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Die
vorliegende Anmeldung bezieht sich auf die
japanische Patentanmeldung Nr. 2007-139559 , die
am 25. Mai 2007 eingereicht wurde und deren Inhalte hier durch Bezugnahme
mit einbezogen werden.
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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Wechselstrommotor, spezieller
einen Wechselstrommotor mit einer Konstruktion, bei der Magnetpole
eines Stators desselben entlang der axialen Richtung des Motors
gelegen sind.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Die
25 bis
27 zeigen
die Konstruktion eines Motors mit einer konzentrierten Wicklung, wie
sie in der offengelegten
japanischen
Patentanmeldung Nr. 6-261513 (Patentdokument 1) offenbart ist,
wobei der Motor mit der konzentrierten Wicklung eine Konstruktion
aufweist, bei der jede Phasenwicklung in konzentrierter Form auf
entsprechende Statorpole gewickelt ist.
25 zeigt
einen schematischen axialen Querschnitt des Motors,
26 zeigt einen
schematischen Umfangsquerschnitt des Motors und
27 zeigt
eine schematische umfangsmäßige Abwicklung des
Stators des Motors.
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Der
herkömmliche Motor mit der konzentrierten Wicklung, wie
er in dem Patentdokument 1 offenbart ist, ist mit Problemen behaftet
dahingehend, daß die Konstruktion desselben kompliziert
ist, da jede Wicklung um jeden Statorpol gewickelt werden muß. Da
ferner die Wicklungen an den Böden von Schlitzen gelegen
sein müssen, ist die Wicklungsarbeit schwierig, was zur
Folge hat, daß die Produktionseffizienz abgesenkt wird.
Darüber hinaus ist der herkömmliche Motor mit
der konzentrierten Wicklung mit Problemen hinsichtlich dessen Konstruktion
behaftet, da es nämlich schwierig ist, diesen in einer
kompakten Größe auszuführen, ferner auch
schwierig ist, eine hocheffiziente Produktivität zu realisieren,
und schließlich auch schwierig ist, diesen bei niedrigen Kosten
herzustellen.
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Um
die genannten Probleme zu lösen, schlägt der Erfinder
der vorliegenden Anmeldung einen Wechselstrommotor vor, der in der
offengelegten
japanischen
Patentanmeldung Nr. 2005-160285 (Patentdokument 2) dargestellt
ist.
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Die 28 bis 32 zeigen
die Konstruktion dieses Wechselstrommotors. 28 ist
ein schematischer axialer Querschnitt des Motors, 29 zeigt
einen schematischen radialen Querschnitt des Motors, und 30 ist
eine schematische umfangsmäßige Abwicklung des
Stators des Motors, 31 zeigt eine schematische umfangsmäßige
Abwicklung des Motors, und 32 veranschaulicht
eine schematische umfangsmäßige Abwicklung von
Zweiphasenwicklungen einer Statorwicklung des Motors.
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Verglichen
mit dem Wechselstrommotor, der in dem Patentdokument 1 dargestellt
ist, kann der Wechselstrommotor, der in dem Patentdokument 2 gezeigt
ist, bei niedrigen Kosten hergestellt werden und kann auch einen
hohen Wirkungsgrad erreichen, kann ferner ein hohes Drehmoment erzeugen,
und zwar aufgrund der folgenden Gründe.
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Der
in dem Patentdokument 2 dargestellte Wechselstrommotor enthält
einen Rotor, bei dem die N-Pole und die S-Pole abwechselnd entlang
der Umfangsrichtung gelegen sind, umfaßt n Teil-Kerne,
von denen jeder eine Vielzahl von Statorpolen enthält,
die entlang der Umfangsrichtung gelegen sind, und so gelegen sind,
daß sie einer zum anderen in bezug auf die Umfangspositionen
verschoben sind, und die axialen Positionen von deren Statorpolen
und eine Vielzahl von schleifenförmigen Wicklungen so ausgebildet
sind, daß sich diese entlang der Umfangsrichtung erstrecken,
wobei jede der schleifenförmigen Wicklungen benachbart
zu einem entsprechenden einen der n Teil-Kerne in der axialen Richtung
gelegen ist.
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Die
Statorpole bilden den gleichen Teil-Kern und sind in der gleichen
Umfangsrichtung gelegen. Wenn angenommen wird, daß die
Wicklungen jeweils um die Statorpole von jedem Teil-Kern gewickelt
sind, fließt durch die Wicklungen, die in einem Raum zwischen
zwei benachbarten Statorpolen des gleichen Teil-Kernes gelegen sind,
solche Ströme, durch die magnetomotorische Kräfte
mit entgegengesetzten Richtungen erzeugt werden, und sich demzufolge
diese Kräfte gegenseitig aufheben. Demzufolge fließt äquivalent
kein Strom durch den Raum zwischen diesen zwei benachbarten Statorpolen.
Es ist demzufolge in einem Fall eines Wechselstrommotors des Typs,
bei dem eine Vielzahl von den Teil-Kernen mit unterschiedlichen
Phasen koaxial entlang der axialen Richtung gelegen sind, möglich, die
schleifenförmigen Wicklungen zu verwenden, von denen jede
axial benachbart zu einem entsprechenden einen der Teil-Kerne gelegen
ist.
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Da
in der Konsequenz die Wicklungen zwischen den Statorpolen, die in
der Umfangsrichtung gelegen sind, eliminiert werden können,
kann der in dem Patentdokument 2 dargestellt Wechselstrommotor einen
hohen Wirkungsgrad erreichen und kann auch im Vergleich zu einem
herkömmlichen Wechselstrommotor, der solche Wicklungen
enthält, ein hohes Drehmoment erzeugen. Darüber
hinaus ermöglicht die Beseitigung der Wicklungen zwischen den
Statorpolen eine Vielpol-Konstruktion, eine Verbesserung der Produktivität
und auch eine Reduzierung der Produktionskosten, und zwar aufgrund
von dessen einfacher Wicklungsstruktur. Da ferner die Teil-Kerne
symmetrisch und koaxial in dem Motor gelegen sind, kann eine Deformation
des Stators oder eine Verzerrung in jeder Komponente des Motors aufgrund
einer magnetischen Anziehungskraft zwischen dem Rotor und dem Stator
reduziert werden, wodurch auch eine Verringerung der Vibration und Geräuschentwicklung
des Motors möglich werden.
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Jedoch
ist der Wechselstrommotor, der in dem Patentdokument 2 offenbart
ist, mit einem Problem dahingehend behaftet, daß, da der
Magnetfluß dreidimensional in diesem Motor fließt,
es schwierig ist, dessen Magnetkern durch Laminieren von elektrischen
Stahlblechen auszubilden, und zwar aufgrund der magnetischen Anisotropie
derselben. Obwohl somit ein Staubkern (Pulver-Magnetkern) als ein
Magnetkern bekannt ist, der keine magnetische Anisotropie aufweist,
ist dieser kostspielig und ist dem Magnetkern unterlegen oder schlechter
als dieser, der durch Laminieren von elektrischen Stahlblechen gebildet
ist, und zwar hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften und hinsichtlich
der Festigkeit.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung schafft einen Wechselstrommotor, der Folgendes
aufweist:
einen Rotor mit N-Polmagneten und mit S-Polmagneten,
die abwechselnd entlang einer Umfangsrichtung des Wechselstrommotors
angeordnet sind;
einen Statorkern mit einer Vielzahl von Teil-Kernen, die
koaxial entlang einer axialen Richtung des Wechselstrommotors angeordnet
sind, von denen jeder der Teil-Kerne eine Vielzahl von Statorpolen
enthält, die entlang der Umfangsrichtung gelegen sind,
so daß sie sich auf dem gleichen Umfang befinden; und
eine
Vielzahl von schleifenförmigen Wicklungen, von denen sich
jede in der Umfangsrichtung erstreckt, indem sie in der axialen
Richtung durch Zwischenpolräume verlaufen, und zwar Räume
zwischen jedem der zwei benachbarten Statorpole in der Umfangsrichtung;
wobei
eine Phasenwinkel-Differenz zwischen jedem von zwei benachbarten
Statorpolen in der Umfangsrichtung desselben einen der Teil-Kerne
auf einen Wert eingestellt ist, der kleiner ist als 360°,
und zwar für jeden der Teil-Kerne.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird es möglich, die Produktivität
und Qualitätseigenschaften eines Wechselstrommotors des
Typs zu verbessern, bei dem eine Vielzahl von Teil-Kernen unterschiedlicher
Phasen koaxial entlang der axialen Richtung des Wechselstrommotors
gelegen sind.
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Andere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich klarer aus der
folgenden Beschreibung unter Hinweis auf die Zeichnungen und aus
den Ansprüchen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In
den beigefügten Zeichnungen zeigen:
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1 einen
schematischen axialen Querschnitt eines Wechselstrommotors einer
Ausführungsform der Erfindung;
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2 ein
Diagramm, welches schematische Querschnitte des Motors entlang der
Linie A-A, entlang der Linie B-B und entlang der Linie C-C in 1 darstellen;
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3 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung der Statorpole
des Motors, der in 1 gezeigt ist;
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4 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung eines Rotors
des in 1 gezeigten Motors;
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5 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung der schleifenförmigen
Wicklungen des Motors, der in 1 dargestellt
ist;
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6 eine
schematische umfangsmäßig Abwicklung der schleifenförmigen
Wicklungen einer Variante der ersten Ausführungsform;
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7 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung der Statorpole
eines Wechselstrommotors einer Variante der Ausführungsform;
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8 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung der schleifenförmigen
Wicklungen des Motors, der in 7 gezeigt
ist;
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9 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung der Statorpole
einer Variante des Motors, der in 7 gezeigt
ist;
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10 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung der Statorpole
einer Variante des Motors, der in 7 dargestellt
ist;
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11 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung von Statorpolen
einer Variante des Motors, der in 7 gezeigt
ist;
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12 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung der Statorpole
einer Variante des Motors, der in 7 veranschaulich
ist;
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13 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung der Statorpole
einer Variante des Motors, der in 7 gezeigt
ist;
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14A eine schematische umfangsmäßige
Abwicklung der Statorpole einer Variante des Motors, der in 7 dargestellt
ist;
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14B eine schematische umfangsmäßige
Abwicklung der schleifenförmigen Wicklungen der Variante,
die in 14A dargestellt ist;
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15A eine schematische umfangsmäßige
Abwicklung der Statorpole einer Variante des Motors, der in 7 gezeigt
ist;
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15B eine schematische umfangsmäßige
Abwicklung der schleifenförmigen Wicklungen der Variante,
die in 15A gezeigt ist;
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16A eine schematische umfangsmäßige
Abwicklung der Statorpole einer Variante des Motors, der in 7 veranschaulicht
ist;
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16B eine schematische umfangsmäßige
Abwicklung der schleifenförmigen Wicklungen der Variante,
die in 16A dargestellt ist;
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17A eine schematische umfangsmäßige
Abwicklung der Statorpole einer Variante des Motors, der in 7 gezeigt
ist;
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17B eine schematische umfangsmäßige
Abwicklung der schleifenförmigen Wicklungen der Variante,
die in 17A dargestellt ist;
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18 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung der Statorpole
einer Variante des Motors, der in 7 gezeigt
ist;
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19 ein
schematischer axialer Querschnitt, der die Anordnungen von Statorpolen
und den schleifenförmigen Wicklungen einer Variante des Motors
veranschaulicht, der in 7 gezeigt ist;
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20 einen
schematischen axialen Querschnitt, der die Anordnungen von Statorpolen
und den schleifenförmigen Wicklungen einer Variante des Motors
darstellt, der in 7 gezeigt ist;
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21 einen
schematischen axialen Querschnitt, der die Anordnungen von Statorpolen
und von den schleifenförmigen Wicklungen einer Variante des
Motors zeigt, der in 7 dargestellt ist;
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22 einen
schematischen axialen Querschnitt, der Anordnungen von Statorpolen
und von schleifenförmigen Wicklungen einer Variante des
Motors darstellt, der in 7 veranschaulicht ist;
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23A eine schematische umfangsmäßige
Draufsicht eines Statorkernes einer Variante des Motors, der in 7 gezeigt
ist;
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23B ein Diagramm, welches einen schematischen
axialen Querschnitt der Variante wiedergibt, die in 23A gezeigt ist, und zwar entlang der Linie A-A
in 23A;
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24A eine schematische umfangsmäßige
Abwicklung von Statorpolen einer Variante des Motors, der in 7 dargestellt
ist;
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24B eine schematische umfangsmäßige
Abwicklung der schleifenförmigen Wicklungen der Variante,
die in 24A gezeigt ist;
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25 einen
schematischen axialen Querschnitt eines herkömmlichen Wechselstrommotors;
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26 einen
schematischen radialen Querschnitt des Wechselstrommotors, der in 25 gezeigt
ist
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27 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung des Wechselstrommotors,
der in 25 dargestellt ist;
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28 einen
schematischen axialen Querschnitt eines anderen herkömmlichen
Wechselstrommotors;
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29 einen
schematischen radialen Querschnitt des Wechselstrommotors, der in 28 dargestellt
ist;
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30 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung eines Stators
des Wechselstrommotors, der in 28 wiedergegeben
ist;
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31 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung eines Rotors
des Wechselstrommotors, der in 28 gezeigt
ist; und
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32 eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung von Zweiphasenwicklungen
einer Statorwicklung des Wechselstrommotors, der in 28 veranschaulicht
ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung
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Es
wird im Folgenden ein Wechselstrommotor einer Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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1 zeigt
einen schematischen axialen Querschnitt dieses Motors 100. 2 ist
ein Diagramm, welches schematische Querschnitte des Motors 100 entlang
der Linie A-A, entlang der Linie B-B und entlang der Linie C-C in 1 zeigt. 3 ist eine
schematische umfangsmäßige Abwicklung der Statorpole
des Motors 100. 4 zeigt eine schematische umfangsmäßige
Abwicklung eines Rotors des Motors 100. 5 veranschaulicht
eine schematische umfangsmäßige Abwicklung der
schleifenförmigen Wicklungen (Phasenwicklungen von zwei
unterschiedlichen Phasen) des Motors 100.
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Zuerst
wird die Grundkonstruktion des Motors 100 erläutert.
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Der
Motor 100 enthält einen Rotor 10, der
an einer Drehwelle 11 befestigt ist und eine SPM(Oberflächen-Permanentmagnet)-Struktur
aufweist, bei der ein zylinderförmiger Permanentmagnet 12 an dem
Außenumfang des Rotors 10 befestigt ist. Die Drehwelle 11 ist
drehbar durch ein Gehäuse 13 über Lager
gehaltert. Wie in 2 gezeigt ist, umfaßt
der Permanentmagnet 12 acht Magnetpole, die abwechselnd
in entgegengesetzten Richtung entlang der Umfangsrichtung desselben
magnetisiert sind. Jeder der Winkelwerte, die in 2 angezeigt
sind, zeigen einen mechanischen Winkel. Bei dieser Ausführungsform
beträgt der elektrische Winkel das Vierfache des mechanischen
Winkels. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet einen Statorkern.
An diesem Statorkern 14 sind schleifenförmige
Wicklungen (Phasenwicklungen) 15, 16 herumgewickelt.
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Der
Statorkern 14 enthält erste, zweite und dritte
Teil-Kerne, die koaxial gelegen sind, so daß sie zu dem
Außenumfang des Rotors 10 hinweisen. Der erste
Teil-Kern enthält Statorpole 19, 20,
die abwechselnd in der Umfangsrichtung gelegen sind. Der zweite
Teil-Kern enthält Statorpole 21, 22,
die abwechselnd in der Umfangsrichtung gelegen sind. Der dritte Teil-Kern
enthält Statorpole 23, 24, die abwechselnd in
der Umfangsrichtung angeordnet sind. Der erste Teil-Kern ist an
der Position der Linie A-A in 1 gelegen,
d. h. an einem Endabschnitt des Statorkernes 14 in der
axialen Richtung. Der zweite Teil-Kern ist an der Position der Linie
B-B in 1 gelegen, d. h. an einem mittleren Abschnitt
des Statorkernes 14 in der axialen Richtung. Der dritte
Teil-Kern ist an der Position der Linie C-C in 1 gelegen,
d. h. an dem anderen Endabschnitt des Statorkernes 14 in
der axialen Richtung.
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Wie
in 2 gezeigt ist, enthält jeder der ersten
bis dritten Teil-Kerne acht Pole. Demzufolge beträgt der
Phasenwinkel zwischen den Statorpolen 19, 20,
zwischen den Statorpolen 21, 22 und zwischen den
Statorpolen 23, 24 gleich 45° in Form
eines mechanischen Winkels (180 elektrische Winkelgrade). Der zweite
Teil-Kern ist um 30 mechanische Winkelgrade verschoben (120 elektrische
Winkelgrade), und zwar von dem ersten Teil-Kern. Der dritte Teil-Kern
ist um 30 mechanische Winkelgrade (120 elektrische Winkelgrade)
von dem zweiten Teil-Kern verschoben. Jeder der Statorpole, der
in dem ersten, zweiten oder dritten Teilkern enthalten ist, ist
aus einem weichmag netischen, quadratischen, stabförmigen
Teil gebildet, welches eine vorbestimmte Länge in der Umfangsrichtung
aufweist und welches eine vorbestimmte Weite oder Breite in der
axialen Richtung besitzt.
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Wie
in 2 gezeigt ist, sind die Statorpole, die in dem
gleichen Teil-Kern enthalten sind, magnetisch miteinander in der
Umfangsrichtung kurzgeschlossen, und zwar vermittels eines ringförmig
gestalteten Jochabschnitts des Teil-Kernes an deren Basis-Endabschnitten.
Die ringförmig gestalteten Jochabschnitte des ersten bis
dritten Teil-Kernes sind miteinander in der axialen Richtung magnetisch
kurzgeschlossen, und zwar über einen ringförmig
gestalteten Jochabschnitt, der radial außerhalb der Schleifenwicklungen 15, 16 gelegen
ist. Die Teil-Kerne können aus Staubkernen (Pulverkernen)
bestehen. Jedoch gibt es keine Beschränkung darauf. Jeder
der Teil-Kerne kann beispielsweise aus einem Kollektiv einer Vielzahl
von weiteren kleineren Teil-Kernen gebildet sein.
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Wie
oben erläutert ist, besteht der Statorkern 14 aus
drei Teil-Kernen in Form von Statorkernen, die entlang der axialen
Richtung angeordnet sind, wobei der Phasenwinkel zwischen zwei benachbarten
Statorpolen von jedem dieser Statorkerne auf 120 elektrische Winkelgrade
eingestellt ist. Im Falle einer schleifenförmigen Wicklung,
die auf jeden der Teil-Kerne gewickelt ist, und da ein Magnetfluß,
der zwischen den Teil-Kernen fließt, nicht verzichtbar
ist, wenn der magnetische Widerstand eines Magnetkreises in der
axialen Richtung hoch ist, werden keinerlei kritische Probleme verursacht.
Somit kann der Statorkern 14 durch Laminieren von elektrischen Stahlblechen
ausgebildet werden.
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Als
nächstes werden die schleifenförmigen Wicklungen 15, 16 unter
Hinweis auf 5 erläutert. Bei dieser
Ausführungsform besitzt jede der schleifenförmigen
Wicklungen 15, 16 ein einzigartiges Wicklungsmuster.
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Die
schleifenförmige Wicklung 15 besteht aus einer
Wellenwicklung, die durch einen Raum zwischen benachbarten Statorpolen 19, 20 hindurch
verläuft, und durch einen Raum zwischen benachbarten Statorpolen 21, 22 in 5 nach
unten hin. Danach verläuft die schleifenförmige
Wicklung 15 durch einen Raum zwischen einem anderen Satz
von benachbarten Statorpolen 22, 21 und durch
einen Raum zwischen einem anderen Satz der benachbarten Statorpole 20, 19,
und zwar in 5 nach oben zu, um dann zu der
Anfangsposition in der axialen Richtung zurückzukehren,
wobei diese Räume benachbart in der Umfangsrichtung zu
Räumen liegen, durch die die schleifenförmige
Wicklung 15 bereits hindurch verlaufen ist. Dieses Muster
der Wicklung wird wiederholt, und zwar bis die schleifenförmige Wicklung 15 eine
Windung in der Umfangsrichtung erreicht.
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In ähnlicher
Weise besteht die schleifenförmige Wicklung 16 aus
einer Wellenwicklung, die durch einen Raum zwischen benachbarten
Statorpolen 22, 21 hindurch verläuft
und auch durch einen Raum zwischen benachbarten Statorpolen 24, 23, und
zwar in 5 nach unten hin. Danach verläuft die
schleifenförmige Wicklung 16 durch einen Raum zwischen
einem anderen Satz von benachbarten Statorpolen 23, 24 und
einen Raum zwischen einem anderen Satz von benachbarten Statorpolen 21, 22, und
zwar in 5 nach oben zu, um zur Anfangsposition
in der axialen Richtung zurückzukehren, wobei diese Räume
in der Umfangsrichtung benachbart zu Räumen liegen, durch
die die schleifenförmige Wicklung 16 bereits hindurch
verlaufen ist. Dieses Wicklungsmuster wird wiederholt, bis die schleifenförmige Wicklung 16 eine
Wende in der Umfangsrichtung ausführt.
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Bei
dieser Ausführungsform erzeugt die schleifenförmige
Wicklung 15 um die Statorpole 19, 20 des
ersten Teil-Kernes (der beispielsweise als ein 2-Pol-Statorkern
der U-Phase betrachtet werden kann) (wobei die schleifenförmige
Wicklung 15 als eine U-Phasen-Wellenwicklung betrachtet
werden kann), ein U-Phasen-Magnetfeld. In ähnlicher Weise erzeugt
die schleifenförmige Wicklung 16 um die Statorpole 23, 24 des
dritten Teil-Kernes (der beispielsweise als ein 2-Pol-Statorkern
der W-Phase betrachtet werden kann), (die schleifenförmige
Wicklung 16 als eine W-Phasen-Wellenwicklung betrachtet
werden kann), ein W-Phasen-Magnetfeld. Die schleifenförmige
Wicklung 15 in Form einer U-Phasenwicklung und die schleifenförmige
Wicklung 16 in Form einer W-Phasenwicklung sind um die
Statorpole 21, 22 gewickelt. Da demzufolge ein
kombinierter Strom in Form eines U-Phasenstromes und eines W-Phasenstromes,
d. h. ein invertierter V-Phasenstrom um die Statorpole 21, 22 des
zweiten Teil-Kernes fließt, wird dort herum ein V-Phasen-Magnetfeld
erzeugt. Es werden somit drei rotierende Magnetfelder, die um 120
elektrische Winkelgrade voneinander versetzt sind, durch diese zwei
schleifenförmigen Wicklungen 15, 16 erzeugt.
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Die
oben beschriebene Ausführungsform der Erfindung führt
zu den folgenden Vorteilen. Bei dieser Ausführungsform
beträgt die Phasendifferenz zwischen den benachbarten Statorpolen 19, 20,
die Phasendifferenz zwischen den benachbarten Statorpolen 21, 22 und
die Phasendifferenz zwischen den benachbarten Statorpolen 23, 24 gleich
80 elektrische Winkelgrade. Demzufolge liegen zwei benachbarte Statorpole
zwei rotorseitigen Magneten mit entgegengesetzter Polarität
gegenüber. Bei einer solchen positionsmäßigen
Konfiguration der Statorpole ist es möglich, da jeder der
zwei benachbarten Statorpole magnetisch zum anderen hin abgeglichen
ist, ein zackiges Drehmoment zu reduzieren und Drehmoment-Welligkeiten
aufgrund des zackigen Drehmoments zu reduzieren.
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Da
darüber hinaus der Magnetfluß, der zwischen jedem
der zwei benachbarten Statorpole in der Umfangsrichtung fließt,
dominant ist, wenn der Statorkern durch Laminieren von elektrischem
Stahlblech gebildet ist, kann ein Wirbelstromverlust klein gehalten
werden, da der Betrag des Magnetflusses, der senkrecht mit den elektrischen
Stahlblechen verkettet ist, klein ist.
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3 zeigt
einen Fall, bei dem die Phasendifferenz zwischen den Statorpolen,
die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind, 180 elektrische
Winkelgrade beträgt, wobei dies jedoch keine Einschränkung
bedeutet. Es können beispielsweise Statorpole, die eine
Phasendifferenz aufweisen, zwischen welchen 120° liegen,
und Statorpole, die eine Phasendifferenz aufweisen, zwischen denen
90° liegen, in solcher Weise kombiniert werden, daß eine Summe
aus den Magnetflüssen, die mit den Statorpolen verkettet
sind, die an der gleichen axialen Position gelegen sind, virtuell
0 betragen.
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Auch
dieses Beispiel liefert nahezu die gleichen Vorteile wie diejenigen,
die bei dieser Ausführungsform erreicht werden.
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Bei
dieser Ausführungsform beträgt die Phasendifferenz
zwischen den Statorpolen, die einander benachbart sind, in der Umfangsrichtung
180 elektrische Winkelgrade, und zwar für alle Statorpole,
was jedoch nicht notwendigerweise der Fall sein muß. Beispielsweise
können auch 170° oder 190° realisiert sein.
Dies ist deshalb möglich, da dann, wenn die Phasendifferenz
zwischen den einander benachbarten Statorpolen in der Umfangsrichtung
kleiner ist als 160 elektrische Winkelgrade, diese in einfacher
Weise magnetisch abgeglichen werden können, da Statorpole
vorhanden sind mit einer Phasendifferenz in der gleichen axialen
Position.
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Wie
anhand der obigen Beschreibung verstanden werden kann, können
auch in einem Fall, bei dem eine Vielzahl von Teilkernen in einer
Tandem-Anordnung entlang der axialen Richtung in solcher Weise angeordnet
sind, daß ein magnetischer Fluß in der axialen
Richtung fließen kann, wenn ein kombiniertes Magnetfeld,
welches durch alle die Statorpole erzeugt wird, die in der gleichen
axialen Position gelegen sind, nahezu 0 beträgt, verschiedene Vorteile
erreicht werden, da ein Fluß des Magnetflusses von einem
Teil-Kern zu einem benachbarten Teil-Kern in der axialen Richtung
beseitigt werden kann. Wenn darüber hinaus die Statorpole
mit der gleichen Polarität des gleichen Teil-Kernes symmetrisch
um einen Punkt gelegen sind, kann die radiale magnetische Kraft,
die auf diesen Teil-Kern aufgebracht wird, sehr gut abgeglichen
werden.
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Bei
dieser Ausführungsform sind die Statorpole in dem oberen
Teil der 3, 5 gelegen, und
die Wicklung befindet sich in einer solchen Positionsbeziehung,
daß die Phasendifferenz zwischen den Statorpolen 19, 20,
die einander in der Umfangsrichtung benachbart sind, bei 180 elektrischen
Winkelgraden liegt. Wenn demzufolge sinusförmige Ströme,
die zueinander um 180° in der Phase verschoben sind, durch
die Wicklungsräume (Zwischenpolräume) hindurch
fließen, die in der Umfangsrichtung einander benachbart
sind, kann ein maximales Drehmoment erzeugt werden. Tatsächlich
verlaufen gemäß dem Wicklungsmuster der schleifenförmigen Wicklung 15,
die in 5 ge zeigt ist, die Ströme, die jeweils
durch die Wicklungsräume fließen, die zueinander
in der Umfangsrichtung benachbart sind, in entgegengesetzter Richtung,
und demzufolge sind diese Wicklungsräume äquivalent
mit Strömen versorgt, die zueinander um 180° in
der Phase verschoben sind.
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Die
an dem Bodenteil von 3 und 5 gelegenen
Statorpole und die Wicklung befinden sich in der gleichen Positionsbeziehung
wie die Statorpole, die in dem oberen Teil der 3, 5 gelegen sind.
Es kann demzufolge ein maximales Drehmoment erzeugt werden, indem
ein sinusförmiger Strom der schleifenförmigen
Wicklung 16 zugeführt wird bzw. durch diese hindurch
geleitet wird. Die Positionen der Statorpole, die in dem oberen
Teil gelegen sind, und die Positionen der Statorpole, die in dem Bodenteil
von 5 gelegen sind, sind gegeneinander um 120° verschoben.
Demzufolge wird die schleifenförmige Wicklung 15 und
die schleifenförmige Wicklung 16 jeweils mit Strömen
versorgt, die eine Phasendifferenz von 120° zueinander
aufweisen.
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Die
Positionen der Statorpole, die in dem mittleren Teil von 5 gelegen
sind, sind um 120° in bezug auf die Positionen der Statorpole
verschoben, die in dem oberen Teil gelegen sind, und auch in bezug
auf die Positionen der Statorpole, die in dem Bodenteil gelegen
sind. Indem demzufolge in die Wicklungsräume der Statorpole,
die in dem mittleren Teil gelegen sind, ein Strom mit einer Phasendifferenz
von 120° in bezug auf den Strom zugeführt wird, der
durch die Wicklungsräume der Statorpole fließt, die
in dem oberen Teil gelegen sind, und ein Strom, der durch die Wicklungsräume
der Statorpole fließt, die in dem Bodenteil gelegen sind,
kann ein maximales Drehmoment erzeugt werden. Die schleifenförmige
Wicklung 15 und die schleifenförmige Wicklung 16 sind
in einer sich überlappenden Weise in den Wicklungsräumen
der Statorpole angeordnet, die in dem mittleren Teil gelegen sind.
Da die Ströme, die jeweils durch die schleifenförmige
Wicklung 15 und durch die schleifenförmige Wicklung 16 fließen,
in der Phase um 120° zueinander verschoben sind, wird auch
ein kombinierter Strom aus diesen Strömen um 120° zu jedem
dieser Ströme verschoben. Indem somit Ströme,
die in der Phase um 120° zueinander verschoben sind, der
schleifenförmigen Wicklung 15 bzw. der schleifenförmigen
Wicklung 16 zugeführt werden, kann das Drehmoment
erzeugt werden.
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Es
ist möglich, eine Konfiguration zu verwenden, bei der die
schleifenförmige Wicklung 15 in zwei Gruppen aufgeteilt
ist, von denen eine mit einem Strom von Io × sinus (θ + α)
zugeführt wird, der anderen ein Strom von –Io × sinus
(θ + α – 120) zugeführt wird,
und es ist auch möglich, die schleifenförmige Wicklung 16 in
zwei Gruppen aufzuteilen, von denen eine mit einem Strom von Io × sinus
(θ + α – 120) versorgt wird, und von
denen die andere mit einem Strom von –Io × sinus
(θ + α – 240) versorgt wird, wobei Io
eine Stromamplitude bedeutet, θ ein elektrischer Winkel
ist und α eine Stromphase angibt. Auch bei dieser Konfiguration
kann das Drehmoment erzeugt werden.
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Variante
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Wie
in 1 gezeigt ist, kann, wenn die axiale Weite oder
Breite von jedem der Statorpole die gleiche ist, und zwar bei jeglicher
radialen Position derselben, die Produktivität hoch gestaltet
werden, da es möglich ist, die Statorpole einfach durch
Laminieren einer bestimmten Anzahl von elektrischen Stahlblechen
auszubilden. Wenn alle die Statorpole die gleiche Umfangsweite oder
-breite aufweisen, kann die Produktivität hoch gestaltet
werden, da es möglich ist, alle Teil-Kerne durch Laminieren
von elektrischen Stahlblechen mit gleicher Gestalt auszubilden.
Jedoch können diese auch unterschiedliche Umfangsweiten
oder -breiten aufweisen, und zwar abhängig von der Technik,
die beim Laminieren derselben angewendet wird.
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Variante
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6 zeigt
eine umfangsmäßige Abwicklung einer Statorwicklung,
die drei Phasenwicklungen enthält (Schleifenwicklungen) 15, 16, 17,
und zwar als abgewandelte Ausführungsform der Ausführungsform.
Es wird zuerst die Positionsbeziehung zwischen den Statorpolen,
die an dem oberen Teil von 6 gelegen
ist, und der Wicklung 15 erläutert. Da die Phasendifferenz
zwischen benachbarten Statorpolen bei 180 elektrischen Graden liegt,
kann, wenn sinusförmige Ströme mit einer Phasendifferenz von
180° zwischen denselben jeweils durch die benachbarten
Wicklungsräume fließen, ein maximales Drehmoment
erzeugt werden. Tatsächlich sind gemäß dem
Wicklungsmuster, welches in 6 gezeigt
ist, die Ströme, die jeweils durch die benachbarten Wicklungsräume
hindurch fließen, entgegengesetzt gerichtet, und demzufolge
werden diese Wicklungsräume in äquivalenter Weise
mit Strömen versorgt, die zueinander um 180° in
der Phase verschoben sind.
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Als
nächstes wird eine Positionsbeziehung zwischen den Statorpolen,
die in dem mittleren Teil von 6 gelegen
sind, und der Wicklung 16 erläutert. Da die Positionsbeziehung
die gleiche ist wie diejenige, die weiter oben erläutert
ist, kann ein maximales Drehmoment erzeugt werden, indem ein sinusförmiger
Strom durch die Wicklung 16 hindurch geleitet wird. Die
Positionen der Statorpole, die in dem oberen Teil gelegen sind,
und die Positionen der Statorpole, die in dem Bodenteil von 6 gelegen sind,
sind zueinander um 120° verschoben. Demzufolge werden die
Wicklung 15 und die Wicklung 17 jeweils mit Strömen
versorgt, die eine Phasendifferenz von 120° zueinander
aufweisen.
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Bei
dieser abgewandelten Ausführungsform kann das Drehmoment
erzeugt werden, indem den drei Wicklungen 15, 16, 17 Ströme
zugeführt werden, die zueinander um 120° in der
Phase verschoben sind.
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Von
einem anderen Gesichtspunkt aus betrachtet kann gesagt werden, daß bei
dieser abgewandelten Ausführungsform die Statorpole 19, 21, die
durch die schleifenförmige Wicklung 15 umgeben sind,
eine Phase bilden, die Statorpole 22, 24, die durch
die schleifenförmige Wicklung 16 umgeben sind,
eine andere Phase bilden, und die Statorpole 20, 23,
die durch die schleifenförmige Wicklungen 15, 16 umgeben
sind, eine noch andere Phase bilden.
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Variante
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Als
nächstes wird ein Wechselstrommotor einer Variante der
Ausführungsform unter Hinweis auf 7 und 8 beschrieben. 7 zeigt
eine schematische umfangsmäßige Abwicklung der
Statorpole, und 8 zeigt eine schematische umfangsmäßige
Abwicklung der schleifenförmigen Wicklungen dieser Ausführungsform.
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Zuerst
wird eine Positionsbeziehung zwischen den Statorpolen 25, 26,
die in dem oberen Teil von 7 gelegen
sind, und der Wicklung 15 erläutert. Die Phasendifferenz
zwischen benachbarten Statorpolen 25, 26 beträgt
180 elektrische Winkelgrade. Wenn demzufolge sinusförmige
Ströme mit einer Phasendifferenz von 180° zwischen
denselben jeweils durch benachbarte Wicklungsräume hindurch verlaufen,
kann ein maximales Drehmoment erzeugt werden. Tatsächlich
werden gemäß dem Wicklungsmuster, welches in 8 gezeigt
ist, die Ströme, die jeweils durch die benachbarten Wicklungsräume
fließen, in entgegengesetzter Richtung fließen,
und demzufolge werden diese Wicklungsräume in äquivalenter
Weise mit Strömen versorgt, die zueinander um 180° in
der Phase verschoben sind.
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Als
nächstes wird eine Positionsbeziehung zwischen den Statorpolen 30, 31,
die an dem Bodenteil von 8 gelegen sind, und der Wicklung 16 erläutert.
Da die Positionsbeziehung die gleiche ist wie diejenige, die weiter
oben beschrieben wurde, kann ein maximales Drehmoment erzeugt werden,
indem ein sinusförmiger Strom der Wicklung 16 zugeführt wird.
Die Positionen der Statorpole, die in dem oberen Teil gelegen sind,
und die Positionen der Statorpole, die in dem Bodenteil von 8 gelegen
sind, sind zueinander um 120° verschoben. Demzufolge werden
die Wicklung 15 und die Wicklung 16 jeweils mit
Strömen versorgt, die eine Phasendifferenz von 120° zwischen
denselben aufweisen.
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Als
nächstes werden die Statorpole 27, 28, 29 erläutert,
die in dem mittleren Teil von 8 gelegen
sind. Im Gegensatz zu den Statorpolen, die in dem oberen Teil und
in dem Bodenteil gelegen sind, beträgt die Phasendifferenz
zwischen benachbarten Statorpolen, die in dem mittleren Teil gelegen
sind, 120 elektrische Winkelgrade. Wenn demzufolge sinusförmige
Ströme mit einer Phasendifferenz von 120° jeweils
durch die be nachbarten Wicklungsräume hindurch geschickt
werden, kann ein maximales Drehmoment erzeugt werden. Da der kombinierte Strom
aus dem Strom, der durch die Wicklung 15 fließt,
und dem Strom, der durch die Wicklung 16 fließt,
in der Phase um 120° gegenüber jedem dieser Ströme
verschoben ist, ist der Strom, der durch den Wicklungsraum fließt,
an welchem beide Wicklungen 15, 16 gelegen sind,
in der Phase um 120° gegenüber dem Strom verschoben,
der durch den benachbarten Wicklungsraum fließt, in welchem
oder bei welchem lediglich eine der Wicklungen 15, 16 gelegen
ist.
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Indem
man somit sinusförmige Ströme mit einer Phasendifferenz
von 120° fließen lässt, kann das Drehmoment
erzeugt werden. Da gemäß dieser Ausführungsform
die Wicklung keine sich umfangsmäßig überlappenden
Abschnitte aufweist, kann die Wicklungslänge verkürzt
werden, und zwar verglichen mit der Ausführungsform (zum
Vergleich siehe 5).
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Von
einem anderen Gesichtspunkt aus gesehen kann gesagt werden, daß bei
dieser Ausführungsform die Statorpole 25, 27,
die durch die Wicklung 15 umgeben sind, eine Phase bilden,
die Statorpole 29, 31, die durch die Wicklung 16 umgeben
sind, eine andere Phase bilden, und die Statorpole 26, 28, 30,
die durch die Wicklungen 15, 16 umgeben sind, eine
noch andere Phase bilden.
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Variante
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Wie
in 9 gezeigt ist, wird es, wenn die Statorpole 20, 22, 23,
bei denen jeweils die Wicklungen benachbart zueinander auf einer
Seite derselben in der axialen Richtung gelegen sind, in der axialen Richtung
verschoben sind, um die axialen Längen der Wicklungen zu
verkürzen, möglich, die Wicklungslänge
zu verkürzen. Indem diese Statorpole auf diese Weise innerhalb
der Grenzen verschoben werden, daß eine magnetische Balance
nicht merklich untergraben wird, wird es möglich, die Wicklungslänge
zu verkürzen, um dadurch den Kupferverlust des Wechselstrommotors
zu reduzieren.
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Variante
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Wenn,
wie in 10 gezeigt ist, die Statorpole 19, 21 der
gleichen Phase, die Statorpole 22, 24 der gleichen
Phase und die Statorpole 20, 23 der gleichen Phase
in der Umfangsrichtung verschoben sind, derart, daß jeder
dieser zwei Statorpole der gleichen Phase dichter zueinander hin
gelangt, und zwar unter Einhaltung von Grenzen, gemäß welchen
ein magnetischer Abgleich nicht merklich untergraben wird, wird
es möglich, die Wicklungslänge zu verkürzen,
um dadurch den Kupferverlust des Wechselstrommotors zu reduzieren.
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Nebenbei
bemerkt wird in einem Fall gemäß 3 dann,
wenn die umfangsmäßige Weite oder Breite von einem
Statorpol die 120 elektrischen Winkelgrade überschreitet,
die umfangsmäßige kombinierte Weite oder Breite
der Statorpole der gleichen Phase die 180 elektrischen Winkelgrade überschreiten.
In diesem Fall liegen der N-Pol-Magnet und der S-Pol-Magnet des
Rotors den Statorpolen der gleichen Phase zur gleichen Zeit gegenüber.
Dies verursacht eine Reduzierung des Ausgangsdrehmoments. Indem
man die Statorpole in einer Weise verschiebt, wie dies oben beschrieben
ist, wird es möglich, die umfangsmäßig
kombinierte Weite oder Breite des Statorpols der gleichen Phase
zu reduzieren, und zwar innerhalb von 180°, um dadurch
eine Reduzierung des Ausgangsdrehmoments zu vermeiden.
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Variante
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Die
oben beschriebene Wirkung kann auch dadurch erreicht werden, indem
man die umfangsmäßige Weite oder Breite der Statorpole
verkürzt. Wie beispielsweise in 11 gezeigt
ist, wird es durch Reduzieren der umfangsmäßigen
Weite oder Breite der Statorpole 21, 22, die in
dem mittleren Teil gelegen sind, möglich, die kombinierte
Weite oder Breite der Statorpole der gleichen Polarität
auf innerhalb von 180 elektrische Winkelgrade zu reduzieren.
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Variante
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Gemäß der
Darstellung in 12 wird es im Falle von 3,
wenn die magnetischen Substanzen 32, 33 in den
Zwischenpolräumen angeordnet sind, durch die die Wicklung
nicht hindurch verläuft, um dadurch die Zahl der Abschnitte
zu erhöhen, durch die der magnetische Fluß hindurch
fließt, möglich, eine magnetische Sättigung
zu unterdrücken und die Drehmomentcharakteristik des Wechselstrommotors zu
verbessern. Wenn in gleicher Weise gemäß der Darstellung
in 13 im Falle von 17 die
magnetischen Substanzen 34, 35, 36 in
den Zwischenpolräumen angeordnet sind, durch die die Wicklung nicht
hindurch verläuft, kann, um die Zahl der Abschnitte zu
erhöhen, durch die der Magnetfluß hindurch fließt,
der gleiche Vorteil erzielt werden, wie dieser oben beschrieben
worden ist. Die Statorpole können eine Gestalt gemäß einer
Kombination von stabförmigen Teilen, oder angefasten stabförmigen Teilen
aufweisen.
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Variante
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Wie
in den 14A, 14B dargestellt
ist, kann die magnetische Oberfläche, d. h. die Oberfläche,
die dem Rotor von jedem der Statorpole gegenüber liegt,
eine parallelogrammförmige Gestalt aufweisen. Da in diesem
Fall die Wicklung keine rechteckförmig gebogenen Abschnitte
aufweist, kann die Wicklungslänge reduziert werden, um
dadurch den Kupferverlust und das Ausmaß der Wicklung zu
reduzieren. Wenn darüber hinaus die Magnetoberflächen der
Statorpole parallelogrammförmig gestaltet sind, kann, da
die Änderungsrate des Drehwinkels der magnetischen Flüsse,
die in die Statorpole fließen, geringfügig ist,
eine Drehmoment-Rauhigkeit oder Drehmoment-Welligkeit reduziert
werden.
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Variante
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Gemäß der
Darstellung in den 15A, 15B kann
die Magnetoberfläche, d. h. die Oberfläche, die
dem Rotor von jedem der Statorpole gegenüber liegt, trapezförmig
gestaltet sein. Da in diesem Fall die Wicklung keine rechteckförmig
gebogenen Abschnitte aufweist, kann die Wicklungslänge reduziert
werden, wodurch die Kupferverluste reduziert werden und auch der
Verwendungsbetrag der Wicklung. Da darüber hinaus gemäß dieser
Variante, bei der die Magnet-Oberflächen der Statorpole
eine trapezförmige Gestalt haben, die Änderungsrate
des Drehwinkels der Magnetflüsse, die in die Statorpole fließen,
sanft oder geringfügig verläuft, eine Drehmoment-Welligkeit
reduziert werden.
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Variante
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Gemäß der
Darstellung in den 16A, 16B kann
die Magnetoberfläche von jedem der Statorpole eine derartige
Gestalt haben, daß deren axiale Weite oder Breite sich
grob in einer sinusförmigen Weise entlang der Umfangsrichtung ändert.
Da in diesem Fall die Wicklung keine rechteckförmig umgebogenen
Abschnitte aufweist, kann die Wicklungslänge reduziert
werden, wodurch die Kupferverluste und der Verwendungsbetrag der
Wicklung reduziert werden.
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Wenn
hierbei der U-Phasen-Magnetfluß und der W-Phasen-Magnetfluß,
die durch den Statorpol fließen, der an einem axialen Ende
des Stators gelegen ist, wiedergegeben wird durch Ψu bzw. ΨW,
ergibt sich Ψu = Ψ0sinΘ, und Ψw
= Ψ0sin (Θ – 120°), wenn sich
der Rotor dreht, wobei Ψ0 eine Flussamplitude angibt und
wobei Θ eine Flussphase ist. Da die Summe aus der U-Phase,
der V-Phase und der W-Phase bzw. der Magnetflüsse derselben
immer 0 beträgt, gilt die folgende Gleichung Ψu
+ Ψv + Ψw = 0. Demzufolge ist der V-Phasen-Magnetfluß phiv,
der durch den Statorpol hindurch fließt, der an dem axialen
mittleren Teil des Stators gelegen ist, gleich –(Ψu + Ψw),
und zwar ungeachtet von dessen Gestalt. Da als Konsequenz gilt ΨV
= Ψ0sin (Θ – 240°), fließen die
U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Magnetflüsse, welche
die gleiche Amplitude haben und welche um 120° zueinander
in der Phase verschoben sind, jeweils durch die Statorpole, die
an dem oberen Teil gelegen sind, die Statorpole, die an dem mittleren Teil
gelegen sind, und die Statorpole, die an dem Bodenteil von 16A gelegen sind. Obwohl damit lediglich die Statorpole,
die an dem oberen Teil und dem Bodenteil von 16A gelegen
sind, sinusförmige Gestalten aufweisen, kann gesagt werden,
daß auch die Statorpole, die in dem mittleren Teil von 16 gelegen sind, in äquivalenter
Weise sinusförmige Gestalten aufweisen. Gemäß dieser
Variante, bei der die Magnetoberfläche von jedem der Statorpole
eine derartige Gestalt aufweist, daß deren axiale Weite
oder Breite sich grob in einer sinusförmigen Art entlang
der Drehrichtung des Rotors ändert, kann, da die Änderungsrate
des Drehwinkels der Magnetflüsse, die in die Statorpole
fließen, sich sinusförmig ändert, eine
Drehmoment-Rauhigkeit oder -Welligkeit reduziert werden.
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Variante
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Die 17A, 17B zeigen
eine modifizierte Ausführungsform der Variante, die in
den 16A, 16B gezeigt
ist. Wie in 17A gezeigt ist, können
die Statorpole 44, 46 an beiden axialen Endseiten
des Stators eine axiale Weite oder Breite aufweisen, die grob gleich
ist der axialen Weite oder Breite des Permanentmagneten 12 des
Rotors 10. Auch in diesem Fall besitzt die Magnetoberfläche von
jedem der Statorpole eine derartige Gestalt, daß deren
axiale Weite oder Breite sich grob in einer sinusförmigen
Weise entlang der Umfangsrichtung ändert. Gemäß dieser
Variante kann demzufolge die Drehmoment-Welligkeit weiter reduziert
werden.
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Variante
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Wie
in 18 und in 19 gezeigt
ist, ist bei dieser Variante bei den Statorpolen, wobei bei jedem
derselben die Wicklungen sich in axialer Richtung anschließen,
die axiale Weite oder Breite eines Teiles des Statorpoles, auf welchem
die Wicklung gewickelt ist, reduziert, so daß ein Ausnehmungsabschnitt
gebildet ist, in welchem die Wicklung gelegen ist. Diese Konfiguration
schafft die Möglichkeit, die Wicklungslänge zu
reduzieren. Da diese Konfiguration ein Heraushängen der
Wicklung in der axialen Richtung reduzieren oder beseitigen kann,
die an der axialen Endseite des Stators gelegen ist, kann gemäß dieser
Variante die axiale Länge des Wechselstrommotors reduziert
werden. Wie in 20 gezeigt ist, kann die axiale
Weite oder Breite des Teiles des Statorpoles, auf den die Wicklung
aufgewickelt ist, dadurch reduziert werden, indem die elektrischen Stahlbleche,
die laminiert sind, so gebogen werden, um den Statorpol zu bilden.
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Variante
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Wie
in 21 bei dieser Variante gezeigt ist, besitzt bei
den Statorpolen, wobei bei jedem derselben die Wicklungen sich in
der axialen Richtung anschließen, die axiale Position eines
Teiles des Statorpoles, auf den die Wicklung gewickelt ist, eine
Verschiebung in eine Richtung entgegengesetzt zu der Wicklung in
solcher Weise, daß diese einen Ausnehmungsabschnitt aufweist,
in welchem die Wicklung gelegen ist. Diese Konfiguration schafft
die Möglichkeit, die Wicklungslänge zu reduzieren.
Da diese Konfiguration ein Heraushängen der Wicklung in
der axialen Richtung reduziert oder beseitigt, die an der axialen
Endseite des Stators gelegen ist, kann gemäß dieser
Variante die axiale Länge des Wechselstrommotors reduziert
werden. Gemäß der Darstellung in 22 kann
die axiale Weite oder Breite des Teiles des Statorpoles, auf den
die Wicklung gewickelt ist, reduziert werden, indem die elektrischen
laminiert angeordneten Stahlbleche so gebogen werden, um den Statorpol
zu bilden.
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Variante
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Wenn
ein Teil des Stators, der durch laminierte elektrische Stahlbleche
gebildet ist, aus einem isotropen weichmagnetischen Material hergestellt wird,
ist es möglich, den Wirbelstrom des Stators zu reduzieren,
da der axiale magnetische Fluß sich in dem Stator an diesem
Teil konzentriert. Wie in den 23A, 23B in Verbindung mit dieser Variante gezeigt
ist, ist ein Jochabschnitt 101 eines Statorkernes 100A des
Typs, bei welchem die Statorpole entlang der axialen Richtung gelegen
sind, mit acht Durchgangslöchern 102 ausgebildet,
wobei in jedes derselben ein runder Stab 103, der aus einem
isotropen weichmagnetischen Material hergestellt ist, eingepasst
und fixiert ist. In bevorzugter Weise ist das Durchgangsloch 102 radial
außerhalb des Statorpols 104 in Hinblick auf die
Stärke des Flusses gelegen. Es ist auch wünschenswert,
den Statorkern 100A mit einem nicht magnetischen Abschnitt
auszustatten, wie beispielsweise mit einem Schlitz, um den Wirbelstrom
in dem elektrischen Stahlblech zu blockieren.
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Variante
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Es
wurden verschiedene modifizierte Ausführungsformen der
Gestalt des Statorpols weiter oben erläutert. Es kann irgend
eine derselben oder auch eine Kombination dieser Modifikationen
in Einklang mit den Verwendungsbedingungen verwendet werden, wie
beispielsweise der Größe, der Zahl der Pole, der
beabsichtigten Verwendung und der Verwendungsbeschränkungen,
wie beispielsweise in den 24A, 24B gezeigt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die
Erfindung in vorteilhafter Weise speziell bei einem dünnen
Motor angewendet werden kann, da die Erfindung die Möglichkeit
bietet, das Heraushängen der Wicklungen zu reduzieren oder zu
beseitigen, und zwar in der axialen Richtung (die bei herkömmlichen
Motoren als Wicklungsenden bezeichnet werden). Obwohl bei der Ausführungsform und
den Varianten, die oben beschrieben wurden, der Rotor aus einem
Typ besteht, der an seiner Oberfläche Magnete aufweist,
kann dieser auch aus einem Typ bestehen mit Magneten, die darin
eingebettet sind, oder kann auch mit einem unterschiedlichen Typ
eines Rotors kombiniert sein. Obwohl auch die oben beschriebene
Ausführungsform und die Varianten der Erfindung in Verbindung
mit einem Wechselstrommotor eines Innenrotor-Typs beschrieben wurden,
kann die vorliegende Erfindung auch bei einem Wechselstrommotor
eines Außenrotor-Typs angewendet werden. Da der Wechselstrommotor
des Außenrotor-Typs eine solche Charakteristik aufweist, daß dieser
dünn ausgebildet werden kann, ferner kurze Wicklungen aufweist
und einen großen Rotordurchmesser besitzt, werden die Vorteile
der vorliegenden Erfindung noch verstärkt, wenn diese bei dem
Wechselstrommotor angewendet wird.
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Da
die Wicklung aus einer mäanderförmigen Wicklung
bei der Ausführungsform und bei den Varianten der Erfindung
besteht, kann diese in einfacher Weise ausgebildet werden, und zwar
beispielsweise durch Einpassen einer geformten Wicklung in Wicklungsräume
oder durch die Verwendung einer Aluminiumwicklung, die weich und
in einfacher Weise gestaltet werden kann.
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Die
oben erläuterten bevorzugten Ausführungsformen
bilden ein Beispiel der Erfindung der vorliegenden Anmeldung, die
sich lediglich aus den anhängenden Ansprüchen
ergibt. Es sei darauf hingewiesen, daß Modifikationen der
bevorzugten Ausführungsformen für Fachleute in
offensichtlicher Weise vorgenommen werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste
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des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2007-139559 [0001]
- - JP 6-261513 [0003]
- - JP 2005-160285 [0005]