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EINLEITUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Synchron-Reluktanzmotoren und Verfahren zur Herstellung derselben.
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Ein Synchron-Reluktanzmotor ist ein Elektromotor, der nicht-permanente Magnetpole auf dem ferromagnetischen Rotor induziert. Synchron-Reluktanzmotoren weisen eine gleiche Anzahl an Stator- und Rotorpolen auf. In einem Synchron-Reluktanzmotor wird das Drehmoment durch Reluktanz erzeugt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Synchron-Reluktanzmotoren. Der Synchron-Reluktanzmotor beinhaltet einen Stator beinhaltend mehrere elektrischen Leitern und einen Rotor, der gegenüber dem Stator konzentrisch angeordnet ist. Der Rotor ist so konfiguriert, um sich relativ zum Stator um die Drehachse zu drehen. Darüber hinaus ist der Rotor vom Stator beabstandet, um einen Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor zu definieren, und beinhaltet einen Rotorkern. Der Rotorkern definiert eine äußerste Rotorfläche und eine innerste Rotorfläche gegenüber der innersten Rotorfläche. Der Rotorkern beinhaltet mehrere Polteile, die ringförmig um die Drehachse angeordnet sind. Mindestens eines der Polteile definiert mehrere Rotorhohlräume. Der Rotorkern beinhaltet mehrere Lamellen, die die Rotorhohlräume voneinander trennen. Der Rotorkern beinhaltet mehrere Rotorbrücken, die den Luftspalt und die Rotorhohlräume trennen. Der Rotor beinhaltet ferner mehrere Permanentmagneten, die jeweils in einem der Rotorhohlräume angeordnet sind. Jeder der Rotorhohlräume weist einen entlang einer Ebene definierten Hohlraumoberflächenbereich auf. Jeder der Permanentmagnete weist einen entlang der Ebene definierten Magnetoberflächenbereich auf und der Magnetoberflächenbereich beträgt weniger als ein Zehntel des Hohlraumoberflächenbereichs. Jeder der Permanentmagnete liegt neben der äußersten Rotorfläche, um die magnetische Sättigung an den Lamellen und den Rotorbrücken zu maximieren. Die relativ kleinen Permanentmagnete sind nahe den Rotorbrücken angeordnet, um den magnetischen Streuflussweg zu sättigen, wodurch das Reluktanzdrehmoment des Synchron-Reluktanzmotors erhöht wird, ohne den Spinverlust im Vergleich zu herkömmlichen Motoren zu erhöhen. An diesem Ende ist mindestens einer der Permanentmagnete neben den Rotorbrücken angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform liegt die Gesamtheit von jedem der Permanentmagnete näher an der äußersten Rotorfläche als an der innersten Rotorfläche, um das Reluktanzdrehmoment und die Leistung des Synchron-Reluktanzmotors zu maximieren.
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Die vorliegende Offenbarung beschreibt auch Fahrzeuge. In einer Ausführungsform beinhaltet das Fahrzeug einen Antriebsstrang und einen Synchron-Reluktanzmotor, der betriebsmäßig mit dem Antriebssystem verbunden ist. Der Synchron-Reluktanzmotor ist ein Synchron-Reluktanzmotor und beinhaltet: einen Stator beinhaltend mehrere elektrische Leiter und einen Rotor, der gegenüber dem Stator konzentrisch angeordnet ist. Der Rotor ist so konfiguriert, um sich relativ zum Stator um eine Drehachse zu drehen und vom Stator beabstandet ist, um einen Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor zu definieren. In einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet der Rotor einen Rotorkern, der eine äußerste Rotorfläche und eine innerste Rotorfläche gegenüber der innersten Rotorfläche definiert. Der Rotorkern beinhaltet mehrere Polteile, die ringförmig um die Drehachse angeordnet sind. Eines oder mehrere der Polteile definiert mehrere Rotorhohlräume. Der Rotorkern beinhaltet mehrere Rotorbrücken, die den Luftspalt und die Rotorhohlräume trennen. Der Rotorkern beinhaltet ferner mehrere Lamellen, die die Rotorhohlräume voneinander trennen. Zusätzlich beinhaltet der Rotor mehrere Permanentmagneten, die jeweils in einem der Rotorhohlräume angeordnet sind. Jeder der Permanentmagnete kann näher an den Rotorbrücken als an den Lamellen liegen. Darüber hinaus liegt jeder der Permanentmagnete neben der äußersten Rotorfläche, um die magnetische Sättigung an den Rotorbrücken zu maximieren. Jeder der Rotorhohlräume weist einen entlang einer Ebene definierten Hohlraumoberflächenbereich auf. Jeder der Permanentmagnete weist einen entlang der Ebene definierten Magnetoberflächenbereich auf. Ferner hat jeder der Permanentmagneten eine maximale Magnetbreite und eine maximale Magnetlänge. Der Magnetoberflächenbereich ist gleich der maximalen Magnetbreite multipliziert mit der maximalen Magnetlänge. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist der Magnetoberflächenbereich kleiner ist als ein Zehntel des Hohlraumoberflächenbereichs. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist der Magnetoberflächenbereich größer ist als ein Fünfzehntel des Hohlraumoberflächenbereichs. Der Magnetoberflächenbereich kann eine rechteckige Form aufweisen. In einem nicht beschränkenden Beispiel befinden sich nur die Permanentmagnete innerhalb der Rotorhohlräume und die Permanentmagnete belegen weniger als fünfzig Prozent eines Gesamtvolumens der Rotorhohlräume. Die Rotorhohlräume sind in mehreren Hohlraumschichten durch einen Abstand voneinander getrennt entlang einer Radialrichtung angeordnet. Die Vielzahl von Hohlraumschichten kann eine erste Hohlraumschicht, eine zweite Hohlraumschicht und eine dritte Hohlraumschicht beinhalten. Jeder der Vielzahl von Rotorhohlräumen kann einen ersten Rotorhohlraum, einen zweiten Rotorhohlraum und einem dritten Rotorhohlraum beinhalten. Jeder der Vielzahl von Hohlraumschichten kann nur durch den ersten Rotorhohlraum, den zweiten Rotorhohlraum und den dritten Rotorhohlraum definiert werden. Der erste Rotorhohlraum, der zweite Rotorhohlraum und der dritte Rotorhohlraum können gemeinsam eine konische Abschnittsform definieren. Eine erste intrapolare Lamelle kann den ersten Rotorhohlraum vom zweiten Rotorhohlraum in einer Tangentialrichtung trennen, die senkrecht zur Radialrichtung liegt. Eine zweite intrapolare Lamelle kann den zweiten Rotorhohlraum vom dritten Rotorhohlraum entlang der Tangentialrichtung trennen. In einem nicht beschränkenden Beispiel beinhaltet jede der Hohlraumschichten nur zwei Permanentmagnete. Die maximale Magnetlänge von jedem der Permanentmagnete, die angeordnet in der ersten Hohlraumschicht angeordnet sind, beträgt etwa 1,73 Millimeter. Die maximale Magnetbreite von jedem der Permanentmagnete, die angeordnet in der ersten Hohlraumschicht angeordnet sind, beträgt etwa 0,86 Millimeter. Die maximale Magnetlänge von jedem der Permanentmagnete, die angeordnet in der ersten Hohlraumschicht angeordnet sind, beträgt etwa 1,08 Millimeter. Die maximale Magnetbreite von jedem der Permanentmagnete, die angeordnet in der zweiten Hohlraumschicht angeordnet sind, beträgt etwa 1,2 Millimeter. Die maximale Magnetlänge von jedem der Permanentmagnete, die angeordnet in der dritten Hohlraumschicht angeordnet sind, beträgt etwa 2,43 Millimeter. Die maximale Magnetbreite von jedem der Permanentmagnete, die angeordnet in der zweiten Hohlraumschicht angeordnet sind, beträgt etwa 1,35 Millimeter.
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Die genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile des vorliegenden Synchron-Reluktanzmotors gehen deutlich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der bevorzugten und weiteren Ausführungsformen zum Ausführen des vorliegenden Synchron-Reluktanzmotors, wie in den beigefügten Patentansprüchen definiert, unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen hervor.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Synchron-Reluktanzmotor.
- 2 ist eine schematische Querschnittsvorderansicht des Synchron-Reluktanzmotors, der schematisch in 1, entlang der Schnittlinie 2-2 dargestellt ist.
- 3 ist eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht eines Polteils des Synchron-Reluktanzmotors, wie in 2 dargestellt.
- 4 ist eine schematische, ausschnittsweise Ansicht des Rotors, die einen der Rotorhohlräume ohne den Permanentmagneten darstellt.
- 5 ist eine schematische Vorderansicht von einem der Permanentmagnete.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, stellt 1 ein Fahrzeug 10 dar, das einen Synchron-Reluktanzmotor 12 beinhaltet, der so konfiguriert ist, um das Fahrzeug 10 anzutreiben. Der Synchron-Reluktanzmotor 12 kann so konfiguriert sein, um Drehmoment oder Kraft für eine andere Komponente des Fahrzeugs 10 zu erzeugen, um dadurch das Fahrzeug 10 anzutreiben. Neben dem Antreiben des Fahrzeugs 10 kann der Synchron-Reluktanzmotor 12 verwendet werden, um andere geeignete Vorrichtungen mit Strom zu versorgen. Der Synchron-Reluktanzmotor 12 kann ein bürstenloser Motor sein und sechs im Wesentlichen identische, miteinander verbundene Segmente 12A beinhalten, die nebeneinander entlang einer als Drehachse X definierten Längsachse des Synchron-Reluktanzmotors 12 angeordnet sind. Es ist jedoch vorgesehen, dass der Synchron-Reluktanzmotor 12 mehr oder weniger Segmente 12A beinhalten kann. Die Anzahl der miteinander verbundenen Segmente 12A steht in direktem Bezug mit dem zum Antrieb des Fahrzeugs 10 fähigen Drehmoment des Synchron-Reluktanzmotors 12. In einer Ausführungsform ist der Synchron-Reluktanzmotor 12 ein Synchron-Reluktanzmotor.
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Das Fahrzeug 10 kann ein Antriebssystem 14 mit einem Getriebe und einer Antriebswelle (nicht dargestellt) beinhalten. Das Antriebssystem 14 kann zwischen dem Synchron-Reluktanzmotor 12 und den angetriebenen Rädern 16 über einen oder mehrere geeignete Koppler, wie etwa Gleichlaufgelenke und Kreuzgelenke (nicht dargestellt), wirkverbunden sein. Die Wirkverbindung zwischen dem Synchron-Reluktanzmotor 12 und dem Antriebssystem 14 ermöglicht es dem Synchron-Reluktanzmotor 12 Drehmoment an die angetriebenen Räder 16 anzulegen, um das Fahrzeug 10 anzutreiben.
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Zusätzlich zum Antriebssystem 14 kann das Fahrzeug 10 eine Energiespeichervorrichtung 18 beinhalten, die so konfiguriert ist, um den Synchron-Reluktanzmotor 12 und andere Fahrzeugsysteme (nicht dargestellt) mit elektrischer Energie zu versorgen. Dazu ist die Energiespeichervorrichtung 18 elektrisch mit dem Synchron-Reluktanzmotor 12 verbunden. Der Synchron-Reluktanzmotor 12 kann so konfiguriert sein, um über diese elektrische Verbindung elektrische Energie von der Energiespeichervorrichtung 18 zu empfangen, und kann als Generator arbeiten, wenn sie von einer Triebkraft Energiequelle des Fahrzeugs 10 außerhalb des Synchron-Reluktanzmotors 12 angetrieben wird. Eine derartige externe kinetische Energie kann beispielsweise von einem Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) oder von den angetriebenen Rädern 16 über die Fahrzeugträgheit vorgesehen werden.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des Synchron-Reluktanzmotors 12 entlang einer virtuellen Ebene P. Der Synchron-Reluktanzmotor 12 beinhaltet einen Stator 20 mit einem Statorkern 19. Der Statorkern 19 weist Durchlässe 22 auf und ein Stator 20 beinhaltet in den Durchlässen 22 geführte elektrische Leiter 24. Die elektrischen Leiter 24 können elektrisch mit der Energiespeichervorrichtung 18 (1) verbunden sein. Diese elektrische Verbindung ermöglicht der Energiespeichervorrichtung 18 (1) elektrische Energie zu den elektrischen Leitern 24 zu liefern. Der Stator 20 kann eine im Wesentlichen ringförmige Form aufweisen und rund um die Drehachse X angeordnet sein. Weiterhin kann der Stator 20 eine äußerste Statorfläche 23 und eine der innerste Statorfläche 23 gegenüberliegende äußerste Statorfläche 25 definieren. Sowohl die äußere Statorfläche 23 als auch die innere Statorfläche 25 können einen Umfang um die Drehachse X definieren. Die Durchlässe 22 können näher an der inneren Statorfläche 25 als an der äußeren Statorfläche 23 angeordnet sein, und die einzelnen Durchlässe können so geformt und bemessen sein, dass sie einen oder mehrere elektrische Leiter 24 aufnehmen. Wie hier verwendet, beinhaltet der Begriff „Durchlässe“ ohne Einschränkung Schlitze, Spalten, Öffnungen oder alle Hohlräume im Stator 20, die zur Aufnahme mindestens eines elektrischen Leiters 24 ausgebildet und geformt sind. Die elektrischen Leiter 24 können aus einem geeigneten, elektrisch leitenden Material bzw. metallischen Werkstoffen, wie Kupfer und Aluminium, gebildet sein. Die elektrischen Leiter 24 können als Stangen oder Wicklungen ausgebildet sein und jede geeignete Form aufweisen, wie im Wesentlichen rechteckige, quadratische und zylindrische Formen. Ungeachtet ihrer Form sind die einzelnen elektrischen Leitungen 24 so geformt und bemessen, dass sie in einem Durchlass 22 aufgenommen werden können. Obwohl die Zeichnungen darstellen, dass die Durchlässe 22 jeweils zwei elektrische Leiter 24 enthalten, kann jeder Durchlass 22 mehr oder weniger elektrische Leiter 24 enthalten.
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Der Synchron-Reluktanzmotor 12 beinhaltet ferner einen Rotor 26, der um die Drehachse X und innerhalb des Stators 20 angeordnet ist. Der Stator 20 kann konzentrisch um den Rotor 26 angeordnet sein. Der Rotor 26 beinhaltet einen Rotorkern 21, der ganz oder teilweise aus einem metallischen Material, wie etwa Edelstahl, gebildet sein kann, eine im Wesentlichen ringförmige Form aufweisen und mehrere Rotorhohlräume 30 und mehrere gewölbte Permanentmagnete 32, die innerhalb der Rotorhohlräume 30 angeordnet sind, definieren kann. Es ist vorgesehen, dass die Rotorhohlräume 30 als Schlitze konfiguriert sein können. Die Permanentmagnete 32 sind fest in den Rotorhohlräumen 30 eingefügt und beinhalten eine Legierung eines Metalls der Seltenen Erden, wie etwa Neodym, Samarium oder jedes andere geeignete ferromagnetische Material. Geeignete ferromagnetischen Materialien beinhalten eine Neodym-Eisen-Bor-(NdFeB)-Legierung und eine Samarium-Kobalt-(SmCo)-Legierung. Die Permanentmagnete 32 können ringförmig um die Drehachse X angeordnet und so konfiguriert sein, dass sie mit den elektrischen Leitern 24 in magnetische Wechselwirkung treten. Im Betrieb des Synchron-Reluktanzmotors 12 rotiert der Rotor 26 im Verhältnis zum Stator 20 um die Drehachse X in Reaktion auf den zwischen den elektrischen Leitern 24 und den gewölbten Permanentmagneten 32 entwickelten magnetischen Fluss, wodurch Antriebsmoment des Fahrzeugs 10 erzeugt wird.
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In der dargestellten Ausführungsform definiert der Rotor 26 eine äußerste Rotorfläche 27 und eine innerste Rotorfläche 29 gegenüber der äußersten Rotorfläche 27. Sowohl die äußerste Rotorfläche 27 als auch das innerste Rotorende 29 können einen Umfang um die Drehachse X definieren. Der Synchron-Reluktanzmotor 12 kann einen Luftspalt 31 zwischen der innersten Statorfläche 25 und dem äußersten Rotorende 27 definieren. Der Luftspalt 31 kann eine im Wesentlichen ringförmige Form aufweisen und den Rotor 26 umspannen. Der Rotor 26 beinhaltet mehrere Polteile 42, die ringförmig um eine mit der Drehachse X zusammenfallende Rotormitte C angeordnet sind. Obwohl die Zeichnungen acht Polteile 42 zeigen, kann der Rotor 26 mehr oder weniger Polteile 42 beinhalten. Interpolare Brücken 44 trennen aufeinanderfolgende Polteile 42 und können entlang entsprechender interpolarer Achsen 46 verlängert werden. Die einzelnen interpolaren Achsen 46 erstrecken sich durch die Rotormitte C und im Wesentlichen durch die Mitte der entsprechenden interpolaren Brücken 44 und definieren die Begrenzung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Polteilen 42. Aufeinanderfolgende Polteile 42 haben entgegengesetzte Polaritäten. Jedes Polteil 42 kann ferner eine Mittelpolachse 49 festlegen, die sich durch die Rotormitte C und im Wesentlichen durch die Mitte des Polteils 42 erstreckt. Die Mittelpolachse 49 jedes Polteils 42 kann auch die Drehachse X schneiden.
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Unter Bezugnahme auf 3, beinhaltet der Rotor 26 ferner mehrere Rotorbrücken 51, die den Luftspalt 31 und die Rotorhohlräume 30 trennen. Dementsprechend definieren die Rotorbrücken 51 teilweise die äußerste Rotorfläche 27 und sind ganz zwischen dem Luftspalt 31 und den Rotorhohlräumen 30 angeordnet. Wie im Folgenden erörtert, sind die Rotorhohlräume 30 vollständig leer, mit Ausnahme der Permanentmagnete 32, die innerhalb der Rotorhohlräume 30 angeordnet sind. Mit anderen Worten befinden sich nur die Permanentmagnete 32 innerhalb der Rotorhohlräume 30.
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Jedes Polteil 42 beinhaltet mehrere Permanentmagneten 32, die in den Rotorhohlräumen 30 angeordnet sind. Die Rotorhohlräume 30 sind in Hohlraumschichten 48 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet jedes Polteil 42 vier Hohlraumschichten 48A, 48B, 48C und 48D, die entlang einer Radialrichtung voneinander beabstandet sind, was durch den Pfeil R angezeigt ist. Obwohl die Zeichnungen vier Hohlraumschichten 48 darstellen, kann jedes Polteile 42 mehr oder weniger Hohlraumschichten beinhalten. Die Rotorhohlräume 30 in jeder Hohlraumschicht 48 beinhalten nur ein Paar Permanentmagnete 32, die entlang einer Tangentialrichtung voneinander beabstandet sind, was durch den Pfeil T angezeigt ist. Mit anderen Worten, als nicht einschränkendes Beispiel beinhaltet jede Hohlraumschicht 48 nur zwei Permanentmagnete 32, um das Reluktanzdrehmoment des Synchron-Reluktanzmotors 12 zu maximieren, ohne den Spinverlust zu erhöhen. Die Tangentialrichtung (durch Pfeil T angezeigt) kann im Wesentlichen senkrecht zur Radialrichtung durch Pfeil R angezeigt) liegen. Jeder Permanentmagnet 32 kann eine monolithische Struktur sein. Jede Hohlraumschicht 48 beinhaltet drei Rotorhohlräume 30, die gemeinsam die Form eines Kreisbogens aufweisen. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann jede Hohlraumschicht 48 eine konische Querschnittsform aufweisen, beispielsweise eine halbkreisförmige Form.
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Die relativ kleinen Permanentmagnete 32 sind nahe den Rotorbrücken 51 angeordnet, um den magnetischen Streuflussweg zu sättigen, wodurch das Reluktanzdrehmoment des Synchron-Reluktanzmotors 12 erhöht wird, ohne den Spinverlust im Vergleich zu herkömmlichen Motoren zu erhöhen. An diesem Ende ist mindestens einer der Permanentmagnete 32 neben den Rotorbrücken 51 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform liegt die Gesamtheit von jedem der Permanentmagnete 32 näher an der äußersten Rotorfläche 27 als an der innersten Rotorfläche 29, um das Reluktanzdrehmoment und die Leistung des Synchron-Reluktanzmotors 12 zu maximieren.
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Jede Hohlraumschicht 48 beinhaltet einen ersten Rotorhohlraum 30A, einen zweiten Rotorhohlraum 30B und einen dritten Rotorhohlraum 30C. Nur eines der Paare der ersten Permanentmagneten 32A ist im ersten Rotorhohlraum 30A angeordnet und nur eines der Paare der ersten Permanentmagneten 32A ist in einem zweiten Rotorhohlraum 30B angeordnet. Anders als beim ersten Permanentmagnet 32A ist keine Materie in einem festen Zustand im ersten Rotorhohlraum 30A angeordnet. Anders als beim ersten Permanentmagnet 32A ist keine Materie in einem festen Zustand im zweiten Rotorhohlraum 30B angeordnet. Der Begriff „Materie ist Festkörper“ bezieht sich auf Materie mit einem festen Volumen und einer festen Form. Der zweite Rotorhohlraum 30B ist vollständig leer. Mit anderen Worten ist keine Materie in einem festen Zustand im zweiten Rotorhohlraum 30B angeordnet. Eine erste intrapolare Lamelle 34 trennt den ersten Rotorhohlraum 30A vom zweiten Rotorhohlraum 30B entlang der Tangentialrichtung, die durch den Pfeil T angezeigt ist. Darüber hinaus können die ersten intrapolaren Lamellen 34 entlang einer ersten Brückenachse B1 verlängert sein, die relativ zur Mittelpolachse 49 schräg abgewinkelt ist, um die strukturelle Integrität des Rotors 26 zu verbessern. Mehrere zweite intrapolare Lamellen 54 trennen den zweiten Rotorhohlraum 30B vom dritten Rotorhohlraum 30C entlang der durch den Pfeil T angegebenen Tangentialrichtung. Darüber hinaus können die zweiten intrapolaren Lamellen 54 entlang einer zweiten Brückenachse B2 verlängert sein, die relativ zur Mittelpolachse 49 schräg abgewinkelt ist, um die strukturelle Integrität des Rotors 26 zu verbessern.
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Unter Bezugnahme auf 4, weist jeder der Rotorhohlräume 30 einen Hohlraumoberflächenbereich A1 entlang der virtuellen Ebene P auf. Der Hohlraumoberflächenbereich A1 jedes Rotorhohlraums 30 bezieht sich auf den gesamten Oberflächenbereich jedes Rotorhohlraums 30 und wird nur durch eine erste Rotorfläche 33A, eine zweite Rotorfläche 33B, eine dritte Rotorfläche 33C und eine vierte Rotorfläche 33D des Rotorkerns 21 begrenzt. Die erste Rotorfläche 33A und die zweite Rotorfläche 33B sind vollständig linear und einander entgegengesetzt. Die dritte Rotorfläche 33C und die vierte Rotorfläche 33D sind gekrümmt und einander entgegengesetzt. Die vierte Rotorfläche 33D ist konkav, während die dritte Rotorfläche 33C konvex ist. Die Gesamtheit von jedem der Permanentmagnete 32 liegt näher an der ersten Rotorfläche 33A als an der zweiten Rotorfläche 33A, um das Reluktanzdrehmoment und die Leistung des Synchron-Reluktanzmotors 12 zu maximieren. Die erste Rotorfläche 33A ist die Oberfläche, die den Rotorhohlraum 30 definiert, welcher am nächsten zur Brücke 51 und der äußersten Rotorfläche 27 liegt.
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Unter Bezugnahme auf 5, weist jeder Permanentmagnet 32 entlang der virtuellen Ebene P einen Magnetoberflächenbereich A2 auf. Die Permanentmagnete 32 können unterschiedliche Oberflächenbereiche aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform weist jeder der Permanentmagnete 32 einen rechteckigen Oberflächenbereich auf. Der Magnetoberflächenbereich A2 jedes Permanentmagneten 32 bezieht sich auf die gesamte Oberfläche jedes Permanentmagneten 32 und ist nur durch eine maximale Magnetlänge L und eine maximale Magnetbreite W definiert. Der Magnetoberflächenbereich A2 jedes Permanentmagneten 32 ist gleich der maximalen Magnetlänge L multipliziert mit der maximalen Magnetbreite W. Für die Permanentmagnete 32 in der ersten Hohlraumschicht 48A beträgt die maximale Länge L etwa 1,73 Millimeter (mm) und die maximale Magnetbreite W etwa 0,86 mm. Für die Permanentmagnete 32 in der zweiten Hohlraumschicht 48B beträgt die maximale Länge L etwa 1,08 mm und die maximale Magnetbreite W etwa 1,2 mm. Für die Permanentmagnete 32 in der dritten Hohlraumschicht 48C beträgt die maximale Länge L etwa 2,43 mm und die maximale Magnetbreite W etwa 1,4 mm. Für die Permanentmagnete 32 in der vierten Hohlraumschicht 48D beträgt die maximale Länge L etwa 2,5 mm und die maximale Magnetbreite W etwa 1,35 mm. Alle nummerischen Werte der Parameter (z. B. Mengen oder Zustände) in dieser Spezifikation, einschließlich der beigefügten Ansprüche, sind in allen Fällen durch den Begriff „ungefähr“ zu verstehen, ungeachtet dessen ob der Begriff „ungefähr bzw. etwa“ tatsächlich vor dem Zahlenwert angegeben ist oder nicht. „Etwa“ weist darauf hin, dass der offenbarte nummerische Wert eine gewisse Ungenauigkeit zulässt (mit einer gewissen Annäherung an die Exaktheit im Wert; ungefähr oder realistisch nahe am Wert; annähernd). Falls die Ungenauigkeit, die durch „ungefähr“ bereitgestellt ist, in Fachkreisen nicht anderweitig mit dieser gewöhnlichen Bedeutung verständlich ist, dann gibt „ungefähr“, wie hierin verwendet, zumindest Variationen an, die sich aus gewöhnlichen Messverfahren und der Verwendung derartiger Parameter ergeben. Darüber hinaus ist eine Offenbarung eines Bereichs so zu verstehen, dass sie spezifisch alle Werte und weiter unterteilte Bereiche innerhalb des Bereichs offenbart. Die in diesem Abschnitt beschriebenen Abmessungen unterstützen die Maximierung des Reluktanzdrehmoments des Synchron-Reluktanzmotors 12. Auch die rechteckige Form des Oberflächenbereichs der Permanentmagneten 32 unterstützt die Maximierung des Reluktanzdrehmoments des Synchron-Reluktanzmotors 12.
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Unter Bezugnahme auf die 3-5 ist der Hohlraumoberflächenbereich A1 (entlang der virtuellen Ebene P definiert) jedes Rotorhohlraums 30 kleiner als der Magnetoberflächenbereich A2 (entlang der gleichen virtuellen Ebene P definiert) jedes Permanentmagneten 32. Insbesondere beträgt der Magnetoberflächenbereich A2 von einem der Permanentmagneten 32 weniger als ein Zehntel des Hohlraumoberflächenbereichs A1 von einem der Rotorhohlräume 30, um das Reluktanzdrehmoment des Synchron-Reluktanzmotors 12 im Vergleich zu herkömmlichen Motoren zu maximieren. Daher nehmen die Permanentmagnete 32 weniger als fünfzig Prozent des Gesamtvolumens der Rotorhohlräume 30 ein, wodurch Leistung und Drehmoment maximiert werden. Des Weiteren liegt jeder der Permanentmagnete 32 neben der äußersten Rotorfläche 27, um eine magnetische Sättigung an den ersten intrapolaren Lamellen 34, den zweiten intrapolaren Lamellen 54 und den Rotorbrücken 51 zu maximieren, wodurch das Reluktanzdrehmoment des Synchron-Reluktanzmotors 12 erhöht wird ohne den Spinverlust im Vergleich zu herkömmlichen Motoren zu erhöhen. Des Weiteren beträgt der Magnetoberflächenbereich A2 von einem der Permanentmagneten 32 mehr als ein Fünfzehntel des Hohlraumoberflächenbereichs A1 von einem der Rotorhohlräume 30, um das Reluktanzdrehmoment des Synchron-Reluktanzmotors 12 im Vergleich zu herkömmlichen Motoren zu maximieren. In jedem der Rotorhohlräume 30 ist der Permanentmagnet 32 näher an der ersten Rotorfläche 33A (welche die Rotorfläche 33A des Rotorhohlraums 30 ist, die der Rotorbrücke 51 am nächsten ist) näher (und kann in direktem Kontakt mit dieser sein) als die zweite Rotorfläche 33B, um das Drehmoment und die Leistung zu maximieren, die durch den Synchron-Reluktanzmotor 12 erzeugt werden.
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Während die besten Arten zur Ausführung der Lehren im Detail beschrieben wurden, werden mit der in vorliegender Offenbarung beschriebenen Technik vertraute Fachleute verschiedene alternative Gestaltungen und Ausführungsformen zur Umsetzung der Lehren im Rahmen der hinzugefügten Ansprüche erkennen. Das hierin veranschaulichend offenbarte Fahrzeug 10 und der Synchron-Reluktanzmotor 12 können in einer geeigneten Weise in Abwesenheit eines beliebigen Elements ausgeführt werden, die hier nicht spezifisch offenbart ist. Weiterhin sind die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen oder die Merkmale der in der vorliegenden Beschreibung erwähnten Ausführungsformen nicht notwendigerweise als voneinander unabhängige Ausführungsformen zu verstehen. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder mehreren anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, was zu weiteren Ausführungsformen führt, die nicht in Worten oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben sind.