DE68916689T2 - Elektrischer Motor. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft allgemein die Konstruktion von Elektromotoren und wird besonders bei der Konstruktion von geschalteten Reluktanzmotoren angewendet.
• Herkömmliche, geschaltete Reluktanzmotoren umfassen im allgemeinen ein Gehäuse, das eine Anzahl mit elektromagnetischen Spulen bewickelte Statorpole und einen Rotor mit kamplementären Komponenten enthält. Die Statorpole sind oft in die tragende Struktur des Motors integriert oder stellen einen ganz wesentlichen Teil dieser Struktur dar. Dabei muß die tragende Struktur den magnetischen Flußpfad zwischen den Statorpolen und den Rotorkomponenten schließen, die zum Erzeugen des Motordrehmoments nötig sind. Dies schließt jeden umfassenden Gebrauch von leichten, nichtmagnetischen Materialien aus. Innerhalb des Motorgehäuses entsteht beträchtliche Wärme. Zum Abführen der Wärme, besonders aus den Statorpolen und Wicklungen, müssen Maßnahmen ergriffen werden, die Luftströme erzeugen und durch das Motorinnere leiten. Diese Faktoren erschweren das Herstellen des Motors und vergrößern Kosten, Abmessung und Gewicht beträchtlich. Da der Aufwand für die Kühlung und die Magnetschlußstücke mit der Anzahl der Motorpole deutlich ansteigt, werden handelsübliche, geschaltete Reluktanzmotoren vergleichsweise selten mit mehr als sechs Polen gefertigt.
• Die Statorpole und die komplementären Rotorelemente eines geschalteten Reluktanzmotors sind normalerweise unterschiedlich geteilt. Damit soll hauptsächlich sichergestellt werden, daß sich immer ein Statorpol und ein Rotorelement decken, so daß jederzeit ein Motordrehmoment erzeugbar ist, das die Rotordrehung einleitet. Eine derartige Anordnung hat natürlich ein relativ geringes Drehmoment bei Schweranlauf zur Folge. Um diese geringen Anlaufdrehmomente auszugleichen, wird ein Motor vom Hersteller normalerweise (bezüglich der stationären Drehmomentanforderungen) überdimensioniert. Dies trägt weiterhin zu hohem Gewicht, großen Kosten und einem schlechten Wirkungsgrad des Motors im Stationärbetrieb bei. Der Motorwirkungsgrad verringert sich zudem durch die nötigen, langen magnetischen Flußpfade über die tragende Struktur des Motors.
• Die grundlegende Motorgeometrie, die zum Sicherstellen des Selbstanlaufs nötig ist, bringt weitere Schwierigkeiten mit sich. Bei den meisten im Handel erhältlichen, geschalteten Reluktanzmotoren kann bei stationären Betrieb zum Erzeugen von Motordrehmoment nur ein Pol erregt werden. Dadurch entstehen beträchtliche Drehmomentschwankungen, besonders wenn man die begrenzte Polzahl voraussetzt, die üblicherweise mit einem derartigen Entwurf verbunden ist. Diese Anordnung erzeugt auch örtlich wirksame, unkompensierte Kräfte im Motorgehäuse und in der tragenden Struktur, denen mit einer steiferen, tragenden Struktur vorgebeugt werden muß. Diese trägt zusätzlich zum Motorgewicht bei.
• Schließlich enthalten viele herkömmliche, geschaltete Reluktanzmotoren Kommutatoren oder Schleifringe. Solche Teile gestalten das Herstellen zusätzlich schwierig und erhöhen die Kosten eines Motors. Ferner sind diese Teile starkem Verschleiß unterworfen und benötigen oft regelmäßige Wartung.
• Erfindungsgemäß wird ein Elektromotor bereitgestellt, enthaltend einen Stator, ein in der Regel zylindrisches Gehäuse mit einer äußeren sowie einer inneren Oberfläche und einem Rotor, der in das Innere des Gehäuses montiert ist und um eine Achse des Gehäuses drehbar gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet,
• daß zwischen der äußeren und der inneren Oberfläche des Gehäuses Öffnungen bestehen;
• daß der Stator getrennte Statorpolbauteile aufweist, wobei jedes Statorpolbauteil mindestens ein Paar magnetisch gekoppelte Pole und elektrisch erregbare Wicklungen hat, die funktionell mit dem Statorpolbauteil gekoppelt sind, so daß in jedem Statorpol, wobei jeder Statorpol eine Polfläche hat, ein Magnetfeld erzeugt werden kann;
• daß Einrichtungen das jeweilige Statorpolbauteil auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses mit der zugeordneten Wicklung außen am Gehäuse lösbar befestigen und die zugehörigen Pole durch Öffnungen des Gehäuses verlaufen, wobei die Statorpolbauteile unter Abstand um die äußere Oberfläche des Gehäuses herum angeordnet sind und die Polflächen, die zu den Statorpolbauteilen gehören, zylinderhaft um die Rotationsachse mit einem vorbestimmten Radius zur Mitte ausgerichtet sind;
• daß der Rotor ein Halteteil hat sowie magnetische Elemente, die mit Abstand voneinander ringsherum um das Halteteil montiert sind, wobei die magnetischen Elemente jeweils eine Elementfläche haben und diese zylinderhaft um die Rotationsachse zur Mitte ausgerichtet sind, wobei deren Radius um einen vorbestimmten Wert kleiner ist als der Radius der zylindrischen Anordnung der Flächen; und
• daß die Polflächen und die Magnetelementflächen so angeordnet sind, daß bei jeder Umdrehung des Rotors die Polflächen der Statorpolbauteile gleichzeitig und wiederholt mit den Flächen der Magnetelemente so zusammenkommen, daß an den Polflächen jeweils ein Luftspalt mit einer Radialabmessung gemäß dem vorbestimmten Wert gebildet wird und daß die magnetischen Elemente einen örtlichen magnetischen Kreis mit dem jeweiligen Statorpolbauteil schließen, sobald die Luftspalte bestehen, wobei der örtliche magnetische Kreis, der zum jeweiligen Statorpolbauteil gehört, umf aßt: die magnetisch gekoppelten Statorpole des zugehörigen Statorpolbauteils; die Luftspalte, die an den Polflächen des zugehörigen Statorpolbauteils gebildet werden; und das magnetische Element oder die magnetischen Elemente, die mit den Polflächen des zugehörigen Statorpolbauteils die Luftspalte bestimmen.
• Mit diesem Motoraufbau sind verschiedene Vorteile verbunden. Die Statorpole sind als getrennte Bauteile bereitgestellt, die unkompliziert außen am Gehäuse zu montieren sind, wodurch sich das Zusammenbauen des Motors wesentlich vereinfacht. Durch die außen montierten Statorbauteile sind keine besonderen Maßnahmen mehr nötig, um Luftströme zum Abführen der Wärme durch das Motorinnere zu leiten. Da das Schließen der magnetischen Kreise für den Motorbetrieb nicht von den tragenden Strukturen des Stators abhängt, kann das Motorgehäuse ohne Einschränkungen aus leichten, nichtmagnetischen Materialien, z. B. Aluminiumlegierungen aufgebaut werden. Wie im folgenden beschriebene, bevorzugte Ausführungsformen zeigen, kann ein derartiger Motor sehr leicht mit einer vergleichsweise großen Anzahl von Statorpolen versehen werden, ohne die Abmessungen, das Gewicht sowie die Komplexität der Herstellung und des Zusammenbaus wesentlich zu vergrößern.
• Bei einem derartigen Motor ist es auch möglich, zum Erzeugen von Motordrehmoment alle Statorpole gleichzeitig zu erregen. Man erzielt damit die verlangten Betriebsdrehmomente mit einem vergleichsweise kleineren und leichteren Motor. Diese Anordnung führt auch zu relativ symmetrischen oder ausgeglichenen Rückwirkungen der Motordrehmomente auf das Motorgehäuse, wodurch sich die Festigkeitsanforderungen an das Gehäuse vermindern. Um Selbstanlauf zu ermöglichen, kann der Motor mit mindestens zwei Phasen versehen werden, bevorzugt werden aber mindestens drei Phasen, die so angeordnet sind, daß zu jedem beliebigen Zeitpunkt mindestens eine Phase ein Drehmoment erzeugen kann, das die Drehung des Motors einleitet. Da bei Schweranlauf eine Anzahl Statorpole gleichzeitig erregt werden können, ist es nicht mehr nötig, den Motor stark überzudimensionieren. Der damit verbundene schlechte Wirkungsgrad wird vermieden.
• Wesentliche Teile eines derartigen Motors, z. B. das Gehäuse, der Stator oder der Rotor können prinzipiell modular aufgebaut sein. Das Gehäuse ist sehr vorteilhaft aus Teilen aufbaubar, die lösbar zu einem einheitlichen Gehäuse zu verbinden sind, dessen Größe der Anzahl der Motorphasen entspricht. Unterschiedlich große Statoren werden aus einzelnen Statorpolbauteilen aufgebaut, die außen an einem derartigen Motorgehäuse lösbar montiert sind. Auf Wunsch wird eine Motorkonfiguration bereitgestellt, bei der der Motor zum Aufnehmen zusätzlicher Motorphasen leicht erweiterbar ist.
• Man versteht die Erfindung besser, wenn man Bezug auf die Zeichnungen nimmt, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen.
• Es zeigt:
• Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines Elektromotors (aufgeschnitten);
• Fig. 2 die perspektivische Ansicht verschiedener Teile des Motors nach Fig. 1 in Explosionsdarstellung;
• Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung des Motors nach Fig. 1 in einer zur Drehachse des zugehörigen Motors senkrechten Ebene;
• Fig. 4 die perspektivische Ansicht von Rotor- und Statorelementen des Motors nach Fig. 1, wobei dargestellt ist, wie die Rotorteile, um Selbstanlauf zu ermöglichen, am Umfang zwischen den Abschnitten versetzt sind;
• Fig. 5 eine schematische, perspektivische Darstellung der wesentlichen Teile einer zweiten Ausführungsform eines Elektromotors;
• Fig. 6 die Querschnittsdarstellung eines Gehäuses und eines Statorpolbauteils, das zum externen Befestigen des Bauteils an einem Haltegehäuse geeignet ist;
• Fig. 7 die Explosionsdarstellung des Gehäuses und des Statorpolbauteils nach Fig. 6 (aufgeschnitten); und
• Fig. 8 die schematische Ansicht einer Regelschaltung, die für den Betrieb des Motors geeignet ist.
• Es wird nun Bezug auf Fig. 1 bis Fig. 4 genommen, die einen dreiphasigen Elektromotor 10 darstellen. Die wichtigsten Teile des Elektromotors 10 zeigen die Darstellungen in Fig. 1 und Fig. 2. Sie enthalten ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 12, einen Stator 14, der aus einer Anzahl getrennter Statorpolbauteile an der Außenseite 24 des Gehäuses 12 aufgebaut ist, und einen Rotor 16. Der Rotor 16 enthält eine Abtriebswelle 18 und ein Halteteil 20, das Magnetelemente trägt. Die zentrale Längsachse 21 der Abtriebswelle 18 bildet die Drehachse des Rotors 16.
• Das Gehäuse 12 ist aus einem leichten, nichtmagnetischen Material aufgebaut, bevorzugt Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Die elektromagnetisch wirksamen Elemente des Stators 14 und des Rotors 16 sind aus Motoreisen aufgebaut, das typischerweise eine höhere Dichte besitzt. Die äußere Oberfläche 24 des Gehäuses 12 besitzt im Querschnitt senkrecht zur Drehachse 21 die Form eines regelmäßigen (d. h. gleichseitigen) Polygons. In dieser Ausführungsform hat das Gehäuse 12 außen eine sechseckige Gestalt mit ebenen Seiten. Die innere Oberfläche 26 des Gehäuses 12 hat im Querschnitt rechtwinklig zur Drehachse 21 eine im allgemeinen kreisförmige Gestalt. Diese unübliche Konstruktion erleichtert das Montieren der Statorpolbauteile, wie unten ausführlicher beschrieben wird.
• Das Gehäuse 12 ist modular aus drei gleichen Gehäuseteilen 28, 30 und 32 aufgebaut, die axial ausgerichtet aneinander grenzen. Die Anzahl der Gehäuseteile entspricht der Anzahl der Motorphasen, wobei jedes Gehäuseteil die Statorpolbauteile trägt, die zu einer anderen Motorphase gehören, und in seinem Inneren die Rotorelemente birgt, die mit den Statorpolbauteilen der zugehörigen Motorphase zusammenwirken.
• Das Gehäuseteil 28 ist repräsentativ. Es ist aus zwei gleichen, zylindrischen Teilen 34 und 36 aufgebaut, wobei jedes Teil sechs Außenseiten in Form eines regelmäßigen Sechsecks und ein Paar einander in Achsenrichtung gegenüberliegender Endflächen hat. Eine der Endflächen eines jeden Teils enthält sechs Aussparungen, wobei jede Aussparung mittig in jeweils einer anderen Außenseite liegt. Die ausgesparten Endflächen der beiden Teile 34 und 36 stossen aneinander (siehe Fig. 1undFig. 2) und bestimmen ein Gehäuseteil. Die Aussparungen der beiden Teile 34 und 36 treffen aufeinander und bestimmen in jeder Seite des Gehäuseteils 26 eine Öffnung, z. B. die Öffnung 38. Die Gehäuseteile 28, 30 und 32 enthalten sechs Durchlässe, z. B. den Durchlaß 40, die axial ausgerichtet werden, wenn die Gehäuseteile 28, 30 und 32 zusammengesetzt und ausgerichtet werden, so daß sie sechs ebene Außenseiten des Gehäuses 12 bestimmen. Sechs Stangen mit Gewinden an den Enden und sechs Paar Muttern (z. B. die Stange 42 und die beiden Muttern 44 und 46) befestigen die Gehäuseteile 28, 30 und 32 lösbar, so daß sie ein einheitliches Gebilde bestimmen. Der Vorteil dieses Aufbaus aus Teilgehäusen liegt darin, daß eine einzige Art von Gehäuseteilen, z. B. das Teil 34, hergestellt werden kann, um daraus ein Motorgehäuse mit jeder gewünschten axialen Abmessung aufzubauen.
• Ein Paar sich gegenüberliegende Endplatten 48 und 50 verschließen das zylindrische Gehäuse 12. Sie haben einen sechseckigen Rand, der in seinen Abmessungen mit den Außenseiten 24 des zylindrischen Gehäuseteils übereinstimmt. Die sechs Stangen mit Gewinde, die die Teile des zylindrischen Gehäuses 12 verbinden, befestigen auch die Endplatten 48 und 50 am zylindrischen Gehäuse 12. Die repräsentative Endplatte 50 hat eine kreisförmige Leiste 52 an ihrer Innenseite, die so bemessen ist, daß sie eng am kreisförmigen Inneren des zylindrischen Gehäuses 12 anliegt. Jede Endplatte hat in der Mitte eine Öffnung. Zwei Lager 54 und 56, die in diesen Öffnungen sitzen, lagern die gegenüberliegenden Enden der Rotorabtriebswelle 18.
• Das Statorpolbauteil 58 ist repräsentativ und bildet eine modulare Komponente zum Aufbau der Statoren. Es enthält ein im allgemeinen u-förmiges Bauelement 60 aus magnetischem Material (Motoreisen), das zum Verringern der Wirbelstrombildung geblecht ist. Das u-förmige Bauelement 60 hat zwei Schenkel 62 und 64, die je einen Pol des Bauteils bilden, und ein Joch 65, das die beiden Schenkel 62 und 64 magnetisch koppelt. Die Statorpole 62 und 64 ragen durch die Öffnung 38 in das Innere des Gehäuses 12 und enden in einem Paar bzw. bestimmen ein Paar Polflächen 66 und 68. Die Polflächen 66 und 68 sind entsprechend dem Krümmungsradius der Innenfläche 26 des Gehäuses 12 gekrümmt. Sie sind für praktische Zwecke bündig an der inneren Gehäuseoberfläche 26 befestigt. Um jeden der Statorpole 62 und 64 ist eine Spule gewickelt. Die Spule ist elektrisch erregbar, um einen magnetischen Fluß in den zugehörigen Statorpolen und allgemeiner im Statorpolbauteil zu induzieren. Eine einzige, um das Joch 65 gewickelte Spule wäre ebenfalls ausreichend, wie dies bei der zweiten Ausführungsform eines Motors weiter unten beschrieben ist.
• Jedes Statorpolbauteil ist in gleicher Weise unkompliziert an der Außenseite 24 des Gehäuses 12 montiert. Das Statorpolbauteil 58 ist wieder repräsentativ; Einzelheiten der Befestigung sind Fig. 2 und Fig. 3 zu entnehmen. Ein Haltebauteil ist bereitgestellt, das zwei Haltewinkel 72 und 74 umfaßt, die an gegenüberliegenden Seiten des u-förmigen Bauelements 60 eingreifen. Die beiden Haltewinkel 72 und 74 und das Joch 65 haben Öffnungen, die sich decken und es dadurch gestatten, die Winkel mit einer Schraube 76 und einer Mutter 78 am Polbauteil zu befestigen. Das Winkelbauteil enthält zwei zusätzliche Haltewinkel 80 und 82. Diese dienen als Distanzstücke und haben ebene Grundflächen, die bündig auf der glatten Seite des Gehäuses 12 montiert sind. Dadurch befindet sich das gesamte Statorpolbauteil mit Ausnahme der Endstücke der Pole 62 und 64, die ins Innere des Gehäuses 12 ragen, außerhalb des Gehäuses 12. Den Zeichnungen ist zu entnehmen, daß die Polflächen der Statorpolbauteile aller drei Phasen im allgemeinen kreiszylindrisch angeordnet sind, d. h. sie liegen nahezu auf einer fiktiven, kreisförmigen Zylinderoberfläche. In dieser Ausführungsform fällt die fiktive, kreisförmige Zylinderoberfläche im wesentlichen mit der Innenfläche 26 des Gehäuses 12 zusammen; der Radius der zylindrischen Anordnung entspricht dem Radius der inneren Gehäuseoberfläche 26.
• In jeder Phase sind die u-förmigen Bauelemente des zugehörigen Statorpolbauteils in einer gemeinsamen, fiktiven Ebene senkrecht zur Drehachse 21 angeordnet (im wesentlichen die Ebene nach Fig. 3). Die Statorpolbauteile jeder Phase haben am Umfang gleichen Abstand. Die Polflächen sind am Umfang gleich weit voneinander entfernt und schließen jeweils miteinander einen gemeinsamen, vorbestimmten Winkel ein, nämlich 30 Grad. Man beachte auch, daß jedes u-förmige Bauelement jeder Motorphase mit einem anderen u-förmigen Bauelement in jeder anderen Motorphase axial ausgerichtet ist. Man sieht beispielsweise, daß sich die Statorpolbauteile 58, 84 und 86 der drei Motorphasen in axialer Richtung decken (siehe Fig. 4).
• Das Halteteil 20 des Rotors 16 besteht bevorzugt aus leichtem, nichtmagnetischem Material wie Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Das Halteteil 20 hat in der Mitte einen Durchgang in Längsrichtung, der die Rotorabtriebswelle 18 aufnimmt. Es ist mit zwei zylindrischen Klemmelementen 94 und 96 lösbar an der Rotorabtriebswelle befestigt, so daß es sich gemeinsam mit der Rotorabtriebswelle 18 dreht. Das Halteteil 20 hat eine im allgemeinen zylindrische Außenfläche und ist mit sechs längs verlaufenden Nuten mit offenem Ende versehen.
• Drei im allgemeinen ringförmige, gezahnte Bauteile 100, 102, und 104 aus magnetischem Material (Motoreisen) sind auf dem Halteteil 20 montiert. Jedes gezahnte Bauteil hat in der Mitte eine Öffnung, die das Halteteil 20 aufnimmt. Jedes gezahnte Bauteil hat am Rand zwölf Zähne, z. B. den Zahn 106, der zum gezahnten Bauteil 100 gehört. Die Zähne haben entlang des Umfangs gleichen Abstand und schließen jeweils miteinander den Winkel von 30 Grad ein, der der Teilung der Statorpolflächen in jeder Motorphase entspricht. Die äußeren Flächen der Zähne sind entsprechend einem Krümmungsradius gekrümmt, der dem Radius der inneren, zylindrischen Gehäuseoberfläche entspricht, vermindert um einen vorbestimmten Betrag im Bereich von 0,25 mm bis 1 mm. Die Außenflächen aller Zähne sind in einer zylindrischen Anordnung mit einem Radius ausgerichtet, der wiederum dem Radius der inneren, zylindrischen Gehäuseoberfläche entspricht, vermindert um einen vorbestimmten Betrag. Der vorbestimmte Betrag entspricht folglich der radialen Abmessung der Luftspalte, die zwischen den Zähnen und den Statorpolen auftreten, wenn die Zähne und Statorpole zusammenkommen, während sich der Rotor 16 dreht.
• Das Verhältnis der Statorpolflächen der ersten Phase und der Zähne des ersten, gezahnten Bauteils 100 ist Fig. 3 zu entnehmen. Die Anzahl der Statorpolflächen entspricht der Zähnezahl des gezahnten Bauteils 100. Der gemeinsame Zwischenwinkel der Polflächen und der Zähne stellt sicher, daß sich während jeder Umdrehung des Rotors 16 die Polflächen und die radialen Außenflächen der Zähne, wie in Fig. 3 dargestellt, gleichzeitig gegenüberstehen. Dieses Gegenüberstehen tritt während jeder Umdrehung wiederholt auf, nämlich zwölf mal, entsprechend der Anzahl der Polflächen und Zähne. Wenn die Außenf lächen der Zähne den Statorpolflächen gegenüberliegen, bildet sich gleichzeitig zwischen jeder Polfläche und je einem Zahn des Rotors 16 ein Luftspalt, dessen radiale Breite dem vorbestimmten Betrag entspricht. Fachleute werden erkennen, daß die Spulen, die zu den Statorpolbauteilen gehören, genau dann zum Erzeugen eines Motordrehmoments elektrisch erregt werden, wenn sich die Luftspalte bilden, und daß die Erregung beendet wird, bevor der Zustand der größten Annäherung nach Fig. 3 erreicht ist. Ein ähnliches Verhältnis beobachtet man bei den Polflächen und den radialen Außenf lächen der Zähne in den beiden anderen Motorphasen. Folglich können alle Statorpolbauteile zum Erzeugen von Motordrehmoment insgesamt zwölfmal während jeder Umdrehung erregt werden. Die große Anzahl von Polen je Phase gestattet das Erzeugen eines ziemlich kräftigen Drehmoments selbst bei geringen Geschwindigkeiten oder beim Anlauf.
• Wenn sich die entsprechenden Luftspalte bilden, führt die Anordnung der Statorpole und der Rotorzähne bei jedem Statorpolbauteil zur Ausbildung eines örtlichen, magnetischen Kreises. Fig. 4 zeigt einen gestrichelt dargestellten, örtlichen, magnetischen Pfad 108, der zum Statorpolbauteil 58 gehört. Der Kreis enthält die beiden Pole 62 und 64, die Luftspalte 110 und 112, die sich an den Polflächen 66 und 68 ausbilden, und die beiden Zähne 114 und 116, die die Luftspalte 110 und 112 bestimmen, die zum jeweiligen Statorpolbauteil gehören. Die Pole 62 und 64 sind natürlich über das Joch 65 magnetisch gekoppelt, und die beiden Zähne 114 und 116 sind über das benachbarte Magnetmaterial 118 magnetisch gekoppelt. Das zylindrische Gehäuse 12 dient nur dem Aufbau; es trägt die Statorpole und nimmt die Rückwirkung der Motordrehmomente auf, wird aber nicht dazu benutzt, magnetische Kreise zu schließen, die die Statorpole enthalten. Dementsprechend kann das Gehäuse 12 aus einem leichtem, nichtmagnetischen Material wie Aluminium, Kunststoff oder einem beliebigen, geeigneten Material aufgebaut werden. Das Bilden örtlicher, magnetischer Kreise hält die Länge der benötigten Magnetpfade möglichst klein, wodurch sich Energieverluste verringern.
• Die gezahnten Rotorbauteile sind aus einer Anzahl gleicher, runder Platten aus magnetischem Material (Motoreisen) aufgebaut. Diese sind von runden Distanzstücken 130 und 132 in drei Plattensätze aufgeteilt, die in axialer Richtung nebeneinander liegen. Die Plattensätze haben in der Mitte eine Öffnung zum Aufnehmen des Halteteils 20. Jeder Plattensatz bestimmt ein gezahntes Rotorteil, wobei die Distanzstücke 130 und 132 die einzelnen Sätze so voneinander trennen, daß jedes der gezahnten Teile 100, 102 und 104 in einem anderen der drei Gehäuseteile 28, 30 und 32 liegt. Zwei Distanzstücke 134 und 136 an den Enden befestigen die Anordnung.
• Eine äußere Platte 138, die zumgezahnten Teil 100 gehört, ist repräsentativ und in Fig. 3 dargestellt. Die Platte 138 hat in der Mitte eine Öffnung, die das Halteteil aufnimmt, und eine Anzahl sich radial nach außen erstreckender Fortsätze, die am Umfang gleichen Abstand voneinander haben. Diese Fortsätze bestimmen die Zähne der gezahnten Teile 100, wenn sie mit ähnlichen Fortsätzen auf den anderen Platten ausgerichtet sind. Die Platte 138 hat zudem zwei einander diametral gegenüberliegende Fortsätze 142 und 144. Diese reichen radial nach innen in einen gepaarten Satz diametral gegenüberliegender Nuten 146 hinein, die zum Halteteil 20 gehören. Diese Anordnung verbindet die Platte 138 mit der Rotorabtriebswelle 18.
• Die sechs Nuten des Halteteils 20 sind wirksam in drei Sätze zu zwei Nuten aufgeteilt. Alle Platten des ersten, gezahnten Bauteils 100 haben Fortsätze, die wie oben beschrieben in dem Nutensatz 146 liegen. Beim Zusammenbauen werden die Fortsätze der einzelnen Platten einfach in die Nuten eingefügt und entlang des Halteteils 20 verschoben, so daß sie das erste, gezahnte Bauteil 100 bestimmen. Danach wird das Distanzstück 130 angebracht. Als nächstes wird ein zweiter Plattensatz eingebaut, dessen innere Fortsätze in die Nuten 148 eingreifen. Danach kann das zweite Distanzstück 132 angebracht werden. Der letzte Plattensatz wird so eingebaut, daß seine inneren Fortsätze in die Nuten 150 eingreifen. Die abschließenden Distanzstücke 134 und 136 halten das entstandene Gebilde zusammen.
• Man beachte den gegenseitigen Abstand der Nutensätze am Umfang. Jeder Satz ist gegen den am Umfang folgenden Satz um 50 Grad versetzt (60 Grad minus einem Versatzfaktor von 10 Grad). Dies bewirkt, daß jedes gezahnte Bauteil gegenüber den beiden anderen Motorphasen um einen Bruchteil (ein Drittel) des gemeinsamen Zwischenwinkels der Zähne versetzt ist. Die Gesamtauswirkung ist Fig. 4 zu entnehmen. Beispielsweise deckt sich der Zahn 114, der zur ersten Motorphase gehört, gerade vollständig mit einem Statorpol. Ein entsprechender Zahn 154 der zweiten Motorphase ist im Uhrzeigersinn um 10 Grad versetzt. Der entsprechende Zahn 156 in der dritten Motorphase ist im Uhrzeigersinn gegen den Zahn des ersten, gezahnten Bauteils um zwei Drittel des gemeinsamen Zwischenwinkels versetzt, nämlich 20 Grad. Dadurch stehen die Zähne eines der gezahnten Bauteile 100, 102 und 104 zu jedem beliebigen Zeitpunkt passend zum Erzeugen von Drehmoment, das versucht, den Rotor 16 in Drehung zu versetzen, falls die Spulen der zugehörigen Phase erregt sind. In Fig. 4 stehen die Zähne der dritten Phase passend (vorausgesetzt, der Rotor 16 dreht sich im Uhrzeigersinn). In einem mehrphasigen Motor, der den grundlegenden Entwurf ausführt, ist Selbstanlauf mit nur zwei Phasen erreichbar. In der Praxis ist jedoch für korrekten Selbstanlauf vorzuziehen, daß mindestens drei Phasen der gerade beschriebenen, versetzten Anordnung unterworfen sind. Es ist offensichtlich, daß der Motor 10 im Gegensatz zu vielen herkömmlichen Motoren beim Anlauf ein recht kräftiges Drehmoment entwickeln kann, da zwölf Pole einer Phase passend stehen. Um Schweranlauf zu gestatten, ist es auch unnötig, den Motor 10 wesentlich überzudimensionieren.
• Der Motor 10 ist nach modularen Aufbauregeln ausgeführt, wie im folgenden dargestellt wird. Das zylindrische Motorgehäuse kann für jede verlangte axiale Abmessung aus einer Anzahl lösbar miteinander verbundener Gehäuseteile aufgebaut werden. Jede gewünschte Anzahl Statorpole ist bequem bereitstellbar, indem einzelne und voneinander getrennte Statorpolbauteile lösbar an den Öffnungen befestigt werden, die zu jedem Gehäuseteil gehören. Die außen angebrachten Pole erleichtern nicht nur das Kühlen, sondern verringern auch den Arbeitsaufwand zum Zusammenbauen eines Stators in einem Maße, das mit herkömmlichen Motorentwürfen nicht erreichbar war. Der Rotor 16 selbst ist modular aufgebaut, wobei die Grundbausteine identische, ringförmige Platten und Distanzstücke sind. Diese Konstruktion hat den bemerkenswerten Vorteil (den herkömmliche Motoren nicht haben), daß ein vorhandener Motor sehr leicht um zusätzliche Motorphasen erweiterbar ist, wenn der Anwender dies wünscht. Dazu ist es nur nötig, zusätzliche Gehäuseteile, zusätzliche Statorpolbauteile und zusätzliche Rotorplatten und Distanzstücke anzufügen. Wesentliche, auszuwechselnde Motorteile sind die Rotorabtriebswelle 18 und das Halteteil 20, die beide verlängert werden müßten. Das Halteteil 20 könnte mit zusätzlichen, gepaarten Nutensätzen versehen werden, um die zusätzlichen Phasen unterzubringen und einen geeigneten, gegenseitigen Versatz zwischen jeder Phase bereitzustellen. Dies ist zum Verkleinern der Drehmomentschwankungen wünschenswert, aber in keiner Weise kritisch. Beispielsweise könnte der gleiche Satz mit sechs Nuten beibehalten und die zusätzlichen Phasen könnten mit der ersten, zweiten und dritten Phase ausgerichtet werden. Ein Gesichtspunkt, der das Verlängern eines vorhandenen Motors begrenzt, ist die mögliche Biegung der Rotorwelle 18.
• Fig. 5 zeigt einen zweiten, dreiphasigen Motor 170, der die Erfindung ausführt. Es sind nur diejenigen Komponenten dargestellt, die nötig sind, um zu verstehen, wie die magnetischen Kreise im Motor 170 ausgebildet sind und wie Selbstanlauf erzielt wird. Der Motor 170 umfaßt ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 172, eine Anzahl Statorpolbauteile und einen Rotor 176. Die Abtriebswelle des Rotors wurde nicht dargestellt, würde aber zum Drehen im wesentlichen genauso am Gehäuse 172 montiert werden, wie die Rotorabtriebswelle 18 montiert ist.
• Das zylindrische Gehäuse 172 entspricht im wesentlichen dem oben beschriebenen. Es ist aus drei axial ausgerichteten, zweiteiligen Gehäusestücken aufgebaut (dargestellt ist nur ein repräsentatives Gehäuseteil 180). Jedes Gehäuseteil gehört wieder zu einer der drei Motorphasen. Der Teil 180 gehört zur ersten Motorphase. Jedes Gehäuse hat eine äußere Oberfläche mit sechs Seiten in Form eines regelmäßigen Sechsecks, betrachtet im senkrechten Querschnitt zur Drehachse. Jede Seite jedes Gehäuseteils enthält eine Öffnung bzw. einen Schlitz, so wie die Öffnung 186 des Gehäuseteils 180. Diese Öffnungen sind mit der Drehachse ausgerichtet und nehmen Statorpolbauteile auf, die im wesentlichen parallel zur Drehachse des Motors angeordnet sind. Wie in der ersten Ausführungsform des Motors 10 würden zu jeder Phase sechs Statorpolbauteile gehören und mit geeigneten Haltern an jeder Seite der Gehäuseteile montiert werden.
• Ein Statorpolbauteil 190 der ersten Phase ist repräsentativ. Wie Fig. 5 zeigt, liegt das Statorpolbauteil 190 in einer Ebene, die die Drehachse des Rotors 176 enthält. Die anderen Statorbauteile (nicht dargestellt) sind gegen die Drehachse des Rotors 176 ähnlich ausgerichtet. Sie decken sich am Umfang gegenseitig, und haben am Umfang gleichen Abstand voneinander bzw. schließen einen vorbestimmten Winkel ein, nämlich 60 Grad. Die Statorbauteile der zweiten und dritten Motorphase sind ähnlich angeordnet.
• Man beachte, daß ein Statorpolbauteil jeder Phase mit einem Statorpolbauteil aus jeder der beiden anderen Phasen axial ausgerichtet ist. Die Statorpolbauteile 190, 192 und 194, die jeweils zur ersten, zweiten und dritten Motorphase gehören, geben ein Beispiel für diese axiale Ausrichtung. Die Polflächen, die von den Statorpolbauteilen der drei Phasen bestimmt werden, sind wiederum zylindrisch angeordnet und haben einen Radius, der der inneren, kreiszylindrischen Oberfläche des Gehäuses 172 entspricht. Die Polflächen haben einen Krümmungsradius, der der Krümmung der inneren Gehäuseoberflächen entspricht, und sind aus praktischen Gründen bündig mit dieser Oberfläche montiert. Der grundlegende Unterschied bezüglich des Motors 10 liegt darin, daß die Statorpole jeder Phase sich nun in zwei axial voneinander entfernten Ringen befinden, und nicht mehr in einem einzigen Ring in einer gemeinsamen Ebene.
• Der Rotor 176 enthält einen Teil, der Magnetelemente trägt, die mit den Statorpolen zusammenwirken. Dieses Halteteil ist aus drei getrennten Halteteilen 200, 202 und 204 aufgebaut, die axial ausgerichtet sind. Jedes Bauteil hat in der Mitte eine Öffnung, die die Motorabtriebswelle aufnimmt (nicht dargestellt). Jedes Halteteil trägt die magnetischen Rotorelemente, die zu je einer Motorphase gehören. Das repräsentative Halteteil 200 ist aus einem Aluminiumblock gefertigt. Es hat eine zylindrische Außenfläche, die mit sechs Aussparungen versehen ist. Jede Aussparung enthält ein geblechtes Packet aus magnetischem Material (Motoreisen), das mit Schrauben am Halteteil 200 befestigt ist. Die Pakete haben am Umfang gleichen Abstand, schließen den gleichen Zwischenwinkel ein, der bei den Statorpolbauteilen auftritt, und decken sich am Umfang. Das repräsentative Paket 208 ist ausreichend lang, so daß seine Außenfläche zugleich die Luftspalte 210 und 212 mit beiden Polen des Statorpolbauteils 192 bilden kann. Das magnetische Paket 208 schließt einen örtlichen, magnetischen Kreis mit dem Statorpolbauteil 192, wenn sich die Luftspalte 210 und 212 ausbilden. Der magnetische Kreis umfaßt zwei Pole des Statorpolbauteils 192, die Luftspalte 210 und 212 und das Paket 208. Die äußeren Polflächen besitzen einen Krümmungsradius, der der Krümmung der inneren, zylindrischen Oberfläche des Gehäuse 172 entspricht, vermindert um einen vorbestimmten Betrag, der der erwarteten radialen Dicke der zu bildenden Luftspalte entspricht. Man beachte, daß der ersten Ausführungsform des Motors 170 entsprechend, ähnliche Luftspalte und magnetische Kreise gleichzeitig an jedem Statorpolbauteil von je einem der Rotorpakete gebildet werden. Dies geschieht bei jeder Umdrehung des Motors 170 sechs mal. Dementsprechend können die zwölf Statorpole jeder Phase zum Erzeugen eines Motordrehmoments gleichzeitig und wiederholt erregt werden, wobei eine beträchtliche Motorleistung, Drehmoment mit relativ geringer Welligkeit und über den Umfang des Gehäuses 172 gleichmäßig verteilte Kraftrückwirkungen bereitgestellt werden.
• Die magnetischen Pakete, die zu den Halteteilen 202 und 204 der zweiten und dritten Motorphase gehören, sind genauso ausgerichtet. Die Paketsätze jeder zusätzlichen Motorphase sind jedoch am Umfang gegen die Pakete der ersten Phase um einen Bruchteil des gemeinsamen Winkels versetzt, der die Magnetelemente trennt. In Fig. 5 deckt sich das magnetische Paket 208 vollständig mit den Polen des Statorpolbauteils 190. Das entsprechende magnetische Paket 216 der zweiten Phase ist um 10 Grad im Uhrzeigersinn verschoben, und das entsprechende Paket 218 der dritten Phase ist um 20 Grad verschoben. Somit sind zu jedem beliebigen Zeitpunkt die Statorpole und die magnetischen Pakete in mindestens einer Phase so ausgerichtet, daß sie ein Motordrehmoment erzeugen, wenn die zugehörigen Spulen erregt werden. In der Stellung nach Fig. 5 ist gerade die dritte Phase derartig ausgerichtet (Drehung im Uhrzeigersinn vorausgesetzt). Insbesondere schließt das Paket 218 der dritten Phase einen magnetischen Kreis mit den Statorpolen des Bauteils 194, wobei der Kreis die Statorpole 220, die Luftspalte 224 und 226 und das magnetische Paket 218 selbst umfaßt. Ähnliche örtliche Magnetkreise werden gleichzeitig mit jedem Statorpolbauteil (nicht dargestellt) der dritten Phase gebildet.
• Man beachte, daß im ersten und im zweiten Motor 10 bzw. 170 eine axiale Zuordnung der Statorpolbauteile zwischen den drei Phasen besteht. Der gegenseitige Versatz der Rotorelemente am Umfang wird in beiden Motoren zum Ermöglichen des Selbstanlaufs benutzt, wodurch ein Anwurfmotor überflüssig wird. Die Statorpolbauteile könnten statt dessen zu diesem Zweck auch am Umfang gegen die magnetischen Elemente (Zähne oder Pakete) versetzt sein, die zwischen den Phasen axial ausgerichtet sind. Es wird jedoch die vollständig axial ausgerichtete Anordnung der Statorpole in den beiden Motoren bevorzugt, da diese einen gleichmäßigen Aufbau des Gehäuses gestattet, insbesondere bezüglich des Anordnens der Öffnungen, die zum Montieren der Statorpole nötig sind. Dies ist besonders dann wichtig, wenn das Gehäuse die Form eines gleichmäßigen Polygons haben soll, die zum äußeren Befestigen der Pole außergewöhnlich vorteilhaft ist. Bei einem derartigen Gehäuse würde der Versatz der Statorpolbauteile das Anordnen der nötigen Öffnungen und das Montieren der Statorpolbauteile unzuträglich erschweren.
• Der zweite Motor 170 ist wiederum nach modularen Aufbauregeln ausgeführt. Das Gehäuse 172 ist wie oben erweiterbar, indem ein Gehäuseteil für jede gewünschte Phase bereitgestellt wird. Eigenständige Statorpolbauteile können lösbar außen am Gehäuse 172 montiert werden, um den für jede Phase nötigen Statorteil zu bilden. Ebenso kann ein eigener Halter für die Magnetelemente im Rotor und ein Satz magnetischer Pakete für jede Motorphase bereitgestellt werden. Grundsätzlich kann ein Motor aufgebaut werden, oder ein vorhandener Motor dieser Bauart kann erweitert werden, indem man axial beabstandete Phasen hinzufügt, bis ein gewünschtes Motordrehmoment erzielt ist. Das einzige Hauptbestandteil, das zum Erstellen eines neuen Motors oder zum Vergrößern eines vorhandenen Motors zwingend auszutauschen ist, ist die Rotorabtriebswelle.
• Fig. 6 und Fig. 7 zeigen eine andere Vorrichtung zum Befestigen der Statorpolbauteile an der Außenseite eines Motors, z. B einem der Motoren 10 und 170. Die Befestigungsvorrichtung enthält ein Gehäuse 228, das aus einem Material mit guten Wärmeleiteigenschaften hergestellt ist, z. B. Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Es besitzt Rippen (wie die Rippe 230), die eine große, wärmeabstrahlende Oberfläche haben. Das Gehäuse 228 besteht aus zwei gleichen Teilen 232 und 234 mit zylindrischen Abschnitten in der Mitte, die zusammenpassen, wenn die Gehäuseteile zusammengesetzt werden; ein Aufbau aus zwei Teilen ist jedoch nicht kritisch. Das Gehäuse 228 umschließt ein u-förmiges Statorpolbauteil 240 (genauer ein zum Teil ringförmiges Gebilde). Das Bauteil 240 hat eine einzige, elektromagnetische Wicklung zum Erzeugen eines magnetischen Flußes im zugehörigen Polpaar 244 und 246. Eine wärmeleitende Vergußmasse 248, wie sie zum Vergießen elektronischer Schaltungen gebräuchlich ist, füllt das Gehäuse 228 und verbindet sich innig mit der inneren Oberfläche des Gehäuses 228 und den äußeren Oberflächen der Wicklung 242 und der Statorpole 244 und 246, wodurch das Statorpolbauteil 240 und das Gehäuse 228 thermisch verbunden werden und sich der Wärmeübergang zum Gehäuse 228 verbessert. Das Gehäuse 228 kann bündig auf die ebene Außenfläche eines Motorgehäuses 250 montiert werden, wobei die Pole 244 und 246 in eine Öffnung 252 des Gehäuses hineinragen, im wesentlichen wie in Fig. 6 dargestellt. Das Gehäuse 228 und das zugehörige Statorpolbauteil 240 bilden eine Einheit, die zum Herstellen von Motorstatoren benutzbar ist. Die Anordnung verhindert das Eindringen von Schmutz durch die Öffnung 252 in das Innere des Motors, was in bestimmten Betriebsumgebungen besonders wichtig sein kann. Sie schützt auch die an der Außenseite montierten Statorpolbauteile und sorgt für eine gute Wärmeabfuhr. Sie macht auch den Einsatz eines zusätzlichen Schutzgehäuses sowie einer Vorrichtung zum Fördern von Luft durch das Schutzgehäuse unnötig.
• Fig. 8 zeigt eine Regelschaltung, die zum Betreiben beider Motoren einsetzbar ist. Da herkömmliche Schaltverfahren für die Motoren einsetzbar sind, wird nur eine schematische Gesamtdarstellung bereitgestellt. In Fig. 8 ist die Regelschaltung zusammen mit dem Motor 10 dargestellt. Dazu gehört ein Drehgeber 260, der ein Signal erzeugt, das die Lage des Rotors relativ zum Stator angibt. Aus dem Signal kann die Regelschaltung in üblicher Weise Zeitdaten ableiten, die festlegen, wann die Statorbauteile jeder Phase zu erregen sind. Das Signal wird von einen Mikroprozessor 262 und Phasenanschnittsschaltungen 264, 266 und 268 verarbeitet, die jeweils zu einer unterschiedlichen Motorphase gehören. Man sollte nicht übersehen, daß, im Gegensatz zur großen Anzahl von Schaltern, die üblicherweise zu den meisten, herkömmlichen geschalteten Reluktanzmotoren gehören, nur drei Triacschalter 270, 272 und 274 nötig sind. Der repräsentative Schalter 270 ist funktionell mit Spulen verbunden, die zu jedem Statorpolbauteil der ersten Phase gehören. Um den Stromfluß durch diese Spulen anzustoßen, kann der Schalter 270 in herkömmlicher Weise angesteuert werden; dies geschieht gleichzeitig für alle Spulen in der jeweiligen Phase. Man beachte auch, daß keine Schleifringe oder Kommutatoren nötig sind.

Claims (10)

1. Elektromotor (10 oder 170), enthaltend einen Stator (14),

ein in der Regel zylindrisches Gehäuse (12 oder 172) mit einer äußeren (24) sowie einer inneren Oberfläche (26) für den Stator (14) und

einen Rotor (16 und 176), der in das Innere des Gehäuses (12 oder 172) montiert ist und um eine Achse (22) zum Gehäuse (12 oder 172) drehbar gehaltert ist; dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen der äußeren (24) und der inneren Oberfläche (26) des Gehäuses (12 oder 172) Öffnungen (38 oder 186) bestehen;

daß der Stator (14) getrennte Statorpolbauteile (58 oder 190) aufweist, wobei jedes Statorpolbauteil (58 oder 190) mindestens ein Paarmagnetisch gekoppelter Pole (62, 64) und eine elektrisch erregbare Wicklung (70, 72) hat, die funktionell mit dem Statorpolbauteil (58 oder 190) gekoppelt ist, so daß in jedem Statorpol (62, 64), wobei jeder Statorpol eine Polfläche (66 oder 68) hat, ein Magnetfeld erzeugt werden kann; daß Einrichtungen (72, 74, 76, 80, 82) das jeweilige Statorpolbauteil (58 oder 190) auf der äußeren Oberfläche (24) des Gehäuses (12 oder 172) mit der zugeordneten Wicklung (70, 72) außen am Gehäuse (12 oder 172) lösbar befestigen und die zugehörigen Pole (62, 64) durch die Öffnungen (38 oder 186) des Gehäuses (12 oder 172) verlaufen, wobei die Statorpolbauteile (58 oder 190) unter Abstand um die äußere Oberfläche (24) des Gehäuses (12 oder 172) herum angeordnet sind und die Polflächen (66, 68), die zu den Statorpolbauteilen (58 oder 190) gehören, zylinderhaft um die Rotationsachse (22) mit einem vorbestimmten Radius zur Mitte ausgerichtet sind;

daß der Rotor (16 oder 176) ein Halteteil (20 oder 200) hat sowie magnetische Elemente (114, 116 oder 208), die mit Abstand voneinander ringsherum um das Halteteil (20 oder 200) montiert sind, wobei die magnetischen Elemente (114, 116 oder 208) jeweils eine Elementfläche haben und diese (114, 116 oder 208) zylinderhaft um die Rotationsachse (22) zur Mitte ausgerichtet sind, wobei deren Radius um einen vorbestimmten Wert kleiner ist als der Radius der zylindrischen Anordnung der Flächen (66, 68); und

daß die Polflächen (66, 68) und die Magnetelementflächen so angeordnet sind, daß bei jeder Umdrehung des Rotors (16, 176) die Polflächen (66, 68) der Statorpolbauteile (58 oder 190) gleichzeitig und wiederholt mit den Flächen der Magnetelemente (114, 116 oder 208) so zusammenkommen, daß an den Polflächen (66, 68) jeweils ein Luftspalt (110 oder 112; oder 210 oder 212) mit einer Radialabmessung gemäß dem vorbestimmten Wert gebildet wird und daß die magnetischen Elemente (114, 116 oder 208) einen örtlichen magnetischen Kreis (108) mit dem jeweiligen Statorpolbauteil (58 oder 190) schließen, sobald die Luftspalte (110, 112 oder 210, 212) bestehen, wobei der örtliche magnetische Kreis (108), der zum jeweiligen Statorpolbauteil (58 oder 190) gehört, umfaßt die magnetisch gekoppelten Statorpole (62, 64) des zugehörigen Statorpolbauteils (58 oder 190); die Luftspalte (110, 112 oder 210, 212), die an den Polflächen (66, 68) des zugehörigen Statorpolbauteils (58 oder 190) gebildet werden; und das magnetische Element oder die magnetischen Elemente (114, 116 oder 208), die mit den Polflächen (66, 68) des zugehörigen Statorpolbauteils (58 oder 190) die Luftspalte (110, 112 oder 210, 212) bestimmen.

2. Elektromotor (10 oder 170) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12 oder 172) aus nichtmagnetischem Material hergestellt ist, dessen spezifische Masse geringer ist als die der Materialien, die die Pole (62, 64) der Statorpolbauteile (58 oder 190) und die magnetischen Elemente (114, 116 oder 208) des Rotors (16 oder 176) bilden.

3. Elektromotor (10 oder 170) nachAnspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Statorpolbauteil (58) ein im allgemeinen U-förmiges Glied (60) aufweist, das aus magnetischem Material hergestellt ist, wobei die U- förmigen Glieder (60) derStatorpolbauteile (58) in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Rotationsachse (22) angeordnet sind und die Polflächen (66, 68) der Statorpolbauteile (58) in der gemeinsamen Ebene gleichmäßig ringsherum mit Abstand voneinander unter einem bestimmten Winkel angeordnet sind.

4. Elektromotor (170) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Statorpolbauteil (190) ein im allgemeinen U-förmiges Glied hat, das aus magnetischem Material hergestellt ist, wobei jedes U-förmige Glied zu einer Ebene, die die Rotationsachse (22) enthält, ausgerichtet ist und die U-förmigen Glieder (60) im Umfang passend und gleichmäßig beabstandet sind.

5. Elektromotor (10 oder 170) nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorpolbauteile (58 oder 190) und die magnetischen Elemente (114, 116 oder 208) eine erste Phase des Elektromotors (10 oder 170) bilden, wobei der Elektromotor (10 oder 170) zusätzlich eine zweite und eine dritte Motorphase hat, die im wesentlichen identisch zur ersten Phase sind, und die zweite und die dritte Motorphase Statorpolbauteile (84, 86 oder 192, 194) haben, die außen am Gehäuse (12 oder 172) montiert sind, und magnetische Elemente (154, 156 oder 216, 218), die am Halteteil (20 oder 200, 202, 204) des Rotors (16 oder 176) befestigt sind.

6. Elektromotor (10 oder 170) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Elemente (58, 84, 86 oder 190, 192, 194) der jeweiligen Motorphase zu den magnetischen Elementen (58, 84, 86 oder 190, 192, 194) der anderen Motorphasen umfangsindexiert sind, so daß mindestens eine der Motorphasen zu jeder Zeit eine Drehkraft zum Drehen des Motors (16 oder 176) erzeugt, wenn die zu der einen Motorphase zugehörige Wicklung (70, 72) elektrisch erregt wird.

7. Elektromotor (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (20) des Rotors (16) eine im allgemeinen zylindrische Außenfläche hat, die mit am Ende offenen Längsnuten (146, 148, 150) ausgebildet ist;

der Rotor (116) eine Anzahl identischer ringförmiger Platten (138) aus magnetischem Material aufweist, wobei jede Platte (138) eine Mittelöffnung hat, die das Halteteil (20) und die Zungen (142, 144), die radial nach innen in die Nuten (146) des Halteteils (20 oder 200) gehen, aufnimmt; jede Platte (138) einen Umfang mit Zähnen hat, welche radial nach außen stehen und um den Umfang gleichmäßig beabstandet angeordnet sind; und,

der Rotor (16) Abstandshalter (130, 132) hat, die die Platten (138) in ihrer axialer Beziehung nebeneinander in drei Plattensätze trennen, wobei jeder Plattensatz ein ringförmiges Glied (100, 102 oder 104) mit Zähnen (114, 116, 154, 156) aufweist, welche mit einem bestimmten gemeinsamen Winkel gleichmäßig mit Abstand im Umfang angeordnet sind, und die Zähne (114, 116, 154, 156) des jeweiligen ringförmigen Glieds (100, 102 oder 104) die magnetischen Elemente (114, 116, 154, 156) einer jeweils anderen Motorphase bilden.

8. Elektromotor (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (146, 148, 150) des Halteglieds in drei Nutensätze (146, 148, 150) angeordnet sind, wobei ein Nutensatz (146, 148 oder 150) mit dem jeweiligen ringförmigen Glied (100, 102 oder 104) verbunden ist und die Zungen (142, 144) der Platte (138), welche das ringförmige Glied (100) ergibt, aufnimmt;

die Nutensätze (146, 148, 150) ringsherum so angeordnet ist, daß die Zähne (114, 146, 154, 156) des jeweiligen zugehörigen ringförmigen Glieds (100, 102, 104) mit einem Bruchteil des bestimmten gemeinsamen Winkels zu den Zähnen (114, 116, 154, 156) eines anderen ringförmigen Glieds (100, 102, 104) umfangsindexiert sind, wobei der Bruch so gewählt ist, daß mindestens eine der Motorphasen zu jeder Zeit, wird die Wicklung (70, 172) des zugehörigen Statorpolbauteils (58 oder 190) der mindestens einen Motorphase elektrisch erregt, eine Drehkraft zum Drehen des Rotors (16) erzeugen kann.

9. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorpolbauteil (240) ein Gehäuse (228) hat, das aus wärmeleitendem Material besteht, und die Wicklung (242) und die Pole (244, 246) des Statorpolbauteils (240) im Gehäuse (228) mit den Polen (244, 246), die aus dem Gehäuseinneren herausgehen, montiert sind.

10. Elektromotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des jeweiligen Gehäuses (228) ein wärmeleitendes Material (248) enthält, das innig das Gehäuse (228) und die jeweiligen Pole (244, 246) sowie die Wicklung (242), die im Gehäuse (228) montiert sind, kontaktiert.