DE112016006031T5

DE112016006031T5 - Motor

Info

Publication number: DE112016006031T5
Application number: DE112016006031.9T
Authority: DE
Inventors: Koji Mikami; Yoji Yamada; Akihisa Hattori; Seiya Yokoyama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2018-09-13
Also published as: CN108432091B; JP6589624B2; US20180367000A1; JP2017118691A; WO2017110688A1; US10714992B2; CN108432091A

Abstract

Motor, der einen Stator, der Wicklungen aufweist, und einen Rotor umfasst, der einem magnetischen Drehfeld unterworfen wird, das durch Liefern von Antriebsstrom zu den Wicklungen erzeugt wird. Die Wicklungen umfassen in Serie geschaltete erste Wicklungen und zweite Wicklungen und die ersten Wicklungen und zweiten Wicklungen werden gleichzeitig durch den Antriebsstrom angeregt. Der Rotor umfasst eine Mehrzahl von Rotorteilen, die Seite an Seite in der axialen Richtung angeordnet sind. Jeder der multiplen Rotorteile umfasst Magnetpole, die Permanentmagnete aufweisen, und Teile, die magnetischen Kraftfluss gestatten. An einer Drehposition des Rotors, wobei die Magnetpole den ersten Windungen entgegengesetzt sind, sind die magnetischen Kraftfluss gestattenden Teile den zweiten Wicklungen entgegengesetzt und gestatten die Erzeugung eines Verkettungskraftflusses aufgrund eines schwachen Feldstroms in den zweiten Wicklungen. Die multiplen Rotorteile weisen dieselbe Anzahl von Magnetpolen auf und die Positionen der Magnetpole der multiplen Rotorteile sind mit Bezug aufeinander in der zirkumferentiellen Richtung versetzt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Motor.
STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik, wie beispielsweise im Patentdokument 1 beschrieben, umfasst ein Permanentmagnetmotor, wie beispielsweise ein bürstenloser Motor, einen Stator, der durch Wicklungen gebildet ist, die um einen Statorkern gewunden sind, und einen Rotor, bei dem Permanentmagnete dem Stator entgegengesetzt als Magnetpole verwendet werden. Die Wicklungen des Stators werden mit Antriebsstrom zum Erzeugen eines Drehfelds, das den Rotor dreht, beliefert.
DOKUMENT DES STANDS DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2014-135852
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
In einem Permanentmagnetmotor wie demjenigen, der oben beschrieben ist, erhöht, wenn der Rotor angetrieben wird, um sich mit höherer Geschwindigkeit zu drehen, eine Erhöhung der Kraftflussverbindung, die von den Permanentmagneten des Rotors resultiert, die Induktionsspannung, die an den Wicklungen des Stators erzeugt wird. Die Induktionsspannung reduziert die Motorleistung und hindert das Drehen des Rotors mit höherer Geschwindigkeit.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Motor bereitzustellen, der das Drehen mit höherer Geschwindigkeit gestattet.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, umfasst ein Motor einen Stator, der Wicklungen umfasst, und einen Rotor, der durch ein Drehfeld gedreht wird, das erzeugt wird, wenn Antriebsstrom zu den Wicklungen geliefert wird. Die Wicklungen umfassen eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung, die in Serie geschaltet sind, wobei die erste Wicklung und die zweite Wicklung synchron durch die Antriebsströme angeregt werden. Der Rotor umfasst eine Mehrzahl von Rotorteilen, die nebeneinander in einer axialen Richtung angeordnet sind. Jeder der Rotorteile umfasst einen Magnetpol, der einen Permanentmagneten und einen Kraftflusstoleranzanteil umfasst. Der Kraftflusstoleranzanteil ist der zweiten Wicklung an einer Drehposition des Rotors entgegengesetzt, wo der Magnetpol der ersten Wicklung entgegengesetzt ist. Der Kraftflusstoleranzanteil toleriert die Erzeugung einer Kraftflussverbindung, die aus einem feldschwächenden Strom an der zweiten Wicklung resultiert. Die Rotorteile umfassen jeweils eine gleiche Anzahl der Magnetpole. Die Magnetpole der Rotorteile befinden sich an Positionen, die in einer zirkumferentiellen Richtung voneinander verschoben sind.
Bei dieser Konstruktion umfasst jeder Rotorteil den Kraftflusstoleranzanteil, der der zweiten Wicklung an einer Drehposition entgegengesetzt ist, wo der Magnetpol der ersten Wicklung entgegengesetzt ist. Der Kraftflusstoleranzanteil toleriert die Erzeugung einer Kraftflussverbindung, die aus einem Feldschwächenden Strom (d-Achse-Strom) an der zweiten Wicklung resultiert. Dies ermöglicht die Erzeugung der Kraftflussverbindung (feldschwächendem Kraftfluss), die aus dem feldschwächenden Strom resultiert, der an den Windungen erzeugt wird. So wird die Wirkung des Reduzierens der Induktionsspannung, die aus dem Feldschwächenden Kraftfluss resultiert, auf weitere optimale Weise erhalten. Dies gestattet, dass der Motor sich mit höherer Geschwindigkeit auf weitere optimale Weise dreht.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, umfasst ein Motor einen Stator, der Wicklungen und einen Rotor umfasst, der durch ein Drehfeld gedreht wird, das erzeugt wird, wenn Antriebsströme zu den Wicklungen geliefert werden. Die Wicklungen umfassen eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung, die in Serie geschaltet sind, wobei die erste Wicklung und die zweite Wicklung synchron durch die Antriebsströme angeregt werden. Der Rotor umfasst eine Mehrzahl von Rotorteilen, die nebeneinander in einer axialen Richtung angeordnet sind. Jeder der Rotorteile umfasst eine erste Magnetpoleinheit, die einen Permanentmagneten umfasst, und eine zweite Magnetpoleinheit, die der zweiten Wicklung an einer Drehposition des Rotors entgegengesetzt ist, wo die erste Magneteinheit der ersten Wicklung entgegengesetzt ist. Die zweite Magnetpoleinheit legt eine schwächere Magnetkraft an den Stator an als die erste Magnetpoleinheit. Die Rotorteile umfassen jeweils eine gleiche Anzahl von Magnetpolen. Die ersten Magnetpoleinheiten der Rotorteile befinden sich an Positionen, die voneinander in einer zirkumferentiellen Richtung verschoben sind. Die zweiten Magnetpoleinheiten der Rotorteile befinden sich an Positionen, die voneinander in der zirkumferentiellen Richtung verschoben sind.
Bei dieser Struktur sind die erste Magnetpoleinheit und die zweite Magnetpoleinheit jedes Rotorteils jeweils einander an einer vorbestimmten Drehposition zur ersten Wicklung und zweiten Wicklung, die synchron angeregt werden, einander entgegengesetzt. Die zweite Magnetpoleinheit legt eine schwächere Magnetkraft an den Stator an als die erste Magnetpoleinheit. Dies erleichtert die Erzeugung der Kraftflussverbindung (feldschwächenden Kraftflusses), die aus dem an den Wicklungen erzeugten feldschwächenden Strom resultiert. So wird die Wirkung des Reduzierens der Induktionsspannung, die aus dem feldschwächenden Kraftfluss resultiert, auf weitere optimale Weise erhalten. Dies gestattet, dass der Motor sich mit höherer Geschwindigkeit auf weitere optimale Weise dreht.
Figurenliste

1A ist eine Draufsicht, die einen Motor einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechend zeigt und 1B ist eine Draufsicht, die einen Rotor der 1A zeigt.
2A ist eine perspektivische Ansicht, die den Rotor von 1A zeigt und 2B ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die den Rotor von 2A zeigt.
3 ist ein Stromkreisdiagramm, das die Verbindung von Windungen, die in 1A gezeigt sind, zeigt.
4A ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel eines Rotors zeigt und 4B ist ein perspektivisches Explosionsbild, das den Rotor des Weiteren Beispiels zeigt.
5 ist ein perspektivisches Explosionsbild, das ein weiteres Beispiel eines Rotors zeigt.
6 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel eines Rotorteils zeigt.
7 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel eines Rotorteils zeigt.
8 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel eines Rotorteils zeigt..
9 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel eines Rotorteils zeigt.
10 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel eines Rotorteils zeigt.
11 ist ein Stromkreisdiagramm, das die Verbindung von Windungen zeigt, die in einem weiteren Beispiel gezeigt sind.
12 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel eines Motors zeigt.
13 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel eines Rotorteils zeigt.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform eines Motors wird nun beschrieben.
Wie in 1A gezeigt, ist ein Motor 10 der vorliegenden Erfindung als bürstenloser Motor konfiguriert und umfasst einen ringförmigen Stator 11 und einen Rotor 21, der an einer Innenseite des Stators 11 angeordnet ist.
Struktur des Stators
Der Stator 11 umfasst einen Statorkern 12 und Wicklungen 13, die um den Statorkern 12 gewunden sind. Der Statorkern 12 ist im Wesentlichen ringförmig und aus magnetischem Metall gebildet. Der Statorkern 12 umfasst zwölf Zähne 12a, die sich nach innen erstrecken und in der radialen Richtung in gleichen winkligen Abständen in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet sind.
Es liegen zwölf Wicklungen 13 vor, deren Anzahl dieselbe wie diejenige der Zähne 12a ist. Die zwölf Wicklungen 13 sind als konzentrierte Wicklungen in derselben Richtung jeweils um die Zähne 12a gewunden. Das heißt, die zwölf Wicklungen 13 sind in der zirkumferentiellen Richtung in gleichen Abständen (Abständen von 30 Grad) angeordnet. Die Wicklungen 13 sind in drei Phasen den angelieferten Antriebsströmen von drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) entsprechend eingeteilt und in der Reihenfolge in Gegenuhrzeigerrichtung als U1, V1, W1, U2, V2, W2, U3, V3, W3, U4, V4 und W4 in 1A angezeigt.
Mit Bezug auf jede Phase sind die U-Phase-Wicklungen U1 bis U4 in der zirkumferentiellen Richtung in gleichen Abständen (Abständen von 90 Grad) angeordnet. Auf dieselbe Weise sind die V-Phase-Wicklungen V1 bis V4 in der zirkumferentiellen Richtung in gleichen Abständen (Abständen von 90 Grad) angeordnet. Die W-Phase-Wicklungen W1 bis W4 sind ebenfalls in der zirkumferentiellen Richtung in gleichen Abständen (Abständen von 90 Grad) angeordnet.
Wie in 3 gezeigt, sind die Wicklungen 13 in jeder Phase in Serie geschaltet. Das heißt, die U-Phase-Wicklungen U1 bis U4, die V-Phase-Wicklungen V1 bis V4 und die W-Phase-Wicklungen W1 bis W4 bilden jeweils Reihenschaltungen. In der vorliegenden Ausführungsform liegen die Reihenschaltung der U-Phase-Wicklungen U1 bis U4, die Reihenschaltung der V-Phase-Wicklungen V1 bis V4 und die Reihenschaltung der W-Phase-Wicklungen W1 bis W4 in einer Sternverbindung vor.
Struktur des Rotors
Wie in 2A und 2B gezeigt, wird der Rotor 21 durch Stapeln von zwei Rotorteilen (dem ersten Rotorteil 22a und dem zweiten Rotorteil 22b) in einer axialen Richtung gebildet. Die Rotorteile 22a und 22b sind bezüglich der Gestalt und Struktur identisch und so gestapelt, dass die Position des Rotorteils 22a in der zirkumferentiellen Richtung von derjenigen des Rotorteils 22b verschoben ist.
Die Struktur des ersten Rotorteils 22a wird nun unter Bezugnahme auf 1B beschrieben. Der zweite Rotorteil 22b weist dieselbe Struktur wie der erste Rotorteil 22a auf. So sind ähnliche oder dieselben Bezugsnummern denjenigen Komponenten gegeben, die gleich wie der erste Rotorteil 22a sind. Derartige Komponenten werden nun im Einzelnen beschrieben.
Wie in 1B gezeigt, weist der Rotorteil 22a der vorliegenden Ausführungsform eine innere Permanentmagnetstruktur (IPM-Struktur) auf, in der Permanentmagnete 23, die Magnetpole bilden, in einem Rotorkern 24 eingebettet sind. Der Rotorkern 24 ist scheibenförmig und aus einem magnetischen Metall gebildet. Der mittlere Anteil des Rotorkerns 24 umfasst ein Befestigungsloch 24a, in das eine Drehwelle 25 eingeschoben und befestigt ist.
Der Rotorteil 22a umfasst Anteile, wobei die Permanentmagnete 23 im Rotorkern 24 eingebettet sind, um Magnetpole zu bilden, und Anteile (nichtmagnetische Anteile 26) ohne Permanentmagnete, um kein Magnetpole zu bilden.
Noch spezifischer umfasst der Rotorteil 22a N-Magnetpole Mn und S-Magnetpole Ms, die jeweils einen Permanentmagneten 23 umfassen. Der Permanentmagnet 23 jedes der Magnetpole Mn und Ms ist so gebildet, dass die magnetischen Orientierungen in der radialen Richtung gerichtet sind. In weiteren Einzelheiten ist der Permanentmagnet 23 jedes N-Magnetpols Mn so magnetisiert, dass der Magnetpol, der an der äußeren zirkumferentiellen Seite gebildet ist, der N-Pol ist und der Permanentmagnet 23 jedes S-Magnetpols Ms so magnetisiert ist, dass der Magnetpol, der an der äußeren zirkumferentiellen Seite gebildet ist, der S-Pol ist.
Ferner ist jeder Permanentmagnet 23 beispielsweise ein anisotroper gesinterter Magnet und beispielsweise durch einen Neodym-Magnet, Samarium-Kobalt- (SmCo-) Magnet, SmFeN-Magnet, Ferrit-Magnet, Alnico-Magnet oder dergleichen konfiguriert. Jeder Permanentmagnet 23 der vorliegenden Ausführungsform ist in einer axialen Ansicht rechteckig. Jeder Permanentmagnet 23 umfasst eine lange Seitenfläche (radial innere Fläche), wie in axialer Richtung betrachtet, die zur radialen Richtung des Rotors 21 rechtwinklig ist.
Der N-Magnetpol Mn und der S-Magnetpole Ms sind aneinander anliegend so angeordnet, dass ihre Magnetpolmittelpunkte in einem Abstand von 45 Grad in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet sind. Jedes Paar des N-Magnetpols Mn und des S-Magnetpols Ms, die aneinander anliegend angeordnet sind, wird als Magnetpoolpaar P bezeichnet. Im Rotorteil 22a der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Magnetpolpaare P in der zirkumferentiellen Richtung an um 180 Grad entgegengesetzten Positionen angeordnet. In weiteren Einzelheiten sind der N-Magnetpol Mn eines der beiden Magnetpolpaare P und der N-Magnetpol Mn des anderen einen der beiden Magnetpolpaare P in der zirkumferentiellen Richtung an um 180 Grad entgegengesetzten Positionen angeordnet. Auf dieselbe Weise sind der S-Magnetpol Ms eines der beiden Magnetpolpaare P und der S-Magnetpol Ms des anderen einen der beiden Magnetpolpaare P in der zirkumferentiellen Richtung an um 180 Grad entgegengesetzten Positionen angeordnet.
Außerdem ist der offene Winkel (der belegte Winkel) jedes der Magnetpole Mn und Ms in der zirkumferentiellen Richtung des Rotorteils 22a auf (360/2n)° eingestellt, wobei n die Gesamtzahl der Magnetpole Mn und Ms (die Gesamtzahl von Permanentmagneten 23) darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Gesamtzahl der Magnetpole Mn und Ms vier. So ist der offene Winkel jedes der Magnetpole Mn und Ms auf 45° eingestellt. Das heißt, der offene Winkel des Magnetpolpaars P der anliegenden Magnetpole Mn und Ms beträgt 90°.
Im Rotorteil 22a, der die obige Struktur aufweist, definieren Anteile des Rotorkerns 24, die sich zwischen den Magnetpolpaaren P in der zirkumferentiellen Richtung befinden, die nichtmagnetischen Anteile 26 ohne Permanentmagnete, so dass keine Magnetpole gebildet werden. Das heißt der Rotorkern 24 umfasst zwei Magnetpolpaare P und zwei nichtmagnetische Anteile 26, die abwechselnd alle 90° in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet sind. Ferner ist jeder nichtmagnetische Anteil 26 des Rotorkerns 24 so konfiguriert, dass eine Seite in der zirkumferentiellen Richtung an dem N-Magnetpol Mn anliegt und die andere Seite in der zirkumferentiellen Richtung an dem S-Magnetpol Ms anliegt.
Wie in 2A und 2B gezeigt, sind die ersten und zweiten Rotorteile 22a und 22b, die die obigen Strukturen aufweisen, auf eine Art gestapelt, die voneinander durch einen vorbestimmten Abweichungswinkel θ in der zirkumferentiellen Richtung verschoben sind. Der Abweichungswinkel θ der Rotorteile 22a und 22b in der zirkumferentiellen Richtung ist auf 360/ (m×t)(°) eingestellt, wobei m die Anzahl der Rotoren 22a und 22b, die nebeneinander in der axialen Richtung angeordnet sind, darstellt und t die Anzahl der Magnetpolpaare P in jedem der Rotoren 22a und 22b darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Anzahl der Rotoren 22a und 22b und die Anzahl der Magnetpolpaare P jedes der Rotoren 22a und 22b jeweils zwei. So ist der Abweichungswinkel θ auf 90° eingestellt. Das heißt der zirkumferentielle Mittelpunkt jedes Magnetpolpaars P des ersten Rotorteils 22a (oder der zirkumferentielle Mittelpunkt jedes nichtmagnetischen Anteils 26) ist um 90° in der zirkumferentiellen Richtung von dem zirkumferentiellen Mittelpunkt jedes Magnetpolpaars P des zweiten Rotorteils 22b (oder dem zirkumferentiellen Mittelpunkt jedes nichtmagnetischen Anteils 26) verschoben.
Das praktische Ausführen der vorliegenden Ausführungsform wird nun beschrieben.
Ein Antriebsschaltkreis (nicht gezeigt) liefert Antriebsströme (Wechselstrom) von drei Phasen, die Phasenunterschiede von 120° aufweisen, an die U-Phase-Wicklungen U1 bis U4, die V-Phase-Wicklungen V1 bis V4 und die W-Phase-Wicklungen W1 bis W4. So werden bei den Wicklungen U1 bis W4 diejenigen derselben Phase synchron angeregt. Dies erzeugt ein Drehfeld im Stator 11. Das Drehfeld dreht den Rotor 21. Die Lieferung der dreiphasigen Antriebsströme bildet Pole im Stator 11, so dass diejenigen, die dieselben Phasen in den Wicklungen U1 bis W4 aufweisen, dieselbe Polarität aufweisen. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Anzahl der Magnetpole des Rotors 21 (Anzahl von Magnetpolen Mn und Ms) vier. Jedoch werden bei den Wicklungen U1 bis W4 diejenigen jeder Phase mit Antriebsstrom beliefert, der unter der Annahme eingestellt ist, dass die Anzahl von Polen des Rotors 21 (Anzahl von Polen jedes der Rotoren 22a und 22b) das Zweifache der Anzahl der Magnetpole Mn und Ms (acht Pole bei der vorliegenden Ausführungsform) beträgt.
Während des Hochgeschwindigkeitsdrehens des Rotors 21 wird eine feldschwächende Regulierung ausgeführt, um die Wicklungen 13 mit feldschwächendem Strom (d-Achsestrom) zu beliefern. Während des Hochgeschwindigkeitsdrehens des Rotors 21 (während der feldschwächenden Regulierung), sind beispielsweise, wie in 1A gezeigt, wenn die N-Magnetpole Mn des ersten Rotorteils 22a radial den U-Phase-Wicklungen U1 und U3 entgegengesetzt sind, die beiden nichtmagnetischen Anteile 26 der ersten Rotorteile 22a radial den U-Phase-Wicklungen U2 und U4 entgegengesetzt. Ferner sind die N-Magnetpole Mn des zweiten Rotorteils 22b den U-Phase-Wicklungen U2 und U4 entgegengesetzt und die beiden nichtmagnetischen Anteile 26 des zweiten Rotorteils 22b sind den U-Phase-Wicklungen U1 und U3 radial entgegengesetzt.
In diesem Fall werden die U-Phase-Wicklungen U1 bis U4 jeweils mit einem feldschwächenden Strom beliefert und die U-Phase-Wicklungen U2 und U4 sind den nichtmagnetischen Anteilen 26 des ersten Rotorteils 22a radial entgegengesetzt. Dies gestattet den ungehinderten Durchgang einer Kraftflussverbindung (feldschwächender Kraftfluss), die an den U-Phase-Wicklungen U2 und U4 durch den feldschwächenden Strom erzeugt wird, durch den Rotor 21. Ferner sind die U-Phase-Wicklungen U1 und U3 den nichtmagnetischen Anteilen 26 des zweiten Rotorteils 22b radial entgegengesetzt. Dies gestattet den ungehinderten Durchgang von feldschwächendem Kraftfluss, der an den U-Phase-Wicklungen U1 und U3 erzeugt wird, durch den Rotor 21. So wird der feldschwächende Kraftfluss ohne Weiteres an jeder der U-Phase-Wicklungen U1 bis U4 erzeugt. Dementsprechend wird die Wirkung des Reduzierens der Induktionsspannung (umgekehrte Spannung), die aus dem feldschwächenden Kraftfluss resultiert, auf weitere optimale Weise erhalten. Dadurch wird der Motor 10 mit einer höheren Geschwindigkeit auf weitere optimale Weise gedreht.
Die oben beschriebene Wirkung erfolgt auch in den Wicklungen, die den S-Magnetpolen Ms entgegengesetzt sind. Ein Beispiel unter Anwendung der Induktionsspannung der U-Phase-Wicklungen U1 bis U4 ist oben beschrieben worden. Die Wirkung des Reduzierens der Induktionsspannung durch Anordnen der nichtmagnetischen Anteile 26 an den Rotoren 22a und 22b wird auch in den V-Phase-Wicklungen V1 bis V4 und den W-Phase-Wicklungen W1 bis W4 erhalten.
Wie oben beschrieben umfasst jeder der Rotoren 22a und 22b die Magnetpole Mn und Ms und die nichtmagnetischen Anteile 26 in der zirkumferentiellen Richtung.
Als Vergleichsbeispiel des Rotors werden beispielsweise in einer Struktur, die nur einen Rotorteil (z.B. nur den ersten Rotorteil 22a) umfasst, die Magnetpole Mn und Ms, die Kraftflussantriebskraft (Induktion) erzeugen, und die nichtmagnetischen Anteile 26, die keine Kraftflussantriebskraft erzeugen, in der zirkumferentiellen Richtung des Rotors gemischt. So wird eine Radialkraft, die auf den Rotor in der radialen Richtung einwirkt, in der zirkumferentiellen Richtung aus dem Gleichgewicht gebracht. Dies erhöht die Schwingung.
Im Rotor 21 der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten und zweiten Rotorteile 22a und 22b, von denen jeder die Magnetpole Mn und Ms und die nichtmagnetischen Anteile 26 umfasst, nebeneinander in der axialen Richtung angeordnet und die Magnetpole Mn und Ms der ersten und zweiten Rotorteile 22a und 22b sind voneinander in der zirkumferentiellen Richtung verschoben (man beziehe sich auf 2A und 2B). Dies verteilt die radiale Kraft, die im Rotor 21 erzeugt wird, in der zirkumferentiellen Richtung und schränkt so die Schwingung des Rotors 21 ein.
Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform der Abweichungswinkel θ der Rotorteile 22a und 22b in der zirkumferentiellen Richtung auf 360/(m×t) = 90(°) eingestellt, wobei m die Anzahl der Rotorteile 22a und 22b (zwei in der vorliegenden Ausführungsform) darstellt und t die Anzahl der Magnetpolpaare P in jedem der Rotoren 22a und 22b (zwei in der vorliegenden Ausführungsform) darstellt. So sind, wenn der Rotor 21, der die Rotorteile 22a und 22b umfasst, als ganzer betrachtet wird, die Magnetpolpaare P in gleichen Abständen in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet. Dadurch wird die radiale Kraft, die im Rotor 21 erzeugt wird, in der zirkumferentiellen Richtung auf gut ausgeglichene Weise verteilt und schränkt die Schwingung des Rotors 21 noch weiter ein.
Die vorliegende Ausführungsform hat den unten beschriebenen Vorteil.
(1) Übereinstimmend mit den gelieferten Antriebsströmen von drei Phasen umfassen die Wicklungen 13 des Stators 11 die vier U-Phase-Wicklungen U1 bis U4, die vier V-Phase-Wicklungen V1 bis V4 und die vier W-Phase-Wicklungen W1 bis W4. Die vier Wicklungen jeder Phase sind in Serie geschaltet. Das heißt, die Wicklungen 13 des Stators 11 umfassen mindestens zwei in Serie geschaltete Wicklungen (erste Wicklung und zweite Wicklung) für jede Phase.
Der Rotor 21 umfasst die ersten und zweiten Rotorteile 22a und 22b, die in der axialen Richtung gestapelt sind. Die Rotorteile 22a und 22b umfassen jeweils die Magnetpole Mn und Ms und die nichtmagnetischen Anteile 26 (Kraftflusstoleranzanteil) des Rotorkerns 24. Die Magnetpole Mn und Ms umfassen jeweils den Permanentmagnet 23. Die nichtmagnetischen Anteile 26 sind beispielsweise den U-Phase-Wicklungen U2 und U4 an einer Drehposition entgegengesetzt, wo der magnetische Magnetpol Mn (oder Magnetpol Ms) den U-Phase-Wicklungen U1 und U3 entgegengesetzt ist. In jedem der Rotorteile 22a und 22b tolerieren die nichtmagnetischen Anteile 26 des Rotorkerns 24 die Erzeugung einer Kraftflussverbindung, die von einem feldschwächenden Strom an den entgegengesetzten Wicklungen 13 resultiert. Dies erleichtert die Erzeugung des feldschwächenden Kraftflusseses an jeder Wicklung 13. So wird die Wirkung des Reduzierens der Induktionsspannung, die vom feldschwächenden Kraftfluss resultiert, auf weitere optimale Weise erhalten. Dies gestattet, dass der Motor 10 mit einer höheren Geschwindigkeit auf weiter optimale Weise gedreht wird.
Außerdem wird ein feldschwächender Kraftfluss ohne Weiteres an jeder Wicklung 13, wie oben beschrieben, erzeugt. Dadurch wird der feldschwächende Strom, der an die Wicklungen 13 geliefert wird, reduziert. Der reduzierte feldschwächende Strom schränkt die Demagnetisierung der Permanentmagnete 23 während der Feldschwächungsregulierung ein und schränkt den Kupferverlust der Wicklungen 13 ein. Anders ausgedrückt kann die Kraftflussverbindungsmenge, die durch dieselbe Menge an feldschwächendem Strom reduziert werden kann, steigen. Dies gestattet, dass die Feldschwächungsregulierung noch weiter effektiv die Drehgeschwindigkeit erhöht.
(2) Der Rotor 21 wird durch Anordnen der ersten und zweiten Rotorteile 22a und 22b nebeneinander in der axialen Richtung, so dass die Positionen der Magnetpole Mn und Ms in dem Rotorteil 22a in der zirkumferentiellen Richtung von den Positionen der Magnetpole Mn und Ms im Rotorteil 22b verschoben sind, gebildet. So wird die radiale Kraft, die im gesamten Rotor 21, einschließlich den Rotorteilen 22a und 22b, die nebeneinander angeordnet sind, erzeugt wird, in der zirkumferentiellen Richtung verteilt. Dies schränkt die Schwingung des Rotors 21 ein.
(3) In jedem der Rotorteile 22a und 22b sind eine Mehrzahl von (zwei Sätzen) der Magnetpolpaare P, die jeweils den N-Magnetpol Mn und den S-Magnetpol Ms umfassen, die nebeneinander in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet sind, in gleichen Abständen in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet. Dies gestattet, dass die Struktur jedes der Rotoren 22a und 22b mechanisch gut ausgeglichen ist.
(4) Der Abweichungswinkel θ der Rotorteile 22a und 22b in der zirkumferentiellen Richtung ist auf 360/ (m×t)(°) eingestellt, wobei m die Gesamtzahl der Rotorteile 22a und 22b, die nebeneinander in der axialen Richtung angeordnet sind, darstellt und t die Anzahl der Magnetpolpaare P jedes der Rotorteile 22a und 22b darstellt. In dieser Struktur sind, wenn der Rotor 21 als Ganzer betrachtet wird, die Magnetpolpaare P in gleichen Abständen in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet. So wird die radiale Kraft, die im Rotor 21 erzeugt wird, in der zirkumferentiellen Richtung auf gut ausgeglichene Weise verteilt. Dies schränkt die Schwingung des Rotors 21 noch weiter ein.
Die obige Ausführungsform kann wie unten beschrieben modifiziert werden.
In der obigen Ausführungsform ist der Abweichungswinkel θ der Rotorteile 22a und 22b in der zirkumferentiellen Richtung auf 90° eingestellt. Jedoch besteht keine derartige Einschränkung und der Abweichungswinkel θ kann auf weniger als 90° eingestellt werden.
In dem Rotor 21 der obigen Ausführungsform beträgt die Anzahl der Rotorteile 22a und 22b, die nebeneinander in der axialen Richtung angeordnet sind, zwei. Jedoch besteht keine derartige Einschränkung und die Anzahl der Rotorteile 22a und 22b kann drei oder mehr betragen.
In der obigen Ausführungsform sind der erste Rotorteil 22a und der zweite Rotorteil 22b aufeinandergestapelt, um gegeneinander in der axialen Richtung anzustoßen. Stattdessen kann eine nichtmagnetische Schicht zwischen dem ersten Rotorteil 22a und dem zweiten Rotorteil 22b in der axialen Richtung angeordnet sein. Beispielsweise ist in der in 4A und 4B gezeigten Struktur ein nichtmagnetisches Element 31, das als nichtmagnetische Schicht dient, zwischen dem ersten Rotorteil 22a und dem zweiten Rotorteil 22b in der axialen Richtung angeordnet. Das nichtmagnetische Element 31 ist beispielsweise aus einem Harzmaterial gebildet. Bei dieser Struktur reduziert das nichtmagnetische Element 31 den Kurzschlusskraftfluss zwischen den Rotorteilen 22a und 22b und schränkt so Reduktionen des effektiven Kraftflusses ein, der zur Drehleistung des Rotors 21 beiträgt.
Bei dem in 4A und 4B gezeigten Beispiel ist das nichtmagnetische Element 31 rund und sein Außendurchmesser ist gleich dem Außendurchmesser jedes des Rotorteile 22a und 22b (Außendurchmesser des Rotorkerns 24). Jedoch ist die Struktur, wie die Gestalt des nichtmagnetischen Elements 31, nicht besonders beschränkt. Außerdem ist die Form der nichtmagnetischen Schicht nicht auf das nichtmagnetische Element 31 beschränkt. Stattdessen kann eine Lücke, die als nichtmagnetische Schicht dient, zwischen dem ersten Rotorteil 22a und dem zweiten Rotorteil 22b in der axialen Richtung angeordnet sein.
In jedem der Rotoren 22a und 22b der obigen Ausführungsform sind die gleichen Polaritäten der Magnetpole Mn und Ms (Permanentmagnete 23) an um 180 Grad entgegengesetzten Positionen angeordnet. Jedoch besteht keine Grenze für eine derartige Anordnung.
Beispielsweise können, wie in 5 gezeigt, die N-Magnetpole Mn und die S-Magnetpole Ms (Permanentmagnete 23) abwechselnd auf einer Hälfte des Umfangs des Rotorkerns 24 angeordnet sein und die andere Hälfte des Umfangs des Rotorkerns 24 kann als nichtmagnetischer Anteil 26 konfiguriert sein. Eine derartige Struktur ergibt auch denselben Vorteil wie der Vorteil (1) der obigen Ausführungsform. Ferner beträgt in jedem der Rotoren 22a und 22b, die in 5 gezeigt sind, der Abweichungswinkel der Rotorteile 22a und 22b in der zirkumferentiellen Richtung 180°. Wenn der Rotor 21 als ganzer betrachtet wird, sind die Magnetpole Mn und Ms in gleichen Abständen in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet. Dies gestattet, dass die radiale Kraft, die durch den Rotor 21 erzeugt wird, in der zirkumferentiellen Richtung auf gut ausgeglichene Weise verteilt wird und die Schwingung des Rotors 21 noch weiter einschränkt.
In der obigen Ausführungsform weist jeder der Rotorteile 22a und 22b eine innere Permanentmagnetstruktur (IPM-Struktur) auf, wobei die Permanentmagnete 23, die die Magnetpole Mn und Ms bilden, in dem Rotorkern 24 eingebettet sind. Stattdessen können beispielsweise, wie in 6 gezeigt, die Rotorteile 22a und 22b eine permanentmagnetische Oberflächenstruktur (SPM-Struktur) aufweisen, wobei eine Mehrzahl von Permanentmagneten 32, von denen jeder die Magnetpole Mn und Ms bildet, an der äußeren zirkumferentiellen Oberfläche des Rotorkerns 24 befestigt sind.
In jedem der Rotorteile 22a und 22b, die in 6 gezeigt sind, sind die Permanentmagnete 32 bezüglich der Gestalt identisch und die äußere zirkumferentielle Oberfläche jedes Permanentmagnets 32 ist bogenförmig und erstreckt sich um die mittlere Achse. Die Anordnung der Magnetpole Mn und Ms, von denen jeder den Permanentmagnet 32 umfasst, ist dieselbe wie die Magnetpole Mn und Ms der obigen Ausführungsform.
Ferner ist der offene Winkel der Permanentmagnete 32 in der zirkumferentiellen Richtung auf (360/2n)° eingestellt, wobei n die Gesamtzahl der Magnetpole Mn und Ms (Anzahl von Permanentmagneten 32) darstellt. In diesem Beispiel beträgt die Gesamtanzahl der Magnetpole Mn und Ms vier. So ist der offene Winkel jedes Permanentmagnets auf 45° eingestellt. Ferner ist der offene Winkel jedes Magnetpolpaars P, das die Magnetpole Mn und Ms umfasst, die nebeneinander in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet sind, auf 90° mit den beiden Permanentmagneten 32 übereinstimmend eingestellt.
Außerdem umfasst der Rotorkern 24 dieses Beispiels zwei Vorsprünge 33, die jeweils den beiden nichtmagnetischen Abschnitten 26 der obigen Ausführungsform entsprechen. Jeder Vorsprung 33 des Rotorkerns 24 ist so geformt, dass er in der radialen Richtung zwischen den Magnetpolpaaren P in der zirkumferentiellen Richtung nach außen vorspringt. Anders ausgedrückt ist jeder Vorsprung so konfiguriert, dass eine Seite in der zirkumferentiellen Richtung an einem N-Polpermanentmagnet 32 anliegt und die andere Seite in der zirkumferentiellen Richtung an einem S-Polpermanentmagnet 32 anliegt. Ferner ist die äußere zirkumferentielle Oberfläche jedes Vorsprungs 33 bogenförmig um die mittlere Achse des Rotors und die äußeren zirkumferentiellen Oberflächen der Vorsprünge 33 sind mit den äußeren zirkumferentiellen Oberflächen der Permanentmagnet 32 bündig (das heißt auf demselben Umfang angeordnet).
Die beiden zirkumferentiellen Enden jedes Vorsprungs 33 sind durch Lücken K von den danebenliegenden Permanentmagneten 32 beabstandet. Der offene Winkel jedes Vorsprungs 33 in der zirkumferentiellen Richtung ist so eingestellt, dass er um eine Menge, die der Lücken K entspricht, kleiner als der offene Winkel jedes Magnetpolpaars P (90°) ist.
Bei einer derartigen Struktur funktionieren die Vorsprünge 33 des Rotorkerns 24 der Rotorteile 22a und 22b auch als Kraftflusstoleranzanteile auf dieselbe Weise wie die nichtmagnetischen Anteile 26 der obigen Ausführungsform. Dadurch werden im Wesentlichen dieselben Vorteile wie bei der obigen Ausführungsform erhalten. Die Schwingung des Rotors 21 wird auf dieselbe Weise wie bei der obigen Ausführungsform dadurch eingeschränkt, dass die Rotorteile 22a und 22b, die die obige Struktur aufweisen, voneinander in der zirkumferentiellen Richtung verschoben sind und die Rotorteile 22a und 22b nebeneinander in der axialen Richtung angeordnet sind.
In der in 6 gezeigten Struktur ragen die Vorsprünge 33 aus dem Rotorkern 24 zwischen den Magnetpolpaaren P in der zirkumferentiellen Richtung heraus. Jedoch können beispielsweise die Vorsprünge 33 dieses Beispiels vom Rotorkern 24 weggelassen werden, das heißt, der Rotorkern 24 kann eine runde Kontur in axialer Sicht aufweisen. Bei dieser Struktur funktionieren Anteile, die durch die äußere zirkumferentielle Oberfläche des Rotorkerns 24 definiert sind, wo die Permanentmagnete 32 nicht befestigt sind (bloßgelegte Oberflächen) als Kraftflusstoleranzanteile. Mit einer derartigen Struktur werden auch im Wesentlichen dieselben Vorteile wie bei der obigen Ausführungsform erreicht.
In jedem der Rotorteile 22a und 22b ist die Struktur, wie beispielsweise die Gestalt jedes Permanentmagnets 23, der in den Rotorkern 24 eingebettet ist, nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt. Stattdessen kann beispielsweise jeder Permanentmagnet 23 die in 7 gezeigte Struktur aufweisen.
7 zeigt ein Beispiel, wobei die Magnetpole Mn und Ms jedes der Rotorteile 22a und 22b Magnetbehälter 41 umfassen, die im Rotorkern 24 gebildet sind. Die Permanentmagnete 42 sind in den Magnetbehältern 41 aufgenommen und befestigt. Die Magnetpole Mn und Ms umfassen jeweils drei Magnetbehälter 41, die nebeneinander in der radialen Richtung angeordnet sind, wobei jeder Magnetbehälter 41 einen Permanentmagnet 42 unterbringt. Jeder Magnetbehälter 41 weist eine gekrümmte Form auf und ist auf die mittlere Achse des Rotors 21, wie in der axialen Richtung betrachtet, zu gewölbt. Ferner weist jeder Magnetbehälter 41 eine gekrümmte Form auf, wobei die mittlere Position in der zirkumferentiellen Richtung der Magnetpole Mn und Ms der mittleren Achse des Rotors am nächsten liegt. Der Permanentmagnet 42, der in jedem Magnetbehälter 41 angeordnet ist, weist ebenfalls eine gekrümmte Form auf, die der Form des Magnetbehälters 41 entspricht. Jeder Permanentmagnet 42 in den N-Magnetpolen Mn ist so magnetisiert, dass die Innenseite der Krümmung (radial äußeren Seite des Rotors) als N-Pol funktioniert und jeder Permanentmagnet 42 in den S-Magnetpolen Ms ist so magnetisiert, dass die Innenseite der Krümmung (radial äußeren Seite des Rotors) als S-Pol funktioniert. In der in 7 gezeigten Struktur beträgt die Anzahl der Magnetbehälter 41 (Permanentmagnete 42), die nebeneinander in der radialen Richtung angeordnet sind, in jedem der Magnetpole Mn und Ms drei. Jedoch kann die Anzahl zwei, vier oder mehr als vier betragen.
Bei dieser Struktur bilden in jedem der Magnetpole Mn und Ms Anteile des Rotorkerns 24 zwischen den Magnetbehältern 41 (Zwischenbehälteranteil R1) magnetische q-Achsewege. Dadurch wird die q-Achseinduktanz ausreichend erhöht. Ferner erzeugen, in magnetischen d-Achsewegen, die Magnetbehälter 41 (und Permanentmagnete 42) magnetischen Widerstand, der die d-Achseinduktanz ausreichend reduziert. Dadurch wird der Unterschied zwischen der q-Achseinduktanz und der d-Achseinduktanz (Schenkelpolverhältnis) erhöht. So kann das magnetische Widerstandsdrehmoment erhöht werden und das Drehmoment kann noch weiter erhöht werden.
Bei der Struktur von 7 sind die Permanentmagnete 42 bevorzugt beispielsweise durch beispielsweise Neodym-Magnete, Samarium-Kobalt- (SmCo-) Magnete, SmFeN-Magnete, Ferritmagnete, Alnico-Magnete oder dergleichen konfiguriert. Ferner weisen die Permanentmagnete 42, die nebeneinander in der radialen Richtung angeordnet sind, in jedem der Magnetpole Mn und Ms bevorzugt andere magnetische Eigenschaften (magnetische Zwangskraft oder restliche Kraftflussdichte) auf. Beispielsweise kann, um die Magnetisierung einzuschränken, eine starke magnetische Zwangskraft für den Permanentmagnet 42, der sich näher zum äußeren Umfang (radial äußeren Seite des Rotors) befindet, der dazu neigt, durch externe Magnetfelder beeinflusst zu werden, eingestellt werden. Im Gegensatz dazu kann eine geringe magnetische Zwangskraft (oder starke restliche Kraftflussdichte) für den Permanentmagnet 42, der sich näher dem inneren Umfang (radial inneren Seite des Rotors) befindet, eingestellt werden, da die Wirkung externer Magnetfelder beschränkt ist. Dementsprechend wird es für die Permanentmagnete 42, die nebeneinander in der radialen Richtung angeordnet sind, vorgezogen, dass eine stärkere magnetische Zwangskraft für diejenigen eingestellt wird, die sich näher zu dem äußeren Umfang befinden.
Im Beispiel von 7 umfasst jeder Magnetbehälter 41 einen einzelnen Permanentmagnet 42. Jedoch kann beispielsweise der Permanentmagnet 42, der in jedem Magnetbehälter 41 aufgenommen ist, in eine Mehrzahl von Segmenten in der zirkumferentiellen Richtung geteilt werden. Diese Struktur reduziert die Größe jedes Permanentmagnets 42 und ermöglicht die Bildung jedes Permanentmagnets 42.
Wie in 8 gezeigt, können Schlitze 43 im Rotorkern 24 an Anteilen, die sich zwischen den Magnetpolpaaren P in der zirkumferentiellen Richtung (Kraftflusstoleranzanteilen 24b) befinden, so gebildet werden, dass die kraftflussberichtigende Wirkung der Schlitze 43 dazu führt, dass die Kraftflusstoleranzanteile 24b als Schenkelpole 44 wirken.
In der Struktur von 8 beträgt der belegte Winkel der beiden Magnetpolpaare P im Wesentlichen 180° in der zirkumferentiellen Richtung jedes der Rotorteile 22a und 22b und der verbleibende Bereich funktioniert als Kraftflusstoleranzanteile 24b, wo Magnete nicht angeordnet sind. Noch spezifischer umfasst der Rotorkern 24 zwei Magnetpolpaare P und zwei Kraftflusstoleranzanteile 24b, die abwechselnd in der zirkumferentiellen Richtung in Abständen von im Wesentlichen 90° angeordnet sind. Die Magnetanordnung in jedem der Magnetpole Mn und Ms ist dieselbe wie die Struktur, die in 7 gezeigt ist.
Jeder Kraftflusstoleranzanteil 24b umfasst zwei Schlitzgruppen 43H, von denen jede durch eine Mehrzahl von (drei im Beispiel von 8) Schlitzen 43 bildet, die nebeneinander in der radialen Richtung angeordnet sind. Die Schlitze 43 jeder Schlitzgruppe 43H sind jeweils gekrümmt und auf die Mitte des Rotors 21 zu (Achse L), wie in der axialen Richtung betrachtet, gewölbt. In dem in 8 gezeigten Beispiel sind die Schlitze 43 jeder Schlitzgruppe 43H bezüglich der Gestalt den Magnetbehältern 41 in jedem der Magnetpole Mn und Ms identisch. Ferner ist jede Schlitzgruppe 43H so gebildet, dass die Gipfel (Anteile, die der Achse L in axialer Sicht am nächsten sind) der Kurven der Schlitze 43 in der radialen Richtung des Rotors 21 ausgerichtet sind. Der zirkumferentielle Mittelpunkt (Kurvenspitze) jeder Schlitzgruppe 43H und der zirkumferentiellen Mitte jedes der Magnetpole Mn und Ms befinden sich in gleichen Abständen in der zirkumferentiellen Richtung (gleichen Abständen von 45° in dem veranschaulichten Beispiel). In der in 8 gezeigten Struktur beträgt die Anzahl der Schlitze 43 in jeder Schlitzgruppe 43H drei, kann jedoch zwei, vier oder mehr als vier betragen.
Bei einer derartigen Struktur bilden Anteile des Rotorkerns 24 zwischen den Schlitzen 43 (Zwischenschlitzanteile R2) magnetische q-Achsenwege. Dadurch wird die q-Achseninduktanz ausreichend erhöht. Ferner erzeugen in den magnetischen d-Achsenwegen die Schlitze 43 magnetischen Widerstand, der die d-Achseninduktanz ausreichend reduziert. Dementsprechend kann der Unterschied zwischen der q-Achseninduktanz und der d-Achseninduktanz (Schenkelpolverhältnis) erhöht werden. Dies erzeugt die Schenkelpole 44 an der zirkumferentiell mittleren Position jedes Kraftflusstoleranzanteils 24b (d.h. mittleren Position zwischen Schlitzgruppen 43H, die in zirkumferentieller Richtung aneinander anliegen) und an der zirkumferentiell mittleren Position zwischen jeder Schlitzgruppe 43H und dem anliegenden der Magnetpole Mn und Ms (Magnetbehälter 41) in der zirkumferentiellen Richtung. So kann das magnetische Widerstandsdrehmoment an jedem der Schenkelpole 44 erhalten werden und das Drehmoment kann noch weiter erhöht werden. Die kraftflussberichtigende Wirkung der Schlitze 43 im Rotorkern 24 resultiert darin, dass die Schenkelpole 4 als Pole wirken. Die Schenkelpole 44 sind nichtmagnetische Pole von Permanentmagneten. So funktionieren, obwohl die Kraftflusstoleranzanteile 24b die Schenkelpole 44 umfassen, die Kraftflusstoleranzanteile 24b dahingehend, die Kraftflussverbindung, die durch einen feldschwächenden Strom erzeugt wird, zu tolerieren.
In dem in 8 gezeigten Beispiel weisen die Magnetpole Mn und Ms eine Magnetstruktur auf, die der in 7 gezeigten Struktur entspricht, die jedoch stattdessen eine Struktur (IPM-Struktur) wie diejenige der obigen Ausführungsform oder eine Struktur (SPM-Struktur) wie diejenige, die in 6 gezeigt ist, aufweisen kann.
In jedem der Rotorteile 22a und 22b, die die in der obigen Ausführungsform und in 6, 7 und dergleichen gezeigte Struktur aufweisen, wird jeder nichtmagnetische Anteil 26 kaum durch die Felder der Magnetpole Mn und Ms (Permanentmagnet 23) beeinflusst, die in der zirkumferentiellen Richtung aneinander anliegen (das heißt keine Magnetpole werden). Jedoch besteht keine Grenze bezüglich einer derartigen Anordnung.
Beispielsweise zeigt 9 eine Struktur, wobei eine Mehrzahl von Schlitzlöchern 45 und 46, die sich in der radialen Richtung erstrecken, in dem Rotorkern 24 jedes der Rotorteile 22a und 22b, die in 6 gezeigt sind, in der zirkumferentiellen Richtung in gleichen Abständen (Abständen von 90 Grad) gebildet sind. Die Schlitzlöcher 45 sind an der Grenze der Magnetpole Mn und Mn, die in der zirkumferentiellen Richtung aneinander anliegen, angeordnet. Jedes Schlitzloch 45 erstreckt sich in der radialen Richtung, die direkt an einem Befestigungsloch 24a des Rotorkerns 24 liegt, zu einer Position, die direkt am Permanentmagnet 32 liegt. Jedes Schlitzloch 46 ist an einer Position angeordnet, die dem mittleren Anteil des entsprechenden Vorsprungs 33 in der zirkumferentiellen Richtung entspricht. Jedes Schlitzloch 46 erstreckt sich in der radialen Richtung von der Position, die direkt an dem Befestigungsloch 24a des Rotorkerns 24 liegt, zu dem entsprechenden Vorsprung 33.
In jedem der Rotorteile 22a und 22b, die eine derartige Struktur aufweisen, ist eine Hälfte jedes Vorsprungs 33 in der zirkumferentiellen Richtung, durch das entsprechende Schlitzloch 46 geteilt, als N-Magnetpseudopol Fn konfiguriert und die andere Hälfte ist als S-Magnetpseudopol Fs konfiguriert. Noch spezifischer liegt der Pseudopol Fn jedes Vorsprungs 33 neben dem S-Magnetpol Ms (dessen Außenseite der S-Polpermanentmagnet 32 ist) und das Feld des S-Polpermanentmagnets 32 verursacht, dass der Pseudopol Fn als N-Polmagnet funktioniert. Auf dieselbe Weise liegt der Pseudopol Fs jedes Vorsprungs 33 neben dem N-Magnetpol Mn (dessen Außenseite der N-Polpermanentmagnet 32 ist) und das Feld des N-Polpermanentmagnets 32 verursacht, dass der Pseudopol Fs als S-Polmagnet funktioniert. Zwei N-Magnetpseudopole Fn sind in der zirkumferentiellen Richtung an um 180 Grad entgegengesetzten Positionen angeordnet und die beiden S-Magnetpseudopole Fs sind in der zirkumferentiellen Richtung an um 180 Grad entgegengesetzten Positionen angeordnet. Die ersten Magnetpaare, die jeweils die Magnetpole Mn und Ms umfassen, die in der zirkumferentiellen Richtung aneinander anliegen und die zweiten Magnetpaare, die jeweils die Pseudomagnete Fn und Fs einschließen, die in der zirkumferentiellen Richtung aneinander anliegen, sind abwechselnd in regelmäßigen Abständen (90°) in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet. Die ersten Magnetpaare und die zweiten Magnetpaare weisen die gleiche Anzahl auf. Dies gestattet, dass die Struktur der Rotorteile 22a und 22b mechanisch gut ausgeglichen ist.
Die Schlitzlöcher 45 und 46 sind Lücken und weisen einen höheren magnetischen Widerstand als der Rotorkern 24, der aus einem magnetischen Metall gebildet ist, auf. So gestatten die Schlitzlöcher 45 und 46, dass der Kraftfluss jedes Permanentmagnets 32, der durch den Rotorkern 24 hindurchgeht, auf die anliegenden Pseudomagnetpole Fn und Fs zu auf optimale Weise geführt wird (man beziehe sich auf die gestrichelten Linien mit Pfeilköpfen in 9).
In der Struktur derartiger Rotorteile 22a und 22b legen die Pseudomagnetpole Fn und Fs (zweite Magnetpoleinheit) eine schwächere magnetische Kraft an den Stator 11 als die Magnetpole Mn und Ms (erste Magnetpoleinheit) an. So wird ein feldschwächender Kraftfluss ohne Weiteres an jeder Wicklung 13 erzeugt. Dementsprechend wird die Wirkung des Reduzierens der Induktionsspannung, die aus dem feldschwächenden Kraftfluss resultiert, auf weiter optimale Weise erhalten. Dadurch wird der Motor 10 mit höherer Geschwindigkeit auf weitere optimale Weise gedreht. Ferner wird die Schwingung des Rotors 21 auf dieselbe Weise wie in der obigen Ausführungsform durch Verschieben der Rotorteile 22a und 22b, die die obige Struktur aufweisen, voneinander in der zirkumferentiellen Richtung und Anordnen der Rotorteile 22a und 22b nebeneinander in der axialen Richtung beschränkt.
In den Rotoren 22a und 22b, die die in 9 gezeigte Struktur aufweisen, wird es vorgezogen, dass der Abweichungswinkel θ der Rotorteile 22a und 22b in der zirkumferentiellen Richtung auf 360/ (m×t)(°) eingestellt wird, wobei m die Anzahl der Rotoren 22a und 22b darstellt, die nebeneinander in der axialen Richtung angeordnet sind, und t die Anzahl von Paaren der Magnetpole Mn und Ms (den ersten Magnetpaaren) in jedem der Rotoren 22a und 22b darstellt. Diese Struktur erzielt im Wesentlichen den Vorteil (4) der obigen Ausführungsform. Ferner können in der in 9 gezeigten Struktur die Schlitzlöcher 46 sich zu den äußeren zirkumferentiellen Flächen der Vorsprünge 33 so erstrecken, dass jeder Vorsprung 33 den Pseudomagneten Fn und Fs entsprechend in zwei geteilt wird. Außerdem ist die Gestalt jedes der Schlitze 45 und 46 nicht auf das in 9 gezeigte Beispiel beschränkt und kann der Struktur entsprechend geändert werden.
9 zeigt die Struktur, die die Pseudomagnete Fn und Fs umfasst und durch die Vorsprünge 33 des Rotorkerns 24 als zweiter Magnetpoleinheit gebildet wird, die eine schwächere Magnetkraft als die Magnetpole Mn und Ms aufweist. Jedoch besteht keine derartige Einschränkung. Beispielsweise zeigt 10 eine Struktur, in der jeder der Rotorteile 22a und 22b zweite Magnetpole Mn2 und Ms2 (zweite Magnetpoleinheit), die Permanentmagnete 32a umfassen, die eine schwächere Magnetkraft als die Permanentmagnete 32 aufweisen, statt der Pseudomagnete Fn und Fs umfasst, die die in 9 gezeigte Struktur aufweisen. In der in 10 gezeigten Struktur sind die Magnetpole, die die Permanentmagnete 32 aufweisen, als erste Magnetpole Mn1 und Ms1 (erste Magnetpoleinheit) bezeichnet.
Wie in 10 gezeigt, wird die radiale Dicke T2 des Permanentmagnets 32a jedes der zweiten Magnetpole Mn2 und Ms2 so eingestellt, dass sie geringer als die radiale Dicke T1 des Permanentmagnets 32 jedes der ersten Magnetpole Mn1 und Ms1 ist. So ist die Magnetkraft, die an den Stator 11 durch die Rotorteile 22a und 22b angelegt wird, an den zweiten Magnetpolen Mn2 und Ms2 schwächer als den ersten Magnetpolen Mn1 und Ms1. Bei einer derartigen Struktur wird die Wirkung des Reduzierens der Induktionsspannung, die aus dem feldschwächenden Kraftfluss resultiert, ebenfalls auf weitere optimale Weise erhalten. Dadurch wird der Motor 10 mit einer höheren Geschwindigkeit auf weiter optimale Weise gedreht.
Bei der in 10 gezeigten Struktur weisen die Permanentmagnete 32 und 32a verschiedene radiale Längen auf, derart, dass die zweiten Magnetpole Mn2 und Ms2 eine schwächere Magnetkraft als die ersten Magnetpole Mn1 und Ms1 erzeugen. Jedoch besteht keine derartige Einschränkung. Beispielsweise kann der offene Winkel des Permanentmagnets 32a so eingestellt sein, dass er kleiner als der offene Winkel des Permanentmagnets 32 ist, derart, dass die zweiten Magnetpole Mn2 und Ms2 eine schwächere Magnetkraft als die ersten Magnetpole Mn1 und Ms1 erzeugen. Alternativ können dieselben Magnete beispielsweise für die Permanentmagnete 32 und 32a verwendet werden und die Permanentmagnete 32a können sich in der radialen Richtung nach innen von den Permanentmagneten 32 befinden, so dass die zweiten Magnetpole Mn2 und Ms2 eine schwächere Magnetkraft als die ersten Magnetpole Mn1 und Ms1 erzeugen. Als andere Möglichkeit können die Permanentmagnete 32a beispielsweise eine geringere restliche Kraftflussdichte als die Permanentmagnete 32 aufweisen, so dass die zweiten Magnetpole Mn2 und Ms2 eine schwächere Magnetkraft als die ersten Magnetpole Mn1 und Ms1 erzeugen.
Bei dem oben beschriebenen Beispiel wird eine Struktur, die die zweite Magnetpoleinheit umfasst (Pseudomagnete Fn und Fs und zweite Magnetpole Mn2 und Ms2) auf eine SPM-Struktur aufgebracht, kann jedoch auch auf die in 1B, 7 und 8 gezeigte IPM-Struktur aufgebracht werden.
In der obigen Ausführungsform sind die Wicklungen für jede Phase in Serie geschaltet. Das heißt, die U-Phase-Wicklungen U1 bis U4, die V-Phase-Wicklungen V1 bis V4 und die W-Phase-Wicklungen W1 bis W4 sind in Serie geschaltet. Jedoch besteht keine derartige Einschränkung und die Wicklungenanordnung kann, wenn erforderlich, geändert werden.
Beispielsweise sind in dem Beispiel der 11 bezüglich der U-Phase die Wicklungen U1 und U2 in Serie geschaltet, die Wicklungen U3 und U4 sind in Serie geschaltet und das in Serie geschaltete Paar der Wicklungen U1 und U2 ist zu dem in Serie geschalteten Paar der Wicklungen U3 und U4 parallel geschaltet. Auf dieselbe Weise sind bezüglich der V-Phase die Wicklungen V1 und V2 in Serie geschaltet, die Wicklungen V3 und V4 sind in Serie geschaltet und das in Serie geschaltete Paar der Wicklungen V1 und V2 ist parallel zu dem in Serie geschalteten Paar der Wicklungen V3 und V4 geschaltet. Auf dieselbe Weise sind mit Bezug auf die W-Phase die Wicklungen W1 und W2 in Serie geschaltet, die Wicklungen W3 und W4 sind in Serie geschaltet und das in Serie geschaltete Paar der Wicklungen W1 und W2 ist parallel zu dem in Serie geschalteten Paar der Wicklungen W3 und W4 geschaltet.
In dem Beispiel von 11 konfigurieren mit Bezug auf die U-Phase die Wicklungen U1 und U2 ein in Serie geschaltetes Paar und die Wicklungen U3 und U4 konfigurieren ein in Serie geschaltetes Paar. Stattdessen können die Wicklungen U1 und U4 ein in Serie geschaltetes Paar konfigurieren und die Wicklungen U2 und U3 können ein in Serie geschaltetes Paar konfigurieren. Ferner ist in dem Beispiel von 11 mit Bezug auf die U-Phase das in Serie geschaltete Paar der Wicklungen U1 und U2 parallel zu dem in Serie geschalteten Paar der Wicklungen U3 und U4 geschaltet. Stattdessen kann das in Serie geschaltete Paar der Wicklungen U1 und U2 von dem in Serie geschalteten Paar der Wicklungen U3 und U4 getrennt sein und ein Paar Umrichter kann zum Liefern von U-Phaseantriebsstrom zu jedem der getrennten in Serie geschalteten Paare angeordnet sein. Ähnliche Änderungen können an der V-Phase und der W-Phase ausgeführt werden. In der obigen Ausführungsform (man beziehe sich auf 3) und dem Beispiel von 11 bilden die Wicklungen eine Sternverbindung. Stattdessen können die Wicklungen beispielsweise eine Deltaverbindung bilden.
In der obigen Ausführungsform beträgt die Gesamtanzahl der Magnetpole Mn und Ms in jedem der Rotorteile 22a und 22b vier und die Anzahl (Schlitzzahl) der Wicklungen 13 des Stators 11 beträgt zwölf. Jedoch kann die Gesamtanzahl der Magnetpole Mn und Ms und die Anzahl der Wicklungen 13 der Struktur entsprechend geändert werden. Beispielsweise können die Gesamtanzahl der Magnetpole Mn und Ms in jedem der Rotorteile 22a und 22b und die Anzahl der Wicklungen 13 so geändert werden, dass die Gesamtanzahl der Magnetpole Mn und Ms in jedem der Rotorteile 22a und 22b und die Gesamtanzahl der Wicklungen 13 eine Beziehung von n:3n aufweisen (wobei n eine ganze Zahl von 2 oder höher ist). Wenn die Gesamtanzahl der Magnetpole Mn und Ms in jedem der Rotorteile 22a und 22b eine gerade Zahl wie in der obigen Ausführungsform ist, kann die Anzahl von Magnetpolen Mn dieselbe sein wie die Anzahl von Magnetpolen Ms. Dies gestattet eine Struktur, die bezüglich der Magnetik gut ausgeglichen ist.
Ferner müssen die Gesamtanzahl der Magnetpole Mn und Ms in jedem der Rotorteile 22a und 22b und die Anzahl der Wicklungen 13 nicht unbedingt eine Beziehung von n:3n aufweisen (wobei n eine ganze Zahl von 2 oder mehr ist). Beispielsweise können die Gesamtanzahl der Magnetpole Mn und Ms in jedem der Rotorteile 22a und 22b und die Anzahl der Wicklungen 13 eine Beziehung von 5:12, 7:12 oder dergleichen aufweisen.
Die 12 zeigt ein Beispiel eines Motors 10a, wobei die Gesamtzahl der Magnetpole Mn und Ms in jedem der Rotorteile 22a und 22b und die Anzahl der Entwicklungen 13 im Verhältnis von 5:1 zu einander stehen. In dem Beispiel von 12 sind dieselben Bezugsnummern denjenigen Komponenten zugeteilt, die dieselben wie die entsprechenden Komponenten der obigen Ausführungsform und des obigen modifizierten Beispiels sind. Derartige Komponenten werden nicht im Einzelnen beschrieben. Die folgende Beschreibung ist auf Unterschiede von der obigen Ausführungsform fokussiert.
In dem Motor 10a, der in 12 gezeigt ist, sind die zwölf Verwicklungen 13 des Stators 11 den angelieferten Antriebströmen von drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) entsprechend eingeordnet und in 12 in der Reihenfolge in der Richtung im Gegenuhrzeigersinn als U1, Strich U2, Strich V1, V2, W1, Strich W2, Strich U1, U2, V1, Strich V2, Strich W1 und W2 angegeben. Die U-Phase-Wicklungen U1 und U2, die V-Phase-Wicklungen V1 und V2 und die W-Phase-Wicklungen W1 und W2 sind durch Vorwärtswicklungen gebildet. Die U-Phase-Wicklungen Strich U1 und Strich U2, die V-Phase-Wicklungen Strich V1 und Strich V2 und die W-Phase-Wicklungen Strich W1 und Strich W2 sind durch Rückwärtswicklungen gebildet. Die U-Phase-Wicklungen U1 und Strich U1 sind an um 180 Grad entgegengesetzten Positionen angeordnet. Auf dieselbe Weise sind die U-Phase-Wicklungen U2 und Strich U2 an um 180 Grad entgegengesetzten Positionen angeordnet. Dasselbe trifft auf die anderen Phasen (V-Phase und W-Phase) zu.
Die U-Phase-Wicklungen U1, U2, Strich U1 und Strich U2 sind in Serie geschaltet. Auf dieselbe Weise sind die V-Phase-Wicklungen V1, V2, Strich V1 und Strich V2 in Serie geschaltet und die W-Phase-Wicklungen W1, W2, Strich W1 und Strich W2 sind in Serie geschaltet. Die U-Phase-Wicklungen U1, U2, Strich U1, Strich U2 werden mit einem U-PhaseAntriebsstrom beliefert. Dadurch werden die U-Phase-Wicklungen Strich U1 und Strich U2, die Rückwärtswicklungen sind, mit einer umgekehrten Polarität (umgekehrten Phase) mit Bezug auf die U-Phase-Wicklungen U1 und U2, die Vorwärtswicklungen sind, angeregt. Jedoch ist die Anregungszeitplanung dieselbe. Dasselbe trifft auf die anderen Phasen (V-Phase und W-Phase) zu. Die Wicklungen jeder Phase werden mit Antriebsstrom beliefert, der unter der Annahme eingestellt wird, dass die Anzahl von Polen des Rotors 21 das Zweifache der Anzahl der Magnetpole Mn und Ms (d.h. zehn Pole in dem vorliegenden Beispiel) beträgt.
Der äußere zirkumferentielle Anteil des Rotorteils 22a des Motors 10a umfasst einen einzigen Polsatz Pa, in dem drei Magnetpole Ms und zwei Magnetpole Mn abwechselnd nebeneinander in der zirkumferentiellen Richtung und ein einziger Vorsprung 33 des Rotorkerns 24 angeordnet sind.
Die Magnetpole Mn und Ms (Permanentmagnete 32) sind so eingestellt, dass sie einen gleichen offenen Winkel aufweisen. Ferner ist der offene Winkel der Magnetpole Mn und Ms (Permanentmagnet 32) auf (360/2n) ° eingestellt, wobei n die Gesamtanzahl der Magnetpole Mn und Ms (Anzahl von Permanentmagneten 32) darstellt. Bei dem vorliegenden Beispiel beträgt die Gesamtanzahl der Magnetpole Mn und Ms fünf. So ist der offene Winkel der Magnetpole Mn und Ms (Permanentmagnet 32) auf 36° eingestellt und der offene Winkel des Pohlsatzes Pa beträgt 180°.
Noch spezifischer umfasst in dem vorliegenden Beispiel eine Hälfte des äußeren Umfangs des Rotors 21 den Polsatz Pa und die andere Hälfte umfasst den Vorsprung 33, der so gebildet ist, dass er einen offenen Winkel von im Wesentlichen 180° aufweist. So ist der Rotor 21 so gebildet, dass der Vorsprung 33 sich den Magnetpolen Mn und Ms 180° entgegengesetzt befindet. Der offene Winkel des Vorsprungs 33 des Rotorkerns 24 ist kleiner als 180° und zwar um eine Menge, die den Lücken K entspricht, die sich von den Magnetpolen Ms (Permanentmagneten 32) erstrecken, die in der zirkumferentiellen Richtung aneinander anliegen.
Der Rotor 21 des vorliegenden Beispiels umfasst den ersten Rotorteil 22a, der eine derartige Struktur aufweist, und den zweiten Rotorteil 22b (nicht gezeigt), der eine Struktur aufweist, die dem ersten Motorteil 21a ähnlich ist. Der erste Rotorteil 22a und der zweite Rotorteil 22b sind nebeneinander in der axialen Richtung angeordnet. Der Abweichungswinkel der Rotorteile 22a und 22b ist in der zirkumferentiellen Richtung auf 180° eingestellt. Das heißt, in dem Rotor 21 des vorliegenden Beispiels sind der Magnetpol Pa des ersten Rotorteils 22a und der Vorsprung des zweiten Rotorteils 22b nebeneinander in der axialen Richtung angeordnet und der Vorsprung 33 des ersten Rotorteils 22a und das Magnetpolpaar des zweiten Rotorteils 22b sind nebeneinander in der axialen Richtung angeordnet.
In der obigen Struktur des Motors 10a ist während des Hochgeschwindigkeitsdrehens des Rotors 21 (während der Feldschwächungsregulierung), beispielsweise wenn die U-Phase-Wicklung U1 in der radialen Richtung dem S-Magnetpol Ms entgegengesetzt ist, der Vorsprung 33 des ersten Rotorteils 22a in der radialen Richtung der U-Phase-Wicklung Strich U1 (man beziehen sich auf 12) auf der entgegengesetzten Seite in der zirkumferentiellen Richtung entgegengesetzt. Das heißt der Magnetpol Ms und der Vorsprung 33 sind gleichzeitig den U-Phase-Wicklungen U1 und Strich U1, die in umgekehrten Phasen (synchron) angeregt werden, entgegengesetzt. Ferner ist in diesem Zustand der S-Magnetpol im zweiten Rotorteil 22b der U-Phase-Wicklung Strich U1 entgegengesetzt und der Vorsprung ist der U-Phase-Wicklung U1 entgegengesetzt.
Die U-Phase-Wicklungen U1 und Strich U1 werden mit feldschwächendem Strom beliefert und die U-Phase-Wicklung Strich U1 ist dem Vorsprung 33 des ersten Rotorteils 22a radial entgegengesetzt. Dies gestattet den ungehinderten Durchgang der Kraftflussverbindung (feldschwächendem Kraftfluss), die in der U-Phase-Wicklung Strich U1 mit feldschwächendem Strom erzeugt wird, durch den Rotor 21. Außerdem ist die U-Phase-Wicklung U1 dem Vorsprung des zweiten Rotorteils 22b radial entgegengesetzt. Dies gestattet den ungehinderten Durchgang des feldschwächenden Kraftflusses, der an der U-Phase-Wicklung U1 erzeugt wird, durch den Rotor 21. So wird der feldschwächende Kraftfluss ohne weiteres an den U-Phase-Wicklungen U1 und Strich U1 erzeugt. Dementsprechend wird die Wirkung des Reduzierens der Induktionsspannung (umgekehrten Spannung), die aus dem feldschwächenden Kraftfluss resultiert, auf weiter optimale Weise erhalten. Da die Wicklung 13 in jeder Phase denselben Vorteil aufweist, kann der Motor 10 mit höherer Geschwindigkeit auf weitere optimale Weise gedreht werden.
Die Anzahl der Magnetpole Mn und die Anzahl der Magnetpole Ms sind nicht auf die in dem Beispiel von 12 gezeigte Weise beschränkt. Es können beispielsweise drei Magnetpole Mn und zwei Magnetpole Ms vorliegen.
Ferner ist die Anordnung der Magnetpole Mn und Ms und der Vorsprünge 33 in jedem der Rotoren 22a und 22b nicht auf die Anordnung des in 12 gezeigten Beispiels beschränkt und kann zu der beispielsweise in 13 gezeigten Struktur geändert werden, solange der Vorsprung 33 sich auf der zirkumferentiell entgegengesetzten Seite der Magnetpole Mn und Ms befindet.
In der Struktur von 13 wird ein Vorsprung 33 statt des mittleren Magnetpols Ms in dem Polsatz Pa der in 12 gezeigten Struktur gebildet und ein Magnetpol Mn (N-Pol-Permanentmagnet 32) ist auf der zirkumferentiell entgegengesetzten Seite des Vorsprungs 33 angeordnet. Diese Struktur hat dieselben Vorteile wie die in 12 gezeigte Struktur. Ferner ist im Vergleich mit der in 12 gezeigten Struktur jeder der Rotoren 22a und 22b magnetisch und mechanisch gut ausgeglichen.
In dem Stator 11 brauchen nicht alle U-Phase-Wicklungen U1, U2, Strich U1 und Strich U2 in Serie geschaltet zu sein. Ferner können die Wicklungen U1 und Strich U1 ein in Serie geschaltetes Paar bilden, das von dem in Serie geschalteten Paar der Wicklungen U2 und Strich U2 getrennt ist. Dieselben Änderungen können für die V-Phase und die W-Phase gemacht werden.
Ferner zeigt 12 ein Beispiel, wobei die Gesamtanzahl der Magnetpole Mn und Ms und die Anzahl der Wicklungen 13 eine Beziehung von 5:12 aufweisen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung auch auf eine Struktur anwendbar, die eine Beziehung von 7:12 aufweist. Ferner ist die vorliegende Erfindung auch auf eine Struktur anwendbar, wobei die Gesamtanzahl der Magnetpole Mn und Ms und die die Anzahl der Wicklungen 13 bei 5:12 (oder 7:12) durch dieselbe Zahl multipliziert ist.
In der obigen Ausführungsform sind die Permanentmagnete 23 gesinterten Magnete können jedoch stattdessen beispielsweise gebundene Magnete sein.
In der obigen Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf einen Motor 10 vom Innenrotortyp angewendet, wobei der Rotor 21 sich auf der inneren zirkumferentiellen Seite des Stators 11 befindet. Stattdessen kann die vorliegende Erfindung bei einem Motor vom Außenrotortyp angewendet werden, wobei der Rotor sich auf der äußeren zirkumferentiellen Seite des Stadttors befindet.
In der obigen Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung in einem Motor 10 vom Radialllückentyp verkörpert, wobei der Stator 11 und der Rotor 21 in der radialen Richtung einander entgegengesetzt sind. Stattdessen kann die vorliegende Erfindung auf einen Motor vom Axiallückentyp angewendet werden, wobei der Stator und der Rotor in der axialen Richtung einander entgegengesetzt sind.
Die obige Ausführungsform und die modifizierten Beispiele können miteinander kombiniert werden.

Claims

Motor umfassend: einen Stator, der Wicklungen umfasst; und einen Rotor, der durch ein Drehfeld gedreht wird, das erzeugt wird, wenn Antriebsströme zu den Wicklungen geliefert werden, wobei die Wicklungen eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung umfassen, die in Serie geschaltet sind, wobei die erste Wicklung und die zweite Wicklung synchron durch die Antriebsströme angeregt werden, der Rotor eine Mehrzahl von Rotorteilen umfasst, die nebeneinander in einer axialen Richtung angeordnet sind, wobei jeder der Rotorteile Folgendes umfasst einen Magnetpol, der einen Permanentmagnet umfasst, und einen Kraftflusstoleranzanteil, der der zweiten Wicklung an einer Drehposition des Rotors entgegengesetzt ist, wo der Magnetpol der ersten Wicklung entgegengesetzt ist, wobei der Kraftflusstoleranzanteil die Erzeugung einer Kraftflussverbindung toleriert, die aus einem feldschwächenden Strom an der zweiten Wicklung resultiert, wobei die Rotorteile jeweils eine gleiche Anzahl von Magnetpolen umfassen und die Magnetpole der Rotorteile sich an Positionen befinden, die voneinander in einer zirkumferentiellen Richtung verschoben sind.
Motor nach Anspruch 1, wobei der Magnetpol einer von einer Mehrzahl von Magnetpolen ist, jeder der Rotorteile eine Mehrzahl von Magnetpolpaaren umfasst, die in gleichen Abständen in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet sind und jedes der Magnetpolpaare einen N-Magnetpol und einen S-Magnetpol umfasst, die aneinander anliegend in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet sind.
Motor nach Anspruch 2, wobei die Rotorteile voneinander um 360/ (m×t)(°) in der zirkumferentiellen Richtung von einem Ende der Rotorteile zu einem anderen Ende der Rotorteile in der axialen Richtung verschoben sind, wobei m die Anzahl der Rotoren darstellt, die nebeneinander in der axialen Richtung angeordnet sind, und t die Anzahl der Magnetpolpaare jedes der Rotorteile darstellt.
Motor umfassend: einen Stator, der Wicklungen umfasst; und einen Rotor, der durch ein Drehfeld gedreht wird, das erzeugt wird, wenn Antriebsströme zu den Entwicklungen geliefert werden, wobei die Wicklungen eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung umfassen, die in Serie geschaltet sind, wobei die erste Wicklung und die zweite Wicklung synchron durch die Antriebsströme angeregt werden, der Rotor eine Mehrzahl von Rotorteilen umfasst, die nebeneinander in einer axialen Richtung angeordnet sind, jeder der Rotorteile Folgendes umfasst eine erste Magnetpoleinheit, die einen Permanentmagnet umfasst und eine zweite Magnetpoleinheit, die der zweiten Wicklung an einer Drehposition des Rotors entgegengesetzt ist, wobei die erste Magneteinheit der ersten Wicklung entgegengesetzt ist, wobei die zweite Magnetpoleinheit eine schwächere Magnetkraft an den Stator als die erste Magnetpoleinheit anlegt, wobei die Rotorteile jeweils eine gleiche Anzahl von Magnetpolen umfassen und die ersten Magnetpoleinheiten der Rotorteile sich an Positionen befinden, die voneinander in einer zirkumferentiellen Richtung verschoben sind und die zweiten Magnetpoleinheiten der Rotorteile sich an Positionen befinden, die voneinander in der zirkumferentiellen Richtung verschoben sind.
Motor nach Anspruch 4, wobei die erste Magnetpoleinheit eine von einer Mehrzahl erster Magnetpoleinheiten ist, die zweite Magnetpoleinheit eine von einer Mehrzahl zweiter Magnetpoleinheiten ist, die Rotorteile jeweils eine gleiche Anzahl erster Magnetpolaare und zweiter Magnetpolpaare umfassen, die ersten Magnetpolpaare und die zweiten Magnetpolpaare abwechselnd in gleichen Abständen in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet sind, die ersten Magnetpolpaare jeweils die erste Magnetpoleinheit eines N-Pols und die erste Magnetpoleinheit eines S-Pols umfassen, die zweite Magnetpoleinheit eines N-Pols und die zweite Magnetpoleinheit eines S-Pols umfassen, die aneinander anliegend in der zirkumferentiellen Richtung angeordnet sind.
Motor nach Anspruch 5, wobei die Rotorteile voneinander um 360/ (m×t)(°) in der zirkumferentiellen Richtung von einem Ende der Rotorteile zu einem anderen Ende der Rotorteile in der axialen Richtung verschoben sind, wobei m die Anzahl der Rotorteile, die nebeneinander in der axialen Richtung angeordnet sind, darstellt und t die Anzahl der ersten Magnetpolpaare jedes der Rotorteile darstellt.
Motor nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, ferner eine nichtmagnetische Schicht umfassend, die sich zwischen den Rotorteilen befindet.