DE102020119549A1

DE102020119549A1 - Rotor für eine elektrische Maschine mit verstellbaren Permanentmagneten und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102020119549A1
Application number: DE102020119549.4A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Rienecker; Zakaria El Khawly; Dragoljub Duricic
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2022-01-27

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine mit verstellbaren Permanentmagneten sowie ein Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden elektrischen Maschine. In einer ersten Variante sind mit den Permanentmagneten besetzte Rotorbleche relativ zueinander in Umfangsrichtung um eine zentrale Drehachse des Rotors rotierbar. In einer zweiten Variante sind die Permanentmagnete in einer Querschnittsebene des Rotors drehbar um eine jeweilige Magnetdrehachse gelagert, die parallel zur zentralen Drehachse des Rotors verläuft. In einer dritten Variante sind die Permanentmagnete in Kavitäten eines Aktivmaterials des Rotors angeordnet und darin in radialer Richtung verstellbar gelagert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine mit Permanentmagneten zur permanenten magnetischen Erregung des Rotors. Die Erfindung betrifft weiter ein Kraftfahrzeug, das eine entsprechende elektrische Maschine mit einem derartigen Rotor aufweist.
Grundsätzlich sind elektrische Maschinen zwar seit langer Zeit bekannt, finden aber nach wie vor verbreitete Anwendung. Gerade im Bereich der Fahrzeugtechnik ist derzeit sogar mit einer zunehmenden Verbreitung zu rechnen. Daher besteht weiterhin Bedarf und Interesse an Weiterentwicklungen, Verbesserungen und Anpassungen an veränderte Anforderungen und eine neue Einsatzzwecke.
Beispielsweise ist in der DE 44 21 594 A1 eine Vorrichtung zur Veränderung der magnetischen Luftspaltinduktion in elektromechanischen Energiewandlern, bei denen der magnetische Widerstand des magnetischen Schließungskreises in der Maschine variabel ist, beschrieben. Die Möglichkeit der Veränderung der magnetischen Luftspaltinduktion soll dabei durch ein oder mehrere bewegliche Elemente, die sich an bestimmten Stellen im magnetischen Schließungskreis befinden, ohne Verschiebung des ganzen Rotors bzw. Stators erreicht werden. Die dort beschriebene Erfindung beruht auf der Veränderung des Querschnitts der in Rotor und Stator zur Feldführung eingesetzten Materialien, beispielsweise zur Vergrößerung des Luftspalt zwischen Rotor und Stator.
In einigen Anwendungsfällen kann die Priorität darin bestehen, eine bestimmte Eigenschaft der elektrischen Maschine, wie beispielsweise den Wirkungsgrad zu maximieren. Für derartige Anwendungen kann die jeweilige elektrische Maschine dann also unter diesem Gesichtspunkt statisch ausgelegt werden. Es gibt jedoch andere Anwendungsfälle, bei denen sich im Laufe des Betriebs oder in verschiedenen Situationen verändernde Prioritäten unterschiedlicher Eigenschaften der elektrischen Maschine ergeben können. Hier wäre eine flexible Veränderbarkeit der Eigenschaften oder des Verhaltens der elektrischen Maschine wünschenswert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen besonders flexiblen Betrieb einer elektrischen Maschine zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in der Zeichnung angegeben.
Der erfindungsgemäße Rotor ist für eine elektrische Maschine, also zur Verwendung in oder als Teil einer elektrischen Maschine vorgesehen, also ausgestaltet. Der erfindungsgemäße Rotor umfasst ein Aktivmaterial und zum Durchsetzen dieses Aktivmaterials mit einem Magnetfeld oder einem magnetischen Fluss angeordnete Permanentmagnete. Das Aktivmaterial kann etwa ein Eisenmaterial sein. Beispielsweise kann ein Rotorblech, ein Blechpaket, ein Rotorjoch und/oder dergleichen des Rotors aus dem Aktivmaterial gebildet sein. Ein von den Permanentmagneten erzeugtes Magnetfeld kann dann in dem Aktivmaterial geführt werden, beispielsweise bis zu einem Luftspalt, der sich an eine Oberfläche des Rotors anschließt. Zumindest ein Teil der Permanentmagnete ist relativ zu zumindest einem Teil des Aktivmaterials des Rotors verstellbar, also verschiebbar oder beweglich, gelagert. Bevorzugt können alle Permanentmagnete des Rotors entsprechend verstellbar sein. Ebenso kann der Rotor aber verstellbare und fixierte, das heißt nicht verstellbare Permanentmagnete aufweisen. Die verstellbare Lagerung bzw. die Verstellbarkeit der Permanentmagnete kann auf verschiedene vorteilhafte Weisen erreicht werden.
In einer ersten Variante der vorliegenden Erfindung bildet das Aktivmaterial mehrere Rotorbleche, die jeweils eigene Permanentmagnete aufweisen und relativ zueinander in Umfangsrichtung um eine zentrale Drehachse des Rotors rotierbar sind. Die Rotorbleche können insbesondere scheibenförmig sein, wobei in jeweils ein Rotorblech mehrere Permanentmagnete integriert, die lagefest relativ zu diesem jeweiligen Rotorblech sind. Diese Permanentmagnete können also effektiv einen Teil der jeweiligen scheibenförmigen Anordnung aus Rotorblech und Permanentmagneten bilden. Der Rotor kann mehrere individuelle, mit parallel zueinander stehenden Scheibenflächen angeordnete derartige Anordnungen aufweisen, die alle - einzeln oder in Gruppen - in Umfangsrichtung um die gemeinsame zentrale Drehachse des Rotors drehbar sind. Die Rotorbleche sind dabei anders als oftmals in herkömmlichen Rotoren üblich nicht starr oder relativ zueinander lagefest miteinander verbunden. Vielmehr ist zumindest eines der Rotorbleche oder ein Teil der Rotorbleche relativ zu wenigstens einem weiteren Rotorblech oder den jeweils übrigen Rotorblechen individuell um die zentrale Drehachse drehbar. Bei einem derartigen Drehen eines Rotorbleches werden auch die darin oder daran integrierten bzw. angeordneten Permanentmagnete entsprechend um die zentrale Drehachse mitbewegt. Dadurch verändert sich beim Drehen eines Rotorblechs relativ zu dem wenigstens einen weiteren Rotorblech eine relative Lage oder Position dieser Permanentmagnete bezüglich des oder der anderen Rotorbleche und somit deren Aktivmaterials. Durch das Drehen des Rotorbleches kann also einen Versatz oder eine Winkelstellung zwischen den Rotorblechen bzw. entsprechenden Blechpaketen des Rotors eingestellt oder variiert werden. Da der Rotor innerhalb der elektrischen Maschine ohnehin um die zentrale Drehachse drehbar angeordnet werden muss und sich bei dem hier beschriebenen Drehen der Rotorbleche um die zentrale Drehachse die Rotorbleche weder in axialer Richtung noch in radialer Richtung bewegen, kann die Verstellung, also die Änderung des Versatzes oder der Winkelstellungen der Rotorbleche und damit auch von deren Permanentmagneten, zumindest im Wesentlichen ohne zusätzlichen Bauraumbedarf realisiert werden.
In einer zweiten Variante der vorliegenden Erfindung sind die Permanentmagnete in einer Querschnittsebene des Rotors drehbar um eine jeweilige Magnetdrehachse gelagert, die zumindest im Wesentlichen parallel zur zentralen Drehachse des Rotors, also in dessen axialer Richtung, verläuft. Die Querschnittsebene steht dabei senkrecht auf der axialen Richtung, also einer Längs- oder Haupterstreckungsrichtung der zentralen Drehachse bzw. einer für einen Betrieb der elektrischen Maschine durch den Rotor geführten zentralen Welle. Die Querschnittsebene kann also insbesondere parallel zu den Haupterstreckungsebenen gegebenenfalls vorgesehener Rotorbleche angeordnet oder orientiert sein. Dass die Magnetdrehachsen „zumindest im Wesentlichen“ parallel zu der zentralen Drehachse verlaufen, also orientiert sind, kann beispielsweise eine parallele Orientierung bis auf Toleranzabweichungen oder beispielsweise bis auf Abweichungen von 10° bedeuten. Die individuellen Magnetdrehachsen der Permanentmagnete können damit auch entsprechend zumindest im Wesentlichen parallel zueinander orientiert sein.
Die Magnetdrehachsen sind in radialer Richtung von der zentralen Drehachse und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet. Es kann dabei für jeden einzelnen der verstellbaren Permanentmagnete eine eigene Magnetdrehachse gegeben oder definiert sein, um die dieser Permanentmagnet bewegbar oder drehbar ist. Ebenso können mehrere Permanentmagnete miteinander kombiniert, also in einer Gruppe zusammengefasst sein. Es kann dann für eine solche Gruppe von Permanentmagneten eine einzige oder gemeinsame Magnetdrehachse gegeben oder definiert sein, um die diese Gruppe von Permanentmagneten bewegbar oder drehbar ist. Die Permanentmagnete innerhalb einer solchen Gruppe können dabei je nach Ausgestaltung relativ zueinander orts- oder lagefest oder relativ zueinander beweglich angeordnet oder gelagert sein. Im ersteren Fall kann gegebenenfalls ein zum Verstellen der Permanentmagnete notwendiger Konstruktions- oder Bauteilaufwand reduziert werden, während im letzteren Fall eine noch weiter verbesserte Flexibilität für die Verstellung oder Anordnung der Permanentmagnete erreicht werden kann.
In der hier vorgeschlagenen Variante können durch das Drehen der Permanentmagnete um ihre jeweilige Magnetdrehachse Winkel oder Winkelstellungen der Permanentmagnete bezüglich einer jeweiligen in der Querschnittsebene durch den jeweiligen Permanentmagneten verlaufenden Radiallinie geändert werden. Eine solche Radiallinie ist im vorliegenden Sinne eine gedachte Linie, die sich von einem Mittelpunkt des Rotors in radialer Richtung nach außen erstreckt. Die Permanentmagnete können somit also beispielsweise in eine tangentiale Ausrichtung gebracht werden oder so verstellt werden, dass sie einen oder mehrere von 0° und 180° verschiedene Winkel mit einer jeweiligen Tangentialrichtung bzw. der jeweiligen Radiallinie einschließen.
In einer dritten Variante der vorliegenden Erfindung sind die Permanentmagnete in Kavitäten des Aktivmaterials angeordnet, die zumindest in radialer Richtung größer als der jeweils darin angeordnete Permanentmagnet sind. Die Permanentmagnete sind dabei innerhalb der Kavitäten in radialer Richtung verstellbar gelagert. Mit anderen Worten können die Permanentmagnete hier also in der Querschnittsebene betrachtet in radialer Richtung in weiter außen oder weiter innen liegende Stellungen oder Positionen verlagert werden. Die Kavitäten können dabei in der Querschnittsebene ringsum durch das Aktivmaterial begrenzt sein. Ebenso können die Kavitäten aber in radialer Richtung zu zumindest zu einer Seite, also beispielsweise zu dem an den Rotor anschließenden Luftspalt hin oder zu einer Außenseite oder einer Innenseite des Rotors hin, offen sein. Dies kann beispielsweise davon abhängig sein, ob der Rotor als Innenläufer oder als Außenläufer ausgebildet ist, wie oder in welcher Form der magnetische Fluss gelenkt werden soll, welches Fertigungsverfahren zum Herstellen des Rotors angewendet wird, und/oder dergleichen mehr.
Für alle Varianten der vorliegenden Erfindung können bevorzugt vergrabene Permanentmagnete eingesetzt werden. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass durch Verstellung vergrabener, also wie beschrieben in der Querschnittsebene vollständig von dem Aktivmaterial umgebener, Permanentmagnete eine besonders effektive Veränderung, Beeinflussung oder Einstellung von Eigenschaften des Rotors bzw. der entsprechenden elektrischen Maschine erreicht werden kann. Ebenso kann die vorliegende Erfindung grundsätzlich jedoch für Oberflächenmagnete angewendet werden, also für Permanentmagnete, die unmittelbar an den Luftspalt angrenzen bzw. eine Oberfläche oder Außenseite des Rotors bilden.
Durch das vorliegend erfindungsgemäß vorgesehene Verstellen der Permanentmagnete können unterschiedliche Kennlinien des Rotors bzw. der entsprechenden elektrischen Maschine eingestellt bzw. eine entsprechende Kennlinie angepasst oder verändert werden. Ebenso können je nach Stellung der Permanentmagnete beispielsweise im Betrieb der entsprechenden elektrischen Maschine Oberwellen reduziert, also gedämpft werden oder beispielsweise Reibungsverluste minimiert werden, etwa für einen Leerlaufbetrieb. Es können also Betriebseigenschaften oder ein Betriebsverhalten der elektrischen Maschine dynamisch verändert werden. Durch das Verstellen der Permanentmagnete kann damit beispielsweise auf verschiedene Anforderungen oder Anforderungsprofile, beispielsweise in Bezug auf einen Wirkungsgrad, eine Leistung und/oder ein zu übertragendes oder zu wandelndes Drehmoment reagiert werden. Es kann also durch entsprechende Verstellung der Permanentmagnete beispielsweise eine entsprechende Eigenschaft der elektrischen Maschine bedarfsweise maximiert oder minimiert oder ein Kompromiss zwischen verschiedenen Eigenschaften eingestellt werden. Dies funktioniert, da die Anordnung oder Position, also die Stellung der Permanentmagnete einen Einfluss auf entsprechende Größen oder Eigenschaften des Rotors bzw. der elektrischen Maschine hat, wie beispielsweise auf den Wirkungsgrad, die Leistung, das Drehmoment, einen Verlauf magnetischer Kreise, eine Stärke einer magnetischen Durchflutung an verschiedenen Stellen, insbesondere im an den Rotor anschließenden Luftspalt, einen Reluktanzanteil oder Reluktanzeffekt des Rotors und/oder dergleichen mehr.
Die Verstellung der Permanentmagnete kann schritt- oder stufenweise, beispielsweise in mehrere vorgegebene Stellungen, aber ebenso kontinuierlich erfolgen. Dies kann im Einzelfall beispielsweise davon abhängen, welche Art von Verstellmechanismus verwendet wird. So kann beispielsweise ein Restmechanismus mit mehreren vorgegebenen Raststellungen oder ein kontinuierlich arbeitender Stellmotor oder dergleichen zum Verstellen der Permanentmagnete verwendet werden.
Das Verstellen der Permanentmagnete des als Teil einer jeweiligen elektrischen Maschine angeordneten oder verbauten erfindungsgemäßen Rotors kann im Stillstand oder einem Ruhezustand der elektrischen Maschine erfolgen. Dadurch kann gegebenenfalls eine besonders sichere und zuverlässige Verstellung oder Positionierung der Permanentmagnete erreicht werden, da beispielsweise keine Fliehkräfte oder dergleichen wirken. Somit wird dabei ein entsprechender Verstellmechanismus besonders wenig belastet oder beansprucht und kann dementsprechend besonders leicht ausgebildet oder ausgelegt werden. Ebenso kann das Verstellen der Permanentmagnete im laufenden Betrieb der elektrischen Maschine erfolgen. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders flexible, dynamische Einstellung oder Anpassung der Eigenschaften oder des Verhaltens der elektrischen Maschine erreicht werden. So kann also stets auf sich während des Betriebs dynamisch verändernde Anforderungen reagiert und damit die Vorteile der Verstellbarkeit der Permanentmagnete, also die Flexibilität des erfindungsgemäßen Rotors besonders effektiv ausgenutzt werden.
Der erfindungsgemäße Rotor kann rein permanenterregt sein, sodass also die magnetische Erregung des Rotors ausschließlich durch die Permanentmagnete erzeugt sein kann. Ebenso kann der Rotor zusätzlich zu den Permanentmagneten eine oder mehrere bestrombare Rotorspulen oder Rotorwicklungen aufweisen, also beispielsweise als Hybridrotor bzw. als Teil einer Hybridmaschine ausgebildet bzw. verwendet werden.
Die hier beschriebenen Varianten der vorliegenden Erfindung stellen unterschiedliche Lösungsansätze für die gestellte Aufgabe dar, mit denen letztlich die gleiche Wirkung, nämlich eine flexible Anpassung oder Anpassbarkeit von Betriebseigenschaften des erfindungsgemäßen Rotors bzw. einer mit dem erfindungsgemäßen Rotor ausgestatteten elektrischen Maschine, erzielbar ist. Damit sind die beanspruchten Varianten der vorliegenden Erfindung also untereinander zum Verwirklichen dieser gemeinsamen Idee verbunden.
Die Verstellbarkeit der Permanentmagnete kann durch unterschiedliche Arten von Verstellmechanismen erreicht oder realisiert werden. Beispielsweise können Gewinde, Stellschrauben, elektrische Stell- oder Schrittmotoren, Feder- oder Hebelmechanismen, Stift- oder Gewindestangenführungen, pneumatische oder hydraulische Verstelleinrichtungen und/oder dergleichen mehr eingesetzt werden. Dies kann beispielsweise abhängig von einem jeweiligen Anwendungsszenario, Anforderungen oder im Betrieb zu erwartenden Belastungen, einem für einen Fertigungsaufwand oder Fertigungskosten vorgegebenen Budget und/oder dergleichen mehr abhängig sein. Weiter unten werden unter anderem einige bevorzugte Verstellmechanismen näher erläutert.
In vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest in der ersten Variante der Rotor eine Kulissenmechanik, die mit wenigstens einem der Rotorbleche verbunden ist. Diese Kulissenmechanik setzt dabei eine axiale Bewegung einer von dem Rotor umgebenen zentralen Welle oder Wellenaufnahme in eine Drehbewegung des wenigstens einen Rotorbleches um die zentrale Welle oder Wellenaufnahme, also die zentrale Drehachse des Rotors um. Die Kulissenmechanik kann also auch mit der zentralen Welle oder Wellenaufnahme verbunden sein, zumindest in der vollständig zusammengesetzten elektrischen Maschine. Die Welle oder Wellenaufnahme kann dabei Teil des erfindungsgemäßen Rotors oder ein separates Bauteil sein, das dann beispielsweise bei der Fertigung der elektrischen Maschine oder einer größeren Vorrichtung oder Anlage in den Rotor eingebracht und mit diesem und der Kulissenmechanik verbunden oder in Eingriff gebracht werden kann. Die Kulissenmechanik kann mit mehreren oder allen der Rotorbleche verbunden oder gekoppelt sein. Zum Realisieren der Relativbewegung zwischen den Rotorblechen kann die Kulissenmechanik dann beispielsweise unterschiedliche Übersetzungen oder Verstellungsfänge für verschiedene der Rotorbleche aufweisen oder vorsehen, um eine relative Bewegung oder Lageänderung zwischen mehreren Rotorblechen bei einer axialen Bewegung der Welle oder Wellenaufnahme zu erreichen. Ebenso kann der Rotor mehrere entsprechende Kulissenmechaniken aufweisen, die jeweils mit genau einem der Rotorbleche oder mit mehreren Rotorblechen verbunden oder gekoppelt sein können. Dadurch, dass die Verstellung oder Bewegung des wenigstens einen Rotorbleches durch eine Bewegung der zentralen Welle oder Wellenaufnahme bewirkt wird, kann ein dafür verwendeter Antrieb von den Rotorblechen entfernt oder beabstandet angeordnet werden, wodurch sich eine vorteilhafte konstruktive Flexibilität oder Freiheit für die Ausgestaltung des Rotors und der elektrischen Maschine ergibt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind zumindest in der ersten Variante die Rotorbleche auf eine, insbesondere eine jeweilige, Hülse aufgeschrumpft, welche die zentrale Welle oder Wellenaufnahme bildet oder umgibt. Dabei kann für jedes Rotorblech oder jeweils für eine Gruppe gemeinsam verstellbare Rotorbleche eine eigene Hülse oder ein eigener Hülsenteil vorgesehen sein. Eine solche Hülse kann vorteilhaft eine Stabilität oder Robustheit des Rotors erhöhen und/oder beispielsweise als Angriffs- oder Lagerpunkt für die Verstellung der Rotorbleche dienen. Beispielsweise kann die genannte Kulissenmechanik an der Hülle angreifen oder ansetzen. Damit kann gegebenenfalls eine besonders einfach eine korrekte, also bestimmungsgemäße und besonders stabile Anordnung der Kulissenmechanik als Teil des Rotors unabhängig davon ermöglicht werden, ob die Welle bereits in den Rotor eingebracht ist oder nicht.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind zumindest in der zweiten Variante die Permanentmagnete über ein jeweiliges Feingewinde geführt. Die Feingewinde können dabei also die jeweilige Magnetdrehachse umgeben. Das Verstellen der Permanentmagnete erfolgt dann durch Rotation in dem Feingewinde. Ähnlich wie bei herkömmlichen Stellschrauben wird damit vorteilhaft eine besonders präzise Einstellung der jeweiligen Drehstellung, also der Rotation der Permanentmagnete bei gleichzeitig vorteilhaft besonders geringem Vorschub in axialer Richtung bei Drehung der Permanentmagnete um ihre jeweilige Magnetdrehachse ermöglicht. Durch den bei dem Feingewinde - beispielsweise im Vergleich zu einem herkömmlichen Regelgewinde - besonders geringen axialen Vorschub pro Umdrehung kann ein besonders geringer axialer Bauraumbedarf für die Verstellbarkeit der Permanentmagnete erreicht werden. Ein jeweiliger Teil der Feingewinde kann beispielsweise in das Aktivmaterial eingeschnitten sein. Ein jeweiliges Gegenstück zu diesen Teilen, also der jeweilige andere Teil der Feingewinde, kann in die Permanentmagnete selbst oder jeweilige Magnethalter oder Magnetführungen oder dergleichen eingeschnitten bzw. daran geformt oder ausgebildet sein. Durch die Feingewinde kann zudem eine besonders gute Robustheit oder Zuverlässigkeit des Rotors bzw. der Verstellung erreicht werden, da die Permanentmagnete beispielsweise nicht ohne Weiteres in axialer Richtung aus dem Aktivmaterial herausrutschen können, sondern das jeweilige Feingewinde eine Abstützung bietet.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind zumindest in der zweiten Variante die Permanentmagnete durch oder über ein jeweiliges Verbindungselement mit einer zentralen Welle oder Wellenaufnahme des Rotors bzw. der elektrischen Maschine verbunden. Die Verbindungselemente greifen dabei exzentrisch direkt oder indirekt an den Permanentmagneten an, sodass die Permanentmagnete durch eine Rotation der Welle oder Wellenaufnahme verstellbar, hier also rotierbar sind. Ein indirektes Angreifen bedeutet in diesem Sinne, dass die Verbindungselemente unmittelbar mit den Permanentmagneten selbst verbunden sind. Ein indirektes Angreifen bedeutet in diesem Sinne hingegen, dass die Verbindungselemente mit einem weiteren Bauteil verbunden sind, an dem die Permanentmagnete gehalten oder festgelegt sind. Die Verbindungselemente können beispielsweise eine zumindest im Wesentlichen stabförmige Gestalt oder Form aufweisen. Eine Längs- oder Hauptausdehnung der Verbindungselemente kann dabei in der genannten Querschnittsebene gegeben sein. Es können alle Permanentmagnete bzw. alle Verbindungselemente mit derselben Welle oder Wellenaufnahme verbunden sein. Dadurch kann auf besonders einfache und zuverlässige Weise eine gleichzeitige und einheitliche Verstellung aller Permanentmagnete erreicht werden. Dadurch können vorteilhaft eine Asymmetrie oder eine Unwucht des Rotors beim Verstellen der Permanentmagnete vermieden oder minimiert werden. Dazu kann eine radiale Länge der Verbindungselemente abhängig von einer jeweiligen radialen Position der Permanentmagnete gewählt sein. Insbesondere kann die Länge der Verbindungselemente für jeweils alle auf demselben Umkreis, also in derselben radialen Entfernung zu einem Mittelpunkt des Rotors angeordneten Permanentmagnete gleich sein.
Besonders bevorzugt können einander in Umfangsrichtung benachbarte Verbindungselemente auf bezüglich der Umfangsrichtung des Rotors unterschiedlichen bzw. entgegengesetzten oder einander zugewandten Seiten jeweiliger Radiallinien, die von dem Mittelpunkt des Rotors durch die Mittelpunkte der benachbarten Permanentmagnete verlaufen, angeordnet sein. Dadurch können einander benachbarte Permanentmagneten bei einem Verstellvorgang, bei dem zumindest diese beiden oder alle Permanentmagnete verstellt werden, in entgegengesetzte Drehrichtungen rotiert werden. So können beispielsweise innerhalb eines Pols des Rotors zwei Permanentmagnete angeordnet sein, die dann entgegengesetzt oder gegenläufig, beispielsweise spiegelsymmetrisch zu einer mittig zwischen den beiden Permanentmagneten des jeweiligen Pols hindurchlaufenden Radiallinie, verstellt werden. Beispielsweise können innerhalb des Pols zwei Permanentmagnete in einer V-Formation angeordnet sein. Bei dem Verstellvorgang kann dann ein Öffnungswinkel dieser V-Formation verändert werden, wobei grundsätzlich die V-Formation der beiden Permanentmagnete beibehalten werden kann. Dadurch kann sich in der Praxis eine besonders effektive und vorteilhafte Einstellung oder Anpassung des magnetischen Flusses ergeben.
In vorteilhafter Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst der Rotor bzw. die elektrische Maschine eine zur Momentübertragung mit dem Aktivmaterial des Rotors gekoppelte Hohlwelle. Die Verbindungselemente durchgreifen dabei diese Hohlwelle in radialer Richtung zum Angreifen an die in der Hohlwelle angeordnete zentrale Welle oder Wellenaufnahme. Diese zentrale Welle oder Wellenaufnahme ist zum Verstellen der Permanentmagnete dann relativ zu der Hohlwelle rotierbar. Die zentrale Welle kann also innerhalb der Hohlwelle um die zentrale Drehachse rotiert oder gedreht werden, wobei die Hohlwelle in Ruhe verbleiben kann. Die Verbindungselemente können die Hohlwelle beispielsweise durch Schlitze oder Öffnungen in einer Wand der Hohlwelle durchgreifen. Diese Schlitze oder Öffnungen können dabei bevorzugt in Umfangsrichtung größer als die Verbindungselemente sein, um deren Bewegung zu ermöglichen. Bevorzugt können die zentrale Welle oder Wellenaufnahme und die Hohlwelle relativ zueinander arretierbar oder fixierbar sein, um einen effektiven Betrieb der elektrischen Maschine mit möglichst geringer Belastung der Verbindungselemente zu ermöglichen, während die Permanentmagnete nicht verstellt werden. Dadurch, dass die Verbindungselemente nicht direkt an der Hohlwelle angreifen, kann auf besonders einfache Weise eine besonders effektive mechanische Kopplung der Hohlwelle mit dem Rotor und damit eine besonders effektive und zuverlässige Drehmomentübertragung zwischen Hohlwelle und Rotor erreicht werden. Die Hohlwelle kann also relativ zu dem Aktivmaterial des Rotors lagefest mit dem Rotor gekoppelt oder verbunden sein.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind zumindest in der zweiten Variante die Permanentmagnete an runden Einsätzen, die in entsprechenden runden Ausnehmungen in dem Aktivmaterial des Rotors angeordnet sind, lagefest relativ zu dem jeweiligen Einsatz gehalten oder angeordnet. Die Einsätze sind dabei zum Drehen, also zum Verstellen der Permanentmagnete um die jeweilige Magnetdrehachse rotierbar. Dass die Einsätze rund sind, kann hier insbesondere bedeuten, dass die Einsätze zumindest in der Querschnittsebene einen runden Querschnitt oder eine runde Form aufweisen. Die Einsätze müssen also insgesamt betrachtet nicht kugelförmig sein. Vielmehr können die Einsätze beispielsweise zylinderförmig ausgebildet sein, wobei sich ihre Zylinderachsen parallel zu der zentralen Drehachse des Rotors erstrecken können. Die Magnetdrehachsen können dabei insbesondere durch einen jeweiligen Mittelpunkt der Einsätze in der Querschnittsebene verlaufen. Damit müssen die Magnetdrehachsen also nicht durch einen jeweiligen Mittelpunkt der Permanentmagnete selbst verlaufen.
Die Einsätze können hier als Teil eines jeweiligen Lagers oder einer jeweiligen Lagerung der Permanentmagnete aufgefasst werden, wodurch die Verstellbarkeit bzw. die verstellbare Lagerung der Permanentmagnete realisiert ist. Insgesamt kann sich auf diese Weise vorteilhaft eine besonders große Flexibilität bezüglich der Ausgestaltung und der Anordnung der Permanentmagnete selbst ergeben. Beispielsweise müssen keine runden oder symmetrischen Permanentmagnete verwendet werden. Vielmehr kann die Drehbarkeit der Permanentmagnete so auf besonders einfache Weise auch für Permanentmagnete mit beispielsweise rechteckigem, sternförmigem oder unregelmäßigem Querschnitt in der Querschnittsebene erreicht werden. Zudem müssen die Permanentmagnete selbst auf diese Weise nicht wie beschrieben mit einem Gewinde oder dergleichen versehen werden, was der Stabilität, Robustheit oder Korrosionsbeständigkeit und einer Einfachheit der Fertigung der Permanentmagnete zugutekommen kann. Beispielsweise kann das genannte Feingewinde stattdessen an einer Außenseite der Einsätze angeordnet, also eingeschnitten oder ausgeformt sein.
Da die Einsätze selbst nicht magnetisch sein müssen, ist hier zudem eine Flexibilität hinsichtlich einer Materialwahl der Einsätze gegeben. Durch entsprechende Materialwahl der Einsätze kann somit beispielsweise eine Robustheit oder Leichtgängigkeit des Gewindes verbessert oder optimiert werden. Vorteilhaft können die genannten Verbindungselemente an den Einsätzen statt an den Permanentmagneten selbst angreifen. Dadurch kann auf besonders einfache Weise eine robuste und zuverlässige Verbindung der Verbindungselemente mit den Einsätzen ohne Gefahr einer Beschädigung der Permanentmagnete erreicht werden. Ein weiterer Vorteil der hier vorgeschlagenen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist, dass Lufteinschlüsse oder Kavitäten in dem Aktivmaterial des Rotors um die Permanentmagnete herum besonders einfach vermieden, insbesondere durch die Einsätze zumindest nahezu vollständig ausgefüllt sein können. Dadurch können entsprechende magnetische Widerstände in dem Rotor vermieden oder reduziert werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die Einsätze als Wuchtscheiben ausgebildet, die eine symmetrische Massenverteilung oder Massendichte des Rotors sicherstellen. Mit anderen Worten kann der Rotor also durch entsprechende Ausgestaltung der Einsätze ausgewuchtet werden, wodurch also eine Unwucht vermieden oder reduziert und eine verbesserte Laufruhe des Rotors erreicht werden kann. Dazu können die Wuchtscheiben beispielsweise unterschiedlich geformt oder mit entsprechenden Gewichten oder Ausgleichs- oder Auswuchtelementen versehen oder besetzt werden. Auch hier ergibt sich der Vorteil, dass derartige Gewichte oder Auswuchtelemente auf besonders einfache Weise und ohne Gefahr einer Beschädigung der Permanentmagnete an den Einsätzen befestigt werden können. Bei entsprechender Materialwahl der Einsätze können dabei ohne weitere Einschränkungen auch metallische Materialien für die Gewichte oder Auswuchtelemente verwendet werden, ohne die Magnetkreise bzw. die magnetische Durchflutung des Rotors signifikant zu beeinflussen, da ein räumlicher Abstand zu dem Aktivmaterial des Rotors gegeben bzw. eingehalten werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Rotor wenigstens einen, insbesondere elektrischen, Stellantrieb oder Stellmotor zum Verstellen der Permanentmagnete und eine damit verbundene Regeleinrichtung auf. Die Regeleinrichtung ist dabei dazu eingerichtet, automatisch eine Stellung der Permanentmagnete gemäß einer vorgegebenen Vorschrift in Abhängigkeit von einem jeweils aktuellen Betriebszustand der elektrischen Maschine oder etwa eines damit ausgestatteten oder durch diese angetriebenen Kraftfahrzeugs zu regeln. Durch die Regeleinrichtung können die Permanentmagnete also automatisch abhängig von dem jeweiligen aktuellen Betriebszustand verstellt werden. Der Betriebszustand kann beispielsweise durch eine Drehzahl, eine Last, einen Leerlauf, einen Ladezustand einer zur Energieversorgung der elektrischen Maschine an diese angeschlossenen Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie eines entsprechend ausgestatteten Kraftfahrzeugs, und/oder dergleichen mehr charakterisiert, beschrieben oder bestimmt sein. Ebenso können verschiedene Betriebszustände beispielsweise einen Leerlaufbetrieb, ein Antriebsbetrieb, ein Bremsbetrieb, ein Rekuperationsbetrieb und/oder dergleichen mehr sein. Beispielsweise können für einen Leerlaufbetrieb die Längs- oder Haupterstreckungsrichtungen der Permanentmagnete zumindest nahezu radial ausgerichtet werden, um Reibungsverluste zu reduzieren.
Durch eine derartige automatische Regelung kann vorteilhaft besonders schnell, flexibel und dynamisch auf Situationsveränderungen reagiert werden. Dadurch können ein oder mehrere vorgegebene Parameter, Größen und/oder Eigenschaften besonders effektiv optimiert oder entsprechende Schwellenwerte oder vorgegebene Werteintervalle besonders zuverlässig eingehalten werden. Aufgrund dieser Flexibilität kann vorteilhaft gegebenenfalls eine kleinere elektrische Maschine verwendet werden, als andernfalls, also ohne die dynamische Verstellbarkeit der Permanentmagnete, eingesetzt werden müsste, um bestimmte Betriebseigenschaften zu erreichen.
Die vorgegebene Vorschrift für die Regelung kann beispielsweise in Form einer Funktionsvorschrift, eines Kennfeldes, einer Kennlinie, einer Zuordnungstabelle und/oder dergleichen vorgegeben sein, die beispielsweise in einem computerlesbaren Datenspeicher der Regeleinrichtung hinterlegt sein. Die Regeleinrichtung kann beispielsweise einen oder mehrere Sensoren und/oder eine oder mehrere entsprechende Datenschnittstellen zum Erfassen bzw. zum Empfangen von Daten, Signalen oder Messwerten, die den aktuellen Betriebszustand charakterisieren oder beschreiben, aufweisen. Zu deren Verarbeitung kann die Regeleinrichtung zudem eine Prozessoreinrichtung, beispielsweise einen Mikroprozessor, einen Mikrochip oder Mikrocontroller, eine Hardwareschaltung oder dergleichen aufweisen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, das wenigstens eine elektrische Maschine aufweist, die einen erfindungsgemäßen Rotor umfasst. Dies kann insbesondere eine Traktionsmaschine des Kraftfahrzeugs sein. Besonders bevorzugt kann das Kraftfahrzeug ein Hybridfahrzeug sein, das zusätzlich zu der elektrischen Maschine eine Verbrennungskraftmaschine auf aufweist. In diesem Fall kann die Verstellbarkeit der Permanentmagnete des Rotors der elektrischen Maschine besonders vorteilhaft und effektiv ausgenutzt werden, um die Eigenschaften, das Verhalten oder die Betriebscharakteristik der elektrischen Maschine dynamisch anzupassen, da beispielsweise der Wirkungsgrad und somit die erzielbare Reichweite des Kraftfahrzeugs mit einer Batterieladung von geringerer Bedeutung sein kann, als dies etwa bei einem rein batterieelektrischen Kraftfahrzeug der Fall ist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann insbesondere das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Rotor genannte Kraftfahrzeug sein und dementsprechend einige oder alle der in diesem Zusammenhang genannten Eigenschaften und/oder Merkmale aufweisen. Dies kann beispielsweise die genannte zentrale Welle betreffen, bei der es sich beispielsweise um eine Antriebswelle des Kraftfahrzeugs handeln kann.
Eine elektrische Maschine, die einen erfindungsgemäßen Rotor aufweist, kann ihrerseits ein eigenständiger weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sein.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Querschnittansicht eines Rotors mit mehreren verstellbaren Permanentmagneten in einer ersten Variante;
2 eine schematische Querschnittansicht eines Rotors mit mehreren verstellbaren Permanentmagneten in einer zweiten Variante; und
3 eine schematische Querschnittansicht eines Rotors mit mehreren verstellbaren Permanentmagneten in einer dritten Variante.

In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Für permanenterregte elektrische Maschinen kann ein Rotorblechschnitt angepasst an jeweilige Anforderungen ausgelegt und damit beispielsweise eine Magnetanordnung und ein Reluktanzanteil bei vergrabenen Magneten festgelegt werden. Die Magnetanordnung kann bei permanenterregten Synchronmotoren unter anderem Einfluss auf einen Wirkungsgrad des jeweiligen Motors haben. Um flexibel und dynamisch auf verschiedene Anforderungsprofile, beispielsweise in Bezug auf Wirkungsgrad und Leistung reagieren zu können, wird vorliegend vorgeschlagen, Rotormagnete einer permanenterregten Synchronmaschine verstellbar anzuordnen. Damit kann eine neue Auslegungsvariabilität erreicht werden.
1 zeigt dazu eine ausschnittweise schematische Querschnittansicht eines Rotors 10 einer permanent erregten Synchronmaschine, wie sie beispielsweise als Traktions- oder Hilfsantrieb eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann, in einer ersten Variante. Der Rotor 10 ist hier zu großen Teilen aus einem Aktivmaterial 12 gebildet. Dieses Aktivmaterial 12 bildet hier mehrere in axialer Richtung gestapelte Rotorbleche 14 aus, von denen in der vorliegenden Querschnittansicht eines erkennbar ist. Die Rotorbleche 14 sind auf eine jeweilige Kulissenhülse 16 aufgeschrumpft, die eine zentrale Welle 18, beispielsweise eine Abtriebswelle einer den Rotor 10 umfassenden elektrischen Maschine, umgibt. In das Aktivmaterial 12 bzw. in die Rotorbleche 14 sind mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Permanentmagnete 20 integriert, von denen der Übersichtlichkeit halber hier nur einige explizit gekennzeichnet sind.
In herkömmlichen permanenterregten elektrischen Maschinen können die Rotorbleche 14 bzw. Blechpakete in Umfangsrichtung um festgelegte Winkelgrade versetzt auf die Welle 18 montiert sein.
Um einen flexibleren Betrieb der elektrischen Maschine zu ermöglichen, soll dieser Versatz oder diese Schrägstellung der Rotorblechpakete bzw. der Rotorbleche 14 vorliegend veränderbar sein. Dies kann beispielsweise über eine mechanische Konstruktion oder einen entsprechenden Verstellmechanismus erfolgen. Die Verstellung erfolgt hier beispielsweise über eine Kulissenmechanik. Diese ist mit der Welle 18 gekoppelt. Wird die Welle 18 dann axial verschoben, so werden die Rotorbleche 14 über die jeweilige Kulissenmechanik, welche die Welle 18 mit der jeweiligen Kulissenhülse 16 koppelt, in Umfangsrichtung relativ zueinander verdreht.
2 zeigt eine ausschnittweise schematische Querschnittansicht des Rotors 10 in einer zweiten Variante. Dabei ist die zentrale Welle 18 in einer Hohlwelle 22 angeordnet oder aufgenommen, die ihrerseits von dem Aktivmaterial 12 umgeben ist. In dem Aktivmaterial 12 sind dabei mehrere Ausnehmungen 24 mit rundem Querschnitt angeordnet. Diese Ausnehmungen 24 weisen innenseitig ein jeweiliges Feingewinde 26 auf, in das ein jeweiliger Einsatz 28 eingreift. In jeder der Ausnehmungen 24 ist also ein jeweiliger Einsatz 28 angeordnet, der geführt durch das jeweilige Feingewinde 26 um eine jeweilige hier senkrecht zur dargestellten Querschnitts- oder Zeichenebene stehende Magnetdrehachse drehbar ist. Die Permanentmagnete 20 sind hier an den Einsätzen 28 festgelegt, beispielsweise auf diese aufgeklebt oder mit diesen verstemmt. Bei einer Rotation eines der Einsätze 28 bewegt sich also auch der jeweilige daran angeordnete Permanentmagnet 20 mit.
Die Einsätze 28 sind über exzentrisch mit diesen verbundene Verbindungselemente 30 mechanisch an die zentrale Welle 18 gekoppelt. Bei einer - hier durch einen entsprechenden zentralen Pfeil schematisch angedeuteten - Drehung der Welle 18 dreht sich diese relativ zu der Hohlwelle 22 und dem Aktivmaterial 12. Diese Bewegung wird über die, beispielsweise stabförmigen, Verbindungselemente 30 auf die Einsätze 28 übertragen, die sich also ebenfalls drehen. Entsprechende Drehbewegungen der Einsätze 28 sind hier durch jeweilige individuelle Pfeile ebenfalls schematisch angedeutet.
Jeweils zwei benachbarte Einsätze 28 und deren Permanentmagnete 20 sind einem Pol des Rotors 10 zugeordnet. In der hier dargestellten Stellung greifen die Verbindungselemente 30 an einander zugewandten Seiten oder in einander zugewandten Hälften der jeweiligen Einsätze 28 an. Dadurch wird bei einer Drehung der Welle 18 eine gegenläufige Rotation der beiden Einsätze 28 und damit der beiden zugehörigen Permanentmagnete 20 bewirkt. Damit kann innerhalb des jeweiligen Pols ein Winkel des jeweiligen Partners von Permanentmagneten 20 verändert bzw. eingestellt werden.
Die Einsätze 28 können hier beispielsweise als Mitnehmerscheibe ausgebildet sein. Ebenso kann auch hier eine Kulisse oder Kulissenmechanik vorgesehen sein, die beispielsweise stirnseitig angebracht sein kann, um die rotatorische Verstellung der Einsätze 28 bzw. der Permanentmagnete 20 zu bewirken. Die Einsätze 28 bzw. die Mitnehmerscheiben können auch als Wuchtscheiben dienen. Über die Verbindungselemente 30 bzw. die Kulissen können hier alle Permanentmagnete 20 gleichförmig verstellt werden, sodass keine Unwucht entsteht. Für einen Betrieb mit fixierter Stellung der Permanentmagnete 20 können die Einsätze 28 bzw. die Feingewinde 26 über ihr Flankenspiel in axialer Richtung verklemmt werden.
3 zeigt eine ausschnittweise schematische Querschnittansicht des Rotors 10 in einer dritten Variante. Hier sind in dem Aktivmaterial 12 - beispielhaft rechteckige - Kavitäten 32 ausgespart, in denen jeweils einer der Permanentmagnete 20 angeordnet ist. Wie hier durch jeweilige Doppelpfeile angedeutet ist, können die Permanentmagnete 20 dabei in jeweiliger radialer Richtung innerhalb der Kavitäten 32 verstellt oder verschoben werden. Bereiche der Kavitäten 32, die sich von dem jeweiligen Permanentmagneten 20 aus betrachtet auf einer einem sich an den Rotor 10 anschließenden Luftspalt zugewandten Seite befinden, können maßgeblich einen magnetischen Widerstand beeinflussen und werden daher vorliegend als Widerstandsbereiche 34 bezeichnet. Diese Widerstandsbereiche 34 können durch entsprechendes Verstellen der Permanentmagnete 20 innerhalb der Kavitäten 32 in radialer Richtung vergrößert oder verkleinert werden. Dadurch kann also der magnetische Widerstand entsprechend eingestellt werden.
Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele wie eine variable Magnetanordnung bei permanenterregten Rotoren realisiert werden kann, um einen besonders flexiblen Betrieb einer entsprechenden elektrischen Maschine zu ermöglichen.
Bezugszeichenliste

10: Rotor
12: Aktivmaterial
14: Rotorblech
16: Kulissenhülse
18: Welle
20: Permanentmagnete
22: Hohlwelle
24: Ausnehmungen
26: Feingewinde
28: Einsätze
30: Verbindungselemente
32: Kavitäten
34: Widerstandsbereiche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4421594 A1 [0003]

Claims

Rotor (10) für eine elektrische Maschine, umfassend ein Aktivmaterial (12) und zum Durchsetzen des Aktivmaterials (12) mit einem magnetischen Fluss angeordnete Permanentmagnete (20), die relativ zu zumindest einem Teil des Aktivmaterials (12) des Rotors (10) verstellbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Aktivmaterial (12) mehrere Rotorbleche (14) bildet, die jeweils eigene Permanentmagnete (20) aufweisen und relativ zueinander in Umfangsrichtung um eine zentrale Drehachse des Rotors (10) rotierbar sind, und/oder b) die Permanentmagnete (20) in einer Querschnittsebene des Rotors (10) drehbar um eine jeweilige Magnetdrehachse gelagert sind, die zumindest im Wesentlichen parallel zu einer zentralen Drehachse des Rotors (10) verläuft, und/oder c) die Permanentmagnete (20) in Kavitäten des Aktivmaterials (12) angeordnet sind, die zumindest in radialer Richtung größer als der jeweils darin angeordnete Permanentmagnet (20) sind, und die Permanentmagnete (20) innerhalb der Kavitäten in radialer Richtung verstellbar gelagert sind.
Rotor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Variante a) der Rotor (10) eine Kulissenmechanik umfasst, die mit wenigstens einem der Rotorbleche (14) verbunden ist und eine axiale Bewegung einer von dem Rotor (10) umgebenen zentralen Welle (18) oder Wellenaufnahme (18) in eine Drehbewegung des wenigstens einen Rotorbleches (14) umsetzt.
Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Variante a) die Rotorbleche (14) auf eine Hülse (16) aufgeschrumpft sind, welche die zentrale Welle (18) oder Wellenaufnahme (18) umgibt.
Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Variante b) die Permanentmagnete (20) über ein jeweiliges Feingewinde (26) geführt sind.
Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Variante b) die Permanentmagnete (20) durch ein jeweiliges Verbindungselement (30) mit einer zentralen Welle (18) oder Wellenaufnahme (18) des Rotors (10) verbunden sind, wobei die Verbindungselemente (30) exzentrisch an den Permanentmagneten (20) angreifen, sodass die Permanentmagnete (20) durch eine Rotation der Welle (18) oder Wellenaufnahme (18) verstellbar sind.
Rotor (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (10) eine zur Momentübertragung mit dem Aktivmaterial (12) des Rotors (10) gekoppelte Hohlwelle (22) umfasst und die Verbindungselemente (30) diese Hohlwelle (22) in radialer Richtung durchgreifen zum Angreifen an die in der Hohlwelle (22) angeordnete zentrale Welle (18), die zum Verstellen der Permanentmagnete (20) relativ der Hohlwelle (22) rotierbar ist.
Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Variante b) die Permanentmagnete (20) an runden Einsätzen (28), die in entsprechenden runden Ausnehmungen (24) in dem Aktivmaterial (12) des Rotors (10) angeordnet sind, lagefest relativ zu dem jeweiligen Einsatz (28) gehalten sind, wobei die Einsätze (28) zum Verstellen der Permanentmagnete (20) um die jeweilige Magnetdrehachse rotierbar sind.
Rotor (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsätze (28) als Wuchtscheiben ausgebildet sind, die eine symmetrische Massenverteilung des Rotors (10) sicherstellen.
Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (10) wenigstens einen, insbesondere elektrischen, Stellantrieb zum Verstellen der Permanentmagnete (20) und eine damit verbundene Regeleinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine Stellung der Permanentmagnete (20) gemäß einer vorgegebenen Vorschrift in Abhängigkeit von einem jeweils aktuellen Betriebszustand der elektrischen Maschine zu regeln.
Kraftfahrzeug, aufweisend eine elektrische Maschine mit einem Rotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere als Traktionsmaschine.