DE112018003942T5

DE112018003942T5 - Magnetische Erzeugungseinrichtung für einen Motor, Weichmagnetischer Kern und Verfahren zur Herstellung eines Magneten

Info

Publication number: DE112018003942T5
Application number: DE112018003942.0T
Authority: DE
Inventors: Yuki Takahashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2020-05-07
Also published as: JP2019140892A; JP2019140891A; JP6919631B2; CN111066220B; JP6939735B2; DE112018003941T5; JP7173243B2; JP2019140368A; JP2019140369A; US20200244121A1; JP2019140894A; JP7021614B2; JP2021184700A; JP2019140370A; CN110959244A; US11936312B2; JP6828723B2; JP6939734B2; JP2019140893A; JP2019140895A

Abstract

Ein Rotor (10) einer rotierenden elektrischen Maschine weist Magnete (13) auf, die derart angeordnet sind, dass sie einer Wicklung (33) zugewandt sind. Die Magnete sind relativ zu der Wicklung bei Speisung der Wicklung beweglich. Die Magnete sind in einer relativen Bewegungsrichtung angeordnet, während magnetische Polaritäten auf der Grundlage der Magneten abwechselnd geändert sind. Jeder Magnet weist ein erstes Magnetelement (21) auf, das konfiguriert ist, einen Magnetfluss entsprechend einer entsprechenden einen der Polaritäten zu erzeugen. Das erste Magnetelement weist erste magnetische Ausrichtungen auf, die darin definiert sind. Jeder Magnet weist ein zweites Magnetelement (22) auf, das an einem q-Achsen-Seitenende des entsprechenden Magneten vorgesehen ist, das sich näher an einer Polgrenze befindet. Das zweite Magnetelement weist zweite magnetische Ausrichtungen auf, die darin definiert sind. Die zweiten magnetischen Ausrichtungen schneiden sich mit den ersten magnetischen Ausrichtungen.

Description

Querverweis zu verwandten Anmeldungen
Diese Anmeldung beruht auf und beansprucht Priorität aus:

1. Japanische Patentanmeldung Nr. 2017-149184 , eingereicht am 1. August 2017,
2. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-026511 , eingereicht am 16. Februar 2018,
3. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-026512 , eingereicht am 16. Februar 2018,
4. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-026513 , eingereicht am 16. Februar 2018,
5. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-026514 , eingereicht am 16. Februar 2018,
6. Japanische Patentanmeldung Nr. 2018-143375 , eingereicht am 31. Juli 2018.

Die gesamte Offenbarung von jeder dieser Japanischen Patentanmeldungen ist hiermit durch Bezugnahme einbezogen.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft magnetische Erzeugungsvorrichtungen für einen Motor, weichmagnetische Kerne und Verfahren zur Herstellung eines Magneten.
Stand der Technik
Innenpermanentmagnet- (IPM-) Rotoren beispielsweise für rotierende elektrische Maschinen sind weit verbreitet. Ein derartiger IPM-Rotor weist einen Rotorkern auf, der aus einem Stapel elektromagnetischer Stahlbleche aufgebaut ist. Der Rotorkern weist darin definiert Magnetinstallationsöffnungen auf, und Magnete sind in den jeweiligen Magnetinstallationsöffnungen installiert.
Beispielsweise offenbart Patentliteratur 1 eine Technologie, bei der die Form jeder Magnetinstallationsöffnung derart entworfen ist, dass dadurch ein Magnetfeld in einer Richtung reduziert wird, die entgegengesetzt zu einer Richtung von Magnetfluss von einem Rotor zu einem Stator ist, wodurch eine Magnetflussverkettung zu dem Stator erhöht wird. Eine derartige rotierende elektrische Maschine ist entworfen, die Form von jedem Permanentmagneten, des Rotors und des Stators zu optimieren, um dadurch darauf abzuzielen, eine Verbesserung des Leistungsvermögens der rotierenden elektrischen Maschine und eine Verbesserung der Widerstandsfähigkeit des Permanentmagneten gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld auszugleichen.
Zitierungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1 Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2014-93859.
Zusammenfassung
In den letzten Jahren sind viele Fahrzeuge derart entworfen, dass sie ein Flachbauprofil mit einem kleineren Fahrtwiderstandswert aufweisen und/oder einen kleineren Kraftmaschinenraum aufweisen. Für jedes Fahrzeug mit einem Flachbauprofil und/oder einem kleineren Kraftmaschinenraum ist es notwendig, einen Installationsraum für einen Fahrzeugleistungsgenerator und/oder einen Stator zu minimieren.
Für jedes Fahrzeug mit einem minimierten Installationsraum für einen Fahrzeugleistungsgenerator und/oder einen Stator ist es erforderlich, eine kompakte rotierende elektrische Maschine zu verwenden, die sowohl das entsprechende Fahrzeug starten kann als auch bewirken kann, dass das entsprechende Fahrzeug in einer Steigung fährt. Zum Erzielen dieses Erfordernis haben wird in Betracht gezogen, rotierende elektrische Maschinen jeweils mit einer höheren Drehmomentdichte zu entwerfen.
Bei Entwerfen einer derartigen rotierenden elektrischen Maschine mit einer höheren Drehmomentdichte bestehen Bedenken, dass, wenn ein in einem Stator erzeugter Erregungsstrom ein großer Strom innerhalb einer sehr kurzen Zeit wird, ein rotierendes magnetisches Feld, das auf den Erregungsstrom aus dem Stator beruht, ein Entmagnetisierungsfeld für die Permanentmagneten eines Rotors wird, sodass die Permanentmagnete aufgrund des Entmagnetisierungsfeldes entmagnetisiert werden.
Typische Rotoren, die für IPM-Motoren verwendbar sind, die in der Patentliteratur 1 offenbart sind, weisen eine d-Achse und eine q-Achse für jeden Magnetpol auf, wobei die d-Achse eine zentrale Achse des Magnetflusses repräsentiert, der von einem entsprechenden Magneten zur Bereitstellung des entsprechenden Magnetpols erzeugt wird, und die q-Achse eine neutrale Achse für den Magnetfluss des Magneten repräsentiert. In den letzten Jahren wurde die Raumvektorsteuerung intensiviert, wobei die Raumvektorsteuerung konfiguriert ist, individuell einen in der d-Achse fließenden d-Achsenstrom und einen in der q-Achse fließenden q-Achsenstrom zu steuern.
Ein typischer IPM-Motor ist derart konfiguriert, dass ein konvexer Kernteil auf der q-Achse angeordnet ist, sodass die Induktivität in der q-Achse größer als die Induktivität in der d-Achse ist. Diese Induktivitätsdifferenz erzeugt ein Reduktanzdrehmoment Tr. Das heißt, dass ein derartiger typischer IPM-Motor entworfen ist, ein resultierendes Drehmoment aus einem Magnetdrehmoment Tm, das auf den Fluss des sich auf der d-Achse befindlichen Magneten beruht, und dem Reduktanzdrehmoment Tr zu erzeugen.
Es sei bemerkt, dass eine Feldschwächungssteuerung als eine Technologie zur Erhöhung der Drehgeschwindigkeit eines Motors unter einer vorbestimmten Batteriespannungsbedingung bekannt ist. Die Ausführung der Feldschwächungssteuerung kann bewirken, dass ein Magnetfeld, d.h. ein Entmagnetisierungsfeld, die Magnetkraft der Magneten des Motors schwächt. In einem IPM-Motor verwendet die Feldschwächungssteuerung eine Reduktanzdrehmomentkompomente in der q-Achse, wenn das Magnetdrehmoment auf der Grundlage des geschwächten Magnetflusses der Magneten reduziert wird. Aus diesem Grund ist es wahrscheinlich, dass das resultierende Drehmoment des Reduktanzdrehmoments und des Magnetdrehmoments zum Betrieb eines IPM-Motors unter Verwendung der Feldschwächungssteuerung höher als lediglich ein Magnetdrehmoment zum Betrieb desselben IPM-Motors ohne Verwendung der Feldschwächungssteuerung ist. IPM-Motoren tendieren daher dazu, positiv auf der Grundlage der Feldschwächungssteuerung justiert zu werden. Dies bedeutet, dass in dem IPM-Motor eingebaute Permanentmagnete häufig einem Entmagnetisierungsfeld ausgesetzt werden, sodass eine irreversible Entmagnetisierung der Permanentmagneten häufig erfolgt.
Um einer derartigen irreversiblen Entmagnetisierung der Permanentmagnete eines IPM-Motors zu begegnen, sind die nachfolgenden ersten bis dritten Merkmale in Betracht gezogen worden:

(i) Eine erste Maßnahme der Verwendung von kostspieligen schweren Seltene-Erden-Elementen, die ein Terbium- (Tb-) Element und ein Dysprosium- (Dy-) Element aufweisen, als Materialien für jeden Permanentmagneten.
(ii) Eine zweite Maßnahme der Erhöhung der Dicke jedes Permanentmagneten.
(iii) Eine dritte Maßnahme der Erhöhung des Volumens jedes Perma nentmag neten.

Jede der ersten bis dritten Maßnahmen kann jedoch zu einer Erhöhung der Herstellungskosten des Rotors führen.
Der Rotor eines IPM-Motors weist eine bekannte Struktur dahingehend auf, dass Permanentmagnete jedes Paars an beiden Seiten einer entsprechenden d-Achse vorgesehen sind, um eine V-Form aufzuweisen. In dem Rotor mit der vorstehend beschriebenen Struktur erzeugt jeder der Permanentmagneten, die an beiden Seiten jeder d-Achse vorgesehen sind, einen Magnetfluss, der in Bezug auf die entsprechende d-Achse schräg ausgerichtet ist, sodass eine gegenseitige Störung (Interferenz) zwischen dem durch einen der Permanentmagnete jedes Paars erzeugten Magnetflusses und dem durch den anderen davon erzeugten Magnetfluss zu einer Entmagnetisierung der Permanentmagnete des entsprechenden Paars führen kann.
Um dem vorstehend beschriebenen Problem zu begegnen, zielt die folgende Offenbarung darauf ab, magnetische Erzeugungsvorrichtungen für einen Motor, weichmagnetische Kerne und Verfahren zur Herstellung eines Magneten bereit zu stellen, wobei jeweils eine angemessene Reduktion einer Entmagnetisierung eines Magneten möglich ist.
Nachstehend sind Maßnahmen zur Begegnung der Probleme, wie die Maßnahmen arbeiten, und Wirkungen beschrieben, die durch die Maßnahmen erhalten werden.
Eine magnetische Erzeugungsvorrichtung für einen Motor gemäß einer ersten Maßnahme weist eine Vielzahl von Magneten auf, die derart angeordnet sind, dass sie einer Wicklung zugewandt sind, und die in Bezug auf die Wicklung beweglich sind, wenn die Wicklung gespeist wird. Die Magnete sind in einer relativen Bewegungsrichtung angeordnet, während magnetische Polaritäten auf der Grundlage der Magneten abwechselnd geändert sind. Jeder der Magnete weist ein erstes Magnetelement auf, das konfiguriert ist, einen Magnetfluss entsprechend einer entsprechenden der Polaritäten zu erzeugen. Das erste Magnetelement weist erste magnetische Ausrichtungen aufweist, die darin definiert sind. Jeder der Magnete weist ein zweites Magnetelement auf, das an einem q-Achsen-Seitenende des entsprechenden Magneten vorgesehen ist, das sich näher an einer Polbegrenzung befindet. Das zweite Magnetelement weist zweite magnetische Ausrichtungen auf, die darin definiert sind, wobei die zweiten magnetischen Ausrichtungen sich mit den ersten magnetischen Ausrichtungen schneiden.
In einem Motor, in dem Magnete derart angeordnet sind, dass sie einer Wicklung zugewandt sind und relativ zu der Wicklung bewegbar sind, agiert bei Speisung der Wicklung ein Speisungsmagnetfeld aus der Wicklung auf jeden Magnet als ein Entmagnetisierungsfeld. Zum Begegnen eines derartigen Punkts weist die erste Maßnahme für jeden Magneten das zweite Magnetelement auf, das an einem q-Achsen-Seitenende, d.h. einem Pol-Grenz-Seitenende des entsprechenden Magneten auf, wobei die zweiten magnetischen Ausrichtungen, die in dem zweiten Magnetelement definiert sind, sich mit den ersten magnetischen Ausrichtungen schneiden, die in dem ersten Magnetelement definiert sind.
Diese Konfiguration der ersten Maßnahme verstärkt einen Magnetfluss an dem q-Seitenende des ersten Magnetelements, um dadurch ein Entmagnetisierungswiderstandsverhalten gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld aus der Wicklung zu erhöhen. Dies reduziert in angemessener Weise eine Entmagnetisierung des ersten Magnetelements, das als ein Magnetpol-Magnet dient.
Es sei bemerkt, dass die zweiten magnetischen Ausrichtungen, die in dem zweiten Magnetelement definiert sind, vorzugsweise näher an einer Richtung senkrecht zu der q-Achse sind, als es die ersten magnetischen Ausrichtungen sind, die in dem ersten Magnetelement definiert sind. Dies ermöglicht eine Verstärkung des Magnetflusses an dem q-Achsen-Seitenende des ersten Magnetelements durch die zweiten magnetischen Ausrichtungen.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer zweiten Maßnahme ist der Motor als eine rotierende elektrische Maschine entworfen, der ein Wicklungselement, in dem die Wicklung gewickelt ist, und ein Magnethalteelement aufweist, der die Magnete aufweist und radial angeordnet ist, um dem Wicklungselement zugewandt zu sein. Die magnetische Erzeugungsvorrichtung wird als das Magnetelement verwendet. Das erste Magnetelement weist eine Vielzahl erster Magnetelemente auf, die in dem Magnetelement in einer Umlaufsrichtung des Magnetelements mit vorbestimmten Unterteilungen angeordnet sind, und das zweite Magnetelement weist eine Vielzahl zweiter Magnetelemente auf. Jedes der zweiten Magnetelemente ist für ein q-Achsen-Seitenende des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente vorgesehen.
In der rotierenden elektrischen Maschine, die das Wicklungselement, wie einen Stator, in dem die Wicklung gewickelt ist, und das Magnethalteelement, wie einen Rotor, aufweist, der die Magnete aufweist und radial derart angeordnet ist, dass es dem Wicklungselement zugewandt ist, aufweist, kann ein Speisungsmagnetfeld aus dem Wicklungselement auf jedem Magneten als ein Entmagnetisierungsfeld einwirken. Dies kann Bedenken bezüglich einer Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes des entsprechenden Magneten verursachen.
Um einem derartigen Punkt zu begegnen, verbessert die vorstehend beschriebene Konfiguration der zweiten Maßnahme, die jedes der zweiten Magnetelemente auf dem q-Achsen-Seitenende des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente anordnet, ein Entmagnetisierungswiderstandsverhalten auf dem q-Achsen-Seitenende jedes Magnetelements gegenüber dem Entmagnetisierungsfeld aus dem Wicklungselement.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer dritten Maßnahme weist das Magnethalteelement einen weichmagnetischen Kern auf, der Magneteinbauöffnungen aufweist, die quer über eine d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind. Die ersten und zweiten Magnetelemente sind in jeder der Magneteinbauöffnungen eingebaut.
In dem Magnethaltelement wie einem Rotor, in dem die ersten und zweiten Magnetelemente in jeder der Magneteinbauöffnungen eingebaut sind, verstärkt jedes der zweiten Magnetelemente den Magnetfluss auf dem q-Achsen-Seitenende des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente. Dies verbessert das Entmagnetisierungswiderstandsverhalten auf dem q-Achsen-Seitenende von jedem ersten Magnetelement.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer vierten Maßnahme weist das q-Achsen-Seitenende von jedem der ersten Magnetelemente einen ersten Flussverstärkungspunkt auf, der am nächsten zu dem Wicklungselement ist, und ist jedes der zweiten Magnetelemente konfiguriert, einen Magnetfluss an dem ersten Flussverstärkungspunkt des q-Achsen-Seitenendes des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente zu stärken.
Da ein Punkt des q-Achsen-Seitenendes jedes ersten Magnetelements, der sich am nächsten zu dem Wicklungselement befindet, einen maximalen Einfluss aus dem Entmagnetisierungsfeld aus dem Wicklungselement unterzogen werden kann, ist das Auftreten einer Entmagnetisierung an dem nächsten Punkt auf dem q-Achsen-Seitenende von jedem ersten Magnetelement wahrscheinlich.
In dieser Hinsicht stellt die vierte Maßnahme den nächsten Punkt als den ersten Flussverstärkungspunkt ein, und stärkt in geeigneter Weise den Magnetfluss an dem ersten Flussverstärkungspunkt.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer fünften Maßnahme weist jedes der ersten und zweiten Magnetelemente im Wesentlichen eine rechteckige Form in einem lateralen Querschnitt davon sowie ein Paar gegenüberliegender Flusswirkungsoberflächen auf. Die ersten magnetischen Ausrichtungen und die zweiten magnetischen Ausrichtungen der jeweiligen ersten und zweiten Magnetelemente sind senkrecht zu den gegenüberliegenden Flusswirkungsoberflächen des entsprechenden einen der ersten und zweiten Magnetelemente. Die ersten und zweiten Magnetelemente in dem weichmagnetischen Kern sind derart angeordnet, dass ein erster Winkel von zumindest einer der ersten magnetischen Ausrichtungen von jedem der ersten Magnetelemente in Bezug auf die d-Achse oder q-Achse sich von einem zweiten Winkel der zumindest einen der zweiten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der zweiten Magnetelemente in Bezug auf die d-Achse oder q-Achse unterscheidet.
Magnete, von denen jeder eine rechteckige Form in dessen seitlichem Querschnitt aufweist, und magnetische Ausrichtungen aufweisen, die senkrecht zu einem Paar entgegengesetzter Flusswirkungsoberflächen davon gerichtet sind, sind am Vielseitigsten und Überlegensten im Hinblick auf Herstellung und Kosten. Die fünfte Maßnahme verwendet derartige Magnete, als die jeweiligen ersten und zweiten Magnetelemente und ist derart konfiguriert, dass der erste Winkel von zumindest einer der ersten magnetischen Ausrichtungen von jedem der ersten Magnetelemente in Bezug auf die d-Achse oder die q-Achse sich von dem zweiten Winkel und zumindest einer der zweiten magnetischen Ausrichtungen der entsprechenden einen der zweiten Magnetelemente in Bezug auf die d-Achse oder die q-Achse unterscheidet. Diese Konfiguration verstärkt effizient das q-Achsen-Seitenende des ersten Magnetelements, während das Magnethalteelement eine einfache Struktur aufweist.
Es sei bemerkt, dass in der vorstehend beschriebenen Konfiguration gemäß der fünften Maßnahme Magnete, die dieselben Abmessungen und dieselben Leistungsvermögen aufweisen, wie Magnete derselben Produktnummer, als die jeweiligen ersten und zweiten Magnetelemente verwendet werden können. Dies ermöglicht den Erhalt eines gewünschten Entmagnetisierungsleistungsvermögens.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer sechsten Maßnahme ist ein Winkel, der zwischen zumindest einer der ersten magnetischen Ausrichtungen von jedem der ersten Magnetelemente und zumindest einer der zweiten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der zweiten Magnetelemente gebildet wird, derart eingestellt, dass er einen spitzen Winkel aufweist.
Dies stellt eine effiziente Struktur zur Verstärkung jedes der ersten Magnetelemente bereit. Insbesondere ist es möglich, weiterhin eine Verstärkung des Magnetflusses an dem ersten Flussverstärkungspunkt an dem q-Achsen-Seitenende jedes ersten Magnetelements durchzuführen, was am nächsten zu dem Wicklungselement ist, was als der erste Flussverstärkungspunkt eingestellt ist.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer siebten Maßnahme sind die ersten Magnetelemente quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol derart angeordnet, dass sie voneinander als ein Paar von Hauptmagneten getrennt sind. Die ersten magnetischen Ausrichtungen jedes ersten Magnetelements sind in Bezug auf die d-Achse geneigt und schneiden sich mit der d-Achse an einem Abschnitt des Kerns. Der Abschnitt des Kerns befindet sich näher an der Ankerwicklung als an einer Gegen-Ankerwicklungsseite. Die magnetische Erzeugungsvorrichtung weist weiterhin eine Vielzahl dritter Magnetelemente auf, die jeweils dritte magnetische Ausrichtungen aufweisen. Jedes der dritten Magnetelemente ist an einem d-Achsen-Seitenende des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente derart vorgesehen, dass die dritten magnetischen Ausrichtungen sich mit den ersten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente schneiden.
In der Struktur gemäß der siebten Maßnahme befinden sich die ersten Magnetelemente quer über der d-Achse für jeden Pol derart, dass sie voneinander als ein Paar von Hauptmagneten getrennt sind. Die ersten magnetischen Ausrichtungen jedes ersten Magnetelements sind in Bezug auf die d-Achse geneigt und schneiden sich mit der d-Achse an einem Abschnitt des Kerns. Dieser Abschnitt des Kerns ist derart angeordnet, dass er näher an der Ankerwicklung als an der Gegen-Anker-Wicklungsseite angeordnet ist.
Diese Struktur könnte jedoch Bedenken bezüglich von Magnetflusskomponenten aus dem Paar der Hauptmagnete, d.h. der ersten Magnetelemente verursachen, die sich gegenseitig an deren d-Achsen-Seitenende, d.h. Polmittenseitenenden stören (interferieren), was zu einer Entmagnetisierung, d.h. Selbstentmagnetisierung jedes ersten Magnetelements führt.
In dieser Hinsicht stellt die siebte Maßnahme jedes der dritten Magnetelemente an dem d-Achsen-Seitenende des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente derart bereit, dass die dritten magnetischen Ausrichtungen die ersten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente schneiden. Dies ermöglicht eine Verstärkung des Magnetflusses an dem d-Achsen-Seitenende von jedem ersten Magnetelement. Das heißt, ein Stärken eines Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögens an dem d-Achsen-Seitenende von jedem ersten Magnetelement oder da in der Nähe, wodurch es ermöglicht wird, in angemessener Weise eine Entmagnetisierung von jedem ersten Magnetelement zu reduzieren.
Es sei bemerkt, dass die dritten magnetischen Ausrichtungen vorzugweise näher an einer Richtung parallel zu der d-Achse sind, als es die ersten magnetischen Ausrichtungen sind, und das d-Achsen-Seitenende jedes ersten Magnetelements verstärken.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer achten Maßnahme weist das d-Achsen-Seitenende von jedem der Hauptmagnete des Paars, das sich über der d-Achse befindet, für jeden Pol einen zweiten Flussverstärkungspunkt auf, der sich am nächsten zu dem d-Achsen-Seitenende des anderen der Hauptmagnete des Paars befindet. Jedes der dritten Magnetelemente ist konfiguriert, den zweiten Flussverstärkungspunkt von jedem der Hauptmagnete des Paars zu stärken.
Der zweite Flussverstärkungspunkt auf dem d-Achsen-Seitenende von jedem ersten Magnetelement des Paars, das am nächsten zu dem d-Achsen-Seitenende des anderen davon ist, kann am stärksten entmagnetisiert werden. In dieser Hinsicht ist jedes der dritten Magnetelemente konfiguriert, den zweiten Magnetverstärkungspunkt von jedem der Hauptmagnete, d.h. der ersten Magnetelemente des Paars in angemessener Weise zu stärken.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer neunten Maßnahme ist ein Winkel, der zwischen zumindest einer der ersten magnetischen Ausrichtungen von jedem der ersten Magnetelemente und zumindest einer der dritten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der dritten Magnetelemente geformt ist, derart eingestellt, dass er ein spitzer Winkel ist.
Dies stellt eine effiziente Struktur zur Verstärkung von jedem der ersten Magnetelemente bereit. Insbesondere ist es möglich, eine Verstärkung des Magnetflusses an einem Punkt von jedem Hauptmagneten des Paars, der sich am nächsten zu dem d-Achsen-Seitenende des anderen davon befindet, der als der zweite Flussverstärkungspunkt eingestellt ist, weiter angemessen durchzuführen.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer zehnten Maßnahme weist jeder der Magneteinbauöffnungen einen d-Achsen-Seitenverlängerungsabschnitt auf, der sich zwischen dem entsprechenden Paar der Magnete befindet und der einen Abschnitt verlängert, der sich zu der d-Achse hin erstreckt. Jedes der dritten Magnetelemente ist in dem d-Achsen-Seitenverlängerungsabschnitt des entsprechenden einen der Magneteinbauöffnungen angeordnet. Jede der Magneteinbauöffnungen weist eine Flussbarriere auf, die sich näher der d-Achse als das entsprechende eine der dritten Magnetelemente sich befindet.
Da jedes der dritten Magnetelemente und die entsprechende Flussbarriere in dem d-Achsen-Seitenverlängerungsabschnitt der entsprechenden einen der Magneteinbauöffnungen angeordnet ist, ist es möglich, die Menge von Magnetmaterialien in jedem der dritten Magnetelemente zu minimieren, die sich an dem d-Achsen-Seitenende des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente befinden, und wodurch die Herstellungskosten der magnetischen Erzeugungsvorrichtung reduziert werden.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer elften Maßnahme befinden sich die Magneteinbauöffnungen quer über der d-Achse für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse derart, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind, und die Magnete sind über die d-Achse für jeden Pol derart angeordnet, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind.
Da die Magneteinbauöffnungen quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol derart angeordnet sind, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind, und die Magnete quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol derart angeordnet sind, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind, ist es möglich, effizient eine Entmagnetisierung jedes Magneten unabhängig von der Drehrichtung der rotierenden elektrischen Maschine zu reduzieren.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer zwölften Maßnahme weist jedes der ersten und zweiten Magnetelemente einen Wert einer Koerzitivkraft auf. Der Wert der Koerzitivkraft des zweiten Magnetelements ist kleiner als der Wert der Koerzitivkraft des ersten Magnetelements.
Diese Konfiguration, dass der Wert der Koerzitivkraft (iHc) des zweiten Magnetelements kleiner als der Wert der Koerzitivkraft des ersten Magnetelements ist, ermöglicht den Erhalt einer gewünschten Verstärkung der ersten Magnetelemente, während die Verwendung eines kostengünstigen Magneten als jedes zweite Magnetelement ermöglicht wird.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer dreizehnten Maßnahme weist jedes der ersten und zweiten Magnetelemente einen Wert einer Koerzitivkraft auf. Der Wert der Koerzitivkraft des ersten Magnetelements ist kleiner als der Wert der Koerzitivkraft des zweiten Magnetelements.
Diese Konfiguration, dass der Wert der Koerzitivkraft (iHc) des ersten Magnetelements kleiner als der Wert der Koerzitivkraft des zweiten Magnetelements ist, ermöglicht die Verwendung eines kostengünstigen Magneten als jedes erste Magnetelement, wobei es ermöglicht wird, die Herstellungskosten der rotierenden elektrischen Maschine zu reduzieren. Diese Konfiguration gemäß der dreizehnten Maßnahme ist im Hinblick auf die Kosten der magnetischen Erzeugungsvorrichtung sehr vorzuziehen, da die Oberflächen-Fläche jedes des ersten Magnetelements einen großen Teil des von jedem Magneten erzeugten Magnetflusses bestimmt.
Zusätzlich ist es, da die Koerzitivkraft (iHc) des zweiten Magnetelements größer als diejenige des ersten Magnetelements ist, möglich, ein Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen der magnetischen Erzeugungsvorrichtung zu erhöhen. Dies stellt somit die dreizehnte Maßnahme als eine Maßnahme bereit, die für einen Fall geeignet ist, in dem die magnetische Erzeugungsvorrichtung einem starken Entmagnetisierungsfeld von der Wicklungsseite ausgesetzt wird.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer vierzehnten Maßnahme weist jede der zweiten und dritten Magnetelemente einen Wert einer Koerzitivkraft auf. Der Wert der Koerzitivkraft des zweiten Magnetelements unterscheidet sich von dem Wert der Koerzitivkraft des dritten Magnetelements.
Es können auftreten:

1. ein erstes Bedenken bezüglich einer Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes von jedem ersten Magnetelement von einem Entmagnetisierungsfeld aus dem Wicklungselement,
2. ein zweites Bedenken bezüglich einer Entmagnetisierung an dem d-Achsen-Seitenende von jedem der ersten Magnetelemente von einer Magnetinterferenz aus dem entsprechend benachbarten ersten Magnetelement.

In dieser Situation kann der Grad einer Entmagnetisierungsmöglichkeit an dem q-Achsen-Seitenende und der Grad einer Entmagnetisierungsmöglichkeit an dem d-Achsen-Seitenende von jedem ersten Magnetelement sich voneinander unterscheiden.
In dieser Hinsicht ist die vierzehnte Maßnahme derart konfiguriert, dass der Wert der Koerzitivkraft des zweiten Magnetelements sich von dem Wert der Koerzitivkraft des dritten Magnetelements unterscheidet. Diese Konfiguration ermöglicht, dass der Wert der Koerzitivkraft des zweiten Magnetelements und der Wert der Koerzitivkraft des dritten Magnetelements bestimmt werden entsprechend mit:

1. dem Grad einer Entmagnetisierungsmöglichkeit an dem q-Achsen-Seitenende von jedem ersten Magnetelement,
2. dem Grad einer Entmagnetisierungsmöglichkeit an dem d-Achsen-Seitenende des entsprechenden ersten Magnetelements.

In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer fünfzehnten Maßnahme weist jedes der ersten Magnetelemente unterteilte Magnetsegmente in einer Richtung von der q-Achse zu der d-Achse auf. Jedes der Magnetsegmente weist zumindest eine der ersten magnetischen Ausrichtungen auf. Die zumindest eine der ersten magnetischen Ausrichtungen von einem der Magnetsegmente unterscheidet sich von einer der zumindest einen der ersten magnetischen Ausrichtungen eines anderen der Magnetsegmente. Die Magnetsegmente weisen zumindest ein q-Achsen-Seitensegment und ein d-Achsen-Segment auf. Das q-Achsen-Seitensegment befindet sich näher an der q-Achse, als es das d-Achsen-Segment ist. Das d-Achsen-Seitensegment befindet sich näher an der d-Achse, als es das q-Achsen-Segment ist. Die zumindest eine der ersten magnetischen Ausrichtungen des q-Achsen-Seitensegments ist näher an einer Richtung parallel zu der q-Achse, als es die zumindest eine der ersten magnetischen Ausrichtungen des d-Achsen-Seitensegments ist.
Gemäß der fünfzehnten Maßnahme unterscheidet sich die zumindest eine der ersten magnetischen Ausrichtungen von einem der Magnetsegmente von der zumindest einer der ersten magnetischen Ausrichtungen eines anderen der Magnetsegmente. Die zumindest eine der ersten magnetischen Ausrichtungen des q-Achsen-Seitensegments ist näher an der Richtung parallel zu der q-Achse, als es die zumindest eine der ersten magnetischen Ausrichtungen des d-Achsen-Seitensegments ist. Dies ermöglicht es, das Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen an dem d-Achsen-Seitenende von jedem ersten Magnetelement gegenüber dem Entmagnetisierungsfeld von der Wicklungsseite weiter zu stärken.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer sechszehnten Maßnahme weisen die Magnetsegmente von jedem ersten Magnetelement jeweilige Enden auf, die einander zugewandt sind. Die Magnetsegmente von jedem ersten Magnet-element sind derart angeordnet, dass die Enden der jeweiligen Magnetsegmente eine konvexe Form zu der Wicklung hin aufweisen.
Die konvexe Anordnung der Enden der jeweiligen Magnetsegmente von jedem ersten Magnetelement zu der Wicklung hin ermöglicht es, dass das entsprechende erste Magnetelement näher an dem Wicklungselement als die andere Anordnung davon ist. Dies führt in jedem ersten Magnetelement dazu, dass es näher an dem Wicklungselement ist, wodurch es ermöglicht wird, ein größeres Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine zu erhalten. Obwohl das Entmagnetisierungsfeld sich aufgrund der Nähe von jedem ersten Magnetelement an das Entwicklungselement erhöhen kann, begegnen die zweiten Magnetelemente die Erhöhung des Entmagnetisierungsfeldes.
Die konvexe Anordnung der Enden der jeweiligen Magnetsegmente jedes ersten Magnetelements zu der Wicklung hin ermöglicht es, den Anteil einer Region des weichmagnetischen Kerns, die sich näher an dem Wicklungselement befindet, als es jeder Magnet ist, derart zu reduzieren, dass er kleiner wird, wobei die Region der Summe des Magnetflusses des Wicklungselements und des Magnetflusses des entsprechenden Magnets ausgesetzt wird. Dies reduziert in dem weichmagnetischen Kern eine Sättigungsregion, in der eine magnetische Sättigung auf der Grundlage des Magnetflusses des Wicklungselements und des Magnetflusses jedes Magneten auftreten kann, wobei somit das Leistungsvermögen von dem entsprechenden Magneten effizienter erhalten wird.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer siebzehnten Maßnahme weist der weichmagnetische Kern eine äußere Oberfläche auf, die dem Wicklungselement zugewandt ist, und weist eine Nut auf, die in der äußeren Oberfläche derart geformt ist, dass sie sich entlang einer axialen Richtung des weichmagnetischen Kerns erstreckt.
Es können Bedenken bezüglich der äußeren Oberfläche des weichmagnetischen Kerns auftreten, die dem Wicklungselement zugewandt ist, wobei es wahrscheinlich ist, dass diese auf der Grundlage sowohl eines Speisungsmagnetflusses aus der Wicklung als auch des Magnetflusses jedes Magneten magnetisch gesättigt wird. In dieser Hinsicht justiert die Nut, die in der äußeren Oberfläche, derart geformt ist, dass sie sich entlang der axialen Richtung des weichmagnetischen Kerns erstreckt, die Ausrichtung und den Betrag des Magnetflusses um eine äußere Umfangsregion des weichmagnetischen Kerns nahe an dem Wicklungselement. Dies erhält das Leistungsvermögen von jedem Magneten effizienter.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer achtzehnten Maßnahme ist der weichmagnetische Kern ein Rotorkern ist, der aufweist:

1. eine Durchgangsöffnung, die durch einen zentralen Abschnitt davon geformt ist, wobei eine Drehwelle drehbar in der Durchgangsöffnung angeordnet ist, und die Durchgangsöffnung eine innere umlaufende Oberfläche aufweist, und
2. einen Vorsprung, der an der inneren umlaufenden Oberfläche der Durchgangsöffnung geformt ist und sich auf d-Achse für jeden Pol befindet, wobei der Vorsprung sich derart erstreckt, dass er an einer äußeren umlaufenden Oberfläche der Drehwelle anstößt.

Während der weichmagnetische Kern, d.h. der Rotorkern, an die Drehwelle gemäß der achtzehnten Maßnahme angebaut wird, ist es für jeden Magneten möglich, eine Spannung zu empfangen, die aus der inneren Umlaufsoberfläche der Durchgangsöffnung des Rotorkerns in radial nach außen gerichteten Richtungen übertragen wird. Dies reduziert eine Fehlausfluchtung (Fehlausrichtung) der Magnete, was eine unbeabsichtigte Änderung der Charakteristiken der Magneten verhindert.
Eine magnetische Erzeugungsvorrichtung gemäß einer neunzehnten Maßnahme weist eine Vielzahl von Magneten auf, die derart angeordnet sind, dass sie einer Wicklung zugewandt sind, und die in Bezug auf die Wicklung beweglich sind, wenn die Wicklung gespeist wird. Die Magneten sind in einer relativen Bewegungsrichtung angeordnet, während die magnetischen Polaritäten auf der Grundlage der Magneten abwechselnd geändert sind. Jeder der Magnete weist eine Vielzahl erster Magnetelemente auf, die sich quer über eine d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse derart befinden, dass sie getrennt voneinander sind. Jedes der ersten Magnetelemente weist erste magnetische Ausrichtungen auf, die darin definiert sind. Die ersten magnetischen Ausrichtungen von jedem der ersten Magnetelemente sind in Bezug auf die d-Achse geneigt und schneiden sich mit der d-Achse an einer vorbestimmten Position. Die vorbestimmte Position befindet sich näher an der Ankerwicklung als an einer Gegen-Ankerwicklungsseite. Jeder der Magnete weist eine Vielzahl zweiter Magnetelemente auf, die jeweils an einem d-Achsen-Seitenende eines entsprechenden der ersten Magnetelemente vorgesehen sind. Jedes der zweiten Magnetelemente weist zweite magnetische Ausrichtungen auf, die darin definiert sind, wobei die zweiten magnetischen Ausrichtungen von jedem der zweiten Magnetelemente sich mit den ersten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente schneiden.
Es sei angenommen, dass in dem Motor die ersten Magnetelemente sich über der d-Achse für jeden Pol getrennt voneinander als ein Paar von Hauptmagneten befinden, und die ersten magnetischen Ausrichtungen von jedem ersten Magnetelement in Bezug auf die d-Achse geneigt sind und sich mit der d-Achse an einem Abschnitt des Kerns schneiden. Der Abschnitt des Kerns befindet sich näher an der Ankerwicklung als an einer Gegen-Ankerwicklungsseite.
Unter dieser Ausnahme kann der Motor Bedenken verursachen, dass Magnetflusskomponenten aus dem Paar der Hauptmagneten, d.h. den ersten Magnetelementen, sich gegenseitig an ihren d-Achsen-Seitenenden, d.h. den Polmittenseitenenden stören, was zu einer Entmagnetisierung, d.h. einer Selbstentmagnetisierung von jedem ersten Magnetelement führt.
In dieser Hinsicht stellt die neunzehnte Maßnahme jedes der zweiten Magnetelemente an dem d-Achsen-Seitenende, d.h. dem Polmittenende des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente derart bereit, dass die zweiten magnetischen Ausrichtungen sich mit den ersten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente schneiden. Dies ermöglicht eine Verstärkung des Magnetflusses an dem d-Achsen-Seitenende von jedem ersten Magnetelement. Das heißt, dass ein Stärken eines Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögens an dem d-Achsen-Seitenende von jedem der ersten Magnetelemente oder dort in der Nähe ermöglicht, eine Entmagnetisierung von jedem ersten Magnetelement angemessen zu reduzieren.
Es sei bemerkt, dass die dritten magnetischen Ausrichtungen, die in einem dritten Magnetelement definiert sind, vorzugsweise näher an einer Richtung senkrecht zu der d-Achse sind, als es die in dem ersten Magnetelement definierten ersten magnetischen Ausrichtungen sind. Dies ermöglicht eine Verstärkung des Magnetflusses an dem d-Achsen-Seitenende des ersten Magnetelements durch die dritten magnetischen Ausrichtungen.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer zwanzigsten Maßnahme ist der Motor als eine rotierende elektrische Maschine entworfen, die ein Wicklungselement, in dem eine Wicklung gewickelt ist, und ein Magnethaltelement aufweist, das die Magneten aufweist und das radial angeordnet ist, um dem Wicklungselement zugewandt zu sein. Die magnetische Erzeugungseinrichtung wird als ein Magnetelement verwendet. Das Magnethalteelement weist einen weichmagnetischen Kern auf, der Magneteinbauöffnungen aufweist, die quer über eine d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind. Die ersten und zweiten Magnetelemente sind in jeder der Magneteinbauöffnungen eingebaut.
Eine rotierende elektrische Maschine, die das Wicklungselement wie einen Stator, in dem die Wicklung gewickelt ist, und das Magnethalteelement, wie einen Rotor aufweist, der die Magnete aufweist und radial angeordnet ist, um dem Wicklungselement zugewandt zu sein, weist einen weichmagnetischen Kern mit Magneteinbauöffnungen auf, die über eine d-Achse für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse sich befinden. In der vorstehend beschriebenen rotierenden elektrischen Maschine, d.h. der rotierenden elektrischen Innen-Magnet-Maschine sind die ersten und zweiten Magnetelemente in jeder der Magneteinbauöffnungen eingebaut. In der vorstehend beschriebenen rotierenden elektrischen Innen-Magnet-Maschine ist es möglich, das Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen an dem d-Achsen-Seitenende von jedem ersten Magnetelement, d.h. jedem der Hauptmagnete gegenüber der Flussstörung (Flussinterferenz) aus dem entsprechend benachbarten ersten Magnetelement zu verbessern.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer einundzwanzigsten Maßnahme befinden sich die Magneteinbauöffnungen über der d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse derart, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind. Die Magnete sind quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol derart angeordnet, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind.
Da die Magneteinbauöffnungen quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol derart angeordnet sind, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind, und die Magnete quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol derart angeordnet sind, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind, ist es möglich, eine Entmagnetisierung jedes Magneten unabhängig von der Drehrichtung der rotierenden elektrischen Maschine effizient zu reduzieren.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer zweiundzwanzigsten Maßnahme weist jede der Magneteinbauöffnungen einen d-Achsen-Seitenverlängerungsabschnitt auf, der sich zwischen dem entsprechenden Paar der Magneten befindet und der einen Abschnitt verlängert, der sich zu der d-Achse hin erstreckt. Jedes der zweiten Magnetelemente ist in dem d-Achsen-Seitenverlängerungsabschnitt der entsprechenden einen der Magneteinbauöffnungen angeordnet. Jede der Magneteinbauöffnungen weist eine Flussbarriere auf, die sich näher an der d-Achse als das entsprechende eine der zweiten Magnetelemente befindet.
Da jedes der zweiten Magnetelemente und die entsprechende Flussbarriere in dem d-Achsen-Seitenverlängerungsabschnitt der entsprechenden einen der Magneteinbauöffnungen angeordnet sind, ist es möglich, die Menge von Magnetmaterialien in jedem zweiten Magnetelement zu minimieren, das sich an dem d-Achsen-Seitenende des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente befindet, wobei somit die Herstellungskosten der magnetischen Erzeugungsvorrichtung reduziert werden.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer dreiundzwanzigsten Maßnahme weist jedes der ersten Magnetelemente des Paars, das sich quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol befindet, einen Flussverstärkungspunkt auf, der sich am nächsten zu dem anderen der ersten Magnetelemente befindet. Jedes der zweiten Magnetelemente ist konfiguriert, den Flussverstärkungspunkt des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente zu stärken.
Da ein Punkt des d-Achsen-Seitenendes von jedem ersten Magnetelement, der sich am nächsten zu dem entsprechend benachbarten ersten Magnetelement befindet, einem maximalen Einfluss von einer Flussunterbrechung unterzogen werden kann, was dazu führt, dass eine Entmagnetisierung wahrscheinlich an dem nächsten Punkt des d-Achsen-Seitenendes jedes ersten Magnetelements aufritt.
Im Hinblick darauf stellt die dreiundzwanzigste Maßnahme den nächsten Punkt als den Flussverstärkungspunkt ein und stärkt den Magnetfluss an dem Flussverstärkungspunkt in angemessener Weise.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer vierundzwanzigsten Maßnahme ist ein Winkel, der zwischen zumindest einer der ersten magnetischen Ausrichtungen von jedem der ersten Magnetelemente und zumindest einer der zweiten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der zweiten Magnetelemente gebildet wird, derart eingestellt, dass er einen spitzen Winkel aufweist.
Dies stellt eine effiziente Struktur zur Verstärkung jedes der ersten Magnetelemente bereit. Insbesondere ist es möglich, weiterhin angemessen eine Verstärkung des Magnetflusses an dem Punkt des ersten Magnetelements des Paars, durchzuführen, der am nächsten an dem d-Achsen-Seitenende des anderen davon ist, der als der Flussverstärkungspunkt eingestellt ist.
Ein weichmagnetischer Kern gemäß einer fünfundzwanzigsten Maßnahme ist derart anzuordnen, dass er einer Wicklung einer rotierenden elektrischen Maschine mit Innenmagnet zugewandt ist, um einer Vielzahl von Magneten zu halten. Der weichmagnetische Kern weist eine Vielzahl von Magneteinbauöffnungen auf, die darin definiert sind, in denen jeweils ein entsprechender der Magnete einzubauen ist. Die Magneteinbauöffnungen weisen ein Paar von Magneteinbauöffnungen auf, die quer über die d-Achse für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind. Die Magneteinbauöffnungen des Paars weisen im Wesentlichen eine V-Form derart auf, dass ein Gegenüberliegungsabstand zwischen den Magneteinbauöffnungen zu der Wicklungsseite hin länger wird. Jede der Magneteinbauöffnungen des Paars weist ein q-Achsen-Seitenende, ein d-Achsen-Seitenende und einen Zwischenabschnitt zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende auf. Der Zwischenabschnitt ist derart angeordnet, dass er konvex zu der Wicklungsseite hin ist.
Gemäß der fünfundzwanzigsten Maßnahme weisen die Magneteinbauöffnungen ein Paar von Magneteinbauöffnungen auf, die sich quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse befinden. Die Magneteinbauöffnungen des Paars weisen im Wesentlichen eine V-Form auf. Jede der Magneteinbauöffnungen des Paars weist ein q-Achsen-Seitenende, ein d-Achsen-Seitenende und einen Zwischenabschnitt zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende auf. Der Zwischenabschnitt ist derart angeordnet, dass er zu der Wicklungsseite hin konvex ist.
Diese Konfiguration gemäß der fünfundzwanzigsten Maßnahme ermöglicht es, während die Magnete in den jeweiligen Magneteinbauöffnungen eingebaut sind, dass jedes erste Magnetelement näher an dem Wicklungselement ist, wodurch es ermöglicht wird, ein größeres Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine zu erhalten. Obwohl das Entmagnetisierungsfeld aufgrund der Nähe von jedem ersten Magnetelement zu dem Wicklungselement sich erhöhen kann, bewältigen die zweiten Magnetelemente die Erhöhung des Entmagnetisierungsfelds.
Dies reduziert den Anteil einer Region des weichmagnetischen Kerns, die sich näher an dem Wicklungselement befindet, als es jeder Magnet ist, derart, dass er kleiner wir; die Region wird der Summe des Magnetflusses des Wicklungselements und des Magnetflusses des entsprechenden Magneten ausgesetzt. Dies reduziert in dem weichmagnetischen Kern eine Sättigungsregion, in der eine magnetische Sättigung aufgrund des Magnetflusses des Wicklungselements und des Magnetflusses jedes Magneten auftreten kann, wobei somit effizienter das Leistungsvermögen aus dem entsprechenden Magneten erhalten wird.
In dem weichmagnetischen Kern gemäß einer sechsundzwanzigsten Maßnahme weist die rotierende elektrische Maschine einen ringförmigen Stator, in dem die Wicklung gewickelt ist, und einen Rotor auf, der radial innerhalb des Stators angeordnet ist, um dem Stator zugewandt zu sein, wobei der Rotor die Magneten aufweist. Der weichmagnetische Kern ist als ein Rotorkern zu verwenden, der den Rotor bildet. Der Zwischenabschnitt ist derart angeordnet, dass er zu der Statorseite hin konvex ist.
Die Konvexkonfiguration des Magneten in der radial nach außen gerichteten Richtung in der rotierenden elektrischen Innen-Rotor-Maschine ermöglicht eine Verkleinerung des Anteils des radial nach außen gerichteten Abschnitts des Rotorkerns in Bezug auf die Magneteinbauöffnungen. Dies reduziert den Spannungskonzentrationsfaktor des Rotorkerns gegenüber Zentrifugalkraft, was es ermöglicht, die mechanische Festigkeit des Rotorkerns zu stärken.
In dem weichmagnetischen Kern gemäß einer siebenundzwanzigsten Maßnahme befinden sich die Magneteinbauöffnungen quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse derart, dass sie symmetrisch um die d-Achsen sind.
Da die Magneteinbauöffnungen sich quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse derart befinden, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind, ist es möglich, zuverlässig die in den jeweiligen Magneteinbauöffnungen eingebauten Magnete zu halten, unabhängig von der Drehrichtung der rotierenden elektrischen Maschine.
Eine magnetische Erzeugungsvorrichtung für einen Motor weist eine Vielzahl von Magneten auf, die derart angeordnet sind, dass sie einer Wicklung zugewandt sind, und die in Bezug auf die Wicklung bei Speisung der Wicklung beweglich sind. Die Magnete sind in einer relativen Bewegungsrichtung angeordnet sind, während magnetische Polaritäten auf der Grundlage der Magneten abwechselnd geändert sind. Jeder der Magnete weist Flusswirkungsoberflächen auf, die an jeweiligen Wicklungs- und Gegen-Wicklungsseiten angeordnet sind, um Magnetfluss zu erzeugen. Jeder der Magnete weist magnetische Ausrichtungen auf, die darin definiert sind, die sich mit zumindest einer der Flusswirkungsoberflächen bei einem nicht-orthogonalen Winkel schneiden.
In einem Motor, in dem Magnete derart angeordnet sind, dass sie einer Wicklung zugewandt sind und in Bezug auf die Wicklung beweglich sind, wenn die Wicklung gespeist wird, kann ein Speisungsmagnetfeld aus der Wicklung auf jeden Magneten als ein Entmagnetisierungsfeld einwirken. Dies kann Bedenken bezüglich einer Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes jedes Magneten verursachen.
Um einem derartigen Punkt zu begegnen, weist jeder der Magnete, der Flusswirkungsoberflächen aufweist, die sich an jeweiligen Wicklungs- und Gegen-Wicklungs-Seiten zur Erzeugung von Magnetfluss befinden, die darin definierten magnetischen Ausrichtungen derart auf, dass sie sich mit zumindest einer der Flusswirkungsoberflächen zu einem nicht-rechtwinkligen Winkel schneiden. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Länge von jedem Magnetpfad, d.h. die Länge von jeder inneren Magnetlinie in jedem Magneten länger ist, wodurch der Magnetfluss jedes Magneten gestärkt wird. Das heißt, dass diese Konfiguration von jedem Magneten ermöglicht, dass die Länge jedes Magnetpfads länger als ein Magnet ist, bei dem die magnetischen Ausrichtungen derart definiert sind, dass sie senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen sind. Dies erhöht ein Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld aus der Wicklung. Dies reduziert in geeigneter Weise eine Entmagnetisierung jeden Magneten.
Es sei bemerkt, dass alle in jedem Magneten definierten magnetischen Ausrichtungen unterschiedlich zueinander sein können. Die in jedem Magneten definierten magnetischen Ausrichtungen weisen zumindest eine magnetische Ausrichtung auf, die senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen ist, zusätzlich zu einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen, die nicht-rechtwinklig zu den Flusswirkungsoberflächen sind.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer neunundzwanzigsten Maßnahme ist der Motor als eine rotierende elektrische Maschine entworfen, der ein Wicklungselement, in dem die Wicklung gewickelt ist, und ein Magnethalteelement aufweist, der die Magnete aufweist und radial angeordnet ist, um dem Wicklungselement zugewandt zu sein. Die magnetische Erzeugungsvorrichtung wird als das Magnetelement verwendet. Das Magnethalteelement weist einen weichmagnetischen Kern auf, der Magneteinbauöffnungen aufweist, die quer über eine d-Achse für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind. Die Magnete sind in den jeweiligen Magneteinbauöffnungen eingebaut.
In dem Motor, der als ein Innen-Magnet-Motor (IPM-Motor) entworfen ist, schneiden sich die magnetischen Ausrichtungen, die in jedem Magneten definiert sind, der in einer entsprechenden der Magneteinbauöffnungen installiert ist, mit zumindest einer der Flusswirkungsoberflächen zu einem nicht-rechtwinkligen Winkel. Dies erhöht ein Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen des Innen-Magnet-Motors gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer dreizigsten Maßnahme befinden sich die Magneteinbauöffnungen quer über der d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse derart, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind, und sind die Magneten quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol derart angeordnet, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind.
Da die Magneteinbauöffnungen quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol derart angeordnet sind, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind, und die Magneten quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol derart angeordnet sind, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind, ist es möglich, eine Entmagnetisierung jedes Magneten unabhängig von der Drehrichtung der rotierenden elektrischen Maschine effizient zu reduzieren.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer einunddreißigsten Maßnahme sind die magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magnete derart geändert, dass die magnetischen Ausrichtungen eine erste Ausrichtung an einer wicklungsseitigen Flussoberfläche sowie eine zweite Ausrichtung an einer gegen-wicklungsseitigen Flussoberfläche aufweisen, wobei die erste Ausrichtung sich von der zweiten Ausrichtung unterscheidet.
Da die erste Ausrichtung auf der wicklungsseitigen Flussoberfläche und die zweite Ausrichtung auf der gegen-wicklungsseitigen Flussoberfläche sich voneinander unterscheiden, ist es möglich, die Länge jedes Magnetpfades, d.h. die Länge jeder inneren Magnetlinie in jedem Magneten derart zu erhöhen, dass sie länger wird. Dies erzeugt effizient einen Magnetfluss, der gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld von der Wicklungsseite widerstandsfähig ist, wodurch eine Entmagnetisierung jedes Magneten in geeigneter Weise reduziert wird.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer zweiunddreißigsten Maßnahme sind die magnetischen Ausrichtungen für jeden der Magnete von der q-Achse zu der d-Achse derart geändert, dass die magnetischen Ausrichtungen eine orthogonale Ausrichtung in den magnetischen Ausrichtungen aufweisen, die näher an einer Richtung orthogonal zu der q-Achse ist, und eine parallele Ausrichtung in den magnetischen Ausrichtungen aufweisen, die näher an einer Richtung parallel zu der d-Achse sind, so dass sich eine nicht-linear konvexe Form zu der Gegen-Wicklungsseite hin ergibt.
Die magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magnete werden von der q-Achse zu der d-Achse derart geändert, dass die magnetischen Ausrichtungen eine orthogonale Ausrichtung in den magnetischen Ausrichtungen, die näher an der Richtung orthogonal zu der q-Achse sind, und eine parallele Ausrichtung in den magnetischen Ausrichtungen näher an einer Richtung parallel zu der d-Achse aufweisen, sodass sie eine nicht-lineare konvexe Form zu der Gegen-Wicklungsseite hin aufweisen. Dies erzeugt effizient einen Magnetfluss, der gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld aus der Wicklungsseite widerstandsfähig ist, wodurch eine Entmagnetisierung jedes Magneten in geeigneter Weise reduziert wird.
Zusätzlich reduziert die parallele Ausrichtung in den magnetischen Ausrichtungen, die in jedem Magneten definiert sind, die näher an der Richtung parallel zu der d-Achse ist, eine Entmagnetisierung des d-Achsen-Seitenendes oder in der Nähe davon von jedem Magneten aufgrund der Flussinterferenz aus dem Magnetfluss des anderen Magneten in angemessener Weise.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer dreiunddreißigsten Maßnahme werden die magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magnete von der d-Achse zu der q-Achse derart geändert, dass die magnetischen Ausrichtungen eine orthogonale Ausrichtung näher an einer Richtung orthogonal zu der d-Achse und eine parallele Ausrichtung näher an einer Richtung parallel zu der q-Achse aufweisen, so dass sie eine nicht-lineare konvexe Form zu der Gegen-Wicklungsseite hin aufweisen.
Die magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magnete werden von der d-Achse zu der q-Achse derart geändert, dass die magnetischen Ausrichtungen eine orthogonale Ausrichtung näher an einer Richtung orthogonal zu der d-Achse und eine parallele Ausrichtung näher an einer Richtung parallel zu der q-Achse aufweisen, so dass sie eine nicht-lineare konvexe Form zu der Gegen-Wicklungsseite hin aufweisen. Dies erhöht die Länge von jedem Magnetpfad, d.h. die Länge jeder inneren magnetischen Linie, die in jedem Magneten definiert ist, um dadurch einen Magnetfluss des entsprechenden Magneten zu verstärken. Dies erzeugt daher effizient den Magnetfluss, der gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld von der Wicklungsseite widerstandsfähig ist, wodurch eine Entmagnetisierung jedes Magneten in angemessener Weise reduziert wird.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer vierunddreißigsten Maßnahme weist jeder der Magnete ein q-Achsen-Seitenende, ein d-Achsen-Seitenende und einen Zwischenabschnitt zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende in dem weichmagnetischen Kern auf. Das q-Achsen-Seitenende befindet sich in dem weichmagnetischen Kern derart, dass es radial näher an der Wicklung ist, als es das d-Achsen-Seitenende ist. Der Zwischenabschnitt ist derart angeordnet, dass er konvex zu der Wicklungsseite hin ist.
Dies führt dazu, dass jeder Magnet näher an einer äußeren Oberfläche des weichmagnetischen Kerns ist, die der Wicklung zugewandt ist. Dies ermöglicht es, ein größeres Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine zu erhalten. Obwohl das Entmagnetisierungsfeld sich aufgrund der Nähe von jedem Magneten zu der Wicklung erhöhen kann, bewältigen die nicht-linearen magnetischen Ausrichtungen jedes Magneten die Erhöhung des Entmagnetisierungsfeldes.
Dies reduziert den Anteil einer Region des weichmagnetischen Kerns, die sich näher an der Wicklung als jeder Magnet, d.h. jede Magneteinbauöffnung befindet, derart, dass er kleiner wird, wobei die Region der Summe des Magnetflusses aus der Wicklung und des Magnetflusses aus dem entsprechenden Magneten unterzogen wird. Dies reduziert in dem weichmagnetischen Kern eine Sättigungsregion, in der eine magnetische Sättigung auf der Grundlage des Magnetflusses der Wicklung und des Magnetflusses jedes Magneten auftreten kann, wodurch das Leistungsvermögen aus dem entsprechenden Magneten effizienter erhalten werden kann.
Wenn die magnetische Erzeugungsvorrichtung als ein Rotor einer rotierenden elektrischen Innen-Rotor-Maschine verwendet wird, ist jeder der Magnete derart konfiguriert, dass er zu der radial nach außen gerichteten Richtung konvex ist. Dies ermöglicht, dass der Anteil des radial nach außen gerichteten Abschnitts des Rotorkerns in Bezug auf die Magneteinbauöffnungen kleiner ist. Dies reduziert den Spannungskonzentrationsfaktor des Rotorkerns gegenüber Zentrifugalkraft, was es ermöglicht, die mechanische Festigkeit des Rotorkerns zu stärken.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer fünfunddreißigsten Maßnahme schneidet jede der magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magneten sich mit jeder der Flusswirkungsoberflächen bei dem nicht-orthogonalen Winkel. Jeder der Magnete weist Endoberflächen auf, die parallel zu den magnetischen Ausrichtungen sind und die sich mit den Flusswirkungsoberflächen schneiden. Jede der Magneteinbauöffnungen weist eine Flussbarriere auf, die sich an einer äußeren Seite eines d-Achsen-Seitenendes und/oder eines q-Achsen-Seitenendes des entsprechenden Magneten befindet.
Jeder Magnet ist derart konfiguriert, dass die magnetischen Ausrichtungen nicht-linear zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende geändert werden, wodurch die Länge jedes Magnetpfads, der in den entsprechenden Magneten definiert ist, länger gemacht wird. Jedoch können relativ kürzere magnetische Pfade sich an jedem Ende des Magneten befinden.
In dieser Hinsicht ist jede der Endoberflächen des Magneten, die sich mit Flusswirkungsoberflächen schneiden, derart gerichtet, dass sie parallel zu den magnetischen Ausrichtungen des Magneten ist. Dies reduziert kürzere Magnetpfade, die lokal an jedem Ende des Magneten vorhanden sind. Zusätzlich verhindert die Flussbarriere, die sich an der äußeren Seite des d-Achsen-Seitenendes und/oder des q-Seitenendes des Magneten befindet, einen Selbstkurzschluss des Magnetflusses in dem Rotorkern, während eine Entmagnetisierung an dem entsprechenden Ende der d- und q-Achsen-Seitenenden des Magneten reduziert wird.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer sechsunddreißigsten Maßnahme ist jede der magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magneten in Bezug auf die d-Achse geneigt, und schneidet sich mit den Flusswirkungsoberflächen bei einem nicht-orthogonalen Winkel.
Jede der magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magneten ist in Bezug auf die d-Achse geneigt, und schneiden sich mit den Flusswirkungsoberflächen bei dem nicht-orthogonalen Winkel. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Länge von jedem Magnetpfad, d.h. die Länge von jeder inneren Magnetlinie in jedem Magneten länger ist als bei einem Magneten, bei dem die magnetischen Ausrichtungen derart definiert sind, dass sie senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen sind. Dies erhöht ein Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld aus der Wicklung. Dies reduziert in geeigneter Weise die Entmagnetisierung jedes Magneten.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer siebenunddreißigsten Maßnahme sind die Magneten quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol angeordnet, so dass sie sich an beiden Seiten der d-Achse befinden. Die magnetischen Ausrichtungen der jeweiligen Magneten, die quer über die d-Achse hinweg angeordnet sind, sind in Bezug auf die d-Achse geneigt und schneiden sich miteinander an einem Abschnitt des weichmagnetischen Kerns, wobei der Abschnitt sich näher an der Wicklung befindet, als es die Magneteinbauöffnung ist.
Die Magnete sind quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol angeordnet, so dass sie sich an beiden Seiten der d-Achse befinden. Dies stärkt einen Magnetfluss an dem d-Achsen-Seitenende jedes Magneten, wohingegen ein Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld aus der Wicklung erhöht wird.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer achtunddreißigsten Maßnahme schneidet sich jede der magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magneten mit jeder der Flusswirkungsoberflächen bei dem nicht-orthogonalen Winkel. Jeder der Magnete weist Endoberflächen auf, und zumindest eine der Endoberflächen ist parallel zu den magnetischen Ausrichtungen und schneidet sich mit den Flusswirkungsoberflächen.
Jeder Magnet ist derart konfiguriert, dass die magnetischen Ausrichtungen sich nicht-orthogonal mit den Flusswirkungsoberflächen schneiden, was die Länge von jedem magnetischen Pfad, der in dem entsprechenden Magneten definiert ist, länger macht als im Vergleich zu einem Magneten, dessen magnetische Ausrichtungen sich derart schneiden, dass sie senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen sind. Jedoch können sich relativ kürzere magnetische Pfade an jedem Ende des Magneten lokal befinden.
In dieser Hinsicht ist zumindest eine der Endoberflächen des Magneten, die sich mit den Flusswirkungsoberflächen schneidet, derart gerichtet, dass sie parallel zu den magnetischen Ausrichtungen des Magneten ist. Dies reduziert kürzere Magnetpfade, die lokal an jedem Ende des Magneten vorhanden sind.
Es sei bemerkt, dass zumindest eine der d-Achsen- und q-Achsen-Seitenendoberflächen des Magneten, die sich mit der Flusswirkungsoberfläche schneidet, derart gerichtet sein kann, dass sie parallel zu den magnetischen Ausrichtungen des Magneten ist.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer neununddreißigsten Maßnahme weist jeder der Magnete eine erste Länge von zumindest einer Endausrichtung der magnetischen Ausrichtungen, die in einer der Endoberflächen definiert sind, die sich mit der Flusswirkungsoberfläche schneidet, und eine zweite Länge von zumindest einer Mittelausrichtung der magnetischen Ausrichtungen auf, die in einem Mittelabschnitt zwischen den Endoberflächen definiert sind. Die erste Länge der zumindest einen Endausrichtung ist länger als die zweite Länge der zumindest einen Mittelausrichtung.
In jedem Magneten, dessen magnetische Ausrichtungen sich jeweils mit den Flusswirkungsoberflächen bei einem nicht-orthogonalen Winkel schneiden, um die darin definierten magnetischen Ausrichtungen länger zu machen, ist es möglich, die Länge von jedem Magnetpfad an einer der Endoberflächen des entsprechenden Magneten weiter zu verlängern. Dies erhöht weiter ein Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen jedes Magneten.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer vierzigsten Maßnahme weist jeder der Magnete einen d-Achsen-näheren Abschnitt und einen q-Achsen-näheren Abschnitt auf. Der d-Achsen-nähere Abschnitt ist näher an der d-Achse, als es der q-Achsen-nähere Abschnitt ist. Der q-Achsen-nähere Abschnitt ist näher an der a-Achse, als es der d-Achsen-nähere Abschnitt ist. Zumindest eine d-Achsen-nähere Ausrichtung der magnetischen Ausrichtungen, die in dem d-Achsen-näheren Abschnitt definiert sind, unterscheiden sich von zumindest einer q-Achsen-näheren Ausrichtung der magnetischen Ausrichtungen, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt definiert sind.
Dies ermöglicht es, magnetische Flusskomponenten zu einer Region des Kerns zu sammeln, die sich näher an der Wicklung als an den Magneten befinden, wie einer vorbestimmte Region des Kerns auf der d-Achse, wobei somit der Magnetfluss jedes Magneten weiter verbessert wird.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer einundvierzigsten Maßnahme ist die zumindest eine d-Achsen-nähere Ausrichtung, die in dem d-Achsen-näheren Abschnitt jedes Magneten definiert ist, näher an einer Richtung, die parallel zu der d-Achse ist, als die zumindest eine q-Achsen-nähere Ausrichtung, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt des entsprechenden Magneten definiert ist, ist.
Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Länge der zumindest einen q-Achsen-näheren Ausrichtung länger als die d-Achsen-nähere Ausrichtung ist. Dies stärkt einen Magnetfluss an dem q-Achsen-näheren Abschnitt jedes Magneten, um dadurch eine Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes jedes Magneten aufgrund eines Entmagnetisierungsfeldes zu begegnen.
Zusätzlich ist die d-Achsen-nähere Ausrichtung, die in dem d-Achsen-näheren Abschnitt jedes Magneten definiert ist, parallel zu oder nahe an der Richtung, die parallel zu der d-Achse ist. Aus diesem Grund ist es, wenn die d-Achsen-näheren Ausrichtungen der Magneten, die sich quer über die d-Achse hinweg befinden, derart geneigt sind, dass sie einander zugewandt sind, es möglich ist, eine gegenseitige Interferenz zwischen den Magnetflusskomponenten aus dem jeweiligen Magneten zu reduzieren, die sich quer über der d-Achse hinweg befinden.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer zweiundvierzigsten Maßnahme ist eine Neigung der zumindest einen q-Achsen-näheren Ausrichtung, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt jedes Magneten definiert ist, in Bezug auf eine Richtung senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen größer als eine Neigung der zumindest einen d-Achsen-näheren Ausrichtung, die in dem d-Achsen-näheren Abschnitt des entsprechenden Magneten definiert ist, in Bezug auf die Richtung senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen.
Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die zumindest eine q-Achsen-nähere Ausrichtung, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt jedes Magneten definiert ist, am längsten wird, wobei somit ein Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen des q-Seitenendes des entsprechenden Magneten gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld gestärkt wird. Dies erzielt sowohl eine Reduktion bei der Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes jedes Magneten als auch eine Erhöhung des Drehmoments auf der Grundlage jedes Magneten.
Beispielsweise kann, wie es in 27 veranschaulicht ist, die zweiundvierzigste Maßnahme die Konfiguration verwenden, dass jede Magneteinbauöffnung 12 sich linear in einer Richtung senkrecht zu der entsprechenden d-Achse erstreckt. Zusätzlich sind eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen in dem Magneten 101, die näher an dem d-Achsen-Seitenende ist, stärker parallel zu der d-Achse als eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen in dem Magneten 101 gerichtet, die näher an dem q-Achsen-Seitenende sind. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Neigung der zumindest einen magnetischen Ausrichtung, die näher an dem q-Achsen-Seitenende ist, in Bezug auf die orthogonale Richtung, die orthogonal zu den Flusswirkungsoberflächen ist, größer als die Neigung der zumindest einen magnetischen Ausrichtung, die näher an der d-Achse ist, in Bezug auf die orthogonale Richtung ist, die orthogonal zu den Flusswirkungsoberflächen ist.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer dreiundvierzigsten Maßnahme ist die zumindest eine q-Achsen-nähere Ausrichtung, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt jedes Magneten definiert ist, näher an einer Richtung, die parallel zu der q-Achse ist, als es die zumindest eine d-Achsen-nähere Ausrichtung ist, die in dem d-Achsen-näheren Abschnitt des entsprechenden Magneten definiert ist.
Da die zumindest eine q-Achsen-nähere Ausrichtung, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt jedes Magneten definiert ist, näher an der Richtung ist, die parallel zu der q-Achse ist, ist es möglich, Magnetflusskomponenten zu stärken, die derart ausgerichtet sind, dass sie senkrecht zu der äußeren Oberfläche des weichmagnetischen Kerns sind, die der Wicklung zugewandt ist. Das heißt, dass es möglich ist, Magnetflusskomponenten zu stärken, die derart ausgerichtet sind, dass sie einem Entmagnetisierungsfeld widerstehen. Dies begegnet in angemessener Weise eine Entmagnetisierung an dem d-Achsen-Seitenende jedes Magneten gegen ein Entmagnetisierungsfeld.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer vierundvierzigsten Maßnahme weisen die Magneteinbauöffnungen ein Paar von Magneteinbauöffnungen auf, die sich quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse befinden. Die Magneteinbauöffnungen des Paars weisen im Wesentlichen eine V-Form derart auf, dass ein Gegenüberliegungsabstand zwischen den Magneteinbauöffnungen zu der Wicklungsseite hin länger wird. Jeder der Magnete weist einen ersten Magnetabschnitt und einen zweiten Magnetabschnitt quer über der d-Achse auf. Der erste Magnetabschnitt weist ein d-Achsen-Seitenende auf, und der zweite Magnetabschnitt weist ein q-Achsen-Seitenende auf. Zumindest eine der magnetischen Ausrichtungen, die in dem zweiten Magnetabschnitt definiert sind, ist näher an einer Richtung, die senkrecht zu der q-Achse ist, als es zumindest eine der magnetischen Ausrichtungen ist, die in dem ersten Magnetabschnitt definiert sind.
Dies stärkt weiter ein Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen jedes Magneten gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld aus der Wicklung.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer fünfundvierzigsten Maßnahme ist zumindest eine der in dem ersten Magnetabschnitt definierten magnetischen Ausrichtungen parallel zu der d-Achse.
Da die zumindest eine der magnetischen Ausrichtungen, die in dem ersten Magnetabschnitt definiert sind, parallel zu der d-Achse ist, ist die zumindest eine der in dem zweiten Magnetabschnitt definierten magnetischen Ausrichtungen näher an der Richtung, die senkrecht zu der q-Achse ist, als es die zumindest eine der in dem ersten Magnetpol definierten magnetischen Ausrichtungen ist. Diese Konfiguration führt zu einer Erhöhung des Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögens jedes Magneten, während eine Entmagnetisierung an dem d-Achsen-Seitenende aufgrund einer gegenseitigen Flussinterferenz, d.h. eine Selbstentmagnetisierung des entsprechenden Magneten reduziert wird.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer sechsundvierzigsten Maßnahme weist jeder der Magnete ein q-Achsen-Seitenende, ein d-Achsen-Seitenende und einen Zwischenabschnitt zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende in dem weichmagnetischen Kern auf. Das q-Achsen-Seitenende ist in dem weichmagnetischen Kern derart angeordnet, dass es radial näher an der Wicklung ist, als es das d-Achsen-Seitenende ist. Der Zwischenabschnitt ist derart angeordnet, dass er konvex zu der Wicklungsseite hin ist.
Diese sechsundvierzigste Maßnahme ermöglicht es, dass jeder Magnet näher an einer äußeren Oberfläche des weichmagnetischen Kerns ist, die der Wicklung zugewandt ist, was zu dem magnetischen Widerstandswert auf der d-Achse des Kerns führt. Dies erhöht das Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine. Obwohl das Entmagnetisierungsfeld sich aufgrund der Nähe von jedem Magnet an der Wicklung erhöhen kann, bewältigen die längeren magnetischen Ausrichtungen jedes Magneten die Erhöhung des Entmagnetisierungsfeldes.
Dies reduziert den Anteil einer Region des weichmagnetischen Kerns, die sich näher an der Wicklung befindet, als es jeder Magnet ist, derart, dass sie kleiner wird, wobei die Region der Summe des Magnetflusses der Wicklung und des Magnetflusses des entsprechenden Magneten ausgesetzt wird. Dies reduziert in dem weichmagnetischen Kern eine Sättigungsregion, in der eine Sättigung auf der Grundlage des Magnetflusses der Wicklung und des Magnetflusses jedes Magneten auftreten kann, wobei somit effizienter das Leistungsvermögen von dem entsprechenden Magneten erhalten wird.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer siebenundvierzigsten Maßnahme weist jeder der Magnete ein q-Achsen-Seitenende, ein d-Achsen-Seitenende und einen Zwischenabschnitt zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende in dem weichmagnetischen Kern auf. Das q-Achsen-Seitenende ist in dem weichmagnetischen Kern derart angeordnet, dass es radial näher an der Wicklung ist, als es das d-Achsen-Seitenende ist. Der Zwischenabschnitt ist derart angeordnet, dass er konvex zu der Gegen-Wicklungsseite hin ist.
Je breiter die Region des weichmagnetischen Kerns ist, die sich näher an der Wicklung befindet, als es jeder Magnet ist, führt dies zu einer Erhöhung in den Magnetfluss durch die breite Region auf der Grundlage der Magneten.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer achtundvierzigsten Maßnahme weist jeder der Magnete einen d-Achsen-näheren Abschnitt und einen q-Achsen-näheren Abschnitt auf. Der d-Achsen-nähere Abschnitt ist näher an der d-Achse, als es der q-Achsen-nähere Abschnitt ist. Der q-Achsen-nähere Abschnitt ist näher an der q-Achse, als es der d-Achsen-nähere Abschnitt ist. Zumindest eine der magnetischen Ausrichtungen, die in dem d-Achsen-näheren Abschnitt definiert sind, unterscheidet sich von zumindest einer der magnetischen Ausrichtungen, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt definiert sind.
Dies ermöglicht es, Magnetflusskomponenten zu einer Region des Kerns zu sammeln, die sich näher an den Wicklungen als an den Magneten befindet, so wie eine vorbestimmte Region des Kerns auf der d-Achse, wobei somit der Magnetfluss jedes Magneten weiter verbessert wird.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer neunundvierzigsten Maßnahme weisen die magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magnete jeweils eine Kreisbogenform auf.
Dies verlängert die Länge jedes Magnetpfades, der in jedem Magneten definiert ist, wobei somit der Magnetfluss jedes Magneten weiter verbessert wird.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer fünfzigsten Maßnahme weisen die Magnete ein Paar eines erstseitigen Magneten und eines zweitseitigen Magneten auf, die sich quer über einen d-Achsen-Kernabschnitt des weichmagnetischen Kerns befinden. Jeder der erst- und zweitseitigen Magnete weist ein wicklungsseitiges Ende und eines gegen-wicklungsseitiges Ende, die einander gegenüberliegen, auf. Der weichmagnetische Kern weist ein nicht-magnetisches Element für jeden der erst- und zweitseitigen Magnete auf. Das nicht-magnetische Element erstreckt sich von dem wicklungsseitigen Ende des entsprechenden der erst- und zweitseitigen Magnete bis zu der Gegen-Wicklungsseite quer über den d-Achsen-Kernabschnitt hinweg.
Das nicht-magnetische Element bewirkt eine Erhöhung des magnetischen Widerstandswerts des d-Achsen-Kernabschnitts, der sich zwischen dem Paar des erstseitigen Magneten und des zweitseitigen Magneten befindet. Dies reduziert einen Kurzschluss zwischen dem erstseitigen Magneten und des zweitseitigen Magneten, wodurch es ermöglicht wird, die Magnetkraft jedes Magneten effektiver zu verwenden.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer einundfünfzigsten Maßnahme weist das nicht-magnetische Element für jeden der erst- und zweitseitigen Magneten ein nicht-magnetisches Material auf, das in einem Teil der entsprechenden einen der Magneteinbauöffnungen eingebaut ist.
In der einundfünfzigsten Maßnahme unterteilen die Magneteinbauöffnungen jeweils eine entsprechende Region des weichmagnetischen Kerns zwischen einer d-Achsen-Seiten-Region und einer q-Achsen-Seiten-Region, und das nicht-magnetische Element erstreckt sich zu der Gegen-Wicklungsseite hin. Dies ermöglicht es, einen Magnetfluss von jedem der erst- und zweitseitigen Magnete zu entwerfen, während eine gegenseitige Interferenz zwischen einem Magnetfluss des ersten-Seiten-Magneten und einem Magnetfluss des zweiten-Seiten-Magneten reduziert wird.
In der magnetischen Erzeugungsvorrichtung gemäß einer einundfünfzigsten Maßnahme ist der weichmagnetische Kern ein Rotorkern, der eine Durchgangsöffnung aufweist, die durch einen zentralen Abschnitt davon geformt ist, wobei eine Drehwelle durch die Durchgangsöffnung drehbar angeordnet ist. Die Durchgangsöffnung weist eine innere Umlaufsoberfläche auf. Das nicht-magnetische Element für jeden der erst- und zweitseitigen Magnete springt zu der q-Achsen-Seite über einer virtuellen Linie hinaus vor. Die virtuelle Linie ist derart definiert, dass sie einen radial innersten Punkt des entsprechenden einen der erst- und zweitseitigen Magnete und eine Mitte des Rotorkerns verbindet.
Diese Konfiguration der zweiundfünfzigsten Maßnahme reduziert das Trägheitsmoment des Rotors auf so klein wie möglich. Es sei bemerkt, dass die Länge des nicht-magnetischen Elements in der Umlaufsrichtung des Rotors vorzugsweise entsprechend der Größe eines q-Achsen-Magnetflusses und der Umlaufsbreite eines q-Achsen-Abschnitts bestimmt werden, der sich zwischen jedem Paar von Magneten in der Umlaufsrichtung befindet. Das heißt, dass das nicht-magnetische Element zu einer virtuellen Linie vorspringen kann, die ein q-Achsen-Seitenende der Magneteinbauöffnung und die Drehmitte des Rotorkerns verbindet, oder kann über die virtuelle Linie hinaus vorspringen, um mehr zu der q-Achse zu sein, um eine vorbestimmte Länge.
Ein Verfahren gemäß einer dreiundfünfzigsten Maßnahme zur Herstellung eines Magneten, der für eine rotierende elektrische Maschine zu verwenden ist, weist auf:

1. Einfüllen eines magnetischen Pulverelements in eine Gussform, die in einem durch eine Magnetfeldspule erzeugtes Magnetfeld anzuordnen ist,
2. Anlegen einer vorbestimmten magnetischen Ausrichtung an das in die Gussform gefüllte magnetische Pulverelement auf der Grundlage des Magnetfeldes, während das durch die Magnetfeldspule erzeugte Magnetfeld auf der Grundlage eines Ausrichtungskerns (62, 82) gebogen wird, und
3. Sintern des magnetischen Pulverelements, das in die Gussform gefüllt ist.

Dieses Verfahren ermöglicht es, leicht bereitzustellen:

1. die erste Konfiguration eines Magneten, der in einer rotierenden elektrischen Maschine einzubauen ist, bei dem die magnetischen Ausrichtungen des Magneten sich von Ausrichtungen nahe an einer q-Achsen-Seitenausrichtung ändert, die senkrecht zu der q-Achse ist, zu Ausrichtungen, die nahe an eine d-Achsen-Seitenausrichtung sind, die parallel zu der d-Achse sind, von den q-Achsen-Seitenenden zu den d-Achsen-Seitenenden ändern, wobei jede magnetische Ausrichtung konvex zu der Gegen-Statorrichtung konvex gekrümmt ist, die entgegengesetzt zu der Wicklung ist.
2. die zweite Konfiguration eines Magneten, der in einer rotierenden elektrischen Maschine einzubauen ist, bei dem die magnetischen Ausrichtungen des Magneten sich von Ausrichtungen nahe an einer d-Achsen-Seitenausrichtung ändert, die senkrecht zu der d-Achse ist, zu Ausrichtungen, die nahe an eine q-Achsen-Seitenausrichtung sind, die parallel zu der q-Achse sind, von den d-Achsen-Seitenenden zu den q-Achsen-Seitenenden ändern, wobei jede magnetische Ausrichtung konvex zu der Gegen-Statorrichtung konvex gekrümmt ist, die entgegengesetzt zu der Wicklung ist.

Figurenliste
Andere Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich.

1 zeigt eine Längsquerschnittansicht einer rotierenden elektrischen Maschine,
2 eine seitliche Querschnittsansicht eines Rotors und eines Stators der rotierenden elektrischen Maschine,
3 zeigt eine Teildraufsicht des Rotors und des Stators der rotierenden elektrischen Maschine,
4 zeigt eine Teildraufsicht des Rotors und des Stators der rotierenden elektrischen Maschine,
5 zeigt eine Darstellung, die einen Einfluss eines Entmagnetisierungsfeldes in Bezug auf Magnete veranschaulicht,
6 zeigt eine Darstellung, die eine gegenseitige Interferenz zwischen Magnetflusskomponenten veranschaulicht,
7 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer ersten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels,
8 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer zweiten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels,
9 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer dritten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels,
10 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer vierten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels,
11 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer fünften Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels,
12 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer sechsten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels,
13 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer siebten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels,
14 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer zweiten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels,
15 zeigt eine erläuternde Darstellung zur Erläuterung, wie ein Magnet unter Verwendung eines ausgerichteten Magnetfeldes magnetisiert wird,
16 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer ersten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels,
17 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer zweiten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels,
18 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer dritten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels,
19 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer vierten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels,
20 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
21 zeigt eine erläuternde Darstellung zur Erläuterung, wie ein Magnet unter Verwendung eines ausgerichteten Magnetfeldes magnetisiert wird,
22 zeigt eine erläuternde Darstellung zur Erläuterung, wie ein Magnet unter Verwendung eines ausgerichteten Magnetfeldes magnetisiert wird,
23 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
24 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer ersten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels,
25 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer zweiten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels,
26 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer dritten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels,
27 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer vierten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels,
28 zeigt eine Darstellung, die eine magnetische Ausrichtung eines Magneten ausführlich veranschaulicht,
29 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer fünften Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels,
30 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer sechsten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels,
31 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer siebten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels,
32 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer achten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels,
33 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer neunten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels,
34 zeigt eine Darstellung, die verschiedene Konfigurationen von Magneten veranschaulicht,
35 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer zehnten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels,
36 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß der zehnten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels,
37 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß der zehnten Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels,
38 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
39 zeigt eine erläuternde Darstellung zur Erläuterung, wie ein Magnet unter Verwendung eines ausgerichteten Magnetfeldes magnetisiert wird,
40 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einer Modifikation des fünften Ausführungsbeispiels,
41 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
42 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
43 zeigt eine erläuternde Darstellung zur Erläuterung, wie ein Magnet unter Verwendung eines ausgerichteten Magnetfeldes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel magnetisiert wird, und
44 zeigt eine Teildraufsicht eines Rotors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Offenbarung verkörpert rotierende elektrische Maschinen, die jeweils als ein Motor dienen, wobei diese rotierenden elektrischen Maschinen beispielsweise als eine Leistungsquelle für Fahrzeuge verwendet werden. In Bezug auf andere Anwendungen kann jede der rotierenden elektrischen Maschinen gemäß der vorliegenden Offenbarung weiter Anwendung für industrielle Verwendung, Verkehr, Haushaltsgeräte, Büroautomationsausrüstung und Spielemaschinen finden.
Beschreibung von Elementen von jedem Ausführungsbeispiel können auf entsprechende Elemente anderer Ausführungsbeispiele, denen gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind, angewendet werden.
Erstes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist eine schematische Struktur einer rotierenden elektrischen Maschine 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, die als ein Innenrotor-Innenpermanentmagnet- (IPM-) Motor entworfen ist, unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. 1 zeigt eine Längsquerschnittsansicht einer rotierenden elektrischen Maschine, die entlang der Richtung einer Drehwelle 2 der rotierenden elektrischen Maschine als genommen ist, und 2 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Rotors 10 und eines Stators 30, die entlang einer Richtung genommen ist, die senkrecht zu der Drehwelle 2 ist. Nachstehend ist eine Erstreckungsrichtung der Drehwelle 2 als eine axiale Richtung definiert, und sind Richtungen, die sich radial um die Drehwelle 2 erstrecken, als radiale Richtungen definiert. Nachstehend ist ebenfalls eine Richtung, die sich umlaufend um die Drehwelle 2 erstreckt, als eine Umlaufsrichtung definiert.
Die rotierende-elektrische Maschine 1 weist den Rotor 10, den Stator 30 und ein Gehäuse 4 auf. Der Rotor 10 ist an die Drehwelle 2 montiert, und der Stator 30 weist eine ringförmige Form auf, und ist derart angeordnet, dass er den Rotor 10 umgibt. In dem Gehäuse 4 sind der Rotor 10 und der Stator 30 untergebracht. Der Rotor 10 und der Stator 30 sind derart angeordnet, dass sie koaxial zueinander sind. Der Rotor 10 befindet sich an einer inneren Seite des Stators 30 in einer radialen Richtung des Stators 30, um dem Stator 30 zugewandt zu sein. Ein Luftspalt ist zwischen der äußeren umlaufenden Oberfläche des Rotors 10 und der inneren umlaufenden Oberfläche des Stators 30 vorgesehen.
Das Gehäuse 4 weist ein Paar röhrenförmiger Gehäuseelemente 4a und 4b auf, die jeweils eine Öffnung und einen Boden aufweisen. Die Gehäuseelemente 4a und 4b sind miteinander mit Bolzen 5 integriert, während die Öffnung des Gehäuseelements 4a mit der Öffnung des Gehäuseelements 4b zusammengesetzt ist. Lager 6 und 7 sind an dem Gehäuse 4 montiert, und die Drehwelle 2 und der Rotor 10 werden drehbar durch die Lager 6 und 7 gestützt.
Gemäß 2 weist der Rotor 10 einen Rotorkern 11 mit einer hohlen zylindrischen Form und einer inneren umlaufenden Oberfläche auf, an der die Drehwelle 2 montiert ist. Der Rotorkern 11 weist geformte Magneteinbauöffnungen 12 auf, die in der Umlaufsrichtung angeordnet sind. Magnete 13 wie Permanentmagnete 13 sind in den jeweiligen Einbauöffnungen 12 eingebaut. Ausführliche Beschreibungen der Magneteinbauöffnungen 12 erfolgen später.
Der Stator 30 weist einen Statorkern 31 mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form auf und weist einen Stapel vieler elektromagnetischer Stahlbleche auf. Der Statorkern 31 weist Nuten 32 auf, die dadurch in dessen axialer Richtung geformt sind, und die Nuten 32 sind in Umlaufsrichtung mit regelmäßigen Abständen dazwischen angeordnet. Beispielsweise sind Drei-Phasen-Statorwicklungen 33 in den Nuten 32 gewickelt. Der Statorkern 31 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist 48 Nuten 32 auf, die umlaufend mit regelmäßigen Abständen angeordnet sind, wobei die 48 Nuten 32 ermöglichen, dass die Drei-Phasen-Wicklungen 33, die darin gewickelt sind, mit einer vorbestimmten Anzahl von Magnetpolen, d.h. Polen des Rotors 10 übereinstimmen.
Nachstehend sind die Magneteinbauöffnungen 12 des Rotorkerns 11 und die Magnete 13 ausführlich unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben. Es sei bemerkt, dass 3 und 4 jeweils einen Teil der rotierenden elektrischen Maschine 1 veranschaulichen, der einem Pol in den Polen, beispielsweise 8 Polen insgesamt der rotierenden elektrischen Maschine 1 entspricht.
Der Rotorkern 11 weist viele elektromagnetische Stahlbleche auf, die gestapelt sind, um eine im Wesentlichen zylindrische Form aufzuweisen, und weist einen durch einen zentralen Abschnitt des Rotorkerns 11 geformte Durchgangsöffnung 14 auf. Ein Einpassen der Drehwelle 2 in die Durchgangsöffnung 14 führt dazu, dass der Rotorkern 11 an die Drehwelle 2 montiert wird.
Es sei bemerkt, dass die elektromagnetischen Stahlbleche, die den Rotorkern 11 bilden, miteinander in ihrer axialen Richtung unter Verwendung von Befestigungseinrichtungen wie Kaltverformung oder Schweißen fixiert sind.
Wie es in 3 veranschaulicht ist, weist der Rotorkern 11 eine d-Achse und eine q-Achse auf, und befindet sich die Befestigungseinrichtung vorzugsweise auf einem q-Achsen-Magnetpfad des Rotorkerns 11. Der Rotorkern 11 kann an die Drehwelle 2 unter Verwendung von Klebemitteln, unter Verwendung konkavkonvexen Strukturen wie Nutenkeil- und Keilnuten-Strukturen oder Kerbverzahnungsstrukturen an dem Rotorkern und der Drehwelle oder Presspassung befestigt sein. Es sei bemerkt, dass die d-Achse eine zentrale Achse einer magnetomotorischen Kraft, d.h. einen Magnetfluss repräsentiert, und die q-Achse eine Achse repräsentiert, die magnetisch senkrecht zu der d-Achse ist. Anders ausgedrückt weist die q-Achse üblicherweise keine magnetischen Polaritäten, d.h. Nord- und Südpolaritäten auf.
Die innere Umlaufsoberfläche der Durchgangsöffnung 14 weist geformte konvexe Abschnitte 14a auf, die sich jeweils auf der entsprechenden d-Achse befinden, wobei jeder konvexe Abschnitt 14a nach innen in der entsprechenden radialen Richtung vorspringt, um an die äußere Umlaufsoberfläche der Drehwelle 2 anzustoßen. Jeder konvexe Abschnitt 14a kann eine beliebige Form aufweisen, wie eine Rechteckform, eine Trapezform oder eine dreieckige Kammform aufweisen. Das heißt, dass die innere Umlaufsoberfläche 14b der Durchgangsöffnung 14b die konvexen Abschnitte 14a und konkave Abschnitte geformt aufweist, die jeweils zwischen einem entsprechenden benachbarten Paar der konvexen Abschnitte 14a angeordnet sind, wobei die konvexen Abschnitte 14a konfiguriert sind, gegen die äußere Umlaufsoberfläche der Drehwelle 2 anzustoßen.
Es sei bemerkt, dass anstelle des Bereitstellens der konvexen Abschnitte 14a an der inneren Umlaufsoberfläche der Durchgangsöffnung 14 konvexe Abschnitte für die äußere Umlaufsoberfläche der Drehwelle 2 bereitgestellt werden können.
Die Magneteinbauöffnungen 12, wie sechzehn Magneteinbauöffnungen 12 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wurden durch einen Umfangsabschnitt des Rotorkerns 11 in der axialen Richtung davon geformt, wobei der Umfangsabschnitt benachbart zu der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 angeordnet ist, die der inneren Umlaufsoberfläche des Stators 30 zugewandt ist. Die Magneteinbauöffnungen 12 sind mit regelmäßigen Abständen in der Umlaufsrichtung angeordnet.
Die Magneteinbauöffnungen weisen mehrere Paare von Magneteinbauöffnungen 12 auf, wobei jedes Paar aus zwei Magneteinbauöffnungen 12 besteht. Die zwei Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars weisen im Wesentlichen eine V-Form derart auf, dass ein Abstand zwischen den zwei Magneteinbauöffnungen 12 zu der radialen Außenseite des Rotorkerns 11 hin größer wird. Anders ausgedrückt wird ein Abstand von jeder Magneteinbauöffnung 12 in Bezug auf den Stator 30 zu der d-Achse hin größer. Die Magneteinbauöffnungen 12 von jedem Paar weisen ein symmetrisches Profil in Bezug auf die d-Achse, das heißt die zentrale Magnetpolachse auf. Das erste Ausführungsbeispiel stellt insgesamt acht Paare der Magneteinbauöffnungen 12 in dem Rotorkern 11 bereit, sodass sie regelmäßig in der Umlaufsrichtung angeordnet sind.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bildet ein Paar von Magneten 13, die in den jeweiligen Magneteinbauöffnungen 12 eingebaut sind, einen Magnetpol. Das heißt, dass die Magnete 13 von acht Paaren mehrere Magnetpole, d.h. acht Pole gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bereitstellen, wobei deren Polaritäten sich abwechselnd in der Umlaufsrichtung ändern. Die Magnete 13 von jedem Paar, das einen Magnetpol bildet, sind derart angeordnet, dass sie symmetrisch in Bezug auf die entsprechende d-Achse sind.
Nachstehend ist die Form jeder Magneteinbauöffnung 12 ausführlich beschrieben. 4 veranschaulicht den Rotorkern 11 mit jedem Paar der Magneteinbauöffnungen 12, ohne dass der entsprechende Magnet 13 eingebaut ist. In 4 ist eine Achse, die sich radial zwischen den Magneteinbauöffnungen 12 eines Paars erstreckt, als die d-Achse definiert, und sind Achsen, die sich an beiden äußeren Seiten der Magneteinbauöffnungen 12 befinden, um sich radial zu erstrecken, und die magnetisch senkrecht zu der d-Achse sind, als die q-Achsen definiert.
Gemäß 4 weist jede Magneteinbauöffnung 12 einen q-Achsen-Seitenabschnitt 12a, einen d-Achsen-Seitenabschnitt 12b und einen Zwischenabschnitt 12c auf. Der q-Achsen-Seitenabschnitt 12a befindet sich benachbart zu der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 und benachbart zu der entsprechenden q-Achse. Der d-Achsen-Seitenabschnitt 12b befindet sich näher an der inneren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 12 und der d-Achse, als es der q-Achsen-Seitenabschnitt 12a ist. Der Zwischenabschnitt 12c verbindet die q-Achsen und d-Achsen-Seitenabschnitte 12a und 12b miteinander.
Der q-Achsen-Seitenabschnitt 12a ist angeordnet, sich entlang der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 zu erstrecken, und der d-Achsen-Seitenabschnitt 12b ist angeordnet, sich entlang der d-Achse zu erstrecken. Der Zwischenabschnitt 12c ist angeordnet, linear die d-Achsen- und q-Achsen-Öffnungsabschnitte 12a und 12b miteinander zu verbinden.
Die d-Achsen-Seitenabschnitte 12b eines Paars der Magneteinbauöffnungen 12 sind quer über die d-Achse hinweg benachbart zueinander, wobei eine Zwischenbrücke 15 des Rotorkerns 11 sich zwischen den d-Achsen-Seitenabschnitten 12b befindet, um sich radial zu erstrecken. Die Zwischenbrücke 15, die eine enge Breite aufweist, bewirkt eine Magnetflusssättigung auf der d-Achse, um dadurch die Bildung eines Magnetkreises zu unterbinden oder zu blockieren.
Zusätzlich weist der q-Achsen-Seitenabschnitt 12a der Magneteinbauöffnung 12 eine radial äußere Wandoberfläche, die sich benachbart zu der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 befindet, was zu einer äußeren Brücke 16 zwischen dem q-Achsen-Seitenabschnitt 12a und der äußeren Umlaufsoberfläche des Kerns 11 führt.
Wie es in 3 veranschaulicht ist, ist als der Magnet 13 ein Hauptmagnet 21 in dem Zwischenabschnitt 12c jeder Magneteinbauöffnung 12 angeordnet, und sind Hilfsmagneten 22 und 23 jeweils in den d-Achsen- und q-Achsen-Öffnungsabschnitten 12a und 12b angeordnet. Das heißt, dass die Hilfsmagnete 22 und 23 in jeder Magneteinbauöffnung 12 derart eingebaut sind, dass sie jeweils benachbart zu beiden Enden des Hauptmagnete 21 sind.
Der Hauptmagnet 21 weist eine Rechteckform in dessen Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung des Rotorkerns 11 auf.
Der Hauptmagnet 21 ist derart angeordnet, dass

(1) eine Ausrichtung leichter Achsen der Magnetisierung, d.h. Leicht-Magnetisierungs-Achsen, die darin geformt sind, oder Magnetisierungsrichtungen, das heißt, innere magnetische Linien, die Magnetpfade bilden, in Bezug auf die d-Achse geneigt ist,
(2) die Ausrichtung der leichten Achse der Magnetisierung sich mit der d-Achse an dem Stator-Seitenabschnitt des Rotorkerns 11 in Bezug auf die Magneteinbauöffnung 12 schneidet.

Der Hauptmagnet 21 dient als erstes Magnetelement.
Die Hilfsmagnete 22 und 23 sind derart angeordnet, dass sie jeweils an die d-Achsen- und q-Achsen-Seitenenden des Hauptmagneten 21 anstoßen oder benachbart dazu sind. Die d-Achsen- und q-Achsen-Seitenenden des Hauptmagneten 21 repräsentieren Enden des Hauptmagneten 21 in einer Richtung, die sich mit den magnetischen Ausrichtungen des Hauptmagneten 21 schneiden. Jeder der Hilfsmagnete 22 und 23 weist die leichte Achse der Magnetisierung darin auf; wobei die leichten Achsen der Magnetisierung derart definiert sind, dass sie eine Ausrichtung aufweisen, die sich mit den leichten Achsen der Magnetisierung des Hauptmagneten 21 schneiden. Beispielsweise können Seltene-Erden-Magnete wie gesinterte Neodym-Magnete für die Haupt- und Hilfsmagnete 21, 22 und 23 verwendet werden.
Diese Magnete 21 bis 23 sind vorzugsweise derart angeordnet, dass sie jeweils an die jeweiligen inneren Wandoberflächen der Magneteinbauöffnung 12 anstoßen, jedoch können diese Magnete 21 bis 23 derart angeordnet sein, dass sie den jeweiligen inneren Wandoberflächen der Magneteinbauöffnung 12 mit vorbestimmten sehr kleinen Freiräumen unter Berücksichtigung der Differenz im linearen Expansionskoeffizienten zwischen den Magneten 21 bis 23 und dem Rotorkern 11 zugewandt sind. Beispielsweise kann ein Harzmaterial oder ein Klebemittel in jedem der Freiräume zwischen den Magneten 21 bis 23 und den jeweiligen entsprechenden inneren Wandoberflächen der Magneteinbauöffnung 12 gefüllt werden, um dadurch die Magnete 21 bis 23 zu fixieren. Das Fixieren der Magnete 21 bis 23 unter Verwendung eines Harzmaterials oder eines Klebemittels reduziert Geräusche aufgrund von Vibrationen und reduziert Ungleichgewichte zwischen den Phasen von elektrischem Strömen, die dem Stator 30 in Bezug auf den Rotor 10 zugeführt werden.
Die Hauptmagnete 21 weisen die höchste Größe aller Magnete 21 bis 23 auf, und jedes Paar der Hauptmagnete 21 ist für die Polarität des entsprechenden Pols vorgesehen. Jeder der Hauptmagnete 21 weist eine Rechteckform in dessen seitlichem Querschnitt auf.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weisen die Hauptmagnete 21 eines Paars, die einen entsprechenden Pol bilden, jeweils die leichten Achsen der Magnetisierung auf. Während der Hauptmagnet 21 in die Magneteinbauöffnung 12 eingebaut ist, sind die leichten Achsen der Magnetisierung zu der d-Achse hin gerichtet, während sie in Bezug auf die d-Achse geneigt sind. In 1 sind N-Magnetpole veranschaulicht, und sind magnetische Ausrichtungen in jedem der Magnete 21 eines Paars derart gerichtet, dass sie nahe an der d-Achse sind und zu der äußeren Umlaufsseite des Rotorkerns 11 hin gerichtet sind.
Der Hauptmagnet 21 weist einen höheren Wert des Ausrichtungsverhältnisses für jede der Seiten auf, die jeweils die langen Seiten des seitlichen Querschnitts davon bilden. Die Ausrichtung des Hauptmagneten 21 ist derart bestimmt, dass sie senkrecht zu den langen Seiten ist. Es sei bemerkt, dass, wenn der Hauptmagnet 21 eine magnetisch ausgefluchtete Komponente aufweist, die derart gerichtet ist, dass sie senkrecht zu der langen Seite ist, der Hauptmagnet 21 eine Funktion der Ausgabe eines Magnetflusses in der Richtung, die senkrecht zu den langen Seiten ist, aufweisen kann.
Die Hilfsmagnete 22 und 23 sind in den jeweiligen Räumen der Magneteinbauöffnung 12 eingebaut, in denen der Hauptmagnet 21 nicht angeordnet ist, so dass sie jeweils benachbart zu den Endoberflächen des Hauptmagneten 21 in dessen Längsrichtung sind. Die magnetischen Ausrichtungen jeder der Hilfsmagneten 22 und 23 unterscheiden sich von denjenigen des Hauptmagneten 21. Insbesondere sind die Magnetisierungsrichtungen oder ausgefluchtete Ausrichtungen von jedem der Hilfsmagnete 22 und 23 derart definiert, dass sie sich mit den Endoberflächen des Hauptmagneten 21 in dessen Längsrichtung schneiden.
In der in 1 veranschaulichten Struktur sind die leichten Achsen der Magnetisierung von jedem der Hilfsmagneten 22 und 23 derart definiert, dass sie zu den Endoberflächen des Hauptmagneten 21 ausgerichtet sind, so dass Magnetisierungsausrichtungen ebenfalls entlang den jeweiligen leichten Achsen der Magnetisierung definiert sind.
Ein Winkel, der zwischen der Ausrichtung der leichten Achsen der Magnetisierung des Hauptmagneten 21 an dem q-Achsen-Seitenende und der Ausrichtung der leichten Achsen der Magnetisierung des Hilfsmagneten 22 geformt ist, ist auf einen spitzen Winkel eingestellt, der kleiner als 90 Grad ist. Anders ausgedrückt ist ein Winkel zwischen der Fahrtrichtung der Magnetpfade des Hauptmagneten 21 und der Fahrtrichtung der Magnetpfade des Hilfsmagneten 22 auf einen spitzen Winkel eingestellt, der kleiner als 90 Grad ist.
Gleichermaßen ist ein Winkel, der zwischen der Ausrichtung der leichten Achse der Magnetisierung des Hauptmagneten 21 an dem d-Achsen-Seitenende und der Ausrichtung der leichten Achsen der Magnetisierung des Hilfsmagneten 23 geformt ist, auf einen spitzen Winkel eingestellt, der kleiner als 90 Grad ist. Anders ausgedrückt ist ein Winkel zwischen der Fahrtrichtung der Magnetpfade des Hauptmagneten 21 und der Fahrtrichtung der Magnetpfade des Hilfsmagneten 23 auf einen spitzen Winkel eingestellt, der kleiner als 90 Grad ist.
Das erste Ausführungsbeispiel ist derart konfiguriert, dass die Hilfsmagnete 22 und 23 derart vorgesehen sind, dass sie jeweils benachbart zu den jeweiligen Enden des Hauptmagneten 21 in dessen Längsrichtung sind. Diese Konfiguration ermöglicht ein Positionieren des Hauptmagneten 21, während der Hauptmagnet 21 durch die Hilfsmagneten 22 und 23 gestützt wird. Diese Konfiguration beseitigt daher ein Formen von Positionsvorsprüngen an Wänden des Rotorkerns 11, die die Magneteinbauöffnungen 12 umgeben, um den Hauptmagneten 21 zu fixieren. Dies ermöglicht es, die Notwendigkeit zu beseitigen, den Rotorkerns 11 und den Hauptmagneten 21 unter Berücksichtigung der Differenz des linearen Expansionskoeffizienten zwischen den Positioniervorsprüngen des Rotorkerns 11 und des Hauptmagneten 21 zu entwerfen.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist die radial äußere Wandoberfläche des q-Achsen-Seitenabschnitts 12a der Magneteinbauöffnung 12 derart angeordnet, dass sie benachbart zu der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 ist, was zu der äußeren Brücke 16 zwischen dem q-Achsen-Seitenabschnitt 12a und der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 führt. Die äußere Brücke 16, die eine enge Breite aufweist, verhindert einen Selbstkurzschluss des Magnetflusses des Hilfsmagneten 22 in der Nähe der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11.
Dass zur Bildung des in der Magneteinbauöffnung 12 angeordneten Magneten 13 zusätzlich zu dem Hauptmagneten 21 die Hilfsmagnete 22 und 23 verwendet werden, führt zu einer Verbesserung des Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögens an den jeweiligen beiden Enden, d.h. an den q-Achsen- und q-Achsen-Seitenenden des Hauptmagneten 21 in dessen Längsrichtung. Das heißt, dass die Hilfsmagnete 22 und 23 die Magnetpfade in der Magneteinbauöffnung 12 erweitern (erstrecken), um dadurch die magnetische Permeanz der magnetischen Anordnung 13 zu erhöhen, wodurch es ermöglicht wird, die Widerstandsfähigkeit der magnetischen Anordnung 13 gegenüber einem entgegengesetzten Magnetfeld wie einem Entmagnetisierungsfeld zu stärken. Dies ist nachstehend ausführlich beschrieben.
Insbesondere sind nachstehend Merkmale des Rotors 10 beschrieben, wobei ein Rotor mit Magneten, die derart angeordnet sind, dass sie eine V-Form aufweisen, die in den 5 und 6 veranschaulicht sind, als ein Vergleichsbeispiel beschrieben wird.
In dem in 5 und 6 veranschaulichten Rotor sind rechteckige Magneteinbauöffnungen 202 in einem Rotorkern 201 derart geformt, dass sie symmetrisch in Bezug auf die d-Achse sind, wobei die Magneteinbauöffnungen 202 derart angeordnet sind, dass sie eine V-Form aufweisen. Ein Paar von Permanentmagneten 203 sind jeweils in den Magneteinbauöffnungen 202 eingebaut, während die leichten Achsen der Magnetisierung von jedem der Permanentmagneten 203 in Bezug auf die d-Achse geneigt sind.
5(a) und 5(b) veranschaulichen jeweils, dass Speisungsleiter 204 der Statorwicklungen bewirken, dass der Stator ein rotierendes Magnetfeld erzeugt, das als ein Entmagnetisierungsfeld dient.
Insbesondere veranschaulicht 5(a) einen ersten Speisungszustand, in dem der Leiter 204, der sich auf der q-Achse befindet, gespeist wird, und veranschaulicht 5(b) einen zweiten Speisungszustand, in dem der Leiter 204, der sich auf der d-Achse befindet, gespeist wird. In jedem der ersten und zweiten Speisungszustände wirkt das entsprechende rotierende Magnetfeld, das durch den Stator erzeugt wird, auf den Rotor als ein Entmagnetisierungsfeld ein. In dem Vergleichsbeispiel kann das Entmagnetisierungsfeld eine Ecke P1 auf einem q-Achsen-Seitenende von jedem der Permanentmagneten 203 entmagnetisieren.
Um einem derartigen Punkt zu begegnen, weist der Hilfsmagnet 22, der derart vorgesehen ist, dass er benachbart zu dem q-Achsen-Seitendende des Hauptmagneten 21 ist oder daran anstößt, die folgenden Funktionen auf.
Wie es in 3 veranschaulicht ist, ist der Hilfsmagnet 22 derart konfiguriert, dass die leichten Achsen der Magnetisierung davon derart ausgerichtet sind, dass sie näher an dem rechten Winkel zu der q-Achse als diejenigen des Hauptmagneten 21 sind, wobei somit der Magnetfluss des q-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 durch den Magnetfluss des Hilfsmagneten 22 gestärkt wird. Dies bewirkt daher ein Anlegen des Magnetflusses von dem Hilfsmagneten 22 an das q-Seitenende des Hauptmagneten 21, wobei der angelegte Magnetfluss gegen den Entmagnetisierungsfluss aus dem Stator 30 wirkt. Dies führt zu einer Verbesserung des Widerstands des Rotors um die q-Achse gegenüber dem Entmagnetisierungsfeld.
Der Hilfsmagnet 22 ist derart vorgesehen, dass er der Oberfläche des q-Achsen-Seitendendes des Hauptmagneten 21 zugewandt ist. Dies erhöht die Länge eines Sollmagnetpfads in dem Hilfsmagneten 22, der durch eine naheseitige Ecke P1 des Hauptmagneten 21 zu dem Stator 30 verläuft, der aus Magnetpfaden in dem Hilfsmagneten 22 extrahiert ist, die zu der Oberfläche des q-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 ausgerichtet sind, so dass er länger als die Länge der Magnetpfade in dem Hilfsmagneten 22 ist, die durch die anderen Punkte des Hauptmagneten 21 verlaufen.
Diese Konfiguration reduziert effizient eine Entmagnetisierung der Ecke P1 des q-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21, wobei die Ecke P1 die höchste Wahrscheinlichkeit einer Entmagnetisierung an allen Punkten des q-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 aufweist. Es sei bemerkt, dass die Länge des Magnetpfades in den Hilfsmagneten 22, der durch irgendeinen Punkt verläuft, auf eine konstante Länge eingestellt werden kann.
Gemäß 6 sind die leichten Achsen der Magnetisierung von jedem Permanentmagneten 203 in Bezug auf die d-Achse geneigt, und schneidet sich eine Erstreckungsrichtung von jeder leichten Achse der Magnetisierung mit der d-Achse. Diese Konfiguration kann für den Nordpol bewirken, dass der aus dem rechten und linken Permanentmagneten 203 ausgegebene Magnetfluss zu der d-Achse hin ausgerichtet ist, so dass die Magnetflüsse einander stören (interferieren). Dies kann zu einer Entmagnetisierung der Permanentmagnete 203 führen.
Insbesondere weist der aus jedem der rechten und linken Permanentmagnete 203 ausgegebene Magnetfluss Magnetflussvektoren, die senkrecht zu der d-Achse sind, und Magnetflussvektoren auf, die parallel zu der d-Achse sind. Die Magnetflussvektoren, die senkrecht zu der d-Achse sind, stören (interferieren) einander. Dies kann zu einer Entmagnetisierung einer d-Achsen-Seitenecke P2 jedes Permanentmagneten 203 führen.
Gegenüber diesen Punkten führt der Hilfsmagnet 23, der derart angeordnet ist, dass er benachbart zu dem d-Achsen-Seitenende jedes Hauptmagneten 21 ist, die nachfolgenden Funktionen durch. Insbesondere weist, wie es in 3 veranschaulicht ist, der Hilfsmagnet 23 die leichten Achsen der Magnetisierung auf, die parallel zu der d-Achse sind, so dass der Magnetfluss des Hilfsmagneten 23 den Magnetfluss des d-Achsen-Seitenendes jedes Magneten 21 stärkt. Das heißt, dass der Magnetfluss des Hilfsmagneten 23 einen entgegengesetzten Magnetfluss der rechten und linken Hauptmagnete 21 unterstützt, um dadurch ein Widerstand des Rotors um die d-Achse gegenüber dem Entmagnetisierungsfeld zu verbessern.
Zum Bestimmen des Drehmoments der rotierenden elektrischen Maschine 1 wird durch Multiplizieren der effektiven Flussdichte eines Magneten mit der Oberflächenfläche des Magneten die Magnetkraft des Magneten berechnet. Eine Magnetkraft des Magneten, der in der Magneteinbauöffnung 12 eingebaut ist, hängt von einem Neigungswinkel der Magnetkraft des Magneten in Bezug auf die d-Achse ab. Aus diesem Grund ist, je kleiner ein Winkel der V-förmigen Magneteinbauöffnung 12 ist, d.h. je kleiner der Neigungswinkel der Längsrichtung des Hauptmagneten 21 in Bezug auf die d-Achse ist, die Wirkung des Hilfsmagneten 23 umso größer.
Der Hilfsmagnet 23 ist derart angeordnet, dass er der Oberfläche des d-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 zugewandt ist. Die Länge zumindest eines Magnetpfades, der durch die Ecke P2 verläuft, die näher an dem Stator 30 ist, unter den Magnetpfaden, die zu der Oberfläche des d-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 gerichtet sind, ist länger als die Längen der anderen Magnetpfade. Dies reduziert effizient eine Entmagnetisierung der Ecke P2, die die höchste Wahrscheinlichkeit für eine Entmagnetisierung in dem d-Achsen-Seitenende des Hauptmagneten 21 aufweist. Es sei bemerkt, dass die Länge des Magnetpfades in dem Hilfsmagneten 23, der durch irgendeinen Punkt verläuft, auf eine konstante Länge eingestellt werden kann.
Es sei bemerkt, dass in einer herkömmlichen Technik jede Magneteinbauöffnung 12 Räume aufweist, in denen kein Hauptmagnet eingebaut ist, oder ein nicht-magnetisches Material oder ein Fixierungsklebemittel aufweist, die in jedem der Räume gefüllt sind, so dass die Räume als unbenutzte Räume dienen.
Im Gegensatz dazu sind die Hilfsmagnete 22 und 23 in den jeweiligen unbenutzten Räumen angeordnet, was es ermöglicht, den Magnetfluss ohne Erhöhung der Größe des Magneten 13 zu verstärken.
Obwohl es nicht gezeigt ist, sind für den Magneten 13, der als der Südpol dient, die leichten Achsen der Magnetisierung des Hauptmagneten 21 und der Hilfsmagneten 22 und 23 in den entgegengesetzten Richtungen im Vergleich zu den leichten Achsen der Magnetisierung des Hauptmagneten 21 und der Hilfsmagneten 22 und 23 des Magneten 13 gerichtet, der als Nordpol dient.
Ein Abschnitt der Magneteinbauöffnung 12, in dem keine Magnetanordnung 13 angeordnet ist, dient als eine Flussbarriere, die einen Selbstkurzschluss von Magnetfluss in dem Rotor 10 reduziert. In der in 3 veranschaulichten Struktur ist eine äußere Flussbarriere 24 in einer äußeren Umfangsregion des q-Achsen-Seitenabschnitts 12a der Magneteinbauöffnung 12 vorgesehen. Die äußere Flussbarriere 24 reduziert einen Selbstkurzschluss des Magnetflusses an dem äußeren Umfangsabschnitt des Rotorkerns 11, der benachbart zu der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 ist, die dem Stator 30 zugewandt ist, wobei der äußere Umfangsabschnitt derart angeordnet ist, dass er nahe an dem Hilfsmagneten 22 ist.
Zusätzlich reduziert die äußere Flussbarriere 24 eine Entmagnetisierung des Hilfsmagneten 22 aufgrund des Entmagnetisierungsfelds aus dem Stator 30. Ein Raum in der äußeren Umfangsregion des q-Achsen-Seitenabschnitts 12a der Magneteinbauöffnung 12, in dem keine magnetische Anordnung 13 angeordnet ist, kann als die äußere Flussbarriere 24 dienen, oder ein nicht-magnetisches Material, das in dem Raum gefüllt ist, kann als die äußere Flussbarriere 24 dienen.
In einer Region in dem d-Achsen-Seitenabschnitt 12b jeder Magneteinbauöffnung 12, die benachbart zu dem Hilfsmagneten 23 und zu der d-Achse ist, ist eine innere Flussbarriere 25 vorgesehen. Das heißt, dass jeder der d-Achsen-Seitenabschnitte 12b als ein d-Achsen-Seitenausdehnungsabschnitt dient. In jeder der zweiten Öffnungen 12b ist der Hilfsmagnet 23 vorgesehen, und die innere Flussbarriere 25 ist derart vorgesehen, dass sie näher an der d-Achse ist, als es der Hilfsmagnet 23 ist.
Die inneren Flussbarrieren 25 reduzieren Magnetflusskomponenten, die derart ausgerichtet sind, dass sie senkrecht zu der d-Achse aus den Hilfsmagneten 22 und 23 sind, und die auf beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind. Die inneren Flussbarrieren 25 reduzieren ebenfalls eine Induktivität auf der d-Achse, um dadurch Reduktanzdrehmomente effektiv zu erzeugen. Ein Leerraum oder Raum in der Region in dem d-Achsen-Seitenabschnitt 12b jeder Magneteinbauöffnung 12, die benachbart zu den Hilfsmagneten 23 und zu der d-Achse ist, kann als die innere Flussbarriere 25 dienen, oder ein nicht-magnetisches Material, dass in dem Raum gefüllt ist, kann als die innere Flussbarriere 25 dienen.
Eine Entmagnetisierung von jedem der Hilfsmagnete 22 und 23 ist grundsätzlich annehmbar. Dies liegt daran, dass eine Oberfläche des Hauptmagneten 21, die gegen den Rotorkern 11 anstößt, hauptsächlich zur Abgabe von Magnetfluss in den Magneten 13 dient, und die Hilfsmagnete 22 und 23 zur Verbesserung der magnetischen Permeanz des Magneten 13 dienen. Aus diesem Grund verwendet das erste Ausführungsbeispiel Neodym-Magnete als die jeweiligen Hilfsmagneten 22 und 23, wobei die Neodym-Magneten eine Zusammensetzung aufweisen mit:

1. einem höheren Wert der Remanenz-Flussdichte Br als den des Hauptmagneten 21,
2. einem kleineren Wert der Koerzitivkraft iHc als derjenige des Hauptmagneten 21.

Eine Kombination unterschiedlicher Arten von Materialien wie Neodym-Magnete und Ferrit-Magnete kann als das Material für jeden der Hilfsmagnete 22 und 23 ausgewählt werden.
Magnete, die einen kleineren Wert der Koerzitivkraft als Neodym-Magnete aufweisen, weisen Samarium-Magnete, Ferrit-Magnete, FCC-Magnete und Alnico-Magnete in der Reihenfolge einer sich verringernden Koerzitivkraft auf. Das heißt, dass, wenn ein Samarium-Magnet als der Hauptmagnet 21 ausgewählt wird, es möglich ist, ein Ferrit-Magnet als das Material von jedem der Hilfsmagnete 22 und 23 auszuwählen, was die gewünschten Effekte gemäß dem Ausführungsbeispiel ausreichend erhält.
Es sei bemerkt, dass zur Vermeidung einer Entmagnetisierung eine herkömmliche Technik Magnete verwendet kann, die jeweils konfiguriert sind,

1. einen Abschnitt mit einer größeren Dicke aufzuweisen, wobei dieser Abschnitt einem großen Entmagnetisierungsfeld unterzogen wird,
2. einen höheren Anteil von schweren seltenen-Erden-Elementen zu enthalten, und/oder
3. ein feineres Design aufzuweisen.

Im Gegensatz dazu ist die rotierende elektrische Maschine 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel konfiguriert, das Entmagnetisierungsfeld im Wesentlichen zu halbieren, was es ermöglicht, die rotierende elektrische Maschine 1 ohne Verwendung von Seltene-Erden-Magneten zu konstruieren. Eine Beseitigung der Verwendung von schweren Seltene-Erden-Elementen, die wertvoll in gegenwärtigen Fahrzeugprodukten sind, ermöglicht eine Erhöhung des Anteils von Neodym-Elementen mit höherer Flussdichte in den Magneten. Dies führt dazu, dass die rotierende elektrische Maschine 1 ein u7m dreißig Prozent höheres Ausgangsdrehmoment als das Ausgangsdrehmoment einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß der herkömmlichen Technik aufweist, wobei

1. die Gesamtgröße der Magneten, die durch die Maschine 1 verwendet werden, beibehalten wird, die dieselbe wie diejenige ist, die durch die rotierende elektrische Maschine der herkömmlichen Technik verwendet wird,
2. die Kosten der rotierenden elektrischen Maschine 1 im Vergleich zu den Kosten der rotierenden elektrischen Maschine der herkömmlichen Technik beibehalten oder reduziert werden.

Das vorstehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel erzielt die nachfolgenden hervorragenden Wirkungen.
Jeder Magnet 13 des Rotors 10 weist den Hilfsmagneten 22 zusätzlich zu dem Hauptmagneten 21 auf, der einen Magnetfluss auf der Grundlage einer vorbestimmten Polarität erzeugt. Der Hilfsmagnet 22 ist derart vorgesehen, dass er gegen das q-Achsen-Seitenende, d.h. einem Polgrenzenseitenende jedes Hauptmagneten 21 anstößt oder benachbart dazu ist, so dass die leichten Achsen der Magnetisierung in dem Hilfsmagneten 22 sich mit der leichten Achsen der Magnetisierung des entsprechenden Hauptmagneten 21 schneiden.
Diese Konfiguration ermöglicht ein Stärken eines Magnetflusses des q-Achsen-Seitenendes durch den Hilfsmagneten 22. Dies führt zu einer Verbesserung des Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögens an dem q-Achsen-Seitenende des Hauptmagneten 21 gegenüber dem Entmagnetisierungsfeld, wodurch in geeigneter Weise eine Entmagnetisierung des Hauptmagneten 21, der als ein Magnet zur Erzeugung des entsprechenden Magnetpols dient, führt.
Der Hilfsmagnet 23 ist derart vorgesehen, dass er an das d-Achsen-Seitenende jedes Hauptmagneten 21 anstößt oder benachbart dazu ist, so dass die leichten Achsen der Magnetisierung in dem Hilfsmagneten 23 sich mit den leichten Achsen der Magnetisierung des entsprechenden Hauptmagneten 21 schneiden.
Diese Konfiguration ermöglicht ein Stärken des Magnetflusses des d-Achsen-Seitenendes durch den Hilfsmagneten 23. Dies führt zu einer Verbesserung des Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögens gegenüber gegenseitigen Flussinterferenzen in der Nähe der d-Achse, wobei somit in geeigneter Weise eine Entmagnetisierung des Hauptmagneten 21 reduziert wird.
Es gibt eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine Entmagnetisierung an der Ecke P1 der Oberfläche des q-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21, wobei die Oberfläche des q-Achsen-Seitenendes der q-Achse zugewandt ist. Die Ecke P1 ist näher an dem Stator 30 als die entgegengesetzte Ecke der Endoberfläche des q-Achsen-Seitenendes. In dieser Hinsicht ist der Hilfsmagnet 22 derart vorgesehen, dass er der Oberfläche des q-Achsen-Seitenendes zugewandt ist. Dies erhöht die Länge eines Sollmagnetpfads in dem Hilfsmagneten 22, der durch die Ecke P1 des Hauptmagneten 21 verläuft, so dass er länger ist als die Längen der Magnetpfade in dem Hilfsmagneten 22, die durch die anderen Punkte des Hauptmagneten 21 verlaufen. Das heißt, dass diese Konfiguration die Ecke P1 als einen Magnetflussstärkungspunkt auswählt, und bewirkt, dass der Hilfsmagnet 22 den Magnetflussstärkungspunkt verstärkt. Diese Konfiguration reduziert effizient eine Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes des Statormagneten 21.
Es kann ebenfalls eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine Entmagnetisierung an der Ecke P2 der Oberfläche des d-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 vorhanden sein; wobei die Oberfläche des d-Achsen-Seitenendes der d-Achse zugewandt ist. Die Ecke P2 ist näher an dem Stator 30 als die entgegengesetzte Ecke der Endoberfläche des d-Achsen-Seitenendes. In dieser Hinsicht ist der Hilfsmagnet 23 derart vorgesehen, dass er der Oberfläche des d-Achsen-Seitenendes zugewandt ist. Dies erhöht die Länge eines Sollmagnetpfades in dem Hilfsmagneten 23, der durch die Ecke P2 des Hauptmagneten 21 verläuft, so dass er länger als die Längen der Magnetpfade in dem Hilfsmagneten 23, die durch die anderen Punkte des Hauptmagneten 21 verlaufen, ist. Das heißt, dass diese Konfiguration die Ecke P2 als einen Magnetflussstärkungspunkt auswählt und bewirkt, dass der Hilfsmagnet 23 den Magnetflussstärkungspunkt verstärkt. Diese Konfiguration reduziert effizient eine Entmagnetisierung des d-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21.
Der Hilfsmagnet 23 und die innere Flussbarriere 25 sind in der zweiten Öffnung 12b, d.h. in dem d-Achsen-Seitenerweiterungsabschnitt in jeder Magneteinbauöffnung 12 vorgesehen. Diese Konfiguration erzielt die vorstehend beschriebenen Wirkungen, während die Menge von Magnetmaterial in dem Hilfsmagneten 23 auf dem d-Achsen-Seitenende des Hauptmagneten 21 reduziert wird, was zu einer Reduktion der Kosten des Rotors 10 führt.
Jeder der Hilfsmagnete 22 und 23 kann einen kleineren Wert der Koerzitivkraft iHc als der Hauptmagnet 21 aufweisen. Diese Konfiguration ermöglicht es, den Hauptmagneten 21 magnetisch zu stärken, während ein kostengünstiger Magnet für jeden der Hilfsmagneten 22 und 23 verwendet wird.
Es sei bemerkt, dass jeder Hauptmagnet 21 einen kleineren Wert der Koerzitivkraft iHc als jeder der Hilfsmagnete 22 und 23 aufweisen kann. Diese Konfiguration ermöglicht es, einen kostengünstigen Magneten für jeden Hauptmagneten 21 zu verwenden, wodurch die Kosten der Magneten des Rotors 10 reduziert werden. Diese Konfiguration reduziert effizient die Kosten des Rotors 10, da der Magnetfluss im Wesentlichen durch die Gesamtoberflächen-Fläche alle Hauptmagneten 21 bestimmt ist.
Die Konfiguration, bei der jeder der Hilfsmagneten 22 und 23 einen kleineren Wert der Koerzitivkraft iHc als der Hauptmagnet 21 aufweist, erhöht die Widerstandsfähigkeit der magnetischen Anordnung 13 gegenüber einer Entmagnetisierung. Diese Konfiguration des Rotors 10 kann daher vorzugsweise verwendet werden, wenn der Rotor 10 einem starken Entmagnetisierungsfeld von dem Stator 30 unterzogen wird.
Die Hilfsmagnete 22 und 23, die sich jeweils an beiden Enden des Hauptmagneten 21 befinden, können unterschiedliche Werte der Koerzitivkraft iHc aufweisen. Dies ermöglicht es, selbst wenn das erste Ausmaß des Einflusses von einem Entmagnetisierungsfeld an dem d-Achsen-Seitenende des Hauptmagneten 21 sich von einem zweiten Ausmaß des Einflusses von einem Entmagnetisierungsfeld an dem q-Achsen-Seitenende des Hauptmagneten 21 unterscheidet, in geeigneter Weise Werte der Koerzitivkraft iHc für die jeweiligen Hilfsmagneten 22 und 23 entsprechend den ersten und zweiten Ausmaßen des Einflusses von dem Entmagnetisierungsfeld an den jeweiligen d-Achsen- und q-Achsen-Seitenenden des Hauptmagneten 21 einzustellen.
Die innere Umlaufsoberfläche der Durchgangsöffnung 14 weist die konvexen Abschnitte 14a geformt auf, die sich jeweils auf der entsprechenden d-Achse befinden, wobei jeder konvexe Abschnitt 14a nach innen in die entsprechende radiale Richtung vorspringt, um an die äußere Umlaufsoberfläche der Drehwelle 40 anzustoßen.
Während der Rotorkern 11 mit der Drehwelle 40 zusammengebaut wird, wird jede magnetische Anordnung 13 einer entsprechenden Spannung von der inneren Umlaufsoberfläche der Durchgangsöffnung 14 des Rotorkerns 11 radial nach außen ausgesetzt. Dies reduziert die Menge einer Abweichung jeder magnetischen Anordnung 13 von deren festgelegter Position, was es ermöglicht, einen Nachteil wie eine unbeabsichtigte Änderung der magnetischen Charakteristiken der entsprechenden magnetischen Anordnung 13 zu reduzieren.
Nachstehend sind Modifikationen des Rotors 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei zumindest ein Teil des Rotors 10 in jeder Modifikation modifiziert ist. Nachstehend sind hauptsächlich die unterschiedlichen Punkte zwischen der Struktur des Rotors 10 gemäß jeder Modifikation und der Struktur des in 1 veranschaulichten Rotors 10 beschrieben. Es sei bemerkt, dass in den nachfolgenden Figuren andere Komponenten außer den Rotoren 10 der jeweiligen Modifikationen in der Darstellung weggelassen sind. In jeder Modifikation ist der entsprechende Rotor 10 in der radial inneren Seite des Stators 30 angeordnet, um dem Rotor 30 zugewandt zu sein.
Erste Modifikation
Der Rotor 10 gemäß der ersten Modifikation, die in 7 veranschaulicht ist, weist den Hilfsmagneten 22 auf, der lediglich an dem q-Achsen-Seitenende von jedem Hauptmagneten 21 angeordnet ist, ohne dass der Hilfsmagnet 23 verwendet wird. Beispielsweise ist es möglich, wenn die Hauptmagneten 21 jedes Paars relativ kleine Magnetkräfte aufweisen, die sich gegenseitig entmagnetisieren, die d-Achsen-seitigen Hilfsmagnete 23 wegzulassen.
Zweite Modifikation
In dem Rotor 10 gemäß der zweiten Modifikation, der in 8 veranschaulicht ist, befindet sich jede Magneteinbauöffnung 12 quer über die entsprechende d-Achse, die die Mitte des entsprechenden Magnetpols ist, und ist derart angeordnet, dass sie senkrecht zu der entsprechenden d-Achse ist.
Jeder der Hauptmagneten 21, der eine Rechteckform in dessen seitlichem Querschnitt aufweist, ist in der entsprechenden Magneteinbauöffnung 12 eingebaut. Die Magneteinbauöffnung 12 weist q-Achsen-Seitenenden auf, und jedes der q-Achsen-Seitenenden ist derart gebogen, dass es sich zu der Mitte des Rotorkerns 11 hin erstreckt. In jedem der q-Achsen-Seitenenden ist der entsprechende Hilfsmagnet 22 eingebaut. Das heißt, wie in dem Fall mit dem in 7 veranschaulichten Rotor 10 sind die Hilfsmagneten 22 derart vorgesehen, dass sie benachbart zu den jeweiligen q-Achsen-Seitenenden des Hauptmagneten 21 sind.
Dritte Modifikation
Der Rotor 10 gemäß der dritten Modifikation, der in 9 veranschaulicht ist, weist den Hilfsmagneten 23, der lediglich an dem q-Achsen-Seitenende von jedem Hauptmagneten 21 angeordnet ist, ohne Verwendung des Hilfsmagneten 22 auf. Wenn beispielsweise das Entmagnetisierungsfeld von dem Stator 30 relativ klein ist, ist es möglich, die q-Achsen-seitigen Hilfsmagneten 22 wegzulassen.
Vierte Modifikation
Der Rotor 10 gemäß der vierten Modifikation, der in 10 veranschaulicht ist, ist derart konfiguriert, dass die d-Achsen-Seitenabschnitte 12b der jeweiligen Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars miteinander zusammengesetzt sind. Dies führt zu integrierten Magneteinbauöffnungen 12, die durchgehend auf der d-Achse in der Umlaufsrichtung des Rotors 10 angeordnet sind.
Ein Hilfsmagnet 41 ist in der integrierten Kombination der d-Achsen-Seitenabschnitte 12b der integrierten Kombination der Magneteinbauöffnungen 12 vorgesehen. Der Hilfsmagnet 41 ist zwischen dem Paar der rechten und linken Hauptmagnete 21 angeordnet, die in den jeweiligen Magneteinbauöffnungen 12 der integrierten Kombination eingebaut sind.
Der Hilfsmagnet 41 ist derart angeordnet, dass er an die zweiten Enden 12b der jeweiligen Hauptmagneten 21 anstößt oder benachbart dazu ist, und die magnetischen Ausrichtungen des Hilfsmagneten 41 parallel zu der d-Achse sind.
Der Rotor 10 gemäß der vierten Modifikation verstärkt den Magnetfluss des d-Achsen-Seitenendes von jedem der Hauptmagneten 21. Das heißt, wie der beispielsweise in 1 veranschaulichte Hilfsmagnet 23, unterstützt der Magnetfluss des Hilfsmagneten 41 einen entgegengesetzten Magnetfluss der rechten und linken Hauptmagneten 21, um dadurch die Widerstandsfähigkeit des Rotors um die d-Achse gegen das Entmagnetisierungsfeld zu verbessern.
Fünfte Modifikation
In dem Rotor 10 gemäß der fünften Modifikation, der in 11 veranschaulicht ist, weist jeder Magnet 21 Magnetsegmente 27 und 27b auf, die erhalten wurden, indem der entsprechende Hauptmagnet 21 in der Längsrichtung, d.h. in der Richtung von der q-Achse zu der d-Achse geteilt wird. Die magnetischen Ausrichtungen des Magnetsegments 27a unterscheiden sich von den magnetischen Ausrichtungen des Magnetsegments 27b.
Jedes der Magnetsegmente 27a und 27b weist einen Permanentmagneten auf, der eine im Wesentlichen rechteckige Form in dessen seitlichem Querschnitt aufweist. Das Magnetsegment 27a, das derart angeordnet ist, dass es näher an der d-Achse als das Magnetsegment 27b dazu ist, ist derart konfiguriert, dass die magnetischen Ausrichtungen des Magnetsegments 27a derart gerichtet sind, dass sie näher an einer Richtung parallel zu der q-Achse sind als die magnetischen Ausrichtungen des Magnetsegments 27b dazu.
Entsprechend der Konfiguration des Rotors 10 gemäß der fünften Modifikation unterscheiden sich die magnetischen Ausrichtungen des Magnetsegments 27a, die näher an der entsprechenden q-Achse sind, von denjenigen des Magnetsegments 27b. Dies führt zu einer Verbesserung des Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögens an dem d-Achsen-Seitenende des Hauptmagneten 21 gegenüber dem Entmagnetisierungsfeld, wobei somit in geeigneter Weise eine Entmagnetisierung des Hauptmagneten 21 reduziert wird, der als ein Magnet zur Erzeugung des entsprechenden Magnetpols dient.
Die Magnetsegmente 27a und 27b sind derart angeordnet, dass deren benachbarte Ecken einander zugewandt sind, und die benachbarten Ecken konvex zu dem Stator 30 hin vorspringen.
Das heißt, dass die Magnetsegmente 27a und 27b nicht in einem Einzel-LinienSegment angeordnet sind, sondern angeordnet sind, um jeweils in Zwei-Linien-Segmente gebogen zu werden, so dass die Magnetsegmente 27a und 27b konvex zu dem Stator 30 hin vorspringen.
Dies ermöglicht es, dass der Hauptmagnet 21, d.h. die Magnetsegmente 27a und 27b, näher an der äußern Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 sind. Dies verkleinert den minimalen Abstand zwischen dem Stator 30 und dem Hauptmagneten 21, wodurch ein Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine 1 erhöht wird. Eine Verkürzung des minimalen Abstands zwischen dem Stator 30 und dem Hauptmagneten 21 kann eine Erhöhung eines Entmagnetisierungsfeldes bewirken. Die Hilfsmagneten 22 und 23 gemäß der fünften Modifikation reduzieren jedoch den Einfluss der Erhöhung des Entmagnetisierungsfeldes.
Diese Anordnung der Magnetsegmente 27a und 27b ermöglicht es, die Fläche einer Region des Rotorkerns 11, die sich näher an dem Stator 30 befindet, als es jeder Magnet 13, d.h. jede Magneteinbauöffnung 12 ist, kleiner zu sein, wobei die Region der Summe des Magnetflusseses des Stators 30 und des Magnetflusses des entsprechenden Magneten 13 ausgesetzt ist. Dies reduziert daher in dem Rotor 10 eine Sättigungsregion, in der magnetische Sättigung auf der Grundlage des Magnetflusses des Stators 30 und des Magnetflusses jedes Magneten 13 auftreten kann, wodurch effizienter das Leistungsvermögen von jedem Magneten 13 erhalten (erzielt) wird.
Sechste Modifikation
In dem Rotor 10 gemäß der sechsten Modifikation, der in 12 veranschaulicht ist, weist jeder Magnet 13 den Hauptmagneten 21 und den Hilfsmagneten 22 auf, der derart angeordnet ist, dass er benachbart zu dem q-Achsen-Seitenende des Hauptmagneten 21 ist oder daran anstößt. Jeder des Hauptmagneten 21 und des Hilfsmagneten 22 weist eine Rechteckform in dessen lateralem Querschnitt auf.
Die leichten Achsen der Magnetisierung des Hauptmagneten 21 sind senkrecht zu den entgegengesetzten Flusswirkungsoberflächen 21a und 21b, und die magnetischen Ausrichtungen des Hilfsmagneten 22 sind senkrecht zu den entgegengesetzten Flusswirkungsoberflächen 22a und 22b. Der Hauptmagnet 21 und der Hilfsmagnet 22 sind in der Magneteinbauöffnung 12 des Rotorkerns 11 derart angeordnet, dass ein Winkel jeder magnetischen Ausrichtung des Hauptmagneten 21 in Bezug auf die d-Achse oder die q-Achse sich von einem Winkel von jeder magnetischen Ausrichtung des Hilfsmagneten 22 in Bezug auf die d-Achse oder die q-Achse unterscheidet.
Der Hauptmagnet 21 und der Hilfsmagnet 22 sind derart angeordnet, dass sie getrennt voneinander sind. Insbesondere ist der Hilfsmagnet 22 derart angeordnet, dass er einer Oberfläche eines q-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 quer über einem Abschnitt des Rotorkerns 11 zugewandt ist. Die magnetischen Ausrichtungen des Hauptmagneten 21 sind parallel oder geneigt zu der d-Achse, und der Winkel von jeder der magnetischen Ausrichtungen des Hilfsmagneten 22 in Bezug auf die d-Achse ist näher an 90 Grad, als es der Winkel von jeder der magnetischen Ausrichtungen des Hauptmagneten 21 in Bezug auf die d-Achse ist.
Die Ecke P1 des Hauptmagneten 21, die ein Flussstärkungspunkt ist, der am nächsten zu dem Stator 30 in allen Punkten des q-Achsen-Seitenendes des Hauptmagneten 21 ist, befindet sich an einer Verlängerung einer entsprechenden magnetischen Ausrichtung des Hilfsmagneten 22. Der Magnetfluss des Hilfsmagneten 22 stärkt die Ecke P1 des Hauptmagneten 21.
Magnete, von denen jeder eine Rechteckform in dessen seitlichen Querschnitt aufweist und magnetische Ausrichtungen aufweist, die senkrecht zu einem Paar von entgegengesetzten Flusswirkungsoberflächen davon sind, sind im Hinblick auf Herstellung und Kosten am vielseitigsten und überlegensten. Die sechste Modifikation verwendet derartige Magnete jeweils als den Hauptmagneten 21 und den Hilfsmagneten 22, und ist derart konfiguriert, dass ein Winkel jeder magnetischen Ausrichtung des Hauptmagneten 21 in Bezug auf die d-Achse oder die q-Achse sich von einem Winkel jeder magnetischen Ausrichtung des Hilfsmagneten 22 in Bezug auf die d-Achse oder q-Achse unterscheidet.
Diese Konfiguration verstärkt effizient das q-Achsen-Seitenende des Hauptmagneten 21, wohingegen der Rotor 10 eine einfachere Struktur aufweist.
Es sei bemerkt, dass in der vorstehenden beschriebenen Konfiguration gemäß der sechsten Modifikation Magnete, die dieselben Abmessungen und dieselben Leistungsvermögen aufweisen, wie die Magnete derselben Produktnummer als der jeweilige Hauptmagnet 21 und der Hilfsmagnet 23 verwendet werden können. Dies ermöglicht den Erhalt eines gewünschten Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögens. Der Hauptmagnet 21 und der Hilfsmagnet 22 können jedoch jeweils unterschiedliche Abmessungen in deren seitlichen Breite aufweisen, wobei die seitliche Breite des Hauptmagneten 21 und des Hilfsmagneten 22 jeweils senkrecht zu dessen magnetischer Ausrichtung ist. Der Hauptmagnet 21 und der Hilfsmagnet 22 können jeweils unterschiedliche Abmessungen in deren Längslänge aufweisen, wobei die Längsrichtung von dem Hauptmagneten 21 und dem Hilfsmagneten 22 jeweils parallel zu deren magnetischer Ausrichtung ist.
Siebte Modifikation
Der Rotorkern 11 des Rotors 10 gemäß der siebten Modifikation, der in 13(a) veranschaulicht ist, weist geformte Nuten 42 an dessen äußerer Umlaufsoberfläche auf, die dem Stator 30 zugewandt ist, wobei jede der Nuten 42 sich in der axialen Richtung des Rotorkerns 11 erstreckt. Jede der Nuten 42 ist an der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns derart angeordnet, dass sie radial benachbart zu dem entsprechenden Hilfsmagneten 22 ist. Jeder der Hilfsmagnete 22 und die entsprechende eine der Nuten 42 definieren die entsprechende äußere Brücke 16 dazwischen.
Der Rotorkern 11 des Rotors 10 gemäß der siebten Modifikation, die in 13(b) veranschaulicht ist, weist geformte Nuten 43 an der äußeren Umlaufsoberfläche davon auf, wobei jede der Nuten 43 sich in der axialen Richtung des Rotorkerns erstreckt. Jede der Nuten 43 ist auf der entsprechenden d-Achse der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 angeordnet. Nuten 43 können an der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 derart geformt sein, dass sie auf den jeweiligen q-Achsen angeordnet sind.
Es ist wahrscheinlich, dass die äußere Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11, die dem Stator 30 zugewandt ist, aufgrund des rotierenden Magnetflusses aus dem Stator 30 und des Magnetflusses des Rotors 10 magnetisch gesättigt wird. In dieser Hinsicht ermöglichen die Nuten 42 und/oder 43, die auf der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 geformt sind, die dem Stator 30 zugewandt ist, und die sich in der axialen Richtung des Rotorkerns 11 erstrecken, eine Justierung der Ausrichtungen der Linien des Magnetflusses in der äußeren umlaufenden Kante des Rotorkerns 11 um den Stator 30, und ebenfalls eine Justierung der Menge des Magnetflusses in der äußeren umlaufenden Kante des Rotorkerns 11 um den Stator 30. Dies ermöglicht es daher, ein exzellentes Leistungsvermögen aus jedem Magneten 13 effizient zu erhalten.
Zweites Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei sich auf einen oder mehrere unterschiedliche Punkte des zweien Ausführungsbeispiels gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel konzentriert wird. Das zweite Ausführungsbeispiel verwendet Magnete mit jeweils leichten Achsen der Magnetisierung, die sich mit zumindest einer von Flusswirkungsoberflächen des entsprechenden Magneten bei einem nicht-rechtwinkligen Winkel schneiden.
Insbesondere ist die Ausrichtung jeder der leichten Achsen der Magnetisierung des Magneten von einer vorbestimmten ersten Ausrichtung durch eine der entgegengesetzten Flusswirkungsoberflächen auf eine vorbestimmte zweite Ausrichtung durch die äußere der entgegengesetzten Flusswirkungsoberflächen geändert, wobei die erste Ausrichtung sich von der zweiten Ausrichtung unterscheidet.
14 veranschaulicht schematisch einen Rotor 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Gemäß 14 weist der Rotorkern 11 ein Paar von Magneteinbauöffnungen 12 für jede d-Achse geformt auf, wobei jede der Magneteinbauöffnungen 22 eine kreisförmige Bogenform, d.h. eine Bogenform aufweist. Wie die beispielsweise in 3 veranschaulichte Struktur weisen die zwei Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars im Wesentlichen eine V-Form derart auf, dass ein Abstand zwischen den zwei Magneteinbauöffnungen 12 zu der radial äußeren Seite des Rotorkerns 11 hin größer wird. Die Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars weisen ein symmetrisches Profil in Bezug auf die d-Achse, d.h. die zentrale Magnetpolachse auf. Anders ausgedrückt wird ein Abstand jeder Magneteinbauöffnung 12 in Bezug auf den Stator 30 zu der d-Achse hin größer.
Jede Magneteinbauöffnung 12 ist durch kreisförmig gebogen gekrümmte Oberflächen 52a und 52b mit einem regelmäßigen Abstand dazwischen definiert und flachen Verbindungsoberflächen 52c und 52d, wobei die Verbindungsoberfläche 52c beide Enden der kreisförmig gebogen gekrümmten Oberfläche 52a verbindet und die Verbindungsoberfläche 52b beide Enden der kreisförmig gebogen gekrümmten Oberfläche 52b verbindet. Das heißt, dass jede Magneteinbauöffnung 12 durch die kreisförmig gebogen gekrümmten Oberfläche 52a und 52b und Verbindungsoberflächen 52c und 52d umgeben ist.
Die Verbindungsoberfläche 52c, die näher an der q-Achse ist, als es die Verbindungsoberfläche 52d ist, befindet sich im Wesentlichen parallel zu der q-Achse, und die Verbindungsoberfläche 52d, die näher an der d-Achse ist, als es die Verbindungsoberfläche 52c ist, befindet sich im Wesentlichen senkrecht zu der d-Achse.
In jeder Magneteinbauöffnung 12 ist ein Magnet 51, der eine Form aufweist, die mit der Form der entsprechenden Magneteinbauöffnung 12 übereinstimmt, eingebaut. Das heißt, dass die Magneten 51, die in den jeweiligen Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars gefüllt sind, einen Magnetpol bilden.
Wie es in 14 veranschaulicht ist, weist jeder Magnet 51 entgegengesetzte Enden in dessen Längsrichtung auf, und jeder Magnet 51 weist magnetische Ausrichtungen, d.h. Ausrichtungen der inneren magnetischen Linien darin auf (siehe Pfeile).
Jeder Magnet 51 ist derart angeordnet, dass die magnetischen Ausrichtungen von Ausrichtungen, die nahe an einer q-Achsen-Seitenausrichtung sind, die senkrecht zu der q-Achse ist, auf Ausrichtungen, die nahe an einer d-Achsen-Seitenausrichtung sind, die parallel zu der d-Achse ist, von dem Ende, das näher an der q-Achse ist, zu dem Ende, das näher an der d-Achse ist, geändert werden, wobei jede magnetische Ausrichtung konvex zu einer Gegen-Statorrichtung entgegengesetzt zu dem Stator 30 gekrümmt ist.
Das heißt, dass jeder Magnetpfad des Magneten 51 eine kreisförmige Bogenform aufweist, die durch den Magneten 51 in dessen lateraler Richtung verläuft, und die Ausrichtung jedes Magnetpfads des Magneten 51 konvex zu der zentralen Achse des Rotorkerns 11 hin gekrümmt ist.
Der Magnet 51 mit den magnetischen Ausrichtungen, die vorstehend definiert worden sind, stärkt dessen Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld auf der Grundlage des drehenden Magnetfeldes des Stators 30, wobei somit in geeigneter Weise eine Entmagnetisierung des Magneten 51 reduziert wird.
Insbesondere ist der Magnet 51 derart konfiguriert, dass

1. die magnetischen Ausrichtungen des Endes, das näher an der q-Achse ist, die derart ausgerichtet sind, dass sie nahe an der q-Achsen-Seitenausrichtung sind, die senkrecht zu der q-Achse ist, und die magnetischen Ausrichtungen des Endes, das näher an der d-Achse ist, derart ausgerichtet sind, dass sie nahe an der d-Achsen-Seitenausrichtung sind, die parallel zu der d-Achse ist,
2. jede magnetische Ausrichtung konvex zu der Gegen-Statorrichtung entgegengesetzt zu dem Stator 30 gekrümmt ist.

Diese Konfiguration verlängert jeden der Magnetpfade in den Magneten 51, um dadurch den Magnetfluss des Magneten 51 zu erhöhen, und erzeugt einen Magnetfluss effizient, der dem Entmagnetisierungsfeld aus dem Stator 30 begegnet.
Zusätzlich ist jede der magnetischen Ausrichtungen des d-Achsen-Seitenendes des Magneten 51 derart ausgerichtet, dass sie näher an der Richtung parallel zu der d-Achse ist. Dies reduziert eine Entmagnetisierung des Magneten 51 aufgrund gegenseitiger Flussinterferenzen in der Nähe der d-Achse.
Das q-Achsen-Seitenende des Magneten 51 ist derart angeordnet, dass es radial näher an dem Stator 30 ist, als es das d-Achsen-Seitenende des Magneten 51 ist, und ein Zwischenabschnitt des Magneten 51 zwischen beiden Enden davon ist derart angeordnet, dass er konvex zu dem Stator 30 hin ist. Das heißt, dass die Magneten 51 jedes Paars quer über die entsprechende d-Achse im Wesentlichen eine V-Form aufweisen, und jeder der Magnete 51 des entsprechenden Paars weist eine kreisförmig gebogene Form auf, die konvex zu dem Stator 30, d.h. die obere Richtung in 14, hin ist. Die Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars sind derart geformt, dass sie in Übereinstimmung mit den jeweiligen Magneten 51 des entsprechenden Paars sind.
Anders ausgedrückt ist die gekrümmte Oberfläche 52a, die eine wirksame Flussaustrittsoberfläche ist, die näher an dem Stator 30 ist, als es die gekrümmte Oberfläche 52 ist, von jedem Magneten 51 derart geformt, dass sie konvex zu dem Stator 30 von einem Liniensegment vorspringt, das beide Enden der gekrümmten Oberfläche 52a verbindet.
Jeder Magnet 51 der vorstehend beschriebenen Konfiguration des Rotors 10 ist angeordnet, näher an der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 zu sein, um den Abstand zwischen dem Stator 30 und dem entsprechenden Magneten 51 zu verkürzen, wodurch Drehmomente der rotierenden elektrischen Maschine 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erhöht wird. Obwohl ein Verkürzen des Abstands zwischen dem Stator 30 und dem entsprechenden Magneten 51 ein Entmagnetisierungsfeld als eine Gegenreaktion des kürzeren Abstands erhöhen kann, reduzieren die gekrümmten magnetischen Ausrichtungen jedes Magneten 51 negative Wirkungen des erhöhten Entmagnetisierungsfeldes.
Die vorstehende beschriebene Konfiguration des Rotors 10 ermöglicht, dass der Anteil einer Region des Rotorkerns 11, die sich näher an dem Stator 30 befindet, als es jeder Magnet 51, d.h. jede Magneteinbauöffnung 12, ist, kleiner wird, wobei die Region der Summe des Magnetflusses des Stators 30 und des Magnetflusses des entsprechenden Magneten 51 ausgesetzt ist. Dies reduziert daher in dem Rotor 10 eine Sättigungsregion, in der eine magnetische Sättigung aufgrund des Magnetflusses des Stators 30 und des Magnetflusses jedes Magneten 51 auftreten kann, wodurch das Leistungsvermögen von jedem Magneten 51 effizienter erhalten wird.
Jeder Magnet 51 ist konfiguriert, konvex in einer radialen nach außen gerichteten Richtung zu sein. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass eine Region in dem Rotorkern 11, die sich radial nach außen gerichtet von den Magneteinbauöffnungen 12 befindet, kleiner wird. Diese Konfiguration reduziert den Spannungskonzentrationsfaktor des Rotors 10 gegenüber Zentrifugalkraft, wodurch die mechanische Festigkeit des Rotors 10 erhöht wird.
Es sei die Struktur des Rotors 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit der Struktur des Rotors 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, die in 3 veranschaulicht ist, verglichen, der die Hilfsmagneten 22 und 23 aufweist, die an den jeweiligen Enden des Hauptmagneten 21 angeordnet sind. Als Ergebnis des Vergleichs führt der Magnet 51 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beide Funktionen der jeweiligen Hilfsmagneten 22 und 23 aus.
Es sei bemerkt, dass 14 das Paar der Magneten 51 veranschaulicht, die die d-Achse bilden, jedoch sind, wenn das Paar der Magneten 51 die q-Achse bilden, die magnetischen Ausrichtungen von jedem Magneten 51 derart ausgerichtet, dass sie entgegengesetzt zu den Ausrichtungen der jeweiligen in 14 veranschaulichten magnetischen Ausrichtungen sind.
Zusätzlich kann jeder in 14 veranschaulichte Magnet 51 in mehrere Magnetsegmente unterteilt werden. Das heißt, dass jeder Magnet 51 in mehrere Magnetsegmente in der Längsrichtung des entsprechenden Magneten 51 unterteilt werden kann, und dass die Magnetsegmente derart angeordnet werden können, dass die einander zugewandten Endoberflächen der Magnetsegmente von jedem benachbarten Paar derart angeordnet sind, dass sie einander anstoßen. Gemäß dieser Modifikation sind die unterteilten Magnetsegmente vorzugsweise in jeder Magneteinbauöffnung 12 angeordnet. Diese Anordnung verhindert beispielsweise einen Überstromverlust aufgrund einer Änderung in der Flussverkettung mit den Magneten 51, während die rotierende elektrische Maschine 1 in Betrieb ist.
Wie es in 13(a) und 13(b) veranschaulicht ist, kann der Rotorkern 11 des in 14 veranschaulichten Rotors 10 geformte Nuten 42 und/oder 43 aufweisen. Diese modifizierte Konfiguration ermöglicht eine Justierung der Ausrichtungen der Linien des Magnetflusses in der Region des Rotorkerns 11, die benachbart um den Stator 30 ist, und eine Justierung der Menge des Magnetflusses in der Region des Rotorkerns 11, die benachbart um den Stator 30 ist. Dies ermöglicht es daher, ein hervorragendes Leistungsvermögen von jedem Magneten 51 effizient zu erhalten.
Nachstehend ist die Herstellung eines gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendeten Magneten 51 beschrieben. 15 zeigt eine erläuternde Ansicht, die zur Erläuterung verwendet wird, wie der Magnet 51 unter Verwendung eines ausgerichteten magnetischen Feldes magnetisiert wird.
Wie es in 15 gezeigt ist, weist ein Ausrichtungsgerät 60 eine Magnetfeldspule 61, einen Ausrichtungskern 62 und eine Form 63 auf, die als eine Magnetproduktionsform dient. Der Ausrichtungskern 62 und die Form 63 sind in der Magnetfeldspule 61 angeordnet.
Die Magnetfeldspule 61 ist konfiguriert, ein Magnetfeld zu erzeugen, das durch das Innere der Spule 61 gelangt, wenn sie gespeist wird.
Der Ausrichtungskern 62 dient zum Krümmen des Magnetfeldes, das durch die Magnetfeldspule 61 erzeugt wird, in eine vorbestimmte Richtung. Die Form 63 ist eingerichtet, um zu ermöglichen, dass das gekrümmte Magnetfeld hindurch gelangt.
Das heißt, dass die Magnetfeldspule 61 lineare Magnetfeldlinien erzeugt, und der Ausrichtungskern 62 ermöglicht, dass die linearen Magnetfeldlinien als gekrümmte Magnetfeldlinien gekrümmt werden. Die Form 63 ist aus einem nichtmagnetischen Material zusammengesetzt, und weist darin geformt eine Gusskammer 63a auf, die in Übereinstimmung mit der Form des Magneten 51 geformt ist.
Nachstehend ist ein Verfahren zur Herstellung des Magneten 51 beschrieben.
Zunächst werden Magnetmaterialien in magnetische Pulver oder ein magnetpulvriges Element pulverisiert, und die magnetischen Pulver werden in die Gussformkammer 63a der Gussform 63 gefüllt.
Danach werden die magnetischen Pulver in der Gussform 63 verdichtet, um die vorbestimmte Form, die vorstehend beschrieben worden ist, aufzuweisen. Danach ermöglicht der Ausrichtungskern 62 die Erzeugung gekrümmter Magnetfeldlinien. Die gekrümmten Magnetfeldlinien bewirken, dass die Magnetfeldlinien der verdichteten Magnetpulver in der Gussformkammer 63a ausgerichtet werden. Das heißt, dass während des Ausrichtungsprozesses die Magnetpulver derart ausgefluchtet werden, dass ihre magnetischen Ausrichtungen ausgerichtet werden, und werden verdichtet, um als Gusskörper fixiert zu werden.
Danach wird der Gusskörper gesintert und danach magnetisiert. Die vorstehend beschriebene Abfolge von Verarbeitungen führen zu der Herstellung des Magneten 51.
Die vorstehend beschriebene Abfolge von Verarbeitungen führt dazu, dass die magnetischen Ausrichtungen des Magneten 51 auf nicht-lineare, d.h. kreisbogenförmige magnetische Ausrichtungen davon geändert werden.
Dann wird der Magnet 51 in die Magneteinbauöffnung 12 derart eingebaut, dass, wie es in 14 veranschaulicht ist, die magnetischen Ausrichtungen von dem q-Achsen-Seitenende zu dem d-Achsen-Seitenende von Ausrichtungen, die nahe an der q-Achsen-Seitenausrichtung sind, die senkrecht zu der q-Achse ist, zu Ausrichtungen geändert werden, die nahe an der d-Achsen-Seitenausrichtung sind, die parallel zu der d-Achse ist, wobei jede magnetische Ausrichtung konvex zu der Gegen-Statorrichtung entgegengesetzt zu dem Stator 30 gekrümmt ist.
Nachstehend sind Modifikationen des Rotors 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei zumindest ein Teil des Rotors 10 in jeder Modifikation modifiziert ist. Nachstehend sind hauptsächlich die unterschiedlichen Punkte zwischen der Struktur des Rotors 10 gemäß jeder Modifikation und der Struktur des in 15 veranschaulichten Rotors 10 beschrieben.
Erste Modifikation
Jeder Magnet 51 des Rotors 10 gemäß der ersten Modifikation, die in 16 veranschaulicht ist, weist ein d-Achsen-Seitenende mit einer ersten Oberfläche und ein q-Achsen-Seitenende mit einer zweiten Oberfläche, die einander entgegengesetzt sind, auf, und jede der ersten und zweiten Oberflächen der d- und q-Achsen-Seitenenden ist derart ausgerichtet, dass sie in Übereinstimmung mit den magnetischen Ausrichtungen des Magnetes 51 sind. In der Magneteinbauöffnung 12 ist eine Flussbarriere 53 derart vorgesehen, dass sie sich an der äußeren Seite der zweiten Oberfläche des q-Achsen-Seitenendes befindet, und ist eine Flussbarriere 54 derart vorgesehen, dass sie sich an der äußeren Seite der ersten Oberfläche des d-Achsen-Seitenendes befindet.
Insbesondere ermöglicht ein Abschneiden einer ersten Ecke des q-Achsen-Seitenendes des Magneten 51, der in 14 veranschaulicht ist, die näher an dem Stator 30 als eine entgegengesetzte zweite Ecke ist, ein Formen der Flussbarriere 53 in der Magneteinbauöffnung 12, die in 16 veranschaulicht ist. Gleichermaßen ermöglicht, zum Formen der Flussbarriere 54, ein Abschneiden einer ersten Ecke des d-Achsen-Seitenendes des Magneten 51, der in 14 veranschaulicht ist, die näher an der d-Achse ist, als es eine gegenüberliegende zweite Ecke ist, ein Formen der Flussbarriere 54 in der Magneteinbauöffnung 12, die in 16 veranschaulicht ist. Es sei bemerkt, dass die Oberfläche von jedem des d-Achsen-Seitenendes und des q-Achsen-Seitenendes des Magneten 51 flach oder gekrümmt sein kann.
Jede magnetische Ausrichtung des Magneten 51 zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist derart konfiguriert, dass sie nicht-linear ist. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Länge jedes Magnetpfades, d.h. die Länge einer entsprechend inneren Magnetlinie, länger als die Länge jedes linearen Magnetpfades eines Magneten ist, der senkrecht zu der Längsrichtung des Magneten ist. Relativ kürzere Magnetpfade befinden sich jedoch lokal an jedem Ende des Magneten 51. Da die Länge von jedem Magnetpfad an jedem Ende des Magneten 51 proportional zu der magnetischen Permeanz an dem entsprechenden Ende des Magneten 51 ist, ist es wünschenswert, eine Reduktion der Länge eines jeden Magnetpfades an jedem Ende des Magneten 51 zu verhindern.
In dieser Hinsicht ist jede der ersten und zweiten Oberflächen, die sich mit den Flusswirkungsoberflächen schneiden, der d- und q-Achsen-Seitenenden des Magneten 51 derart ausgerichtet, dass sie in Übereinstimmung mit den magnetischen Ausrichtungen des Magneten 51 ist. Dies reduziert kürzere Magnetpfade, die lokal in jedem Ende des Magneten 51 vorhanden sind. Zusätzlich ist jede der Flussbarrieren 53 und 54 derart vorgesehen, dass sie sich an der äußeren Seite der entsprechenden einen der zweiten und ersten Oberflächen der q- und d-Achsen-Seitenenden befindet. Dies reduziert eine Entmagnetisierung an beiden d- und q-Achsen-Seitenenden des Magneten 51.
Es sei bemerkt, dass irgendeine beliebige der ersten und zweiten Oberflächen der d- und q-Achsen-Seitenenden derart ausgerichtet sein kann, dass sie in Übereinstimmung mit den magnetischen Ausrichtungen des Magneten 51 ist.
Zweite Modifikation
In dem Rotor 10 gemäß der zweiten Modifikation, die in 17 veranschaulicht ist, erstrecken sich die d-Achsen-Flussbarrieren 54 für jedes Paar der Magneten 51 über die jeweiligen radial inneren Enden der jeweiligen Magnete 51 hinaus zu der Mitte der Drehachse hin entlang der d-Achse. Die Flussbarrieren 54, die derart angeordnet sind, dass sie einander über die d-Achse hinweg zugewandt sind, stellen einen d-Achsen-Kernabschnitt 55 dazwischen bereit. Das heißt, dass die Magneten 51 jedes Paars in dem Rotorkern 11 quer über den entsprechenden d-Achsen-Kernabschnitten 55 angeordnet sind. Die Flussbarrieren 54 sind derart vorgesehen, dass sie quer über den d-Achsen-Kernabschnitt 55 in dem Rotorkern 11 angeordnet sind, um sich von den Gegen-Statorseitenenden der jeweiligen Magneten 51 zu der Gegen-Statorrichtung hin entgegengesetzt zu dem Stator 30 erstrecken. Jede der Flussbarrieren 54 ist als ein Teil der entsprechenden Magneteinbauöffnungen 12 konfiguriert. Eine Lücke oder ein Raum in einem Teil in jeder Magneteinbauöffnung 12 kann als die entsprechende Flussbarriere 54 dienen, oder ein nicht-magnetisches Material, das in der Lücke oder dem Raum in dem Teil jeder Magneteinbauöffnung 12 gefüllt ist, kann als die entsprechende Flussbarriere 54 dienen. Die Flussbarriere 54 jeder Magneteinbauöffnung 12 dient als ein nicht-magnetisches Element.
Jeder Magnet 51 weist einen radial innersten Punkt P11 und einen q-Achsen-Kernabschnitt auf, der sich auf jeder q-Achse befindet, und es ist eine virtuelle Linie L1, die den radial innersten Punkt P11 und eine Drehmitte P10 des Rotorkerns 11 verbindet, definiert. Dabei springt die Flussbarriere 54 für jeden Magneten 51 über die virtuelle Linie L1 zu der q-Achsen-Seite vor. Die Länge jeder Flussbarriere 54 in der Umlaufsrichtung des Rotorkerns 11 kann vorzugsweise entsprechend der Größe des q-Achsen-Magnetflusses und der Umlaufsbreite eines q-Achsen-Kernabschnitts 56 bestimmt werden, der sich zwischen jedem Paar von Magneten 51 in der Umlaufsrichtung befindet. Das heißt, dass die Flussbarriere 54 hoch zu einer virtuellen Linie L2 vorspringen kann, die ein q-Achsen-Seitenende P12 der Magneteinbauöffnung12 und die Drehmitte P10 des Rotorkerns 11 verbindet, oder kann über die virtuelle Linie L2 hinaus vorspringen, um um eine vorbestimmte Länge näher an der q-Achse zu sein.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration ermöglicht es, dass die Flussbarrieren 54 jedes Paars den magnetischen Widerstand des entsprechenden d-Achsen-Kernabschnitts 55 erhöhen. Dies verhindert daher einen Kurzschluss zwischen dem Paar der Magneten 51, um dementsprechend die Magnetkraft effizient zu verwenden.
Der d-Achsen-Kernabschnitt 55 für jedes Paar der Magneten 51 bildet einen dünnen Abschnitt des Rotorkerns 11, der sich auf der entsprechenden d-Achse befindet, die sich entlang der entsprechenden d-Achse erstreckt. Der d-Achsen-Kernabschnitt 55 für die Magneten 51 jedes Paars stärkt den entsprechenden Kernabschnitt, um dadurch zu verhindern, dass die Magneten 51 aus dem Rotorkern 11 aufgrund einer Zentrifugalkraft herausfallen.
Es sei bemerkt, dass der d-Achsen-Kernabschnitt 55 für die Magnete 51 jedes Paars als ein Widerstand für einen Magnetkreis dadurch dient. Das heißt, dass eine Erhöhung des d-Achsen-Kernabschnitts in der d-Achse eine Erhöhung des magnetischen Widerstands des d-Achsen-Kernabschnitts 55 ermöglicht. Dies ermöglicht es, dass der Betrag jedes Magnetflussvektors, der zu der d-Achse von jedem der Magneten 51 fließt, kleiner wird. Das heißt, dass der Rotor 10 gemäß der zweiten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels konfiguriert ist, einer Entmagnetisierung der Magneten 51 zu widerstehen und ein Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine 1 gemäß der zweiten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels zu verbessern.
Die Flussbarrieren, nicht-magnetische Elemente, 54 für jedes Paar der Magneteinbauöffnungen 12 sind derart vorgesehen, dass sie sich zu der Gegen-Statorseite in dem Rotorkern 11 erstrecken, während der Rotorkern 11 teilweise in einen q-Achsen-näher-Abschnitt und einen d-Achsen-näher-Abschnitt getrennt ist. Dies reduziert gegenseitige Interferenzen von sowohl (i) einem Magnetfluss, der von einem der gepaarten Magneten 51 erzeugt wird, als auch (ii) einem Magnetfluss, der von dem anderen der gepaarten Magneten 51 erzeugt wird, während angemessen der Magnetfluss jeder der gepaarten Magneten 51 gestaltet wird.
Jede Flussbarriere 54 springt zu der q-Achsen-Seite über die virtuelle Linie L1 vor, wobei somit das Trägheitsmoment des Rotors 10 auf so klein wie möglich reduziert wird.
Dritte Modifikation
Der Rotor 10 gemäß der dritten Modifikation, die in 18 veranschaulicht ist, weist unterschiedliche Punkte im Vergleich zu dem in 14 veranschaulichten Rotor 10 auf, wobei jede der Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars eine Rechteckform in deren seitlichen Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung des Rotorkerns 11 aufweist, und jeder der Magnete 51, der in der entsprechenden einen der Magneteinbauöffnungen 12 eingebaut ist, ebenfalls eine Rechteckform in dessen lateralem Querschnitt aufweist. Die rechten und linken Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars weisen im Wesentlichen eine V-Form quer über die d-Achse hinweg auf, so dass die rechten und linken Magneten 51 jedes Paars, die in den jeweiligen Magneteinbauöffnungen 12 eingebaut sind, ebenfalls im Wesentlichen eine V-Form quer über die d-Achse hinweg aufweisen.
Insbesondere ist jeder der magnetischen Ausrichtungen, die in jedem der Magneten 51 geformt ist, linear von der q-Achsen-Seitenausrichtung an dem q-Achsen-Seitenende zu der d-Achsen-Seitenausrichtung an dem d-Achsen-Seitenende geändert.
Vierte Modifikation
Der Rotor 10 gemäß der vierten Modifikation, die in 19 veranschaulicht ist, weist unterschiedliche Punkte im Vergleich zu dem in 14 veranschaulichten Rotor 10 dahingehend auf, dass jede der Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars eine Rechteckform in deren lateralem Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung des Rotorkerns 11 aufweist, und jeder der Magnete 51, der in der entsprechenden einen der Magneteinbauöffnungen 12 eingebaut ist, ebenfalls eine Rechteckform in dessen lateralem Querschnitt aufweist.
Die rechten und linken Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars sind derart angeordnet, dass sie in einer Richtung senkrecht zu der d-Achse quer über die d-Achse hinweg ausgefluchtet sind, so dass die rechten und linken Magnete 51 jedes Paars, die in den jeweiligen Magneteinbauöffnungen 12 eingebaut sind, ebenfalls derart angeordnet sind, das sie in der Richtung senkrecht zu der d-Achse quer über die d-Achse hinweg ausgefluchtet sind.
Insbesondere wird jede der magnetischen Ausrichtungen, die in jedem der Magneten 51 geformt ist, von der q-Achsen-Seitenausrichtung an dem q-Achsen-Seitenende zu der d-Achsen-Seitenausrichtung an dem d-Achsen-Seitenende geändert.
Es sei bemerkt, dass die rechten und linken Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars derart angeordnet sind, dass sie in der Richtung senkrecht zu der d-Achse quer über die d-Achse hinweg ausgefluchtet sind, wie es in 19 veranschaulicht ist. Anders ausgedrückt ist ein minimaler Trennungsabstand zwischen der d-Achsen-Seitenecke und dem Stator 30 länger als ein minimaler Trennungsabstand zwischen der entsprechenden q-Achsen-Seitenecke und dem Stator 30.
Drittes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist das dritte Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei sich auf einem oder mehreren unterschiedlichen Punkte des dritten Ausführungsbeispiels gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel konzentriert wird. Wie das zweite Ausführungsbeispiel verwendet das dritte Ausführungsbeispiel Magnete jeweils mit magnetischen Ausrichtungen, wobei die Ausrichtung von jeder der magnetischen Ausrichtungen des Magneten von einer vorbestimmten ersten Ausrichtung durch eine der entgegengesetzten Flusswirkungsoberflächen auf eine vorbestimmte zweite Ausrichtung durch die andere der entgegengesetzten Flusswirkungsoberflächen geändert wird, wobei die erste Ausrichtung sich von der zweiten Ausrichtung unterscheidet.
20 veranschaulicht schematisch einen Rotor 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
Gemäß 20 weist der Rotorkern 11 ein Paar von Magneteinbauöffnungen 12 für jede d-Achse geformt auf, wobei jede der Magneteinbauöffnungen 12 eine kreisbogenförmige Form aufweist, d.h. eine gewölbte Form. Da die Form von jeder der Magneteinbauöffnungen 12, die in 20 veranschaulicht sind, im Wesentlichen identisch zu der Form der entsprechenden einen der Magneteinbauöffnungen 12, die in 14 veranschaulicht sind, entfällt die Beschreibung von jeder der Magneteinbauöffnungen 12, die in 20 veranschaulicht sind.
In jeder Magneteinbauöffnung 12 ist ein Magnet 71, der eine Form aufweist, die mit der Form der entsprechenden Magneteinbauöffnung 12 übereinstimmt, eingebaut. Das heißt, dass die Magneten 71, die in den jeweiligen Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars eingefüllt sind, einen Magnetpol bilden.
Wie es in 20 veranschaulicht ist, weist jeder Magnet 71 magnetische Ausrichtungen, d.h. Ausrichtungen von magnetischen Linien, darin auf (siehe Pfeile). Jeder Magnet 71 weist entgegengesetzte Enden in dessen Längsrichtung auf.
Jeder Magnet 71 ist derart angeordnet, dass die magnetischen Ausrichtungen von Ausrichtungen nahe an einer d-Achsen-Seitenausrichtung, die senkrecht zu der d-Achse ist, zu Ausrichtungen nahe einer q-Achsen-Seitenausrichtung, die parallel zu der q-Achse ist, von dem Ende, das näher an der d-Achse ist, bis zu dem Ende, das näher an der q-Achse ist, geändert werden, wobei jede magnetische Ausrichtung konvex zu einer Gegen-Statorrichtung entgegengesetzt zu dem Stator 30 hin gekrümmt ist.
Das heißt, dass jeder magnetische Pfad des Magneten 71 derart konfiguriert ist, dass die Ausrichtung von jedem Magnetpfad des Magneten 71 konvex zu der zentralen Achse des Rotorkerns 11 hin gekrümmt ist.
Der Magnet 71 mit den magnetischen Ausrichtungen, die wie vorstehend beschrieben definiert sind, stärkt dessen Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld auf der Grundlage des drehenden Magnetfeldes des Stators 30, wobei somit in geeigneter Weise eine Entmagnetisierung des Magneten 71 reduziert wird.
Insbesondere ist der Magnet 71 derart konfiguriert, dass

1. die magnetischen Ausrichtungen des Endes, das näher an der d-Achse ist, derart gerichtet sind, dass sie nahe an der d-Achsen-Seitenausrichtung sind, die senkrecht zu der d-Achse ist, und die magnetischen Ausrichtungen des Endes, das näher an der q-Achse ist, derart gerichtet sind, dass sie nahe an der q-Achsen-Seitenausrichtung sind, die parallel zu der d-Achse ist,
2. jede magnetische Ausrichtung konvex zu der Gegen-Statorrichtung entgegengesetzt zu dem Stator 30 hin gekrümmt ist.

Diese Konfiguration verlängert jeden der magnetischen Pfade in dem Magneten 71, um dadurch den Magnetfluss des Magneten 71 zu erhöhen, und erzeugt effizient einen Magnetfluss, der dem Entmagnetisierungsfeld von dem Stator 30 begegnet.
Zusätzlich ist jede der magnetischen Ausrichtungen des d-Achsen-Seitenendes des Magneten 71 derart ausgerichtet, dass sie näher an der Richtung ist, die parallel zu der d-Achse ist. Dies reduziert eine Entmagnetisierung des Magneten 71 aufgrund gegenseitiger Flussinterferenzen in der Nähe der d-Achse.
Das q-Achsen-Seitenende des Magneten 71 ist derart angeordnet, dass es näher an dem Stator 30 ist, als es das d-Achsen-Seitenende des Magneten 71 ist, und ein Zwischenabschnitt des Magneten 71 zwischen beiden Enden davon ist derart angeordnet, dass er konvex zu dem Stator 30 hin ist. Das heißt, dass die Magneten 71 jedes Paars quer über die entsprechende d-Achse im Wesentlichen eine V-Form aufweisen, und jeder der Magnete 71 des entsprechenden Paars eine Kreisbogenform aufweist, die konvex zu dem Stator 30, d.h. die obere Richtung in 20, ist. Die Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars sind derart geformt, dass sie in Übereinstimmung mit dem jeweiligen Magneten 71 des entsprechenden Paars sind.
Anders ausgedrückt ist die gekrümmte Oberfläche 52a, die eine wirksame Flussaustrittsoberfläche ist, die näher an dem Stator 30 ist, als es die gekrümmte Oberfläche 52b ist, jedes Magneten 71 derart geformt, dass sie konvex zu dem Stator 30 von dem Liniensegment vorspringt, das beide Enden der gekrümmten Oberfläche 52a verbindet.
Jeder Magnet 71 der vorstehend beschriebenen Konfiguration des Rotors 10 ist angeordnet, nahe an der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 zu sein, um den Abstand zwischen dem Stator 30 und dem entsprechenden Magneten 71 zu verkürzen, wodurch ein Drehmoment der rotieren elektrischen Maschine 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erhöht wird. Obwohl die Verkürzung des Abstands zwischen dem Stator 30 und jedem Magneten 71 ein Entmagnetisierungsfeld als eine Gegenreaktion des kürzeren Abstands erhöhen kann, reduzieren die gekrümmten magnetischen Ausrichtungen jedes Magneten 71 negative Wirkungen des erhöhten Entmagnetisierungsfeldes.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration des Rotors 10 ermöglicht es, dass der Anteil eine Region des Rotorkerns 11, die sich nähe an dem Stator 30 befindet, als es jeder Magnet 71, d.h. jede Magneteinbauöffnung 12, ist, kleiner wird, wobei die Region der Summe des Magnetflusses des Stators 30 und des Magnetflusses des entsprechenden Magneten 71 ausgesetzt wird. Dies reduziert daher in dem Rotor 10 eine Sättigungsregion, in der eine magnetische Sättigung auf der Grundlage des Magnetflusses des Stators 30 und des Magnetflusses jedes Magneten 71 auftreten kann, wobei somit das Leistungsvermögen von jedem Magneten 71 effizienter erhalten wird.
Jede Magnet 71 ist konfiguriert, in einer radial nach außen gerichteten Richtung konvex zu sein. Diese Konfiguration ermöglicht, dass eine Region in dem Rotorkern 11, die sich radial nach außen gerichtet von den Magneteinbauöffnungen 12 befindet, kleiner wird. Diese Konfiguration reduziert den Spannungskonzentrationsfaktor des Rotors 10 gegenüber einer Zentrifugalkraft, wodurch die mechanische Festigkeit des Rotors 10 erhöht wird.
Es sei bemerkt, dass 20 das Paar der Magneten 71 veranschaulicht, die die d-Achse bilden, jedoch sind, wenn das Paar der Magneten 71 die q-Achse bildet, die magnetischen Ausrichtungen jedes Magneten 71 derart ausgerichtet sind, dass sie entgegengesetzt zu den Ausrichtungen der jeweiligen magnetischen Ausrichtungen sind, die in 20 veranschaulicht sind.
Es ist vorzuziehen, dass eine Magneteinbauöffnung 12 mit einer oder mehreren Flussbarrieren zwischen den Magneten 71 jedes Paars bereitgestellt werden kann, die in 20 veranschaulicht sind. Dies reduziert Linien des Magnetflusses, die durch die d-Achse verlaufen.
Zusätzlich kann jeder in 20 veranschaulichte Magnet 71 in mehrere Magnetsegmente unterteilt werden. Das heißt, dass jeder Magnet 71 in mehrere Magnetsegmente in der Längsrichtung des entsprechenden Magneten 71 unterteilt werden kann, und die Magnetsegmente derart angeordnet werden können, dass deren einander zugewandte Endoberflächen der Magnetsegmente jedes benachbarten Paars derart angeordnet sind, dass sie einander anstoßen. In dieser Modifikation sind die unterteilten Magnetsegmente vorzugsweise in jeder Magneteinbauöffnung 12 angeordnet. Diese Anordnung verhindert beispielsweise einen Überstromverlust aufgrund einer Änderung der Flussverkettung mit dem Magneten 71, während die rotierende elektrische Maschine 1 in Betrieb ist.
Nachstehend ist die Herstellung eines gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendeten Magneten 71 beschrieben. 21 zeigt eine erläuternde Darstellung, die zur Erläuterung verwendet wird, wie der Magnet 71 unter Verwendung eines ausgerichteten Magnetfeldes magnetisiert wird.
Wie es in 21 veranschaulicht ist, weist ein Ausrichtungsgerät 60 eine Magnetfeldspule 61, einen Ausrichtungskern 62 und eine Gussform 63 auf, die als eine Magnetproduktionsgussform dient. Der Ausrichtungskern 62 und die Gussform 63 sind in der Magnetfeldspule 61 angeordnet. Diese Komponenten 60 bis 63 sind in 15 beschrieben worden.
Nachstehend ist ein Verfahren zur Herstellung des Magneten 71 beschrieben.
Zunächst werden Magnetmaterialien in Magnetpulver pulverisiert, und die Magnetpulver werden in die Gussformkammer 63a der Gussform 63 gefüllt. Danach werden die magnetischen Pulver in der Gussform 63 verdichtet, um die vorstehend beschriebene vorbestimmte Form aufzuweisen. Danach ermöglicht der Ausrichtungskern 62 die Erzeugung gekrümmter Magnetfeldlinien. Die gekrümmten Magnetfeldlinien bewirken eine Ausrichtung von magnetischen Feldlinien der verdichteten Magnetpulver in der Gussformkammer 63a, das heißt, dass während des Ausrichtungsprozesses die magnetischen Pulver derart ausgefluchtet werden, dass ihre magnetischen Ausrichtungen ausgerichtet werden, und verdichtet werden, um als einen Gusskörper fixiert zu werden.
Danach wird der Gusskörper gesintert und danach magnetisiert. Die vorstehend beschriebene Abfolge von Prozessen führt zur Herstellung des Magneten 71.
Die vorstehend beschriebene Abfolge von Prozessen führt dazu, dass die magnetischen Ausrichtungen des Magneten 71 auf nicht-lineare, d.h. kreisbogenförmige magnetische Ausrichtungen geändert werden.
Dann wird der Magnet 71 in die Magneteinbauöffnung 12 derart eingebaut, dass, wie es in 20 veranschaulicht ist, die magnetischen Ausrichtungen von Ausrichtungen nahe an der d-Achsen-Seitenausrichtung, die senkrecht zu der d-Achse ist, zu Ausrichtungen nahe der q-Achsen-Seitenausrichtung, die parallel zu der q-Achse ist, von dem d-Achsen-Seitenende zu dem q-Achsen-Seitenende geändert werden, wobei jede magnetische Ausrichtung konvex zu der Gegen-Statorrichtung entgegengesetzt zu dem Stator 30 hin gekrümmt ist.
Modifikation des Magnetherstellungsverfahren
Es ist möglich, dass nachfolgende Verfahren als ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten zu verwenden, in dem gekrümmte magnetische Ausrichtungen definiert sind.
Gemäß jeder der 22(a) und 22(b) weist ein Ausrichtungsgerät 80 eine Magnetfeldspule 81, einen Ausrichtungskern 82 und eine Gussform 83 auf, die als eine Magnetproduktionsgussform dient. Der Ausrichtungskern 82 und die Gussform 83 sind in der Magnetfeldspule 81 angeordnet. Die Struktur des Ausrichtungsgeräts 80 ist im Wesentlichen identisch zu der Struktur des Ausrichtungsgeräts 60 mit der Ausnahme, dass die Form des Ausrichtungskerns 82 sich von der Form des Ausrichtungskerns 62 unterscheidet.
Der Ausrichtungskern 82 ist an einer radial zentralen Position der Magnetfeldspule 81 angeordnet. Der Ausrichtungskern 82 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, so dass ausgerichtete Magnetfeldlinien auf die Mitte des Ausrichtungskerns 82 fokussiert werden. In den ausgerichteten Magnetfeldlinien erstreckt sich eine Linie S1 linear zu dem Ausrichtungskern 82 hin, so dass die Linie S1 als ein Ausrichtungszentrum definiert ist.
Gemäß 22(a) weist ein gekrümmtes Magnetfeld entgegengesetzte erste und zweite Regionen auf, die durch das Ausrichtungszentrum S1 aufgeteilt sind. Eine Ausrichtung eines Magneten wird in einer der ersten und zweiten Regionen durchgeführt. In 22(b) wird die Ausrichtung eines Magneten in beiden der ersten und zweiten Regionen quer über das Ausrichtungszentrum S1 durchgeführt.
Nachstehend ist ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten Mg beschrieben.
Zunächst werden magnetische Pulver in die Gussform 83 gefüllt.
Danach ermöglicht der Ausrichtungskern 82 eine Krümmung von durch die Magnetfeldspule 81 erzeugten Magnetfeldlinien, und die gekrümmte Magnetfeldlinien bewirken, dass die Magnetfeldlinien der magnetischen Pulver in der Gussform 83 ausgerichtet werden. Danach wird der Gusskörper gesintert und danach magnetisiert.
Wenn mehreckige Permanentmagnete in einen Rotor eingebaut werden, werden diese mehreckigen Permanentmagnete in einem linearen Magnetfeld angeordnet, während sie jeweils unterschiedliche Winkel in Bezug auf die linearen Magnetfeldlinien aufweisen, so dass eine Ausrichtung von jedem der mehreckigen Permanentmagneten durchgeführt wird.
Viertes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei sich auf einen oder mehrere unterschiedlichen Punkte des vierten Ausführungsbeispiels gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel fokussiert wird. Das vierte Ausführungsbeispiel verwendet Magnete jeweils mit magnetischen Ausrichtungen, die sich mit zumindest einer von Flusswirkungsoberflächen des entsprechenden Magneten mit einem nicht-rechtwinkligen Winkel schneiden.
Insbesondere ist die Ausrichtung jeder der magnetischen Ausrichtungen von jedem Magneten in Bezug auf die entsprechende d-Achse bei einem nicht-rechtwinkligen Winkel geneigt, und jede der magnetischen Ausrichtungen schneidet sich mit den Flusswirkungsoberflächen mit einem nicht-rechtwinkligen Winkel.
23 veranschaulicht schematisch einen Rotor 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
Gemäß 23 weist der Rotorkern 11 ein Paar von Magneteinbauöffnungen 12 für jede d-Achse geformt auf, wobei jede der Magneteinbauöffnungen 12 sich senkrecht zu der entsprechenden d-Achse erstreckt. Anders ausgedrückt wird ein Abstand zwischen jeder der Magneteinbauöffnungen 12 und dem Stator 30 zu der radialen Außenseite des Rotorkerns 11 hin größer. Die Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars weisen ein symmetrisches Profil in Bezug auf die d-Achse, d.h. die zentrale Magnetpolachse auf. Acht Paare der Magneteinbauöffnungen sind mit regelmäßigen Abständen in der Umlaufsrichtung angeordnet.
Ein Paar von Magneten 101, die in jedem Paar der Magneteinbauöffnungen 12 eingebaut sind, bildet einen Magnetpol. Das heißt, dass die Magneten 101 von acht Paaren mehrere Magnetpole, d.h. acht Pole gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bereitstellen, wobei deren Polaritäten abwechselnd in der Umlaufsrichtung geändert sind. Die Magneten 101 jedes Paars, die einen Magnetpol bilden, sind derart angeordnet, dass sie symmetrisch in Bezug auf die entsprechende d-Achse sind.
Jeder Magnet weist eine rechteckige Form in dessen lateralem Querschnitt auf. Jeder Magnet 101 weist magnetische Ausrichtungen, d.h. Ausrichtungen von Magnetfeldlinien, die magnetische Pfade sind, des Magneten 101 auf, und die magnetischen Ausrichtungen sind derart ausgerichtet, dass sie in Bezug auf die d-Achse geneigt sind, und jede der magnetischen Ausrichtungen schneidet sich mit den Flusswirkungsoberflächen 101a und 101b zu einem nicht-rechtwinkligen Winkel.
Insbesondere ist jede der magnetischen Ausrichtungen jedes Magneten 101 derart ausgerichtet, dass sie sich mit zwei Seitenoberflächen, d.h. einer statornäheren Seitenoberfläche und einer Gegen-Stator-Seitenoberfläche, die jeweils als magnetwirksame Oberflächen dienen, zu einem nicht-rechtwinkligen Winkel schneiden.
Zusätzlich sind die magnetischen Ausrichtungen jedes Magneten 101 in Bezug auf jede der Flusswirkungsoberflächen 101a 101b geneigt und schneiden sich einander in einer Region des Rotorkerns 11, die näher an dem Stator 30 als die entsprechende Magneteinbauöffnung 12 ist. Beispielsweise können Seltene-Erden-Magnete wie gesinterte Neodym-Magnete für die Magnete 101 verwendet werden.
Die Ausrichtungen der magnetischen Ausrichtungen von einem der Magneten 101, die quer über die d-Achse hinweg angeordnet sind, unterscheiden sich von den Ausrichtungen der magnetischen Ausrichtungen der anderen der Magneten 101, die quer über die d-Achse hinweg angeordnet sind. Die magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magneten 101 erstrecken sich linear und sind parallel zueinander.
Da die magnetischen Ausrichtungen des Magneten 101 sich mit den Flusswirkungsoberflächen 101a und 101b zu nicht-rechtwinkligen Winkel schneiden, wird die Länge jedes Magnetpfades, d.h. die Länge jeder magnetischen Linie, die in dem Magneten 101 geformt ist, länger als die Länge jeder magnetischen Linie, die in einem Magneten geformt ist, dessen magnetische Ausrichtungen senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen des Magneten sind. Diese längere Länge jedes Magnetpfades, d.h. die Länge jeder internen Magnetlinie stärkt den magnetischen Fluss des Magneten 101, wobei somit ein Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen des Magneten 101 gegenüber dem Entmagnetisierungsfeld aufgrund des rotierenden Magnetflusses des Stators 30 verbessert wird.
Es sei bemerkt, dass in 23 die Magneten 101, die als Nordpol dienen, veranschaulicht sind. Wenn die Magneten 101 als Südpol dienen, sind die magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magneten 101 in den entgegengesetzten Richtungen im Vergleich zu den magnetischen Ausrichtungen der entsprechenden einen der Magneten 101 ausgerichtet, die als Nordpol dienen.
Abschnitte in der Magneteinbauöffnung 12, in denen keine Magnete 101 angeordnet sind, dienen als Flussbarrieren 102 und 103, von denen jede einen Selbstkurzschluss von dem Magnetflussinnenrotor 10 reduziert. Insbesondere weist die Magneteinbauöffnung 12 ein erstes Ende, das näher an der q-Achse in der Längsrichtung von dessen lateralem Querschnitt ist, und ein zweites Ende auf, das näher an der d-Achse in der Längsrichtung von dessen lateralem Querschnitt ist. Die ersten und zweiten Enden der Magneteinbauöffnung 12 dienen jeweils als die Flussbarrieren 102 und 103. Die Flussbarriere 102, die an dem q-Achsen-Seitenende der Magneteinbauöffnung 12 vorgesehen ist, die als eine äußere Flussbarriere 102 bezeichnet ist, reduziert einen Selbstkurzschluss des Magnetflusses um das q-Achsen-Seitenende herum.
Insbesondere erstreckt sich das zweite Ende der Magneteinbauöffnung 12, das näher an der d-Achse ist, sich entlang der d-Achse zu sowohl dem Stator 30 als auch der Drehwelle 2 hin, was zu der Flussbarriere 103 führt, die auch als innere Flussbarriere 103 bezeichnet ist, die an dem d-Achsen-Seitenende vorgesehen ist und sich ebenfalls entlang der d-Achse erstreckt.
Die inneren Flussbarrieren 103 von jedem Paar der Magneteinbauöffnungen 12 reduzieren die Linien vom Magnetfluss, die derart ausgerichtet sind, dass sie senkrecht zu der d-Achse aus dem Magneten 101 sind, die an beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind. Die inneren Flussbarrieren 103 reduzieren ebenfalls eine Induktivität auf der d-Achse, um dadurch effizient ein Reduktanzdrehmoment zu erzeugen. Eine Lücke oder ein Raum in der Region an jedem der ersten und zweiten Enden der Magneteinbauöffnung 12 dient als die entsprechende der Flussbarrieren 102 und 103, oder ein nicht-magnetisches Material, das in dem Raum gefüllt ist, dient als die entsprechende der Flussbarrieren 102 und 103. Ein Abschnitt des Kerns 11, der sich zwischen den Flussbarrieren 102 und 103 befindet, dient als eine Mittenbrücke bzw. zentrale Brücke 104, die sich entlang der d-Achse erstreckt.
Das vorstehend beschriebene vierte Ausführungsbeispiel erzielt die nachfolgend hervorragenden Wirkungen.
In dem Rotor 10 der rotierenden elektrischen Innenpermanentmagnetmaschine kann das rotierende Magnetfeld von dem Stator 30 als ein Entmagnetisierungsfeld an dem Rotor 10 agieren, so dass das Entmagnetisierungsfeld eine Region jedes Magneten 101 entmagnetisieren kann, die nahe an der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 ist, die dem Stator 30 zugewandt ist.
In dieser Hinsicht ist jeder Magnet 101 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel derart konfiguriert, dass die magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden Magneten 101 in Bezug auf die d-Achse geneigt sind, und sich jeweils mit den Flusswirkungsoberflächen, von denen jeder Magnetfluss erzeugt, des entsprechenden Magneten 101 zu einem nicht-rechtwinkligen Winkel schneiden.
Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Länge von jedem Magnetpfad, d.h. die Länge von jeder magnetischen Linie, die in dem entsprechenden Magneten 101 geformt ist, länger als die Länge jeder magnetischen Linie wird, die in einem Magneten geformt ist, dessen magnetische Ausrichtungen senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen des Magneten sind. Diese längere Länge jeder magnetischen Linie stärkt den Magnetfluss des Magneten 101, wobei somit ein Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen des Magneten 101 gegenüber dem Entmagnetisierungsfeld aufgrund des rotierenden Magnetflusses des Stators 30 verbessert wird. Dies reduziert daher in geeigneter Weise eine Entmagnetisierung jedes Magneten 101.
Die Magneten 101 befinden sich jeweils quer über der d-Achse in beiden ersten und zweiten Regionen, die durch die d-Achse unterteilt sind. Die magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magnete 101 sind in Bezug auf die Flusswirkungsoberflächen des entsprechenden einen der Magneten 101 geneigt, und die magnetischen Ausrichtungen von einem der Magnete 101 kreuzen die magnetischen Ausrichtungen des anderen der Magneten 101 in einer Region in dem Rotorkern 11, die sich näher an dem Stator 30 befindet, als es die entsprechende Magneteinbauöffnung 12 ist. Dies stärkt effizient den Magnetfluss auf der d-Achse, während das Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen des entsprechenden einen der Magneten 101 gegenüber dem Entmagnetisierungsfeld verbessert wird.
Wenn der Magnet 101 eine Rechteckform in dessen lateralem Querschnitt aufweist, sind die magnetischen Ausrichtungen des Magneten 101 derart ausgerichtet, dass sie sich mit den entgegengesetzten Seitenoberflächen des Magneten 101 zu einem nicht-rechtwinkligen Winkel schneiden. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Länge von jedem Magnetpfad, d.h. die Länge jeder magnetischen Linie, der bzw. die in dem entsprechenden Magneten 101 geformt wird, länger als der minimale Abstand zwischen den entgegengesetzten Seitenoberflächen wird. Diese längere Länge jedes Magnetpfades stärkt den Magnetfluss des Magneten 101, wobei somit das Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögen des Magneten 101 gegenüber dem Entmagnetisierungsfeld verbessert wird.
Es sei bemerkt, dass zur Vermeidung einer Entmagnetisierung eine herkömmliche Technologie Magnete verwenden kann, die jeweils konfiguriert sind,

1. einen Abschnitt mit einer größeren Dicke aufzuweisen, wobei dieser Abschnitt einem größeren Entmagnetisierungsfeld ausgesetzt wird,
2. einen höheren Anteil von schweren seltene-Erde-Elementen zu enthalten und/oder
3. einen feineren Entwurf aufzuweisen.

Im Gegensatz dazu ist die rotierende elektrische Maschine 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel konfiguriert, die magnetischen Ausrichtungen in jedem Magneten 101 zu entwickeln, um dadurch eine Entmagnetisierung des entsprechenden Magneten 101 aufgrund eines Entmagnetisierungsfeldes zu reduzieren. Dies ermöglicht es, die rotierende elektrische Maschine 1 zu konstruieren, ohne dass schwere Seltene-Erden-Magneten verwendet werden und ohne den Bedarf zur Erhöhung der Größe jedes Magneten 101.
Die Beseitigung der Verwendung von schweren Seltene-Erden-Elementen, die in gegenwärtigen Fahrzeugprodukten wertvoll sind, ermöglicht es, den Anteil von Neodym-Elementen mit höherer Flussdichte in den Magneten zu erhöhen. Dies führt zu einer Erhöhung des Ausgangsdrehmoments in der rotierenden elektrischen Maschine 1, während

1. die Gesamtmenge von Magneten, die durch die Maschine 1 verwendet wird, beibehalten wird, die dieselbe wie diejenige ist, die durch die rotierende elektrische Maschine gemäß der herkömmlichen Technologie verwendet wird,
2. die Kosten der rotierenden elektrischen Maschine 1 im Vergleich zu den Kosten der rotierenden elektrischen Maschine gemäß der herkömmlichen Technologie beibehalten oder reduziert werden.

Üblicherweise wird ein Magnetmaterial derart in Magnete geschnitten, dass magnetische Ausrichtungen in jedem Magneten parallel zu einer Schnittoberfläche sind. Dies liegt daran, dass ein paralleles Ausfluchten eines Ausrichtungsmagnetfeldes zur Produktion von Magneten unter Verwendung einer Schnittoberfläche eine Maximierung der Anzahl der Magneten für eine Magnetisierung der Magneten unter Verwendung eines Ausrichtungsmagnetfeldes ermöglicht.
In dieser Hinsicht weist jeder Magnet 101 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist, schräge magnetische Ausrichtungen auf. Das heißt, dass jeder Magnet 101 magnetisch derart ausgerichtet worden ist, dass die Länge eines Magnetpfades, der durch eine ausgewählte Ecke des entsprechenden Magneten 101 in dem rechteckigen Querschnitt verläuft, länger als die Länge einer lateralen Seite des entsprechenden Magneten 101 ist, wobei die ausgewählte Ecke am wahrscheinlichsten entmagnetisiert wird.
Zusätzlich ist jeder Magnet 101 magnetisch derart ausgerichtet worden, dass der Magnetpfad, der durch die ausgewählte Ecke verläuft, schräg in Bezug auf die orthogonale Richtung geneigt ist, die orthogonal zu jeder der Flusswirkungsoberflächen 101a und 101b ist.
Dies verbessert eine Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit der ausgewählten Ecke jedes Magneten 101. Dies reduziert, obwohl die Anzahl der Magnete 101 für eine Magnetisierung der Magnete 101 unter Verwendung eines Ausrichtungsmagnetfeldes reduziert ist, das Gewicht von jedem Magneten 101. Dies führt dazu, dass viele Magnete 101 für eine magnetische Ausrichtung in den Magneten 101 erhalten werden, und ermöglicht es, die Menge von Magnetmaterial, wie Neodym-Material für jeden Magneten 101 zu reduzieren, was die Herstellungskosten der Magnete 101 reduziert.
Entsprechend einer Schätzung durch den Offenbarer ist es möglich, das Gewicht des Magneten 101 um angenähert 30 Prozent im Vergleich zu einem Magneten zu reduzieren, der eine Magnetkraft aufweist, die dieselbe wie die Magnetkraft des Magneten 101 ist. Dies führt daher dazu, dass die rotierende elektrische Maschine 1 eine kleinere Menge von Seltene-Erden-Elementen, ein kleineres Gewicht und/oder ein kleineres Trägheitsmoment aufweist. Diese Merkmale ermöglichen es der rotierenden elektrischen Maschine 1, ein verbessertes Nachführungsleistungsvermögen und eine verbesserte mechanische Zuverlässigkeit aufzuweisen, was somit zu einer Reduktion im Energieverbrauch der rotierenden elektrischen Maschine 1 und /oder zu einer Verbesserung der Sicherheit der rotierenden elektrischen Maschine 1 beiträgt.
Nachstehend sind Modifikationen des Rotors 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei zumindest ein Teil des Rotors 10 in jeder Modifikation modifiziert ist. Nachstehend sind hauptsächlich die unterschiedlichen Punkte zwischen der Struktur des Rotors 10 gemäß jeder Modifikation und der Struktur des Rotors 10 beschrieben, die in 23 veranschaulicht ist. Es sei bemerkt, dass in den nachfolgenden Figuren andere Komponenten außer dem Rotor 10 der jeweiligen Modifikationen in der Darstellung entfallen. In jeder Modifikation ist die Struktur des Rotors 10 unter Verwendung einer Teildraufsicht beschrieben, der einen Polabschnitt des entsprechenden Rotors 10 veranschaulicht, der die d-Achse aufweist, die als die Mitte des einen Polabschnitts davon angeordnet ist.
Erste Modifikation
Jeder der Magnete 101 des Rotors 10 gemäß der in 24 veranschaulichten ersten Modifikation ist derart konfiguriert, dass eine Oberfläche des q-Achsen-Seitenendes derart ausgerichtet ist, dass sie in Übereinstimmung mit einem Winkel von jeder magnetischen Ausrichtung in Bezug auf die Flusswirkungsoberflächen ist, und eine Struktur des d-Achsen-Seitenendes ist derart ausgerichtet, dass sie in Übereinstimmung mit einem Winkel von jeder magnetischen Ausrichtung in Bezug auf die effektiven Oberflächen ist.
Das heißt, dass die Ausrichtung der Oberfläche von jeder der q- und d-Achsen-Seitenenden derart definiert ist, dass sie in Übereinstimmung mit jeder Achse der Magnetisierung ist. Anders ausgedrückt ist die Ausrichtung der Oberfläche von jeder der q- und d-Achsen-Seitenenden identisch zu der Ausrichtung jeder Achse der Magnetisierung in der Draufsicht, wie in der Draufsicht gesehen. Die Flussbarriere 102 ist an der äußeren Seite des q-Achsen-Seitenendes angeordnet, und die Flussbarriere 103 ist an der äußeren Seite des d-Achsen-Seitenendes angeordnet.
Es sei bemerkt, dass gemäß 24 jeder Magnet 101 derart konfiguriert ist, dass

1. die Oberfläche des q-Achsen-Seitenendes derart ausgerichtet ist, dass sie in Übereinstimmung mit dem Winkel jeder magnetischen Ausrichtung in Bezug auf die Flusswirkungsoberflächen ist,
2. die Oberfläche des d-Achsen-Seitenendes derart ausgerichtet ist, dass sie in Übereinstimmung mit dem Winkel jeder magnetischen Ausrichtung in Bezug auf die Flusswirkungsoberflächen ist.

Anstelle dieser Konfiguration kann jeder Magnet 101 derart konfiguriert sein, dass lediglich die Oberfläche des q-Achsen-Seitenendes derart ausgerichtet ist, dass sie in Übereinstimmung mit dem Winkel jeder magnetischen Ausrichtung in Bezug auf die Flusswirkungsoberflächen ist. Die Oberfläche des d-Achsen-Seitenendes kann derart ausgerichtet sein, dass sie parallel zu der d-Achse ist. Das heißt, dass der Magnet 101 anstelle der Rechteckform und dessen lateralem Querschnitt eine Parallelogrammform in dessen lateralem Querschnitt, wie sie in 24 veranschaulicht ist, oder eine Trapezform in dessen lateralem Querschnitt aufweist.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist jede magnetische Ausrichtung in den Magneten 101 derart ausgerichtet, dass sie sich mit den Flusswirkungsoberflächen bei einem nicht-orthogonalen Winkel schneidet. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Länge jedes Magnetpfades in dem Magneten 101 länger als die Länge jedes Magnetpfades in einer anderen Konfiguration des Magneten 101 wird, bei der jede magnetische Ausrichtung in den Magneten 101 derart gerichtet ist, dass sie senkrecht sich mit den Flusswirkungsoberflächen schneidet. Jedoch können die Längen von Teilmagnetpfaden in jedem Ende des Magneten 101 kleiner sein.
In dieser Hinsicht ist die Oberfläche des q-Achsen-Seitenendes 101c derart ausgerichtet, dass sie in Übereinstimmung mit dem Winkel jeder magnetischen Ausrichtung in Bezug auf die Flusswirkungsoberflächen ist, wobei somit Teilmagnetpfade mit kleineren Längen in jedem Ende des Magneten 101 reduziert werden.
Es sei bemerkt, dass der in 24 veranschaulichte Magnet 101 derart konfiguriert ist, dass jedes Ende des Magneten 101, das nicht zu einer Erhöhung des Magnetflusses beiträgt, schräg entfernt ist, was dazu führt, dass die Menge des Magneten in dem Rotor 10, der in 24 veranschaulicht ist, kleiner als die Menge des Magneten des Rotors 10 ist, der in 23 veranschaulicht ist. Dies führt dazu, dass die Anzahl von Hohlräumen in der Gussform größer ist, und die Menge von magnetischen Materialien, die in die Gussform eingebracht wird, kleiner wird.
Zweite Modifikation
Jeder der Magnete 101 des Rotors 10 gemäß der in 25 veranschaulichten zweiten Modifikation ist derart konfiguriert, dass die Länge von jedem der q- und d-Achsen-Seitenenden des entsprechenden einen der Magneten 101, der eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen aufweist, länger als die Längen der jeweiligen anderen Abschnitte in dem entsprechenden einen der Magneten 101 ist.
Das heißt, dass jedes der q- und d-Achsen-Seitenenden des Magneten 101 einen Verlängerungsabschnitt 101a aufweist, so dass die Verlängerungsabschnitte 101a der jeweiligen q- und d-Achsen-Seitenenden des Magneten 101 eine konkave Nut definieren, die auf der zweiten Flusswirkungsoberfläche dazwischen geformt ist.
Der Verlängerungsabschnitt 101a von jedem der q- und d-Achsen-Seitenenden führt dazu, dass die entsprechende eine oder mehrere Linien des Magnetflusses auf der Grundlage des Magneten 101 sich teilweise verlängert. Das heißt, dass der Verlängerungsabschnitt 101a als ein Flussverlängerungselement dient. Diese Verlängerungsabschnitte 101a sind an der zweiten Flusswirkungsoberfläche vorgesehen, die näher an der Drehwelle 2 als die erste Flusswirkungsoberfläche daran ist.
Es sei bemerkt, dass gemäß der Darstellung in 25 jedes der q- und d-Achsen-Seitenenden des Magneten 101 den Verlängerungsabschnitt 101a aufweist, wobei jedoch lediglich das q-Achsen-Seitenende den Verlängerungsabschnitt 101a aufweisen kann.
Der Magnet 101 gemäß der zweiten Modifikation ist derart konfiguriert, dass

1. jede magnetische Ausrichtung in dem Magneten 101 derart ausgerichtet ist, dass sie sich mit den Flusswirkungsoberflächen zu einem nicht-rechtwinkligen Winkel schneiden,
2. jede der q- und d-Achsen-Seitenenden einen teilweise verlängerten Magnetpfad aufweist.

Dies führt zu einer weiteren Verbesserung des Entmagnetisierungswiderstandsleistungsvermögens des Magneten 101.
Dritte Modifikation
In dem Rotorkern 11 kann ein Magnet 101 gemäß 26(a) oder 26(b) angeordnet sein.
In dem in 26(a) veranschaulichten Rotor 10 ist jede der Magneteinbauöffnungen 12 quer über die entsprechende d-Achse derart angeordnet, dass sie senkrecht zu der entsprechenden d-Achse sind.
Der Magnet 101, der in jede der Magneteinbauöffnungen 12 eingebaut ist, weist ein linkes Halbteil und einen rechten Halbteil gemäß 26(a) auf. Der linke Halbteil weist magnetische Ausrichtungen auf, die schräg rechts aufwärtsgerichtet sind und der rechte Halbteil weist magnetische Ausrichtungen auf, die schräg links aufwärtsgerichtet sind.
Das heißt, dass die magnetischen Ausrichtungen von jedem der linken und rechten Halbteile des Magneten 101, die quer über die d-Achse hinweg angeordnet sind, derart gerichtet sind, dass sie durch eine Region des Rotorkerns 11 verlaufen, die auf der d-Achse angeordnet ist und sich näher an dem Stator 30 als der Magnet 11, d.h. die Magneteinbauöffnung 12, daran sich befindet. Insbesondere sind die magnetischen Ausrichtungen von jedem der linken und rechten Halbteile des Magneten 101, die quer über die d-Achse hinweg angeordnet sind, derart ausgerichtet, dass sie sich auf die Region des Rotorkerns 11 fokussieren, die auf der d-Achse angeordnet ist, und sich näher an dem Stator 30 befindet, als es der Magnet 11, d.h. die Magneteinbauöffnung 12 ist. Das heißt, dass die Region derart angeordnet ist, dass sie einen mittleren Abschnitt des Magneten 101 mit Ausnahme von dessen beiden Enden zugewandt ist.
In dem in 26(a) veranschaulichten Rotor 10 können die Linien von Magnetfluss, die aus dem Magneten 101 fließen, sich gegenseitig stören (miteinander interferieren). Dies kann zu einer Entmagnetisierung des Magneten 101 führen.
In dieser Hinsicht weist, wie es in 26(b) veranschaulicht ist, jeder Magnet 101 eine konkave Nut auf, die sich auf der entsprechenden d-Achse befindet. Diese in 26(b) veranschaulichte Struktur ermöglicht es, die Kosten des Rotors 10 durch eine kleinere Menge des Magneten in dem Rotor 10 zu reduzieren.
Vierte Modifikation
Jede der Magnete 101 des Rotors 10 gemäß der in 27 veranschaulichten vierten Modifikation ist derart konfiguriert, dass die Ausrichtungen von einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen, die sich näher an einer der q- und d-Achsen-Seitenenden befinden, sich von den Ausrichtungen von einer oder mehrerer magnetischen Ausrichtungen unterscheiden, die sich näher an dem anderen davon befinden.
Insbesondere sind eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen, die derart angeordnet sind, dass sie näher an dem d-Achsen-Seitenende sind, derart gerichtet, dass sie nahe an der parallelen Richtung parallel zu der d-Achse sind. Geneigte Winkel der magnetischen Ausrichtungen in Bezug auf die parallele Richtung parallel zu der d-Achse erhöhen sich aufeinanderfolgend von dem d-Achsen-Seitenende zu dem q-Achsen-Seitenende, anders ausgedrückt, steigen Grade einer Nichtparallelität magnetischer Ausrichtungen in Bezug auf die d-Ache aufeinanderfolgend von dem d-Achsen-Seitenende zu dem q-Achsen-Seitenende an.
Insbesondere ist, wie es in 28 veranschaulicht ist, zumindest eine magnetische Ausrichtung, die sich an einer vorbestimmten Position des Magneten 101 befindet, um näher an dem d-Achsen-Seitenende als zu dem q-Achsen-Seitenende 101c zu sein, als zumindest eine magnetische Ausrichtung X1 bezeichnet, und ist zumindest eine magnetische Ausrichtung, die sich an einer vorbestimmten Position des Magneten 101 befindet, die näher an dem q-Achsen-Seitenende als an dem d-Achsen-Seitenende ist, als zumindest eine magnetische Ausrichtung X2 bezeichnet.
Dabei ist die zumindest eine magnetische Ausrichtung X1 stärker parallel zu der d-Achse, als es die zumindest eine magnetische Ausrichtung X2 ist.
Zusätzlich ist in dem Magneten 101 ein Neigungswinkel θ2 der zumindest einen magnetischen Ausrichtung X2 in Bezug auf die d-Achse, d.h. die orthogonale Richtung, die orthogonal zu den Flusswirkungsoberflächen ist, größer als ein Neigungswinkel θ1 der zumindest einen magnetischen Ausrichtung X1 in Bezug auf die d-Achse, d.h. die orthogonale Richtung, die orthogonal zu den Flusswirkungsoberflächen ist.
Insbesondere verringern sich in dem Magneten 101 Längen von jeweiligen magnetischen Ausrichtungen, d.h. Längen von Magnetpfaden, die jeweils den magnetischen Ausrichtungen entsprechen, aufeinanderfolgend von dem q-Achsen-Seitenende zu dem d-Achsen-Seitenende, wobei jeder Magnetpfad von einem Startpunkt zu einem Endpunkt der entsprechenden magnetischen Ausrichtung definiert werden kann. Jeder Magnet 101 kann zumindest eine magnetische Ausrichtung aufweisen, die derart ausgerichtet ist, dass sie senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen zur Erzeugung von Magnetfluss ist, zusätzlich zu den magnetischen Ausrichtungen, die jeweils derart ausgerichtet sind, dass sie sich mit den Flusswirkungsoberflächen zu einem nicht-orthogonalen Winkel schneiden.
Es sei bemerkt, dass, wie es in 28 veranschaulicht ist, der Magnet 101 derart angeordnet ist, dass die Flusswirkungsoberflächen senkrecht zu der d-Achse sind, so dass die orthogonale Richtung, die orthogonal zu den Flusswirkungsoberflächen ist, in Übereinstimmung mit der Richtung der d-Achse ist.
Wenn im Gegensatz dazu die Flusswirkungsoberflächen nicht senkrecht zu der d-Achse sind, ist die orthogonale Richtung, die orthogonal zu den Flusswirkungsoberflächen ist, nicht in Übereinstimmung mit der Richtung der d-Achse. Selbst wenn die orthogonale Richtung, die orthogonal zu den Flusswirkungsoberflächen ist, nicht in Übereinstimmung mit der Richtung der d-Achse ist, ist der Neigungswinkel θ2 der zumindest einen magnetischen Ausrichtung X2 in Bezug auf die orthogonale Richtung, die orthogonal zu den Flusswirkungsoberflächen ist, größer als der Neigungswinkel θ1 der zumindest einen magnetischen Ausrichtung X1 in Bezug auf die orthogonale Richtung, die orthogonal zu den Flusswirkungsoberflächen ist.
Die Ausrichtungen von einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen, die derart angeordnet sind, dass sie näher an dem d-Achsen-Seitenende sind, unterscheiden sich von den Ausrichtungen von einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen, die derart angeordnet sind, dass sie näher an dem q-Achsen-Seitenende sind. Das heißt, dass die Neigungen von einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen, die sich näher an dem d-Achsen-Seitenende befinden, in Bezug auf die d-Achse sich von den Neigungen von einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen, die sich näher an dem q-Achsen-Seitenende befinden, in Bezug auf die d-Achse unterscheiden.
Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Magnetflusskomponenten auf eine Region in dem Rotorkern 11 zwischen der d-Achse und der q-Achse gesammelt werden, wobei die Region sich näher an dem Stator 30 befindet, als es der Magnet 101 ist. Dies stärkt den Magnetfluss auf der Grundlage des Magneten 101.
Eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen, die sich näher an der d-Achse befinden, sind derart ausgerichtet, dass sie stärker parallel zu der d-Achse als eine oder mehrere Achsen der Magnetisierung sind, die sich näher an der q-Achse befinden. Dies führt dazu, dass die Magnetpfade an dem Abschnitt des Magneten 101, der näher an dem q-Achsen-Seitenende ist, länger als die Magnetpfade an dem Abschnitt des Magneten 101 sind, der näher an dem d-Achsen-Seitenende ist.
Diese Konfiguration stärkt den Magnetfluss auf der q-Achse des Rotors 10, um dadurch in geeigneter Weise eine Gegenmaßnahme gegenüber der Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes des Magneten 101 aufgrund eines Entmagnetisierungsfelds zu ergreifen. Wenn eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen in dem d-Achsen-Seitenende von einem des Paars der Magneten 101, die sich quer über die d-Achse hinweg befinden, und eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen in dem d-Achsen-Seitenende des anderen des Paars der Magneten 101 derart geneigt sind, dass sie einander zugewandt sind, reduziert diese Konfiguration gegenseitige Interferenzen zwischen dem Magnetfluss von einem des Paars der Magneten 101 und dem Magnetfluss des anderen des Paars der Magneten 101. Dies reduziert daher eine Entmagnetisierung auf der d-Achse.
In dem Magneten 101 ist die Neigung, d.h. der Neigungswinkel θ2, der zumindest einen magnetischen Ausrichtung, die näher an dem q-Achsen-Seitenende ist, in Bezug auf die orthogonale Richtung, die orthogonal zu den Flusswirkungsoberflächen ist, größer als die Neigung, d.h. der Neigungswinkel θ1, der zumindest einen magnetischen Ausrichtung, die näher an der d-Achse ist, in Bezug auf die orthogonale Richtung, die orthogonal zu den Flusswirkungsoberflächen ist.
Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Länge eines Magnetpfades in dem q-Achsen-Seitenende am längsten wird, was es ermöglicht, die Entmagnetisierungswiderstandsfähigkeit des q-Achsen-Seitenendes gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld zu stärken, wobei somit sowohl eine Verringerung der Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes des Magneten 101 als auch eine Erhöhung des Drehmoments des Magneten 101 erzielt wird.
Es sei bemerkt, dass, wie es in 27 veranschaulicht ist, jede Magneteinbauöffnung 12 in dem Rotorkern 11 derart geformt ist, dass sie sich linear in einer Richtung erstreckt, die senkrecht zu der entsprechenden d-Achse ist. Zusätzlich sind eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen in den Magneten 101, die näher an dem d-Achsen-Seitenende sind, stärker parallel zu der d-Achse als eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen in den Magneten 101 ausgerichtet, die näher an dem q-Achsen-Seitenende sind. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Neigung, d.h. der Neigungswinkel θ2, der zumindest einen magnetischen Ausrichtung, die näher an dem q-Achsen-Seitenende ist, in Bezug auf die orthogonale Richtung, die orthogonal zu den Flusswirkungsoberflächen ist, größer als die Neigung, d.h. der Neigungswinkel θ1, der zumindest eine magnetische Ausrichtung, die näher an der d-Achse ist, in Bezug auf die orthogonale Richtung ist, die orthogonal zu den Flusswirkungsoberflächen ist.
Fünfte Modifikation
Jeder der Magnete 101 des Rotors 10 gemäß der fünften Modifikation, die in 29 veranschaulicht ist, ist derart konfiguriert, dass, wie bei der vierten Modifikation, die Ausrichtungen von einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen, die sich näher an einem der q- und d-Achsen-Seitenenden befinden, sich von den Ausrichtungen von einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen unterscheiden, die sich näher an dem anderen Ende davon befinden. Insbesondere unterscheiden sich die Ausrichtungen der magnetischen Ausrichtungen in dem Magneten 101 gemäß der fünften Modifikation von den Ausrichtungen der magnetischen Ausrichtungen in den Magneten 101 gemäß der vierten Modifikation.
Insbesondere sind eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen, die sich näher an dem q-Achsen-Seitenende befinden, stärker parallel zu der q-Achse als eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen, die sich näher an dem d-Achsen-Seitenende befinden.
In dem Magnet 101 verringern sich die Längen der jeweiligen magnetischen Ausrichtungen, d.h. die Längen der Magnetpfade, die jeweils den magnetischen Ausrichtungen entsprechen, allmählich von dem d-Achsen-Seitenende zu dem q-Achsen-Seitenende, wobei jeder Magnetpfad von einem Startpunkt bis zu einem Endpunkt der entsprechenden magnetischen Ausrichtung definiert werden kann.
Da eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen in dem q-Achsen-Seitenende des Magneten 101 derart ausgerichtet sind, dass sie parallel zu der q-Achse sind, ist es möglich, Magnetflusskomponenten auf der Grundlage des Magneten 101 auf der q-Achse zu stärken, die derart ausgerichtet sind, dass sie senkrecht zu der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11 sind, die dem Stator 30 zugewandt sind, d.h. Magnetflusskomponenten, die derart ausgerichtet sind, dass sie gegen einem Entmagnetisierungsfeld sind. Dies führt zu einer angemessenen Bereitstellung einer Gegenmaßnahme gegenüber einer Entmagnetisierung des q-Achsen-Seitenendes des Magneten 101 aufgrund eines Entmagnetisierungsfeldes.
Sechste Modifikation
Jeder der Magnete 101 des Rotors 10 gemäß der in 30 veranschaulichten sechsten Modifikation ist derart konfiguriert, dass jede der magnetischen Ausrichtungen in dem Magneten 101 eine Kreisbogenform, d.h. eine nicht-lineare Form aufweist. Dies ermöglicht eine weitere Erhöhung der Längen der jeweiligen magnetischen Ausrichtungen in dem Magneten 101, was es ermöglicht, den Magnetfluss des Magneten 101 weiter zu stärken.
Siebte Modifikation
Gemäß 31(a) und 31(b) weist der Rotorkern 11 ein Paar von zwei Magneteinbauöffnungen 12 für jede d-Achse geformt auf, wobei die zwei Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars im Wesentlichen eine V-Form derart aufweisen, dass ein Abstand zwischen den zwei Magneteinbauöffnungen 12 zu der radialen äußeren Seite des Rotorkerns 11 hin größer wird.
Gemäß 31(a) ist, wie gemäß 23, jede der magnetischen Ausrichtungen in den Magneten 101 in Bezug auf die d-Achse geneigt, während sie sich mit den entgegengesetzten Seitenoberflächen, die einen Magnetfluss erzeugen, des Magneten 101 bei einem nicht-rechtwinkligen Winkel schneiden.
Gemäß 31(b) unterscheiden sich, wie gemäß 27, die Ausrichtungen von einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen, die sich näher an dem q-Achsen-Seitenende befinden, von den Ausrichtungen von einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen, die sich näher an dem d-Achsen-Seitenende befinden. Insbesondere sind die eine oder die mehreren magnetischen Ausrichtungen, die sich näher an dem d-Achsen-Seitenende befinden, stärker parallel zu der d-Achse als die eine oder mehreren magnetischen Ausrichtungen, die sich näher an dem q-Achsen-Seitenende befinden.
Es sei bemerkt, dass, wie es in 29 beschrieben ist, die eine oder die mehreren magnetischen Ausrichtungen, die sich näher an dem q-Achsen-Seitenende befinden, stärker parallel zu der q-Achse als eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen sein können, die sich näher an dem d-Achsen-Seitenende befinden.
Achte Modifikation
32 veranschaulicht die achte Modifikation. Wie es in 32 veranschaulicht ist, ist der Magnet 101 in jeder der Magneteinbauöffnungen 12 eingebaut, die sich quer über die entsprechende d-Achse befinden, während magnetische Ausrichtungen asymmetrisch um die entsprechende d-Achse sind.
Das heißt, dass die magnetischen Ausrichtungen in dem Magneten 101 in Bezug auf die d-Achse geneigt sind, während jede sich mit den Flusswirkungsoberflächen bei einem nicht-rechtwinkligen Winkel schneiden, wobei die Ausrichtungen der jeweiligen magnetischen Ausrichtungen, die in einer Seite der d-Achse sich befinden, identisch zu den Ausrichtungen der jeweiligen magnetischen Ausrichtungen sind, die sich auf der anderen Seite der d-Achse befinden. Der in 32 veranschaulichte Rotor 10 verlängert die Länge jedes Magnetpfades in dem Magneten 101, um dadurch den Magnetfluss des Magneten 101 gegenüber einem Entmagnetisierungsfeld zu stärken.
Neunte Modifikation
Gemäß 33 weisen die Magnete 101 jedes Paars, das sich über die d-Achse befindet, d.h. sich an beiden Seiten quer über die entsprechende d-Achse befindet, zwei Magnete 111 und 112 auf, von denen jeder in dessen lateralem Querschnitt eine Trapezform aufweist. Jeder der Magnete 111 und 112 weist eine gleichschenklige Trapezform auf. In jeder magnetischen Anordnung stößt einer der Schenkel des Magneten 111 gegen einen der Schenkel des Magneten 112 derart an, dass die Magnete 111 und 112 derart angeordnet sind, dass sie konvex zu dem Stator 30 hin sind, während ihre Schenkel aneinander anstoßen.
In jedem der Magnete 111 und 112 sind magnetische Ausrichtungen, die jeweils Ausrichtungen von Magnetpfaden in den entsprechenden Magneten entsprechen, derart definiert, dass sie parallel zu einem der Schenkel des entsprechenden Magneten sind. Jeder der Magnete 111 und 112 weist gegenüberliegende Grundseiten, d.h. obere und untere Grundseiten auf, von denen jede als eine Flusswirkungsoberfläche dient. Das heißt, dass jeder der Magnete 111 und 112 derart konfiguriert ist, dass jede der entsprechenden magnetischen Ausrichtungen sich mit den Flusswirkungsoberflächen zu einem nicht-rechtwinkligen Winkel schneiden. Einer der Schenkel des Magneten 111, die parallel zu deren magnetischen Ausrichtungen sind, stößt an einen der Schenkel des Magneten 112 an, die parallel zu deren magnetischen Ausrichtungen sind. Dies führt dazu, dass die Ausrichtungen der jeweiligen magnetischen Ausrichtungen des Magneten, die sich an jeder Seite der d-Achse befinden, identisch zueinander sind.
Die Magnete 111 und 112 weisen Magnete mit derselben Produktnummer auf, so dass sie dieselben Konfigurationen, dieselben Abmessungen und dieselben magnetischen Ausrichtungen aufweisen. Beispielsweise sind, wie es in 34(a) veranschaulicht ist, die Magnete 111 und 112, die jeweils dieselben Produktnummern aufweisen, vorbereitet, und ist, wie es in 34(b) und 34(c) veranschaulicht ist, der Magnet 112, der umgedreht worden ist, mit dem Magneten 111 zusammengesetzt. Es sei bemerkt, dass die Magneten mit unterschiedlichen Grundseitenlängen als die jeweiligen Magneten 111 und 112 verwendet werden können.
Zehnte Modifikation
Gemäß 35 weist jeder Magnet 101 zwei Magnete 111 und 112 auf, die einen Magneten bilden. Die Magnete 101 jedes Paars befinden sich quer über die entsprechende d-Achse, d.h. befinden sich an beiden Seiten quer über die d-Achse hinweg. Jeder der Magnete 101 weist zwei Magnete 111 und 112 auf, von denen jeder eine Trapezform in dessen lateralem Querschnitt aufweist.
Jeder der trapezförmigen Magnete 111 und 112 weist unterschiedliche erste und zweite Grundseitenwinkel auf. Der erste Grundseitenwinkel ist auf den rechten Winkel eingestellt, und der zweite Grundseitenwinkel ist auf einen spitzen Winkel eingestellt. Die Magnete 111 und 112 sind derart angeordnet, dass deren rechtwinkligen Seitenschenkel aneinander anstoßen.
Jeder der Magnete 111 und 112 weist darin definiert magnetische Ausrichtungen auf, die derart definiert sind, dass sie parallel zu dem spitzwinkligen Seitenschenkel sind. Diese Konfiguration von jedem der Magneten 111 und 112 bewirkt, dass jede der magnetischen Ausrichtungen sich mit den Flusswirkungsoberflächen als dessen oberen und unteren Grundseiten bei einem nicht-rechtwinkligen Winkel schneiden. Die magnetischen Ausrichtungen des Magneten 112, die sich näher an der q-Achse befinden, weisen den rechten Winkel oder einen Winkel nahe dem rechten Winkel in Bezug auf die q-Achse auf, und die magnetischen Ausrichtungen weisen einen Winkel auf, der parallel zu der d-Achse ist, oder einen Winkel auf, der nahe an dem Winkel ist, der parallel zu der d-Achse ist.
Jede der 36 und 37 veranschaulicht eine Modifikation des Rotors 10, wobei ein Teil davon modifiziert worden ist. Insbesondere weist die in jeder der 36 und 37 veranschaulichten modifizierte Konfiguration als den Magneten 112 einen Magneten auf, der magnetische Ausrichtungen aufweist, die derart ausgerichtet sind, dass sie senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen des Magneten sind. Genauer weist die in 37 veranschaulichte modifizierte Konfiguration den Magneten 111 auf, der eine Parallelogrammform mit magnetischen Ausrichtungen aufweist, die parallel zu rechten und linken Seiten davon sind. Die in 37 veranschaulichte modifizierte Konfiguration weist ebenfalls eine Flussbarriere auf, die sich zwischen den Magneten 111 und 112 befindet. Die in 37 veranschaulichte modifizierte Konfiguration kann keine zwischen den Magneten 111 und 112 angeordnete Flussbarriere aufweisen, so dass ein entsprechender Teil des Rotorkerns 11 zwischen den Magneten 111 und 112 angeordnet werden kann.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist ein fünftes Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei sich auf einen oder mehrere unterschiedliche Punkte des fünften Ausführungseispiels gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel konzentriert wird.
38 veranschaulicht schematisch einen Rotor 10 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
Gemäß 38 ist ein Magnet 121, der in jede Magneteinbauöffnung 12 eingebaut ist, derart konfiguriert, dass das q-Achsen-Seitenende sich näher an dem Stator 30 in einer entsprechenden radialen Richtung des Rotorkerns 11 befindet, als es das d-Achsen-Seitenende ist. Zusätzlich weist jeder Magnet 121 einen Mittelabschnitt zwischen den q- und d-Achsen-Seitenenden auf, und der Mittelabschnitt ist derart geformt, dass er konvex zu dem Stator 30 hin vorspringt.
Insbesondere weist jeder Magnet 121 eine Kreisbogenform in dessen lateralem Querschnitt auf, wobei die Kreisbogenform konvex zu dem Stator 30 hin ist.
Insbesondere weist jeder Magnet 121 eine sichelförmige Kreisbogenform in dessen lateralem Querschnitt auf. Jeder Magnet 121 ist jedoch nicht auf die Kreisbogenform begrenzt, die konvex zu dem Stator 30 hin ist. Beispielsweise kann jeder Magnet 121 derart konfiguriert sein, dass lineare Oberflächen des Magneten 121 an einem oder mehreren Abschnitten davon gebogen sind, um dadurch konvex zu dem Stator 30 hin vorzuspringen.
Der Magnet 121 weist magnetische Ausrichtungen auf, die darin definiert sind, wobei die magnetischen Ausrichtungen in Bezug auf die d-Achse geneigt sind, und jede sich mit dem Flusswirkungsoberflächen bei einem nicht-orthogonalen Winkel schneidet. Die magnetischen Ausrichtungen können jedoch zumindest eine magnetische Ausrichtung aufweisen, die derart gerichtet ist, dass sie senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen ist. Jede der in dem Magneten 121 definierten magnetischen Ausrichtungen kann eine lineare Form oder eine nicht-lineare Form wie eine kreisbogenförmige Form aufweisen.
Zusätzlich weist jeder Magnet 121 einen d-Achsen-nahen Abschnitt, der näher an dem d-Achsen-Seitenende als zu dem q-Achsen-Seitenende ist, und einen q-Achsen-nahen Abschnitt auf, der näher an dem q-Achsen-Seitenende als zu dem d-Achsen-Seitenende ist, und magnetische Ausrichtungen, die in dem d-Achsen-nahen Abschnitt enthalten sind, unterscheiden sich von magnetischen Ausrichtungen, die in dem q-Achsen-nahen Abschnitt enthalten sind. Insbesondere sind die magnetischen Ausrichtungen, die in dem d-Achsen-nahen Abschnitt enthalten sind, derart gerichtet, dass sie näher an der Richtung parallel zu der d-Achse sind, als es die magnetischen Ausrichtungen, die in dem q-Achsen-nahen Abschnitt enthalten sind, sind. Dies führt dazu, dass die Länge von jedem der Magnetpfade, die in dem Magneten 121 definiert sind, länger ist.
Es sei bemerkt, dass in jedem Magneten 121 Neigungen der jeweiligen magnetischen Ausrichtungen, die in dem q-Achsen-nahen Abschnitt enthalten sind, in Bezug auf die senkrechte Richtung, die senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen ist, größer als Neigungen der jeweiligen magnetischen Ausrichtungen, die in dem d-Achsen-nahen Abschnitten enthalten sind, in Bezug auf die senkrechte Richtung, die senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen ist, sein können.
Diese Konfiguration des Rotors 10 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ermöglicht es, dass jeder Magnet 121 näher an der äußeren Umlaufsoberfläche des Rotorkerns 11, d.h. der dem Stator zugewandten Oberfläche des Rotorkerns 11, sein kann. Diese nähere Anordnung jedes Magneten 121 ermöglicht es, den magnetischen Widerstand des d-Achsen-Abschnitts des Rotorkerns 11 zu reduzieren, wodurch Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine 1 erhöht wird. Obwohl ein Verkürzen des Abstands zwischen dem Stator 30 und jedem Magneten 121 ein Entmagnetisierungsfeld als eine Gegenreaktion des kürzeren Abstands erhöhen kann, reduzieren die längeren magnetischen Ausrichtungen jedes Magneten 121 die Wirkungen des erhöhten Entmagnetisierungsfeldes.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration des Rotors 10 ermöglicht es, dass der Anteil einer Region des Rotorkerns 11, die sich näher an dem Stator 30 als jeder Magnet 121, d.h. jede Magneteinbauöffnung 12 befindet, kleiner ist, wobei die Region der Summe des Magnetflusses des Stators 30 und des Magnetflusses des entsprechenden Magneten 121 ausgesetzt ist. Dies reduziert daher in dem Rotor 10 eine Sättigungsregion, in der eine magnetische Sättigung aufgrund des Magnetflusses des Stators 30 und des Magnetflusses von jedem Magnet 121 auftreten kann, wobei somit effizienter das Leistungsvermögen von jedem Magneten 121 erhalten wird.
Nachstehend ist beschrieben, wie ein Magnet 121, der gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel verwendet wird, herzustellen ist. 39 zeigt eine erläuternde Darstellung, die zur Erläuterung verwendet wird, wie der Magnet 121 unter Verwendung eines ausgerichteten Magnetfeldes magnetisiert wird. Beispielsweise veranschaulicht 39, wie der in 38 angeordnete linksseitige Magnet 121 magnetisiert wird.
Wie es in 39 veranschaulicht ist, weist ein Ausrichtungsgerät 130 eine Magnetfeldspule 131, einen Ausrichtungskern 132 und eine Gussform 133 auf.
Der Ausrichtungskern 132 und die Gussform 133 sind in der Magnetfeldspule 131 angeordnet. Die Magnetfeldspule 131 ist konfiguriert, ein Magnetfeld zu erzeugen, dass durch das Innere der Spule verläuft, wenn sie gespeist wird.
Der Ausrichtungskern 132 dient zum Krümmen des durch die Magnetfeldspule 131 erzeugten Magnetfeldes in eine vorbestimmte Richtung. Die Gussform 133 ist eingerichtet, zu ermöglichen, dass das gekrümmte Magnetfeld hindurch gelangt.
Das heißt, dass die Magnetfeldspule 131 lineare Magnetfeldlinien erzeugt, und der Ausrichtungskern 132 ermöglicht, dass die linearen Magnetfeldlinien als gekrümmte Magnetfeldlinien gekrümmt werden. Die Gussform 133 ist aus einem nicht-magnetischen Material zusammengesetzt, und weist darin geformt eine Gussformkammer 133a auf, die in Übereinstimmung mit der Form des Magneten 121 geformt ist.
Nachstehend ist ein Verfahren zur Herstellung des Magneten 121 beschrieben.
Zunächst werden Magnetmaterialien in magnetische Pulver pulverisiert, und werden die magnetischen Pulver in die Gussformkammer 133a der Gussform 133 gefüllt.
Danach werden die magnetischen Pulver verdichtet, um die vorstehend beschriebene vorbestimmte Form in der Gussform 133 aufzuweisen. Danach ermöglicht der Ausrichtungskern 132 die Erzeugung gekrümmter Magnetfeldlinien. Die gekrümmten Magnetfeldlinien bewirken, dass die Magnetfeldlinien der verdichteten Magnetpulver in der Gussformkammer 133a ausgerichtet werden. Das heißt, dass während des Ausrichtungsprozesses die Magnetpulver derart ausgefluchtet werden, dass deren magnetische Ausrichtungen ausgerichtet werden und verdichtet werden, um als einen Gusskörper fixiert zu werden. Insbesondere ist der Ausrichtungskern 132 vorzugsweise derart angeordnet, dass er zu einer Seite in der Längsrichtung des Magneten 121 versetzt ist.
Danach wird der Gusskörper gesintert und danach magnetisiert. Die vorstehend beschriebene Abfolge von Prozessen führt dazu, dass der Magnet 121 hergestellt wird.
Es sei bemerkt, dass zur Herstellung des in 38 veranschaulichten rechtsseitigen Magneten 121 der Ort des Ausrichtungskerns 132 geändert wird.
Die vorstehend beschriebene Abfolge von Prozessen führt zu der Herstellung des Magneten 121.
Jeder in 40 veranschaulichte Magnet 121 ist derart konfiguriert, dass das q-Achsen-Seitenende sich näher an dem Stator 30 in einer entsprechenden radialen Richtung des Rotorkerns 11 befindet, als es das d-Achsen-Seitenende ist. Zusätzlich weist jeder Magnet 121 einen Mittelabschnitt zwischen den q- und d-Achsen-Seitenenden auf, und ist der Mittelabschnitt derart geformt, dass er konvex zu der Gegen-Statorrichtung vorspringt.
Insbesondere weist jeder Magnet 121 eine Kreisbogenform in dessen lateralem Querschnitt auf, wobei die Kreisbogenform konvex zu der Gegen-Statorrichtung hin, d.h. der Rotorrichtung ist. Insbesondere weist jeder Magnet 121 eine sichelförmige Kreisbogenform in dessen lateralem Querschnitt zu der Gegen-Statorrichtung auf. Die Magnete 121 sind jedoch nicht jeweils auf die Kreisbogenform begrenzt, die konvex zu der Gegen-Statorrichtung hin ist. Beispielsweise kann jeder Magnet 121 derart konfiguriert sein, dass die linearen Oberlädchen des entsprechenden Magneten 121 an einem oder mehreren Abschnitten davon gebogen sind, um dadurch zu der Gegen-Statorrichtung hin konvex vorzuspringen.
Der Magnet 121 weist magnetische Ausrichtungen darin definiert auf, wobei die magnetische Ausrichtungen in Bezug auf die d-Achse geneigt sind, und jede schneidet sich mit den Flusswirkungsoberflächen bei einem nicht-orthogonalen Winkel. Die magnetischen Ausrichtungen können jedoch zumindest eine magnetische Ausrichtung aufweisen, die senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen ausgerichtet ist. Jede der in dem Magneten 121 definierten magnetischen Ausrichtungen kann eine lineare Form oder eine nicht-lineare Form wie eine Kreisbogenform aufweisen.
Diese Konfiguration ermöglicht in dem Rotorkern 11, dass eine Region, die näher an dem Stator 30 ist, als es jeder Magnet 121 ist, breiter ist, was es ermöglicht, in der Region eine Magnetkraft der Magnete zu erhöhen, die in dem Rotorkern 11 angeordnet sind.
Andere Ausführungsbeispiele
Ein Rotor, der eine der in den jeweiligen 41 bis 44 veranschaulichen Konfigurationen aufweist, kann als der Rotor 10 verwendet werden.
Bei dem in 41 veranschaulichten Rotor 10 ist für jede d-Achse ein Paar von Magneteinbauöffnungen 12 geformt, wobei die Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars im Wesentlichen eine V-Form aufweisen. Der Rotor 10 weist ebenfalls mehrere Paare von Magneten 141 auf, und die Magneten 141 von jedem Paar sind in den jeweiligen Magneteinbauöffnungen 12 des entsprechenden Paars eingebaut, so dass die Magnete 141 von jedem Paar derart angeordnet sind, dass sie eine V-Form aufweisen. Jedes der Magnete 141 ist in Bezug auf die d-Achse geneigt, und weist magnetische Ausrichtungen auf, die derart ausgerichtet sind, dass sie parallel zu der d-Achse sind oder nahe an der Richtung sind, die parallel zu der d-Achse ist. Jede der magnetischen Ausrichtungen schneidet sich mit Flusswirkungsoberflächen 141a und 141b des Magneten 141 bei einem nicht-rechtwinkligen Winkel.
Zentrale (mittlere) Öffnungen 142 sind durch den Rotorkern 11 des Rotors 10 geformt, wobei jede der zentralen Öffnungen 142 sich auf der entsprechenden d-Achse zwischen den Magneteinbauöffnungen 12 des entsprechenden Paars befindet.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration des Rotors 10 weist die magnetischen Ausrichtungen auf, die parallel zu der d-Achse oder nahe an der Richtung parallel zu der d-Achse ausgerichtet sind. Diese Konfiguration reduziert daher Komponenten des Magnetflusses, die von dem Rotor 10 erhalten werden, wobei die Komponenten des Magnetflusses der d-Achse zugewandt sind, wodurch eine Entmagnetisierung der d-Achse reduziert wird. Jede zentrale Öffnung 142 kann aus einem Raum selbst bestehen oder ein nicht-magnetisches Material kann in jede zentrale Öffnung 142 gefüllt werden.
Bei dem in 42 veranschaulichten Rotor 10 ist ein Paar von Magneteinbauöffnungen 12 für jede d-Achse geformt, wobei die Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars im Wesentlichen eine V-Form aufweisen. Der Rotor 10 weist ebenfalls mehrere Paare von Magneten 143 auf, und die Magneten 143 jedes Paars sind in den jeweiligen Magneteinbauöffnungen 12 des entsprechenden Paars eingebaut, so dass die Magneten 143 jedes Paars derart angeordnet sind, dass sie ein V-Form aufweisen. Jeder der Magnete 143 ist in Bezug auf die d-Achse geneigt und weist magnetische Ausrichtungen auf, die derart ausgerichtet sind, dass sie senkrecht zu der q-Achse sind oder nahe an der Richtung senkrecht zu der q-Achse sind. Jede der magnetischen Ausrichtungen schneidet sich mit Flusswirkungsoberflächen 143a und 143b des Magneten 143 bei einem nicht-rechtwinkligen Winkel.
Bei dem Rotorkern 11 sind ebenfalls mehrere Paare von Flussbarrieren 144 geformt, wobei die Flussbarrieren 144 von jedem Paar derart angeordnet sind, dass sie benachbart zu d-Achsen-Seitenenden der jeweiligen Magnete 141 des entsprechenden Paars sind, wobei die Flussbarrieren 144 jedes Paars sich entlang der entsprechenden d-Achse erstrecken.
Diese in 42 veranschaulichte Konfiguration stärkt den Magnetfluss auf jeder q-Achse. Eine Ausrichtung von Magnetfeldlinien zu jedem q-Achsen-Kernabschnittes des Rotorkerns 11 hin ermöglicht es, dass jeder q-Achsen-Kernabschnitt des Rotorkerns 11 magnetisch gesättigt wird, was es ermöglicht, Feldschwächungseffekte des Rotors 10 zu verbessern. In dem in 42 veranschaulichten Rotor 10 ermöglicht eine Erhöhung eines Abstands der gleichen Pole quer über jede d-Achse, der als ein minimaler Abstand zwischen dem benachbarten Magneten 143 quer über die entsprechende d-Achse definiert ist, eine Reduktion der d-Achsen-Entmagnetisierung, d.h. eine Selbstentmagnetisierung des Rotors 10 auf der Grundlage des durch die jeweiligen benachbarten Magneten 143 erzeugen Magnetflusses.
Bei dem in 43 veranschaulichten Rotor 10 ist ein Paar von Magneteinbauöffnungen 12 für jede d-Achse geformt, wobei die Magneteinbauöffnungen 12 jedes Paars im Wesentlichen eine V-Form aufweisen. Der Rotor 10 weist ebenfalls mehrere Paare von Magneten 145 auf, und die Magnete 145 von jedem Paar sind in der entsprechenden einen der Magneteinbauöffnungen 12 eingebaut, so dass die Anordnung der Magnete 145 eines ersten Paars, das in eine erste Magneteinbauöffnung 12 eingebaut ist, und die Anordnung der Magnete 145 eines zweiten Paars, das in eine zweite Magneteinbauöffnung 12 benachbart zu der ersten Magneteinbauöffnung 12 eingebaut ist, derart angeordnet sind, dass sie eine V-Form aufweisen.
Jeder der Magnete 145 weist entgegengesetzte d- und q-Achsen-Seitenenden in dessen Längsrichtung auf, wobei das d-Achsen-Seitenende einer Endoberfläche des entsprechenden einem der Magneten 145 in Längsrichtung entspricht und das q-Achsen-Seitenende der anderen Endoberfläche des entsprechenden einem der Magneten 145 in Längsrichtung entspricht.
Jeder der Magnete 145 ist derart konfiguriert, dass die Länge von jedem der q- und d-Achsen-Seitenenden des entsprechenden einen der Magneten 145, der eine oder mehrere magnetische Ausrichtungen aufweist, länger als die Längen der jeweiligen anderen Abschnitte in den entsprechenden einen der Magneten 145 ist.
Das heißt, dass jeder Magnet 145 eine statorseitige Flusswirkungsoberfläche aufweist, die flach ist und senkrecht zu den magnetischen Ausrichtungen ist, die in den entsprechenden Magneten 145 definiert sind. Jeder Magnet 145 weist ebenfalls eine gegen-statorseitige Flusswirkungsoberfläche auf, die eine gestufte Oberfläche ist. Während die Magnete 145 jedes Paars in den entsprechenden jeweiligen Magneteinbauöffnungen 12 eingebaut werden, stößt die statorseitige Flusswirkungsoberfläche von einem der Magneten 145 an die statorseitige Flusswirkungsoberfläche des anderen davon.
Der in 44 veranschaulichte Rotor 10 weist eine Vielzahl von Paaren von Magneten 146 auf, und die Magnete 146 jedes Paars sind in der entsprechenden einen der Magneteinbauöffnungen 12 eingebaut, so dass die Anordnung der Magnete 146 eines ersten Paars, das in einer ersten Magneteinbauöffnung 12 eingebaut ist, und die Anordnung der Magnete 146 eines zweiten Paars, das in einer zweiten Magneteinbauöffnung 12 benachbart zu der ersten Magneteinbauöffnung 12 eingebaut ist, derart angeordnet sind, dass sie eine V-Form aufweisen.
Insbesondere weist jeder der Magnete 146 d- und q-Achsen-Seitenenden auf, die den jeweiligen Endoberflächen davon entsprechen. Jeder der Magnete 146, der in der entsprechenden einen der Magneteinbauöffnung 12 eingebaut ist, so dass die Anordnung des Paars der Magneten 146 derart konfiguriert ist, dass

1. die Länge von einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen, die in dem q-Achsen-Seitenende der Anordnung definiert ist, kürzer als die Länge von einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen ist, die in einem Mittelabschnitt davon definiert sind,
2. die Länge von einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen, die in dem d-Achsen-Seitenende der Anordnung definiert sind, kürzer als die Länge von einer oder mehreren magnetischen Ausrichtungen ist, die in dem Mittelabschnitt davon definiert sind.

Die Anordnung des Paars der Magneten 146 weist eine startorseitige Flusswirkungsoberfläche auf, die als eine flache Oberfläche senkrecht zu den magnetischen Ausrichtungen konfiguriert ist, die in der Anordnung definiert sind, und weist ebenfalls eine gegen-statorseitige Flusswirkungsoberfläche auf.
Jeder der Magnete 146 des Paars weist eine geneigte Oberfläche als dessen gegen-statorseitige Oberfläche auf, während die Magnete 146 von jedem Paar in den entsprechenden jeweiligen Magneteinbauöffnungen 12 eingebaut sind, stößt die statorseitige Flusswirkungsoberfläche von einem der Magneten 146 an die statorseitige Flusswirkungsoberfläche des anderen der Magneten 146.
Jeder der Magnete einschließlich der vorstehend beschriebenen Magneten 13 kann aus einer Vielzahl von unterteilten Magnetsegmenten bestehen. In dieser Modifikation werden die unterteilten Magnetsegmente vorzugsweise entlang der d-Achse für jede von beiden Seiten in Bezug auf die d-Achse angeordnet. Diese Anordnung der Magneten reduziert einen Wirbelsturmverlust jeden Magneten 13, der als ein leitendes Element dient. Beispielsweise sind eine Vielzahl von Magneten, von denen jeder beispielsweise im Wesentlichen einen quadratischen Querschnitt aufweist, d.h. unterteilte Magnete, die unterschiedliche magnetische Ausrichtungen aufweisen, zueinander ausgefluchtet, um jeden Magneten 13 zu bilden, der einen verlängerten Querschnitt aufweist. Dies führt zu einem Magneten 13 mit einem höheren Wert des Ausrichtungsverhältnisses im Vergleich zu einem Magneten, der einen verlängerten Querschnitt aufweist, bei dem magnetische Ausrichtungen unter Verwendung variabler magnetischer Ausrichtungen definiert worden sind.
Jeder der Rotoren 10 der vorstehend beschriebenen jeweiligen Konfigurationen kann frei dadurch geformt irgendeine Flussbarriere an jedem der d- und q-Achsen-Enden eines Magneten des entsprechenden einen des Rotors 10 aufweisen.
Jeder der vorstehend beschriebenen Rotoren 10 kann aus unterteilten Kernsegmenten in dessen axialem Querschnitt derart bestehen, dass die unterteilten Kernsegmente miteinander kombiniert werden, während sie in Umlaufsrichtung zu vorbestimmten jeweiligen Winkeln verschoben werden, was dazu führt, dass die Rotoren 10 eine geschrägte Struktur aufweisen. Diese geschrägte Struktur jedes Rotors 10 reduziert Drehmomentwelligkeiten der entsprechenden rotierenden elektrischen Maschine.
Anstelle der rotierenden elektrischen Maschinen, von denen jede den Rotor 10 mit den Magneten wie den Magneten 13 und den Stator 30 mit den Statorwicklungen 33 aufweist, können rotierende elektrische Maschinen verwendet werden, bei denen die Statorwicklungen 33 an dem Rotor 10 angebracht werden können. In dieser Modifikation wurden Magneteinbauöffnungen, die eine der verschiedenen Typen von Formen, die vorstehend beschrieben worden sind, in einem Statorkern geformt, der aus einem weichmagnetischen Kern konfiguriert ist, und Magneten, die jeweils eine der verschiedenen Typen von Formen, die vorstehend beschrieben worden sind, aufweisen, wurden in den jeweiligen Magneteinbauöffnungen eingebaut.
Die vorliegende Erfindung kann auf andere Motoren oder elektromagnetische Maschinen anstelle von rotierenden elektrischen Maschinen angewendet werden. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung bei einem Linearmotor angewendet werden, der in der Lage ist, ein bewegliches Element linear zu bewegen. Das heißt, dass die vorliegende Erfindung bei Motoren oder elektromagnetischen Maschinen angewendet werden kann, solange wie die Motoren oder elektromagnetische Maschinen Magnete aufweisen, die jeweils derart angeordnet sind, dass sie einer Wicklung zugewandt sind, wobei die Magnete

1. jeweils konfiguriert sind, einen relativen Betrieb in Bezug auf die entsprechende Wicklung durchzuführen, wenn die entsprechende Wicklung gespeist wird,
2. derart angeordnet sind, dass ihre Polaritäten abwechselnd in einer Richtung des relativen Betriebs geändert sind.

Obwohl veranschaulichte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung hier beschrieben worden sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern umfasst beliebige und alle Ausführungsbeispiele mit Modifikationen, Weglassungen, Kombinationen (beispielsweise von Ausgestaltungen über verschiedene Ausführungsbeispiele hinweg), Adaptionen und/oder Änderungen, wie sie durch den Fachmann auf der Grundlage der vorliegenden Offenbarung gewürdigt würden. Die vorliegende Offenbarung kann in verschiedenen Kombinationen ausgeführt werden, und kann ein oder mehrere zusätzliche Elemente zu jedem der Ausführungsbeispiele aufweisen. Die vorliegende Offenbarung kann eine Struktur jedes Ausführungsbeispiels aufweisen, bei dem ein Teil oder mehrere Teile und/oder ein oder mehrere Komponenten wegelassen worden sind. Die Begrenzungen in den Patentansprüchen sind breit der Grundlage des in den Patentansprüchen angewendeten Wortlauts zu interpretieren und nicht auf Beispiele begrenzt, die in der vorliegenden Beschreibung oder während der Verfolgung der Anmeldung beschrieben sind, wobei diese Beispiele als nicht ausschließlich zu verstehen sind. Der offenbarte technische Bereich kann verschiedene Modifikationen der Begrenzungen in den Patentansprüchen innerhalb des Umfangs oder einer äquivalenten Region der vorliegenden Offenbarung umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2017149184 [0001]
JP 2018026511 [0001]
JP 2018026512 [0001]
JP 2018026513 [0001]
JP 2018026514 [0001]
JP 2018143375 [0001]

Claims

Magnetische Erzeugungsvorrichtung für einen Motor (1) mit: einer Vielzahl von Magneten (13), die derart angeordnet sind, dass sie einer Wicklung (33) zugewandt sind, und die in Bezug auf die Wicklung beweglich sind, wenn die Wicklung gespeist wird, wobei die Magnete in einer relativen Bewegungsrichtung angeordnet sind, während magnetische Polaritäten auf der Grundlage der Magneten abwechselnd geändert sind, wobei jeder der Magnete aufweist: ein erstes Magnetelement (21), das konfiguriert ist, einen Magnetfluss entsprechend einer entsprechenden der Polaritäten zu erzeugen, wobei das erste Magnetelement erste magnetische Ausrichtungen aufweist, die darin definiert sind, und ein zweites Magnetelement (22), das an einem q-Achsen-Seitenende des entsprechenden Magneten vorgesehen ist, das sich näher an einer Polbegrenzung befindet, wobei das zweite Magnetelement zweite magnetische Ausrichtungen aufweist, die darin definiert sind, wobei die zweiten magnetischen Ausrichtungen sich mit den ersten magnetischen Ausrichtungen schneiden.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Motor als eine rotierende elektrische Maschine (1) entworfen ist, der aufweist: ein Wicklungselement, in dem die Wicklung gewickelt ist, und ein Magnethalteelement, der die Magnete aufweist und radial angeordnet ist, um dem Wicklungselement zugewandt zu sein, wobei die magnetische Erzeugungsvorrichtung als das Magnetelement verwendet wird, das erste Magnetelement eine Vielzahl erster Magnetelemente aufweist, die in dem Magnetelement in einer Umlaufsrichtung des Magnetelements mit vorbestimmten Unterteilungen angeordnet sind, und das zweite Magnetelement eine Vielzahl zweiter Magnetelemente aufweist, wobei jedes der zweiten Magnetelemente für ein q-Achsen-Seitenende des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente vorgesehen ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Magnethalteelement einen weichmagnetischen Kern (11) aufweist, der Magneteinbauöffnungen (12) aufweist, die sich quer über eine d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse befinden, und die ersten und zweiten Magnetelemente in jede der Magneteinbauöffnungen eingebaut sind.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das q-Achsen-Seitenende von jedem der ersten Magnetelemente einen ersten Flussverstärkungspunkt (P1) aufweist, der am nächsten zu dem Wicklungselement ist, und jedes der zweiten Magnetelemente konfiguriert ist, den Magnetfluss an dem ersten Flussverstärkungspunkt des q-Achsen-Seitenendes des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente zu stärken.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei jedes der ersten und zweiten Magnetelemente im Wesentlichen eine rechteckige Form in einem lateralen Querschnitt davon sowie ein Paar gegenüberliegender Flusswirkungsoberflächen aufweist, die ersten magnetischen Ausrichtungen und die zweiten magnetischen Ausrichtungen der jeweiligen ersten und zweiten Magnetelemente senkrecht zu den gegenüberliegenden Flusswirkungsoberflächen des entsprechenden einen der ersten und zweiten Magnetelemente sind, und die ersten und zweiten Magnetelemente in dem weichmagnetischen Kern derart angeordnet sind, dass ein erster Winkel von zumindest einer der ersten magnetischen Ausrichtungen von jedem der ersten Magnetelemente in Bezug auf die d-Achse oder q-Achse sich von einem zweiten Winkel der zumindest einen der zweiten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der zweiten Magnetelemente in Bezug auf die d-Achse oder q-Achse unterscheidet.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei ein Winkel, der zwischen zumindest einer der ersten magnetischen Ausrichtungen von jedem der ersten Magnetelemente und zumindest einem der zweiten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der zweiten Magnetelemente derart eingestellt ist, dass er ein spitzer Winkel ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die ersten Magnetelemente quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol derart angeordnet sind, dass sie voneinander als ein Paar von Hauptmagneten getrennt sind, und die ersten magnetischen Ausrichtungen jedes ersten Magnetelements in Bezug auf die d-Achse geneigt sind und sich mit der d-Achse an einem Abschnitt des Kerns schneiden, wobei der Abschnitt des Kerns sich näher an der Ankerwicklung als an einer Gegen-Ankerwicklungsseite befindet, wobei die magnetische Erzeugungsvorrichtung weiterhin aufweist: eine Vielzahl dritter Magnetelemente (23), die jeweils dritte magnetische Ausrichtungen aufweisen, wobei jedes der dritten Magnetelemente an einem d-Achsen-Seitenende des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente derart vorgesehen ist, dass die dritten magnetischen Ausrichtungen sich mit den ersten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente schneiden.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das d-Achsen-Seitenende von jedem der Hauptmagnete des Paars, das sich quer über die d-Achse hinweg befindet, einen zweiten Flussverstärkungspunkt (P2) aufweist, der sich am nächsten zu dem d-Achsen-Seitenende des anderen der Hauptmagnete des Paars befindet, und jedes der dritten Magnetelemente konfiguriert ist, den zweiten Flussverstärkungspunkt von jedem der Hauptmagnete des Paars zu stärken.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei ein Winkel, der zwischen zumindest einer der ersten magnetischen Ausrichtungen von jedem der ersten Magnetelemente und zumindest einer der dritten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der dritten Magnetelemente derart eingestellt ist, dass es ein spitzer Winkel ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei jede der Magneteinbauöffnungen einen d-Achsen-Seitenverlängerungsabschnitt aufweist, der sich zwischen dem entsprechenden Paar der Magnete befindet und der einen Abschnitt verlängert, der sich zu der d-Achse hin erstreckt, jedes der dritten Magnetelemente in dem d-Achsen-Seitenverlängerungsabschnitt der entsprechenden einen der Magneteinbauöffnungen angeordnet ist, und jede der Magneteinbauöffnungen eine Flussbarriere (25) aufweist, die derart angeordnet ist, dass sie näher an die d-Achse als die entsprechende eine der dritten Magnetelemente ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei die Magneteinbauöffnungen sich quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse derart befinden, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind, und die Magnete quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol derart angeordnet sind, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei jedes der ersten und zweiten Magnetelemente einen Wert einer Koerzitivkraft aufweist, wobei der Wert der Koerzitivkraft des zweiten Magnetelements kleiner als der Wert der Koerzitivkraft des ersten Magnetelements ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei jedes der ersten und zweiten Magnetelemente einen Wert einer Koerzitivkraft aufweist, wobei der Wert der Koerzitivkraft des ersten Magnetelements kleiner als der Wert der Koerzitivkraft des zweiten Magnetelements ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei jedes der zweiten und dritten Magnetelemente einen Wert einer Koerzitivkraft aufweist, wobei der Wert der Koerzitivkraft des zweiten Magnetelements sich von dem Wert der Koerzitivkraft des dritten Magnetelements unterscheidet.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, wobei jedes der ersten Magnetelemente unterteilte Magnetsegmente (27a, 27b) in einer Richtung von der q-Achse zu der d-Achse aufweist, wobei jedes der Magnetsegmente zumindest eine der ersten magnetischen Ausrichtungen aufweist, wobei die zumindest eine der ersten magnetischen Ausrichtungen von einem der Magnetsegmente sich von einer der zumindest einen der ersten magnetischen Ausrichtungen eines anderen der Magnetsegmente unterscheidet, die Magnetsegmente zumindest ein q-Achsen-Seitensegment und ein d-Achsen-Segment aufweisen, wobei das q-Achsen-Seitensegment sich näher an der q-Achse befindet, als es das d-Achsen-Segment ist, wobei das d-Achsen-Seitensegment sich näher an der d-Achse befindet, als es das q-Achsen-Segment ist, und die zumindest eine der ersten magnetischen Ausrichtungen des q-Achsen-Seitensegments näher an einer Richtung parallel zu der q-Achse ist, als es die zumindest eine der ersten magnetischen Ausrichtungen des d-Achsen-Seitensegments ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Magnetsegmente von jedem ersten Magnetelement jeweilige Enden aufweisen, die einander zugewandt sind, und die Magnetsegmente von jedem ersten Magnetelement derart angeordnet sind, dass die Enden der jeweiligen Magnetsegmente eine konvexe Form zu der Wicklung hin aufweisen.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 16 wobei der weichmagnetische Kern eine äußere Oberfläche aufweist, die dem Wicklungselement zugewandt ist, und eine Nut (42, 43) aufweist, die in der äußeren Oberfläche derart geformt ist, dass sie sich entlang einer axialen Richtung des weichmagnetischen Kerns erstreckt.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 17, wobei der weichmagnetische Kern ein Rotorkern ist, der aufweist: eine Durchgangsöffnung (14), die durch einen zentralen Abschnitt davon geformt ist, wobei eine Drehwelle (40) drehbar in der Durchgangsöffnung angeordnet ist, und die Durchgangsöffnung eine innere umlaufende Oberfläche aufweist, und einen Vorsprung (14a), der an der inneren umlaufenden Oberfläche der Durchgangsöffnung geformt ist und sich auf d-Achse für jeden Pol befindet, wobei der Vorsprung sich derart erstreckt, dass er an einer äußeren umlaufenden Oberfläche der Drehwelle anstößt.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung für einen Motor (1) mit: einer Vielzahl von Magneten (13), die derart angeordnet sind, dass sie einer Wicklung (33) zugewandt sind, und die in Bezug auf die Wicklung beweglich sind, wenn die Wicklung gespeist wird, wobei die Magneten in einer relativen Bewegungsrichtung angeordnet sind, während die magnetischen Polaritäten auf der Grundlage der Magneten abwechselnd geändert sind, wobei jeder der Magnete aufweist: eine Vielzahl erster Magnetelemente (21), die sich quer über eine d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse derart befinden, dass sie getrennt voneinander sind, wobei jedes der ersten Magnetelemente erste magnetische Ausrichtungen aufweist, die darin definiert sind, wobei die ersten magnetischen Ausrichtungen von jedem der ersten Magnetelemente in Bezug auf die d-Achse geneigt sind und sich mit der d-Achse an einer vorbestimmten Position schneiden, wobei die vorbestimmte Position sich näher an der Ankerwicklung als an einer Gegen-Ankerwicklungsseite befindet, und eine Vielzahl zweiter Magnetelemente (23), die jeweils an einem d-Achsen-Seitenende eines entsprechenden der ersten Magnetelemente vorgesehen sind, wobei jedes der zweiten Magnetelemente zweite magnetische Ausrichtungen aufweist, die darin definiert sind, wobei die zweiten magnetischen Ausrichtungen von jedem der zweiten Magnetelemente sich mit den ersten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente schneiden.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei: der Motor als eine rotierende elektrische Maschine (1) entworfen ist, die aufweist: ein Wicklungselement (30), in dem eine Wicklung gewickelt ist, und ein Magnethaltelement (10), das die Magneten aufweist und das radial angeordnet ist, um dem Wicklungselement zugewandt zu sein, wobei die magnetische Erzeugungseinrichtung als ein Magnetelement verwendet wird, das Magnethalteelement einen weichmagnetischen Kern (11) aufweist, der Magneteinbauöffnungen (12) aufweist, die quer über eine d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind, und die ersten und zweiten Magnetelemente in jeder der Magneteinbauöffnungen eingebaut sind.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Magneteinbauöffnungen sich quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse derart angeordnet sind, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind, und die Magnete quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol derart angeordnet sind, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, wobei: jede der Magneteinbauöffnungen einen d-Achsen-Seitenverlängerungsabschnitt aufweist, der sich zwischen dem entsprechenden Paar der Magnete befindet und der einen Abschnitt verlängert, der sich zu der d-Achse hin erstreckt, jedes der zweiten Magnetelemente in dem d-Achsen-Seitenverlängerungsabschnitt der entsprechenden einen der Magneteinbauöffnungen angeordnet ist, und jede der Magneteinbauöffnungen eine Flussbarriere (25) aufweist, die derart angeordnet ist, dass sie näher an der d-Achse als das entsprechende eine der zweiten Magnetelemente angeordnet ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei: jedes der ersten Magnetelemente des Paars, das sich quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol befindet, einen Flussverstärkungspunkt (P2) aufweist, der am nächsten zu dem anderen der ersten Magnetelemente ist, und jedes der zweiten Magnetelemente konfiguriert ist, den Flussverstärkungspunkt des entsprechenden einen der ersten Magnetelemente zu stärken.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei: ein Winkel, der zwischen zumindest einer der ersten magnetischen Ausrichtungen von jedem der ersten Magnetelemente und zumindest einer der zweiten magnetischen Ausrichtungen des entsprechenden einen der zweiten Magnetelemente geformt wird, derart eingestellt ist, dass er ein spitzer Winkel ist.
Weichmagnetischer Kern, der derart anzuordnen ist, dass er einer Wicklung (33) einer rotierenden elektrischen Maschine (1) mit Innenmagnet zugewandt ist, zum Halten einer Vielzahl von Magneten (51, 71, 101, 121), wobei der weichmagnetische Kern aufweist: eine Vielzahl von Magneteinbauöffnungen, die darin definiert sind, in denen jeweils ein entsprechender der Magnete einzubauen ist, wobei: die Magneteinbauöffnungen ein Paar von Magneteinbauöffnungen aufweisen, die quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind, wobei die Magneteinbauöffnungen des Paars im Wesentlichen eine V-Form derart aufweisen, dass ein Gegenüberliegungsabstand zwischen den Magneteinbauöffnungen zu der Wicklungsseite hin länger wird, jede der Magneteinbauöffnungen des Paars ein q-Achsen-Seitenende, ein d-Achsen-Seitenende und einen Zwischenabschnitt zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende aufweist, und der Zwischenabschnitt derart angeordnet ist, dass er konvex zu der Wicklungsseite hin ist.
Weichmagnetischer Kern nach Anspruch 25, wobei: die rotierende elektrische Maschine aufweist: einen ringförmigen Stator (30), in dem die Wicklung gewickelt ist, und einen Rotor (10), der radial innerhalb des Stators derart angeordnet ist, dass er dem Stator zugewandt ist, wobei der Rotor die Magnete aufweist, der weichmagnetische Kern als ein Rotorkern (11) zu verwenden ist, der den Rotor bildet, und der Zwischenabschnitt derart angeordnet ist, dass er konvex zu der Statorseite hin ist.
Weichmagnetischer Kern nach Anspruch 25 oder 26, wobei: die Magneteinbauöffnungen sich quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse derart befinden, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung für einen Motor (1) mit. einer Vielzahl von Magneten (51, 71, 101, 121), die derart angeordnet sind, dass sie einer Wicklung (33) zugewandt sind, und die in Bezug auf die Wicklung bei Speisung der Wicklung beweglich sind, wobei die Magnete in einer relativen Bewegungsrichtung angeordnet sind, während magnetische Polaritäten auf der Grundlage der Magneten abwechselnd geändert sind, wobei jeder der Magnete aufweist: Flusswirkungsoberflächen, die an jeweiligen Wicklungs- und Gegen-Wicklungsseiten angeordnet sind, um Magnetfluss zu erzeugen, und magnetische Ausrichtungen, die darin definiert sind, die sich mit zumindest einer der Flusswirkungsoberflächen bei einem nicht-orthogonalen Winkel schneiden.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 28, wobei: der Motor als eine rotierende elektrische Maschine (1) entworfen ist, die aufweist: ein Wicklungselement (30), in dem die Wicklung gewickelt ist, ein Magnethalteelement (10), das die Magneten aufweist und das radial derart angeordnet ist, dass es dem Wicklungselement zugewandt ist, wobei die magnetische Erzeugungsvorrichtung als das Magnetelement verwendet wird, das Magnethalteelement einen weichmagnetischen Kern (11) aufweist, der Magneteinbauöffnungen (12) aufweist, die quer über eine d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind, und die Magnete in den jeweiligen Magneteinbauöffnungen eingebaut sind.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 29, wobei: die magnetischen Einbauöffnungen quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse derart angeordnet sind, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind, und die Magnete quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol derart angeordnet sind, dass sie symmetrisch um die d-Achse sind.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, wobei: die magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magnete derart geändert sind, dass die magnetischen Ausrichtungen eine erste Ausrichtung an einer wicklungsseitigen Flussoberfläche aufweisen und eine zweite Ausrichtung an der gegen-wicklungsseitigen Flussoberfläche aufweisen, wobei die erste Ausrichtung sich von der zweiten Ausrichtung unterscheidet.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 31, wobei: die magnetischen Ausrichtungen für jeden der Magnete von der q-Achse zu der d-Achse derart geändert sind, dass die magnetischen Ausrichtungen eine orthogonale Ausrichtung in den magnetischen Ausrichtungen aufweisen, die näher an einer Richtung orthogonal zu der q-Achse ist, und eine parallele Ausrichtung in den magnetischen Ausrichtungen aufweisen, die näher an einer Richtung parallel zu der d-Achse sind, so dass sich eine nicht-linear konvexe Form zu der Gegen-Wicklungsseite hin ergibt.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 31, wobei: die magnetischen Ausrichtungen für jeden der Magnete von der d-Achse zu der q-Achse derart geändert sind, dass die magnetischen Ausrichtungen eine orthogonale Ausrichtung aufweisen, die näher an einer Richtung orthogonal zu der d-Achse ist, und eine parallele Ausrichtung aufweisen, die näher an einer Richtung parallel zu der q-Achse ist, so dass sich eine nicht-lineare konvexe Form zu der Gegen-Wicklungsseite hin ergibt.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 33, wobei: jeder der Magnete ein q-Achsen-Seitenende, ein d-Achsen-Seitenende und einen Zwischenabschnitt zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende in dem weichmagnetischen Kern aufweist, und das q-Achsen-Seitenende in dem weichmagnetischen Kern derart angeordnet ist, dass es radial näher an der Wicklung ist, als es das d-Achsen-Seitenende ist, und der Zwischenabschnitt derart angeordnet ist, dass er konvex zu der Wicklungsseite hin ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 34, wobei: jede der magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magnete sich mit jeder der Flusswirkungsoberflächen zu dem nicht-orthogonalen Winkel schneidet, jeder der Magnete Endoberflächen aufweist, die parallel zu den magnetischen Ausrichtungen sind und sich mit den Flusswirkungsoberflächen schneiden, und jede der Magneteinbauöffnungen eine Flussbarriere (53, 54) aufweist, die sich an einer äußeren Seite von zumindest einem eines d-Achsen-Seitenendes und eines q-Achsen-Seitentendes des entsprechenden Magneten befindet.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, wobei: jede der magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magneten in Bezug auf die d-Achse geneigt ist, und sich mit jeder der Flusswirkungsoberflächen zu dem nicht-orthogonalen Winkel schneidet.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 36, wobei: die Magnete quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol angeordnet sind, um sich an beiden Seiten der d-Achse zu befinden, und die magnetischen Ausrichtungen der jeweiligen Magnete, die quer über die d-Achse hinweg angeordnet sind, in Bezug auf die d-Achse geneigt sind und sich miteinander an einem Abschnitt des weichmagnetischen Kerns schneiden, wobei der Abschnitt sich näher an der Wicklung befindet, als es die Magneteinbauöffnung ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 36 oder 37, wobei: jede der magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magneten sich mit jeder der Flusswirkungsoberflächen zu dem nicht-orthogonalen Winkel schneidet, und jeder der Magnete Endoberflächen aufweist, wobei zumindest eine der Endoberflächen parallel zu den magnetischen Ausrichtungen ist und sich mit den Flusswirkungsoberflächen schneidet.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 36 bis 38, wobei: jeder der Magnete eine erste Länge von zumindest einer Endausrichtung der magnetischen Ausrichtungen, die in einer von Endoberflächen definiert sind, die sich mit der Flusswirkungsoberfläche schneidet, und eine zweite Länge von zumindest einer Mittelausrichtung der magnetischen Ausrichtungen, die in einem Mittelabschnitt zwischen den Endoberflächen definiert sind, aufweist, wobei die erste Länge der zumindest einen Endausrichtung länger als die zweite Länge der zumindest einen Mittelausrichtung ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 36 bis 39, wobei: jeder der Magnete einen d-Achsen-näheren Abschnitte und einen q-Achsen-näheren Abschnitt aufweist, wobei der d-Achsen-nähere Abschnitt näher an der d-Achse ist, als es der q-Achsen-nähere Abschnitt ist, wobei der q-Achsen-nähere Abschnitt näher an der q-Achse ist, als es der d-Achsen-nähere Abschnitt ist, und zumindest eine d-Achsen-nähere Ausrichtung der magnetischen Ausrichtungen, die in dem d-Achsen-näheren Abschnitt definiert sind, sich von zumindest einer q-Achsen-näheren Ausrichtung der magnetischen Ausrichtungen unterscheidet, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt definiert sind.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 40, wobei: die zumindest eine d-Achsen-nähere Ausrichtung, die in dem d-Achsen-näheren Abschnitt jedes Magneten definiert ist, näher an einer Richtung ist, die parallel zu der d-Achse ist, als es die zumindest eine q-Achse-nähere Ausrichtung ist, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt des entsprechenden Magneten definiert ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 41, wobei: eine Neigung (θ2) der zumindest einen q-Achsen-näheren Ausrichtung, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt von jedem Magneten definiert ist, in Bezug auf eine Richtung, die senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen ist, größer als eine Neigung (θ1) der zumindest einen d-Achsen-näheren Ausrichtung, die in dem d-Achsen-näheren Abschnitt des entsprechenden Magneten definiert ist, in Bezug auf die Richtung, die senkrecht zu den Flusswirkungsoberflächen ist, ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 40, wobei: die zumindest eine q-Achsen-nähere Ausrichtung, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt von jedem Magneten definiert ist, näher an einer Richtung ist, die parallel zu der q-Achse ist, als es die zumindest eine d-Achsen-nähere Ausrichtung ist, die in dem d-Achsen-näheren Abschnitt des entsprechenden Magneten definiert ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 36 bis 39, wobei: die Magneteinbauöffnungen ein Paar von Magneteinbauöffnungen aufweisen, die quer über die d-Achse hinweg für jeden Pol an beiden Seiten der d-Achse angeordnet sind, wobei die Magneteinbauöffnungen jedes Paars im Wesentlichen eine V-Form derart aufweisen, dass ein Gegenüberliegungsabstand zwischen den Magneteinbauöffnungen zu der Wicklungsseite hin größer wird, und jeder der Magnete einen ersten Magnetabschnitt und einen zweiten Magnetabschnitt quer über die d-Achse hinweg aufweist, wobei der erste Magnetabschnitt ein d-Achsen-Seitenende aufweist und der zweite Magnetabschnitt ein q-Achsen-Seitenende aufweist, und zumindest eine der magnetischen Ausrichtungen, die in dem zweiten Magnetabschnitt definiert sind, näher an einer Richtung ist, die senkrecht zu der q-Achse ist, als es zumindest eine der magnetischen Ausrichtungen ist, die in dem ersten Magnetabschnitt definiert sind.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 44, wobei: zumindest eine der magnetischen Ausrichtungen, die in dem ersten Magnetabschnitt definiert sind, parallel zu der d-Achse ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, wobei: jeder der Magnete ein q-Achsen-Seitenende, ein d-Achsen-Seitenende und einen Zwischenabschnitt zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende in dem weichmagnetischen Kern aufweist, und das q-Achsen-Seitenende in dem weichmagnetischen Kern derart angeordnet ist, dass es radial näher an der Wicklung ist, als es das d-Achsen-Seitenende ist, und der Zwischenabschnitt derart angeordnet ist, dass er konvex zu der Wicklungsseite hin ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, wobei: jeder der Magnete ein q-Achsen-Seitenende, ein d-Achsen-Seitenende und einen Zwischenabschnitt zwischen dem q-Achsen-Seitenende und dem d-Achsen-Seitenende in dem weichmagnetischen Kern aufweist, und das q-Achsen-Seitenende in dem weichmagnetischen Kern derart angeordnet ist, dass es radial näher an der Wicklung ist, als es das d-Achsen-Seitenende ist, und der Zwischenabschnitt derart angeordnet ist, dass er konvex zu der Gegen-Wicklungsseite hin ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 46 oder 47, wobei jeder der Magnete einen d-Achsen-näheren Abschnitt und einen q-Achsen-näheren Abschnitt aufweist, wobei der d-Achsen-nähere Abschnitt näher an der d-Achse ist, als es der q-Achsen-nähere Abschnitt ist, und der q-Achsen-nähere Abschnitt näher an der q-Achse ist, als es der d-Achsen-nähere Abschnitt ist, und zumindest eine der magnetischen Ausrichtungen, die in dem d-Achsen-näheren Abschnitt definiert sind, sich von zumindest einer der magnetischen Ausrichtungen unterscheidet, die in dem q-Achsen-näheren Abschnitt definiert sind.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 48, wobei: die magnetischen Ausrichtungen von jedem der Magneten jeweils eine Kreisbogenform aufweisen.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 49, wobei: die Magnete ein Paar eines erstseitigen Magneten und eines zweitseigen Magneten aufweisen, die quer über einen d-Achsen-Kernabschnitt (55) des weichmagnetischen Kerns angeordnet sind, wobei jeder der ersten- und zweitseitigen Magnete ein Wicklungsseitenende und ein Gegen-Wicklungsseitenende aufweisen, die einander entgegengesetzt sind, und der weichmagnetische Kern ein nicht-magnetisches Element (54) für jeden der ersten- und zweitseitigen Magnete aufweist, wobei das nicht-magnetische Element (54) sich von dem Wicklungsseitenende des entsprechenden einen der ersten- und zweitseitigen Magnete zu der Gegen-Wicklungsseite quer über den d-Achsen-Kernabschnitt (55) erstreckt.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 50, wobei: das nicht-magnetische Element für jeden der erst- und zweitseitigen Magneten aus einem nicht-magnetischem Material besteht, das in einem Teil der entsprechenden einen der Magneteinbauöffnungen eingebaut ist.
Magnetische Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 50 oder 51, wobei der weichmagnetische Kern ein Rotorkern ist, der aufweist: eine Durchgangsöffnung (14), die durch einen zentralen Abschnitt davon geformt ist, wobei eine Drehwelle (40) durch die Durchgangsöffnung drehbar angeordnet ist, wobei die Durchgangsöffnung eine innere Umlaufsoberfläche davon aufweist, und das nicht-magnetische Element (54) für jeden der erst- und zweitseitigen Magnete zu der q-Achsen-Seite über einer virtuellen Linie hinaus vorspringt, wobei die virtuelle Linie derart definiert ist, dass sie einen radial innersten Punkt des entsprechenden einen der erst- und zweitseitigen Magnete und eine Mitte des Rotorkerns verbindet.
Verfahren zur Herstellung eines Magneten (51, 71), der für eine rotierende elektrische Maschine (1) zu verwenden ist, wobei das Verfahren aufweist: Einfüllen eines magnetischen Pulverelements in eine Gussform (63, 81), die in einem durch eine Magnetfeldspule (61, 81) erzeugtes Magnetfeld anzuordnen ist, und Anlegen einer vorbestimmten magnetischen Ausrichtung an das in die Gussform gefüllte magnetische Pulverelement auf der Grundlage des Magnetfeldes, während das durch die Magnetfeldspule erzeugte Magnetfeld auf der Grundlage eines Ausrichtungskerns (62, 82) gebogen wird, und Sintern des magnetischen Pulverelements, das in die Gussform gefüllt ist.