DE102010046906B4

DE102010046906B4 - Motor

Info

Publication number: DE102010046906B4
Application number: DE102010046906.8A
Authority: DE
Inventors: Yoji Yamada; Shinji Santo; Seiya Yokoyama; Yoko Tateishi; Yoshiaki Takemoto; Shigemasa Kato
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-10-02
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2019-12-24
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: CN102035329B; CN102035329A; DE102010046906A1; US8405342B2; US20110181230A1

Abstract

Motor aufweisend: einen Stator (2) enthaltend einen Statorkern (11), der eine Vielzahl von Zähnen (13) und eine Vielzahl von Spulen (14), die um die Zähne (13) gewickelt sind, besitzt; einen Rotor (3) enthaltend einen Rotorkern (7), der in Richtung des Stators (2) gerichtet ist, eine Vielzahl von Magneten (23), die auf dem Rotorkern (7) in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns (7) angeordnet sind und als erste Magnetpole dienen, und Schenkelpole (24), die integral mit dem Rotorkern (7) gebildet sind, wobei jeder der Schenkelpole (24) zwischen benachbarten Magneten (23) angeordnet ist und durch eine Ausnehmung von den Magneten (23) beabstandet ist, und wobei die Schenkelpole (24) als zweite Magnetpole dienen, die sich von den ersten Magnetpolen unterscheiden; und eine Stromversorgungseinheit (33, 38), die Drei-Phasen-Erregungsströme in die Vielzahl von Spulen (14) speist, um den Rotor (3) zu treiben und zu drehen; wobei wenn P die Anzahl der Pole im Rotor (3) repräsentiert und S die Anzahl von Spulen (14) repräsentiert, ein Verhältnis P/S der Polanzahl P und der Spulenanzahl S durch (4n - 2)/3m repräsentiert wird (wobei n und m ganze Zahlen sind, die größer gleich 2 sind); wobei die Vielzahl von Spulen (14) eine Vielzahl von Spulengruppen (U1 ; V1; Wl, U2; V2; W2) einschließlich Spulen für drei Phasen enthalten; wobei die Stromversorgungseinheit (33, 38) unterschiedliche Stromsteuerung für jede Spulengruppe (U1 ; V1 ; W1 , U2; V2; W2) ausführt, und zwar so, dass sich ein negativer Bestandteil des Erregungsstroms und ein positiver Bestandteil des Erregungsstroms, der in die Spulengruppe (U1, V1, W1; U2, V2, W2) eingespeist wird, unterscheiden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor mit einem Rotor mit einem Folgepol-Aufbau.
Bekannte, in Motoren des Standes der Technik verwendete Rotoren können einen Consequent-Pole bzw. Folgepol-Aufbau aufweisen. Die japanische offengelegte Veröffentlichungsschrift JP H09 - 327 139 A beschreibt einen solchen Rotor. Der Rotor weist einen Rotorkern, eine Vielzahl von in der Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordneten Magneten und eine Vielzahl von integral mit dem Rotorkern ausgebildeten Schenkelpolen auf. Die Magneten dienen als erste Magnetpole. Die Schenkelpole dienen als zweite Magnetpole und sind zwischen benachbarten Magneten angeordnet.
Bei einem Motor mit einem normalen Aufbau, der Magnetpole aufweist, die alle durch Magneten gebildet sind, ist jeder Magnetpol, der um 180° von einem anderen Pol getrennt ist, ein Magnet, wenn es eine ungerade Anzahl von durch Magnete gebildete Polpaaren gibt. Also hat der Rotor ein wünschenswertes Magnetgleichgewicht. Im Gegensatz hierzu haben bei einem Motor mit einem Rotor, der einen Folgepol-Aufbau besitzt, wie er in der obigen Offenlegungsschrift beschrieben ist, die Schenkelpole keine auf den magnetischen Fluss wirkende Zwangskraft (Induktion). Dies induziert einen großen Umfang des Magnetflusses der Magneten in den Schenkelpolen, die einen kleinen Magnetwiderstand besitzen. Daher ist bei einem Motor mit einem Rotor, der den Folgepol-Aufbau besitzt, der Rotor magnetisch in radialer Richtung unausgeglichen bzw. unwuchtig. Dies erhöht Schwingung des Motors.
Aus der DE 10 2007 029 157 A1 ist ein Synchronmotor bekannt, der die folgenden Merkmale aufweist:

- einen Stator enthaltend einen Statorkern, der eine Vielzahl von Zähnen und eine Vielzahl von Spulen, die um die Zähne gewickelt sind, besitzt;
- einen Rotor (6) enthaltend
- - einen Rotorkern, der in Richtung des Stators gerichtet ist,
- - eine Vielzahl von Magneten, die auf dem Rotorkern in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet sind und als erste Magnetspule dienen,
- - Schenkelpole, die integral mit dem Rotorkern gebildet sind, wobei jeder der Schenkelpole zwischen benachbarten Magneten angeordnet ist und durch eine Ausnehmung von den Magneten beabstandet ist, und wobei die Schenkelpole als zweite Magnetpole dienen, die sich von den ersten Magnetpolen unterscheiden; und
- eine Stromversorgungseinheit, die 3-Phasen-Erregungsströme in die Vielzahl von Spulen speist, um den Rotor zu treiben und zu drehen; wobei die Anzahl (P) der Pole im Rotor (10) und die Anzahl (S) der Spulen (8) beträgt, mit denen das Verhältnis P : S der Polanzahl und der Spulenanzahl S durch (4n - 2) durch 3M repräsentiert wird, wobei n=3 und M=4 sind; wobei die Vielzahl von Spulen eine Vielzahl von Spulengruppen einschließlich Spulen für drei Phasen enthalten; und wobei die Stromversorgungseinheit unterschiedliche Stromsteuerung für jede Spulengruppe ausführt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Motor mit einem verbesserten magnetischen Gleichgewicht bereitzustellen, um Schwingung zu verringern.
Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Motor mit einem Ständer bzw. Stator, einem Läufer bzw. Rotor und einer Stromversorgungseinrichtung bereit. Der Stator enthält einen Statorkern, der eine Vielzahl von Zähnen und eine Vielzahl von um die Zähne gewickelten Spulen besitzt. Der Rotor enthält einen Rotorkern, eine Vielzahl von Magneten und Schenkelpole. Der Rotorkem liegt gegenüber dem Stator. Die Vielzahl von Magneten ist auf dem Rotorkern in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns angeordnet und dient als erste Magnetpole. Die Schenkelpole sind integral mit dem Rotorkem ausgebildet. Jeder der Schenkelpole ist zwischen benachbarten der Magneten angeordnet und von den Magneten durch eine Aussparung beabstandet. Die Schenkelpole dienen als zweite Magnetpole, die sich von den ersten Magnetpolen unterscheiden. Die Stromversorgungseinheit speist Drei-Phasen-Erregungsströme in die Vielzahl von Spulen, um den Rotor anzutreiben und zu drehen. Wenn P für die Anzahl der Pole im Rotor steht und S für die Anzahl der Spulen steht, wird ein Verhältnis P/S der Polanzahl P und der Spulenanzahl S repräsentiert durch (4 n - 2)/3 m (wobei n und m ganze Zahlen sind, die größer oder gleich 2 sind). Die Vielzahl von Spulen enthält eine Vielzahl von Spulengruppen mit Spulen für drei Phasen. Die Stromversorgungseinheit führt eine verschiedene Stromsteuerung für jede Spulengruppe aus.
Figurenliste
Die Erfindung zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen kann am besten unter Bezug auf die nachstehende Beschreibung der im Augenblick bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen:

1 eine Draufsicht eines Motors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
2A und 2B Diagramme sind, die den elektrischen Aufbau des Motors, der in 1 gezeigt ist, veranschaulichen;
3 ein Diagramm ist, das die Oberflächenmagnetflussdichte eines Folgepol-Motors und eines herkömmlichen Motors veranschaulicht;
4A und 4B Diagramme sind, welche die Stromsteuerung veranschaulichen, die für verschiedene Spulengruppen ausgeführt wird;
5 eine Draufsicht auf einen Motor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
6 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen einer Erregungszustandsphasendifferenz und einem Rotorunwuchtverhältnis veranschaulicht;
7 eine Ansicht ist, die schematisch den Aufbau eines Motors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 eine vergrößerte Ansicht ist, die wesentliche Teile des in 7 gezeigten Rotors zeigt;
9 eine perspektivische Ansicht des in der 7 gezeigten ganzen Rotorkerns ist, bei dem erste bis vierte Permanentmagneten eingebettet sind;
10 ein Diagramm ist, das die ersten bis vierten Permanentmagneten veranschaulicht, die an unregelmäßigen Winkelabständen angeordnet sind;
11 ein Diagramm ist, das den Anordnungsabstand herkömmlicher erster bis vierter Permanentmagneten veranschaulicht;
12 ein Diagramm ist, das erste bis vierte Permanentmagneten veranschaulicht, die an ungleichmäßigen Winkelabständen bei einem Motor gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeordnet sind;
13 ein Diagramm ist, das erste bis vierte Permanentmagneten veranschaulicht, die an ungleichen Winkelabständen bei einem Motor gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeordnet sind;
14 eine Ansicht ist, die schematisch den Aufbau eines Motors gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 ein Diagramm ist, das erste bis vierte Permanentmagneten veranschaulicht, die an ungleichen Winkelabständen beim in 14 gezeigten Motor angeordnet sind, veranschaulicht;
16 ein Diagramm ist, das erste bis vierte Permanentmagneten veranschaulicht, die an ungleichen Winkelabständen bei einem Motor gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeordnet sind;
17 ein Diagramm ist, das erste bis vierte Permanentmagneten veranschaulicht, die an ungleichen Winkelabständen bei einem Motor gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeordnet sind;
18 schematisch den Aufbau eines Motors gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
19 ein Diagramm ist, das erste bis fünfte Permanentmagneten veranschaulicht, die an ungleichen Winkelabständen beim in 18 gezeigten Motor angeordnet sind;
20 ein Diagramm ist, welches den Anordnungsabstand von herkömmlichen ersten bis fünften Permanentmagneten veranschaulicht;
21 ein Diagramm ist, das erste bis fünfte Permanentmagneten veranschaulicht, die an ungleichen Winkelabständen bei einem Motor gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeordnet sind; und
22 ein Diagramm ist, das erste bis fünfte Permanentmagneten veranschaulicht, die an ungleichen Winkelabständen bei einem Motor gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeordnet sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nun wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Motor 1 der Bauart mit Innenrotor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einen ringförmigen Ständer bzw. Stator 2 und einen innerhalb des Stators 2 angeordneten Läufer bzw. Rotor 3 auf.
Der Stator 2 besitzt einen Statorkern 11. Der Statorkern 11 weist einen ringförmigen Teilbereich 12 und zwölf Zähne 13 (erste bis zwölfte Zähne 13a bis 13l) auf, die sich radial vom ringförmigen Teilbereich 12 nach innen erstrecken. Die Zähne 30 sind an gleichen Winkelabständen in der Umfangsrichtung angeordnet. Spulen 14 (14a bis 14l) sind um die Zähne 13 gewickelt.
Der Rotor 3 weist eine Welle 21, einen Rotorkem 22, sieben Magnete 23 und sieben Schenkelpole 24 auf. Der Rotorkern 22 ist ringförmig und durch Aufbringen eines Materials aus magnetischem Metall auf die Außenumfangsfläche der Welle 21 gebildet. Die Magneten sind an gleichen Winkelabständen in der Umfangsrichtung des Rotorkerns 22 in einem Umfangsteil des Rotorkerns 22 angeordnet. Die Schenkelpole 24 sind integral mit dem Umfangsteil des Rotorkerns 22 derart gebildet, dass jeder Schenkelpol zwischen benachbarten Magneten 23 angeordnet ist. Mit anderen Worten sind die Magneten 23 und die Schenkelpole 24 abwechselnd an gleichen Winkelabständen angeordnet. Der Rotor 3 ist ein Consequent-Pole- bzw. Folgepol-Rotor mit den 14 Magnetpolen der Magnete 23, die als Nordpole dienen, und den Schenkelpolen 24, die als Südpole dienen.
Nun wird der Wicklungsaufbau der Spulen 14 im Stator 2 des ersten Ausführungsbeispiels und die Stromsteuerung, die für die Spulen 14 ausgeführt wird, beschrieben. Zur Erleichterung wird auf die Zähne 13 als einem ersten Zahn 13a, einem zweiten Zahn 13b, einem dritten Zahn 13c, ..., einem elften Zahn 13k und einem zwölften Zahn 13l in der Reihenfolge ihrer Anordnung im Uhrzeigersinn Bezug genommen.
Im ersten Ausführungsbeispiel ist ein leitfähiger Draht 30 auf den ersten Zahn 13a gewickelt, um als eine V-Phasenspule 14a zu dienen. Auf den zweiten Zahn 13b, der benachbart zum ersten Zahn 13a in der Umfangsrichtung liegt, ist der Draht 30 in der Richtung entgegen der Wicklungsrichtung der V-Phasenspule 14a gewickelt, um als V -Phasenspule 14b zu dienen. Die V-Phasenspule 14a und die V -Phasenspule 14b sind durch den leitfähigen Draht 30 in Reihe verschaltet, um eine erste Spulengruppe V1 der Spulen mit der gleichen Phase zu bilden, die benachbart zueinander in der Umfangsrichtung liegen.
Auf den fünften Zahn 13e, der um 120° gegenüber dem ersten Zahn 13a im Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung versetzt ist, ist ein leitfähiger Draht 31 gewickelt, um als eine W-Phasenspule 14e zu dienen. Auf den sechzehnten Zahn 13f, der benachbart zum fünfzehnten Zahn 13e in der Umfangsrichtung liegt, ist der leitfähige Draht 31 in der Richtung entgegen der Wicklungsrichtung der W-Phasenspule 14e gewickelt, um als eine W-Phasenspule 14f zu dienen. Die W-Phasenspule 14e und die W-Phasenspule 14f sind durch den leitfähigen Draht 31 in Reihe verschaltet, um eine erste Spulengruppe W1 von Spulen mit der gleichen Phase zu bilden, die benachbart zueinander in der Umfangsrichtung liegen.
Auf den neunten Zahn 13i, der gegenüber dem fünften Zahn 13e um 120° im Uhrzeigersinn in der Umfangsrichtung versetzt ist, ist ein leitfähiger Draht 32 gewickelt, um als eine U-Phasenspule 14i zu dienen. Auf den zehnten Zahn 13j, der benachbart zum neunten Zahn 13i in der Umfangsrichtung liegt, ist der leitfähige Draht 32 in der Richtung entgegen der Wicklungsrichtung der U-Phasenspule 14i gewickelt, um als eine U-Phasenspule 14j zu dienen. Die U-Phasenspule 14i und die U -Phasenspule 14j sind durch den leitfähigen Draht 32 in Reihe verschaltet, um eine erste Spulengruppe U1 von Spulen mit der gleichen Phase zu bilden, die benachbart zueinander in der Umfangsrichtung liegen.
Wie in 2A gezeigt, sind die leitfähigen Drähte 30 bis 32, welche die drei ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 bilden, an einer Stelle jeweils an einem Ende miteinander verbunden. Die ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 bilden eine Sternschaltung. Jeder der leitfähigen Drähte 30 bis 32 besitzt ein weiteres Ende, das mit einer ersten Treiberschaltung 33 verbunden ist, die als eine Drei-Phasen-Wechselrichterschaltung dient. Drei-Phasen-Erregungsströme mit zueinander um jeweils 120° versetzter Phase werden jeweils in die ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 eingespeist.
Eine zweite Spulengruppe V2 ist um 180° von der ersten Spulengruppe V1 in der Umfangsrichtung getrennt und an einer gegenüberliegenden Position (radial gegenüberliegenden Position) angeordnet. Etwas genauer ist auf den siebten Zahn 13g, der um 180° vom ersten Zahn 13a in der Umfangsrichtung getrennt ist und an einer gegenüberliegenden Position angeordnet ist, ein leitfähiger Draht 35 entgegengesetzt zur Wicklungsrichtung der V-Phasenspule 14a auf den ersten Zahn 13a gewickelt, um als eine V -Phasenspule 14g zu dienen. Auf den achten Zahn 13h, der benachbart zum siebten Zahn 13g in der Umfangsrichtung liegt, ist der leitfähige Draht 35 entgegengesetzt zur Wicklungsrichtung der V -Phasenspule 14g gewickelt, um als eine V-Phasenspule 14h zu dienen. Die V -Phasenspule 14g und die V-Phasenspule 14h durch den leitfähigen Draht 35 sind in Reihe geschaltet, um die zweite Spulengruppe V2 der Spulen mit derselben Phase zu bilden, die benachbart zueinander in der Umfangsrichtung liegen.
Eine Spulengruppe W2 ist um 180° von der Spulengruppe W1 in der Umfangsrichtung getrennt und an einer gegenüberliegenden Position (radial gegenüberliegenden Position) angeordnet. Etwas genauer ist auf den elften Zahn 13k, der um 180° gegenüber dem fünften Zahn 13e in der Umfangsrichtung getrennt ist, ein leitfähiger Draht 36 entgegengesetzt zur Wicklungsrichtung der W-Phasenspule 14e auf den fünften Zahn 13e gewickelt, um als eine W -Phasenspule 14k zu dienen. Auf den zwölften Zahn 13t, der zum elften Zahn 13k in der Umfangsrichtung benachbart ist, ist der leitfähige Draht 36 entgegengesetzt zur Wicklungsrichtung der W-Phasenspule 14k gewickelt, um als eine W-Phasenspule 14l zu dienen. Die W-Phasenspule 14k und die W-Phasenspule 14l sind in Reihe geschaltet durch den leitfähigen Draht 36, um die zweite Spulengruppe W2 der Spulen mit der gleichen Phase zu bilden, die benachbart zueinander in der Umfangsrichtung liegen.
Eine Spulengruppe U2 ist um 180° von der Spulengruppe U1 in der Umfangsrichtung getrennt und an einer gegenüberliegenden Position (radial gegenüberliegenden Position) angeordnet. Etwas genauer ist auf den dritten Zahn 13c, der um 180° vom neunten Zahn 13i in der Umfangsrichtung getrennt ist, ein leitfähiger Draht 37 entgegengesetzt zur Wicklungsrichtung der U-Phasenspule 14i auf den neunten Zahn 13i gewickelt, um als eine U -Phasenspule 14c zu dienen. Auf den vierzehnten Zahn 13d, der benachbart zum dreizehnten Zahn 13c in der Umfangsrichtung liegt, ist der leitfähige Draht 37 entgegengesetzt zur Wicklungsrichtung der U -Phasenspule 14c gewickelt, um als eine U-Phasenspule 14d zu dienen. Die U-Phasenspule 14c und die U-Phasenspule 14d sind durch den leitfähigen Draht 37 in Reihe verschaltet, um die zweite Spulengruppe U2 von Spulen mit gleicher Phase zu bilden, die benachbart zueinander in der Umfangsrichtung liegen.
Wie in 2B gezeigt ist, sind die leitfähigen Drähte 35 bis 37, welche die drei zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 bilden, an einer Stelle jeweils an einem Ende miteinander verbunden. Die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 bilden eine Sternschaltung. Die leitfähigen Drähte 35 bis 37 besitzen jeweils ein weiteres Ende, welches mit einer zweiten Treiberschaltung 38 verschaltet ist, die als eine Drei-Phasen-Wechselrichterschaltung dient. Drei-Phasen-Erregungsströme, die zueinander um 180° versetzte Phasen besitzen, werden jeweils in die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 eingespeist.
Wie in 4A gezeigt, sind die Erregungsströme, die von der ersten Treiberschaltung 33 in die ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 eingespeist werden, jeder derart angepasst, dass der Absolutwert des negativen Bestandteils im Strom kleiner als der Absolutwert des positiven Bestandteils im Strom ist Beim Motor mit dem Folgepol-Rotor, wie in 3 gezeigt, ist die Oberflächenmagnetflussdichte des Rotors in einem elektrischen Winkelzyklus asymmetrisch. Somit, indem sich der negative Bestandteil und der positive Bestandteil des Erregungsstroms unterscheiden, der in jede der ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 eingespeist wird, wird der magnetische Fluss, der auf den Zahn wirkt, angepasst, dass in der radialen Richtung ein Gleichgewicht erhalten wird. Dies reduziert eine im Rotor 3 erzeugte Unwucht. Aus demselben Grund sind auch die Erregungsströme, die von der zweiten Treiberschaltung 38 in die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 eingespeist werden, so angepasst, dass der Absolutwert des negativen Bestandteils im Erregungsstrom kleiner ist als der Wert des positiven Bestandteils im Erregungsstrom, wie in 4B gezeigt Der Unterschied zwischen dem positiven Bestandteil und dem negativen Bestandteil des Erregungsstroms ist abhängig von jedem individuellen Motor und auf einen Optimalwert eingestellt, der basierend auf Versuchen oder Ähnlichem berechnet wird. Die erste Treiberschaltung 33 und die zweite Treiberschaltung 38 steuern die Erregungsströme in einer Weise, dass die ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 und die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 eine Phasendifferenz von 180° in einem erregten Zustand besitzen. Damit ist beispielsweise, wenn der Erregungsstrom, der durch die erste Treiberschaltung 33 gespeist wird, ein positiver Bestandteil ist, der Erregungsstrom, der durch die zweite Treiberschaltung 38 gespeist wird, ein negativer Bestandteil. In diesem Fall ist der Stromwert der Erregungsströme, die von der ersten Treiberschaltung 33 gespeist werden, größer als der Stromwert der Erregungsströme, die von der zweiten Treiberschaltung 38 gespeist werden. Auf dieselbe Weise, wenn der Erregungsstrom, der durch die erste Treiberschaltung 33 gespeist wird, ein negativer Bestandteil ist, ist der Erregungsstrom, der durch die zweite Treiberschaltung 38 gespeist wird, ein positiver Bestandteil. In diesem Fall ist der Stromwert der Erregungsströme, die von der ersten Treiberschaltung 33 gespeist werden, kleiner als der Stromwert der Erregungsströme, die von der zweiten Treiberschaltung 38 gespeist werden. Etwas genauer unterscheidet sich der magnetische Fluss, der auf die Zähne wirkt, die in Richtung der Magneten blicken, vom magnetischen Fluss, der auf die Zähne wirkt, die in Richtung der Schenkelpole blicken. Damit ermöglicht eine Anpassung der Stromwerte der ersten Spulengruppen U1, V1 und W1, so dass sie sich verschieden zu den Stromwerten der zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 ändern, den magnetischen Fluss, der auf die Zähne wirkt, die jede Spulengruppe sieht, in der radialen Richtung im Gleichgewicht zu erhalten. Dies reduziert unausgeglichene Kräfte bzw. Unwucht, die im Rotor in der radialen Richtung erzeugt werden bzw. wird, und reduziert die Schwingung im Motor 1.
Das erste Ausführungsbeispiel besitzt die im Folgenden beschriebenen Vorteile.

(1) Die benachbarten Spulen mit gleicher Phase, das sind die V-Phasenspulen 14a und 14h und die V -Phasenspulen 14b und 14g, die U-Phasenspulen 14d und 14i und die U -Phasenspulen 14c und 14j und die W-Phasenspulen 14e und 14l und die W-Phasenspulen 14f und 14k, sind in unterschiedlichen Richtungen gewickelt. Die Spulen, die in der radialen Richtung aufeinander zu gerichtet sind, das sind die V-Phasenspulen 14a und 14h sowie die V -Phasenspulen 14g und 14b, die U-Phasenspulen 14d und 14i sowie die U -Phasenspulen 14j und 14c und die W-Phasenspulen 14e und 14l sowie die W-Phasenspulen 14f und 14k, sind in unterschiedlichen Richtungen gewickelt. Die Vielzahl der Spulen 14a bis 14l enthalten die ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 mit den drei Phasen und die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W3 mit den drei Phasen. Die Phasen der ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 enthalten die benachbarten Spulen mit der gleichen Phase und sind in unterschiedlichen Richtungen gewickelt, das sind die Spulen 14a und 14b, die Spulen 14e und 14f sowie die Spulen 14i und 14j. Die Phasen der zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 enthalten die benachbarten Spulen mit der gleichen Phase und sind in unterschiedlichen Richtungen gewickelt, das sind die Spulen 14c und 14d, die Spulen 14g und 14h sowie die Spulen 14k und 14l. Weiter sind die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 jeweils in Richtung der ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 der gleichen Phase gerichtet, so dass die Spulen jeweils aufeinander in die radiale Richtung zu gerichtet sind, das sind die Spulen 14a und 14g, die Spulen 14b und 14h, die Spulen 14e und 14k, die Spulen 14f und 14l, die Spulen 14i und 14c sowie die Spulen 14j und 14d, welche unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen. Die erste und zweite Treiberschaltung 33 und 38, die als Stromversorgungseinheiten dienen, führen unterschiedliche Stromsteuerung über die ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 und über die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 aus. Im Rotor 3 des ersten Ausführungsbeispiels, der eine ungerade Anzahl von Polpaaren besitzt, sind die Magneten 23 um 180° von den Schenkelpolen 24 in der Umfangsrichtung getrennt. Somit erzeugen die erregten Spulen 14a bis 14l jeder Phase einen magnetischen Fluss, der auf den Rotor 3 wirkt, der in der radialen Richtung unausgeglichen bzw. unwuchtig ist. In diesem Rotor werden die erste Treiberschaltung 33 und die zweite Treiberschaltung 38 gesteuert, um verschiedene Stromsteuerung über die ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 und die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 auszuführen, die in Richtung der ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 in der radialen Richtung gerichtet sind, oder die um 180° von den ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 getrennt sind und an gegenüberliegenden Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Dies reduziert die oben erwähnte unausgeglichene Kraft bzw. Unwucht, die in der radialen Richtung erzeugt wird, und reduziert Schwingung im Motor.
(2) Die erste und zweite Treiberschaltung 33 und 38 führen Stromsteuerung aus, so dass die Stromwerte der ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 sich von den Stromwerten der zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 unterscheiden. Im Motor 1, der den Folgepol-Rotor 3 enthält, ist die Oberflächenmagnetflussdichte des Rotors 3 in einem elektrischen Winkelzyklus (vgl. 3) asymmetrisch. Etwas genauer unterscheidet sich der Magnetfluss, der auf die Zähne wirkt, die zu den Magneten 23 gerichtet sind, vom Magnetfluss, der auf die Zähne wirkt, die auf die Schenkelpole 24 gerichtet sind. Damit gleicht eine Anpassung der Stromwerte der ersten Spulengruppen U1, V1 und W1, dass sie sich unterschiedlich zu den Stromwerten der zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 ändern, den Magnetfluss aus, der auf die Zähne 13 in der radialen Richtung wirkt. Dies reduziert unausgeglichene Kraft bzw. Unwucht, die im Rotor in der radialen Richtung erzeugt wird.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Die Bestandteile des zweiten Ausführungsbeispiels, welche dieselben wie die Bestandteile beim ersten Ausführungsbeispiel sind, erhalten die gleichen Bezugszeichennummem wie diese Bestandteile und werden nicht beschrieben oder werden nur teilweise beschrieben.
Wie in 5 gezeigt ist, ist ein leitfähiger Draht 32 um einen vierten Zahn 13d gewickelt, um als eine U-Phasenspule 14d zu dienen. Auf einen zehnten Zahn 13j, der um 180° vom vierten Zahn 13d in der Umfangsrichtung getrennt ist, ist der leitfähige Draht 32 entgegengesetzt zur Wicklungsrichtung der U-Phasenspule 14d gewickelt, um als eine U -Phasenspule 14j zu dienen. Die U-Phasenspule 14d und die U-Phasenspule 14j bilden eine erste Spulengruppe U1.
Auf einen achten Zahn 13h, der um 120° gegenüber dem vierten Zahn 13d in der Umfangsrichtung versetzt ist, ist ein leitfähiger Draht (nicht gezeigt) gewickelt, um als eine V-Phasenspule 14h zu dienen. Der leitfähige Draht erstreckt sich auf einen zweiten Zahn 13b, der auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist und um 180° vom achten Zahn 13h im Uhrzeigersinn in der Umfangsrichtung getrennt ist, und ist um den zweiten Zahn 13b entgegengesetzten zur Wicklungsrichtung der V-Phasenspule 14h gewickelt, um als eine V -Phasenspule 14b zu dienen. Die V-Phasenspule 14h und die V -Phasenspule 14b bilden eine erste Spulengruppe V1.
Auf einen zwölften Zahn 13l, der um 120° gegenüber dem achten Zahn 13h im Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung versetzt ist, ist ein leitfähiger Draht (nicht gezeigt) gewickelt, um als eine W-Phasenspule 14l zu dienen. Der leitfähige Draht erstreckt sich zu einem sechzehnten Zahn 13f, der auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet und durch 180° vom zwölften Zahn 13l in der Umfangsrichtung getrennt ist, und um den sechzehnten Zahn 13f entgegengesetzt zur Wicklungsrichtung der W-Phasenspule 14l gewickelt ist, um als eine W-Phasenspule 14f zu dienen. Die W-Phasenspule 14l und die W-Phasenspule 14f bilden eine erste Spulengruppe W1.
Wie in 2A gezeigt ist, sind die leitfähigen Drähte 30 bis 32, welche die drei ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 bilden, an einer Stelle jeweils an einem Ende miteinander verbunden. Die ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 bilden eine Sternschaltung. Die leitfähigen Drähte 30 bis 32 besitzen jeweils ein weiteres Ende, das mit einer ersten Treiberschaltung 33 verschaltet ist. Drei-Phasen-Erregungsströme mit Phasen werden jeweils in die ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 eingespeist.
Auf einen dritten Zahn 13c, der benachbart zum vierten Zahn 13d entgegen dem Uhrzeigersinn in der Umfangsrichtung liegt, ist ein leitfähiger Draht 37 entgegengesetzt zur Wicklungsrichtung der U-Phasenspule 14d auf den vierten Zahn 13d gewickelt, um als eine U-Phasenspule 14c zu dienen. Auf einen neunten Zahn 13i, der auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet und durch 180° vom dritten Zahn 13c in der Umfangsrichtung getrennt ist, ist der leitfähige Draht 37 entgegengesetzt zur Wicklungsrichtung der U-Phasenspule 14c gewickelt, um als eine U-Phasenspule 14i zu dienen. Die U -Phasenspule 14c und die U-Phasenspule 14i bilden eine zweite Spulengruppe U2.
Auf einen siebten Zahn 13g, der benachbart zum ersten Zahn 13h entgegen dem Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung liegt, ist ein leitfähiger Draht (nicht gezeigt) entgegengesetzten zur Wicklungsrichtung der V-Phasenspule 14h auf den achten Zahn 13h gewickelt, um als eine V -Phasenspule 14g zu dienen. Der leitfähige Draht erstreckt sich zu einem ersten Zahn 13a, der auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet und durch 180° vom siebten Zahn 13g in der Umfangsrichtung getrennt ist, und ist um den ersten Zahn 13a entgegengesetzt zur Wicklungsrichtung der V - Phasenspule 14g gewickelt, um als eine V-Phasenspule 14a zu dienen. Die V - Phasenspule 14g und die V-Phasenspule 14a bilden eine zweite Spulengruppe V2.
Auf einen elften Zahn 13k, der benachbart zum zwölften Zahn 13l entgegen dem Uhrzeigersinn in der Umfangsrichtung liegt, ist ein leitfähiger Draht (nicht gezeigt) entgegengesetzten zur Wicklungsrichtung der W-Phasenspule 14l auf den zwölften Zahn 13l gewickelt, um als eine W-Phasenspule 14k zu dienen. Der leitfähige Draht erstreckt sich zu einem fünften Zahn 13e, der auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet und um 180° vom elften Zahn 13k in der Umfangsrichtung getrennt ist, und um den fünften Zahn 13e entgegengesetzten zur Wicklungsrichtung der W -Phasenspule 14k gewickelt, um als eine W-Phasenspule 14e zu dienen. Die W-Phasenspule 14k und die W-Phasenspule 14e bilden eine zweite Spulengruppe W2.
Wie in 2B gezeigt, sind die leitfähigen Drähte 35 bis 37, welche die drei zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 bilden, an einer Stelle an jeweils einem Ende miteinander verbunden. Die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 bilden eine Sternschaltung. Die leitfähigen Drähte 35 bis 37 besitzen jeweils ein weiteres Ende, welches mit einer zweiten Treiberschaltung 38 verschaltet ist, die als eine Drei-Phasen-Wechselrichterschaltung dient. Drei-Phasen-Erregungsströme mit Phasen, die voneinander um 120° versetzt sind, werden jeweils in die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 gespeist.
Die erste Treiberschaltung 33 und die zweite Treiberschaltung 38 werden derart gesteuert, dass die ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 und die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 eine Phasendifferenz θ von 30° im erregten Zustand aufweisen. Die Beziehung zwischen der Phasendifferenz θ im erregten Zustand und dem Wert der Unwucht, die im Rotor erzeugt wird, wird nun mit Bezug auf 6 beschrieben. Das Rotorunwuchtkraftverhältnis ist auf 1 gesetzt, wenn die Phasendifferenz θ im erregten Zustand 0° beträgt. In diesem Fall verringert sich die Rotorunwuchtkraft wie sich die Phasendifferenz θ des erregten Zustands von 0° erhöht und 30° annähert. Nachdem die Phasendifferenz θ im erregten Zustand 30° erreicht, erhöht sich die Rotorunwuchtkraft wie sich die Phasendifferenz θ im erregten Zustand erhöht. Sobald die Phasendifferenz θ im erregten Zustand 30° beträgt, ist die Rotorunwuchtkraft gerade etwas größer als 0,1. Mit anderen Worten maximiert Einstellen der Phasendifferenz θ im erregten Zustand auf 30° den Effekt der Reduktion der Rotorunwuchtkraft.
Auf diese Weise wird durch Einspeisen von Erregungsströmen, so dass der Erregungsstrom der ersten Treiberschaltung 33 und der Erregungsstrom der zweiten Treiberschaltung 38 eine Phasendifferenz im erregten Zustand von 30° aufweisen, die im Rotor erzeugte Unwuchtkraft auf ein ausreichend geringes Niveau gesenkt, wie in 6 gezeigt ist. Dies reduziert Schwingung im Motor.
Das zweite Ausführungsbeispiel besitzt die im Folgenden beschriebenen Vorteile.

(1) Die benachbarten Spulen mit der gleichen Phase, das sind die V-Phasenspulen 14a und 14h sowie die V -Phasenspulen 14b und 14g, die U-Phasenspulen 14d und 14i sowie die U -Phasenspulen 14c und 14j sowie die W-Phasenspulen 14e und 14l sowie die W-Phasenspulen 14f und 14k, sind in unterschiedlichen Richtungen gewickelt. Die Spulen, die jeweils in radialer Richtung aufeinander gerichtet sind, das sind die V-Phasenspulen 14a und 14h sowie die V - Phasenspulen 14g und 14b, die U-Phasenspulen 14d und 14i sowie die U-Phasenspulen 14j und 14c sowie die W-Phasenspulen 14e und 14l sowie die W-Phasenspulen 14f und 14k, sind in unterschiedlichen Richtungen gewickelt. Die Vielzahl der Spulen 14a bis 14l enthalten die ersten Spulengruppen U1, V1, W1 mit drei Phasen und die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 mit drei Phasen. Die ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 jeder Phase enthalten die Spulen der gleichen Phase mit unterschiedlichen Wicklungsrichtungen und sind jeweils in der radialen Richtung aufeinander gerichtet, das sind die Spulen 14b und 14h, die Spulen 14d und 14j sowie die Spulen 14f und 14l. Die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 jeder Phase enthalten die Spulen derselben Phase mit unterschiedlichen Wicklungsrichtungen und sind in der radialen Richtung aufeinander gerichtet, das sind die Spulen 14a und 14g, die Spulen 14c und 14i sowie die Spulen 14e und 14k. Weiter ist jede der zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 benachbart zu einer der ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 mit der gleichen Phase wie die zweite Spulengruppe, so dass die benachbarten Spulen mit gleicher Phase, das sind die Spulen 14a und 14b, die Spulen 14c und 14d, die Spulen 14e und 14f, die Spulen 14g und 14h, die Spulen 14i und 14j sowie die Spulen 14k und 14l, unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen. Die erste und zweite Treiberschaltung 33 und 38, die als Stromversorgungseinheiten dienen, führen unterschiedliche Stromsteuerung über die Spulengruppen U1, V1 und W1 sowie über die zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 aus. Etwas genauer beträgt die Anzahl der Spulen C, die im Stator 2 enthalten sind, 12 und die Anzahl der Pole P, die im Rotor 3 enthalten sind, 14. Die erste und zweite Treiberschaltung 33 und 38, die als Stromversorgungseinheiten dienen, sind so eingestellt, dass die Phasendifferenz θ im erregten Zustand zwischen den ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 und den zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 30° beträgt. Dies verringert weiter die im Rotor (vgl. 6) erzeugte Unwuchtkraft und reduziert weiter Schwingung im Motor.

Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können wie folgt modifiziert werden.
Obgleich im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel die Anzahl der Pole 14 (die Anzahl der Polpaare beträgt 7) und die Anzahl der Spulen 12 beträgt, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt Z.B. kann ein Aufbau vorgesehen werden, bei dem das Verhältnis P/C der Anzahl der Pole P und der Anzahl der Spulen C gleich (4 n - 2)/3 m ist (wobei n und m positive Zahlen sind, die größer oder gleich 2 sind). Etwas genauer kann ein Aufbau verwendet werden, bei dem das Verhältnis P/C gleich (12 k ± 2)/12 k ist (wobei k eine positive ganze Zahl ist). Insbesondere ist bei einem Aufbau mit 10 Polen (5 Polpaaren) und 12 Spulen die Rotorunwuchtkraft am stärksten reduziert, wenn die Phasendifferenz θ im erregten Zustand auf dieselbe Weise wie beim Motor mit 14 Polen (7 Polpaaren) und 12 Spulen auf 30° eingestellt wird.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist die Phasendifferenz θ im erregten Zustand zwischen den ersten Spulengruppen U1, V1 und W1 und den zweiten Spulengruppen U2, V2 und W2 auf 30° eingestellt. Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist es erforderlich, dass die Phasendifferenz θ im erregten Zustand wenigstens im Bereich von 0° < θ ≤ 60° liegt, um die Unwuchtkraft zu reduzieren, oder kann in einen engeren Bereich von 15° < θ ≤ 45° eingestellt werden, um die Unwuchtkraft zu reduzieren.
Beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung auf einen Motor 1 der Bauart mit Innenrotor umgesetzt. Alternativ kann die vorliegende Erfindung auch auf einen Motor der Bauart mit Außenrotor angewendet werden.
Beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel sind die ersten Spulengruppen U1 bis W1 mit drei Phasen zu einer Sternschaltung verschaltet und die zweiten Spulengruppen U2 bis W2 mit drei Phasen sind zu einer Sternschaltung verschaltet. Alternativ können die ersten Spulengruppen zu einer Dreiecksschaltung verschaltet werden und die zweiten Spulengruppen können zu einer Dreiecksschaltung verschaltet werden.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
7 zeigt schematisch den Aufbau eines bürstenlosen Motors (IPM-Motor) im dritten Ausführungsbeispiel. 8 ist eine vergrößerte Ansicht, die wesentliche Teile eines im Motor enthalten Rotors zeigt. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die den gesamten Rotorkern zeigt, in den Permanentmagnete eingebettet sind.
Wie in 7 gezeigt, enthält ein bürstenloser Motor 101, der als ein Drehmotor dient, einen ringförmigen Stator 102, der entlang der Innenumfangsoberfläche eines Motorgehäuses (nicht gezeigt) angeordnet ist, und einen Rotor 103, der an der Innenseite des Stators 102 drehbar angeordnet ist.
Der Stator 102 enthält zwölf Zähne 104. Die zwölf Zähne 104 sind ringförmig angeordnet, um zwölf Schlitze zwischen den Zähnen 104 zu bilden. Eine Spule 105 ist um jeden Zahn 104 als eine konzentrierte Wicklung (concentrated winding) gewickelt. Drei-Phasen-Wechselströme werden in die gewickelten Spulen 105 eingespeist, und die U-Phase, V-Phase und W-Phase sind nacheinander in der Drehrichtung angeordnet.
Der Rotor 103 enthält eine Welle 106 und einen zylindrischen Rotorkem 107, der auf der Welle 106 befestigt ist. Die Welle 106 ist so angeordnet, dass ihre Achse Lo mit der Achse des Stators 102 ausgerichtet ist. Die zwei Enden der Welle 106 sind drehbar durch Lager (nicht gezeigt) gelagert, die im Motorgehäuse angeordnet sind. Demgemäß ist der Rotor 103 (Rotorkem 107) im Inneren des Stators 102 drehbar um die Achse Lo gelagert, die als das Rotationszentrum dient.
Beim bürstenlosen Motor 101 des dritten Ausführungsbeispiels wird der Rotor 3 angetrieben, dass er gegen den Uhrzeigersinn, wie in 7 betrachtet, rotiert.
Der Rotorkern 107 ist, wie in 9 gezeigt, zylindrisch. Eine Vielzahl von (vier im dritten Ausführungsbeispiel) ebenflächigen Permanentmagneten, nämlich ein erster bis vierter Permanentmagnet M1 bis M4, sind im Rotorkern 107 angeordnet. Der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 sind nacheinander an vorbestimmten Winkelabständen in der Umfangsrichtung in der Drehrichtung des Rotorkerns 107 angeordnet. Der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 sind an Positionen nahe der Außenumfangsoberfläche des Rotorkerns 107 eingebettet. Mit anderen Worten besitzt der Rotor 103 des dritten Ausführungsbeispiels den so genannten IPM-Aufbau mit eingebettetem ersten bis vierten Permanentmagnet M1 bis M4.
Bereiche in der Außenumfangsoberfläche des Rotorkerns 107, die in Richtung der Magnetpolstimflächen des eingebetteten ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4 gerichtet sind, dienen als erste Magnetpolabschnitte 108. Beim dritten Ausführungsbeispiel bilden die eingebetteten vier Permanentmagneten, nämlich der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4, die vier ersten Magnetpolabschnitte 108 auf der Außenumfangsoberfläche des Rotorkerns 107.
Der eingebettete erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 sind so angeordnet, dass die Magnetpolstimflächen an der radial nach außen gerichteten Seite vom gleichen Pol sind (Südpol im vorliegenden Ausführungsbeispiel). Im Ergebnis enthält der Rotor 103 des dritten Ausführungsbeispiels die vier ersten Magnetpolabschnitte 108 mit der gleichen Polarität (Südpole), die an ungleichen Winkelabständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Weiter besitzt der Rotorkem 107 Ausnehmungen S (Sa, Sb), die jeweils an den zwei Umfangsenden des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4 gebildet sind. Die Ausnehmungen S dienen als Magnetwiderstände. Im Ergebnis enthält der Rotorkem 107 zweite Magnetpolabschnitte 109, die zwischen den benachbarten ersten Magnetpolabschnitten 108 (den Permanentmagneten M1 bis M4) gebildet sind. Die zweiten Magnetpolabschnitte 109 sind magnetisch von den ersten Magnetpolabschnitten 108 in der Umfangsrichtung getrennt.
Der Magnetfluss geht von jedem ersten Magnetpolabschnitt 108 durch das Innere des Rotorkerns 107, um so die Ausnehmungen S, die an den beiden Enden jedes ersten Magnetpolabschnitts 108 in der Umfangsrichtung gebildet sind, zu umgehen und tritt in jeden zweiten Magnetpolabschnitt 109 ein. Der Magnetfluss geht dann durch jeden zweiten Magnetpolabschnitt 109 in einer radial nach außen gerichteten Richtung. Dies bildet in jedem zweiten Magnetpolabschnitt 109 einen Dummy- bzw. Pseudo-Magnetpol (Nordpol) mit einer zum benachbarten ersten Magnetpolabschnitt 108 unterschiedlichen Polarität.
Auf diese Weise ist der Rotor 103 des dritten Ausführungsbeispiels als ein so genannter Consequent-Pole- bzw. Folgepol-Rotor ausgebildet.
Im dritten Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen S (Sa, Sb), die an den zwei Enden jedes ersten Magnetpolabschnitts 108 gebildet sind, wie in 8 gezeigt, asymmetrisch ausgebildet. Dies erhöht das Drehmoment und verbessert der Drehmomentverlauf.
Der bürstenlose Motor 101 im dritten Ausführungsbeispiel dreht nur in einer Richtung (gegen den Uhrzeigersinn wie in den 7 und 8 betrachtet). Die Ausnehmungen S (Sa, Sb), die an den zwei Enden jedes ersten Magnetpolabschnitts 108 gebildet sind, besitzen unterschiedliche Umrisse, um den Aufbau des Motors in der Drehrichtung zu optimieren. Etwas genauer ist die Ausnehmung Sa, die vor der Ausnehmung Sb in der Drehrichtung des Rotors 103 liegt, breiter in der Umfangsrichtung als die Ausnehmung Sb, die hinter der Ausnehmung Sa in der Drehrichtung des Rotors 103 liegt.
Der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 sind ebenflächige Magneten und besitzen die gleiche Gestalt. Der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 sind derart angeordnet, so dass ihre längeren Seiten sich in Richtung der Achse Lo erstrecken. Die Länge der längeren Seite ist gleich der Länge des Rotorkerns 107 in der axialen Richtung. Der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 sind an gleichen Abständen von der Achse Lo derart angeordnet, dass ihre längeren Seiten parallel zur Achse Lo sind und ihre kürzeren Seiten orthogonal zu Linien sind, welche die Mitte ihrer kürzeren Seiten und die Achse Lo (erste bis vierte Mittenlinien L1 bis L4) verbinden. Etwas genauer sind die ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4 derart eingebettet, dass ihre Magnetpolstimflächen vom Rotationszentrum des Rotors 103 aus betrachtet vertikal sind.
Der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4, die in den Rotorkern 107 eingebettet sind, sind, von der Achse Lo aus betrachtet, an ungleichen Winkelabständen angeordnet.
Im dritten Ausführungsbeispiel beträgt ein erster Winkel θ12, der durch die erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1 und der zweiten Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2, der benachbart zum ersten Permanentmagneten M1 in der Drehrichtung liegt, gebildet ist, wie in 10 gezeigt 81°.
Ein zweiter Winkel θ23, der durch die zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2 und die dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3, der benachbart zum zweiten Permanentmagneten M2 in Drehrichtung liegt, gebildet ist, beträgt 94,5°.
Ein dritter Winkel θ34, der durch die dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3 und die vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4, der benachbart zum dritten Permanentmagneten M3 in Drehrichtung liegt, gebildet ist, beträgt 86,4°.
Ein vierter Winkel θ41, der durch die vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4 und der ersten Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1, der benachbart zum vierten Permanentmagneten M4 in Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 98,1°.
Der Betrieb des bürstenlosen Motors 101 wird nun durch Vergleich des bürstenlosen Motors 101 mit einem herkömmlichen bürstenlosen Motor beschrieben.
Der herkömmliche bürstenlose Motor wird zuerst beschrieben. Der herkömmliche bürstenlose Motor unterscheidet sich vom bürstenlosen Motor 101 des dritten Ausführungsbeispiels nur dadurch, dass ein erster bis vierter Permanentmagnet M1 bis M4 in einen Rotorkem 107 an gleichen Winkelabständen von der Achse Lo aus betrachtet eingebettet sind. Im Übrigen ist der Aufbau des herkömmlichen bürstenlosen Motors derselbe wie der Aufbau des bürstenlosen Motors 101 des dritten Ausführungsbeispiels. Wie in 11 gezeigt, ist der bürstenlose Motor derart gebildet, dass ein erster Winkel θ12, ein zweiter Winkel θ23, ein dritter Winkel θ34 und ein vierter Winkel θ41 alle 90° betragen.
In 11 entspricht eine erste Grundlinie La der ersten Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1 im dritten Ausführungsbeispiel, eine zweite Grundlinie Lb entspricht der zweiten Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2 im dritten Ausführungsbeispiel, eine dritte Grundlinie Lc entspricht der dritten Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3 im dritten Ausführungsbeispiel und eine vierte Grundlinie Ld entspricht der vierten Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4 im dritten Ausführungsbeispiel.
Ein Versuch wurde durch Antreiben des bürstenlosen Motors 101 des dritten Ausführungsbeispiels und des herkömmlichen bürstenlosen Motors durchgeführt, um eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn zu erzeugen. Dann wurden das Drehmoment, die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 101 und des herkömmlichen bürstenlosen Motors verglichen.

Nachstehende Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 1

	Winkel (Grad)				Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nuten rastmoment [%]
	θ12	θ23	θ34	θ41	Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nuten rastmoment [%]
Anordnung mit gleichen Winkeln	90	90	90	90	100	100	100
Anordnung mit ungleichen Winkeln	81	94,5	86,4	98,1	96	49	22

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, beträgt das maximale Drehmoment des bürstenlosen Motors 101 des dritten Ausführungsbeispiels, wenn das maximale Drehmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) auf 100% gesetzt wird, 96%, was geringfügig niedriger ist.
Wenn die minimale Drehmomentwelligkeit des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) auf 100% gesetzt wird, beträgt die minimale Drehmomentwelligkeit des bürstenlosen Motors 101 des dritten Ausführungsbeispiels 49%, was extrem niedrig ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, die Drehmomentwelligkeit gegenüber der des herkömmlichen bürstenlosen Motors deutlich verringert.
Wenn das minimale Nutenrastmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit ungleichmäßigen Winkeln) auf 100% gesetzt wird, beträgt das minimale Nutenrastmoment des bürstenlosen Motors 101 des dritten Ausführungsbeispiels 22%, was extrem niedrig ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, das Nutenrastmoment des bürstenlosen Motors im dritten Ausführungsbeispiel gegenüber dem des herkömmlichen bürstenlosen Motors deutlich verringert.
Die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen verursacht Änderungen in der Magnetflussdichte, die an jedem zweiten Magnetpolabschnitt 109 ausgelöscht werden. Es wird angenommen, dass dies die Drehmomentwelligkeit und das Nutenrastmoment des bürstenlosen Motors verringert.
Es wird angenommen, dass die Verringerung beim Drehmoment gering ist, da sich der durchschnittliche Magnetfluss kaum merklich ändert, selbst wenn der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen angeordnet werden.
Das dritte Ausführungsbeispiel besitzt die im Folgenden beschriebenen Vorteile.

(1) Beim dritten Ausführungsbeispiel sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4, die im Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 101 nacheinander in der Drehrichtung eingebettet sind, von der Achse Lo aus betrachtet, an ungleichen Winkelabständen angeordnet.

Im Detail sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 im Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 101 so angeordnet, dass der erste Winkel θ12, der durch den ersten Permanentmagneten M1 und den zweiten Permanentmagneten M2 gebildet wird, 81° beträgt, der zweite Winkel θ23, der durch den zweiten Permanentmagneten M2 und den dritten Permanentmagneten M3 gebildet wird, 94,5° beträgt, der dritte Winkel θ34, der durch den dritten Permanentmagneten M3 und den vierten Permanentmagneten M4 gebildet wird, 86,4° beträgt und der vierte Winkel θ41, der durch den vierten Permanentmagneten M4 und den ersten Permanentmagneten M1 gebildet wird, 98,1° beträgt.
Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutenrastmoment, während der Drehmomentverlauf des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) einschließlich der asymmetrischen Ausnehmungen Sa und Sb beibehalten werden.
Ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
Auf dieselbe Weise wie beim dritten Ausführungsbeispiel ist ein Rotor des vierten Ausführungsbeispiels ein Consequent-Pole- bzw. Folgepol-Rotor mit einem IPM-Aufbau, bei dem Permanentmagneten in seinem Rotorkern eingebettet sind. Beim vierten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Statorzähne und die Anzahl der Permanentmagneten dieselbe wie beim dritten Ausführungsbeispiel. Beim vierten Ausführungsbeispiel sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen derart angeordnet, dass der erste bis vierte Winkel θ12, θ23, θ34 und θ41 sich vom dritten Ausführungsbeispiel unterscheiden.
Demgemäß werden Punkte, die sich vom dritten Ausführungsbeispiel unterscheiden, im Detail beschrieben, während Punkte, genauso wie beim dritten Ausführungsbeispiel sind, der Einfachheit halber nicht beschrieben werden.
Ein bürstenloser Motor 101 des vierten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich vom dritten Ausführungsbeispiel in den ersten bis vierten Winkeln θ12, θ23, θ34 und θ41.
Wie in 12 gezeigt, beträgt der erste Winkel θ12, der durch eine erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1 und eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2, der benachbart zum ersten Permanentmagneten M1 in der Drehrichtung ist, gebildet wird, 103,1°.
Der zweite Winkel θ23, der durch eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2 und eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3, der benachbart zum zweiten Permanentmagneten M2 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 83,3°.
Der dritte Winkel θ34, der durch eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3 und eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4, der benachbart zum dritten Permanentmagneten M3 in der Drehrichtung liegt, gebildet ist, beträgt 86,4°.
Der vierte Winkel θ41, der durch eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4 und der ersten Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1, der benachbart zum vierten Permanentmagneten M4 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 87,2°.
Ein Versuch wurde durch Antreiben des bürstenlosen Motors 101 des vierten Ausführungsbeispiels und des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) durchgeführt, um eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn zu erzeugen. Dann wurden das Drehmoment, die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 101 und des herkömmlichen bürstenlosen Motors verglichen.

Nachstehende Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 2

	Winkel (Grad)				Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
	θ12	θ23	θ34	θ41	Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
Anordnung mit gleichen Winkeln	90	90	90	90	100	100	100
Anordnung mit ungleichen Winkeln	103,1	83,3	86,4	87,2	95	60	19

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, beträgt, wenn das maximale Drehmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) auf 100% gesetzt wird, das maximale Drehmoment des bürstenlosen Motors 101 des vierten Ausführungsbeispiels 95%, was geringfügig niedriger ist.
Wenn die minimale Drehmomentwelligkeit des herkömmlichen bürstenlosen Motors auf 100% gesetzt wird, beträgt die minimale Drehmomentwelligkeit des bürstenlosen Motors 101 des vierten Ausführungsbeispiels 60%, was extrem niedrig ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in einem hohen Maß die Drehmomentwelligkeit gegenüber der des herkömmlichen bürstenlosen Motors verringert.
Wenn das minimale Nutrastmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors auf 100% gesetzt wird, beträgt das minimale Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 101 des vierten Ausführungsbeispiels 19%, was extrem niedrig ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in einem hohen Maß das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors des vierten Ausführungsbeispiels gegenüber dem des bürstenlosen Motors im dritten Ausführungsbeispiel verringert.
Die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen verursacht Änderungen in der Magnetflussdichte, die an jedem zweiten Magnetpolabschnitt 109 ausgelöscht wird. Es wird angenommen, dass dies die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors verringert.
Es wird angenommen, dass die Verringerung beim Drehmoment gering ist, da der durchschnittliche Magnetfluss sich nur unmerklich verändert, selbst wenn der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 an unterschiedlichen Winkelabständen angeordnet werden.
Das vierte Ausführungsbeispiel hat die im Folgenden beschriebenen Vorteile.

(1) Beim vierten Ausführungsbeispiel sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4, die im Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 101 nacheinander in der Drehrichtung eingebettet sind, von der Achse Lo betrachtet, an ungleichen Winkelabständen angeordnet.

Im Einzelnen sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 im Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 101 so angeordnet, dass der erste Winkel θ12, der durch den ersten Permanentmagneten M1 und den zweiten Permanentmagneten M2 gebildet wird, 103,1° beträgt, der zweite Winkel θ23, der durch den zweiten Permanentmagneten M2 und den dritten Permanentmagneten M3 gebildet wird, 83,3° beträgt, der dritte Winkel θ34, der durch den dritten Permanentmagneten M3 und den vierten Permanentmagneten M4 gebildet wird, 86,4° beträgt und der vierte Winkel θ41, der durch den vierten Permanentmagneten M4 und den ersten Permanentmagneten M1 gebildet wird, 87,2° beträgt.
Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) einschließlich der asymmetrischen Ausnehmungen Sa und Sb erhalten bleiben. Insbesondere reduziert der Motor mit diesem Aufbau das Nutrastmoment mehr als der bürstenlose Motor des dritten Ausführungsbeispiels.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
Genauso wie beim dritten und vierten Ausführungsbeispiel ist ein Rotor des fünften Ausführungsbeispiels ein Consequent-Pole- bzw. Folgepol-Rotor mit einem IPM-Aufbau, bei dem Permanentmagneten in seinem Rotorkem eingebettet sind. Beim fünften Ausführungsbeispiel sind die Anzahl der Statorzähne und die Anzahl der Permanentmagneten gleich wie beim dritten und vierten Ausführungsbeispiel. Beim fünften Ausführungsbeispiel sind ein erster bis vierter Permanentmagnet M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen so angeordnet, dass der erste bis vierte Winkel θ12, θ23, θ34 und θ41 sich vom dritten und vierten Ausführungsbeispiel unterscheiden.
Demgemäß werden Punkte, die sich vom dritten und vierten Ausführungsbeispiel unterscheiden, genau beschrieben, während Punkte, genauso wie beim dritten und vierten Ausführungsbeispiel sind, der Einfachheit halber nicht beschrieben werden.
Ein bürstenloser Motor 101 des fünften Ausführungsbeispiels unterscheidet sich vom Motor des dritten und vierten Ausführungsbeispiel in den ersten bis vierten Winkeln θ12, θ23, θ34 und θ41.
Wie in 13 gezeigt, beträgt der erste Winkel θ12, der durch eine erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1 und eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2, der benachbart zum ersten Permanentmagneten M1 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, 87,7°.
Der zweite Winkel θ23, der durch eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2 und eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3, der benachbart zum zweiten Permanentmagneten M2 in Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 94,6°.
Der dritte Winkel θ34, der durch eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3 und eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4, der benachbart zum dritten Permanentmagneten M3 in Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 86,3°.
Der vierte Winkel θ41, der durch eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4 und die erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1, der benachbart zum vierten Permanentmagneten M4 in Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 91,4°.
Ein Versuch wurde durch Antreiben des bürstenlosen Motors 101 des fünften Ausführungsbeispiels und des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) durchgeführt, um eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn zu erzeugen. Dann wurden das Drehmoment, die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 101 und des herkömmlichen bürstenlosen Motors verglichen.

Nachstehende Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 3

	Winkel (Grad)				Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
	θ12	θ23	θ34	θ41	Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
Anordnung mit gleichen Winkeln	90	90	90	90	100	100	100
Anordnung mit ungleichen Winkeln	87,7	94,6	86,3	91,4	99	65	44

Wie aus Tabelle 3 ersichtlich, wenn das maximale Drehmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors auf 100% gesetzt wird, beträgt das maximale Drehmoment des bürstenlosen Motors 101 des fünften Ausführungsbeispiels 99%, was nahezu dasselbe wie das maximale Drehmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors ist. Die Änderung ist nahezu unmerklich und die Verringerung ist extrem gering im Vergleich zur Drehmomentverringerung beim dritten und vierten Ausführungsbeispiel.
Wenn die minimale Drehmomentwelligkeit des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, beträgt die minimale Drehmomentwelligkeit des bürstenlosen Motors 101 des fünften Ausführungsbeispiels 65%, was extrem niedrig ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in hohem Maß die Drehmomentwelligkeit gegenüber der des herkömmlichen bürstenlosen Motors verringert.
Wenn das minimale Nutrastmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) auf 100% gesetzt wird, beträgt das minimale Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 101 des fünften Ausführungsbeispiels 44%, was extrem niedriger ist als das minimale Nutrastmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in hohem Maß das Nutrastmoment gegenüber dem des herkömmlichen bürstenlosen Motors verringert.
Die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen verursacht Änderungen in der Magnetflussdichte, die an jedem zweiten Magnetpolabschnitt 109 ausgelöscht wird. Es wird angenommen, dass dies die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors reduziert.
Es wird angenommen, dass die Verringerung beim Drehmoment gering ist, da der durchschnittliche Magnetfluss sich kaum merklich ändert, selbst wenn die ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen angeordnet werden.
Das fünfte Ausführungsbeispiel besitzt die im Folgenden beschriebenen Vorteile.

(1) Beim fünften Ausführungsbeispiel sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4, die im Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 101 nacheinander in der Drehrichtung eingebettet sind, von der Achse Lo aus betrachtet, an ungleichen Winkelabständen angeordnet.

Im Detail sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 im Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 101 derart angeordnet, dass der erste Winkel θ12, der durch den ersten Permanentmagneten M1 und den zweiten Permanentmagneten M2 gebildet wird, 87,7° beträgt, der zweite Winkel θ23, der durch den zweiten Permanentmagneten M2 und den dritten Permanentmagneten M3 gebildet wird, 94,6° beträgt, der dritte Winkel θ34, der durch den dritten Permanentmagneten M3 und den vierten Permanentmagneten M4 gebildet wird, 86,3° beträgt und der vierte Winkel θ41, der durch den vierten Permanentmagneten M4 und den ersten Permanentmagneten M1 gebildet wird, 91,4° beträgt.
Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) einschließlich der asymmetrischen Ausnehmungen Sa und Sb erhalten bleiben. Insbesondere reduziert der Motor mit diesem Aufbau das Nutrastmoment mehr gegenüber dem bürstenlosen Motor des dritten und vierten Ausführungsbeispiels.
Ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
Auf dieselbe Weise wie die Rotoren des dritten bis fünften Ausführungsbeispiel ist ein Rotor des sechsten Ausführungsbeispiels ein Consequent-Pole- bzw. Folgepol-Rotor mit einem IPM-Aufbau, bei dem Permanentmagneten in seinen Rotorkem eingebettet sind.
Die Anzahl der Permanentmagneten beim sechsten Ausführungsbeispiel ist die gleiche wie die Anzahl der Permanentmagneten beim dritten bis fünften Ausführungsbeispiel, aber die Anzahl der Zähne eines Stators des sechsten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der Anzahl der Zähne des Stators beim dritten bis fünften Ausführungsbeispiel. Auch sind ein erster bis vierter Permanentmagnet M1 bis M4 beim sechsten Ausführungsbeispiel an ungleichen Winkelabständen mit ihrem ersten bis vierten Winkel θ12, θ23, θ34 und θ41, die sich vom dritten bis fünften Ausführungsbeispiel unterscheiden, angeordnet.
Dementsprechend werden Punkte, die sich vom dritten bis fünften Ausführungsbeispiel unterscheiden, genau beschrieben, während Punkte, welche genauso wie beim dritten bis fünften Ausführungsbeispiel sind, der Einfachheit halber nicht beschrieben werden.
14 zeigt schematisch den Aufbau eines bürstenlosen Motors 111 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel. Wie in 14 gezeigt, sind 24 Zähne 104 in einem Stator 102 enthalten. die 24 Zähne 104 sind ringförmig angeordnet, um 24 Schlitze zwischen den Zähnen 104 zu bilden. Eine Spule 105 ist um jeden Zahn 104 als eine verteilte Wicklung gewickelt. Drei-Phasen-Wechselströme werden in die gewickelten Spulen 105 gespeist. Die U-, V- und W-Phasenspulen sind nacheinander in der Drehrichtung angeordnet. Die Spule 105 jeder Phase ist eine verteilte Spule (distributed winding), die an jedem dritten Schlitz angeordnet ist.
Ein Rotor 103 enthält eine Welle 106 und einen zylindrischen Rotorkern 107, der an der Welle 106 befestigt ist. Vier ebenflächigen Permanentmagneten, die als erster bis vierter Permanentmagnet M1 bis M4 bezeichnet werden, sind am Rotorkem 107 angeordnet. Der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 sind an vorbestimmten Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung nacheinander in der Drehrichtung des Rotorkerns 107 angeordnet. Der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 sind an Positionen nahe der Außenumfangsoberfläche des Rotorkerns 107 eingebettet.
Jeder Bereich der Außenumfangsoberfläche des Rotorkerns 107, der zu den Magnetpolstimflächen des eingebetteten ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4 gerichtet ist, dient als ein erster Magnetpolabschnitt 108. Beim sechsten Ausführungsbeispiel sind die vier Permanentmagneten oder der erste bis vierte Permanentmagneten M1 bis M4 eingebettet. So werden vier erste Magnetpolabschnitte 108 auf der Außenumfangsoberfläche des Rotorkerns 107 durch den ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4 gebildet.
Der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 sind derart eingebettet, so dass die gleichen Polstimflächen (Südpole beim vorliegenden Ausführungsbeispiel) an der radial nach außen gerichteten Seite angeordnet sind. Im Ergebnis enthält der Rotor 103 des sechsten Ausführungsbeispiels die vier ersten Magnetpolabschnitte 108 mit der gleichen Polarität (Südpole), die an ungleichen Winkelabständen in der Umfangsrichtung des Rotors angeordnet sind.
Auf dem Rotorkern 107 sind Ausnehmungen Sa und Sb an den zwei Enden jedes ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4 in der Umfangsrichtung gebildet. Die Ausnehmungen Sa und Sb dienen jeweils als Magnetwiderstand. Im Ergebnis enthält der Rotorkem 107 vier zweite Magnetpolabschnitte 109, die an Stellen zwischen den benachbarten ersten Magnetpolabschnitten 108 (den Permanentmagneten M1 bis M4) gebildet sind. Die zweiten Magnetpolabschnitte 109 sind magnetisch von den ersten Magnetpolabschnitten 108 in der Umfangsrichtung getrennt. Etwas genauer ist ein Dummy- bzw. Pseudo-Magnetpol (Nordpol) mit einer Polarität, die sich vom benachbarten ersten Magnetpolabschnitt 108 unterscheidet, in jedem zweiten Magnetpolabschnitt 109 gebildet.
Der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4, die jeweils im Rotorkem 107 eingebettet sind, sind, von der Achse Lo aus betrachtet, jeweils an ungleichen Winkelabständen angeordnet.
Beim sechsten Ausführungsbeispiel beträgt der erste Winkel θ12, der durch eine erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1 und eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2, der benachbart zum ersten Permanentmagneten M1 in der Drehrichtung liegt, 78,1°, wie in 15 gezeigt.
Der zweite Winkel θ23, der durch eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2 und eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3, der benachbart zum zweiten Permanentmagneten M2 in der Drehrichtung liegt, gebildet ist, beträgt 93,7°.
Der dritte Winkel θ34, der durch eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3 und eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4, der benachbart zum dritten Permanentmagneten M3 in Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 102,5°.
Der vierte Winkel θ41, der durch eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4 und die erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1, der benachbart zum vierten Permanentmagneten M4 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 85,7°.
Der Betrieb des bürstenlosen Motors 111 des sechsten Ausführungsbeispiels wird nun durch einen Vergleich des bürstenlosen Motors 111 mit einem herkömmlichen bürstenlosen Motor (Anordnung mit gleichen Winkeln) beschrieben.
Der herkömmliche bürstenlose Motor wird nun beschrieben. Wie in 11 gezeigt, unterscheidet sich der herkömmliche bürstenlose Motor vom bürstenlosen Motor 111 des sechsten Ausführungsbeispiels nur darin, dass ein erster bis vierter Permanentmagneten M1 bis M4 in einem Rotorkern 107, von der Achse Lo aus betrachtet, an gleichen Winkelabständen eingebettet sind. Im Übrigen ist der Aufbau des herkömmlichen bürstenlosen Motors der gleiche wie der Aufbau des bürstenlosen Motors 111 des sechsten Ausführungsbeispiels.
Ein Versuch wurde durch Antreiben des bürstenlosen Motors 111 des sechsten Ausführungsbeispiels und des herkömmlichen bürstenlosen Motors durchgeführt, um eine Drehung entgegen der Uhrzeigerdrehrichtung zu erzeugen. Dann wurden das Drehmoment, die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 111 und des herkömmlichen bürstenlosen Motors verglichen.

Nachstehende Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 4

	Winkel [Grad]				Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
	θ12	θ23	θ34	θ41	Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
Anordnung mit gleichen Winkeln	90	90	90	90	100	100	100
Anordnung mit ungleichen Winkeln	78,1	93,7	102,5	85,7	89	15	35

Wie aus Tabelle 4 ersichtlich, beträgt das maximale Drehmoment des bürstenlosen Motors 111 des sechsten Ausführungsbeispiels, wenn das maximale Drehmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, 89%, was leicht niedriger ist.
Wenn die minimale Drehmomentwelligkeit des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, beträgt die minimale Drehmomentwelligkeit des bürstenlosen Motors 111 des sechsten Ausführungsbeispiels 15%, was extrem niedrig ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in hohem Maß die Drehmomentwelligkeit gegenüber der des herkömmlichen bürstenlosen Motors verringert.
Wenn das minimale Nutrastmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors auf 100% gesetzt wird, beträgt das minimale Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 111 des sechsten Ausführungsbeispiels 35%, was extrem niedriger ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in hohem Maß das Nutrastmoment gegenüber dem des herkömmlichen bürstenlosen Motors verringert.
Die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen verursacht Änderungen in der Magnetflussdichte, die an jedem zweiten Magnetpolabschnitt 109 ausgelöscht wird. Es wird angenommen, dass dies die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment reduziert.
Es wird angenommen, dass die Verringerung beim Drehmoment gering ist, da der durchschnittliche Magnetfluss nur unmerklich sich ändert, selbst wenn der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen angeordnet sind.
Das sechste Ausführungsbeispiel besitzt die im Folgenden beschriebenen Vorteile.

(1) Beim sechsten Ausführungsbeispiel sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4, die im Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 111 nacheinander in der Drehrichtung eingebettet sind, von der Achse Lo aus betrachtet, an ungleichen Winkelabständen angeordnet.

Im Einzelnen sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 im Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 111 derart angeordnet, dass der erste Winkel θ12, der durch den ersten Permanentmagneten M1 und den zweiten Permanentmagneten M2 gebildet wird, 78,1° beträgt, der zweite Winkel θ23, der durch den zweiten Permanentmagneten M2 und den dritten Permanentmagneten M3 gebildet wird, 93,7° beträgt, der dritte Winkel θ34, der durch den dritten Permanentmagneten M3 und den vierten Permanentmagneten M4 gebildet wird, 102,5° beträgt und der vierte Winkel θ41, der durch den vierten Permanentmagneten M4 und den ersten Permanentmagneten M1 gebildet wird, 85,7° beträgt.
Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) einschließlich der asymmetrischen Ausnehmungen Sa und Sb erhalten bleiben.
Ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
Genauso wie der Rotor des sechsten Ausführungsbeispiels ist ein Rotor des siebten Ausführungsbeispiels ein Consequent-Pole- bzw. Folgepol-Rotor mit einem IPM-Aufbau, bei dem Permanentmagneten in seinem Rotorkem eingebettet sind.
Die Anzahl der Statorzähne und die Anzahl der Permanentmagneten beim siebten Ausführungsbeispiel sind gleich wie im sechsten Ausführungsbeispiel. Beim siebten Ausführungsbeispiel sind erste bis vierte Permanentmagneten M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen mit ihrem ersten bis vierten Winkel θ12, θ23, θ34 und θ41, die sich vom sechsten Ausführungsbeispiel unterscheiden, angeordnet.
Demgemäß werden Punkte, die sich vom sechsten Ausführungsbeispiel unterscheiden, genau beschrieben, während Punkte, welche genauso wie beim sechsten Ausführungsbeispiel sind, der Einfachheit halber nicht beschrieben werden.
In einem bürstenlosen Motor 111 des siebten Ausführungsbeispiels unterscheiden sich der erste bis vierte Winkel θ12, θ23, θ34 und θ41, vom Motor des sechsten Ausführungsbeispiels.
Wie in 16 gezeigt, beträgt der erste Winkel θ12, der durch eine erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1 und einer zweiten Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2, der benachbart zum ersten Permanentmagneten M1 in der Drehrichtung liegt, gebildet ist, 91,2°.
Der zweite Winkel θ23, der durch eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2 und eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3, der benachbart zum zweiten Permanentmagneten M2 in der Drehrichtung liegt, gebildet ist, beträgt 85,4°.
Der dritte Winkel θ34, der durch eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3 und eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4, der benachbart zum dritten Permanentmagneten M3 in der Drehrichtung liegt, gebildet ist, beträgt 93,0°.
Der vierte Winkel θ41, der durch eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4 und die erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1, der benachbart zum vierten Permanentmagneten M4 in der Drehrichtung liegt, gebildet ist, beträgt 90,4°.
Ein Versuch wurde durch Antreiben des bürstenlosen Motors 111 des siebten Ausführungsbeispiels und des herkömmlichen bürstenlosen Motors durchgeführt, um eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn zu erzeugen. Dann wurden das Drehmoment, die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 111 und des herkömmlichen bürstenlosen Motors verglichen.

Nachstehende Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 5

	Winkel [Grad]				Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
	θ12	θ23	θ34	θ41	Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
Anordnung mit gleichen Winkeln	90	90	90	90	100	100	100
Anordnung mit ungleichen Winkeln	91,2	85,4	93,0	90,4	94	30	25

Wie aus Tabelle 5 ersichtlich, beträgt das maximale Drehmoment des bürstenlosen Motors 111 des siebten Ausführungsbeispiels, wenn das maximale Drehmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, 94%, was leicht niedriger ist.
Wenn die minimale Drehmomentwelligkeit des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, beträgt die minimale Drehmomentwelligkeit des bürstenlosen Motors 111 des siebten Ausführungsbeispiels 30%, was extrem niedrig ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in einem hohen Maß die Drehmomentwelligkeit von der des herkömmlichen bürstenlosen Motors verringert.
Wenn das minimale Nutrastmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, beträgt das minimale Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 111 des siebten Ausführungsbeispiels 25%, was noch niedriger als das des sechsten Ausführungsbeispiels ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in einem hohen das Nutrastmoment vom des herkömmlichen bürstenlosen Motors verringert.
Die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen verursacht Änderungen in der Magnetflussdichte, die an jedem zweiten Magnetpolabschnitt 109 ausgelöscht wird. Es wird angenommen, dass dies die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment reduziert.
Es wird angenommen, dass die Verringerung beim Drehmoment gering ist, da der durchschnittliche Magnetfluss sich kaum merklich ändert, selbst wenn der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 an unterschiedlichen Winkelabständen angeordnet wird.
Das siebte Ausführungsbeispiel besitzt die im Folgenden beschriebenen Vorteile.

(1) Beim siebten Ausführungsbeispiel sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4, die im Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 111 nacheinander in der Drehrichtung eingebettet sind, an ungleichen Winkelabständen von der Achse Lo aus betrachtet angeordnet.

Im Detail sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 im Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 111 derart angeordnet, dass der erste Winkel θ12, der durch den ersten Permanentmagneten M1 und den zweiten Permanentmagneten M2 gebildet wird, 91,2° beträgt, der zweite Winkel θ23, der durch den zweiten Permanentmagneten M2 und den dritten Permanentmagneten M3 gebildet wird, 85,4° beträgt, der dritte Winkel θ34, der durch den dritten Permanentmagneten M3 und den vierten Permanentmagneten M4 gebildet wird, 93,0° beträgt und der vierte Winkel θ41, der durch den vierten Permanentmagneten M4 und den ersten Permanentmagneten M1 gebildet wird, 90,4° beträgt.
Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) einschließlich der asymmetrischen Ausnehmungen Sa und Sb erhalten bleiben. Insbesondere wird das Nutrastmoment gegenüber dem des bürstenlosen Motors des sechsten Ausführungsbeispiels weiter reduziert.
Ein achtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
Auf dieselbe Weise wie bei den Rotoren des sechsten und siebten Ausführungsbeispiels ist ein Rotor des achten Ausführungsbeispiels ein Consequent-Pole- bzw. Folgepol-Rotor mit einem IPM-Aufbau, bei dem Permanentmagneten in seinem Rotorkem eingebettet sind. Die Anzahl der Statorzähne und die Anzahl der Permanentmagneten beim achten Ausführungsbeispiel sind gleich wie im sechsten und siebten Ausführungsbeispiel. Beim achten Ausführungsbeispiel sind ein erster bis vierter Permanentmagnet M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen mit ihrem ersten bis vierten Winkel θ12, θ23, θ34 und θ41, die sich vom sechsten und siebten Ausführungsbeispiel unterscheiden, angeordnet.
Demgemäß werden Punkte, die sich vom sechsten und siebten Ausführungsbeispiel unterscheiden, genau beschrieben, während Punkte, die gleich wie beim sechsten und siebten Ausführungsbeispiel sind, der Einfachheit halber nicht beschrieben werden.
In einem bürstenlosen Motor 111 des achten Ausführungsbeispiels unterscheiden sich der erste bis vierte Winkel θ12, θ23, θ34 und θ41 von den Motoren des sechsten und siebten Ausführungsbeispiels.
Wie in 17 gezeigt, beträgt der erste Winkel θ12, der durch eine erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1 und eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2, der benachbart zum ersten Permanentmagneten M1 in der Drehrichtung liegt, 94,1°.
Der zweite Winkel θ23, der durch eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2 und eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3, der benachbart zum zweiten Permanentmagneten M2 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 90,1 °.
Der dritte Winkel θ34, der durch eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3 und eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4, der benachbart zum dritten Permanentmagneten M3 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 90,2°.
Der vierte Winkel θ41, der durch eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4 und die erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1, der benachbart zum vierten Permanentmagneten M4 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 85,6°.
Ein Versuch wurde durch Antreiben des bürstenlosen Motors 111 des achten Ausführungsbeispiels und des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) durchgeführt, um eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn zu erzeugen. Dann wurden das Drehmoment, die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 111 und des herkömmlichen bürstenlosen Motors verglichen.

Nachstehende Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 6

	Winkel [Grad]				Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
	θ12	θ23	θ34	θ41	Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
Anordnung mit gleichen Winkeln	90	90	90	90	100	100	100
Anordnung mit ungleichen Winkeln	94,1	90,1	90,2	85,6	99	70	62

Wie aus Tabelle 6 ersichtlich, beträgt das maximale Drehmoment des bürstenlosen Motors 111 des achten Ausführungsbeispiels, wenn das maximale Drehmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, 99%, was eine kaum merkliche Änderung ist.
Wenn die minimale Drehmomentwelligkeit des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, beträgt die minimale Drehmomentwelligkeit des bürstenlosen Motors 111 des achten Ausführungsbeispiels 70%, was extrem niedrig ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in einem hohen Maß die Drehmomentwelligkeit von der des herkömmlichen bürstenlosen Motors verringert.
Wenn das minimale Nutrastmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, beträgt das minimale Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 111 des achten Ausführungsbeispiels 70%, was extrem niedrig ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in einem hohen Maß das Nutrastmoment gegenüber dem des herkömmlichen bürstenlosen Motors verringert.
Die Anordnung des ersten bis vierten Permanentmagneten M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen verursacht Änderungen in der Magnetflussdichte, die an jedem zweiten Magnetpolabschnitt 109 ausgelöscht wird. Es wird angenommen, dass dies die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment verringert.
Es wird angenommen, dass die Verringerung beim Drehmoment gering ist, da sich die durchschnittliche Magnetflussdichte kaum merklich ändert, selbst wenn der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 an ungleichen Winkelabständen angeordnet werden.
Das achte Ausführungsbeispiel besitzt die im Folgenden beschriebenen Vorteile.

(1) Beim achten Ausführungsbeispiel sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4, die in den Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 111 in der angegebenen Reihenfolge in der Drehrichtung eingebettet sind, an ungleichen Winkelabständen von der Achse Lo aus betrachtet angeordnet.

Im Einzelnen sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 im Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 111 derart angeordnet, dass der erste Winkel θ12, der durch den ersten Permanentmagneten M1 und den zweiten Permanentmagneten M2 gebildet wird, 94,1° beträgt, der zweite Winkel θ23, der durch den zweiten Permanentmagneten M2 und den dritten Permanentmagneten M3 gebildet wird, 90,1° beträgt, der dritte Winkel θ34, der durch den dritten Permanentmagneten M3 und den vierten Permanentmagneten M4 gebildet wird, 90,2° beträgt und der vierte Winkel θ41, der durch den vierten Permanentmagneten M4 und den ersten Permanentmagneten M1 gebildet wird, 85,6° beträgt.
Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) einschließlich der asymmetrischen Ausnehmungen Sa und Sb erhalten bleiben. Insbesondere ist eine Drehmomentverringerung im Vergleich zu den sechsten bis siebten Ausführungsbeispielen weiter unterdrückt.
Ein neuntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
Genauso wie die Rotoren des dritten bis achten Ausführungsbeispiels ist ein Rotor des neunten Ausführungsbeispiels ein Consequent-Pole- bzw. Folgepol-Rotor mit einem IPM-Aufbau, bei dem Permanentmagneten in seinem Rotorkem eingebettet sind.
Beim neunten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Statorzähne 30 und die Anzahl der Magneten beträgt 5, was sich von den dritten bis achten Ausführungsbeispielen unterscheidet. Demgemäß werden Punkte, die sich von den dritten bis achten Ausführungsbeispielen unterscheiden, genau beschrieben, während Punkte, welche genauso wie beim dritten bis achten Ausführungsbeispielen sind, der Einfachheit halber nicht beschrieben werden.
18 zeigt schematisch den Aufbau eines bürstenlosen Motors 121 gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel. Wie in 18 gezeigt, sind 30 Zähne 104 in einem Stator 102 enthalten. Die 30 Zähne 104 sind ringförmig angeordnet, um 30 Schlitze zwischen den Zähnen 104 zu bilden. Eine Spule 105 ist um jeden Zahn 104 als eine verteilte Wicklung (distrubuted winding) gewickelt. Drei-Phasen-Wechselströme werden in die gewickelte Spule 105 gespeist. Die U-, V- und W-Phasenspulen sind nacheinander in der Drehrichtung angeordnet. Die Spule 105 jeder Phase ist eine verteilte Wicklung, die an jedem dritten Schlitz angeordnet ist.
Ein Rotor 103 enthält eine Welle 106 und einen zylindrischen Rotorkem 107, der auf der Welle 106 befestigt ist. Fünf ebenflächigen Permanentmagneten, die als erster bis fünfter Permanentmagnet M1 bis M5 bezeichnet werden, sind auf dem Rotorkem 107 angeordnet. Der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 sind jeweils an einem vorbestimmten Winkelabstand in der Umfangsrichtung nacheinander in der Drehrichtung des Rotorkerns 107 angeordnet. Der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 sind an einer Position nahe der äußeren Umfangsoberfläche des Rotorkerns 107 eingebettet.
Jeder Bereich in der Außenumfangsoberfläche des Rotorkerns 107, der zu den Magnetpolstimflächen der eingebetteten ersten bis fünften Permanentmagneten M1 bis M5 gerichtet ist, dient als ein erster Magnetpolabschnitt 108. Beim neunten Ausführungsbeispiel sind die fünf Permanentmagneten oder der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 eingebettet. So werden fünf erste Magnetpolabschnitte 108 auf der Außenumfangsoberfläche des Rotorkerns 107 durch den ersten bis fünften Permanentmagneten M1 bis M5 gebildet.
Der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 sind jeweils derart eingebettet, dass die gleichen Polstimflächen (Südpole im vorliegenden Ausführungsbeispiel) an der radial nach außen gerichteten Seite angeordnet sind. Im Ergebnis enthält der Rotor 103 des neunten Ausführungsbeispiels die fünf ersten Magnetpolabschnitte 108 mit der gleichen Polarität (Südpole), die an ungleichen Winkelabständen in der Umfangsrichtung des Rotors angeordnet sind.
Auf dem Rotorkem 107 sind Ausnehmungen S (Sa, Sb) an den zwei Enden jedes des ersten bis fünften Permanentmagneten M1 bis M5 in der Umfangsrichtung gebildet. Die Ausnehmungen S dienen jeweils als ein Magnetwiderstand. Im Ergebnis enthält der Rotorkem 107 fünf zweite Magnetpolabschnitte 109, die zwischen den benachbarten ersten Magnetpolabschnitten 108 (den Permanentmagneten M1 bis M5) gebildet sind. Die zweiten Magnetpolabschnitte 109 sind magnetisch von den ersten Magnetpolabschnitten 108 in der Umfangsrichtung getrennt. Etwas genauer ist ein Dummy- bzw. Pseudo-Magnetpol (Nordpol) mit einer Polarität, die sich vom benachbarten ersten Magnetpolabschnitt 108 unterscheidet, in jedem zweiten Magnetpolabschnitt 109 gebildet.
Der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5, die jeweils in den Rotorkem 107 eingebettet sind, sind an ungleichen Winkelabständen von der Achse Lo aus betrachtet angeordnet.
Beim neunten Ausführungsbeispiel beträgt ein erster Winkel θ12, der durch eine erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1 und eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2, der benachbart zum ersten Permanentmagneten M1 in der Drehrichtung liegt, gebildet ist, 79,6°, wie in 19 gezeigt.
Ein zweiter Winkel θ23, der durch eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2 und eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3, der benachbart zum zweiten Permanentmagneten M2 in der Drehrichtung liegt, gebildet ist, beträgt 70,6°.
Ein dritter Winkel θ34, der durch eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3 und eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4, der benachbart zum dritten Permanentmagneten M3 in der Drehrichtung liegt, gebildet ist, beträgt 66,1°.
Ein vierter Winkel θ45, der durch eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4 und eine fünfte Mittenlinie L5 des fünften Permanentmagneten M5, der benachbart zum vierten Permanentmagneten M4 in der Drehrichtung liegt, gebildet ist, beträgt 71,8°.
Ein fünfter Winkel θ51, der durch eine fünfte Mittenlinie L5 des fünften Permanentmagneten M5 und die erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1, der benachbart zum fünften Permanentmagneten M5 in der Drehrichtung liegt, gebildet ist, beträgt 71,9°.
Der Betrieb des bürstenlosen Motors 121 des neunten Ausführungsbeispiels wird nun durch Vergleich des bürstenlosen Motors 121 mit einem herkömmlichen bürstenlosen Motor (Anordnung mit gleichen Winkeln) beschrieben.
Nun wird der herkömmliche bürstenlose Motor beschrieben. Der herkömmliche bürstenlose Motor unterscheidet sich vom bürstenlosen Motor 121 des neunten Ausführungsbeispiels nur darin, dass ein erster bis fünfter Permanentmagnet M1 bis M5 in einem Rotorkem an gleichen Winkelabständen von einer Achse Lo aus betrachtet angeordnet sind. Im Übrigen ist der Aufbau des herkömmlichen bürstenlosen Motors genauso wie der Aufbau des bürstenlosen Motors 121 des neunten Ausführungsbeispiels. Wie in 20 gezeigt, ist der herkömmliche bürstenlose Motor (Anordnung mit gleichen Winkeln) so gebildet, dass ein erster Winkel θ12, ein zweiter Winkel θ23, ein dritter Winkel θ34, ein vierter Winkel θ45 und ein fünfter Winkel θ51 alle 72° betragen.
In 20 entsprechen eine erste Grundlinie La der ersten Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1 des neunten Ausführungsbeispiels, eine zweite Grundlinie Lb der zweiten Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2 des neunten Ausführungsbeispiels, eine dritte Grundlinie Lc der dritten Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3 des neunten Ausführungsbeispiels, eine vierte Grundlinie Ld der vierten Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4 des neunten Ausführungsbeispiels und eine fünfte Grundlinie Le der fünften Mittenlinie L5 des fünften Permanentmagneten M5 des neunten Ausführungsbeispiels.
Ein Versuch wurde durch Antreiben des bürstenlosen Motors 121 des neunten Ausführungsbeispiels und des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) durchgeführt, um eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn zu erzeugen. Dann wurden das Drehmoment, die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 121 und des herkömmlichen bürstenlosen Motors verglichen.

Nachstehende Tabelle 7 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 7

	Winkel [Grad]					Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
	θ12	θ23	θ34	θ45	θ51	Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
Anordnung mit gleichen Winkeln	72	72	72	72	72	100	100	100
Anordnung mit ungleichen Winkeln	79,6	70,6	66,1	71,8	71,9	95	33	42

Wie aus Tabelle 7 ersichtlich, beträgt das maximale Drehmoment des bürstenlosen Motors 121 des neunten Ausführungsbeispiels, wenn das maximale Drehmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, 95%, was leicht niedriger ist.
Wenn die minimale Drehmomentwelligkeit des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, beträgt die minimale Drehmomentwelligkeit des bürstenlosen Motors 121 des neunten Ausführungsbeispiels 33%, was extrem niedrig ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis fünften Permanentmagneten M1 bis M5, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in einem hohen Maß die Drehmomentwelligkeit gegenüber der des herkömmlichen bürstenlosen Motors verringert.
Wenn das minimale Nutrastmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, beträgt das minimale Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 121 des neunten Ausführungsbeispiels 42%, was extrem niedrig ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis fünften Permanentmagneten M1 bis M5, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in einem hohen Maß das Nutrastmoment vom des herkömmlichen bürstenlosen Motors verringert.
Die Anordnung des ersten bis fünften Permanentmagneten M1 bis M5 an ungleichen Winkelabständen verursacht Änderungen in der Magnetflussdichte, die an jedem zweiten Magnetpolabschnitt 109 ausgelöscht wird. Es wird angenommen, dass dies die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment reduziert.
Es wird angenommen, dass die Verringerung beim Drehmoment gering ist, da sich die durchschnittliche Magnetflussdichte kaum merklich ändert, selbst wenn der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 an ungleichen Winkelabständen angeordnet werden.
Das neunte Ausführungsbeispiel besitzt die im Folgenden beschriebenen Vorteile.

(1) Beim neunten Ausführungsbeispiel sind der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5, die in den Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 121 nacheinander in der Drehrichtung eingebettet sind, an ungleichen Winkelabständen von der Achse Lo aus betrachtet angeordnet.

Im Einzelnen sind der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 jeweils im Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 121 derart angeordnet, dass der erste Winkel θ12, der durch den ersten Permanentmagneten M1 und den zweiten Permanentmagneten M2 gebildet wird, 79,6° beträgt, der zweite Winkel θ23, der durch den zweiten Permanentmagneten M2 und den dritten Permanentmagneten M3 gebildet wird, 70,6° beträgt, der dritte Winkel θ34, der durch den dritten Permanentmagneten M3 und den vierten Permanentmagneten M4 gebildet wird, 66,1° beträgt, der vierte Winkel θ45, der durch den vierten Permanentmagneten M4 und den fünften Permanentmagneten M5 gebildet wird, 71,8° beträgt, und der fünfte Winkel θ51, der durch den fünften Permanentmagneten M5 und den ersten Permanentmagneten M1 gebildet wird, 71,9° beträgt.
Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) einschließlich der asymmetrischen Ausnehmungen Sa und Sb erhalten bleiben.
Ein zehntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
Genauso wie ein Rotor des neunten Ausführungsbeispiels ist ein Rotor des zehnten Ausführungsbeispiels ein Consequent-Pole- bzw. Folgepol-Rotor mit einem IPM-Aufbau, bei dem Permanentmagneten in seinen Rotorkem eingebettet sind. Die Anzahl der Statorzähne und die Anzahl der Permanentmagneten im zehnten Ausführungsbeispiel sind genauso wie beim neunten Ausführungsbeispiel. Beim zehnten Ausführungsbeispiel sind der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 jeweils an ungleichen Winkelabständen mit ihren ersten bis fünften Winkeln θ12, θ23, θ34, θ45 und θ51, die sich vom neunten Ausführungsbeispiel unterscheiden, angeordnet.
Demgemäß werden Punkte, die sich vom neunten Ausführungsbeispiel unterscheiden, genau beschrieben, während Punkte, welche genauso wie im neunten Ausführungsbeispiel sind, der Einfachheit halber nicht beschrieben werden.
Ein bürstenloser Motor 121 des zehnten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich vom Motor des neunten Ausführungsbeispiels in seinem ersten bis fünften Winkel θ12, θ23, θ34, θ45 und θ51.
Wie in 21 gezeigt, beträgt der erste Winkel θ12, der durch eine erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1 und eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2, der benachbart zum ersten Permanentmagneten M1 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, 79,6°.
Der zweite Winkel θ23, der durch eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2 und eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3, der benachbart zum zweiten Permanentmagneten M2 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 70,6°.
Der dritte Winkel θ34, der durch eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3 und eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4, der benachbart zum dritten Permanentmagneten M3 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 67,1 °.
Der vierte Winkel θ45, der durch eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4 und eine fünfte Mittenlinie L5 des fünften Permanentmagneten M5, der benachbart zum vierten Permanentmagneten M4 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 80,2°.
Der fünfte Winkel θ51, der durch eine fünfte Mittenlinie L5 des fünften Permanentmagneten M5 und die erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1, der benachbart zum fünften Permanentmagneten M5 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 62,5°.
Ein Versuch wurde durch Antreiben des bürstenlosen Motors 121 des zehnten Ausführungsbeispiels und des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) durchgeführt, um eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn zu erzeugen. Dann wurden das Drehmoment, die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 121 und des herkömmlichen bürstenlosen Motors verglichen.

Nachstehende Tabelle 8 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 8

	Winkel [Grad]					Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
	θ12	θ23	θ34	θ45	θ51	Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
Anordnung mit gleichen Winkeln	72	72	72	72	72	100	100	100
Anordnung mit ungleichen Winkeln	79,6	70,6	67,1	80,2	62,5	92	30	20

Wie aus Tabelle 8 ersichtlich, beträgt das maximale Drehmoment des bürstenlosen Motors 121 des zehnten Ausführungsbeispiels, wenn das maximale Drehmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, 92%, was leicht niedriger ist.
Wenn die minimale Drehmomentwelligkeit des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, beträgt die minimale Drehmomentwelligkeit des bürstenlosen Motors 121 des zehnten Ausführungsbeispiels 30%, was extrem niedrig ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis fünften Permanentmagneten M1 bis M5, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in einem hohen Maß die Drehmomentwelligkeit von der des herkömmlichen bürstenlosen Motors verringert.
Wenn das minimale Nutrastmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, beträgt das minimale Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 121 des zehnten Ausführungsbeispiels 20%, was noch niedriger als das minimale Nutrastmoment des bürstenlosen Motors des neunten Ausführungsbeispiels ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis fünften Permanentmagneten M1 bis M5, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in einem hohen Maß das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors gegenüber dem Nutrastmoment des neunten Ausführungsbeispiels verringert.
Die Anordnung des ersten bis fünften Permanentmagneten M1 bis M5 an ungleichen Winkelabständen verursacht Änderungen in der Magnetflussdichte, die an jedem zweiten Magnetpolabschnitt 109 ausgelöscht wird. Es wird angenommen, dass dies die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment reduziert.
Es wird angenommen, dass die Verringerung beim Drehmoment gering ist, da der durchschnittliche Magnetfluss sich kaum merklich ändert, selbst wenn der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 an ungleichen Winkelabständen angeordnet werden.
Das zehnte Ausführungsbeispiel besitzt die im Folgenden beschriebenen Vorteile.

(1) Beim zehnten Ausführungsbeispiel sind der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5, die in den Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 121 nacheinander in der Drehrichtung eingebettet sind, an ungleichen Winkelabständen von der Achse Lo aus betrachtet angeordnet.

Im Einzelnen sind der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 im Rotorkem 107 des bürstenlosen Motors 121 jeweils derart angeordnet, dass der erste Winkel θ12, der durch den ersten Permanentmagneten M1 und den zweiten Permanentmagneten M2 gebildet wird, 79,6° beträgt, der zweite Winkel θ23, der durch den zweiten Permanentmagneten M2 und den dritten Permanentmagneten M3 gebildet wird, 70,6° beträgt, der dritte Winkel θ34, der durch den dritten Permanentmagneten M3 und den vierten Permanentmagneten M4 gebildet wird, 67,1° beträgt, der vierte Winkel θ45, der durch den vierten Permanentmagneten M4 und den fünften Permanentmagneten M5 gebildet wird, 80,2° beträgt, und der fünfte Winkel θ51, der durch den fünften Permanentmagneten M5 und den ersten Permanentmagneten M1 gebildet wird, 62,5° beträgt.
Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) einschließlich der asymmetrischen Ausnehmungen Sa und Sb erhalten bleiben. Insbesondere ist das Nutrastmoment gegenüber dem neunten Ausführungsbeispiel weiter reduziert.
Ein elftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
Genauso wie die Rotoren des neunten und zehnten Ausführungsbeispiels ist ein Rotor des elften Ausführungsbeispiels ein Consequent-Pole-bzw. Folgepol-Rotor mit einem IPM-Aufbau, bei dem Permanentmagneten in seinen Rotorkern eingebettet sind. Die Anzahl der Statorzähne und die Anzahl der Permanentmagneten beim elften Ausführungsbeispiel sind genauso wie beim neunten und zehnten Ausführungsbeispiel. Beim elften Ausführungsbeispiel sind ein erster bis fünfter Permanentmagnet M1 bis M5 an ungleichen Winkelabständen mit ihren ersten bis fünften Winkeln θ12, θ23, θ34, θ45 und θ51, die sich vom neunten und zehnten Ausführungsbeispiel unterscheiden, angeordnet.
Demgemäß werden Punkte, die sich vom neunten und zehnten Ausführungsbeispiel unterscheiden, genau beschrieben, während Punkte, welche genauso wie im neunten Ausführungsbeispiel sind, der Einfachheit halber nicht beschrieben werden.
Ein bürstenloser Motor 121 des elften Ausführungsbeispiels unterscheidet sich vom neunten und zehnten Ausführungsbeispiel in seinem ersten bis fünften Winkel θ12, θ23, θ34, θ45 und θ51.
Wie in 22 gezeigt, beträgt der erste Winkel θ12, der durch eine erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1 und eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2, der benachbart zum ersten Permanentmagneten M1 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, 72,5°.
Der zweite Winkel θ23, der durch eine zweite Mittenlinie L2 des zweiten Permanentmagneten M2 und eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3, der benachbart zum zweiten Permanentmagneten M2 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 73,4°.
Der dritte Winkel θ34, der durch eine dritte Mittenlinie L3 des dritten Permanentmagneten M3 und eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4, der benachbart zum dritten Permanentmagneten M3 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 68,9°.
Der vierte Winkel θ45, der durch eine vierte Mittenlinie L4 des vierten Permanentmagneten M4 und eine fünfte Mittenlinie L5 des fünften Permanentmagneten M5, der benachbart zum vierten Permanentmagneten M4 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 77,8°.
Der fünfte Winkel der durch eine fünfte Mittenlinie L5 des fünften Permanentmagneten M5 und die erste Mittenlinie L1 des ersten Permanentmagneten M1, der benachbart zum fünften Permanentmagneten M5 in der Drehrichtung liegt, gebildet wird, beträgt 67,4°.
Ein Versuch wurde durch Antreiben des bürstenlosen Motors 121 des elften Ausführungsbeispiels und des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) durchgeführt, um eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn zu erzeugen. Dann wurden das Drehmoment, die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 121 und des herkömmlichen bürstenlosen Motors verglichen.

Nachstehende Tabelle 9 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 9

	Winkel [Grad]					Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
	θ12	θ23	θ34	θ45	θ51	Drehmoment [%]	Drehwelligkeit [%]	Nutrastmoment [%]
Anordnung mit gleichen Winkeln	72	72	72	72	72	100	100	100
Anordnung mit ungleichen Winkeln	72,5	73,4	68,9	77,8	67,4	98	60	71

Wie aus der Tabelle 9 ersichtlich, beträgt das maximale Drehmoment des bürstenlosen Motors 121 des elften Ausführungsbeispiels 98%, wenn das maximale Drehmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, was eine kaum merkliche Änderung ist. Die Verringerung ist verglichen mit dem neunten und zehnten Ausführungsbeispiel extrem gering.
Wenn die minimale Drehmomentwelligkeit des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, beträgt die minimale Drehmomentwelligkeit des bürstenlosen Motors 121 des elften Ausführungsbeispiels 60%, was extrem niedrig ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis fünften Permanentmagneten M1 bis M5, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in einem hohen Maß die Drehmomentwelligkeit gegenüber der des herkömmlichen bürstenlosen Motors verringert.
Wenn das minimale Nutrastmoment des herkömmlichen bürstenlosen Motors zu 100% gesetzt wird, beträgt das minimale Nutrastmoment des bürstenlosen Motors 121 des elften Ausführungsbeispiels 71%, was extrem niedriger als das minimale Nutrastmoment des bürstenlosen Motors ist. Es wird angenommen, dass die Anordnung des ersten bis fünften Permanentmagneten M1 bis M5, die an ungleichen Winkelabständen eingebettet sind, in einem hohen Maß das Nutrastmoment des bürstenlosen Motors gegenüber dem Nutrastmoment des neunten Ausführungsbeispiels verringert.
Die Anordnung des ersten bis fünften Permanentmagneten M1 bis M5 an ungleichen Winkelabständen verursacht Änderungen in der Magnetflussdichte, die an jedem zweiten Magnetpolabschnitt 109 ausgelöscht wird. Es wird angenommen, dass dies die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment reduziert.
Es wird angenommen, dass die Verringerung beim Drehmoment gering ist, da der durchschnittliche Magnetfluss sich kaum merklich ändert, selbst wenn der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 jeweils an ungleichen Winkelabständen angeordnet werden.
Das elfte Ausführungsbeispiel besitzt die im Nachfolgenden beschriebenen Vorteile.

(1) Beim elften Ausführungsbeispiel sind der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5, die in den Rotorkern 107 des bürstenlosen Motors 121 nacheinander in der Drehrichtung eingebettet sind, an ungleichen Winkelabständen von der Achse Lo aus betrachtet angeordnet.

Im Detail sind der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 im Rotorkern 107 des bürstenlosen Motors 121 jeweils derart angeordnet, dass der erste Winkel θ12, der durch den ersten Permanentmagneten M1 und den zweiten Permanentmagneten M2 gebildet wird, 72,5° beträgt, der zweite Winkel θ23, der durch den zweiten Permanentmagneten M2 und den dritten Permanentmagneten M3 gebildet wird, 73,4° beträgt, der dritte Winkel θ34, der durch den dritten Permanentmagneten M3 und den vierten Permanentmagneten M4 gebildet wird, 68,9° beträgt, der vierte Winkel θ41, der durch den vierten Permanentmagneten M4 und den fünften Permanentmagneten M5 gebildet wird, 77,8° beträgt, und der fünfte Winkel der durch den fünften Permanentmagneten M5 und den ersten Permanentmagneten M1 gebildet wird, 67,4° beträgt.
Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf des herkömmlichen bürstenlosen Motors (Anordnung mit gleichen Winkeln) einschließlich der asymmetrischen Ausnehmungen Sa und Sb erhalten bleiben. Insbesondere wird eine Drehmomentabnahme im Vergleich zum neunten und zehnten Ausführungsbeispiel weiter unterdrückt.
Die obigen Ausführungsbeispiele können wie folgt modifiziert werden.
Beim dritten Ausführungsbeispiel sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 im Rotorkern 107 des bürstenlosen Motors 101 derart angeordnet, dass der erste Winkel θ12 gleich 81° ist, der zweite Winkel θ23 gleich 94,5°, der dritte Winkel θ34 gleich 86,4° ist und der vierte Winkel θ41 gleich 98,1° ist. Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment und ist hinsichtlich einer Reduktion der Drehmomentwelligkeit im Vergleich mit dem vierten und fünften Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Z.B. können der erste bis vierte Winkel θ12, θ23, θ34 und θ41 so eingestellt werden, dass die Winkelabstände in der Reihenfolge des ersten Winkels θ12, des dritten Winkels θ34, des zweiten Winkels θ23 und des vierten Winkels θ41 unter der Bedingung größer werden, dass der zweite Winkel θ23 größer als 90° und der dritte Winkel θ34 kleiner als 90° sind. Dies reduziert auch die Drehmomentwelligkeit, während der Drehmomentverlauf erhalten bleibt.
Beim vierten Ausführungsbeispiel sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 im Rotorkern 107 des bürstenlosen Motors 101 so angeordnet, dass der erste Winkel θ12 gleich 103,1° ist, der zweite Winkel θ23 gleich 83,3° ist, der dritte Winkel θ34 gleich 86,4° ist und der vierte Winkel θ41 gleich 87,2° ist. Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf erhalten bleibt und ist hinsichtlich einer Reduktion des Nutrastmoments im Vergleich mit dem dritten und fünften Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Z.B. können der erste bis vierte Winkel θ12, θ23, θ34 und θ41 so eingestellt werden, dass sie in der Reihenfolge vom zweiten Winkel θ23, dem dritten Winkel θ34, dem vierten Winkel θ41 und dem ersten Winkel θ12 unter der Bedingung größer werden, dass der erste Winkel θ12 größer als 90° und der vierte Winkel θ41 kleiner als 90° ist. Dies reduziert auch das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf erhalten bleibt.
Im fünften Ausführungsbeispiel sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 im Rotorkern 107 des bürstenlosen Motors 101 so angeordnet, dass der erste Winkel θ12 gleich 87,7° ist, der zweite Winkel θ23 gleich 64,6° ist, der dritte Winkel θ34 gleich 86,3° ist und der vierte Winkel θ41 gleich 91,4° ist. Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf erhalten bleibt und ist hinsichtlich einer Verbesserung der Drehmomentkennlinie im Vergleich mit dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Z.B. können der erste bis vierte Winkel θ12, θ23, θ34 und θ41 so eingestellt werden, dass sie in der Reihenfolge gemäß dem dritten Winkel θ34, dem ersten Winkel θ12, dem vierten Winkel θ41 und dem zweiten Winkel θ23 unter der Bedingung größer werden, dass der vierte Winkel θ41 größer als 90° und der erste Winkel θ12 kleiner als 90° sind. Dies reduziert auch die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf verbessert wird.
Beim sechsten Ausführungsbeispiel sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 im Rotorkern 107 des bürstenlosen Motors 111 derart angeordnet, dass der erste Winkel θ12 gleich 78,1° ist, der zweite Winkel θ23 gleich 93,7° ist, der dritte Winkel θ34 gleich 102,5° ist und der vierte Winkel θ41 gleich 85,7° ist. Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf beibehalten wird, und ist hinsichtlich einer Reduktion der Drehmomentwelligkeit im Vergleich zum siebten und achten Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Z.B. können der erste bis vierte Winkel θ12, θ23, θ34 und θ41 so eingestellt werden, dass sie in der Reihenfolge erster Winkel θ12, vierter Winkel θ41, zweiter Winkel θ23 und dritter Winkel θ34 unter der Bedingung größer werden, dass der zweite Winkel θ23 größer als 90° und der vierte Winkel θ41 kleiner als 90° sind. Dies reduziert auch die Drehmomentwelligkeit, während der Drehmomentverlauf beibehalten wird.
Beim siebten Ausführungsbeispiel sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 im Rotorkern 107 des bürstenlosen Motors 111 so angeordnet, dass der erste Winkel θ12 gleich 91,2° ist, der zweite Winkel θ23 gleich 85,4° ist, der dritte Winkel θ34 gleich 93,0° ist und der vierte Winkel θ41 gleich 90,4° ist. Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf beibehalten wird und ist hinsichtlich einer Reduktion des Nutrastmoments im Vergleich mit dem Aufbau jeweils des sechsten und achten Ausführungsbeispiels besonders vorteilhaft. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Z.B. können der erste bis vierte Winkel θ12, θ23, θ34 und θ41 so eingestellt werden, dass sie in der Reihenfolge zweiter Winkel θ23, vierter Winkel θ41, erster Winkel θ12 und dritter Winkel θ34 unter der Bedingung größer werden, dass der vierte Winkel θ41 größer als 90° und der zweite Winkel θ23 kleiner als 90° sind. Dies reduziert das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf beibehalten wird.
Beim achten Ausführungsbeispiel sind der erste bis vierte Permanentmagnet M1 bis M4 im Rotorkern 107 des bürstenlosen Motors 111 so angeordnet, dass der erste Winkel θ12 gleich 94,1° ist, der zweite Winkel θ23 gleich 90,1° ist, der dritte Winkel θ34 gleich 90,2° ist und der vierte Winkel θ41 gleich 85,6° ist. Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf beibehalten wird und ist hinsichtlich einer Verbesserung der Drehmomentkennlinie im Vergleich mit der des sechsten und siebten Ausführungsbeispiels besonders vorteilhaft. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Z.B. können der erste bis vierte Winkel θ12, θ23, θ34 und θ41 so eingestellt werden, dass sie in der Reihenfolge vierter Winkel θ41, zweiter Winkel θ23, dritter Winkel θ34 und erster Winkel θ12 unter der Bedingung größer werden, dass der zweite Winkel θ23 größer als 90° und der vierte Winkel θ41 kleiner als 90° sind. Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf erhalten bleibt.
Beim neunten Ausführungsbeispiel sind der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 im Rotorkern 107 des bürstenlosen Motors 121 so angeordnet, dass der erste Winkel θ12 gleich 79,6° ist, der zweite Winkel θ23 gleich 70,6° ist, der dritte Winkel θ34 gleich 66,1° ist, der vierte Winkel θ45 gleich 71,8° ist und der fünfte Winkel θ51 gleich 71,9° ist. Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf erhalten bleibt und ist hinsichtlich einer Reduktion der Drehmomentwelligkeit im Vergleich mit der des zehnten und elften Ausführungsbeispiels besonders vorteilhaft. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Z.B. können der erste bis fünfte Winkel θ12, θ23, θ34, θ45 und θ51 so eingestellt werden, dass sie in der Reihenfolge dritter Winkel θ34, zweiter Winkel θ23, vierter Winkel θ45, fünfter Winkel θ51 und erster Winkel θ12 unter der Bedingung größer werden, dass der erste Winkel θ12 größer als 72° und der fünfte Winkel θ51 kleiner als 72° sind. Dies reduziert auch die Drehmomentwelligkeit, während der Drehmomentverlauf erhalten bleibt.
Beim zehnten Ausführungsbeispiel sind der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 im Rotorkern 107 des bürstenlosen Motors 121 so angeordnet, dass der erste Winkel θ12 gleich 79,6° ist, der zweite Winkel θ23 gleich 70,6° ist, der dritte Winkel θ34 gleich 67,1° ist, der vierte Winkel θ45 gleich 80,2° ist und der fünfte Winkel θ51 gleich 62,5° ist. Dieser Aufbau reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf erhalten bleibt und ist hinsichtlich einer Reduktion des Nutrastmoments im Vergleich mit dem neunten und elften Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Z.B. können der erste bis fünfte Winkel θ12, θ23, θ34, θ45 und θ51 so eingestellt werden, dass sie in der Reihenfolge fünfter Winkel dritter Winkel θ34, zweiter Winkel θ23, erster Winkel θ12 und vierter Winkel θ45 unter der Bedingung größer werden, dass der erste Winkel θ12 größer als 72° und der zweite Winkel θ23 kleiner als 72° sind. Dies reduziert auch das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf beibehalten wird.
Beim elften Ausführungsbeispiel sind der erste bis fünfte Permanentmagnet M1 bis M5 im Rotorkern 107 des bürstenlosen Motors 121 so angeordnet, dass der erste Winkel θ12 gleich 72,5° ist, der zweite Winkel θ23 gleich 73,4° ist, der dritte Winkel θ34 gleich 68,9° ist, der vierte Winkel θ45 gleich 77,8° ist und der fünfte Winkel θ51 gleich 67,4° ist. Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment, während der Drehmomentverlauf beibehalten wird und ist hinsichtlich einer Verbesserung der Drehmomentkennlinie im Vergleich mit dem achten und zehnten Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Z.B. können der erste bis fünfte Winkel θ12, θ23, θ34, θ45 und θ51 so eingestellt werden, dass sie in der Reihenfolge fünfter Winkel dritter Winkel θ34, erster Winkel θ12, zweiter Winkel θ23 und vierter Winkel θ45 unter der Bedingung größer werden, dass der erste Winkel θ12 größer als 72° und der dritte Winkel θ34 kleiner als 72° sind.
Dies verbessert auch der Drehmomentverlauf, während die Drehmomentwelligkeit und das Nutrastmoment reduziert werden.
Beim dritten bis elften Ausführungsbeispiel sind die Permanentmagneten M1 bis M5 so angeordnet, dass die Magnetpolstimflächen an der radial nach außen gerichteten Seite Südpole sind. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Die Permanentmagneten M1 bis M5 können so angeordnet werden, dass die Magnetpolstimflächen an den radial nach außen gerichteten Seiten Nordpole sind.
Beim dritten bis elften Ausführungsbeispiel sind die Permanentmagneten M1 bis M5 durch ebenflächige Permanentmagnete gebildet. Alternativ können die Permanentmagnete M1 bis M5 durch abgerundete bzw. gebogene Permanentmagneten gebildet werden.
Das dritte bis fünfte Ausführungsbeispiel beschreibt jeweils den bürstenlosen Motor 101, der den Stator 102 einschließlich der zwölf Zähne 104 und den Rotor 103 einschließlich der vier Permanentmagneten M1 bis M4 enthält. Das sechste bis elfte Ausführungsbeispiel beschreibt jeweils den bürstenlosen Motor 111, der den Stator 102 einschließlich der zwölf Zähnen 104 und den Rotor 103 einschließlich der vier Permanentmagneten M1 bis M4 enthält. Das neunte und zehnte Ausführungsbeispiel beschreibt jeweils den bürstenlosen Motor 121, der den Stator 121 einschließlich der 30 Zähne 104 und den Rotor 103 einschließlich der fünf Permanentmagneten M1 bis M5 enthält. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Die Anzahl der Zähne und die Anzahl der Permanentmagneten sind nicht beschränkt, solange der Drehmotor einen Consequent-Pole- bzw. Folgepol-Rotor mit einem IPM-Aufbau enthält.

Claims

Motor aufweisend: einen Stator (2) enthaltend einen Statorkern (11), der eine Vielzahl von Zähnen (13) und eine Vielzahl von Spulen (14), die um die Zähne (13) gewickelt sind, besitzt; einen Rotor (3) enthaltend einen Rotorkern (7), der in Richtung des Stators (2) gerichtet ist, eine Vielzahl von Magneten (23), die auf dem Rotorkern (7) in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns (7) angeordnet sind und als erste Magnetpole dienen, und Schenkelpole (24), die integral mit dem Rotorkern (7) gebildet sind, wobei jeder der Schenkelpole (24) zwischen benachbarten Magneten (23) angeordnet ist und durch eine Ausnehmung von den Magneten (23) beabstandet ist, und wobei die Schenkelpole (24) als zweite Magnetpole dienen, die sich von den ersten Magnetpolen unterscheiden; und eine Stromversorgungseinheit (33, 38), die Drei-Phasen-Erregungsströme in die Vielzahl von Spulen (14) speist, um den Rotor (3) zu treiben und zu drehen; wobei wenn P die Anzahl der Pole im Rotor (3) repräsentiert und S die Anzahl von Spulen (14) repräsentiert, ein Verhältnis P/S der Polanzahl P und der Spulenanzahl S durch (4n - 2)/3m repräsentiert wird (wobei n und m ganze Zahlen sind, die größer gleich 2 sind); wobei die Vielzahl von Spulen (14) eine Vielzahl von Spulengruppen (U1 ; V1; Wl, U2; V2; W2) einschließlich Spulen für drei Phasen enthalten; wobei die Stromversorgungseinheit (33, 38) unterschiedliche Stromsteuerung für jede Spulengruppe (U1 ; V1 ; W1 , U2; V2; W2) ausführt, und zwar so, dass sich ein negativer Bestandteil des Erregungsstroms und ein positiver Bestandteil des Erregungsstroms, der in die Spulengruppe (U1, V1, W1; U2, V2, W2) eingespeist wird, unterscheiden.
Motor gemäß Anspruch 1 , wobei das Verhältnis P/S der Polanzahl P und der Spulenanzahl S durch (12k ± 2)/12k repräsentiert wird (wobei k eine positive ganze Zahl ist).
Motor gemäß Anspruch 1 , wobei die Vielzahl von Spulen (14) erste Spulengruppen (U1 , V1 , W1) für drei Phasen und zweite Spulengruppen (U2, V2, W2) für drei Phasen enthalten, wobei die erste Spulengruppe (U1 , V1 , W1) jeder Phase benachbarte Spulen (14a; 14b, 14e; 14f, 14i; 14j) derselben Phase enthält, die unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen, wobei die zweite Spulengruppe (U2, V2, W2) jeder Phase benachbarte Spulen (14c; 14d, 14g; 14h, 14k; 141) mit der gleichen Phase enthält, die unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen, und wobei die zweite Spulengruppe (U2, V2, W2) jeder Phase in einer radialen Richtung in Richtung einer ersten Spulengruppe (U1 , V1 , W1) derselben Phase so gerichtet ist, dass die Spulen (14a; 14g, 14b; 14h, 14e; 14k, 14f; 141, 14i; 14c, 14j; 14d) derselben Phase unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen; und wobei die Stromversorgungseinheit (33, 38) unterschiedliche Stromsteuerung für die erste Spulengruppe (U1 , V1 , W1) und die zweite Spulengruppe (U2, V2, W2) ausführt.
Motor gemäß Anspruch 3, wobei die Stromversorgungseinheit (33, 38) die Stromsteuerung so ausführt, dass Änderungen im Stromwert in den ersten und zweiten Spulengruppen (U1 ; V1 ; W1 , U2; V2; W2) sich unterscheiden.
Motor gemäß Anspruch 1 , wobei die Vielzahl der Spulen (14) erste Spulengruppen (U1 , V1 , W1) für drei Phasen und zweite Spulengruppen (U2, V2, W2) für drei Phasen enthalten, wobei die erste Spulengruppe (U1 , V1 , W1) jeder Phase Spulen (14b; 14h, 14d; 14j, 14f; 141) derselben Phase enthält, die unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen und in Richtung zueinander in einer radialen Richtung gerichtet sind, wobei die zweite Spulengruppe (U2, V2, W2) jeder Phase Spulen (14a; 14g, 14c; 14i, 14e; 14k) mit derselben Phase enthält, die unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen und in Richtung zueinander in einer radialen Richtung gerichtet sind, und wobei die zweite Spulengruppe (U2, V2, W2) jeder Phase in der Umfangsrichtung benachbart zu einer ersten Spulengruppe (U1 , V1 , W1) derselben Phase so angeordnet ist, dass benachbarte Spulen (14a; 14b, 14c; 14d, 14e; 14f, 14g; 14h, 14i; 14j, 14k; 141) derselben Phase unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen; und wobei die Stromversorgungseinheit (33, 38) unterschiedliche Stromsteuerung für die ersten Spulengruppen (U1 , V1 , W1) und die zweiten Spulengruppen (U2, V2, W2) ausführt.
Motor aufweisend: einen Stator (2) enthaltend einen Statorkern (11), der eine Vielzahl von Zähnen (13) und eine Vielzahl von Spulen (14), die um die Zähne (13) gewickelt sind, besitzt; einen Rotor (3) enthaltend einen Rotorkern (7), der in Richtung des Stators (2) gerichtet ist, eine Vielzahl von Magneten (23), die auf dem Rotorkern (7) in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns (7) angeordnet sind und als erste Magnetpole dienen, und Schenkelpole (24), die integral mit dem Rotorkern (7) gebildet sind, wobei jeder der Schenkelpole (24) zwischen benachbarten Magneten (23) angeordnet ist und durch eine Ausnehmung von den Magneten (23) beabstandet ist, und wobei die Schenkelpole (24) als zweite Magnetpole dienen, die sich von den ersten Magnetpolen unterscheiden; und eine Stromversorgungseinheit (33, 38), die Drei-Phasen-Erregungsströme in die Vielzahl von Spulen (14) speist, um den Rotor (3) zu treiben und zu drehen; wobei wenn P die Anzahl der Pole im Rotor (3) repräsentiert und S die Anzahl von Spulen (14) repräsentiert, ein Verhältnis P/S der Polanzahl P und der Spulenanzahl S durch (4n - 2)/3m repräsentiert wird (wobei n und m ganze Zahlen sind, die größer gleich 2 sind); wobei die Vielzahl von Spulen (14) eine Vielzahl von Spulengruppen (U1 ; V; W, U2; V2; W2) einschließlich Spulen für drei Phasen enthalten; wobei die Stromversorgungseinheit (33, 38) unterschiedliche Stromsteuerung für jede Spulengruppe (U1 ; V1 ; W1 , U2; V2; W2) ausführt, und zwar so, dass sich ein negativer Bestandteil des Erregungsstroms und ein positiver Bestandteil des Erregungsstroms, der in die Spulengruppe (U1, V1, W1; U2, V2, W2) eingespeist wird, unterscheiden, wobei die Vielzahl der Spulen (14) erste Spulengruppen (U1 , V1 , W1) für drei Phasen enthalten, Phasen und zweite Spulengruppen (U2, V2, W2) für drei wobei die erste Spulengruppe (U1 , V1 , W1) jeder Phase Spulen (14b; 14h, 14d; 14j, 14f; 141) derselben Phase enthält, die unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen und in Richtung zueinander in einer radialen Richtung gerichtet sind, wobei die zweite Spulengruppe (U2, V2, W2) jeder Phase Spulen (14a; 14g, 14c; 14i, 14e; 14k) mit derselben Phase enthält, die unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen und in Richtung zueinander in einer radialen Richtung gerichtet sind, und wobei die zweite Spulengruppe (U2, V2, W2) jeder Phase in der Umfangsrichtung benachbart zu einer ersten Spulengruppe (U1 , V1 , W1) derselben Phase so angeordnet ist, dass benachbarte Spulen (14a; 14b, 14c; 14d, 14e; 14f, 14g; 14h, 14i; 14j, 14k; 141) derselben Phase unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen; und wobei die Stromversorgungseinheit (33, 38) unterschiedliche Stromsteuerung für die ersten Spulengruppen (U1 , V1 , W1) und die zweiten Spulengruppen (U2, V2, W2) ausführt wobei die Stromversorgungseinheit eine Phasendifferenz Θ in einem erregten Zustand zwischen den ersten und zweiten Spulengruppen (U1 ; V1 ; W1 , U2; V2; W2) so einstellt, dass 0° < Θ ≤ 2 × |180° × (Verhältnis P/S - 1)| erfüllt ist.
Motor aufweisend: einen Stator (2) enthaltend einen Statorkern (11), der eine Vielzahl von Zähnen (13) und eine Vielzahl von Spulen (14), die um die Zähne (13) gewickelt sind, besitzt; einen Rotor (3) enthaltend einen Rotorkern (7), der in Richtung des Stators (2) gerichtet ist, eine Vielzahl von Magneten (23), die auf dem Rotorkern (7) in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns (7) angeordnet sind und als erste Magnetpole dienen, und Schenkelpole (24), die integral mit dem Rotorkern (7) gebildet sind, wobei jeder der Schenkelpole (24) zwischen benachbarten Magneten (23) angeordnet ist und durch eine Ausnehmung von den Magneten (23) beabstandet ist, und wobei die Schenkelpole (24) als zweite Magnetpole dienen, die sich von den ersten Magnetpolen unterscheiden; und eine Stromversorgungseinheit (33, 38), die Drei-Phasen-Erregungsströme in die Vielzahl von Spulen (14) speist, um den Rotor (3) zu treiben und zu drehen; wobei wenn P die Anzahl der Pole im Rotor (3) repräsentiert und S die Anzahl von Spulen (14) repräsentiert, ein Verhältnis P/S der Polanzahl P und der Spulenanzahl S durch (4n - 2)/3m repräsentiert wird (wobei n und m ganze Zahlen sind, die größer gleich 2 sind); wobei die Vielzahl von Spulen (14) eine Vielzahl von Spulengruppen (U1 ; V; W, U2; V2; W2) einschließlich Spulen für drei Phasen enthalten; wobei die Stromversorgungseinheit (33, 38) unterschiedliche Stromsteuerung für jede Spulengruppe (U1 ; V1 ; W1, U2; V2; W2) ausführt, und zwar so, dass sich ein negativer Bestandteil des Erregungsstroms und ein positiver Bestandteil des Erregungsstroms, der in die Spulengruppe (U1, V1, W1; U2, V2, W2) eingespeist wird, unterscheiden, wobei die Vielzahl der Spulen (14) erste Spulengruppen (U1 , V1 , W1) für drei Phasen und zweite Spulengruppen (U2, V2, W2) für drei Phasen enthalten, wobei die erste Spulengruppe (U1 , V1 , W1) jeder Phase Spulen (14b; 14h, 14d; 14j, 14f; 141) derselben Phase enthält, die unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen und in Richtung zueinander in einer radialen Richtung gerichtet sind, wobei die zweite Spulengruppe (U2, V2, W2) jeder Phase Spulen (14a; 14g, 14c; 14i, 14e; 14k) mit derselben Phase enthält, die unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen und in Richtung zueinander in einer radialen Richtung gerichtet sind, und wobei die zweite Spulengruppe (U2, V2, W2) jeder Phase in der Umfangsrichtung benachbart zu einer ersten Spulengruppe (U 1 , V1 , W1) derselben Phase so angeordnet ist, dass benachbarte Spulen (14a; 14b, 14c; 14d, 14e; 14f, 14g; 14h, 14i; 14j, 14k; 141) derselben Phase unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen; und wobei die Stromversorgungseinheit (33, 38) unterschiedliche Stromsteuerung für die ersten Spulengruppen (U1 , V1 , W1) und die zweiten Spulengruppen (U2, V2, W2) ausführt wobei die Stromversorgungseinheit (33, 38) eine Phasendifferenz Θ in einem erregten Zustand zwischen den ersten und zweiten Spulengruppen (U 1 ; V1 ; W1 , U2; V2; W2) so einstellt, dass 0,5 × |180° × (Verhältnis P/S - 1)| ≤ Θ ≤ 1,5 × |180° × (Verhältnis P/S - 1)| erfüllt ist.
Motor aufweisend: einen Stator (2) enthaltend einen Statorkern (11), der eine Vielzahl von Zähnen (13) und eine Vielzahl von Spulen (14), die um die Zähne (13) gewickelt sind, besitzt; einen Rotor (3) enthaltend einen Rotorkern (7), der in Richtung des Stators (2) gerichtet ist, eine Vielzahl von Magneten (23), die auf dem Rotorkern (7) in einer Umfangsrichtung des Rotorkerns (7) angeordnet sind und als erste Magnetpole dienen, und Schenkelpole (24), die integral mit dem Rotorkern (7) gebildet sind, wobei jeder der Schenkelpole (24) zwischen benachbarten Magneten (23) angeordnet ist und durch eine Ausnehmung von den Magneten (23) beabstandet ist, und wobei die Schenkelpole (24) als zweite Magnetpole dienen, die sich von den ersten Magnetpolen unterscheiden; und eine Stromversorgungseinheit (33, 38), die Drei-Phasen-Erregungsströme in die Vielzahl von Spulen (14) speist, um den Rotor (3) zu treiben und zu drehen; wobei wenn P die Anzahl der Pole im Rotor (3) repräsentiert und S die Anzahl von Spulen (14) repräsentiert, ein Verhältnis P/S der Polanzahl P und der Spulenanzahl S durch (4n - 2)/3m repräsentiert wird (wobei n und m ganze Zahlen sind, die größer gleich 2 sind); wobei die Vielzahl von Spulen (14) eine Vielzahl von Spulengruppen (U1 ; V; W, U2; V2; W2) einschließlich Spulen für drei Phasen enthalten; wobei die Stromversorgungseinheit (33, 38) unterschiedliche Stromsteuerung für jede Spulengruppe (U1 ; V1 ; W1, U2; V2; W2) ausführt, und zwar so, dass sich ein negativer Bestandteil des Erregungsstroms und ein positiver Bestandteil des Erregungsstroms, der in die Spulengruppe (U1, V1, W1; U2, V2, W2) eingespeist wird, unterscheiden, wobei die Vielzahl der Spulen (14) erste Spulengruppen (U1 , V1 , W1) für drei Phasen und zweite Spulengruppen (U2, V2, W2) für drei Phasen enthalten, wobei die erste Spulengruppe (U 1, V1 , W1) jeder Phase Spulen (14b; 14h, 14d; 14j, 14f; 141) derselben Phase enthält, die unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen und in Richtung zueinander in einer radialen Richtung gerichtet sind, wobei die zweite Spulengruppe (U2, V2, W2) jeder Phase Spulen (14a; 14g, 14c; 14i, 14e; 14k) mit derselben Phase enthält, die unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen und in Richtung zueinander in einer radialen Richtung gerichtet sind, und wobei die zweite Spulengruppe (U2, V2, W2) jeder Phase in der Umfangsrichtung benachbart zu einer ersten Spulengruppe (U1 , V1 , W1) derselben Phase so angeordnet ist, dass benachbarte Spulen (14a; 14b, 14c; 14d, 14e; 14f, 14g; 14h, 14i; 14j, 14k; 141) derselben Phase unterschiedliche Wicklungsrichtungen besitzen; und wobei die Stromversorgungseinheit (33, 38) unterschiedliche Stromsteuerung für die ersten Spulengruppen (U1 , V1 , W1) und die zweiten Spulengruppen (U2, V2, W2) ausführt wobei die Spulenanzahl S des Stators (2) zwölf ist und die Polanzahl P des Rotors (3) zehn oder vierzehn ist; und wobei die Stromversorgungseinheit (33, 38) eine Phasendifferenz Θ in einem erregten Zustand zwischen der ersten und zweiten Spulengruppe (U1 ; V1 ; W1 , U2; V2; W2) auf 30° einstellt.