DE102019214055A1

DE102019214055A1 - Elektromotor mit innenliegenden Permanentmagneten und darin umfasster Rotor

Info

Publication number: DE102019214055A1
Application number: DE102019214055.6A
Authority: DE
Inventors: Sang Hwa Do; Kyoung Bum Kim; Yeon Ho Kim; Jae Bum Park; Nyeon Han Hong; Hee Ra Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2019-09-16
Publication date: 2020-07-02
Also published as: KR102654530B1; KR20200081029A; US20200212740A1; US11581765B2; CN111384799A

Abstract

Ein Elektromotor mit innenliegenden Permanentmagneten bildet einen eingelassenen Winkel eines linken Permanentmagneten eines Nutteils eines Rotors, der unterschiedlich von einem eingelassenen Winkel eines rechten Permanentmagneten des Nutteils des Rotors ist, sodass die Drehmomentwelligkeit reduziert wird, während im Vergleich zu einem I-Rotor ein ausreichender Motorwirkungsgrad aufrechterhalten wird, um die Schall, Schwingung, Schläge (NVH)-Leistung effektiv zu verbessern.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Elektromotor mit innenliegenden Permanentmagneten, insbesondere einen Rotor und einen Stator, der in der Lage ist, den Wirkungsgrad und die Schall, Schwingung, Schläge (Noise, Vibration, Harshness - NVH)-Leistung des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten zu verbessern.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein Antriebsmotor für ein umweltfreundliches Fahrzeug ist typischerweise ein Motor mit innenliegenden Permanentmagneten (Interior Permanent Magnet - IPM), um eine hohe Leistung/einen hohen Wirkungsgrad bereitzustellen. In einem Motor für ein Fahrzeug ist die NVH-Leistung ein wichtiger Faktor, der in Bezug auf den Motorwirkungsgrad zu berücksichtigen ist. Die NVH-Leistung des Motors ist auch ein wichtiger Leistungsfaktor, der direkt auf die Antriebsleistung des Fahrzeugs und die Fahrerzufriedenheit bezogen ist.
Da jedoch der Motorwirkungsgrad und die NVH-Leistung im Allgemeinen Kompromissbeziehungen sind, ist es schwierig, diese beiden Eigenschaften gleichzeitig zu verbessern.
Um den Motorwirkungsgrad zu verbessern, werden Verfahren wie das Ändern von Werkstoffen einer elektrischen Stahlplatte und eines Permanentmagneten, das Verbessern eines Füllfaktors (eine Spulenfläche pro Nutfläche) und das Verbessern eines Lagers zum Minimieren mechanischer Einflüsse darauf angewandt, aber diese Verfahren haben den Nachteil, dass sich die Herstellungskosten in hohem Maße erhöhen.
Als Verfahren zum Verbessern der NVH-Leistung gibt es Verfahren zum Erhöhen der Anzahl von Polen/Nuten, zum Anwenden einer Stator-/Rotorkernschrägung (Stapelanordnung) und dergleichen, aber in diesem Fall gibt es die Nachteile, dass sich die Herstellungskosten erhöhen und der Motorwirkungsgrad reduziert werden kann.
Die obigen Informationen, die in diesem allgemeinen Stand der Technik offenbart sind, dienen nur zum besseren Verständnis des allgemeinen Stands der Technik der Offenbarung und können entsprechend Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung ist ausgestaltet, den Motorwirkungsgrad effektiv zu verbessern und die NVH-Leistung wesentlich zu verbessern, indem nur einige Formen wie eine eingelassene Struktur eines Permanentmagneten im Innern eines Elektromotors geändert werden, wodurch die Kraftstoffeffizienz und Geräuscharmut eines Fahrzeugs maximiert werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung stellt einen Rotor eines Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten bereit, der mit einer Vielzahl von Nutteilen an einer Kante eines Rotorkerns in einer Umfangsrichtung davon gebildet ist, der einen ersten Permanentmagneten und einen zweiten Permanentmagneten aufweist, die einen einzigen Magnetpol bilden, der an einem der Nutteile eingesetzt und fixiert ist und so gebildet ist, dass ein eingelassener Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten einen unterschiedlichen Winkel aufweist als ein eingelassener Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten.
Außerdem stellt die vorliegende Offenbarung den Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten bereit, in dem, in Bezug auf die Drehrichtung des Rotors, der eingelassene Winkel eines ersten der ersten und zweiten Permanentmagnete in der Drehrichtung davon größer ist als der eingelassene Winkel eines zweiten der ersten und zweiten Permanentmagnete.
Beispielsweise kann die vorliegende Offenbarung der Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten sein, in dem, wenn die Hauptdrehrichtung des Rotors gegen den Uhrzeigersinn ist, der eingelassene Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten an einem Winkel gebildet ist, der größer ist als der eingelassene Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten.
Im Gegensatz dazu kann die vorliegende Offenbarung der Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten sein, in dem, wenn die Hauptdrehrichtung des Rotors im Uhrzeigersinn ist, der eingelassene Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten an einem Winkel gebildet ist, der größer ist als der eingelassene Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten.
Außerdem können der eingelassene Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten und der eingelassene Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten ein Winkel sein, der jeweils innerhalb eines Bereichs von 5 Grad bzw. bis 10 Grad ausgewählt ist.
Vorzugsweise kann der eingelassene Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten 7 Grad betragen, und der eingelassene Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten kann 5 Grad betragen.
Außerdem kann gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Paar von Rotorkerben an dem Nutteil des Rotors gebildet sein, und die Rotorkerben können asymmetrische Kerben sein, in denen mindestens eine der Breiten und der Winkel davon voneinander unterschiedlich sind.
Außerdem stellt die vorliegende Offenbarung den Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten bereit, in dem eine Vielzahl von V-förmigen Rillen an der Außenumfangsoberfläche des Rotorkerns in der Umfangsrichtung davon gebildet sind, und jede der V-förmigen Rillen befindet sich zwischen den Nutteilen.
Dabei stellt die vorliegende Offenbarung einen Elektromotor mit innenliegenden Permanentmagneten bereit, umfassend einen Rotor wie zuvor beschrieben, und einen Stator in einer Ringform, der koaxial an dem Außenumfang des Rotors in einem bestimmten Intervall angeordnet ist.
Vorzugsweise umfasst der Stator Folgendes: ein Joch in einer Ringform, eine Vielzahl von Zähnen, die von dem Joch nach innen erstreckt sind, und eine Vielzahl von Schuhen, die an dem Endabschnitt der Zähne gebildet sind, um der Außenumfangsoberfläche des Stators zugewandt zu sein, und ein Paar von Statorkerben, die hin zu dem Rotor gebildet sind, können an dem Schuh gebildet sein, und das Paar von Statorkerben, die an den jeweiligen Schuhen gebildet sind, kann aus den asymmetrischen Kerben bestehen, in denen mindestens eine der Breiten und der Winkel davon voneinander unterschiedlich sind.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, den konzentrierten Sättigungsbereich des magnetischen Flusses zu verteilen, während die Nutzung des Reluktanzmoments maximiert wird, wenn das Drehmoment des Elektromotors erzeugt wird, wodurch die Drehmomentwelligkeit reduziert wird.
Insbesondere ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich, den eingelassenen Winkel des linken Permanentmagneten des Nutteils des Rotors unterschiedlich von dem eingelassenen Winkel des rechten Permanentmagneten zu bilden, wodurch die Drehmomentwelligkeit reduziert wird, während der Motorwirkungsgrad im Vergleich zu einem I-Rotor ausreichend verbessert und erhalten wird, um die NVH-Leistung effektiv zu verbessern.
Andere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der Offenbarung werden nachfolgend besprochen.
Figurenliste
Die obigen und anderen Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden nun ausführlich mit Bezug auf gewisse beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben, die in den begleitenden Zeichnungen nachfolgend nur zur Veranschaulichung bereitgestellt und somit nicht begrenzend für die vorliegende Offenbarung sein sollen. Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht eines Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 eine vergrößerte Grafik eines Hauptabschnitts X eines Stators des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten, der in 1 veranschaulicht ist.
3 eine vergrößerte Grafik eines Hauptabschnitts Y eines Rotors des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten, der in 1 veranschaulicht ist.

Es sollte verstanden werden, dass die anhängigen Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale zeigen, die veranschaulichend für die Grundprinzipien der Offenbarung sind. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Offenbarung, wie in diesem Dokument offenbart, umfassend beispielsweise spezifische Abmessungen, Ausrichtungen, Orte und Formen, werden von der besonders beabsichtigten Anwendung und Verwendungsumgebung bestimmt.
In den Figuren bezeichnen die Bezugszeichen die gleichen oder äquivalenten Abschnitte der vorliegenden Offenbarung in den gesamten verschiedenen Figuren der Zeichnungen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich zum Beschreiben von bestimmten Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht einschränken. Die hierin verwendeten Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ sollen ebenfalls die Pluralformen einschließen, sofern es im Kontext nicht eindeutig anders erforderlich ist. Ferner versteht sich, dass Bezeichnungen wie „umfasst“ und/oder „umfassend“ bei Verwendung in dieser Spezifikation das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Betrieben, Elementen und/oder Bauteilen angeben, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Betrieben, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen davon ausschließen. Die hierin verwendete Bezeichnung „und/oder“ umfasst beliebige und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugewiesenen, aufgeführten Dinge. In der gesamten Spezifikation sind, sofern es nicht ausdrücklich gegenteilig beschrieben ist, das Wort „umfassen“ und Variationen wie „umfasst“ oder „umfassend“ so zu verstehen, dass sie die Einbindung angegebener Elemente, aber nicht den Ausschluss beliebiger anderer Elemente bedeuten. Zusätzlich meinen die Bezeichnungen „Einheit“, „-er“, „-or“ und „Modul“, die in der Spezifikation beschrieben werden, Einheiten zum Verarbeiten mindestens einer Funktion und eines Betriebs, und können mittels Hardwarekomponenten oder Softwarekomponenten und Kombinationen davon umgesetzt werden.
Überdies kann die Steuerungslogik der vorliegenden Offenbarung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt sein, das ausführbare Programmanweisungen enthält, die von einem Prozessor, einer Steuerung oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Medien umfassen Folgendes, sind jedoch nicht darauf beschränkt: Festwertspeicher (Read-Only-Memory - ROM), Schreib-Lese-Speicher (Random-Access-Memory - RAM), Compact-Disc-ROMs (CD-ROMs), Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Smart-Cards und optische Datenspeichereinrichtungen. Das computerlesbare Medium kann auch in vernetzten Computersystemen verteilt sein, sodass computerlesbare Medien in einer verteilten Weise, z. B. mittels eines Telematik-Servers oder eines CAN (Controller Area Network), gespeichert und ausgeführt werden.
Nachfolgend erfolgt detaillierter Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, von denen Beispiele in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht und nachfolgend beschrieben sind. Während die Offenbarung zusammen mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist zu verstehen, dass die vorliegende Beschreibung die Offenbarung der beispielhaften Ausführungsformen nicht begrenzen soll. Im Gegensatz dazu soll die Offenbarung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Abwandlungen, Äquivalente und andere Ausführungsformen innerhalb des Geists und Umfangs der Offenbarung, wie in den anhängigen Patentansprüchen definiert. In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen sind die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, selbst, wenn sie in unterschiedlichen Zeichnungen abgebildet sind.
Nachfolgend wird ein Elektromotor mit innenliegenden Permanentmagneten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausführlich mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische Draufsicht eines Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, 2 ist eine vergrößerte Grafik eines Hauptabschnitts X eines Stators des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten, der in 1 veranschaulicht ist, und 3 ist eine vergrößerte Grafik eines Hauptabschnitts Y eines Rotors des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten, der in 1 veranschaulicht ist.
Mit Bezug auf 1 bis 3 kann ein Elektromotor mit innenliegenden Permanentmagneten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Stator 10 in einer Ringform und einen Rotor 20 umfassen, die koaxial im Innern des Stators mit einem Spalt dazwischen angeordnet sind und eine Vielzahl von Permanentmagneten 21, 22 aufweisen, die in der Form fixiert sind, dass sie darin eingelassen sind, um voneinander entlang dem Außenumfang in der Umfangsrichtung davon beabstandet zu sein.
Insbesondere weist der Rotor 20 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Vielzahl von Nutteilen auf, die an der Kante eines Rotorkerns gebildet sind, der in einer im Wesentlichen zylindrischen Form in einem Intervall entlang der Umfangsrichtung davon gebildet ist, und jeder Nutteil weist die Vielzahl von Permanentmagneten 21, 22 auf, die einen einzigen Magnetpol darauf bilden. Mit anderen Worten enthält mindestens einer der Nutteile die Vielzahl von Permanentmagneten (d. h. erste und zweite Permanentmagnete) der gleichen Polarität (z. B. „N“), und ein anderer der Nutteile enthält die Vielzahl von Permanentmagneten der gleichen Polarität (z. B. „S“).
Zusätzlich wird eine Vielzahl von V-Rillen an der Außenumfangsoberfläche des Rotors 20 in einem vorbestimmten Intervall gebildet, und die V-Rillen befinden sich zwischen den jeweiligen Nutteilen.
Der Nutteil kann ausgestaltet sein, zwei oder mehr Einheitsnuten zu umfassen, und ist vorzugsweise ausgestaltet, ein Paar von Einheitsnuten wie in 2 zu umfassen. Außerdem werden die Permanentmagnete 21, 22 jeweils in die Einheitsnuten eingesetzt. Mit anderen Worten enthält jeder der Vielzahl von Nutteilen vorzugsweise zwei „Einheitsnuten“ (d. h. einzelne Nuten), wobei jede der „Einheitsnuten“ ausgestaltet ist, einen der Permanentmagnete 21, 22 aufzunehmen.
Die Permanentmagnete 21, 22, die in einem Nutteil angeordnet sind, sollten einen einzigen Magnetpol, einen N-Pol oder S-Pol, bilden. Daher werden die Permanentmagnete 21, 22, die die gleiche Polarität aufweisen, in die Einheitsnuten eingesetzt, die einen Nutteil bilden. Außerdem sind, wie in 1, der Nutteil des N-Pols und der Nutteil des S-Pols abwechselnd entlang dem Umfang des Rotors angeordnet. Daher sollten die Permanentmagnete 21, 22, die voneinander unterschiedliche Magnetpole aufweisen, in die benachbarten Nutteile eingesetzt werden.
Die Vielzahl von Nutteilen ist in der Umfangsrichtung des Rotorkerns 21 gleichmäßig angeordnet, um symmetrisch in Bezug auf die Drehwelle des Rotors zu werden.
Der Rotor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Paar von Einheitsnuten in einem Nutteil und weist eine asymmetrische Struktur auf, die so ausgestaltet ist, dass die Winkel der Permanentmagnete, die in der Einheitsnut eingelassen sind, unterschiedliche Werte voneinander aufweisen.
Insbesondere veranschaulicht 3 einen asymmetrischen Rotor mit eingelassenen Permanentmagneten. In dieser Hinsicht veranschaulicht 3 eine Struktur, in der der erste Permanentmagnet 21 bzw. der zweite Permanentmagnet 22 in einen Nutteil, umfassend zwei Einheitsnuten, eingesetzt sind.
Wie in 3 veranschaulicht, sind die Einheitsnuten in einem Nutteil so gebildet, dass die eingelassenen Winkel θ₁, θ₂ der Permanentmagnete, die darin eingesetzt sind, unterschiedliche Werte voneinander aufweisen können.
In diesem Dokument meinen die eingelassenen Winkel θ₁, θ₂ der Permanentmagnete einen Winkel, bei dem der rechteckige Permanentmagnet in dem Nutteil in Bezug auf eine imaginäre Linie eingelassen ist. In dieser Hinsicht kann die imaginäre Linie zum Bestimmen des eingelassenen Winkels des Permanentmagneten vorzugsweise eine Linie sein, die senkrecht zu der Mittellinie ist, die den Mittelabschnitt des entsprechenden Nutteils durchdringt. Außerdem kann, wie in 3 gezeigt, die imaginäre Linie eine Linie sein, die senkrecht zu der Mittellinie ist, die eine Mitteltrennwand zum Einteilen eines Paares von Einheitsnuten durchdringt, oder kann auch eine Linie sein, die äußere Kanten der jeweiligen Permanentmagnete 21, 22 miteinander verbindet.
Daher meint der eingelassene Winkel des Permanentmagneten in dieser Ausführungsform einen Winkel, der von einer Oberfläche des Permanentmagneten in Bezug auf die imaginäre Linie gebildet ist, wie in 3 gezeigt. Daher weist in 3 der linke erste Permanentmagnet 21 einen ersten eingelassenen Winkel θ₁ auf, der rechte zweite Permanentmagnet 22 weist einen zweiten eingelassenen Winkel θ₂ auf, und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sollte der erste eingelassene Winkel θ₁ gebildet sein, um einen unterschiedlichen Wert von dem zweiten eingelassenen Winkel θ₂ aufzuweisen.
Die Struktur des asymmetrischen Rotors mit eingelassenen Permanentmagneten, wie in 3 gezeigt, ist im Wesentlichen eine V-Rotorstruktur und kann einen verhältnismäßig ausgezeichneten Motorwirkungsgrad im Vergleich zu der I-Rotorstruktur bereitstellen, die in der koreanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 10-2016-0053560 offenbart ist. Insbesondere ist in dem V-Typ bei gleicher Strombedingung im Vergleich zum I-Rotor der magnetische Widerstand der q-Achse reduziert, um die Induktivität zu erhöhen, wodurch das Reluktanzmoment erhöht ist, sodass es möglich ist, den Strom zu reduzieren, wenn das gleiche Drehmoment erzeugt wird, wodurch der Wirkungsgrad verbessert wird.
Bei dem V-Typ gibt es jedoch den Nachteil, dass sich das Maß des Ungleichgewichts des magnetischen Flusses in dem Spalt erhöht, wodurch sich die Drehmomentwelligkeit verschlechtert, und der asymmetrische Rotor mit eingelassenen Permanentmagneten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wendet eine asymmetrische Struktur an, die den eingelassenen Winkel des Permanentmagneten differenziert, wodurch die Drehmomentwelligkeit effektiv reduziert wird. Daher ist es gemäß dieser Ausführungsform möglich, den konzentrierten gesättigten Bereich des magnetischen Flusses zu verteilen, während die Nutzung des Reluktanzmoments beim Erzeugen des Drehmoments maximiert wird, wodurch die Drehmomentwelligkeit effektiv reduziert wird.
Nachfolgend werden verschiedene Versuchsbeispiele beschrieben, die in der Lage sind, die Merkmale des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu bestätigen.
Wie zuvor beschrieben, kann der Elektromotor mit innenliegenden Permanentmagneten gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung die eingelassenen Winkel des Permanentmagneten unterschiedlich voneinander einstellen, wodurch die Drehmomentwelligkeit angemessen reduziert wird. Die Drehmomentwelligkeit kann mechanisch einen Zyklus aufweisen, der dem kleinsten gemeinsamen Vielfachen der Anzahl von Polen und der Anzahl von Nuten in dem Elektromotor entspricht.
Das folgende Versuchsbeispiel basiert auf einem Elektromotor, der 16 Pole und 24 Nuten aufweist. Insbesondere ist das Sattelmoment des Elektromotors, das in diesem Versuch verwendet wird, ein Sattelmoment von 48 Zyklen, was das kleinste gemeinsame Vielfache von 16 und 24 ist. Insbesondere wird, da das Maß, das das NVH-Verhalten eines Fahrzeugs hauptsächlich beeinträchtigt, das 48. und 96. ist, was Vielfache davon sind, das Ergebnis des Messens der Summe des 48. und 96. Sattelmoments bei dem folgenden Versuchsbeispiel verwendet. Außerdem werden, da die Drehmomentwelligkeit in dem Maß von „(der Anzahl von Polen/2) * (drei-phasig * 2)“ auftritt, die gemessenen Ergebnisse für das 48. und 96., was Vielfache davon sind, Drehmomentwelligkeiten in Bezug auf 16 Pole verwendet.
Versuchsbeispiel 1
Wie in 3 veranschaulicht, wurden Motorwirkungsgrad und Drehmomentwelligkeit für die asymmetrischen Rotoren mit eingelassenen Permanentmagneten gemessen, in die zwei Permanentmagneten, die unterschiedliche eingelassene Winkel der Permanentmagneten aufweisen, in einen Nutteil eingesetzt sind. Der Versuch wurde insbesondere durchgeführt, während der eingelassene Winkel des Permanentmagneten des Rotors auf 5 Grad, 7 Grad und 10 Grad geändert wurde.
Zusätzlich wurden als ein Vergleichsbeispiel auch der I-Rotor, in dem der eingelassene Winkel des Permanentmagneten 0 beträgt, und der V-Rotor einer symmetrischen Struktur verwendet, in dem der eingelassene Winkel des Permanentmagneten konstant ist, und die jeweiligen Motorwirkungsgrade und Drehmomentwelligkeiten wurden gemessen.
Tabelle 1 unten veranschaulicht den Motorwirkungsgrad gemäß dem eingelassenen Winkel des Permanentmagneten, Tabelle 2 und 3 veranschaulichen die Drehmomentwelligkeit gemäß dem eingelassenen Winkel des Permanentmagneten und Tabelle 2 bzw. Tabelle 3 veranschaulichen die 48. Drehmomentwelligkeit bzw. die 96. Drehmomentwelligkeit.

Es wurde ein Versuch für den Rotor und den Stator ohne Kerben durchgeführt, und es wurden der Motorwirkungsgrad und die 48. und 96. Drehmomentwelligkeiten für 10 Beispiele gemessen, während der eingelassene Winkel des ersten Permanentmagneten und der eingelassene Winkel des zweiten Permanentmagneten als 0, 5, 7, 10 unterschiedlich angewandt wurden. Tabelle 1

Motorwirkungsgrad [%]
	Eingelassener Winkel des zweiten Permanentmagneten
Eingelassener Winkel des ersten Permanentmagneten		0	5	7	10
	0	96,03
	5		96,10	96,12	96,14
	7		96,10	96,13	96,15
	10		96,08	96,12	96,15

Tabelle 2

Drehmomentwelligkeit [%, 48.]
	Eingelassener Winkel des zweiten Permanentmagneten
Eingelassener Winkel des ersten Permanentmagneten		0	5	7	10
	0	3,87
	5		4,77	6,72	8,93
	7		3,90	5,80	8,43
	10		3,09	4,54	7,34

Tabelle 3

Drehmomentwelligkeit [%, 96.]
	Eingelassener Winkel des zweiten Permanentmagneten
Eingelassener Winkel des ersten Permanentmagneten		0	5	7	10
	0	1,07
	5		1,74	2,10	2,24
	7		1,73	2,03	2,31
	10		1,81	1,93	2,28

Wie in Tabelle 1 oben veranschaulicht, bewirkte die asymmetrische Rotorstruktur mit eingelassenen Permanentmagneten im Vergleich zum I-Rotor einen vollständig verbesserten Motorwirkungsgrad. Es wurde bestätigt, dass beim Vergleichen des V-Rotors der symmetrischen Struktur, das heißt, das Beispiel, in dem die eingelassenen Winkel des ersten und zweiten Permanentmagneten alle 5 Grad betrugen, das Beispiel, in dem die eingelassenen Winkel des ersten und zweiten Permanentmagneten alle 7 Grad betrugen und das Beispiel, in dem die eingelassenen Winkel des ersten und zweiten Permanentmagneten alle 10 Grad betrugen, die Motorwirkungsgrade davon im Wesentlichen gleich zueinander waren, und es wurde bestätigt, dass in dem Beispiel, in dem der eingelassene Winkel des zweiten Permanentmagneten auf der rechten Seite des Nutteils größer war, sich eine geringfügig bessere Leistung in Form des Motorwirkungsgrads ergab.
Zusätzlich konnte, wie in Tabelle 2 veranschaulicht, bestätigt werden, dass die Drehmomentwelligkeit in Bezug auf den Elektromotor mit 16 Polen und 24 Nuten ausreichend reduziert wurde, wenn der eingelassene Winkel des rechten zweiten Permanentmagneten an einem Winkel gebildet wurde, der kleiner war als der eingelassene Winkel des linken ersten Permanentmagneten in dem Versuchsergebnis für die 48. Drehmomentwelligkeit, die eine erstmals auftretende Drehmomentwelligkeit war.
In dieser Hinsicht sind in Tabelle 1 bis Tabelle 3 die Ergebnisse aufgeführt, die gemessen wurden, während der Elektromotor gegen den Uhrzeigersinn drehte, und wie in Tabelle 2 bestätigt werden kann, ist in dem Fall zu sehen, in dem der Rotor gegen den Uhrzeigersinn dreht, dass die Drehmomentwelligkeits-Reduktionswirkung signifikant höher war, wenn der eingelassene Winkel des zweiten Permanentmagneten kleiner war als der eingelassene Winkel des ersten Permanentmagneten.
In dieser Hinsicht war, wenn der Elektromotor gegen den Uhrzeigersinn dreht, der magnetische Fluss des linken Abschnitts des Rotors gesättigt, wie in 3 gezeigt, und gemäß dieser Ausführungsform, wird geschätzt, dass die Drehmomentwelligkeit aufgrund des Relaxationseffekts des linken Sättigungsbereichs, reduziert wurde, da der eingelassene Winkel des rechten zweiten Permanentmagneten so eingestellt war, dass er kleiner war als der eingelassene Winkel des linken ersten Permanentmagneten.
Andererseits konnte bestätigt werden, dass das Ergebnis dem Versuchsergebnis in Tabelle 2 entgegengesetzt ist, wenn der Rotor im Uhrzeigersinn dreht, und es wurde bestätigt, dass, wenn der eingelassene Winkel des zweiten Permanentmagneten größer war als der eingelassene Winkel des ersten Permanentmagneten, der Drehmomentreduktionseffekt effektiv ausgedrückt wurde.
Ähnlich zeigt Tabelle 3 das Ergebnis des Messens der 96. Drehmomentwelligkeit, und es wurde bestätigt, dass die 96. Drehmomentwelligkeit auch in Bezug auf seine Drehung gegen den Uhrzeigersinn den ausgezeichneten Drehmomentwelligkeits-Reduktionseffekt ausübte, wenn der eingelassene Winkel des zweiten Permanentmagneten kleiner war als der eingelassene Winkel des ersten Permanentmagneten. Wie bei der oben beschriebenen 48. Drehmomentwelligkeit wurde bestätigt, dass, wenn bei der Drehung im Uhrzeigersinn der eingelassene Winkel des ersten Permanentmagneten kleiner war als der eingelassene Winkel des zweiten Permanentmagneten, der Drehmomentwelligkeits-Reduktionseffekt ausgezeichnet war.
Wenn man die Ergebnisse von Tabelle 1 bis Tabelle 3 zusammenfasst, kann insbesondere bestätigt werden, dass, wenn der eingelassene Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten bei 7 Grad und der eingelassene Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten bei 5 Grad in Bezug auf seine Drehung gegen den Uhrzeigersinn gebildet wird, die Drehmomentwelligkeit erheblich reduziert werden kann, während der Motorwirkungsgrad bei einem bestimmten Pegel gehalten werden kann.
Daher kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bestätigt werden, dass es in Bezug auf die Drehrichtung des Rotors, wenn der eingelassene Winkel des Permanentmagneten, der zuerst in Bezug auf die Drehrichtung davon vorhanden ist, so gebildet ist, dass er größer ist als der eingelassene Winkel des Permanentmagneten, der als zweites vorhanden ist, effektiver ist, die Drehmomentwelligkeit zu reduzieren.
Daher ist es in dem Rotor bevorzugt, der die Drehung gegen den Uhrzeigersinn als die Hauptdrehrichtung aufweist, dass der eingelassene Winkel des ersten Permanentmagneten so gebildet ist, dass er größer ist als der eingelassene Winkel des zweiten Permanentmagneten. Andererseits ist es in dem Rotor, der die Drehung im Uhrzeigersinn als die Hauptdrehrichtung aufweist, bevorzugt, dass der eingelassene Winkel des zweiten Permanentmagneten so gebildet ist, dass er größer ist als der eingelassene Winkel des ersten Permanentmagneten.
Außerdem sind in einem Rotor mit eingelassenen Permanentmagneten gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zwei oder mehr Kerben an dem Außenumfang des Rotors gebildet, und die Formen der Kerben sind verschiedenartig ausgestaltet. In diesem Fall sollten gemäß der zuvor beschriebenen asymmetrischen Rotorstruktur mit eingelassenen Permanentmagneten die eingelassenen Winkel der Permanentmagnete jedes Nutteils unterschiedlich voneinander gebildet sein.
Genauer gesagt weisen, wie in 1 bis 3 veranschaulicht, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der Stator 10 und der Rotor 20 eine Vielzahl von Kerben N1, N2, N3, N4 auf den Oberflächen auf, die einander jeweils zugewandt sind. Die Kerben N1, N2, N3, N4 können entlang der Höhenrichtung senkrecht zu der Umfangsrichtung des Stators 10 oder des Rotors 20 gebildet sein, und können einen Querschnitt in einer spezifischen Form (rechtwinklige Form oder Trapezform mit zunehmender oder abnehmender Breite) aufweisen.
Der Stator 10 kann Folgendes umfassen: ein Joch 11 in einer Ringform, eine Vielzahl von Zähnen 12, die von dem Joch 11 nach innen erstreckt sind, und einen Schuh 13, der an dem Endabschnitt der Zähne 12 gebildet ist, um dem Rotor 20 zugewandt zu sein. In der Struktur des Elektromotors können die Kerben N1, N2 an der dem Rotor zugewandten Oberfläche des Schuhs 13 gebildet sein.
Die Kerben N1, N2 sind für jeden Stator 10, insbesondere den Schuh 13, in einer bestimmten Anzahl gebildet, und die Charakteristik der Drehmomentwelligkeit des Elektromotors variiert gemäß der Anzahl von Kerben, die für jeden Schuh 13 gebildet sind.
Beispielsweise variiert, wenn zwei Kerben an dem Schuh des Stators 10 gebildet sind, die Sattelmoment-Reduktionscharakteristik des Elektromotors um die Strukturparameter der Statorkerbe N1 und der Rotorkerbe N2, das heißt, die Faktoren wie die Breiten W1, W2, das Intervall zwischen der Statorkerbe und der Rotorkerbe, und die Tiefen D1, D2 der Statorkerbe N1 und der Rotorkerbe N2.
Ähnlich variiert die Drehmomentwelligkeits-Charakteristik des Elektromotors auch gemäß der Anzahl von Kerben, die an dem Rotor 20 gebildet sind.
Wenn beispielsweise zwei Kerben an dem Nutteil des Rotors 20 gebildet sind, variiert die Sattelmoment-Reduktionscharakteristik des Elektromotors um die Faktoren wie die Anzahl von Kerben N3, N4, Breiten W3, W4, Tiefen D3, D4 und ein Intervall dazwischen. Insbesondere kann in dem Rotor 20 die gleiche Anzahl von Kerben N3, N4 in einem Bereich gebildet sein, der jeweils benachbart zu den Permanentmagneten 21, 22 jeder Polarität gebildet ist, die in dem Rotor 20 vorgesehen ist, um die Sattelmoment-Reduktionscharakteristik zu variieren.
Der Erfinder der vorliegenden Offenbarung hat durch Versuche bestätigt, dass die Drehmomentwelligkeitsreduktion erzielt werden kann, indem eine Kerbe auf dem Stator 10 bzw. dem Rotor 20 gebildet wird, und hat insbesondere bestätigt, dass es möglich ist, zwei Statorkerben N1, N2 für jeden Schuh des Stators 10 vorzugsweise zu bilden und ein Paar von Rotorkerben N3, N4 entsprechend der jeweiligen Permanentmagnete 21, 22 einer Polarität des Rotors 20 zu bilden, wodurch die Drehmomentwelligkeit reduziert wird.
Daher wurde, um die optimalen Strukturen für die Rotorkerbe und die Statorkerbe zu erhalten, der Versuch für das Beispiel des Anwendens eines Paares von Kerbenstrukturen auf den I-Rotor angewandt, und auch entsprechend dazu als Referenz für das Anwenden eines Paares von Kerbenstrukturen auf die Zähne des Stators.
Das Versuchsbeispiel ist das gleiche wie das Beispiel in 1 bis 3, ausgenommen, dass es der I-Typ ist und der eingelassene Winkel des Permanentmagneten 0 ist.
Nachfolgend wird eine Änderung der Charakteristik des Elektromotors gemäß einer Änderung der Kerbenstruktur mit Bezug auf verschiedene Versuchsbeispiele beschrieben.
Versuchsbeispiel 2
Änderungen in einem primären Sattelmoment und einem sekundären Sattelmoment wurden gemessen, indem die Anzahl von Kerben, die an dem Stator 10 und dem Rotor 20 gebildet sind, jeweils auf zwei festgelegt wurden, und die Positionen der Kerben, die an dem Stator 10 und dem Rotor 20 gebildet sind, geändert wurden.
Das heißt, es wurden die Breiten W1, W2 der zwei Kerben N1, N2, die an dem Stator 10 gebildet sind, und die Breiten W3, W4 der Rotorkerben N3, N4, die von jeweils zwei Permanentmagneten jeder Polarität des Rotors 20 gebildet sind, festgelegt. Außerdem wurden die Änderungen in dem primären Sattelmoment und dem sekundären Sattelmoment gemessen, indem die Winkel A1, A2 geändert werden, die von der Mitte der Umfangsrichtung des Schuhs 13 und der Mitte einer der Statorkerben N1, N2 (in Bezug auf die Mitte des Stators 10) gebildet werden, und die Winkel A3, A4 geändert werden, die von der Mitte der Umfangsrichtung des Nutteils des Rotors gebildet werden, das heißt, der Mitte eines Trennwandteils zum Einteilen der Permanentmagnete und der Mitte der Rotorkerben N3, N4, die (in Bezug auf die Mitte des Rotors 20) am nächsten dazu sind. Insbesondere wurden die Statorkerben N1, N2 im gleichen Winkel zueinander gebildet, und die Rotorkerben N3, N4 wurden auch im gleichen Winkel zueinander gebildet.
Die Änderungen in dem primären Sattelmoment und dem sekundären Sattelmoment, die in dem Versuchsbeispiel 2 gemessen wurden, sind in Tabelle 4 und Tabelle 5 unten veranschaulicht.
Wie in Tabelle 4 und Tabelle 5 veranschaulicht, wurden das primäre und sekundäre Sattelmoment gemäß den Positionen (Winkeln) der zwei Kerben N1, N2, die an jedem Schuh des Stators 10 gebildet sind, und den Positionen (Winkeln) der zwei Kerben N3, N4, die für jeden Permanentmagneten des Rotors 20 gebildet sind, geändert. Unter Berücksichtigung der Größenänderungen des primären Sattelmoments und des sekundären Sattelmoments, die in Tabelle 4 und Tabelle 5 zusammen veranschaulicht sind, wird bestimmt, dass die Winkel A1, A2, die von den Mitten der Statorkerben N1, N2 und der Mitte der Umfangsrichtung des Schuhs 13 vorzugsweise ungefähr 2,4 bis 4,8 Grad betragen, und die Winkel A3, A4 die von der Mitte der Umfangsrichtung des Nutteils und den Mitten der Rotorkerben N3, N4, die am nächsten dazu sind, gebildet sind, vorzugsweise ungefähr 2,8 bis 4,8 Grad betragen.
Versuchsbeispiel 3
Änderungen des Sattelmoments wurden gemessen, indem die Anzahl, Breiten, Positionen und dergleichen der Kerben des Rotors 20 festgelegt wurden, und indem die Breiten W1, W2 der zwei Kerben N1, N2, die an dem Stator 10 gebildet sind, und die Winkel A1, A2, die von der Mitte der Umfangsrichtung des Schuhs 13 und den Mitten der jeweiligen Statorkerben N1, N2 (in Bezug auf die Mitte des Stators 10) gebildet werden, geändert wurden. Insbesondere wurden die Statorkerben N1, N2 bei gleicher Breite und gleichem Winkel zueinander gebildet.
Das Ergebnis des Versuchsbeispiels 3 ist in der nachfolgenden Tabelle 6 veranschaulicht.
Wie in Tabelle 6 veranschaulicht, konnten die bevorzugten Sattelmomentwerte, die geringer als 4 Nm sind, in einem Bereich erhalten werden, in dem die Winkel A1, A2, die von der Mitte der Umfangsrichtung des Schuhs 13 und den Mitten der jeweiligen Statorkerben N1, N2 gebildet werden, 2,4 Grad bis 4,8 Grad betragen. Zusätzlich konnten die bevorzugten Sattelmomentwerte, die geringer als 4 Nm sind, in einem Bereich erhalten werden, in dem die Breiten W1, W2 der Kerben N1, N2 1,2 mm bis 3,0 mm betragen.
Es gibt auch den Fall, dass das bevorzugte Sattelmoment nicht in der Beziehung zwischen den Breiten W1, W2 der zwei Kerben N1, N2, die an dem Stator 10 gebildet sind, und den Winkeln A1, A2, die von der Mitte der Umfangsrichtung des Schuhs 13 und den Mitten der jeweiligen Statorkerben N1, N2 gebildet werden, erzielt wird, aber wenn eine der zwei Bedingungen erzielt wird, kann das bevorzugte Sattelmoment erzielt werden, indem das andere angemessen angepasst wird, sodass es möglich ist, den entsprechenden Bereich auf einen Bereich einzustellen, in dem das bevorzugte Sattelmoment erhalten werden kann.
Daher kann, wenn zwei Kerben N1, N2 an dem Schuh 13 des Stators 10 gebildet sind, wie in der folgenden Gleichung 1 und Gleichung 2, der Winkel A1 bestimmt werden, der von der Mitte der Umfangsrichtung des Schuhs 13 und der Mitte einer Statorkerbe N1 und der Breite W1 der Statorkerbe N1 gebildet ist. $\frac{24}{S} \times 2.4 \leq A_{1} \leq \frac{4}{S} \times 4.8$

Gleichung 2
In diesem Dokument bezeichnet S die Anzahl von Nuten des Stators und W_s die Umfangsrichtungsbreite des Schuhs 13.
Außerdem können der Winkel A2 und die Breite W2 der anderen Rotorkerbe N2 auch auf die gleiche Weise wie der Winkel A1 und die Breite W1 der Rotorkerbe N1 bestimmt werden.
Wie zuvor beschrieben, wurde unter Berücksichtigung, dass das Vergleichsbeispiel dieser Anwendung darauf basiert, dass der Elektromotor 16 Pole und 24 Nuten aufweist, und unter Berücksichtigung, dass, obgleich die Anzahl von Polen und die Anzahl von Nuten geändert wurde, linear fast ähnliche Merkmale erhalten werden konnten, ein Skalierungsfaktor auf einen numerischen Grenzwert angewandt.
Versuchsbeispiel 4
Ähnlich zu dem Vergleichsbeispiel 3 wurden Änderungen in den Sattelmomenten gemessen, indem die Anzahl, Breiten, Positionen und dergleichen der Kerben N1, N2 des Stators 10 festgelegt wurden, und indem die Breiten W₃, W₄ der Rotorkerben N3, N4, die von jeweils zwei Permanentmagneten jeder Polarität des Rotors 20 gebildet sind, und die Winkel A3, A4, die von der Mitte der Umfangsrichtung des Nutteils und den Mitten der Rotorkerben N3, N4, die am nächsten dazu sind (in Bezug auf die Mitte des Rotors 20), gebildet wurden.
Das Ergebnis des Versuchsbeispiels 4 ist in der nachfolgenden Tabelle 7 veranschaulicht.
Wie in Tabelle 7 veranschaulicht, konnten die bevorzugten Sattelmomentwerte, die geringer als 4 Nm sind, in einem Bereich erhalten werden, in dem die Winkel A3, A4, die von der Mitte der Umfangsrichtung des Nutteils und den Mitten der Rotorkerben N3, N4 gebildet werden, die am nächsten dazu sind, 2,8 Grad bis 4,8 Grad betrugen. Zusätzlich konnten die bevorzugten Sattelmomentwerte, die geringer als 4 Nm sind, in einem Bereich erhalten werden, in dem die Breiten W3, W4 der Rotorkerben N3, N4 1,0 mm bis 5,0 mm betrugen.
Zusammengefasst können, indem die Kriterien angewandt werden, die in gleicher Weise auf das Vergleichsbeispiel 3 angewandt werden, wenn die zwei Kerben N3, N4 an dem Rotor 20 gebildet sind, wie in der folgenden Gleichung 3 und Gleichung 4 veranschaulicht, die Winkel A3, A4, die von der Mitte der Umfangsrichtung des Nutteils und den Mitten der Rotorkerben N3, N4, die am nächsten dazu sind, und den Breiten W3, W4 davon gebildet sind, bestimmt werden. $\frac{16}{P} \times 2.8 \leq A_{3} \leq \frac{16}{P} \times 4.8$

Gleichung 4
In diesem Dokument bezeichnet P die Anzahl von Polen des Rotors 20 und R bezeichnet den Radius des Rotors.
Außerdem können, wie in den Gleichungen 3 und 4 veranschaulicht, der Winkel A4 und die Breite W4 der anderen Rotorkerbe N4 auch auf die gleiche Weise wie der Winkel A3 und die Breite W3 der Rotorkerbe N3 bestimmt werden.
Versuchsbeispiel 5
Wie in 3 veranschaulicht, wurden in dem asymmetrischen Rotor mit eingelassenen Permanentmagneten, in dem der eingelassene Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten des Rotornutteils und der eingelassene Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten davon voneinander unterschiedlich sind, die Sattelmomente gemessen, indem das Paar von Kerben N1, N2 auf dem Schuh der Zähne des Stators gebildet wurde, das Paar von Kerben N3, N4 auf dem Nutteil des Rotors gebildet wurde, und die Winkel und Breiten der Kerben N1, N2, N3, N4 geändert wurden.

Tabelle 8 veranschaulicht die Versuchsergebnisse des Sattelmoments und der Drehmomentwelligkeit, die gemessen wurden, indem die Winkel und Breiten der Statorkerben N1, N2 und der Rotorkerben N3, N4 in dem Beispiel geändert wurden, in dem der eingelassene Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten 7 Grad betrug und der eingelassene Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten 5 Grad betrug. Tabelle 8

	Winkel (A1, A2) der Rotorkerben	Breiten (W1, W2) der Rotorkerben	Winkel (A3, A4) der Statorkerben	Breiten (W3, W4) der Statorkerben	Sattelmoment	Drehmoment - welligkeit (maximales Drehmoment)	Drehmoment - welligkeit (minimales Drehmoment)
Asymmetrie	4/3,5	4/3,5	2,5/3	3/2	1,5	2,9	3,5
Symmetrie	3,5	3,5	2,5	2	1,8	3,6	7
	4	3,5	2,5	2	1,8	3,6	7,6
	3,5	3,5	3	2	0,7	3,3	6,8
	3,5	4	2,5	2	1,9	3,6	7,3
	4	4	2,5	2	1,9	3,7	7,9
	3,5	3,5	2,5	3	1,2	3,1	7,4
	3,5	3,5	3	3	0,4	2,8	8,9

Wie in Tabelle 8 veranschaulicht, kann bestätigt werden, dass, wenn die Breite und der Winkel der Rotorkerbe und die Breite und der Winkel der Statorkerben asymmetrisch gebildet sind, die Drehmomentwelligkeit im Vergleich dazu, wenn die linke und rechte Breite und der Winkel der jeweiligen Kerben symmetrisch gebildet sind, reduziert ist, und insbesondere ist zu sehen, dass die Drehmomentwelligkeit im niedrigen Drehmomentbereich bemerkenswert reduziert ist.
Zusammengefasst ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung möglich, wenn der Elektromotor ausgestaltet ist, den asymmetrischen Rotor mit eingelassenen Permanentmagneten zu umfassen, in dem der eingelassene Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten des Rotornutteils und der eingelassene Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten davon voneinander unterschiedlich sind, den Drehmomentwelligkeits (Sattelmoment)-Reduktionseffekt ausreichend umzusetzen, während der Wirkungsgrad des Elektromotors ausreichend verbessert wird.
Außerdem ist es möglich, indem die asymmetrische Rotorstruktur mit eingelassenen Permanentmagneten angewandt wird, das Paar von Kerben N3, N4 auf dem Rotornutteil zu bilden und die Breiten und/oder die Winkel davon anzupassen, sodass die Kerben asymmetrisch werden, wodurch der Drehmomentwelligkeits-Reduktionseffekt weiter maximiert wird.
Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, erkennt ein Fachmann an, dass Abwandlungen und Variationen in den Elementen der Offenbarung möglich sind, ohne vom Geltungsbereich der Offenbarung abzuweichen. Außerdem können innerhalb des Geltungsbereichs der Offenbarung viele Abwandlungen an der besonderen Situation oder dem Material gemacht werden, ohne vom wesentlichen Geltungsbereich davon abzuweichen. Daher ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Offenbarung beschränkt, sondern alle Ausführungsformen innerhalb des Geltungsbereichs der anhängigen Patentansprüche sind umfasst.

Claims

Rotor eines Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten, umfassend: eine Vielzahl von Nutteilen, die an einer Kante eines Rotorkerns in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns angebracht sind; und einen ersten Permanentmagneten und einen zweiten Permanentmagneten, die einen einzigen Magnetpol bilden, der in einen der Nutteile eingesetzt und an ihm fixiert ist, wobei ein eingelassener Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten einen unterschiedlichen Winkel von einem eingelassenen Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten aufweist.
Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten nach Anspruch 1, wobei in Bezug auf eine Drehrichtung des Rotors, der eingelassene Winkel eines ersten der ersten und zweiten Permanentmagnete in der Drehrichtung größer ist als der eingelassene Winkel eines zweiten der ersten und zweiten Permanentmagnete.
Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten nach Anspruch 2, wobei, wenn die Drehrichtung des Rotors gegen den Uhrzeigersinn ist, der eingelassene Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten an einem Winkel gebildet ist, der größer ist als der eingelassene Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten.
Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten nach Anspruch 2, wobei, wenn die Drehrichtung des Rotors im Uhrzeigersinn ist, der eingelassene Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten an einem Winkel gebildet ist, der größer ist als der eingelassene Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten.
Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der eingelassene Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten ein Winkel ist, der innerhalb eines Bereichs von 5 Grad bis 10 Grad ausgewählt ist.
Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der eingelassene Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten ein Winkel ist, der innerhalb eines Bereichs von 5 Grad bis 10 Grad ausgewählt ist.
Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der eingelassene Winkel θ₁ des ersten Permanentmagneten 7 Grad beträgt, und der eingelassene Winkel θ₂ des zweiten Permanentmagneten 5 Grad beträgt.
Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Paar von Rotorkerben an dem Nutteil des Rotors gebildet ist, und die Rotorkerben asymmetrische Kerben sind, in denen mindestens eine der Breiten und der Winkel davon voneinander unterschiedlich sind.
Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten nach Anspruch 8, wobei die Mitte der Umfangsrichtung der Rotorkerben und die Mitte der Umfangsrichtung des Nutteils gebildet sind, einen Winkel A_nr von (P: die Anzahl von Polen des Rotors) in Bezug auf eine Mitte des Rotors aufzuweisen.
Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten nach Anspruch 8, wobei die Breite W_r in Umfangsrichtung (eine Einheit ist mm) der Rotorkerben gebildet ist, eine Breite W_nr von (P: die Anzahl von Polen des Rotors, R: der Radius des Rotors) aufzuweisen.
Rotor des Elektromotors mit innenliegenden Permanentmagneten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl von V-förmigen Rillen an der Außenumfangsoberfläche des Rotorkerns in der Umfangsrichtung davon gebildet sind, und sich jede der V-förmigen Rillen zwischen den Nutteilen befindet.
Elektromotor mit innenliegenden Permanentmagneten, umfassend: einen Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und einen Stator in einer Ringform, der koaxial an einem Außenumfang des Rotors angeordnet ist.
Elektromotor mit innenliegenden Permanentmagneten nach Anspruch 12, wobei der Stator Folgendes umfasst: ein Joch in einer Ringform, eine Vielzahl von Zähnen, die von dem Joch nach innen erstreckt sind, und eine Vielzahl von Schuhen, die an dem Endabschnitt der Zähne gebildet sind, einer Außenumfangsoberfläche des Stators zugewandt zu sein, und wobei ein Paar von Statorkerben, die hin zu dem Rotor gebildet sind, an jedem der Schuhe gebildet sind.
Elektromotor mit innenliegenden Permanentmagneten nach Anspruch 13, wobei das Paar von Statorkerben, die an jedem der Schuhe gebildet sind, asymmetrische Kerben sind, in denen mindestens eine der Breiten und der Winkel davon voneinander unterschiedlich sind.
Elektromotor mit innenliegenden Permanentmagneten nach Anspruch 14, wobei die Mitte der Umfangsrichtung der Statorkerben und die Mitte der Umfangsrichtung der Schuhe gebildet sind, einen Winkel A_ns (Grad) von (S: die Anzahl von Nuten des Stators) in Bezug auf eine Mitte des Stators aufzuweisen.
Elektromotor mit innenliegenden Permanentmagneten nach Anspruch 14, wobei die Breite W 1 (mm) in Umfangsrichtung der Statorkerben gebildet ist, eine Breite W_ns von (S: die Anzahl von Nuten des Stators, W_ns: die Breite des Schuhs in Umfangsrichtung) aufzuweisen.