt wird, weist die Aus
richtung der N- und S-Pole des erzeugten Magnetflusses bei benachbarten Ma
gnetpolen in entgegengesetzte Richtungen. Ein Permanentmagnet 4 ist beson
ders wirksam, wenn seine N- und S-Pole gegenüber denen des entsprechenden
magnetischen Streuflusses in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet sind.
Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, liegen die N- und S-Pole der Permanent
magneten 4 bei einem Magnetpol des Rotors dementsprechend in der entge
gengesetzten Richtung zu der Richtung der Permanentmagneten 4 bei den be
nachbarten Magnetpolen. In diesem Zustand liefern die Permanentmagneten 4
einen Magnetfluß an die Verbindungsabschnitte 6 und an die weichmagneti
schen Materialabschnitte des Umfangsabschnitts 7, was somit den magneti
schen Streufluß reduziert. Wenn die Permanentmagneten 4 einen hohen Be
trag des Magnetflusses erzeugen, wird der Magnetfluß ferner nicht nur an die
Verbindungsabschnitte 6 und an den Umfangsabschnitt 7 geliefert, um den
magnetischen Streufluß in diesen Abschnitten zu reduzieren, sondern kann
außerdem ein Aufheben der in anderen Abschnitten erzeugten Komponenten
des magnetischen Streuflusses bewirken, was zu einer zusätzlichen Reduzie
rung des magnetischen Streuflusses über den gesamten Motor führt.
Obgleich die Anordnung der Permanentmagneten 4 an den Verbindungsab
schnitten 6, wie oben beschrieben wurde, ein Reduzieren der magnetischen
Streuflüsse bewirken kann, sollen die folgenden Punkte angemerkt werden.
Selbst dann, wenn keine Permanentmagneten verwendet werden, ist der Betrag
des von den Verbindungsabschnitten 6 ausgehenden Magnetflusses klein ge
genüber dem in den Schlitzmagnetwegen ausgebildeten Magnetfluß. Die
vorliegende Erfindung soll diesen geringfügigen magnetischen Streufluß redu
zieren. Obgleich die Zerstreuung geringfügig ist, ist ihr Einfluß auf das er
zeugte Drehmoment signifikant. Insbesondere dann, wenn ein Reluktanzmotor
mit einer Drehzahl betrieben wird, die höher als die Grunddrehzahl ist, führt
die Motorsteuervorrichtung eine sogenannte Feldschwächungssteuerung aus.
Während des Ausführens der Feldschwächungssteuerung wird der Magnetfluß
an jedem Magnetpol auf einen kleinen Betrag reduziert. Dementsprechend
wächst der Einfluß des obigen geringen Betrags des magnetischen Streuflusses
verhältnismäßig an, was ein größeres Problem für die Motorcharakteristik dar
stellt. Insbesondere dann, wenn ein Reluktanzmotor mit einer hohen Ge
schwindigkeit betrieben wird, bewirkt die Reduzierung des magnetischen
Streuflusses somit ein Reduzieren der Blindspannung und ist außerdem be
sonders vorteilhaft dadurch, daß die Kapazitanz einer Antriebsvorrichtung re
duziert werden kann.
Wenn zum Verstärken des Rotors 2 ein breiterer Verbindungsabschnitt 6 als in
einer herkömmlichen Konstruktion ausgebildet ist, muß ein Permanentmagnet
4 einen zusätzlichen Magnetfluß an dem Verbindungsabschnitt 6 liefern, des
sen Betrag die erhöhte Breite wenigstens kompensiert. Falls dies nicht erfolgt,
würde der magnetische Streufluß unvermeidlich steigen. Dementsprechend
müssen die Art und die Form des Permanentmagneten 4 und die Breite des
Verbindungsabschnitts 6 in der Weise bestimmt werden, daß irgendeine Zu
nahme des magnetischen Streuflusses vermieden wird.
Obgleich die Anordnung der Permanentmagneten 4 in dem Rotor 2, wie oben
erläutert wurde, die magnetischen Streuflüsse reduzieren und eine Verringe
rung des erzeugten Drehmoments verhindern kann, kann das Einlassen der
Permanentmagneten 4 in den Rotor 2 andererseits zu einer ungünstigen Zu
nahme der Drehmomentwelligkeiten infolge der Permanentmagneten 4 beitra
gen. Insbesondere in Reluktanzmotoren sind die Form des Rotors und die
Drehmomentwelligkeiten eng miteinander verknüpft. Wenn z. B. der Umfang
des Rotors und die Innenkonstruktionen verhältnismäßig gleichförmig sind
und die Außenform des Rotors, wie in den in den Fig. 15 oder 18 gezeigten
Reluktanzmotoren, kreisförmig ist, wird an jedem Magnetpol des Rotors 2
wahrscheinlich eine Magnetflußverteilung mit nur einem kleinen Oberschwin
gungsanteil erzeugt. Es kann qualitativ gefolgert werden, daß die Drehmo
mentwelligkeiten in solchen Konstruktionen verhältnismäßig reduziert sind.
Wenn andererseits am Motorumfang deutlich ungleichförmige Abschnitte aus
gebildet sind oder wenn in einem Versuch zum Reduzieren des magnetischen
Streuflusses in der d-Achsen-Richtung Permanentmagneten eingebaut sind,
tritt das Problem der Erhöhung der Drehmomentwelligkeit auf.
Dennoch muß ein praktischer Reluktanzmotor sowohl ein großes Drehmoment
als auch eine minimale Drehmomentwelligkeit liefern. Herkömmlich widerspre
chen jedoch diese beiden Anforderungen einander und stehen in einer Abwä
gungsbeziehung. Um einen praktischen Reluktanzmotor zu erhalten, muß ein
Verfahren zum Reduzieren der Drehmomentwelligkeiten geschaffen werden
das gleichzeitig mit einem Verfahren zum Erhöhen des Drehmoments ausge
führt werden kann. Mit Bezug auf die Fig. 9 bis 12 werden solche in den An
sprüchen 3, 4 und 5 definierten Verfahren zum Reduzieren der Drehmoment
welligkeit beschrieben.
Die Merkmale von Anspruch 3 werden unter Verwendung der Fig. 9 und 10
beschrieben. Das Spulendiagramm aus Fig. 9 zeigt den Sehnenwicklung ge
nannten Wicklungstyp, wie er in einem Dreiphasen-Sechspol-Reluktanzmotor
mit 36 Schlitzen realisiert ist. Das Diagramm umfaßt den Bereich von zwei Po
len. Dieser Wicklungstyp wurde in der Weise konstruiert, daß die Stromver
teilung in den Schlitzen 8 beim Anlegen eines Dreiphasenstroms an den Motor
in Drehrichtung des Rotors so sinusförmig wie möglich wird, was eine sanfte
Änderung der Drehrichtungen ermöglicht. Genauer führen die Spulenwicklun
gen in den oberen und unteren Abschnitten jedes Schlitzes Ströme mit unter
schiedlichen Phasen. Eine Hälfte der Spulenwicklungen der jeweiligen Ab
schnitte jedes Schlitzes ist entgegen der Uhrzeigerrichtung (CCW) um einen
Schlitzabstand verlängert. Die durchgezogenen und die punktierten Linien in
Fig. 10 zeigen die Vektoren des Stroms für jeden Schlitz 8, wenn in diesen
Spulenwicklungen durch Ausführen einer Sinusstromsteuerung an dem Strom
in jedem Schlitz 8 ein Dreiphasen-Sinusstromfluß zugelassen wird. Die
Amplitude RS des Stromvektors in der Spule mit der Schlitznummer 2 ist z. B.
die Vektorsumme UZS von U/2 und Z/2. RS liegt im Verhältnis zur Amplitude
RR bei cos 30° = 0,866. Die Amplitude SS ist 1/2 der Amplitude RR. Wenn in
einem Motor ein Dreiphasen-Sinusstromfluß zugelassen wird, sollte der in den
Schlitzen fließende Strom am Umfang des Stators ideal sinusförmig verteilt
sein. In der Realität ist die Verteilung des Stroms in den Schlitzen am Umfang
des Stators jedoch nicht sinusförmig. Selbst wenn der Motor von einem Drei
phasen-Sinusstrom angetrieben wird, ist das von dem Motor erzeugte
Drehmoment ungleichförmig, wobei somit Drehmomentwelligkeiten erzeugt
werden.
In der vorliegenden Beispielausführung wird der Stromvektor mit der Schlitz
nummer 2 jedoch von UZS mit der Amplitude RS in UZ mit der Amplitude RR
geändert. Genauer wird die Anzahl der Windungen sowohl der im Schlitz
Nummer 2 gewickelten U-Phasen-Spulenwicklung als auch die der im Schlitz
Nummer 2 gewickelten V-Phasen-Spulenwicklung auf das
(0,5/cos 30°) = 0,57735fache der Anzahl der im Schlitz Nummer 1 gewickelten
Windungen erhöht. Im Ergebnis wird die Stromvektoramplitude im Schlitz
Nummer 2 zu RR. Durch Ausführen des gleichen Verfahrens für die Schlitz
nummern 4, 6, 8, 10 und 12 kann der Motor mit 12-Phasen-Stromvektoren
angesteuert werden, die in bezug auf die Phasen gleichmäßig verteilt sind und
gleiche Amplituden besitzen. Mit Ausnahme der Tatsache, daß die Schlitze 8 in
einer diskreten Anordnung über dem Umfang des Stators 1 angeordnet sind,
ist dieser Zustand für den Betrieb des Motors ideal. In diesem Zustand existie
ren keine Komponenten der Drehmomentwelligkeit mit einer Periode, die grö
ßer als der Schlitzabstand ist.
Es wird nun mit Bezug auf Fig. 11 das in Anspruch 4 definierte System zum
Verringern der Drehmomentwelligkeit beschrieben. Fig. 11 ist eine Quer
schnittsansicht eines Rotors 2, wobei die Rotormittellinien bei jeweils 60° mit
punktierten Linien bezeichnet sind. Die Mitten der Magnetpole des Rotors lie
gen in bezug auf die Mittellinien jeweils bei den Winkeln 0°, 1,67°, 3,33°, 5°,
6,67° bzw. 8,33°. Jede der Mitten der Magnetpole ist entlang der Drehrichtung
des Rotors um (ein Statorschlitzabstand/6 Pole) = 1,67° verschoben. Es sind
eine Vielzahl verschiedener Anordnungen der Verschiebungswinkel möglich.
Gemäß einer solchen Konstruktion ist die elektromagnetische Wirkung zwi
schen jedem Magnetpol des Rotors 2 und dem Stator 1 entlang der Drehrich
tung des Rotors um die obigen Verschiebungswinkel verschoben. Auf diese
Weise können sich Drehmomentwelligkeiten mit einer Periode, die kleiner als
oder genauso groß wie der Statorschlitzabstand ist, aufheben, was somit die
Gesamt-Drehmomentwelligkeiten reduziert.
Geometrisch ist leicht verständlich, daß sich Drehmomentwelligkeiten mit
einer Periode von einem Schlitz und mit einer Periode von einem 1/3-Schlitz in
dieser Ausführung aufheben. Die Komponenten der Drehmomentwelligkeit mit
einer Periode größer als der Schlitzabstand können durch die obenbeschrie
bene verbesserte Spulenwicklung eliminiert werden. Wie unten beschrieben
wird, können die verbleibenden harmonischen Komponenten der Dreh
momentwelligkeit mit einer Periode kleiner als oder genauso groß wie 1/3 des
Schlitzabstands dadurch eliminiert werden, daß der Rotor 2 in bezug auf den
Stator 1 um einen Winkel schiefgestellt wird, der gleich der Periode der nied
rigsten verbleibenden harmonischen Komponente der Drehmomentwelligkeit
ist.
Mit Bezug auf Fig. 12 wird nun das in Anspruch 5 definierte System zum Re
duzieren der Drehmomentwelligkeiten beschrieben. Das obenbeschriebene
Verfahren zum Verschieben der Stellung des Rotormagnetpols bewirkt allein
ein Reduzieren der Drehmomentwelligkeiten. Außerdem kann zum Eliminieren
von harmonischen Drehmomentwelligkeiten eine Schiefstellung um einen
Winkel realisiert werden, der kleiner als oder genauso groß wie
(Statorschlitzperiode/2) ist. Da bei realisierter Verschiebung die Schiefstellung
um einen so kleinen Winkel ausgeführt werden kann, bewirkt das Realisieren
einer Schiefstellung in Verbindung mit dem Verschieben eine Linderung der
mit der Schiefstellung verknüpften existierenden Nachteile. Genauer haben
Experimente bestätigt, daß die Schiefstellung in einigen Reluktanzmotoren
zum Vorhandensein eines Rotormagnetflusses entlang der Axialrichtung des
Rotors führte, wobei Drehmomentwelligkeiten mit einer Periode kleiner als
oder genauso groß wie der Schiefstellungswinkel zwar etwas reduziert, aber
nicht ausreichend eliminiert werden konnten. Durch Verwendung des obenbe
schriebenen Verschiebungsverfahrens zum Eliminieren der Komponenten der
Drehmomentwelligkeit mit einer Periode in der Nähe des Schlitzabstands und
außerdem durch Verwenden des Schiefstellungsverfahrens zum Eliminieren
lediglich der harmonischen Komponenten der Drehmomentwelligkeit wird die
ser mit der Schiefstellung verknüpfte Nachteil eliminiert. Ferner haben die
elektromagnetischen Stahlplatten eines Motors üblicherweise eine Dicke von
0,5 mm und eine dazwischenliegende Isolierschicht, wobei somit eine bei Än
derungen des Magnetflusses in der radialen Richtung und in der Drehrichtung
des Rotors stattfindende Erzeugung von Wirbelstromverlusten verhindert wird.
Einer Motorkonstruktion ist jedoch innewohnend, daß eine Zunahme der Wir
belstromverluste bei Änderungen des Magnetflusses in der Axialrichtung des
Rotors (die durch die Schiefstellung bewirkt werden können) unvermeidbar ist.
In dieser Beziehung sollte die Schiefstellung unter einem kleinstmöglichen
Winkel realisiert werden, wobei die vorliegende Erfindung dadurch wün
schenswert ist, daß der Schiefstellungswinkel sehr klein gemacht wird.
Es wird nun die Wirkung der in dem Rotor 2 des in Fig. 11 gezeigten Reluk
tanzmotors realisierten Schiefstellung erläutert. In Fig. 12 sind die Magnet
pol-Mittellinien in den verschobenen Stellungen bei 0°, 1,67°, 3,33°, 5°, 6,67° bzw.
8,33° auf dem Umfang des Rotors in Fig. 9 besonders herausgegriffenen und
auf einer horizontalen Achse ausgerichtet gezeigt. Die jeweiligen Mitteilinien
sind um 1/6 des Schlitzabstands schiefgestellt. Da jeder Magnetpol (zusätzlich
dazu, daß er um 1/6 Schlitzabstand verschoben ist) um 1/6 Schlitzabstand
schiefgestellt ist, wird geometrisch, wie Fig. 12 zeigt, für den gesamten Umfang
aufsummiert eine Schiefstellung um einen Schlitzabstand bewirkt. Mit dieser
Anordnung können Komponenten der Drehmomentwelligkeit mit einer Periode
die kleiner als ein Schlitzabstand ist, nahezu vollständig eliminiert werden. Da
die tatsächlich realisierte Schiefstellung nur in dem Bereich von 1/6 Schlitz
abstand liegt, kann die unzweckmäßige Erzeugung von Magnetfluß in der
Axialrichtung des Rotors infolge eines großen Schiefstellungswinkels vermie
den werden. Somit wird eine erfolgreiche Eliminierung der Drehmomentwellig
keiten erreicht.
Zusätzlich zu den obenbeschriebenen Beispielen sind außerdem weitere Aus
führungen möglich. In der Ausführung nach Fig. 13 existieren z. B. die Verbin
dungsabschnitte 6 nicht, während die Permanentmagneten 4 zwischen den
Schlitzen 3 angeordnet sind, so daß sie mit dem Rotor 2 eine einteilige Einheit
bilden. Die Permanentmagneten 4 bilden die Konstruktionen, die, ebenso wie
die Verbindungsabschnitte 6, der Zentrifugalkraft standhalten. Gemäß dieser
Anordnung brauchen die dünnen Verbindungsabschnitte 6 nicht ausgebildet
zu sein, was das Herstellungsverfahren erleichtert und eine Kostenreduzierung
realisiert. Wie in Anspruch 6 dargestellt ist, können die Schlitze 3 zum Ver
stärken der Rotorkonstruktion ferner teilweise oder vollständig mit einem
nichtmagnetischen Material wie etwa Harz gefüllt sein. Eine Verformung des
Rotors und ein Ermüdungsschaden durch Verformung von Teilen eines Rotors
können somit minimiert werden. Obgleich sich die obigen Beispiele alle auf
Fälle beziehen, in denen zwischen zwei benachbarten Magnetpolen nur eine
Anordnung von Verbindungsabschnitten 6 liegt, kann außerdem die Anzahl
der Anordnungen, wie in Fig. 14 gezeigt ist, zwei oder irgendeine Zahl betragen.
Es ist selbstverständlich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen
Ausführungen beschränkt ist und daß viele weitere Abänderungen konstruiert
werden können. Die Anzahl der Rotormagnetpole und die Anzahl der Schlitze 3
können irgendwelche geeigneten Zahlen sein. Es ist kein beschränkendes
Merkmal, ob der Rotor 2 eine Schenkelpolkonstruktion oder eine kreisförmige
Form besitzt. Bezüglich der Anzahl, der Größe, der Form und der Anordnung
der Permanentmagneten 4 existieren viele Möglichkeiten, wobei z. B. ein Per
manentmagnet 4 auf einer Seite des Verbindungsabschnitts 6 ausgerichtet lie
gen kann, so daß lediglich der Verbindungsabschnitt an der anderen Seite frei
gelassen wird. Die Ausrichtung der Pole der Permanentmagneten 4 erfolgt
nicht notwendig in Richtung der Schlitzmagnetwege oder senkrecht zu ihnen,
sondern kann, solange im wesentlichen eine Sättigung der Verbindungsab
schnitte 6 erreicht ist, in irgendeiner Richtung erfolgen.
Auf die obenbeschriebenen Arten schafft die vorliegende Erfindung im Ver
gleich zum herkömmlichen Motor mit den wie in Fig. 20 gezeigten Magneten an
dem Verbindungsabschnitt eine Verbesserung der Charakteristik des Reluk
tanzmotors unter Verwendung von weniger Magneten und dementsprechend
bei geringeren Kosten in bezug auf Permanentmagnetmaterialien und auf die
Montage. Ferner können durch Integrieren der Drehmomentwelligkeits-Re
duktionsverfahren an den Grenzbereichen der Rotormagnetpole Wölbungen
ausgebildet werden, um den magnetischen Streufluß zu verringern, wobei die
Permanentmagneten 4A in Fig. 20 somit nicht mehr erforderlich sind. Durch
Verstärken der Verbindungsabschnitte 6 kann eine stärkere Rotorkonstruktion
erhalten werden. Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung einen
praktischeren Motor. Außerdem wird angemerkt, daß die vorliegende Erfin
dung die Grundcharakteristiken des Reluktanzmotors nicht ändert. Der ver
besserte Motor behält die Konstruktion und die Charakteristiken, an denen
eine Feldschwächungssteuerung ausgeführt werden kann, bei.
In Anwendungen, in denen die mechanische Stärke eines Reluktanzmotors
besonders hoch sein muß (z. B. in Anwendungen, in denen ein starker Schlag
angewendet werden kann oder in denen eine Last wiederholt angelegt wird,
was zu einem möglichen Ermüdungsfehler führt), kann ein Rotor dadurch
wirksam verstärkt werden, daß in die Schlitze zwischen den Schlitzmagnet
wegen ein nichtmagnetisches Material wie etwa Harz gefüllt wird. Zum Beispiel
können an den Schlitzmagnetwegen Seitenwände ausgebildet werden, wobei
zwischen die Wände ein Harzmaterial gefüllt werden kann, das ermöglicht, daß
sich jeder Schlitzmagnetweg und das Harzmaterial mechanisch oder klebend
miteinander verbinden. Somit kann ein Rotor zusätzlich verstärkt werden.
Gemäß dem Reluktanzmotor der vorliegenden Erfindung kann durch Anordnen
von Permanentmagneten an den Verbindungsabschnitten, die mehrere ver
schiedene Schlitzmagnetwege in dem Rotor miteinander verbinden, ein ma
gnetischer Streufluß reduziert und somit das erzeugte Drehmoment erhöht
werden. Während bei der Drehung mit einer hohen Geschwindigkeit die Ge
genspannung sinkt, wird der Leistungsfaktor verbessert, was eine Verringe
rung der Kapazitanz der Antriebsvorrichtung schafft.
Da unter der Voraussetzung, daß der magnetische Streufluß minimiert werden
kann, Erhöhungen der Breiten der Verbindungsabschnitte ausgeführt werden
können, kann die mechanische Stärke des Rotors wirksam verbessert werden.
Der Reluktanzmotor kann somit in der Weise angesteuert werden, daß er sich
mit höheren Geschwindigkeiten dreht.
Durch Realisieren der Ausführungsart der Spulenwicklung, durch Auswahl der
Rotorform und der Schiefstellung können Drehmomentwelligkeiten, die beson
ders beim Anordnen von Permanentmagneten steigen, reduziert werden. Dem
entsprechend wird ein praktischer Reluktanzmotor geschaffen, der ein großes
Drehmoment erhalten und gleichzeitig die Drehmomentweiligkeiten reduzieren
kann.
Die mechanische Stärke des Rotors kann dadurch erhöht werden, daß ein
nichtmagnetisches Material wie etwa Harz in die Schlitze zwischen den
Schlitzmagnetwegen gefüllt wird, wodurch der Motor in Anwendungen verwen
det werden kann, in denen ein starker Schlag ausgeübt werden kann oder in
denen eine Last wiederholt angelegt wird.
Claims (6)
1. Mehrphasen-Reluktanzmotor, mit:
einem Stator mit mehreren Schlitzen für Spulenwicklungen, wobei die Schlitze an einem Innenumfang des Stators liegen; und
einem Rotor, der drehbar an dem Innenumfang des Stators unterstützt ist, wobei der Rotor
mehrere magnetisch getrennte Schlitzmagnetwege zum Erzeugen mehre rer Magnetpole an dem Rotor;
Verbindungsabschnitte, die die Schlitzmagnetwege mechanisch miteinan der verbinden; und
Permanentmagneten, die in einem Innenabschnitt des Rotors etwa in der Mitte der Schlitzmagnetwege in der Nähe der Grenzbereiche zwischen benach barten Magnetpolen liegen, umfaßt.
einem Stator mit mehreren Schlitzen für Spulenwicklungen, wobei die Schlitze an einem Innenumfang des Stators liegen; und
einem Rotor, der drehbar an dem Innenumfang des Stators unterstützt ist, wobei der Rotor
mehrere magnetisch getrennte Schlitzmagnetwege zum Erzeugen mehre rer Magnetpole an dem Rotor;
Verbindungsabschnitte, die die Schlitzmagnetwege mechanisch miteinan der verbinden; und
Permanentmagneten, die in einem Innenabschnitt des Rotors etwa in der Mitte der Schlitzmagnetwege in der Nähe der Grenzbereiche zwischen benach barten Magnetpolen liegen, umfaßt.
2. Reluktanzmotor nach Anspruch 1, wobei:
die Permanentmagneten in einer Anzahl vorgesehen sind, die gleich der Anzahl der Magnetpole ist, wobei sie in dem Innenabschnitt des Rotors in der Nähe der Grenzbereiche zwischen den Magnetpolen liegen.
die Permanentmagneten in einer Anzahl vorgesehen sind, die gleich der Anzahl der Magnetpole ist, wobei sie in dem Innenabschnitt des Rotors in der Nähe der Grenzbereiche zwischen den Magnetpolen liegen.
3. Reluktanzmotor nach Anspruch 1, wobei:
jeder Schlitz in dem Stator mit einer Spule einer entsprechenden Phase in der Weise gewickelt ist, daß, wenn durch die Spulen in den Schlitzen ein Mehrphasen-Sinusstromfluß zugelassen wird, die Vektorphase und -amplitude, ausgedrückt durch die Produkte aus der Anzahl der Spulenwin dungen und dem Betrag des hindurchfließenden Stroms, d. h. durch die Ampere-Windungen, für jeden Schlitz fast gleich werden.
jeder Schlitz in dem Stator mit einer Spule einer entsprechenden Phase in der Weise gewickelt ist, daß, wenn durch die Spulen in den Schlitzen ein Mehrphasen-Sinusstromfluß zugelassen wird, die Vektorphase und -amplitude, ausgedrückt durch die Produkte aus der Anzahl der Spulenwin dungen und dem Betrag des hindurchfließenden Stroms, d. h. durch die Ampere-Windungen, für jeden Schlitz fast gleich werden.
4. Reluktanzmotor nach Anspruch 1, wobei:
in dem Rotor mit den mehreren Magnetpolen die Mitten der Magnetpole entlang der Drehrichtung des Rotors um einen Abstand NN/NR eines Schlitz abstands des Stators gegenüber gleichmäßig beabstandeten Stellungen ver schoben sind, wobei NN eine für jeden Magnetpol bestimmte ganze Zahl ist, wobei für sämtliche Rotormagnetpole zwei oder mehr verschiedene ganze Zah len als NN-Werte existieren, während NR eine für den Rotor eindeutige ganze Zahl ist, die einen Typ der Verschiebung der Rotormagnetpole entlang der Drehrichtung des Rotors angibt.
in dem Rotor mit den mehreren Magnetpolen die Mitten der Magnetpole entlang der Drehrichtung des Rotors um einen Abstand NN/NR eines Schlitz abstands des Stators gegenüber gleichmäßig beabstandeten Stellungen ver schoben sind, wobei NN eine für jeden Magnetpol bestimmte ganze Zahl ist, wobei für sämtliche Rotormagnetpole zwei oder mehr verschiedene ganze Zah len als NN-Werte existieren, während NR eine für den Rotor eindeutige ganze Zahl ist, die einen Typ der Verschiebung der Rotormagnetpole entlang der Drehrichtung des Rotors angibt.
5. Reluktanzmotor nach Anspruch 4, wobei:
die Stellung des Rotors in bezug auf den Stator entlang der Drehrichtung des Rotors um einen Winkel (Schlitzabstand/2) oder weniger schiefgestellt ist oder alternativ der Rotor oder der Stator in Axialrichtung des Rotors in zwei oder mehr Abschnitte unterteilt ist, wobei die Abschnitte entlang der Dreh richtung des Rotors relativ zueinander verschoben sind, um eine Wirkung zu erhalten, die der mit der Schiefstellung erhaltenen ähnlich ist.
die Stellung des Rotors in bezug auf den Stator entlang der Drehrichtung des Rotors um einen Winkel (Schlitzabstand/2) oder weniger schiefgestellt ist oder alternativ der Rotor oder der Stator in Axialrichtung des Rotors in zwei oder mehr Abschnitte unterteilt ist, wobei die Abschnitte entlang der Dreh richtung des Rotors relativ zueinander verschoben sind, um eine Wirkung zu erhalten, die der mit der Schiefstellung erhaltenen ähnlich ist.
6. Reluktanzmotor nach Anspruch 1, wobei:
in den Schlitzen zwischen den Schlitzmagnetwegen ein nichtmagneti sches Material wie etwa ein Harz angebracht ist.
in den Schlitzen zwischen den Schlitzmagnetwegen ein nichtmagneti sches Material wie etwa ein Harz angebracht ist.
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