DE102023101622A1

DE102023101622A1 - Optimierte schrägstellung bei permanentmagnet-synchronmotoren

Info

Publication number: DE102023101622A1
Application number: DE102023101622.9A
Authority: DE
Inventors: Shuvajit Das; Rakibul Islam; Mojtaba Bahrami Kouhshahi; Alejandro Pina Ortega
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2022-12-16
Filing date: 2023-01-24
Publication date: 2024-06-27
Also published as: US20240204637A1; CN118214181A

Abstract

Ein System umfasst einen Elektromotor, einen dem Elektromotor zugeordneten Rotor, einen ersten Pol des Rotors und einen dem ersten Pol zugeordneten ersten Magnetstapel. Der erste Magnetstapel umfasst einen Satz von Magneten, die in der Nähe des Rotors in einer schräggestellten Anordnung angeordnet sind und mindestens einen ersten Magneten mit einer ersten Länge, einen zweiten Magneten mit einer zweiten Länge und einen dritten Magneten mit einer dritten Länge umfassen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf Elektromotoren und insbesondere auf eine optimierte Schrägstellung bei Permanentmagnet-Synchronmotoren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Fahrzeug, wie z. B. ein Pkw, ein Lkw, ein Sportnutzfahrzeug, ein Crossover, ein Mini-Van, ein Wasserfahrzeug, ein Flugzeug, ein Geländefahrzeug, ein Freizeitfahrzeug oder ein anders geeignetes Transportmittel, umfasst in der Regel ein Lenksystem, wie z. B. ein elektronisches Servolenkungssystem (EPS-System), ein Steer-by-Wire-Lenksystem (SbW-Lenksystem), ein hydraulisches Lenksystem oder ein anderes geeignetes Lenksystem. Das Lenksystem und/oder andere Merkmale des Fahrzeugs können einen oder mehrere Elektromotoren umfassen. Solche Elektromotoren können Permanentmagnet-Synchronmotoren sein (z. B. Synchronmotoren mit innenliegenden Permanentmagneten, Synchronmotoren mit oberflächenmontierten Permanentmagneten und/oder Ähnliches).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf Elektromotoren.
Ein Aspekt der offenbarten Ausführungsformen umfasst ein System, das einen Elektromotor, einen dem Elektromotor zugeordneten Rotor, einen ersten Pol des Rotors und einen dem ersten Pol zugeordneten ersten Magnetstapel umfasst. Der erste Magnetstapel umfasst einen Satz von Magneten, die in der Nähe des Rotors in einer schräggestellten Anordnung angeordnet sind und mindestens einen ersten Magneten mit einer ersten Länge, einen zweiten Magneten mit einer zweiten Länge und einen dritten Magneten mit einer dritten Länge umfassen.
Ein weiterer Aspekt der offenbarten Ausführungsformen umfasst einen Elektromotor, der einen Rotor, einen ersten Pol des Rotors und einen ersten Magnetstapel, der dem ersten Pol zugeordnet ist, umfasst. Der erste Magnetstapel umfasst einen Satz von Magneten, die in der Nähe des Rotors in einer schräggestellten Anordnung angeordnet sind. Der Satz von Magneten umfasst mindestens einen ersten Magneten mit einer ersten Länge, einen zweiten Magneten mit einer zweiten Länge und einen dritten Magneten mit einer dritten Länge. Die erste Länge ist gleich der dritten Länge.
Ein weiterer Aspekt der offengelegten Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zur Steuerung eines Rastmoments eines Elektromotors. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines ersten Satzes von Magneten an einem ersten Magnetstapel eines ersten Pols eines dem Elektromotor zugeordneten Rotors. Das Verfahren umfasst auch das Anordnen von Magneten des ersten Satzes von Magneten gemäß einer sechsstufigen V-förmig schräggestellten Anordnung. Der erste Satz von Magneten umfasst einen ersten Magneten mit einer ersten axialen Länge, einen zweiten Magneten mit einer zweiten axialen Länge, einen dritten Magneten mit einer dritten axialen Länge, einen vierten Magneten mit einer vierten axialen Länge, einen fünften Magneten mit einer fünften axialen Länge und einen sechsten Magneten mit einer sechsten axialen Länge. Die erste axiale Länge ist gleich der dritten axialen Länge, der vierten axialen Länge und der sechsten axialen Länge. Die zweite axiale Länge ist entweder gleich der ersten axialen Länge oder kleiner als die erste axiale Länge, und die fünfte axiale Länge ist entweder gleich der vierten axialen Länge und kleiner als die vierte axiale Länge.
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind in der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen, den beigefügten Ansprüchen und den begleitenden Figuren offenbart.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Offenbarung wird am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Es wird betont, dass die verschiedenen Merkmale in den Zeichnungen gemäß gängiger Praxis nicht maßstabsgetreu sind. Im Gegenteil, die Abmessungen der verschiedenen Merkmale sind zur Verdeutlichung willkürlich vergrößert oder verkleinert.

1 zeigt allgemein ein Fahrzeug gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
2A und 2B zeigen allgemein einen Rotor gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
3A - 3C zeigen allgemein einen Teil eines Synchronmotors mit innenliegenden Permanentmagneten gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
4A und 4B zeigen allgemein einen Teil eines Synchronmotors mit oberflächenmontierten Permanentmagneten gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
5 ist ein Flussdiagramm, das allgemein ein Verfahren zur Steuerung des Rastmoments gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Diskussion bezieht sich auf verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung. Obwohl eine oder mehrere dieser Ausführungsformen bevorzugt sein können, sollen die offengelegten Ausführungsformen nicht als Einschränkung des Umfangs der Offenbarung, einschließlich der Ansprüche, interpretiert oder anderweitig verwendet werden. Darüber hinaus wird der Fachmann verstehen, dass die folgende Beschreibung über einen großen Anwendungsbereich verfügt, und dass die Erörterung einer beliebigen Ausführungsform nur als beispielhaft für diese Ausführungsform gedacht ist und nicht andeuten soll, dass der Umfang der Offenbarung, einschließlich der Ansprüche, auf diese Ausführungsform beschränkt ist.
Wie beschrieben, umfasst ein Fahrzeug, wie z. B. ein Pkw, ein Lkw, ein Sportnutzfahrzeug, ein Crossover, ein Mini-Van, ein Wasserfahrzeug, ein Flugzeug, ein Geländefahrzeug, ein Freizeitfahrzeug oder ein anderes geeignetes Transportmittel, in der Regel ein Lenksystem, wie z. B. ein elektronisches Servolenkungssystem (EPS-System), ein Steer-by-Wire-Lenksystem (SbW-Lenksystem), ein hydraulisches Lenksystem oder ein anderes geeignetes Lenksystem. Das Lenksystem und/oder andere Merkmale des Fahrzeugs können einen oder mehrere Elektromotoren umfassen. Solche Elektromotoren können Permanentmagnet-Synchronmotoren oder -maschinen (PMSM) umfassen (z. B. Synchronmotoren oder -maschinen mit innenliegenden Permanentmagneten (IPMSM), Synchronmotoren mit oberflächenmontierten Permanentmagneten (SMPMSM) und/oder ähnliche).
PMSMs werden häufig in Traktionsanwendungen eingesetzt, da sie ein höheres Drehmoment und eine höhere Leistungsdichte aufweisen. Typischerweise weist ein PMSM ein relativ höheres Rastmoment und Oberschwingungen der elektromagnetischen Gegenkraft (GEMK) auf, die im Wesentlichen durch eine schräggestellte Anordnung in dem Rotor des PMSM reduziert werden (z. B. durch eine stufenförmige Schrägstellung des Rotors in elektrischen Maschinen, die einen relativ einfachen Herstellungsprozess ermöglichen kann).
Bei einem stufenförmig schräggestellten Rotor kann es jedoch zu Schwankungen der Axialkräfte am oberen und unteren Ende des Rotorstapels kommen. Um solche Axialkraftschwankungen zu beheben, kann eine V-förmige Schrägstellung implementiert werden, die eine ähnliche Reduzierung des Rastmoments und der Drehmomentwelligkeit wie die stufenförmige Schrägstellung mit einer ausgeglichenen axialen Kraftverteilung bieten kann. 2A und 2B zeigen allgemein einen Rotor 200 eines SMPMSM. Wie in 2A allgemein dargestellt, kann der Rotor 200 eine Vielzahl von Magneten 202 umfassen, die entsprechend einer stufenförmig schräggestellten Anordnung angeordnet oder konfiguriert sind. Wie in 2B allgemein dargestellt ist, kann die Vielzahl von Magneten 202 im Rotor 200 in einer V-förmig schräggestellten Anordnung angeordnet oder konfiguriert sein. Diese Struktur und dieses grundlegende Funktionsprinzip können auch für einen IPMSM gelten.
Der in 2A und 2B definierte Schrägstellwinkel wird auf der Grundlage der Nut- und Polkombination einer elektrischen Maschine bestimmt. Solche Anordnungen sind so konfiguriert, dass sie eine Grundordnung [engl.: fundamental order] des Rastmoments aufheben oder reduzieren. Der theoretische mechanische Schrägstellwinkel kann mit Hilfe von Gleichung (1) bestimmt werden, wobei N_s die Statornutzahl, p die Rotorpolzahl und θ_skew der optimale theoretische Schrägstellwinkel ist und LCM für das kleinste gemeinsame Vielfache steht. $θ_{s k e w} = \frac{360}{L C M (N_{S}, p)}$
Die theoretische Schrägstellung gemäß Gleichung (1) sollte das Rastmoment eliminieren. Aufgrund von Streuflussproblemen (die hier z. B. als Effekt am Ende bezeichnet sein können) auf der Ober- und Unterseite der elektrischen Maschine führt der theoretische Schrägstellwinkel jedoch möglicherweise nicht zu der besten Reduzierung der Oberwellen des Rastmoments. So kann eine Maschine, die mit dem optimalen theoretischen Schrägstellwinkel ausgelegt ist, eine relativ hohe Drehmomentwelligkeit aufweisen.
Dementsprechend können Systeme und Verfahren, wie die hier beschriebenen, die so konfiguriert sind, dass sie eine Rotorkonstruktion bereitstellen, die ein verbessertes Rastmomentverhalten, ein verbessertes GEMK-Verhalten und ein verbessertes Drehmomentwelligkeitsverhalten bietet, wünschenswert sein. In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie die Effekte am Ende in einem V-förmig schräggestellten Rotor reduzieren oder minimieren. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie eine Verbesserung des Rastmomentverhaltens bewirken. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie einen PMSM, wie z. B. einen IPMSM, der für eine Fahrzeugtraktionsanwendung oder eine andere geeignete Anwendung konfiguriert ist, verwenden und/oder einen SMPMSM verwenden, der für eine Fahrzeugtraktionsanwendung oder eine andere geeignete Anwendung konfiguriert ist.
Der PMSM kann in Anwendungen eingesetzt werden, die einen kompakten, effizienten PMSM mit hoher Drehmomentdichte erfordern. Der PMSM kann einen Stator, einen Rotor oder eine Rotorbaugruppe, die konzentrisch zum Stator angeordnet ist, und eine Rotorwelle, auf der die Rotorbaugruppe sitzt, umfassen, wobei sich die Rotorwelle entlang einer Rotorachse erstreckt. Der Stator und die Rotorbaugruppe sind jeweils um die Rotorachse herum angeordnet und erstrecken sich entlang dieser Achse.
Der Stator umfasst einen Statorkern und elektromagnetische Wicklungen. Die elektromagnetischen Wicklungen können in der Nähe eines inneren Statorumfangs angeordnet sein und von einem äußeren Statorumfang beabstandet sein. Die elektromagnetischen Wicklungen können sich in einer Richtung verjüngen, die sich vom äußeren Statorumfang zum inneren Statorumfang erstreckt, so dass eine Breite jeder Wicklung der mehreren elektromagnetischen Wicklungen in einer Richtung abnimmt, die sich vom äußeren Statorumfang zum inneren Statorumfang erstreckt. In einigen Ausführungsformen können sich die elektromagnetischen Wicklungen in einer Richtung verjüngen, die sich von dem inneren Statorumfang zu dem äußeren Statorumfang erstreckt. In einigen Ausführungsformen können die elektromagnetischen Wicklungen eine im Wesentlichen konstante Querschnittsform aufweisen, die sich zwischen dem inneren Statorumfang und dem äußeren Statorumfang erstreckt.
Die Rotorbaugruppe kann drehbar im Stator angeordnet sein und sie kann um die Rotorwelle so angeordnet sein, dass der PMSM als Innenläufermotor (z. B. ein IPMSM) angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen kann die Rotorbaugruppe so um den Stator angeordnet sein, dass der PMSM als Außenläufermotor (z. B. ein SMPMSM) konfiguriert ist.
Die Rotorbaugruppe des PMSM kann Rotorsegmente mit unterschiedlichen Rotortopologien enthalten, die axial relativ zueinander gestapelt sind. Die unterschiedlichen Rotortopologien können unterschiedliche Magnet- oder Magnettaschenkonfigurationen, wie z. B. V-förmig, speichenförmig, stab- oder I-förmig, und/oder andere geeignete Konfigurationen verwenden. Die Rotorsegmente mit unterschiedlichen Rotortopologien können auch mindestens eines der folgenden Merkmale variieren: axiale Länge des Rotorsegments, Magnetlänge, Magnetdicke, Polbogenwinkel der Magnettaschen oder Magnettaschenkonfigurationen zwischen axial gestapelten Rotorsegmenten.
Die Rotorsegmente oder verschiedene Rotoren mit unterschiedlichen Rotortopologien, die relativ zueinander gestapelt sein können, können das Rastmoment, Oberschwingungen in der induzierten Spannung und die Welligkeit des Wellendrehmoments im Vergleich zu Rotoren mit oberflächenmontierten Permanentmagneten oder schräggestellten Rotorsegmenten verbessern. Zum Beispiel bewirken schräggestellte Rotorsegmente, dass benachbarte schräggestellte Rotorsegmente ein Gesamtrastmoment aufheben oder reduzieren. Der Schrägstellwinkel kann eine Phasenverschiebung zwischen den benachbarten schräggestellten Rotorsegmenten bewirken und kann bei gleichen Amplituden des Rastmoments identisch sein. Die Schrägstellung benachbarter Rotorsegmente kann bestimmte Oberwellen der induzierten Spannung auslöschen, um die Wellenform zu verändern und die Drehmomentwelligkeit zu verringern.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass ein optimaler Schrägstellwinkel erzielt wird, der sich vom theoretischen Optimalwert unterscheidet. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass axiale Längen des Rotorkerns und der Magnete von den theoretischen Idealwerten abweichen. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie Magnete mit unterschiedlichen axialen Längen für verschiedene Rotorstufen bereitstellen und/oder zur Vereinfachung des Herstellungsprozesses Magnete mit denselben axialen Längen bereitstellen. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass eine bestehende Rotorblechkonstruktion beibehalten wird. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie eine axiale Höhe der Rotorkernstufe variieren.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie einen optimalen Schrägstellwinkel liefern, der sich von einem theoretischen Optimalwert unterscheiden kann. Beispielsweise ist das Produkt aus der prozentualen Zunahme des Schrägstellwinkels (Δθ_skew%) und der Anzahl der Nuten pro Pol eine Konstante und ist definiert gemäß: $Δ θ_{skew} % * (\frac{N_{s}}{N_{p}}) = k$
Wobei N_s = Anzahl der Nuten, N_p = Anzahl der Pole und k = konstant. Die axialen Längen des Rotorkerns und der Magnete weichen von den theoretischen Idealwerten ab. Beispielsweise kann eine Verringerung der axialen Länge des mittleren Segments (z. B. des mittleren Magneten oder der mittleren Magneten) von 5% über der Symmetrieebene eines V-förmig schräggestellten Rotors und eine entsprechende Erhöhung der axialen Längen des oberen und des unteren Segments (z. B. des oberen und des unteren Magneten) um 2,5%, um die gleiche Stapellänge beizubehalten, das Rastmoment maximal reduzieren. Es versteht sich, dass die prozentuale Verringerung der axialen Länge des mittleren Segments oder anderer Segmente jeden geeigneten Prozentsatz umfassen kann, auch wenn nur begrenzte Beispiele angegeben sind.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie einen Elektromotor mit einem Rotor bereitstellen, der mindestens einen ersten Pol umfasst. Der Elektromotor kann ein PMSM, wie z. B. ein IPMSM, ein SMPMSM oder ein anderer geeigneter PMSM sein. In einigen Ausführungsformen kann der Elektromotor einem Lenksystem eines Fahrzeugs zugeordnet sein. Das Lenksystem kann ein EPS-Lenksystem, ein SbW-Lenksystem oder ein anderes geeignetes Lenksystem sein. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie einen ersten Magnetstapel bereitstellen, der dem ersten Pol zugeordnet ist. Der erste Magnetstapel kann einen Satz von Magneten umfassen, die in der Nähe des Rotors in einer schräggestellten Anordnung angeordnet sind. Die schräggestellte Anordnung kann eine V-förmig schräggestellte Anordnung umfassen, wie beispielsweise eine sechsstufige V-förmig schräggestellte Anordnung oder eine andere geeignete Anordnung. Es versteht sich, dass die hier beschriebenen Systeme und Verfahren unabhängig von der Anzahl der in einer entsprechenden stufenweise schräggestellten Anordnung verwendeten Stufen anwendbar sind. Zusätzlich oder alternativ können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren auf stufenweise schräggestellte Anordnungen, V-förmig schräggestellte Anordnungen und/oder andere geeignete Anordnungen anwendbar sein.
Der erste Magnetstapel kann auch mindestens einen ersten Magneten mit einer ersten Länge, einen zweiten Magneten mit einer zweiten Länge und einen dritten Magneten mit einer dritten Länge enthalten. In einigen Ausführungsformen ist die erste Länge gleich der dritten Länge und die erste Länge (und z. B. die dritte Länge) ist größer als die zweite Länge. In einigen Ausführungsformen sind die erste Länge und die dritte Länge gleich der zweiten Länge. In einigen Ausführungsformen kann der Satz von Magneten außerdem einen vierten Magneten mit einer vierten Länge, einen fünften Magneten mit einer fünften Länge und einen sechsten Magneten mit einer sechsten Länge umfassen. In einigen Ausführungsformen ist die vierte Länge gleich der dritten Länge, die fünfte Länge ist gleich der zweiten Länge und die sechste Länge ist gleich der ersten Länge. In einigen Ausführungsformen umfasst der erste Pol einen zweiten Magnetstapel und einen dritten Magnetstapel. In einigen Ausführungsformen umfasst der Rotor außerdem den ersten Pol und mindestens einen weiteren Pol.
1 zeigt allgemein ein Fahrzeug 10 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung. Das Fahrzeug 10 kann jedes geeignete Fahrzeug sein, wie z. B. ein Pkw, ein Lkw, ein Sportnutzfahrzeug, ein Mini-Van, ein Crossover, ein anderes Personenfahrzeug, ein geeignetes Nutzfahrzeug oder ein anderes geeignetes Fahrzeug. Obwohl das Fahrzeug 10 als Personenfahrzeug mit Rädern und zur Verwendung auf Straßen dargestellt ist, können die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung auch auf andere Fahrzeuge, wie Flugzeuge, Boote, Züge, Drohnen oder andere geeignete Fahrzeuge, angewendet werden.
Das Fahrzeug 10 umfasst eine Fahrzeugkarosserie 12 und eine Motorhaube 14. Ein Fahrgastraum 18 ist zumindest teilweise durch die Fahrzeugkarosserie 12 definiert. Ein anderer Teil der Fahrzeugkarosserie 12 definiert einen Motorraum 20. Die Motorhaube 14 kann beweglich an einem Teil der Fahrzeugkarosserie 12 angebracht sein, so dass die Motorhaube 14 Zugang zum Motorraum 20 gewährt, wenn sich die Motorhaube 14 in einer ersten oder offenen Position befindet, und die Motorhaube 14 den Motorraum 20 abdeckt, wenn sich die Motorhaube 14 in einer zweiten oder geschlossenen Position befindet. In einigen Ausführungsformen kann der Motorraum 20 an einem hinteren Teil des Fahrzeugs 10 angeordnet sein, anders, als allgemein dargestellt ist.
Der Fahrgastraum 18 kann hinter dem Motorraum 20 angeordnet sein, kann aber auch vor dem Motorraum 20 angeordnet sein, wenn der Motorraum 20 im hinteren Teil des Fahrzeugs 10 angeordnet ist. Das Fahrzeug 10 kann jedes geeignete Antriebssystem umfassen, einschließlich eines Verbrennungsmotors, eines oder mehrerer Elektromotoren (z. B. eines Elektrofahrzeugs), einer oder mehrerer Brennstoffzellen, eines Hybridantriebssystems (z. B. eines Hybridfahrzeugs), das eine Kombination aus einem Verbrennungsmotor und einem oder mehreren Elektromotoren umfasst, und/oder jedes andere geeignete Antriebssystem.
In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 einen Benzinmotor, z. B. einen Fremdzündungsmotor, umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 einen Dieselmotor, wie z. B. einen Selbstzündungsmotor, enthalten. Der Motorraum 20 beherbergt und/oder umschließt zumindest einige Komponenten des Antriebssystems des Fahrzeugs 10. Zusätzlich oder alternativ sind im Fahrgastraum 18 des Fahrzeugs 10 Antriebsbedienelemente wie ein Beschleunigungsstellglied (z.B. ein Gaspedal), ein Bremsenstellglied (z.B. ein Bremspedal), ein Handrad und andere derartige Komponenten angeordnet. Die Antriebsbedienelemente können von einem Bediener des Fahrzeugs 10 betätigt oder gesteuert werden und können direkt mit entsprechenden Komponenten des Antriebssystems verbunden sein, wie z. B. einer Drosselklappe, einer Bremse, einer Fahrzeugachse, einem Fahrzeuggetriebe und dergleichen. In einigen Ausführungsformen können die Antriebsbedienelemente Signale an einen Fahrzeugcomputer (z. B. Driveby-Wire) übermitteln, der wiederum die entsprechende Antriebskomponente des Antriebssystems steuern kann. So kann das Fahrzeug 10 in einigen Ausführungsformen ein autonomes Fahrzeug sein.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug 10 ein Getriebe, das über ein Schwungrad, eine Kupplung oder eine Flüssigkeitskupplung mit einer Kurbelwelle verbunden ist. In einigen Ausführungsformen umfasst das Getriebe ein Schaltgetriebe. In einigen Ausführungsformen umfasst das Getriebe ein Automatikgetriebe. Das Fahrzeug 10 kann im Falle eines Verbrennungsmotors oder eines Hybridfahrzeugs einen oder mehrere Kolben umfassen, die mit der Kurbelwelle zusammenarbeiten, um eine Kraft zu erzeugen, die über das Getriebe auf eine oder mehrere Achsen übertragen wird, die die Räder 22 dreht. Wenn das Fahrzeug 10 einen oder mehrere Elektromotoren umfasst, liefert eine Fahrzeugbatterie und/oder eine Brennstoffzelle den Elektromotoren Energie, um die Räder 22 zu drehen.
Das Fahrzeug 10 kann automatische Fahrzeugantriebssysteme enthalten, wie z. B. eine Geschwindigkeitsregelung, eine adaptive Geschwindigkeitsregelung, eine automatische Bremssteuerung, andere automatische Fahrzeugantriebssysteme oder eine Kombination davon. Bei dem Fahrzeug 10 kann es sich um ein autonomes oder halbautonomes Fahrzeug oder einen anderen geeigneten Fahrzeugtyp handeln. Das Fahrzeug 10 kann zusätzliche oder weniger Merkmale als die hier allgemein dargestellten und/oder offenbarten aufweisen.
In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 eine Ethernet-Komponente 24, einen Controller Area Network Bus (CAN-Bus) 26, eine Media Oriented Systems Transport-Komponente (MOST-Komponente) 28, eine FlexRay-Komponente 30 (z. B. bei einem Brake-by-Wire-System und dergleichen) und eine Local Interconnect Network-Komponente (LIN-Komponente) 32 umfassen. Das Fahrzeug 10 kann den CAN-Bus 26, die MOST-Komponente 28, die FlexRay-Komponente 30, die LIN-Komponente 32, andere geeignete Netzwerke oder Kommunikationssysteme oder eine Kombination davon verwenden, um verschiedene Informationen von z. B. Sensoren innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs an z. B. verschiedene Prozessoren oder Steuergeräte innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs zu übertragen. Das Fahrzeug 10 kann zusätzliche oder weniger Merkmale als die hier allgemein dargestellten und/oder offengelegten aufweisen.
In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 ein Lenksystem umfassen, wie z. B. ein EPS-System, ein Steer-by-Wire-Lenksystem (das z. B. ein oder mehrere Steuergeräte umfassen oder mit ihnen kommunizieren kann, die Komponenten des Lenksystems ohne die Verwendung einer mechanischen Verbindung zwischen dem Handrad und den Rädern 22 des Fahrzeugs 10 steuern), ein hydraulisches Lenksystem (das z. B. ein magnetisches Stellglied umfassen kann, das in eine Ventilbaugruppe des hydraulischen Lenksystems integriert ist) oder ein anderes geeignetes Lenksystem.
Das Lenksystem kann ein Steuersystem oder einen Steuermechanismus mit offener Rückkopplung, ein Steuersystem oder einen Steuermechanismus mit geschlossener Rückkopplung oder eine Kombination davon umfassen. Das Lenksystem kann so konfiguriert sein, dass es verschiedene Eingaben empfängt, einschließlich, aber nicht beschränkt auf eine Handradposition, ein Eingabedrehmoment, eine oder mehrere Straßenradpositionen, andere geeignete Eingaben oder Informationen oder eine Kombination davon.
Zusätzlich oder alternativ können die Eingaben ein Handraddrehmoment, einen Handradwinkel, eine Motordrehzahl, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen geschätzten Motordrehmomentbefehl, eine andere geeignete Eingabe oder eine Kombination davon umfassen. Das Lenksystem kann so konfiguriert sein, dass es eine Lenkfunktion und/oder Steuerung des Fahrzeugs 10 bereitstellt. So kann das Lenksystem beispielsweise ein Hilfsdrehmoment auf der Grundlage der verschiedenen Eingaben erzeugen. Das Lenksystem kann so konfiguriert sein, dass es einen Motor des Lenksystems unter Verwendung des Hilfsdrehmoments selektiv steuert, um dem Fahrer des Fahrzeugs 10 eine Lenkhilfe zu geben.
In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 einen Motor umfassen, der dem Lenksystem oder einem anderen geeigneten Aspekt oder Merkmal des Fahrzeugs 10 zugeordnet ist. Wie in 3A-3C allgemein dargestellt ist, kann der Motor einen IPMSM umfassen, der mindestens einen Rotor 210 aufweist. Wie allgemein dargestellt ist, kann ein Teil des Rotors 210 einen ersten Pol 214 umfassen. Es versteht sich, dass der Rotor 210 zusätzlich zu dem Pol 214 oder anstelle des Pols 214 eine beliebige geeignete Anzahl von Polen aufweisen kann. Es versteht sich, dass nur der erste Pol 214 des Rotors 210 zu Beispielzwecken dargestellt ist. Daher können Merkmale, die in Bezug auf den ersten Pol 214 beschrieben sind, für alle oder zumindest einige der anderen Pole des Rotors 210 gelten.
Der erste Pol 214 kann Magnetstapel 216 enthalten, die eine Vielzahl von Magneten 212 umfassen. Wie allgemein dargestellt, enthält der erste Pol 214 drei Magnetstapel 216, die jeweils einen Magnetsatz 218 mit sechs Magneten 212 umfassen. Es versteht sich jedoch, dass die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung auf Pole mit einer beliebigen Anzahl von Magnetstapeln mit einer beliebigen Anzahl von Magneten angewendet werden können. Die Magnete 212 können alle geeigneten Magnete, wie z. B. Permanentmagnete, umfassen.
Eine Untergruppe von Magneten 218' kann drei Magnete 212 umfassen, wie allgemein dargestellt ist. Die Untergruppe von Magneten 218' kann einen oberen Magneten (der z. B. als erster Magnet 212 bezeichnet werden kann), einen mittleren Magneten (der z. B. als zweiter Magnet 212 bezeichnet werden kann) und einen unteren Magneten (der z. B. als dritter Magnet 212 bezeichnet werden kann) umfassen. Jeder Magnet 212 weist eine axiale Länge auf und zwischen jedem Magnetpaar 212 ist ein Schrägstellwinkel definiert. Der erste Magnet 212 kann eine erste axiale Länge aufweisen, der zweite Magnet 212 kann eine zweite axiale Länge aufweisen und der dritte Magnet 212 kann eine dritte axiale Länge aufweisen.
In einigen Ausführungsformen ist die erste axiale Länge gleich der dritten axialen Länge (z. B. weist der erste Magnet 212 oder der obere Magnet die gleiche Länge wie der dritte Magnet 212 oder der untere Magnet) auf. Die zweite axiale Länge kann kleiner sein als die erste axiale Länge und die dritte axiale Länge (z.B. kann der zweite Magnet 212 oder der mittlere Magnet kürzer sein als der erste Magnet 212 oder der obere Magnet und der dritte Magnet 212 oder der untere Magnet). In einigen Ausführungsformen kann die zweite axiale Länge gleich der ersten axialen Länge und der dritten axialen Länge sein (z. B. können alle drei Magnete der Untergruppe von Magneten 218' die gleiche Länge aufweisen). Dies kann den Herstellungsprozess erleichtern, indem die Möglichkeit verringert wird, dass eine falsche Magnetlänge an einer bestimmten Position der Untergruppe von Magneten 218' platziert wird.
In einigen Ausführungsformen kann der Magnetsatz 218 außerdem einen vierten Magneten 212, einen fünften Magneten 212 und einen sechsten Magneten 212 umfassen (die z. B. zusammen eine weitere Untergruppe von Magneten bilden). Der vierte Magnet 212 kann eine axiale Länge aufweisen, die der ersten axialen Länge entspricht. Der fünfte Magnet 212 kann eine axiale Länge aufweisen, die der zweiten axialen Länge entspricht. Der sechste Magnet 212 kann eine axiale Länge aufweisen, die der dritten axialen Länge entspricht.
Alternativ kann der vierte Magnet 212 eine vierte axiale Länge aufweisen, die größer ist als eine fünfte axiale Länge, die dem fünften Magneten 212 zugeordnet ist, und die gleich einer sechsten axialen Länge, die dem sechsten Magneten 212 zugeordnet ist. Die vierte axiale Länge kann sich von der ersten axialen Länge unterscheiden.
Alternativ dazu können die vierte axiale Länge, die fünfte axiale Länge und die sechste axiale Länge gleich sein. Die vierte axiale Länge kann sich von der ersten axialen Länge unterscheiden.
Der Schrägstellwinkel zwischen den einzelnen Magneten 212 eines jeden Magnetstapels 216 kann je nach den axialen Längen der einzelnen Magnete 212 und einer gewünschten Schrägstellanordnung variieren.
Wie in 4A und 4B allgemein dargestellt, kann der Motor einen SMPMSM mit mindestens einem Rotor 220 umfassen. Wie allgemein dargestellt ist, kann ein Teil des Rotors 220 einen ersten Pol 222 aufweisen. Es versteht sich, dass der Rotor 220 zusätzlich zu dem Pol 222 oder anstelle des Pols 222 eine beliebige geeignete Anzahl von Polen aufweisen kann. Es versteht sich, dass nur der erste Pol 222 des Rotors 220 zu Beispielzwecken dargestellt ist. Daher können in Bezug auf den ersten Pol 222 beschriebene Merkmale für alle oder zumindest einige der anderen Pole des Rotors 220 gelten.
Der erste Pol 222 kann Magnetstapel 224 mit einer Vielzahl von Magneten 226 enthalten. Wie allgemein dargestellt, enthält der erste Pol 222 drei Magnetstapel 224, die jeweils einen Magnetsatz 228 mit sechs Magneten 212262 umfassen. Es versteht sich jedoch, dass die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung auf Pole mit einer beliebigen Anzahl von Magnetstapeln mit einer beliebigen Anzahl von Magneten angewendet werden können. Die Magnete 226 können alle geeigneten Magnete, wie z. B. Permanentmagnete, umfassen.
Eine Untergruppe von Magneten 228' kann drei Magnete 226 umfassen, wie allgemein dargestellt ist. Die Untergruppe von Magneten 228' kann einen oberen Magneten (der z. B. als erster Magnet 2226 bezeichnet werden kann), einen mittleren Magneten (der z. B. als zweiter Magnet 226 bezeichnet werden kann) und einen unteren Magneten (der z. B. als dritter Magnet 226 bezeichnet werden kann) umfassen. Jeder Magnet 226 weist eine axiale Länge auf, und zwischen jedem Magnetpaar 226 ist ein Schrägstellwinkel definiert. Der erste Magnet 226 kann eine erste axiale Länge aufweisen, der zweite Magnet 226 kann eine zweite axiale Länge aufweisen und der dritte Magnet 226 kann eine dritte axiale Länge aufweisen.
In einigen Ausführungsformen ist die erste axiale Länge gleich der dritten axialen Länge (z.B. ist der erste Magnet 226 oder der obere Magnet gleich lang wie der dritte Magnet 226 oder der untere Magnet). Die zweite axiale Länge kann kleiner sein als die erste axiale Länge und die zweite axiale Länge (z. B. kann der zweite Magnet 226 oder der mittlere Magnet kürzer sein als der erste Magnet 226 oder der obere Magnet und der dritte Magnet 226 oder der untere Magnet). In einigen Ausführungsformen kann die zweite axiale Länge gleich der ersten axialen Länge und der dritten axialen Länge sein (z. B. können alle drei Magnete der Untergruppe von Magneten 228' die gleiche Länge aufweisen). Dies kann den Herstellungsprozess erleichtern, indem die Möglichkeit verringert wird, dass eine falsche Magnetlänge an einer bestimmten Position der Untergruppe der Magnete 228' platziert wird.
In einigen Ausführungsformen kann der Magnetsatz 228 außerdem einen vierten Magneten 226, einen fünften Magneten 226 und einen sechsten Magneten 226 umfassen (die z. B. zusammen eine weitere Untergruppe von Magneten bilden). Der vierte Magnet 226 kann eine axiale Länge aufweisen, die der ersten axialen Länge entspricht. Der fünfte Magnet 226 kann eine axiale Länge aufweisen, die der zweiten axialen Länge entspricht. Der sechste Magnet 226 kann eine axiale Länge aufweisen, die der dritten axialen Länge entspricht.
Alternativ kann der vierte Magnet 226 eine vierte axiale Länge aufweisen, die größer ist als eine fünfte axiale Länge, die dem fünften Magneten 226 zugeordnet ist, und die gleich einer sechsten axialen Länge ist, die dem sechsten Magneten 226 zugeordnet ist. Die vierte axiale Länge kann sich von der ersten axialen Länge unterscheiden.
Alternativ dazu können die vierte axiale Länge, die fünfte axiale Länge und die sechste axiale Länge gleich sein. Die vierte axiale Länge kann sich von der ersten axialen Länge unterscheiden.
Der Schrägstellwinkel zwischen den einzelnen Magneten 226 eines jeden Magnetstapels 224 kann je nach den axialen Längen der einzelnen Magnete 226 und einer gewünschten Schrägstellanordnung variieren.
5 ist ein Flussdiagramm, das allgemein ein Verfahren 300 zur Steuerung des Rastmoments gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zeigt. Bei 302 stellt das Verfahren 300 an einem ersten Magnetstapel eines ersten Pols eines Rotors, der dem Elektromotor zugeordnet ist, einen ersten Satz von Magneten bereit.
Bei 304 ordnet das Verfahren 300 Magnete des ersten Satzes von Magneten gemäß einer sechsstufigen, V-förmig schräggestellten Anordnung an. Der erste Satz von Magneten umfasst einen ersten Magneten mit einer ersten axialen Länge, einen zweiten Magneten mit einer zweiten axialen Länge, einen dritten Magneten mit einer dritten axialen Länge, einen vierten Magneten mit einer vierten axialen Länge, einen fünften Magneten mit einer fünften axialen Länge und einen sechsten Magneten mit einer sechsten axialen Länge. Die erste axiale Länge ist gleich der dritten axialen Länge, der vierten axialen Länge und der sechsten axialen Länge. Die zweite axiale Länge ist entweder gleich der ersten axialen Länge oder kleiner als die erste axiale Länge, und die fünfte axiale Länge ist entweder gleich der vierten axialen Länge oder kleiner als die vierte axiale Länge.
In einigen Ausführungsformen umfasst ein System einen Elektromotor, einen dem Elektromotor zugeordneten Rotor, einen ersten Pol des Rotors und einen dem ersten Pol zugeordneten ersten Magnetstapel. Der erste Magnetstapel umfasst einen Satz von Magneten, die in der Nähe des Rotors in einer schräggestellten Anordnung angeordnet sind und mindestens einen ersten Magneten mit einer ersten Länge, einen zweiten Magneten mit einer zweiten Länge und einen dritten Magneten mit einer dritten Länge umfassen.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Elektromotor einen Permanentmagnet-Synchronmotor. In einigen Ausführungsformen umfasst der Permanentmagnet-Synchronmotor einen Synchronmotor mit innenliegenden Permanentmagneten. In einigen Ausführungsformen umfasst der Permanentmagnet-Synchronmotor einen Synchronmotor mit oberflächenmontierten Permanentmagneten. In einigen Ausführungsformen ist die erste Länge gleich der dritten Länge. In einigen Ausführungsformen ist die erste Länge größer als die zweite Länge. In einigen Ausführungsformen sind die erste Länge und die dritte Länge gleich der zweiten Länge. In einigen Ausführungsformen umfasst die schräggestellte Anordnung eine V-förmig schräggestellte Anordnung. In einigen Ausführungsformen umfasst die V-förmig schräggestellte Anordnung eine sechsstufige V-förmig schräggestellte Anordnung. In einigen Ausführungsformen ist der Elektromotor einem Lenksystem eines Fahrzeugs zugeordnet. In einigen Ausführungsformen umfasst das Lenksystem ein elektrisches Servolenkungssystem. In einigen Ausführungsformen umfasst das Lenksystem ein Steer-by-Wire-Lenksystem. In einigen Ausführungsformen umfasst der Satz von Magneten außerdem einen vierten Magneten mit einer vierten Länge, einen fünften Magneten mit einer fünften Länge und einen sechsten Magneten mit einer sechsten Länge. In einigen Ausführungsformen ist die vierte Länge gleich der dritten Länge, die fünfte Länge ist gleich der zweiten Länge und die sechste Länge ist gleich der ersten Länge. In einigen Ausführungsformen umfasst der erste Pol einen zweiten Magnetstapel und einen dritten Magnetstapel. In einigen Ausführungsformen umfasst der Rotor außerdem den ersten Pol und mindestens einen weiteren Pol.
In einigen Ausführungsformen umfasst ein Elektromotor einen Rotor, einen ersten Pol des Rotors und einen ersten Magnetstapel, der dem ersten Pol zugeordnet ist. Der erste Magnetstapel umfasst einen Satz von Magneten, die in der Nähe des Rotors in einer schräggestellten Anordnung angeordnet sind. Der Satz von Magneten umfasst mindestens einen ersten Magneten mit einer ersten Länge, einen zweiten Magneten mit einer zweiten Länge und einen dritten Magneten mit einer dritten Länge. Die erste Länge ist gleich der dritten Länge.
In einigen Ausführungsformen ist die zweite Länge gleich der ersten und der dritten Länge. In einigen Ausführungsformen ist die erste Länge größer als die zweite Länge.
In einigen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zur Steuerung des Rastmoments eines Elektromotors das Bereitstellen eines ersten Satzes von Magneten an einem ersten Magnetstapel eines ersten Pols eines dem Elektromotor zugeordneten Rotors. Das Verfahren umfasst auch das Anordnen von Magneten des ersten Satzes von Magneten gemäß einer sechsstufigen V-förmig schräggestellten Anordnung. Der erste Satz von Magneten umfasst einen ersten Magneten mit einer ersten axialen Länge, einen zweiten Magneten mit einer zweiten axialen Länge, einen dritten Magneten mit einer dritten axialen Länge, einen vierten Magneten mit einer vierten axialen Länge, einen fünften Magneten mit einer fünften axialen Länge und einen sechsten Magneten mit einer sechsten axialen Länge. Die erste axiale Länge ist gleich der dritten axialen Länge, der vierten axialen Länge und der sechsten axialen Länge. Die zweite axiale Länge ist entweder gleich der ersten axiale Länge oder kleiner als die erste axiale Länge, und die fünfte axiale Länge ist entweder gleich der vierten axialen Länge oder kleiner als die vierte axiale Länge.
Die obigen Ausführungen sollen die Grundsätze und verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Zahlreiche Variationen und Modifikationen werden für den Fachmann offensichtlich, sobald die obige Offenbarung vollständig verstanden ist. Es ist beabsichtigt, dass die folgenden Ansprüche so ausgelegt werden, dass sie alle derartigen Variationen und Modifikationen umfassen.
Das Wort „Beispiel“ wird hier verwendet, um als Beispiel, Instanz oder Illustration zu dienen. Jeder hier als „Beispiel“ beschriebene Aspekt oder Entwurf ist nicht unbedingt als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Aspekten oder Entwürfen auszulegen. Vielmehr soll die Verwendung des Wortes „Beispiel“ dazu dienen, Konzepte in einer konkreten Weise darzustellen. Wie in dieser Anmeldung verwendet, soll der Begriff „oder“ ein einschließendes „oder“ und nicht ein ausschließendes „oder“ bedeuten. Das heißt, sofern nicht anders angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, ist mit „X schließt A oder B ein“ jede der natürlichen, einschließenden Permutationen gemeint. Das heißt, wenn X A einschließt, X B einschließt oder X sowohl A als auch B einschließt, dann ist „X schließt A oder B ein“ in jedem der vorgenannten Fälle erfüllt. Darüber hinaus sollen die Artikel „einer/eine/eines“, wie sie in dieser Anmeldung und den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, allgemein so ausgelegt werden, dass sie „ein oder mehrere“ bedeuten, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben oder aus dem Kontext geht eindeutig hervor, dass sie sich auf eine Singularform beziehen. Darüber hinaus ist die Verwendung des Begriffs „eine Implementierung“ oder „die eine Implementierung“ nicht gleichbedeutend mit derselben Ausführungsform oder Implementierung, es sei denn, sie wird als solche beschrieben.
Die hierin beschriebenen Systeme, Algorithmen, Verfahren, Anweisungen usw. können in Hardware, Software oder einer beliebigen Kombination davon implementiert werden. Bei der Hardware kann es sich beispielsweise um Computer, Kerne aus geistigem Eigentum (IP), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), programmierbare Logikarrays, optische Prozessoren, programmierbare Logiksteuerungen, Mikrocode, Mikrocontroller, Server, Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder jede andere geeignete Schaltung handeln. In den Ansprüchen ist der Begriff „Prozessor“ so zu verstehen, dass er jedes der vorgenannten Hardwaremodule entweder einzeln oder in Kombination umfasst. Die Begriffe „Signal“ und „Daten“ werden austauschbar verwendet.
Wie hierin verwendet, kann der Begriff Modul eine verpackte funktionale Hardwareeinheit umfassen, die für die Verwendung mit anderen Komponenten ausgelegt ist, einen Satz von Anweisungen, die von einem Steuergerät (z. B. einem Prozessor, der Software oder Firmware ausführt) ausgeführt werden können, Verarbeitungsschaltungen, die für die Ausführung einer bestimmten Funktion konfiguriert sind, und eine in sich geschlossene Hardware- oder Softwarekomponente, die eine Schnittstelle zu einem größeren System bildet. Ein Modul kann beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein Field Programmable Gate Array (FPGA), eine Schaltung, eine digitale Logikschaltung, eine analoge Schaltung, eine Kombination aus diskreten Schaltungen, Gattern und anderen Arten von Hardware oder einer Kombination davon umfassen. In anderen Ausführungsformen kann ein Modul einen Speicher enthalten, in dem Anweisungen gespeichert sind, die von einem Steuergerät ausgeführt werden können, um ein Merkmal des Moduls zu implementieren.
In einem Aspekt können die hier beschriebenen Systeme beispielsweise mit einem Allzweckcomputer oder einem Allzweckprozessor mit einem Computerprogramm implementiert werden, das bei seiner Ausführung die hier beschriebenen Verfahren, Algorithmen und/oder Anweisungen ausführt. Zusätzlich oder alternativ kann z. B. ein Spezialcomputer/Prozessor verwendet werden, der andere Hardware zur Ausführung der hier beschriebenen Methoden, Algorithmen oder Anweisungen enthalten kann.
Darüber hinaus können alle oder ein Teil der Implementierungen der vorliegenden Offenbarung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, auf das z. B. von einem computerverwendbaren oder computerlesbaren Medium zugegriffen werden kann. Ein computerverwendbares oder computerlesbares Medium kann ein beliebiges Gerät sein, das z. B. das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem beliebigen Prozessor greifbar enthalten, speichern, übermitteln oder transportieren kann. Das Medium kann beispielsweise ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches oder ein Halbleitergerät sein. Andere geeignete Medien sind ebenfalls verfügbar.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen, Implementierungen und Aspekte wurden beschrieben, um ein einfaches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen und schränken die vorliegende Erfindung nicht ein. Im Gegenteil, die Erfindung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken, die in den Anwendungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen, wobei der Anwendungsbereich so weit wie möglich auszulegen ist, um alle derartigen Modifikationen und äquivalenten Strukturen zu umfassen, die nach dem Gesetz zulässig sind.

Claims

System, das umfasst: einen Elektromotor; einen dem Elektromotor zugeordneten Rotor; einen ersten Pol des Rotors; und einen ersten Magnetstapel, der dem ersten Pol zugeordnet ist und einen Satz von Magneten umfasst, die in der Nähe des Rotors in einer schräggestellten Anordnung angeordnet sind und mindestens einen ersten Magneten mit einer ersten Länge, einen zweiten Magneten mit einer zweiten Länge und einen dritten Magneten mit einer dritten Länge umfassen.
System nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor einen Permanentmagnet-Synchronmotor umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei der Permanentmagnet-Synchronmotor einen Synchronmotor mit innenliegenden Permanentmagneten umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei der Permanentmagnet-Synchronmotor einen Synchronmotor mit oberflächenmontierten Permanentmagneten umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Länge gleich der dritten Länge ist.
System nach Anspruch 5, wobei die erste Länge größer als die zweite Länge ist.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Länge und die dritte Länge gleich der zweiten Länge sind.
System nach Anspruch 1, wobei die schräggestellte Anordnung eine V-förmige, schräggestellte Anordnung umfasst.
System nach Anspruch 6, wobei die V-förmige, schräggestellte Anordnung eine sechsstufige V-förmige, schräggestellte Anordnung umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor einem Lenksystem eines Fahrzeugs zugeordnet ist.
System nach Anspruch 10, wobei das Lenksystem ein elektrisches Servolenkungssystem umfasst.
System nach Anspruch 10, wobei das Lenksystem ein Steer-by-Wire-Lenksystem umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei der Satz von Magneten ferner einen vierten Magneten mit einer vierten Länge, einen fünften Magneten mit einer fünften Länge und einen sechsten Magneten mit einer sechsten Länge umfasst.
System nach Anspruch 13, wobei die vierte Länge gleich der dritten Länge ist, die fünfte Länge gleich der zweiten Länge ist und die sechste Länge gleich der ersten Länge ist.
System nach Anspruch 1, wobei der erste Pol einen zweiten Magnetstapel und einen dritten Magnetstapel umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei der Rotor ferner den ersten Pol und mindestens einen weiteren Pol umfasst.
Elektromotor, der umfasst: einen Rotor; einen ersten Pol des Rotors; und einen ersten Magnetstapel, der dem ersten Pol zugeordnet ist und einen Satz von Magneten umfasst, die in der Nähe des Rotors in einer schräggestellten Anordnung angeordnet sind und mindestens einen ersten Magneten mit einer ersten Länge, einen zweiten Magneten mit einer zweiten Länge und einen dritten Magneten mit einer dritten Länge umfassen, wobei die erste Länge gleich der dritten Länge ist.
Elektromotor nach Anspruch 17, wobei die zweite Länge gleich der ersten Länge und der dritten Länge ist.
Elektromotor nach Anspruch 17, wobei die erste Länge größer ist als die zweite Länge.
Verfahren zum Steuern des Rastmoments eines Elektromotors, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines ersten Satzes von Magneten an einem ersten Magnetstapel eines ersten Pols eines Rotors, der dem Elektromotor zugeordnet ist; und Anordnen von Magneten des ersten Satzes von Magneten gemäß einer sechsstufigen, V-förmigen, schräggestellten Anordnung, wobei: der erste Satz von Magneten einen ersten Magneten mit einer ersten axialen Länge, einen zweiten Magneten mit einer zweiten axialen Länge, einen dritten Magneten mit einer dritten axialen Länge, einen vierten Magneten mit einer vierten axialen Länge, einen fünften Magneten mit einer fünften axialen Länge und einen sechsten Magneten mit einer sechsten axialen Länge umfasst, die erste axiale Länge gleich der dritten axialen Länge, der vierten axialen Länge und der sechsten axialen Länge ist, die zweite axiale Länge entweder gleich der ersten axialen Länge oder kleiner als die erste axiale Länge ist, und die fünfte axiale Länge entweder gleich der vierten axialen Länge oder kleiner als die vierte axiale Länge ist.