DE60108424T2

DE60108424T2 - Dauermagnetläufer

Info

Publication number: DE60108424T2
Application number: DE60108424T
Authority: DE
Inventors: Shinya Iwata-shi Naito; Haruyoshi Iwata-shi Hino
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2021-09-01
Also published as: JP2002078259A; DE60111144T2; TWI244816B; US6555940B2; DE60108424D1; CN1203602C; US20030102755A1; EP1361641B1; CN1340898A; EP1361641A1; EP1184956A1; EP1184956B1; US6741003B2; US20020041127A1; DE60111144D1

Description

Diese Erfindung betrifft einen Permanentmagnetrotor mit einem Rotorkern, der für jeden Magnetpol eine Mehrzahl von darin in Schichten eingebetteten Permanentmagneten hat. Ein Permanentmagnetrotor kann für den Bau einer rotierenden Elektrovorrichtung vom Permanentmagnet- Typ, z. B. einem Permanentmagnet- Elektromotor und einem Permanentmagnetgenerator verwendet werden, und insbesondere ist ein eingebetteter Magnettyp- Permanentmagnetrotor, geeignet für eine rotierende Elektrovorrichtung vom Permanentmagnet- Innenrotortyp, in der Lage, eine verminderte Drehmomentwelligkeit und ein vermindertes Rastdrehmoment zu bewirken.
Ein herkömmlich eingebetteter Magnettyp- Permanentmagnetrotor ist z. B. in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung Hei- 11- 262205 oder Hei- 11- 206075 gezeigt, in der der Permanentmagnetrotor, wie in der 12 gezeigt, in Bezug auf die Form eines Pols in der Endansicht, einen Rotorkern 1 hat, gebildet mit einer Mehrzahl von Schlitzen 2A, 2B, 2C in Mehrfachschichten. Jeder der Endschlitze 2A – 2C hat eine Endfläche in der Form eines Bogens derart konfiguriert, dass seine Längsenden in der Nähe der äußeren Umfangsoberfläche des Rotorkerns 1 angeordnet sind und sein Längs- Mittelabschnitt radial nach innen des Endabschnittes angeordnet ist, und sich zu den gegenüberliegenden Enden des Rotorkerns 1 in der axialen Richtung (rechtwinklig zu der Ebene der 12) mit derselben Querschnittsform, wie die Form der Endfläche erstreckt.
Um einen Permanentmagnetrotor 10 zu bilden, der einen Rotorkern 1 mit eingebetteten Permanentmagneten hat, kann ein Haftmagnet (Kunststoffmagnet), in den die Schlitze 2A – 2C (oder in ein Magnetfeld eingefüllt) eingefüllt und erstarrt werden (d. h., gebildet durch Einspritzgießen), oder können spanend hergestellte Permanentmagneten, jeweils in die Schlitze 2A – 2C eingesetzt werden. Zusätzlich sind in dem in der 12 gezeigten Permanentmagnetrotor Brücken 3 einer bestimmten Dicke zwischen den Längsenden (den Positionen, die in der Nähe zu der äußeren Umfangsoberfläche des Rotorkerns 1 sind) der Schlitze 2A – 2C und der äußeren Umfangsoberfläche des Rotorkerns 1 gebildet, so dass die radialen, äußeren Abschnitte (Abschnitte an der äußeren Umfangsoberflächenseite) und die radialen inneren Abschnitte (Abschnitte an der Mittelachsen seite) des Rotorkerns 1 in Bezug auf die jeweiligen Schlitze 2A – 2C nicht durch die Schlitze 2A – 2C völlig getrennt sind.
Jedoch in dem herkömmlichen Permanentmagnetrotor 10 ist, wie oben beschrieben, die Verteilung der Magnetflussdichte, die in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator erzeugt wird, wenn der Rotor in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengebaut ist, wie in der 13 gezeigt, in der Form von ungefähr einer rechteckigen Welle, so dass der Verzerrungsfaktor groß ist, was zu einer erhöhten Drehmomentwelligkeit und einem erhöhten Rastdrehmoment führt.
Demzufolge ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung einen Permanentmagnetrotor mit einem Rotorkern zu schaffen, der eine verbesserte Leistung hat.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe für einen Permanentmagnetrotor der oben genannten Art dadurch gelöst, dass die Magnetpole des Rotorkerns durch Aussparungen aufgebaut werden, in den Permanentmagneten von unterschiedlichen Eigenschaften eingebettet sind, wobei die Rest- Magnetflussdichte der Permanentmagneten in der Schicht auf der radialen Innenseite des Rotorkerns kleiner als auf der radialen Außenseite derselben ist.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung einen Permanentmagnetrotor zu schaffen, der in der Lage ist, eine verminderte Drehmomentwelligkeit und ein vermindertes Rastdrehmoment zu bewirken. Solch ein verbesserter Magnetrotor, der eine hohe Leistung hat, wird geschaffen.
Entsprechend eines bevorzugten Ausführungsbeispieles des Permanentmagnetrotors, werden die Abstände zwischen den Permanentmagneten in der Endansicht des Rotorkerns voneinander derart unterschieden, dass sie in der Richtung zu den Längsenden des Permanentmagneten weiter sind und in der Richtung zu den Längs- Mittelabschnitten desselben enger sind.
Vorzugsweise werden die Aussparungen und die Aussparabschnitte als Schlitze und Schlitzabschnitte gebildet.
Vorzugsweise ist ein Winkel, gebildet durch zwei gerade Linien, von denen jede das jeweilige eine Längsende eines benachbarten Permanentmagneten in Endansicht des Rotorkerns mit einem Rotationsmitte desselben verbindet, kleiner für die Schichten auf der radialen Innenseite des Rotorkerns, als auf der radialen Außenseite derselben, kleiner als ein Winkel, gebildet durch eine gerade Linie, die die Mitte der Magnetpole und die Rotationsmitte verbindet und eine gerade Linie, gebildet durch ein Längsende des Permanentmagneten, der die radial äußerste Schicht bildet, und die Rotationsmitte, und größer als ein Winkel, gebildet durch eine gerade Linie, die durch den Raum zwischen den benachbarten Polen und der Rotationsmitte hindurchgeht, und einer geraden Linie, die ein Längsende des Permanentmagneten, der die radial innerste Schicht bildet, und die Rotationsmitte verbindet.
Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Schichten in jedem Magnetpol vorgesehen, und in der Annahme, dass die elektrischen Winkel, die jeweils aus zwei geraden Linien gebildet sind, die die jeweils gegenüberliegenden Längsenden einer Schicht der Permanentmagneten in Endansicht des Rotorkerns und die Rotationsmitte derselben verbinden, sei θ₁, θ₂, θ₃,... θ_n, wenn von der äußeren Umfangsseite des Rotorkerns gesehen, und die Beträge der des gesamten Magnetflusses, erzeugt durch die Permanentmagnetschichten, wenn der Rotorkern in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengebaut ist, sei Φ₁, Φ₂, Φ₃,.... Φ_n, wird die folgende Gleichung erfüllt oder annähernd erfüllt: (Φ1 – d1 Bs) : (Φ2 – d2 Bs) :....: (Φn – dn Bs) = θ1 cos (θ1/4): (θ2 – θ1) cos ((θ2 + θ1)/4) + θ1 cos (θ1/4): ... (θn – θn–1) cos ((θn + θn–1)/4) + (θn–1 – θn–2) cos ((θn–1 + θn–2)/4) + ... +(θ2 – θ1)cos((θ2 + θ1)/4 + θ1 cos (θ1/4)wo di (i = 1, 2, 3,... n) die Summe der Breiten von Brücken repräsentiert, die jeweils die radial äußeren Abschnitte und die radial inneren Abschnitte des Rotorkerns in Bezug auf die jeweiligen Aussparungsabschnitte (12A, 12B, 12C) verbinden, in denen die Permanentmagneten für jede Schicht eingebettet sind, und Bs ist eine gesättigte Magnetflussdichte des Rotorkerns.
Entsprechend der bevorzugten Ausführungsbeispiele werden die Permanentmagnete derart gebildet, dass die Permanentmagneten eingebettet sind.
Außerdem wird bevorzugt, dass in Teilen der Aussparungsabschnitte unbesetzte Schlitze gebildet werden, in denen keine Permanentmagneteneingebettet sind.
Entsprechend von zumindest einem der Ausführungsbeispiele ist ein Betrag der gesamten Magnetflussdichte, erzeugt durch jeden Permanentmagneten auf der radialen Innenseite des Rotorkerns, größer als auf der radialen Außenseite desselben, wenn der Rotor in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengebaut ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit in Bezug auf mehrere Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
1 eine Seitenansicht der Konfiguration des ersten Ausführungsbeispieles ist,
2 eine Ansicht ist, die die Richtungen der Magnetisierung veranschaulicht,
3 eine Ansicht ist, die die Konfiguration eines zweiten Ausführungsbeispieles zeigt,
4 eine Ansicht ist, die die Konfiguration eines dritten Ausführungsbeispieles zeigt,
5 eine Ansicht ist, die die Konfiguration eines vierten Ausführungsbeispieles zeigt,
6 eine Ansicht ist, die die Konfiguration eines fünften Ausführungsbeispieles zeigt,
7 eine Ansicht ist, die die Konfiguration eines sechsten Ausführungsbeispieles zeigt,
8 eine Ansicht ist, die die Konfiguration eines siebenten Ausführungsbeispieles zeigt,
9 ein Diagramm ist, das die Verteilung der Magnetflussdichte zeigt, die in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator eines Permanentmagnet- Elektromotors entsprechend der Ausführungsbeispiele zeigt,
10 ein Diagramm ist, das im Vergleich die Geräuschniveaus eines Permanentmagnet- Elektromotors entsprechend der Ausführungsbeispiel und eines herkömmlichen zeigt;
11 eine Ansicht eines Beispieles eines Permanentmagnetrotors mit radial innersten Schichten ist, die gemeinsam mit benachbarten Magnetpolen verwendet werden;
12 eine Ansicht der Konfiguration eines herkömmlichen Permanentmagnetrotors ist, und
13 ein Diagramm ist, das eine Verteilung einer Magnetflussdichte, die in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator eines herkömmlichen Permanentmagnet-Elektromotors erzeugt wird, zeigt.
1 ist eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles, die die Form eines Pols eines Permanentmagnetrotors 10 zeigt, der für einen Permanentmagnetrotor vom Innenrotor-Typ oder dergleichen verwendet wird.
D. h., der Permanentmagnetrotor 10 hat einen Rotorkern 11 in der Form einer Säule, die aus einer Anzahl von dünnen runden, laminierten, ausgeschnittenen Platten hergestellt ist, und der Rotorkern 11 ist an seiner Mitte mit einer Wellenbohrung 11a gebildet, in der eine nicht- dargestellte Welle vorgesehen ist, um koaxial eingesetzt zu werden.
Der Fotorkern 11 ist auch mit Schlitzabschnitten 12A, 12B, 12C eines Bogens, konvex in der Richtung zu der Wellenbohrung 11a, gebildet, die den Rotorkern 11 zwischen beiden Endflächen desselben durchdringt. Die Schlitzabschnitte 12A – 12C sind in konzentrisch in Schichten derart angeordnet, dass der Schlitzabschnitt 12A auf der radial äußersten Seite des Rotorkerris 11 in der Form eines Bogens mit einem kleinem Durchmesser ist, der Schlitzabschnitt 12C auf den radialen Innenseiten in der Form eines Bogens mit einem großen Durchmesser ist und der Zwischenschlitzabschnitt 12B in der Form eines Bogens mit einem mittleren Durchmesser ist.
Damit die radial äußeren Abschnitte 11A des Rotorkerns 11 in Bezug auf den Schlitzabschnitt 12A dieser Schlitzabschnitte 12A – 12C, gebildet auf der inneren Umfangsseite desselben, nicht von dem radial inneren Abschnitt getrennt sind, werden an den Längsenden des Schlitzabschnittes 12A in der Endansicht Brücken 13A₁ , 13A₂ gebildet.
Damit zusätzlich die radial äußeren Abschnitte 11B des Rotorkerns 11 in Bezug zu dem Zwischenschlitzabschnitt 12B nicht von den radialen Innenabschnitten desselben getrennt werden, sind Brücken 13B₁ , 13B₂ an den Längsenden des Schlitzabschnittes 12B in der Endansicht gebildet, und Brücken 13B₃ , 13B₄ sind auch an zwei Orten in der Mitte desselben gebildet.
Damit außerdem die radial äußeren Abschnitte 11C des Rotorkerns 11 in bezug auf den Schlitzabschnitt 12C, gebildet auf der inneren Umfangsseite desselben, nicht von dem radialen Innenabschnitt desselben getrennt werden, sind an den Längsenden des Schlitzabschnittes 12C in der Endansicht Brücken 13C₁ , 13C₂ gebildet, und Brücken 13B₃ , 13B₄ sind auch an den zwei Orten in der Mitte desselben gebildet.
In den Schlitzabschnitten 12A – 12C, d. h., in dem gesamten Schlitz 12A, sind die Abschnitte, gebildet zwischen den Brücken 13B₁ , 13B₃ und zwischen den Brücken 13B₂ , 13B₄ des Schlitzabschnittes 12B, und den Abschnitten zwischen den Brücken 13C₁ , 13C₃ und zwischen den Brücken 13C₂ , 13C₄ des Schlitzabschnittes 12C, eingebettete Permanentmagneten PM derselben Merkmale, magnetisiert in der Richtung der Breite der Schlitze 12A – 12C in der Endansicht. Die Permanentmagneten PM können durch einen Haftmagneten gebildet werden, die in die Schlitzabschnitte 12A – 12C an den oben beschriebenen Abschnitten eingefüllt, erstarrt und magnetisiert werden. Für einen kleinen und leistungsstarken Permanentmagneten PM kann ein anisotropischer Haftmagnet verwendet werden, um die Permanentmagneten PM durch In- Magnetfeld- Einspritzgießen, ausgerichtet in der Richtung der Dicke, zu bilden.
Andererseits sind in dem Abschnitt, gebildet zwischen den Brücken 13B₃ , 13B₄ des Schlitzabschnittes 12B und der Abschnitt, gebildet zwischen den Brücken 13C₃ , 13C₄ des Schlitzabschnittes 12C, keine Permanentmagneten eingebettet, d. h., die Abschnitte sind unbesetzte Schlitze 14B, 14C.
Die unbesetzten Schlitze 14B, 14C sind in den Schlitzabschnitten 12B, 12C ungefähr an den Längs- Mittelabschnitten gebildet und haben eine symmetrische Form in Bezug auf die Mittellinie des Magnetpols. Der Schlitz 14C, gebildet in dem Schlitzabschnitt 12C auf der inneren Umfangsseite ist größer als jener gebildete in dem Zwischenschlitzabschnitt 12B.
In der Annahme, dass die Längen der Permanentmagneten PM, eingebettet in die Schlitzabschnitte 12A – 12C, sei L₁, L₂ = (L₂₁ + L₂₂), und L₃ = (L₃₁ + L₃₂), in dieser Reihenfolge, wenn von der äußeren Umfangsseite des Rotorkerns 11 gesehen wird, wo die Magnetlängen L₁ – L₃ jeweils Abstände zwischen den Längsenden der Magnete entlang der Schlitzabschnitte 12A – 12C sind, die nicht die Breiten der Brücken 13A₁ , 13A₂ , 13B₁ , 13B₂ , 13C₁ , 13C₂ an den Enden, die Breiten an den Brücken 13B₃ , 13B₄ , 13C₃ , 13C₄ an den Mittelabschnitten und den Längen der freien Schlitze 14B, 14C (SL₂, SL₃) enthalten, werden die folgenden Ausdrücke (2), (3) in diesem Ausführungsbeispiel erfüllt. SL2 < SL3 (2) L1 < L2 < L3 (3).
Da demzufolge das Verhältnis, wie in dem Ausdruck (3) gezeigt, wahr ist, kann das Verhältnis zwischen den Beträgen des gesamten Magnetflusses Φ₁, Φ₂, Φ₃, jeweils erzeugt durch die Permanentmagneten PM, eingebettet in die Schlitzabschnitte 12A – 12C, ausgedrückt werden als: Φ1 < Φ2 < Φ3 (4)
2 ist eine Ansicht der Form der gesamten Endfläche des Permanentmagnetrotors 10 in diesem Ausführungsbeispiel, das die Richtungen der Ausrichtung und Magnetisierung der Permanentmagneten zeigt. D. h., der Permanentmagnetrotor 10 hat vier Magnetpole N, S und die Richtungen der Ausrichtung und Magnetisierung der Magnete PM sind tangentiale Richtung der konzentrischen Kreise mit einer Mitte an den geraden Linien CL, die durch die Rotationsmitte C des Rotorkerns 11 entlang der Grenzflächen zwischen den Magnetpolen hindurchgehen.
In diesem Ausführungsbeispiel des Permanentmagnetrotors 10, werden die Formeln (2) – (4) erfüllt, so das die Verteilung der Magnetflussdichte, gebildet in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator, wenn der Motor in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengebaut ist, eine abgestufte Form, angenähert einer sinusförmigen Welle hat. Demzufolge sind in diesem Ausführungsbeispiel des Permanentmagnetrotors 10, verglichen mit einem herkömmlichen Permanentmagnetrotor 10, der Störfaktor der Wellenform der induzierten Spannung, sowie die Drehmomentwelligkeit und Geräusche und Schwingungen vermindert.
Zusätzlich hat in diesem Ausführungsbeispiel des Permanentmagnetrotors 10, der die unbelegten Schlitze 14B, 14C verwendet, die Verteilung der Magnetflussdichte, gebildet in dem oben beschriebenen Abstand, eine zu einer sinusförmigen Welle ähnliche, gestufte Form, so dass es nicht notwendig ist, Handlungen des teilweisen Annäherns der Abstände zwischen den Schlitzabständen über die gesamte Länge der Schlitze vorzunehmen, wie in der 1 gezeigt, um dadurch einen Abfall im magnetischen Widerstandsdrehmoment zu vermeiden.
Während die Positionen der unbelegten Schlitze 14B, 14C nicht besonders begrenzt sind, sind sie in diesem Ausführungsbeispiel jeweils in den Schlitzabschnitten 12B, 12C an den Längs- Mittelabschnitten. Da die Längsmittelabschnitte der Schlitzabschnitte 12B, 12C an den Positionen angeordnet sind, wie aus der 2 gesehen, wo die Magnetflussdichte nicht leicht heranreicht und ihre Steuerung während der Ausrichtung und Magnetisierung schwierig ist, wenn die unbelegten Schlitze 14B, 14C, in denen von Natur aus keine Magnetflussdichte erzeugt wird, in diesem Ausführungsbeispiel in solchen Bereichen gebildet werden, in denen eine angemessene Ausrichtung und Magnetisierung schwierig zu erreichen sind, kann der Permanentmagnet effizient verwendet werden.
3 ist eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles, das die Form eines Pols des Permanentmagnetrotors 10 in der Endansicht, wie in der 1, zeigt. Ähnliche Formationen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel werden durch gleiche Symbole bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung wird weggelassen.
D. h., auch in diesem Ausführungsbeispiel sind, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, drei Schichten von Schlitzabschnitten 12A – 12C vorgesehen, aber kein unbelegter Schlitz ist in einem der Schlitzabschnitte 12A – 12C gebildet. Andererseits besitzen die Permanentmagnete PM₁, PM₂, PM₃, die jeweils in die jeweiligen Schlitzabschnitte 12A -12C eingebettet sind, unterschiedliche Merkmale. D. h., in dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Permanentmagneten desselben Merkmals in die Schlitzabschnitte 12A -12C eingebettet, während in diesem Ausführungsbeispiel drei Arten von Permanentmagneten mit unterschiedlichen Merkmalen in einem Magnetpol enthalten sind.
Falls die Werte der Rest- Magnetflussdichte der Permanentmagnete PM₁, PM₂, PM₃ jeweils Br₁, Br₂ und Br₃ sind, wird der folgende Ausdruck erfüllt: Br1 > Br2 > Br3 (5).
Falls zusätzlich die Beträge der gesamten Magnetflussdichte, die durch die Permanentmagnete PM₁, PM₂, PM₃ erzeugt werden, wenn der Rotor in der rotierenden Elektrovorrichtung zusammengebaut ist, jeweils Φ₁, Φ₂, Φ₃ ist, wird der folgende Ausdruck erfüllt: Φ1 < Φ2 < Φ3 (6)
Auch in diesem Ausführungsbeispiel des Permanentmagnetrotors 10 werden die vorhergehenden Ausdrücke (5), (6) erfüllt, so dass die Verteilung der Magnetflussdichte, erzeugt in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator, wenn der Rotor in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengesetzt ist, eine gestufte Form hat, die einer sinusförmigen Welle angenähert ist, was die Wirkung der verminderten Drehmomentwelligkeit oder ein Rastdrehmoment, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, vermindert.
Zusätzlich ist in diesem Ausführungsbeispiel kein unbelegter Schlitz vorgesehen, so dass die Permanentmagnete PM₁ – PM₃ effizienter in den Rotorkern eingebettet werden können, um dadurch eine vorteilhafte Konstruktion zu schaffen, um die Abmessung des Permanentmagnetrotors 10 zu vermindern.
4 ist ein Ansicht eines dritten Ausführungsbeispieles, das die Form eines Poles des Permanentmagnetrotors 10 in Endansicht, wie in der 1, zeigt. Gleiche Anordnungen wie in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen werden durch gleiche Symbole bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung wird weggelassen.
D. h., der Permanentmagnetrotor 10 dieses Ausführungsbeispieles ist ungefähr derselbe wie jener in dem zweiten Ausführungsbeispiel, mit der Ausnahme, dass Brücken 13Br₃ , 13Br₄ an zwei Orten längs des Schlitzabschnittes 12B derart gebildet sind, dass der Schlitzabschnitt in drei gleiche Segmente geteilt wird und ein Dauermagnet PM₁ in einem Segment, gebildet durch die Brücken 13Br₃ , 13Br₄ , eingebettet ist, und Permanentmagnete PM₃ in den Segmenten eingebettet sind, die durch die Brücken 13Br₁ , 13Br₃ und durch die Brücken 13Br₂ , 13Br₄ gebildet sind. D. h., in diesem Ausführungsbeispiel werden, während drei Schlitzabschnitte 12A – 12C wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, zwei Arten von Permanentmagneten PM₁, PM₃ verwendet, so dass die Anzahl der Arten der Permanentmagnete kleiner als in dem zweiten Ausführungsbeispiel ist.
In solch einer Anordnung wird die Haupt- Restmagnetflussdichte Br₁' der Permanentmagneten PM₁, PM₃, eingebettet in den Schlitzabschnitt 12B, geschrieben als: wo L₂₁, L₂₂, L₂₃ die Längen der Magnete in den entsprechenden Segmenten des Schlitzabschnittes 12B sind, wie in der 4 gezeigt. Br1' = {L22 Br1 + (L21 + L23) Br3} / (L21 + L22 + L23) (7)
In diesem Ausführungsbeispiel wird den folgenden Ausdrücken genügt: Br1 > Br2 > Br3 (8) Φ1 < Φ2 < Φ3 (9).
Demzufolge hat auch in diesem Ausführungsbeispiel, wie in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen, die Verteilung der Magnetflussdichte, die in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator erzeugt wird, wenn der Rotor in einer rotierenden elektrischen Vorrichtung zusammengebaut ist, eine abgestufte Form annähernd ein sinusförmigen Welle, was den Efffekt der verminderten Drehmomentwelligkeit und einem verminderten Rastdrehmoment führt.
In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Arten von Permanentmagneten PM₁, PM₃ genug, um der Anforderung zu entsprechen, so dass die Anzahl der Magnetarten verglichen mit jener in dem zweiten Ausführungsbeispiel kleiner ist, um eine vorteilhaftere Konstruktion zu schaffen, um die Kosten zu reduzieren.
5 ist eine Ansicht eines vierten Ausführungsbeispieles, das die Form eines Pols des Permanentmagnetrotors 10 in einer Endsicht, wie in der 1, zeigt. Gleiche Konfigurationen wie in denn ersten bis dritten Ausführungsbeispiel werden durch gleiche Symbole bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung wird weggelassen.
D. h., der Permanentmagnetrotor 10 dieses Ausführungsbeispieles ist ungefähr derselbe wie jener in dem dritten Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme der Brücken 13Br₃ , 13C₄ , die in dem Schlitzabschnitt 12C in der Nähe des Mittelabschnittes gebildet sind, wobei in einem Segment, gebildet durch die Brücken 13C₃ , 13C₄ , ein unbelegter Schlitz 14C gebildet ist, in den kein Permanentmagnet eingebettet ist, und in Segmenten, gebildet durch die Brücken 13C₁ , 13C₃ und durch Brücken 13C₂ , 13C₄ Permanentmagnete PM₂ eingebettet sind.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der folgende Ausdruck erfüllt: Φ1 < Φ2 < Φ3 (10).
Demzufolge hat auch in diesem Ausführungsbeispiel, wie in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen, die Verteilung der Magnetflussdichte, die in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator erzeugt wird, wenn der Rotor in einer rotierenden elektrischen Vorrichtung zusammengebaut ist, eine abgestufte Form annähernd ein sinusförmigen Welle, was den Effekt der verminderten Drehmomentwelligkeit und einem verminderten Rastdrehmoment führt.
6 ist eine Ansicht eines fünften Ausführungsbeispieles, die eine Form eines Pols des Permanentmagnetrotors 10 in der Endansicht, wie in der 1, zeigt. Gleiche Anordnungen wie in den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen werden durch gleiche Symbole bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung wird weggelassen.
D. h., in diesem Ausführungsbeispiel des Permanentmagnetrotors 10 sind die Permanentmagneten PM in zwei Schichten angeordnet (n=2) und die Schlitzabschnitte 12A, 12B haben nicht die Form eines Bogens, sondern des Buchstabens U. In diesem Ausführungsbeispiel ist in dem Schlitzabschnitt 12B kein unbelegter Schlitz gebildet und der Abstand (Breite des radial äußeren Abschnittes 11B) zwischen den Schlitzabschnitten 12A, 12B, in der die Permanentmagneten PM eingebettet sind, ist derartig unterschiedlich, dass sie in der Richtung zu den Längsenden des Permanentmagneten PM breiter ist und in der Richtung zu der Mitte derselben enger sind.
Auch in solch einer Anordnung hat die Verteilung der Magnetflussdichte, erzeugt in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator, wenn der Motor in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengebaut ist, eine abgestufte Form, die einer sinusförmigen Welle angenähert ist. Demzufolge sind in entsprechend dieses Ausführungsbeispieles des Permanentmagnetrotors 10, verglichen mit einem herkömmlichen Permanentmagnetrotor 10, der Störfaktor der Wellenform der induzierten Spannung, sowie die Drehmomentwelligkeit und Geräusche und Schwingungen vermindert.
7 ist eine Ansicht des sechsten Ausführungsbeispieles, das die Form eines Pols des Permanentmagnetrotors 10 in der Endansicht, wie in der 1, zeigt. Gleiche Anordnungen wie in den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen werden durch gleiche Symbole bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung wird weggelassen.
D. h., die Anordnung dieses Ausführungsbeispieles ist ungefähr dieselbe wie in dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, dass die Beziehung zwischen den vier Winkeln α₁, α₂, α₃, α₄ die in dem ersten Ausführungsbeispiel nicht begrenzt ist, geschrieben wird wie: α1 > α2 > α3 > α4 (11)wo α₁ ein Winkel ist, hergestellt durch eine gerade Linie S1, die die Mitte des Magnetpols und die Rotationsmitte C des Rotorkerns 11 verbindet, und eine gerade Linie S₂, die ein Längsende des Permanentmagneten PM, eingebettet in den Schlitz 12A, und die Rotationsmitte C verbindet, α₂ ein Winkel ist, der durch zwei gerade Linien S₂, S₃ gebildet wird, die jeweils eines der jeweiligen Enden der Permanentmagneten PM, eingebettet in die benachbarten zwei Schlitze 12A, 12B, und die Rotationsmitte C verbindet, α₃ ein Winkel gleich α₁ ist, gebildet durch eine gerade Linie S₁, die die Mitte des Magnetpols und die Rotationsmitte C des Rotorkerns 11 verbindet, und einer geraden Linie S₂, die ein Längsende des Permanentmagneten PM, eingebettet in den Schlitz 12A und die Rotationsmitte C verbindet, und α₄ ein Winkel ist, gebildet durch eine gerade Linie S₅ (dieselbe Linie wie die in der 2 gezeigte gerade Linie CL), die zwischen den benachbarten Polen und durch die Rotationsmitte C hindurchgeht, und einer geraden Linie S₄, die ein Längsende des Permanentmagneten PM, eingebettet in den Schlitz 12C, die die innerste Schicht und die Rotationsmitte C bildet, verbindet.
In solch einer Anordnung kann die Form der Verteilung der Magnetflussdichte, erzeugt in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator, wenn der Rotor in einer rotierenden Drehvorrichtung zusammengebaut ist, zu einer sinusförmigen Wellenform, angenäherter gemacht werden, verglichen damit, wenn die Beziehung zwischen den Winkel α₁, α₄ nicht dem Ausdruck (11) genügt, um dadurch eine bemerkenswertere Reduzierung im Störfaktor der Wellenform der induzierten Spannung, der Drehmomentwelligkeit sowie der Geräusche und Schwingungen zu schaffen.
8 ist eine Ansicht, die die Konfiguration eines siebentes Ausführungsbeispieles zeigt. Die Anordnung dieses Ausführungsbeispiels ist ungefähr dieselbe wie jene des ersten Ausführungsbeispiels, demzufolge werden in der 8 die Symbole besonders gezeigt, die für die Erläuterung des Unterschiedes der Konfiguration in dem ersten Ausführungsbeispiel notwendig sind.
D. h., wie in der 8 gezeigt, wird in der Annahme, dass die elektrischen Winkel, gebildet durch die zwei Linien, die jeweils die gegenüberliegenden Enden der Permanentmagneten, eingebettet in den Schlitzabschnitten 12A – 12C, und die Rotationsmitte C des Rotorkerns 11, verbinden, seien θ₁, θ₂, θ₃ in der Reihenfolge, wenn von der äußeren Umfangseite des Rotorkerns 11 gesehen, und die Beträge der gesamten Magnetflussdichte, erzeugt durch die Permanentmagnetschichten, wenn der Rotor in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengesetzt ist, sei
Φ₁, Φ₂, Φ₃
In der Annahme, dass die Breiten der Brücken 13A₁ – 13C₄ (die Abmessungen in den tangentialen Richtungen der Schlitzabschnitte 12A – 12C) seien d₁₁, d₁₂,..., d₃₃, d₃₄, die Summen der Breiten der Brücken 13A₁ – 13C₄, jede für die jeweiligen Schichten, sei d₁ = (d₂₁+ d₂₂ + d₂₃ + d₂₄), und d₃ = (d₃₁ + d₃₂ + d₃₃ + d₃₄), und die gesättigte Magnetflussdichte sei Bs.
Dann wird in diesem Ausführungsbeispiel dem folgenden Ausdruck (12) entsprochen. Der Ausdruck (12) ist einer, in dem der vorhergehende Ausdruck (1) auf die Konfiguration (d. h., n = 3) dieses Ausführungsbeispieles angewandt wird. Der Sättigungsgrad des Ausdrucks (12) ist nicht streng mathematisch, sondern dieser Ausdruck (12) kann ungefähr genügend sein. (Φ1 – d1 Bs) : (Φ2 – d2 Bs) :....: (Φn – dn Bs) = θ1 cos (θ1/4): (θ2 – θ1) cos ((θ2 + θ1)/4) + θ1 cos (θ1/4): ... (θ3 – θ2) cos ((θ3 + θ2)/4) +(θ2 – θ1) cos ((θ2 + θ1)/4 + θ1 cos (θ1/4) (12).
In diesem Ausführungsbeispiel des Permanentmagneten 10 wird der Formel (12) entsprochen oder ungefähr entsprochen, so dass die Verteilung der Magnetflussdichte, gebildet, die in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator erzeugt wird, wenn der Rotor in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengesetzt ist, wie durch eine durchgehende Linie in der 9 gezeigt wird, eine abgestufte Form, sehr nahe zu einer sinusförmigen Welle hat (gezeigt in der 9 in einer gestrichelten Linie). Die Annäherung der Verteilung der Magnetflussdichte zu einer sinusförmigen Welle ist deutlicher, wenn mit der 13 verglichen wird, in der die Verteilung der Magnetflussdichte in dem Stand der Technik gezeigt ist. Demzufolge ist entsprechend dieses Ausführungsbeispieles des Permanentmagnetrotors 10, verglichen mit einem herkömmlichen Permanentmagnetrotor 10 der Störfaktor der Wellenform der induzierten Spannung, sowie die Drehmomentwelligkeit und ein Rastdrehmoment bemerkenswert vermindert.
Zusätzlich führt die Reduzierung des Eisenverlustes durch höhere Oberwellen zu einer Verminderung im Geräusch ohne in der Ausgangsleistung abzufallen. 10 ist ein Diagramm eines Geräuschniveaus (Gesamtgeräuschwert im 0 – 20 kHz- Bereich eines Elektromotors, der bei 4000 U/min läuft) bei einem Messpunkt 100mm entfernt von der Seite eines Permanentmagnetmotors, der den Permanentmagnetrotor 10 dieses Ausführungsbeispieles enthält, verglichen mit jenem eines Permanentmagnetmotors, gemessen unter derselben Bedingung. Das Diagramm zeigt, dass das Geräuschniveau, verglichen mit dem herkömmlichen Permanentmagnetmotor, um 25% vermindert werden kann.
Während in dem siebenten Ausführungsbeispiel keine besonderen Werte für die Magnetpol- Elektrowinkäl θ₁ + θ_n gegeben werden, hat unsere Untersuchung bewiesen, dass die nachstehend beschriebenen Werte (Einheit: elektrischer Winkel) bevorzugt werden. Bezogen auf die Anzahl der Schichten, falls sie eine ganze Zahl ist, bedeutet dies, dass die Permanentmagneten in jedem Pol unabhängig sind, wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, und falls sie eine ganze Zahl plus „0,5" ist, bedeutet dies, dass die radial innersten Permanentmagneten (z. B. Permanentmagneten, eingebettet in den Schlitzabschnitt 13C in der 1) gemeinsam mit den benachbarten Polen verwendet werden, dessen Fall besonders in der 11 gezeigt wird.
Entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele hat die Verteilung der Magnetflussdichte, die in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator gebildet wird, die Form, die einer sinusförmigen Welle angenähert ist, so dass der Störfaktor der Wellenform der induzierten Spannung, sowie die Drehmomentwelligkeit und das Rastdrehmoment vermindert wird.
Zumindest eines der Ausführungsbeispiele lehrt, wie oben beschrieben, einen Permanentmagnetrotor mit einem Rotorkern, der eine Mehrzahl von Permanentmagneten, darin eingebettet in Schichten, für jeden Magnetpol hat, wobei in den Teilen der Schlitzabschnitte, in denen die Permanentmagnete anders als die Magnete, die die radial äußerste Magnetschicht des Rotorkerns bilden, eingebettet sind, unbelegte Schlitze gebildet sind, in denen keine Permanentmagnete derart eingebettet sind, das der unbelegte Schlitz auf der radialen Außenseite des Rotorkerns größer als jener auf der Innenseite desselben ist, und der Betrag der gesamten Magnetflussdichte, erzeugt durch jeden Permanentmagneten, wenn der Rotor in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengebaut ist, ist in der Permanentmagnetschicht auf der radialen Innenseite des Rotorkerns größer, als auf der radialen Außenseite desselben.
Weil unbelegte Schlitze vorgesehen sind, die eine Konfiguration wie oben beschrieben haben, ist der Betrag der Magnetflussdichte, erzeugt durch jede Permanentmagnetschicht, wenn der Rotor in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengebaut ist, für eine Schicht auf der radialen Innenseite des Rotorkerns größer, als auf der radialen Außenseite derselben. Demzufolge hat die Verteilung der Magnetflussdichte, die in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator erzeugt wird, eine Form, die, obwohl sie abgestuft ist, einer sinusförmigen Welle näher als einer rechteckigen Welle kommt. Somit können im Vergleich mit einem herkömmlichen Permanentmagnetrotor der Störfaktor der Wellenform der induzierten Spannung, sowie die Drehmomentwelligkeit und das Rastdrehmoment und Geräusche und Schwingungen vermindert werden.
Zumindest eines der Ausführungsbeispiele lehrt, wie oben beschrieben, einen Permanentmagnetmotorrotor mit einem Rotorkern, der eine Mehrzahl von Permanentmagneten für jeden Magnetpol hat, eingebettet in schichten darin, wobei die Magnetpole des Rotorkerns durch Schlitze gebildet werden, in denen Permanentmagnete eines unterschiedlichen Merkmals für jeden Pol eingebettet sind; die Rest- Magnetflussdichte der Permanentmagneten ist in der Schicht auf der radialen Innenseite des Rotorkerns kleiner, als auf der radialen Außenseite desselben, und der Betrag der Magnetflussdichte, der durch jeden Permanentmagnet erzeugt wird, wenn der Rotor in der rotierenden Elektrovorrichtung zusammengebaut ist, ist in der Permanentmagnetschicht auf der radialen Innenseite des Rotorkerns größer, als auf der radialen Außenseite desselben.
Da zusätzlich die Form der Verteilung der Magnetflussdichte, gebildet in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator, nahe zu einer sinusförmigen Welle, als zu einer rechteckigen Welle, ohne unbelegte Schlitze gebildet werden kann, so dass die Magnete effizienter in den Rotorkern effizienter eingebettet werden können, was die Abmessungsreduzierung erleichtert.
Zumindest eines der Ausführungsbeispiele lehrt, wie oben beschrieben, einen Permanentmagnetmotor mit einem Rotorkern, der für jeden Magnetpol, darin eingebettet in Schichten, eine Mehrzahl von Permanentmagneten hat, wobei die Magnetpole des Rotorkerns durch Schlitze gebildet werden, in die die Permanentmagneten eingebettet sind; wobei in zumindest einem der Schlitzabschnitte in den Schichten eine Mehrzahl von Permanentmagneten unterschiedlicher Arten kombiniert ist; in der Annahme, dass die Summe der Produkte der Längslänge in der Endsicht des Rotorkerns und die Rest-Magnetflussdichte der Permanentmagneten, die in jeder Schicht enthalten sind, geteilt durch die Summe der Längslängen in der Endansicht des Rotorkerns, von allen der Permanentmagneten in jeder Schicht, sei eine mittlere Magnetflussdichte für jede Schicht, ist die Hauptrest- Magnetflussdichte auf der radialen Innenseite des Rotorkerns kleiner, als auf der radialen Außenseite derselben, und der Betrag der Magnetflussdichte, die durch jeden Permanentmagneten erzeugt wird, wenn der Rotor in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengebaut ist, ist in der Permanentmagnetschicht auf der radialen Innenseite des Rotorkerns größer, als auf der radialen Außenseite desselben.
Da eine Mehrzahl von Arten der Magnete in den Schlitzabschnitt eingebettet ist, so dass selbst dann, wenn die Anzahl der verfügbaren Magnete kleiner als jene der Schlitzabschnitte ist, der Permanentmagnetrotor in der Lage ist, dieselbe Wirkung zu erzeugen, wie der Rotor des anderen Ausführungsbeispieles, was die Reduzierung der Kosten erleichtert.
In den Ausführungsbeispielen können in den Teilen der Schlitzabschnitte, in denen keine Permanentmagnete eingebettet sind, unbelegte Schlitze zusätzlich gebildet werden. Somit sind die Magnetmerkmale einer Dauermagnetschicht mit einem unbelegten Schlitz äquivalent zu jenen einer Permanentmagnetschicht, in der eine andere Magnetart, ohne einen unbelegten Schlitz, eingebettet ist, in dem eine andere Magnetart eingebettet ist, was außerdem die Reduzierung in den Magnetarten erleichtert.
Zumindest eines der Ausführungsbeispiele lehrt, wie oben beschrieben, einen Permanentmagnetmotor mit einem Rotorkern, der eine Mehrzahl von Permanentmagneten, darin in Schichten eingebettet, für jeden Magnetpol hat, wobei die Abstände zwischen den Permanentmagneten in der Endansicht des Rotorkerns derart unterschieden werden, dass sie in der Richtung zu den Längsenden der Permanentmagnete breiter und in der Richtung zu den Längsmittelabschnitten derselben schmaler sind, so dass wie in den anderen Ausführungsbeispielen die Form der Verteilung der Magnetflussdichte, die in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator erzeugt wird, wenn der Rotor in einer rotierenden Elektrovorrichtung eingebaut ist, nahe einer sinusförmigen Welle, eher als eine rechteckige Welle, gemacht werden kann. Demzufolge ist die Veränderung der Magnetflussdichte moderater, verglichen mit einem herkömmlichen Permanentmagnetrotor, um dadurch die Drehmomentwelligkeit und das Rastdrehmoment und Geräusche und Schwingungen zu reduzieren.
Entsprechend der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist ein durch zwei gerade Linien gebildeter Winkel, die eines der jeweiligen Längsenden von einem der benachbarten Permanentmagneten in der Endansicht des Rotorkerns und die Rotationsmitte derselben verbinden, für die Schicht auf der radialen Innenseite des Rotorkerns kleiner als auf der radialen Außenseite desselben, kleiner als ein durch eine gerade Linie gebildeter Winkel, die die Mitte des Magnetpols und die Rotationsmitte verbindet, und eine gerade Linie, gebildet durch ein Längsende des Permanentmagneten, die die radial äußerste Schicht und die Rotationsmitte bildet, und größer als ein Winkel, gebildet durch eine gerade Linie, die durch den Raum zwischen den benachbarten Polen und der Rotationsmitte hindurchgeht, und einer geraden Linie, die ein Längsende des Permanentmagneten, der die radial innerste Schicht und die Rotationsmitte verbindet. Somit kann die Form der Verteilung der Magnetflussdichte, die in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator gebildet wird, wenn der Rotor in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengebaut ist, zu einer sinusförmigen Welle schmaler gemacht werden, was zu einer bemerkenswerten Reduzierung in dem Störfaktor der induzierten Spannung, der Drehmomentwelligkeiten und es Rastdrehmomentes, sowie der Geräusche und Schwingungen führt.
Wie aus den Ausführungsbeispielen entnommen werden kann, ist eine Mehrzahl von Magnetschichten in jedem Magnetpol vorgesehen, und in der Annahme, das die elektrischen Winkel jeweils durch zwei gerade Linien gebildet werden, die die jeweils gegenüberliegenden Längsenden von einer Schicht der Permanentmagneten in der Endansicht des Rotorkerns und die Rotationsmitte desselben verbinden, sei in der Reihenfolge θ₁, θ₂, θ₃,... θ_n, in der Reihenfolge, wenn von der äußeren Umfangseite des Rotorkerns gesehen, und die Beträge der gesamten Magnetflussdichte, erzeugt durch die Permanentmagnetschichten, wenn der Rotor in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengesetzt ist, sei Φ₁, Φ₂, Φ₃ ... Φ_n, wird die folgende Gleichung erfüllt oder annähernd erfüllt: (Φ1 – d1 Bs) : (Φ2 – d2 Bs) :....: (Φn – dn Bs) = θ1 cos (θ1/4): (θ2 – θ1) cos ((θ2 + θ1)/4) + θ1 cos (θ1/4): ... (θn – θn–1) cos ((θn + θn–1)/4) + (θn–1 – θn–2) cos ((θn–1 + θn–2)/4) + ... +(θ2 – θ1) cos ((θ2 + θ1)/4 + θ1 cos (θ1/4) (1). wo di (i= 1, 2, 3,... n) die Summe der Breiten der Brücken repräsentiert, die jeweils die radialen Außenabschnitte und die radialen Innenabschnitte des Rotorkerns in Bezug auf die jeweiligen Schlitzabschnitte, in denen die Permanentmagnete für jede Schicht eingebettet sind, verbinden, und Bs eine gesättigte Magnetflussdichte des Rotorkerns ist.
Zusätzlich wird die Gleichung (1), die die elektrischen Winkel θ₁ – θ_n und die Beträge des gesamten Magnetflusses Φ₁ – Φ_n enthalten, erfüllt oder ungefähr erfüllt, so dass die Form der Verteilung der Magnetflussdichte, die in dem Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator hindurchgeht, wenn der Rotor in einer rotierenden Elektrovorrichtung zusammengebaut ist, schmaler zu einer sinusförmigen Welle gemacht werden kann , die, obwohl abgestuft, nahezu ideal ist, was zu einer bemerkenswerten Reduzierung in dem Störfaktor der induzierten Spannung, der Drehmomentwelligkeiten und es Rastdrehmomentes, sowie der Geräusche und Schwingungen führt.
In den vorerwähnten Ausführungsbeispielen sind die Permanentmagnete derart gebildet, dass der Haftmagnet in den Schlitz eingefüllt wird und erstarrt. Der Haftmagnet wird verwendet, um die Permanentmagneten durch Einspritzgießen zu bilden, so dass die Permanentmagneten in den Rotorkern selbst dann eingebettet werden können, wenn die Form der Schlitze ziemlich kompliziert ist. Das Einspritzgießen, das den Haftmagneten verwendet, kann ein gewöhnliches Einspritzgießen sein, in dem der Haftmagnet in die Schlitze eingefüllt wird und erstarrt, oder der Haftmagnet ist anisotrop, kann ein Magnetfeld- Einspritzgießen sein, in dem der Haftmagnet in die Schlitze eingefüllt wird und in einem Magnetfeld erstarrt.

Claims

Permanentmagnetrotor mit einem Rotorkern (11), der für jeden Magnetpol (N, S) eine Mehrzahl von Permanentmagneten (PM1, PM2, PM3) hat, die in Schichten darin eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetpole (N, S) des Rotorkerns (11) durch Aussparungen (12A – 12C) gebildet sind, in denen Permanentmagneten (PM1, PM2, PM3) von verschiedenen Charakteristika eingebettet sind, wobei die verbleibende magnetische Flussdichte (Br₁, Br₂, Br₂) der Permanentmagneten (PM1, PM2, PM3) in der Schicht auf der radial inneren Seite des Rotorkerns (11) kleiner als auf der radial äußeren Seite desselben ist.
Permanentmagnetrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den Permanentmagneten (PM1, PM2, PM3) in der Endansicht des Rotorkerns (11) derart unterschiedlich sind, dass sie in Richtung zu den Längsenden der Permanentmagneten (PM1, PM2, PM3) breiter und in Richtung zu den Längsmittelabschnitten derselben enger sind.
Permanentmagnetrotor nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen und die Aussparungsabschnitte als Schlitze und Schlitzabschnitte (12A – C, 14B, 14C) gebildet sind.
Permanentmagnetrotor nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel, gebildet durch zwei gerade Linien, von denen jede jeweilige Längsenden aller benachbarten Permanentmagneten in Endansicht des Rotorkerns (11) und eine Rotationsmitte (C) desselben verbinden, kleiner ist für die Schichten auf der radial inneren Seite des Rotorkerns (11) als auf der radial äußeren Seite desselben, kleiner als ein Winkel, gebildet durch eine gerade Linie (S1), die die Mitte der Magnetpole (N, S) und die Rotationsmitte (C) verbindet und eine gerade Linie (S2), gebildet durch ein Längsende des Permanentmagneten (PM), die die radial äußerste Schicht bilden, und die Rotationsmitte (C), verbindet, und größer als ein Winkel, gebildet durch eine gerade Linie (S5), die durch den Raum zwischen den benachbarten Polen (N, S) und der Rotationsmitte (C) hindurchgeht, und einer geraden Linie (S4), die ein Längsende des Permanent magneten, der die radial innerste Schicht bildet, und die Rotationsmitte (C) verbindet.
Permanentmagnetrotor nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Magnetschichten in jedem Magnetpol (N, S) vorgesehen ist, und angenommen, dass elektrische Winkel, jeweils gebildet durch zwei gerade Linien, die jeweils die gegenüberliegenden Längsenden einer Schicht der Permanentmagneten in Endansicht des Rotorkerns (11) und die Rotationsmitte (C) desselben verbinden, seien Φ₁, Φ₂, Φ₃,.... Φ_n, in Abfolge wie gesehen von der Seite des Außenumfanges des Rotorkems (11) und die Beträge des magnetischen Flusses, erzeugt durch die Permanentmagnetschichten, wenn der Rotorkern (11) in einer rotierenden elektrischen Vorrichtung montiert ist, seien Φ₁, Φ₂, Φ₃,.... Φ_n, die folgende Gleichung erfüllt wird: (Φ1 – d1 Bs) : (Φ2 – d2 Bs) :....: (Φn – dn Bs) = θ1 cos (θ1/4): (θ2 – θ1) cos ((θ2 + θ1)/4) + θ1 cos (θ1/4): ... (θn – θn–1 ) cos ((θn + θn–1)/4) + (θn–1 – θn–2 ) cos ((θn–1 + θn–2 )/4) + ... + (θ2 – θ1) cos ((θ2 + θ1)/4 + θ1 cos (θ1/4) wo di (i = 1, 2, 3,... n) die Summe der Breiten von Brücken (dij) repräsentiert, die jeweils die radialen äußeren Abschnitte und die radial inneren Abschnitte des Rotorkerns in Bezug auf die jeweiligen Aussparungsabschnitte (12A, 12B, 12C) verbinden, in denen die Permanentmagneten für jede Schicht eingebettet sind, und Bs eine gesättigte magnetische Flussdichte des Rotorkems ist.
Permanentmagnetrotor nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagneten (PM1, PM2, PM3) derart gebildet sind, dass ein Haftmagnet in die Aussparungen (12A, 12B, 12C) verfestigt ist.
Permanentmagnetrotor nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Teilen der Aussparungsabschnitte unbesetzte Schlitze (14B, 14C) gebildet sind, in denen keine Permanentmagneten eingebettet sind.
Permanentmagnetrotor nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrag der durch jeden Permanentmagneten (PM1, PM2, PM3) erzeugten magnetischen Gesamt-Flussdichte auf der radial inneren Seite des Rotorkems (11) größer als jener auf der radial äußeren Seite desselben ist, wenn der Rotor in einer Rotationselektrovorrichtung zusammengebaut ist.