(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械変換器（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ）であって、少なくとも１つのディスク状又はリング状のロータ（２）と、該ロータ（２）の両側に設けられた少なくとも２つのステータ（３，３´）とを有していて、前記ロータ（２）内には、かつ／又は前記ロータ（２）上には複数の永久磁石（２１，２２）が同心的かつ放射状に配置されており、
前記ステータ（３，３´）は少なくとも部分的に軟磁性材料から製造されており、
前記ステータ（３，３´）はそれぞれ第１のステータ区分（３１）と第２のステータ区分（３２）とを有しており、前記第１のステータ区分（３１）は、前記ロータ（２）に向かい合って位置する前記ステータ（３，３´）の第１の磁気的にアクティブな面（４２）のための半径方向外側に位置する支持ビーム（４）とステータ背面部（４３）とを備え、前記第２のステータ区分（３２）は、前記ロータ（２）に向かい合って位置する前記ステータ（３，３´）の第２の磁気的にアクティブな面（５２）のための半径方向内側に位置する支持ビーム（５）とステータ背面部（５３）とを備え、
前記両ステータ区分（３１，３２）の間に、少なくとも１つの巻線（７）を収容する環状の巻線溝（６）が設けられており、
前記支持ビーム（４，５）はそれぞれ環状に配置されていて、それぞれロータの回転軸線（Ａ）に対して平行にロータ（２）の方向に延在しており、
前記ステータ（３，３´）の前記磁気的にアクティブな面（４２，５２）は、互いに均一に間隔を置いて位置する、前記支持ビーム（４，５）から前記ロータ（２）の方向に突出する突出部（４１，５１）の端面であって、
それぞれ前記半径方向外側に位置する支持ビーム（４）に設けられた前記突出部（４１）は、それぞれ前記半径方向内側に位置する支持ビーム（５）に設けられた前記突出部（５１）に対して、突出部間隔（ａ）に関して半ピッチサイズだけ角度がずらされており、
前記ステータ（３，３´）のうちの少なくとも１つのステータにおいて、前記半径方向外側に位置する支持ビーム（４）に設けられた前記突出部（４１）及び／又は前記半径方向内側に位置する支持ビーム（５）に設けられた前記突出部（５１）が前記巻線溝（６）に半径方向（ｒ）で少なくとも部分的にオーバラップしており、これにより前記巻線溝（６）は、前記支持ビーム（４，５）を保持する前記ステータ背面部（４３，５３）と、前記支持ビーム（４，５）と、前記突出部（４１，５１）との間に形成されており、前記突出部（４１，５１）の間にはそれぞれ１つの、前記ロータ（２）の周方向（Ｕ）に対して平行に延在する空隙（８）が設けられている、電気機械変換器において、
当該電気機械変換器（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ）の前記回転軸線（Ａ）から、前記半径方向内側に位置する支持ビーム（５）までの間隔に相当する半径（ｒ）は、前記ステータ（３，３´）の前記磁気的にアクティブな面（４２，５２）の半径方向の広がり（ｃ）よりも大きいことを特徴とする、電気機械変換器。
【請求項２】
前記第１のステータ区分（３１）と前記第２のステータ区分（３２）とは互いに別個に形成されたステータセグメントである、請求項１記載の電気機械変換器。
【請求項３】
前記第１のステータ区分（３１）と前記第２のステータ区分（３２）とは、前記ステータ背面部（４３，５３）と、前記支持ビーム（４，５）と、前記突出部（４１，５１）とを有しており、前記支持ビーム（４，５）はつながったリングを形成している、請求項２記載の電気機械変換器。
【請求項４】
前記第１のステータ区分（３１）と前記第２のステータ区分（３２）とは互いに異なる磁気的特性を有している、請求項２記載の電気機械変換器。
【請求項５】
前記突出部（４１，５１）は、前記巻線溝（６）の上方で前記突出部が互いに接触することなく櫛状に互いに内外に係合する、請求項１から４までのいずれか１項記載の電気機械変換器。
【請求項６】
前記突出部（４１，５１）は、前記巻線溝（６）に少なくとも部分的にオーバラップする突出歯として設けられており、前記突出歯は、前記巻線溝（６）に部分的にのみオーバラップする、又は互いにずらされかつ向かい合って位置している前記突出歯の端部（４５，５５）が１つの半径上に位置するところまでのみオーバラップし、前記突出歯は、ロータの回転軸線（Ａ）の方向において、少なくとも前記巻線溝（６）の上方で楔状に減少する厚さ（ｄ）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の電気機械変換器。
【請求項７】
前記突出部（４１，５１）は、前記巻線溝（６）に少なくとも部分的にオーバラップする突出歯として設けられており、前記突出歯は、前記巻線溝（６）に部分的にのみオーバラップする、又は互いにずらされかつ向かい合って位置している前記突出歯の端部（４５，５５）が１つの半径上に位置するところまでのみオーバラップし、前記突出歯は、少なくともその半径方向の延在で前記巻線溝（６）の上方で台形状に減少する幅（ｂ）を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の電気機械変換器
【請求項８】
前記突出部（４１，５１）は、前記巻線溝（６）に少なくとも部分的にオーバラップする突出歯として設けられており、前記突出歯は、前記巻線溝（６）に部分的にのみオーバラップする、又は互いにずらされかつ向かい合って位置している前記突出歯の端部（４５，５５）が１つの半径上に位置するところまでのみオーバラップし、前記突出歯は前記ロータ（２）に向かって丸み付けられて形成されており、前記突出歯の磁気的にアクティブな面（４２，５２）は、前記ロータ（２）の周方向（Ｕ）で延在する湾曲プロフィールを有している、請求項５から７までのいずれか１項記載の電気機械変換器。
【請求項９】
前記ステータ背面部（４３，５３）は、前記ロータ（２）の方向へと張り出す前記支持ビーム（４，５）によりＴ字形の横断面を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の電気機械変換器。
【請求項１０】
前記突出部（４１）と前記突出部（５１）との間にはそれぞれ溝状の空所（４４，４５）が存在しており、該溝状の空所（４４，４５）は、半径方向の延在でＵ字形であって、各支持ビーム（４，５）に向かって丸み付けられたＵ字形内縁部を有するように形成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の電気機械変換器。
【請求項１１】
前記第１のステータ区分（３１）と前記第２のステータ区分（３２）とは、個別の複数のステータクロー（４０，５０）から成っており、前記ステータクロー（４０，５０）にはそれぞれ、前記巻線溝（６）に交互に半径方向外側から及び半径方向内側からオーバラップする前記突出部（４１，５１）の１つが設けられている、請求項１、２、または、４から１０までのいずれか１項記載の電気機械変換器。
【請求項１２】
前記永久磁石（２１，２２）は、前記ロータ（２）の周方向（Ｕ）で交互にＮ極（Ｎ）とＳ極（Ｓ）とを有するように前記ロータ（２）内にかつ／又は前記ロータ（２）上に配置されており、前記ロータ（２）の両側に設けられた前記ステータ（３，３´）の巻線（７）の電気的な接続極性は互いに逆である、請求項１から１１までのいずれか１項記載の電気機械変換器。
【請求項１３】
前記ロータ（２）は磁性材料から形成されていて、前記ロータ（２）における前記永久磁石（２１，２２）は前記磁性材料を磁化することにより形成されている、請求項１２記載の電気機械変換器。
【請求項１４】
前記ステータ（３，３´）は、前記電気機械変換器（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ）の周方向（Ｕ）でセグメント化されて形成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の電気機械変換器。
【請求項１５】
前記ステータの、前記半径方向内側に位置する支持ビーム（５）は、前記ロータ（２）の回転軸線を中心とする中空軸を形成していて、前記ロータ（２）は、ステータ内側中空室のサイズに応じて形成された内孔を備えて、リング状に設けられていて、即ち中空軸として設けられており、前記電気機械変換器（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ）の内側の中空室は、伝動装置及び／又はブレーキ装置の取付け用に、又はライン供給及び／又はワーク供給用に使用される、請求項１から１４までのいずれか１項記載の電気機械変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械的な変換器であって、少なくとも１つのディスク状又はリング状のロータと、該ロータの両側に設けられた少なくとも２つのステータとを有していて、前記ロータ内には、かつ／又は前記ロータ上には複数の永久磁石が同心的かつ放射状に配置されており、前記ステータは少なくとも部分的に軟磁性材料から製造されており、前記ステータはそれぞれ第１のステータ区分と第２のステータ区分とを有しており、前記第１のステータ区分は、前記ロータに向かい合って位置する前記ステータの第１の磁気的にアクティブな面のための半径方向外側に位置する支持ビームを備え、前記第２のステータ区分は、前記ロータに向かい合って位置する前記ステータの第２の磁気的にアクティブな面のための半径方向内側に位置する支持ビームを備え、前記両ステータ区分の間に、少なくとも１つの巻線を収容する環状の巻線溝が設けられており、前記支持ビームはそれぞれ環状に配置されていて、それぞれロータ軸線に対して平行にロータの方向に延在しており、前記ステータの前記磁気的にアクティブな面は、互いに均一に間隔を置いて位置する、前記支持ビームから前記ロータの方向に突出する突出部の端面であって、それぞれ前記半径方向外側に位置する支持ビームに設けられた前記突出部は、それぞれ前記半径方向内側に位置する支持ビームに設けられた前記突出部に対して、突出部間隔に関して半ピッチサイズだけ角度がずらされており、前記ステータのうちの少なくとも１つのステータにおいて、前記半径方向外側に位置する支持ビームに設けられた前記突出部及び／又は前記半径方向内側に位置する支持ビームに設けられた前記突出部が前記巻線溝に半径方向で少なくとも部分的にオーバラップしており、これにより前記巻線溝は、前記支持ビームを保持するステータ背面と、前記支持ビームと、前記突出部との間に形成されており、前記突出部の間にはそれぞれ１つの、前記ロータの周方向に対して平行に延在する空隙が設けられている、電気機械的な変換器に関する。
【０００２】
欧州特許第２２５５４３１号明細書により公知の電気機械的な変換器は、鉄を含まないディスク状のロータを有しており、該ロータは１つの同心的な円に一列に配置された複数の永久磁石を支持している。ロータディスクの両側には環状のステータが配置されている。ロータに向かい合って位置するステータの面は、半径方向外側に位置する溝状の境界面と、半径方向内側に位置する溝状の境界面とをそれぞれ有している。これらの境界面は、互いに溝ピッチに関して半寸法分だけ角度的に互いにずらされて配置されている。さらに、半径方向外側に位置する境界面と半径方向内側に位置する境界面とは環状のリング溝によって互いに分離されている。このリング溝内には巻線が配置されていて、これらの巻線は、ロータの両側に配置された両ステータにおいて、同じ方向に向けられた極に電気的に接触している。
【０００３】
ロータは、鉄を含まない非磁性材料から形成されており、永久磁石の磁気的なＮ極とＳ極との接続線が周方向に向けられていて、互いに隣接する永久磁石が反発し合うように永久磁石を備えている。
【０００４】
公知のダイレクトドライブは、軸方向の長さが短い点、及び高い固有トルクにおいてトルクの単一性が高い点で優れている。しかしながら問題点は、個々の永久磁石をロータに適切に取り付けなければならない製造技術が比較的手間がかかる点である。さらに、公知のダイレクトドライブの効率は、鉄を含まない永久磁石の使用がこの場合、不都合であり、比較的低い力の密度につながるので最良ではない。
【０００５】
独国特許出願公開第２９１３６９１号明細書に開示された電気モータは、丸み付けられた縁部を有するほぼ直方体状の固定子巻線上に跨設されているほぼＵ字形の積層された８つの磁極片を有している。奇数番の磁極片の脚は同じ長さであり、半径方向内側に向かって突出している。偶数番の磁極片の脚も同じ長さであり、半径方向外側に向かって突出している。ステータの両側に、強磁性材料から成るロータディスクが配置されている。ロータディスクの、固定子の磁極片の端面に面した半径方向面には、同じ角度間隔で、互いに交互にＮ極とＳ極とが永久磁石によって形成されている。前記磁極片の上方のＵ字面及び下方のＵ字面は、固定子巻線にクロー（爪）状に半径方向でオーバラップしている。
【０００６】
独国特許出願公開第２９１３６９１号明細書の電気モータにおける欠点はこの場合、設けられたロータディスクに片側でしか力が作用しない点である。従ってこのようなモータ原理は数年来もはや使用されていない。
【０００７】
独国特許出願公開第１０３２２４７４号明細書によりさらに、冒頭で述べた形式の電気機械が公知であり、この公知の機械は軸流構造形式でディスク形ロータとして形成されている。このような電気機械のステータは、ステータ周面及びステータ中央を起点として互いに内外に係合する台形の平らな複数の極セグメントを備えた１つの極ディスクを有している。この場合、半径方向内側を向いた極セグメントは外側の中空円筒体によって、半径方向外側を向いた極セグメントは、ステータ中央に、即ち当該機械の回転軸線の延長線上に位置する中央の内実の円柱体によって結合され、保持されている。等間隔で配置された複数の極セグメントは、磁気を通す材料から成っていて、外側を向いた極セグメントが内側を向いた極セグメントに周方向で続くように配置されている。ステータの背面側には、帰磁路ヨークが設けられていて、該帰磁路ヨークは外側の接続中空円筒体を中央の接続内実円柱体に結合している。帰磁路ヨークと極ディスクとの間には、環状巻線として形成された界磁巻線が帰磁路ヨークと極ディスクとに同軸的に配置されている。
【０００８】
この公知の機械のロータは、ディスク状のロータ体を有しており、該ロータ体の、それぞれステータに向いたディスク面には全面的に、互いに隣接する永久磁石が配置されている。磁化方向は、周方向で互いに連続して位置する永久磁石において逆向きである。
【０００９】
第１の実施態様では、この電気機械は１つのロータと１つのステータとを有している。ロータに作用する電磁的な力による支持問題を回避するために、この電気機械は改善された実施態様で対称的に形成されており、この場合、ロータの両側にステータが設けられている。
【００１０】
公知の電気機械は僅かな数の極しか有していない。この電気機械ではステータの極セグメントはそれぞれ、ステータのほぼ全半径にわたって延在しているので、極数は形状的に制限されて、この公知の電気機械は高い固有トルクには適していない。さらに、公知の電気機械の対称的な構成では、永久磁石をロータの両ディスク面上に配置しなければならず、例えば接着しなければならず、これによりロータは比較的重たくなる。選択的には、公知の電気機械では、ロータディスク全体を磁石材料から形成することもできる。
【００１１】
独国実用新案第２９８１４９６４号明細書によりさらに、やはり冒頭で述べた形式に相当する回転形式のジェネレータが公知である。このジェネレータは、自転車のハブに取り付けるために設けられている。この公知のジェネレータは、磁気的なロータを有しており、このロータは、互いに隣接する、交互に極性の異なる複数の永久磁石から１つのロータリングを形成するようにまとめられている。ロータは、リテーナ状に形成されたハブによって外側から保持されて、回転するハブと共に一緒に回転する。これによりアウターロータ原理が生じる。ハブは１つの軸に装着されており、この軸の両端部は自転車フレームに取り付けられている。この軸は、ロータの貫通孔を貫通してガイドされている。
【００１２】
ロータの両側にはステータエレメントが設けられており、このステータエレメントはそれぞれ１つの巻線を取り囲んでいる。各ステータエレメントは、環状の内側フレームと環状の外側フレームとを有している。環状の内側フレームからは、互いに間隔を置いて位置する鳩尾形の複数の第１のステータ極セグメントが半径方向外側に向かって延在していて、環状の外側フレームからは、互いに間隔を置いて位置する鳩尾形の複数の第２のステータ極セグメントが半径方向内側に向かって延在しており、この外側フレーム内に、内側フレームに設けられた第１のステータ極セグメントが収容されている。第１のステータ極セグメントの数は、第２のステータ極セグメントの数と同じである。さらに、ステータ極セグメントとその間隔は、第１のステータ極セグメントが第２のステータ極セグメント間の間隔内に接触せずに係合し、第２のステータ極セグメントが第１のステータ極セグメント間の間隔に接触せずに係合するように形成されている。巻線はそれぞれ、内側フレームと外側フレームとの間の空間内に位置している。このジェネレータは、同様に僅かな極数しか有しておらず、従って高いトルクのためには設けられていない。個別の永久磁石から成るロータは高い力を吸収するのにも適していない。
【００１３】
本発明の課題は、高い効率と技術的に簡単な製造可能性とを備えた冒頭で述べた形式の電気機械的な変換器を提供することである。
【００１４】
この課題は、電気機械的な変換器の回転軸線から、半径方向内側に位置する支持ビームまでの間隔に相当する半径が、ステータの磁気的にアクティブな面の半径方向の広がりよりも大きい、冒頭で述べた形式の電気機械的な変換器により解決される。
【００１５】
欧州特許第２２５５４３１号明細書に開示されたダイレクトドライブでは、ステータの、半径方向外側及び半径方向内側に配置された磁気的にアクティブな境界面が、巻線溝によって互いに分離されているが、本発明による電気機械的な変換器のステータの突出部は巻線溝上方に突出している。これにより、本発明の電気機械的な変換器の磁気的にアクティブな面は、欧州特許第２２５５４３１号明細書に記載のものよりも明らかに大きい。従って、ステータとロータとの間の比較的高い磁束を、ひいては公知の電気機械的な変換器と比較して高い力密度も得ることができる。
【００１６】
さらに本発明による電気機械的な変換器では、ステータの、半径方向外側及び半径方向内側に配置された磁気的にアクティブな境界面若しくは、支持ビームを起点として延びる突出部が、ロータの回転軸線に対して明らかな所定の間隔を置いて設けられている。この場合、ステータの、半径方向外側及び半径方向内側に配置された磁気的にアクティブな境界面は、電気機械的な変換器の回転軸線を中心とする、この回転軸線から間隔を置いて配置された円環を形成している。このような配置により、この円環に沿って多数のステータ極セグメントを周方向で隣接して配置することができ、これらのステータ極セグメントは相応に多数のロータの永久磁石に向かい合って位置している。従って本発明による電気機械的な変換器は、極めて多極性に形成することができる。
【００１７】
本発明によれば、ステータの、半径方向内側に位置する支持ビームは、ロータの回転軸線を中心とする中空軸を形成している。ロータも好適には、ステータ内側中空室のサイズに応じて形成された内孔を備えて、リング状に設けられていて、即ち中空軸として設けられている。これにより、電気機械的な変換器の内側の中空室は例えば、伝動装置及び／又はブレーキ装置の取付け用の可動の使用範囲において、又は例えばライン供給及び／又はワーク供給用の定置の使用範囲において、使用することができる。
【００１８】
本発明によれば、突出部の間にそれぞれ１つの、ロータの周方向に対して平行に延在する空隙が設けられていることにより、互いに向かい合って位置する突出部は互いに接触せず、従って磁気的な短絡は生じないことが保証されている。
【００１９】
本発明による電気機械的な変換器の好適な実施態様では、少なくとも１つのロータの周方向で永久磁石の間、又はそれぞれ１つのＮ極とＳ極とを有した永久磁石対の間に、非磁性の堅固な材料から成る半径方向に延びるウェブが設けられている。このように提案されたロータでは、先行技術とは異なり、磁気的な材料が複合的に使用されていない。永久磁石の間又は永久磁石対の間に設けられた非磁性のウェブは、非磁性の材料から成る中間補強のために機能する。従って、このように非磁性の材料を、永久磁石の磁性材料と比較して高い機械的な耐荷重性を有しているように選択することができる。従って非磁性のウェブによって、補強された支持プレート上に永久磁石を接着する必要なしに、ロータの安定性全体を著しく高めることができる。これにより、本発明による変換器は僅かなロータ重量で形成することができるにも関わらず、高い出力密度を有した大型のモータを製造するために使用することができる。
【００２０】
永久磁石又は永久磁石対が、非磁性のロータ底面支持体に、例えば繊維強化されたプラスチックから成るロータ底面支持体に互いに間隔を置いて組み付けられていると、特に有利である。このような配置により、永久磁石は、その磁気的にアクティブな面が、ロータ底面支持体材料の両側で有効であるように配置されていて、即ち、ロータ底面支持体の両側に永久磁石を接着する必要はない。これによりロータは全体として極めて軽量であり、適当なロータ底面支持体材料が選択され、永久磁石の間に又は永久磁石対の間に相応の非磁性中間補強材が設けられているとさらに安定性が高い。
【００２１】
本発明による電気機械的な変換器の好適な実施態様では、第１のステータ区分と第２のステータ区分とは互いに別個に形成されたステータセグメントである。このような形式の構造的な構成により、本発明による電気機械的な変換器のステータの技術的製造が容易になる。従って、ステータ背面と、支持ビームと、突出部とを有した第１のステータ区分と第２のステータ区分とを互いに別個に製造して、その後適切に組み付けることができる。さらに、異なる磁気的特性を有した両ステータ区分を提供することができる。
【００２２】
本発明による電気機械的な変換器の１つの実施態様によれば、突出部は、巻線溝に少なくとも部分的にオーバラップする突出歯として設けられている。突出部の歯列形状は特に有利であることがわかっている。この場合、突出歯の歯列背面には、ロータ表面に向かい合って位置するそれぞれ磁気的にアクティブな面が好適には面状に形成されていて、歯列先端領域は巻線溝にオーバラップしている。歯列先端領域は、適当な大きさと数を有した巻線を巻線溝内に配置することができるように形成することができる。
【００２３】
例えば突出歯が、ロータ軸線に平行な、少なくとも巻線溝の上方で楔状に減少する厚さを有しているように形成されているならば、巻線溝における巻線用のスペースが効果的に拡大される。
【００２４】
さらに、突出歯は、少なくともその半径方向の延在で前記巻線溝の上方で台形状に減少する幅を有しているならば、有利である。これにより、周方向で突出部の間に適切な大きな空隙が生じる。
【００２５】
本発明の簡単な構成では、永久磁石が設けられているロータ表面に向かい合って位置する端面領域若しくは歯先端領域は平らに形成されている。しかしながら所望の所定の磁束密度を得るためには、突出歯がロータに向かって丸み付けられて形成されており、突出歯の磁気的にアクティブな面が、ロータの周方向で延在する、即ち、ロータの周方向で上昇し、下降する湾曲部プロフィールを有しているならば好適である。突出歯のロータに向けられた縁部若しくは端面の丸み付け部若しくは湾曲部は、使用に応じて、凹状又は凸状に形成されていて良い。横方向に延在する巻線に長方形の軸が当て付けられている場合には、突出歯の端面がロータに向かって凹状に形成されているのが適していて、これに対して、巻線の正弦波加振が行われる場合には、突出歯の端面の凸状の構成が有利である。
【００２６】
本発明による電気機械的な変換器の特に効率の良い構成では、第１のステータ区分と第２のステータ区分とは個別の複数のステータクローから成っており、ステータクローにはそれぞれ、巻線溝に交互に半径方向外側から及び半径方向内側からオーバラップする前記突出部のうちの１つが設けられている。従って、このような実施態様では、支持ビームは、つながったリングを形成するのではなく、それぞれ互いに別個に形成されている。各ステータクローは、ステータ背面の一構成部分を形成するクロー背面と、支持ビームと、突出部とを有しており、クロー背面と突出部とは互いにほぼ平行に向けられているので、ステータクローはそれぞれ、Ｕ字形に若しくはクリップ状に、巻線溝の周りに配置することができる。ステータクローは、突出部が互いに接触することなく櫛状に互いに内外に係合するように交互に互いに向かい合って配置されている。この場合、クロー背面と、支持ビームと、突出部との間の中間室に巻線溝が形成される。このような実施態様は、ステータクローのそれぞれを別個に簡単に製造することができ、ステータクローを次いで、同様に簡単にリング状にステータを形成しながら結合することができるので、特に簡単に技術的に変更可能である。
【００２７】
本発明による電気機械的な変換器は、好適には１つのロータ底面支持体を有しており、該ロータ底面支持体内に又はロータ底面支持体上にロータの永久磁石を設けることができる。ロータ底面支持体は、本発明では、鉄を含む材料及び鉄を含まない材料から形成することができる。この場合、鉄を含まない材料に限定する必要はない。
【００２８】
本発明による電気機械的な変換器では、ロータ内に設けられた永久磁石を鉄材料又は非鉄材料から形成することができる。鉄材料から成る永久磁石を使用する利点は、得られるエネルギ密度が比較的高いことにあり、このエネルギ密度は、例えば、永久磁石用の材料としてネオジウム・鉄・ホウ素を使用する場合、あらゆる非鉄材料におけるよりも高い。これに対して、比較的高い温度の場合、所定の非鉄材料は、そのキュリー点が鉄含有性の材料よりも部分的に高いので、有利である。
【００２９】
本発明による電気機械的な変換器の好適な実施態様では、永久磁石が、ロータの周方向で互いに交互にＮ極とＳ極とを有するようにロータ内にかつ／又はロータ上に配置されている。従ってこの実施態様では、永久磁石はロータ内で、例えば欧州特許第２２５５４３１号明細書に記載のダイレクトドライブの場合のように、ロータの周方向で反発し合わない。本発明により構成されたロータにおける交互のＮ極とＳ極の配置により、磁束は直接軸方向で、ステータの突出部を起点として、ロータにおける永久磁石のＮ極とＳ極を介して、ロータの他方の側に位置するステータの突出部へと案内される。軸方向でまっすぐに延在する流れ経過により、伴われる漂遊磁界は最小限にすることができる。特に、流れ方向で極性を有する別の磁石装置によって磁束はまとめられさらに短くされる。これに対し、欧州特許第２２５５４３１号明細書に記載のダイレクトドライブにおける永久磁石の配置によっては、まずはステータからロータへと軸方向で延在し、ロータではロータの周方向で延び、続いてロータから別のステータへと再び軸方向で延びる磁束の延在が生じており、これは効率損失を伴う。
【００３０】
ロータの両側に設けられたステータの巻線の電気的な接続極性は互いに逆であるならば特に有利である。この形式の給電においては、１つのステータの両ステータ区分若しくはこれらのステータ区分に所属のステータクローは異なる極性を含む。即ちこれは、ステータ区分が個々のステータクローから構成されており、ステータクローのそれぞれ互いに隣り合って配置された突出部はそれぞれ互いに逆方向の磁極を有する場合である。ステータクローの磁気的効果は、ロータへの付加的な力作用となり、これにより本発明による電気機械的な変換器の効果はさらに向上される。
【００３１】
ロータにおけるＮ極とＳ極の交互の配置はさらに、本発明による電気機械的な変換器の別の構造例において、ロータは磁性材料から形成されていて、ロータにおける永久磁石は複雑ではない形式で磁性材料の磁化により形成することができるという利点を有している。磁化は例えば、環状のロータの外縁部及び内縁部に磁化装置の相応の端子を置くことにより行うことができる。このような配置により、ロータに個別の永久磁石を手間をかけて装着することを省くことができるので、本発明による電気機械的な変換器は技術的に簡単に、ひいては安価に製造することができる。
【００３２】
好適な実施態様では、電気機械的な変換器はインナーローター原理で、即ち、電気機械的な変換器の回転可能な中央の軸に取り付けられた少なくとも１つのロータを有して形成されている。
【００３３】
本発明の好適な構成では、ステータは、電気機械的な変換器の周方向でセグメント化されて形成されている。このような構成により、各ステータに別個の巻線を設け、ひいては電気機械的な変換器を多相に作動させるのが容易になる。
【００３４】
本発明の好適な実施態様は、その構造、機能、利点を以下で図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による電気機械的な変換器の一実施態様の一部を概略的に示す斜視図である。
【図２】カスケード状に形成されたダブルステータ・ロータ・ステータアッセンブリを有する本発明による電気機械的な変換器の別の実施態様の一部を概略的に示す斜視図である。
【図３】図１及び図２に示した電気機械的な変換器の実施態様における磁束の延在を概略的に示す図である。
【図４】図３に比較して、欧州特許第２２５５４３１号明細書に示された磁束の延在を概略的に示す図である。
【図５】本発明による電気機械的な変換器の別の実施態様を示した斜視図である。
【図６】図５の実施態様によるロータを斜め上方から見て示した図である。
【図７】図５の電気機械的な変換器の一部を、例として互いに向かい合って配置された２つのステータクローと、このステータクローを通って延びる巻線と共に概略的に示す斜視図である。
【図８】図５の電気機械的な変換器のステータを、ステータに通された巻線と共に概略的に斜め上方から示した図である。
【図９】図１の電気機械的な変換器の詳細を示した概略図であり、例として、ロータの両側に設けられた個々のステータクローと、それぞれステータのステータクローを通って延びる巻線とが示されており、見易くするためにステータのその他のステータクローは示されていない。
【図１０】ステータ、ロータ、ステータから成るカスケード装置を有した本発明による電気機械的な変換器の別の実施態様を概略的に示した斜視図である。
【図１１】ステータ、ロータ、ステータから成るトリプルカスケード装置を有した本発明による電気機械的な変換器のさらに別の実施態様を概略的に示した斜視図である。
【図１２】本発明による電気機械的な変換器の実施態様によるインナーローター原理により形成されたロータ装置を概略的に示した図である。
【００３６】
図１には、本発明による電気機械的な変換器１ａの一実施態様の一部が概略的に示されている。この電気機械的な変換器１ａの詳細は、図１に斜視図で示されている。
【００３７】
この電気機械的な変換器１ａはロータ２を有している。このロータ２のうち図１には単に、ロータ２内に設けられた永久磁石２１，２２が示されている。永久磁石２１，２２は、図１には示されていないが図６に示されたロータ底面支持体２３内に設けられていて、ロータ底面支持体２３において環状に配置されている。
【００３８】
ロータ２は、図５に示された電気機械的な変換器１ｃの回転軸線Ａに相当する回転軸線を中心として回転可能である。永久磁石２１，２２は、ロータ２の半径方向のアライメントｒにおいて、星形若しくは放射状にロータ２内に設けられている。永久磁石２１，２２のＮ極Ｎ及びＳ極Ｓは、図示した実施態様では、それぞれ隣接して設けられた永久磁石２１，２２が互いに反発し合うように配置されている。
【００３９】
図１及び図２の実施態様では、永久磁石２１，２２は、直接接触するように配置されたそれぞれ１つのＮ極Ｎと１つのＳ極Ｓとを含む永久磁石対２０の形で配置されている。図１、図２、図６の実施態様では、永久磁石対２０及び永久磁石２１，２２はそれぞれ互いに間隔を置いて設けられている。永久磁石対２０の間には、若しくは永久磁石２１，２２の間にはそれぞれ、永久磁石対２０の間若しくは永久磁石２１，２２の間に半径方向で延在している非磁性のウェブ２４が設けられている。例えば繊維強化プラスチックのような非磁性材料から成るウェブ２４は、永久磁石領域の間でロータ２の中間補強材を形成する。本発明による電気機械的な変換器の別の変化実施例（図示せず）では、ウェブ２４は設けられていなくても良い。
【００４０】
ロータ２の両側にはステータ３，３´が設けられている。両ステータ３，３´は、両ステータ３，３´とロータ２との間にダブルエアギャップを形成しながら、ロータ２に対してそれぞれ同じ間隔を置いて配置されている。ステータ３，３´は少なくとも部分的に軟磁性材料から製造されている。
【００４１】
各ステータ３，３´は、半径方向外側に配置された第１のステータ区分３１と、電気機械的な変換器１ａの回転軸線Ａに対して半径方向の間隔を置いて半径方向内側に配置された第２のステータ区分３２とを有している。ステータ区分３１，３２は互いに別個に形成され、後から適宜電気機械的な変換器１ａ内に配置された、場合によっては互いに結合されたステータ３，３´のセグメントである。ステータ３１，３２はそれぞれステータ背面４３，５３を有している。このステータ背面４３，５３から、ロータ２に向かう方向で軸方向に支持ビーム４，５が延びている。第１のステータ区分３１の支持ビーム４は半径方向外側に位置していて、第２のステータ区分３２の支持ビーム５は半径方向内側に配置されている。
【００４２】
支持ビーム４，５の端部には突出部４１，５１が設けられている。突出部４１，５１は、ロータ２の方向に向かう厚さｄと、電気機械的な変換器１ａの周方向で幅ｂとを有している。これらの突出部４１，５１は半径方向ｒでそれぞれ逆方向に向けられている。突出部４１は半径方向内側を向いていて、突出部５１は半径方向外側を向いている。突出部４１，５１はさらに、ロータ２に面した扁平な端面を有していて、この端面が、ステータ３，３´の磁気的にアクティブな面４２，５２を形成している。磁気的にアクティブな面４２，５２は、電気機械的な変換器１ａの半径方向ｒで延びる長さｃを有している。
【００４３】
半径方向内側に配置された支持ビーム５は、電気機械的な変換器１ａの回転軸線Ａに対して半径方向の間隔を置いて設けられている。この場合、回転軸線Ａに対する支持ビーム５の半径方向の間隔は、突出部４１，５１の磁気的にアクティブな面４２，５２の半径方向の延在ｃよりも大きい。例えば、電気機械的な変換器１ａの回転軸線Ａに対する支持ビーム５の半径方向の間隔は、ステータ３，３´の突出部４１，５１の磁気的にアクティブな面４２，５２の半径方向の延在ｃの１．５〜１０倍の大きさである。特に好適には、回転軸線Ａに対する支持ビーム５の半径方向の間隔は、突出部４１，５１の磁気的にアクティブな面４２，５２の半径方向の延在ｃよりも１．５〜６倍の大きさである。本発明の好適な実施態様では、回転軸線Ａに対する支持ビーム５の半径方向の間隔は、突出部４１，５１の磁気的にアクティブな面４２，５２の半径方向の延在ｃよりも１．５〜３倍の大きさである。
【００４４】
即ち、本発明による電気機械的な変換器１ａでは、厳密に言えば、半径方向外側に位置する第１のステータ区分３１も、半径方向内側に位置する第２のステータ区分３２も、変換器中央部と比較すると半径方向外側に設けられていて、変換器縁部領域を形成していると言える。
【００４５】
支持ビーム４，５にはそれぞれ、複数の突出部４１，５１と、この突出部４１，５１に配置された磁気的にアクティブな面４２，５２とが設けられている。両ステータ３，３´の間で、ロータ２も、ステータ３，３´の磁気的にアクティブな面４２，５２に向かい合って位置する複数の永久磁石２１，２２を有している。これにより多極配置が生じる。従って本発明による電気機械的な変換器１ａは、高い固有トルクに適している。
【００４６】
図１及び図２の実施態様では、第１のステータ区分３１のステータ背面４３と、支持ビーム４と、突出部４１とが、並びに、第２のステータ区分３２のステータ背面５３と、支持ビーム５と、突出部５１とがそれぞれ一体的に、即ち中間空隙なしに形成されている。
【００４７】
ステータ背面４３，５３は、図１及び図２に示した実施態様において、ロータ２の方向へと張り出す支持ビーム４，５により横断面がＴ字形となっている。これにより、ステータ背面４３，５３には固定接続部９を設けることができ、この固定接続部９でステータ３，３´を別の構成部分に結合させることができる。
【００４８】
第１のステータ区分３１の突出部４１と第２のステータ区分３２の突出部５１とは、それぞれ均一に互いに間隔を置いて、所属の支持ビーム４，５に設けられている。突出部４１と突出部５１との間にはそれぞれ溝状の空所４４，４５が存在している。従って、各突出部４１の間と、各突出部５１の間には、間隔ａが設けられており、この間隔ａは典型的にはその半径方向の配置に基づき、半径方向外方に向かって拡大している。図１及び図２の実施態様では、溝状の空所４４，４５は、図示した斜視図で見て、即ち半径方向の延在でＵ字形であって、各支持ビーム４，５に向かって丸み付けられたＵ字形内縁部を有するように形成されている。
【００４９】
突出部４１，５１は、所属の支持ビーム４，５に設けられていて、ステータ３，３´の半径方向外側に位置する支持ビーム４と半径方向内側に位置する支持ビーム５との間に形成される巻線溝６に突出部４１，５１が少なくとも部分的にオーバラップするように方向付けられている。従って、図１及び図２の実施態様では、突出部４１，５１は、各支持ビーム４，５を起点として半径方向ｒで、巻線溝６用の空間の上に張り出す突出歯の形で形成されている。
【００５０】
図１及び図２の実施態様では、それぞれ半径方向ｒでずらされて互いに向かって位置しているステータ歯列若しくは突出部４１，５１の端部４５，５５は１つの半径に沿って若しくは１つの線に沿って位置している。即ち、突出歯はここでは、巻線溝６の半分までしか延びていない。基本的には、図８、図９に示したように、突出部４１，５１は、巻線溝６の上方で指状に互いに入り込むように巻線溝６にオーバラップしていて、この場合、突出部は側方で互いに接触することはない。また、本発明による電気機械的な変換器は、突出部４１，５１が巻線溝６の上方に不完全に、即ち、巻線溝６の縁部のみを越えて突出する突出部端の形でオーバラップする場合にも機能する。
【００５１】
突出歯は、既に上述したように、ロータ２に向かい合って位置する好適には扁平な端面を有している。図１において歯形４２´によって概略的に示したように、突出部４１，５１の磁気的にアクティブな端面４２，５２は、ロータ２に向かっても丸み付けられて形成されて良い。突出部４１，５１の端面の湾曲はこの場合、図１に示したようにロータ２に向かって凸状に形成することができ、又はロータ２に向かって凹状に形成することもできる。
【００５２】
電気機械的な変換器１ａの、図１に示した実施態様では歯の形状は、突出部４１，５１が、少なくとも巻線溝６の上方で、電気機械的な変換器１ａの軸方向においてその厚さｄを楔状に減じるように形成されている。巻線溝６の上方で厚さｄが楔状に減じられることにより、巻線７を収容するために巻線溝６の内側に全体としてより多くのスペースが生じるという利点が得られる。
【００５３】
さらに、図１に示した実施態様によれば、突出歯はその半径方向の延在ｒにおいて少なくとも巻線溝６の上方で幅ｂが減じられるように設けられている。突出歯の幅ｂを半径方向ｒで減じることは、突出部４１，５１の間に適当な空隙が存在するために、従って、互いに向かい合って位置する突出部４１，５１の間で磁気的な短絡が生じないために役立つ。
【００５４】
図２には、本発明による電気機械的な変換器１ｂの別の実施態様が概略的に示されている。電気機械的な変換器１ｂは図１の電気機械的な変換器１ａの実施態様のダブルカスケード状アッセンブリである。従って電気機械的な変換器１ｂは、２つのロータ２を有しており、両ロータ２の両側にステータ３，３´が設けられている。ロータ２とステータ３，３´の構成に関しては、図１についての上述した説明を参照することができる。
【００５５】
図１及び図２とは異なり、本発明の別の実施態様では、各ロータ２に設けられている永久磁石２１，２２は、Ｎ極ＮとＳ極Ｓとが、電気機械的な変換器の周方向Ｕで互いに交互に位置するように方向付けられていても良い。これにより、図３に概略的に示したように、一方のステータ３からロータ２を越えて他方のステータ３´へと直接的な磁束の延在が生じるという利点が得られる。
【００５６】
これに対して図４には、欧州特許第２２５５４３１号明細書におけるものと類似の形式で、永久磁石は、互いに隣接する永久磁石２１，２２が反発し合うようにロータ２に設けられている実施態様における磁束の延在が示されている。
【００５７】
図５には、本発明による電気機械的な変換器１ｃの別の実施態様が概略的に斜視図で示されている。
【００５８】
電気機械的な変換器１ｃは、１つのロータ２と、このロータ２の両側に設けられた２つのステータ３，３´とを有している。ロータ２は、回転軸線Ａを中心として回転対称的に形成されていて、回転軸線Ａを中心として回転可能である。ステータ３，３´は位置固定されている。各ステータ３，３´は２つのステータ区分３１，３２を有しており、これについては以下でさらに詳しく説明する。既に図５に示されているように、各ステータ区分３１，３２は個々のステータクロー４０，５０から成っており、これらのステータクロー４０，５０は互いに交互に、巻線溝６に設けられた巻線７に半径方向外側から若しくは半径方向内側から係合している。各ステータクロー４０，５０は、ステータ背面４３，５３と、該ステータ背面４３，５３に結合され、軸方向Ａで延在する支持ビーム４，５と、該支持ビーム４，５に設けられ、半径方向ｒで延在する突出部４１，５１とを有している。これらについては以下でさらに詳しく説明する。
【００５９】
図６には、図５の電気機械的な変換器１ｃのロータ２が斜め上方から見た図で示されている。
【００６０】
ロータ２は、非磁性材料から成るロータ底面支持体２３を有している。ロータ底面支持体２３内には永久磁石２１，２２が設けられている。永久磁石２１，２２は、ロータ２の周方向Ｕで交互にＮ極ＮとＳ極Ｓとを有している。図６に示されたＮ極及びＳ極とはそれぞれ逆の極がロータ２の各背面に位置していることが分かる。
【００６１】
図６の実施態様では、ロータ底面支持体２３は例えば繊維強化プラスチックから成っている。永久磁石２１，２２はロータ底面支持体２３に、その磁気的にアクティブな表面が、ロータ２の上方ディスク表面及び下方ディスク表面において有効であるように嵌め込まれている。永久磁石２１，２２の磁気的にアクティブな表面はこの場合、ロータ２の上方ディスク表面と下方ディスク表面と同一平面で終わっている。ロータ底面支持体材料内に組み込まれた永久磁石２１，２２の間のロータ底面支持体２３の中間領域は、即ち、永久磁石２１，２２の間に形成された非磁性のウェブ２４が、ロータ２に高い機械的負荷をかけることができるようにロータ２を補強している。
【００６２】
図１、図２、図６の実施態様では、永久磁石２１，２２はそれぞれ直方体であって、ステータ極は、方形の磁気的にアクティブな面４２，５２を有するように形成されている。これにより簡単かつ安価な製造が可能である。しかしながら基本的には、永久磁石２１，２２も、ステータ極の磁気的にアクティブな面４２，５２も台形状に形成することもできる。このような台形状の構成は特に、永久磁石２１，２２若しくはステータ極の半径方向の広がりが比較的大きい本発明の実施態様において推奨される。
【００６３】
図７には、図５の電気機械的な変換器１ｃの詳細が概略的に、単なる実施例として示されている。図７には、電気機械的な変換器１ｃの互いに向かい合って立っている２つのステータクロー４０，５０が示されており、これらのステータクロー４０，５０は、内部に取り付けられた巻線７を有する巻線溝６にオーバラップしている。図７には、図を見易くするために、図示したステータクロー４０，５０の横に設けられた他のステータクローは示されていない。
【００６４】
ステータクロー４０は、ステータ３又は３´の第１のステータ区分３１に配設されている。ステータクロー４０は、半径方向ｒで延在するステータ背面４３を有しており、このステータ背面４３は、図７に図示した状態では巻線７の下方に位置している。半径方向外側では、ステータ背面４３から、電気機械的な変換器１ｃの軸方向Ａで支持ビーム４が延在している。支持ビーム４からはさらに半径方向ｒで、回転軸線Ａに向かう方向で突出部４１が延在している。突出部４１の端面には磁気的にアクティブな面４２が設けられていて、この磁気的にアクティブな面４２は電気機械的な変換器１ｃの作動中に、ロータ２の、永久磁石２１，２２を含むロータ領域に向かい合って位置している。
【００６５】
突出部４１は軸方向Ａで厚さｄと周方向Ｕで幅ｂとを有している。本発明の所定の実施態様では、突出部４１の厚さｄ及び／又は幅ｂは回転軸線Ａに向かう方向で徐々に減少していって良い。
【００６６】
ステータクロー４０は、巻線溝６内の巻線７を半径方向外側からアーチ状に取り囲む。図７に示した実施態様では、ステータクロー４０の突出部４１は、ステータクロー４０のＮ極を形成し、ステータ背面４３はステータクロー４０のＳ極Ｓを形成している。
【００６７】
ステータクロー４０の横にはステータクロー５０が設けられている。電気機械的な変換器１ｃのステータクロー４０，５０は櫛状に互いに係合している。
【００６８】
ステータクロー５０は、半径方向で延在するステータ背面５３を有しており、このステータ背面５３は、図７に図示した状態では巻線７とステータクロー４０のステータ背面４３との間に配置されている。ステータ背面５３からは軸方向で支持ビーム５が延びており、該支持ビーム５からはさらに、半径方向外側に向かって突出部５１が突出しており、この突出部５１上には磁気的にアクティブな面５２が設けられている。
【００６９】
ステータクロー５０はステータクロー４０とは逆の極性を有している。即ち、図７の実施態様では、突出部５１はステータクロー５０のＳ極Ｓを形成し、ステータ背面５３はステータクロー５０のＮ極Ｎを形成している。
【００７０】
ステータクロー４０，５０は、周方向Ｕで突出部４１，５１の間に空隙８が生じるように配置されている。突出部４１，５１の間の間隔は典型的には半径方向外側に向かって拡大するが、これは必須ではない。
【００７１】
図８には、図５の電気機械的な変換器１ｃのステータ３が斜め上方から見た図で示されている。
【００７２】
図８から判るように、半径方向外側に位置する支持ビーム４に設けられた突出部４１は、突出部間隔ａに関してそれぞれ、半径方向内側に位置する支持ビーム５に設けられた突出部５１に対して半ピッチだけ角度がずらされている。このようにして突出部４１は妨げられることなく、隣接する両突出部５１の間の間隔内に係合することができる。逆に、半径方向内側に位置する支持ビーム５に設けられた突出部５１は妨げられることなく、突出部４１の間の間隔内に係合することができる。この場合、突出部４１間の若しくは突出部５１間の突出部間隔ａは、突出部４１，５１の幅ｂよりも明らかに大きい。
【００７３】
ステータクロー４０，５０は、内部に設けられた巻線７を有する巻線溝６を取り囲んでいる。この実施態様ではそれぞれ２つの巻線７が示されているが、基本的には１つの巻線７又は２つよりも多い巻線７が設けられていても良いことは自明である。好適には巻線７は内部中空の巻線であって、巻線７は内部から、例えば冷却液によって冷却可能である。巻線７は、図８に概略的に示したように、適切に電気的に接触することができるように、ステータ３の少なくとも１つの面で適切に外部に向かって案内されている。
【００７４】
ステータクロー４０，５０の突出部４１，５１は巻線溝６を取り囲んではいるが、支持ビーム４，５と反対側に位置する突出部端部は、それぞれ所属のステータ背面４３，５３に結合されていない。
【００７５】
図９には、図８の詳細が、ロータ２と、このロータ２の両側に設けられた２つのステータクロー対とを斜め側方から見た図で概略的に示されている。この図では、図７の場合と同様に、ステータ３，３´のその他のステータクロー４０，５０は見易くするために示されていない。図９から判るように、ステータ３，３´のステータクロー４０，５０の磁気的にアクティブな面４２，５２はそれぞれ、ロータ２に対して同様に間隔を置いて位置している。従って、ロータ２は、ステータ３，３´の間で妨げられることなく回転することができる。
【００７６】
図１０には、軸方向に重ねられて配置された２つのステータ・ロータ・ステータアッセンブリを有した本発明による電気機械的な変換器１ｄの別の実施態様が概略的に示されている。ロータ２とステータ３，３´の詳細に関しては、図５〜図９についての上述した説明を参照することができる。
【００７７】
図１１には、本発明による電気機械的な変換器１ｅのさらに別の実施態様が概略的に示されている。電気機械的な変換器１ｅは、図５の電気機械的な変換器１ｃの実施態様をベースとしたトリプルカスケード状アッセンブリを有している。従って、電気機械的な変換器１ｅは、軸方向で互いに積層された３つのステータ・ロータ・ステータアッセンブリを有しており、その詳細は、図５〜図９についての上記説明が参照される。
【００７８】
電気機械的な変換器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅは、モータとして及びジェネレータとして使用することができる。特に、電気機械的な変換器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅは、軸方向で短い構成長さを提供することができるダイレクトドライブとして適している。電気機械的な変換器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅは特別な効率を有しており、電気機械的な変換器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅを電気機械で使用する場合に高い固有トルクが得られる。さらに、本発明による電気機械的な変換器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅは、技術的に容易な製造可能性、及びこれにより減じられる製造コストの点で優れている。
【００７９】
本発明による電気機械的な変換器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅは、先行技術において公知であるように、様々な形式で接続することができる。
【００８０】
図５〜図９に示した電気機械的な変換器１ｃの実施態様では、ステータ３，３´の巻線７は互いに逆方向の電気的極性に接続されている。
【００８１】
本発明の１つの好適な実施態様では、電気機械的な変換器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅは、星形接続回路を使用して３相で作動させることができる。しかしながら基本的には、本発明による電気機械的な変換器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅの作動時には、２相又は４相又は４相以上でも使用することができる。さらに、電気機械的な変換器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅをΔ回路によって作動させることも考えられる。
【００８２】
本発明による電気機械的な変換器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅの多相作動のためには、図示されていない実施態様においてステータ３，３´を電気機械的な変換器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅの周方向Ｕでセグメント化して形成することができる。
【００８３】
さらに、巻線を様々に配置することが可能である。
【００８４】
電気機械的な変換器１ｃ，１ｄ，１ｅの図５〜図１１に示した実施態様の利点は、本発明による電気機械的な変換器１ｃ，１ｄ，１ｅは、公知の同期機械と少なくとも同じ程度の効率を有しているにも関わらず、図示した電気機械的な変換器１ｃ，１ｄ，１ｅは、改善された極ピッチサイズを、即ち、先行技術と比較して減じられた極数を提供することができることにある。
【００８５】
図１２には、本発明による電気機械的な変換器のインナーローター原理により作動する実施態様のロータ配置が概略的に示されている。ロータ２はこの実施態様では、回転軸線Ａを中心として回転可能な軸２５に取り付けられている。この軸は例えば中空軸であって良い。ロータ２の軸２５への結合は少なくとも１つの結合フランジ２６によって行われる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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