Hochpolig ausgestaltbarer Rotor für eine Reluktanzmaschine Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine

Reluktanzmaschine, also einen Rotor ohne eigene elektrische oder magnetische Erregung. Der Rotor weist stattdessen entlang eines Umfangs angeordnete Polbereiche auf, die Über ^¬ gangsflächen aufweisen, durch welche hindurch ein magneti- scher Fluss aus einem Luftspalt der Reluktanzmaschine in die Polbereiche eintreten oder aus diesen austreten kann. Benachbarte Polbereiche sind über Flussleitelemente magnetisch ge ^¬ koppelt. Zu der Erfindung gehören auch eine elektrische Ma ^¬ schine mit dem erfindungsgemäßen Rotor sowie ein Verfahren zum Herstellen des Rotors.

Bisherige Reluktanzläufer bestehen in der Regel aus isotropen weichmagnetischen Werkstoffen mit Aussparungen, die mit Luft gefüllt sein können. Die Aussparungen bilden somit Flusssper- ren. Diese Flusssperren beeinträchtigen oftmals die mechanische Stabilität des Läufers.

Bei Reluktanzmaschinen sinkt der Leistungsfaktor cosphi mit steigender Polzahl. Dies führt zu hohem Blindstrombedarf der Maschine und deshalb zu größeren Umrichtern. Daher werden bisher in der Regel elektrische Maschinen nach dem Reluktanzprinzip nur mit einer Polzahl von 4 realisiert. Der Rotor ist in der Regel aus Elektroblechen aufgebaut, in welche die Flusssperren gestanzt werden, die die Leitung des Flusses in q-Achse erschweren, wie dies zum Beispiel in US 5 818 140 A beschrieben ist. Reluktanzrotoren dieser Art werden auch als Vagati-Rotor bezeichnet.

Aus der UK 1 114 562 ist ein Rotor für eine Reluktanzmaschine bekannt, der Flussführungspfade zwischen magnetischen Polen des Rotors aufweist. Zur Verbesserung der Flussführung ist der Rotor laminiert ausgestaltet. Anders als bei einem her ^¬ kömmlichen Rotor mit geblechtem Rotorkörper verlaufen die La- minierungsschichten dabei nicht senkrecht zur Rotationsachse, sondern entlang oder parallel zur Rotationsachse des Rotors. Durch die Laminierung ergibt sich eine magnetische Anisotro ^¬ pie, deren Vorzugsrichtung oder leichte Achse in der Ebene der Laminierungsschichten verläuft.

Aus der JP 4343281 B2 ist ein Reluktanzrotor bekannt, bei dem die Anisotropie entlang der Flussführungspfade nicht durch eine Laminierung des weichmagnetischen Rotorkörpers ausgebil- det ist, sondern durch eine mikrokristalline Anisotropie des Eisenkörpers .

Aus dem Dokument US 2012/0161551 AI ist ein Reluktanzmotor bekannt, der zum Führen eines magnetischen Flusses Keile auf- weist, die aus einer Vielzahl von Blechschichten durch Lami- nieren gebildet sind.

In dem Dokument US 5 693 250 A ist ein Reluktanzmotor be ^¬ schrieben, der zum Führen eines magnetischen Flusses gekrümm- te Platten aufweist, die ein Gemisch aus weichmagnetischem Eisen und elektrisch isolierendem Kunststoff aufweisen.

In dem Dokument EP 0 818 870 AI ist ein Reluktanzmotor beschrieben, bei welchem gekrümmte Flussleitelemente aus einer Vielzahl von Blechschichten gebildet sind, zwischen denen elektrisch isolierende Kunststofffolien angeordnet sind.

Aus dem Dokument US 2009/0113696 AI ist ein Stator bekannt, der als rückwärtigen Eisenschluss einen Ring aufweist, an welchem Zähne als Halterungen für Spulen angelötet sind. Der Stator weist ein magnetisch anisotropes Material auf.

In dem Dokument WO 2011/032201 AI ist ein Material zum Her ^¬ stellen einer elektrischen Maschine beschrieben, das ein nicht-homogenes, amalgamiertes Material darstellt. Aus dem Dokument GB 2506683 A ist eine Reluktanzmaschine mit einem vollmassiven Rotor bekannt. Der vollmassive Rotor ist aus einem magnetisch anisotropen Material gebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, der Verschlechte- rung des Leistungsfaktors bei steigender Polpaarzahl eines Reluktanzrotors entgegen zu wirken.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Pa ^¬ tentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin- dung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche .

Der erfindungsgemäße Rotor für eine Reluktanzmaschine weist im Querschnitt entlang seines Umfangs in bekannter Weise Pol- bereiche auf, in welchen Übergangsflächen für den Übergang eines magnetischen Flusses zum Luftspalt der

Reluktanzmaschine hin bereitgestellt sind. Die Übergangsflä ^¬ chen bilden also die Eintrittsflächen und Austrittsflächen für den magnetischen Fluss. Innerhalb des Rotors muss der magnetische Kreis der Reluktanzmaschine zwischen den Über ^¬ gangsflächen geschlossen werden. Hierzu sind jeweils benachbarte Polbereiche über ein Flussleitelement magnetisch gekop ^¬ pelt. Um eine möglichst große Anzahl an Polflächen bereitstellen zu können, also eine hochpolige Ausgestaltung des Rotors zu er ^¬ möglichen, sind erfindungsgemäß auf einer Welle des Rotors Flussleitelemente jeweils durch einen an der Welle angeordne ^¬ ten Block gebildet, der ein weichmagnetisches Material auf- weist, das eine magnetische Anisotropie mit einer leichten Achse und einer schweren Achse der Magnetisierbarkeit auf ^¬ weist. Die abwechseln entlang des Umfangs angeordneten Polbereiche und Flussleitelemente bilden also zusammen einen Kranz oder Ring, der um eine Welle beliebigen Umfangs angeordnet werden kann.

Die Anisotropie jedes Blocks ist insbesondere durch eine durch eine magnetokristalline Anisotropie bewirkt. Ein ande- rer Begriff für die erwähnte leichte Achse der Anisotropie ist auch Vorzugsrichtung der Magnetisierbarkeit. Bei dem erfindungsgemäßen Rotor ist die leichte Achse jedes Blockes zu ^¬ mindest bereichsweise tangential zum Umfang der Hohlwelle oder zumindest in einem Winkel von weniger als 25°, insbesondere weniger als 15°, bezüglich der Tangente des Umfangs im Bereich des jeweiligen Blockes angeordnet. Unter dem Begriff Block ist im Zusammenhang mit der Erfindung ein homogener Körper zu verstehen, also ein Körper, in welchem das anisot- rope Material gleichmäßig verteilt ist.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass der Rotor mit der Welle einen großen Durchmesser aufweisen kann und dennoch das magnetische Drehfeld des Stators entlang des Um- fangs der Welle mittels der Flussleitelemente streuungsarm und mit geringer Induktivität geführt werden kann. Die Welle ist bevorzugt eine Hohlwelle.

Bevorzugt weist das Material nur eine einzige leichte Achse auf. Hierdurch ist die Flussführung auch bei einer Bewegung des Rotors in Bezug auf die Richtung stabilisiert, da der magnetische Fluss seine Richtung nicht zwischen mehreren leichten Achsen wechseln kann. In einer Ausführungsform ist die schwere Achse mit dem kleinsten Wert der relativen Permeabilität senkrecht zur leichten Achse ausgerichtet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Induktivität entlang der q-Achse gering ist. Als besonders geeignet hat es sich erwiesen, wenn eine rela ^¬ tive magnetische Permeabilität des Materials entlang der leichten Achse einen Wert größer als 15, insbesondere größer als 20, und entlang der schweren Achse einen Wert kleiner als 5, insbesondere kleiner als 2 aufweist. Hier kann die fluss- führende Eigenschaft des Flussleitelements einerseits mit der geringen Induktivität entlang der q-Achse besonders gut kom ^¬ biniert werden. Um die beschriebenen magnetischen Eigenschaften zu erhalten, sind als Parameter bei der Herstellung des Läufers die Legierung, der Temperprozess beim Ausgestalten des Stegs sowie das Magnetfeld, mit welchem die Anisotropie eingeprägt wird, verfügbar. Einfache Versuche ermöglichen hier das Parametrieren des Herstellungsprozesses, um die be- schriebenen Werte für die relative magnetische Permeabilität zu erhalten.

Besonders geeignet ist ein Material, welches eine magnetische Sättigung bei einer Flussdichte von mehr als 0,8 Tesla, ins- besondere bei mindestens 1,0 Tesla aufweist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der magnetische Fluss effizient zum Antrieb des Rotors genutzt werden kann.

Um sämtliche beschriebenen magnetischen Eigenschaften zu rea- lisieren, sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass das Material Neodym-Eisen-Bor, NdFeB, aufweist. Dieses Mate ^¬ rial ist in Legierungen erhältlich, bei welchen die relative magnetische Permeabilität auf die beschriebenen Werte einge ^¬ stellt werden kann und durch eine Koerzitivfeidstärke von we- niger als zehn Kiloampere pro Meter die beschriebenen fluss ^¬ führenden Eigenschaften im Steg ausgebildet werden können. Das Material ist also kein Permanentmagnet.

In einer Ausführungsform ist auch an den Übergangsflächen der Polbereiche jeweils ein Material angeordnet, das eine magne ^¬ tische Anisotropie aufweist. Hierbei ist die leichte Achse in radialer Richtung oder zumindest in einem Winkel von weniger als 25°, insbesondere weniger als 15°, zur radialen Richtung ausgerichtet. Hierdurch ergibt sich eine Bündelung des magne- tischen Flusses im Luftspalt im Bereich der Pole des Rotors. Es kann vorgesehen sein, dass der Polbereich ein isotropes weichmagnetisches Material aufweist, z.B. Eisen, auf welches eine Schicht mit dem magnetisch anisotropen Material angeord ^¬ net ist, welches so die Übergangsfläche bildet. Indem der Polbereich ein isotropes weichmagnetisches Material aufweist, ist eine Flusskrümmung im Rotor zur Überleitung zwischen den Übergangsflächen einerseits und den Flussleitelementen andererseits besonders streuungsarm. Eine Ausführungsform sieht vor, ein Flussleitelement und je ^¬ weils Teile der beiden angrenzenden Polbereiche durch einen einzigen Block oder Körper bereitzustellen. Das Material die- ses Blockes weist dann die magnetische Anisotropie auf, wobei die leichte Achse gekrümmt ist. Die Krümmung ist dann insbe ^¬ sondere konkav und führt von einer Übergangsfläche durch das Flussleitelement zur andern Übergangsfläche. Eine gekrümmte leichte Achse kann beispielsweise durch Einprägen der Anisot- ropie mittels eines externen Magnetfelds erreicht werden, dessen Feldlinien die gewünschte Krümmung aufweisen. Die Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass in dem Rotor der magnetische Fluss durchgehend von einer Übergangsfläche zur nächsten mittels des anisotropen Materials geführt ist und hierdurch besonders wenige Streuungen entstehen.

Die Polbereiche können auch durch Speichenelemente gebildet sein, die von den Flussleitelementen verschiedene Körper darstellen. Die Speichenelemente können aus einem isotropen weichmagnetischen Material gebildet sein, in welchem der magnetische Fluss zwischen den Flussleitelementen und den Übergangsflächen geführt wird. Die Speichenelemente können auch ein Material aufweisen, das eine magnetische Anisotropie auf ^¬ weist und die leichte Achse in radialer Richtung oder zumin- dest in einem Winkel von weniger als 25°, insbesondere weni ^¬ ger als 15°, zur radialen Richtung ausgerichtet hat. Ist der gesamte Polbereich in Form der Speichenelemente aus dem Mate ^¬ rial mit der magnetischen Anisotropie gefertigt, ergibt sich der Vorteil, dass der Rotor besonders einfach aus wenigen Teilen gefertigt werden kann.

In einer Ausführungsform ist eine radiale Erstreckung der Polbereiche größer als eine radiale Erstreckung der Fluss- leitelemente . Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Luftspalt L im Bereich der Übergangsflächen in radialer Richtung eine geringere Abmessung aufweist als im Bereich der Flussleitelemente . Dies verringert die Induktivität des Ro ^¬ tors entlang seiner q-Achsen. Um die Flussleitelemente sicher auf der Hohlwelle zu halten, sieht eine Ausführungsform vor, dass die Flussleitelemente über einen Formschluss von den Polbereichen oder einem nicht- ferromagnetischen Werkstoff der Hohlwelle gegen radiale

Fliehkräfte oder Zentrifugalkräfte gehalten sind. Die Polbe ^¬ reiche können beispielsweise durch eine Klebeverbindung oder eine Schraubverbindung oder ebenfalls durch einen Formschluss an der Welle gehalten sein. Dies ermöglicht einen stabileren Aufbau des Rotors im Vergleich zu einem Reluktanzläufer mit Elektroblechen mit Flusssperren.

Um in vorteilhafter Weise die Flussführung zwischen den Übergangsflächen und den Flussleitelementen zu unterstützen, ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass in den Polbereichen Aussparungen vorgesehen sind, die Flusssperren zum Umleiten des magnetischen Flusses zwischen der Übergangsfläche und den beiden angrenzenden Flussleitelementen bilden. Die Aussparungen können beispielsweise zur Kühlung hohl, d.h. luftgefüllt, sein oder zur mechanischen Stabilisierung mit einem nicht-ferromagnetischen Material, beispielsweise Alumi ^¬ nium oder einer Keramik, gefüllt sein.

Der erfindungsgemäße Rotor weist bevorzugt eine Anzahl der Polbereiche auf, die größer 4, insbesondere größer als 6, insbesondere größer als 8, ist. Mit anderen Worten ist der Rotor bevorzugt hochpolig ausgestaltet.

Wie bereits ausgeführt, gehört zu der Erfindung auch eine elektrische Maschine mit einem Stator mit elektrischen Spu ^¬ len, d.h. Magnetspulen, und mit einem Rotor, wobei erfindungsgemäß der Rotor eine Ausführungsform des erfindungsgemä ^¬ ßen Rotors ist. Zu der Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Herstellen des Rotors gemäß der Erfindung. Das Verfahren umfasst die Schrit ^¬ te Bereitstellens einer Welle, des Ausbildens von jeweiligen Polbereichen entlang eines Umfangs der Welle und des Anord- nens von Flussleitelementen zwischen jeweils zwei Polbereichen. Erfindungsgemäß wird als Flussleitelement jeweils an der Welle ein Block aus einem Material mit einer magnetischen Anisotropie mit einer leichten Achse und einer schweren Achse der Magnetisierbarkeit angeordnet. Die leichte Achse wird zu ^¬ mindest bereichsweise tangential zum Umfang der Welle oder zumindest in einem Winkel von weniger als 25°, insbesondere weniger als 15°, bezüglich der Tangente des Umfangs ausge ^¬ richtet .

In einer Ausführungsform wird jeder Block durch Pressen eines Pulvers und/oder Granulats ausgebildet. Das Pulver und/oder Granulat weist jeweils das Material auf. Während des Pressens wird gleichzeitig das Pulver und/oder Granulat mit einem Mag- netfeld beaufschlagt. Hierdurch wird während des Pressens die Anisotropie in dem Material erzeugt oder eingeprägt. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass jeder Block eine frei mittels einer entsprechenden Pressform vorgebbare Gestalt aufweisen kann.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung be ^¬ schrieben. Hierzu zeigt: eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine,

eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen erfindungsgemäßen Rotor der elektrischen Maschine von FIG 1,

eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen weiteren erfindungsgemäßen Rotor mit Speichenelementen aus magnetisch anisotropem Material,

eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen weiteren erfindungsgemäßen Rotor mit gekrümmter leichter Achse, FIG 5 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen weiteren erfindungsgemäßen Rotor mit ringförmigem Trägerteil und

FIG 6 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen weiteren erfindungsgemäßen Rotor mit

Aussparungen zur Flussführung.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzu- sehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungs ^¬ formen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.

Der besseren Übersichtlichkeit halber sind in den Figuren funktionsgleiche Elemente mit jeweils denselben Bezugszeichen versehen .

In FIG 1 ist eine elektrische Maschine E im Längsschnitt ge ^¬ zeigt, bei der es sich um eine Reluktanzmaschine handeln kann. In FIG 1 stellt eine Rotationsachse A auch eine Symmet ^¬ rieachse der Darstellung dar. Die elektrische Maschine E um- fasst einen Stator S, in welchem Wicklungen elektrischer Spulen W angeordnet sind, wobei in FIG 1 nur eine der Spulen W dargestellt ist. Die Spulen W können durch ein Drehstromquel- le C abwechselnd bestromt werden, wodurch im Inneren des

Stators S ein magnetisches Drehfeld in einem Luftspalt L der elektrischen Maschine E entsteht. Die Drehstromquelle C kann beispielsweise ein Wechselrichter oder ein festfrequentes elektrisches Versorgungsnetz sein

Im Inneren des Stators S kann sich ein Rotor 10 befinden, der drehfest mit einer Welle D verbunden sein kann. Die Welle D ist um die Rotationsachse A drehbar in dem Stator S gelagert. Die Welle D kann als Hohlwelle ausgestaltet sein. Der Rotor 10 kann eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors sein . FIG 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Querschnitt des Rotors 10. Entlang einer Umfangsrichtung 12 der Welle D können Übergangsflächen 14 für einen vom Stator S im Luftspalt L erzeugten magnetischen Fluss eines magnetischen Drehfelds vorgese ^¬ hen sein. Durch die Übergangsflächen 14 kann der magnetische Fluss zwischen dem Luftspalt L und Polbereichen 16 des Rotors 10 eintreten oder austreten. Zwischen jeweils in Umfangsrich- tung 12 benachbart angeordneten Polbereichen 16 können Fluss- leitelemente 18 angeordnet sein, um einen magnetischen Kreis zwischen zwei Übergangsflächen 14 zu schließen. Jede Über- gangsfläche 14 kann im Betrieb der elektrischen Maschine E jeweils einen Pol darstellen.

Der Rotor 10 kann mehr als vier Übergangsflächen 14 und damit mehr als vier Pole, insbesondere mehr als sechs, insbesondere mehr als acht Pole aufweisen. Ein Durchmesser der Hohlwelle D kann beispielsweise größer als 30 Zentimeter, insbesondere größer als 70 Zentimeter sein.

Die Polbereiche 16 können aus weichmagnetischem isotropem Werkstoff gefertigt sein und beispielsweise als im Quer ^¬ schnitt keilförmige oder speichenförmige, sich in ihrer

Längserstreckung entlang der Rotationsachse A erstreckende Stege ausgestaltet sein. Jeder Polbereich 16 wird dann durch ein solches Speichenelement 26 gebildet.

Eine radiale Erstreckung 20 der Polbereiche 16 und eine radi ^¬ ale Erstreckung 20' der Flusselemente 18 kann beispielsweise weniger als 20 Prozent, insbesondere weniger als zehn Pro ^¬ zent, eines Durchmessers der Hohlwelle D betragen. Die Anord- nung aus Polbereichen 16 und Flussleitelementen 18 ist dann in radialer Richtung besonders flach. Dabei ist eine radiale Erstreckung 20 der Polbereiche 16 be ^¬ vorzugt größer als eine radiale Erstreckung 20' der Fluss ^¬ leitelemente 18. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Luftspalt L im Bereich der Übergangsflächen 14 in radialer Richtung eine geringere Abmessung aufweist, als im Bereich der Flussleitelemente 18. Dies verringert die Induktivität des Rotors 10 entlang der q-Achse.

Bei der elektrischen Maschine E führt dies dennoch nicht da ^¬ zu, dass der magnetische Fluss aus den Flusselementen 18 aus- streut und einen Streufluss beispielsweise in der Welle D oder zwischen den Übergangsflächen 14 verursacht.

Die Flussleitelemente 18 können hierzu jeweils aus einem Kör ^¬ per oder Steg oder Block 28 aus einem anisotropen weichmagne- tischen Werkstoff oder Material 22 gefertigt sein. Das Mate ^¬ rial 22 kann insbesondere in der beschriebenen Weise NeFeB aufweisen, das in einer Legierung vorliegt, die nicht-perma ^¬ nentmagnetisch, also weichmagnetisch ist. Um hierbei eine geringe Induktivität zwischen den Übergangs ^¬ flächen 14 zu erhalten, sind die jeweiligen leichten Achsen 24 des anisotropen Materials 22 der Flussleitelemente 18 be ^¬ vorzugt parallel zur Umfangsrichtung 12 im Bereich des jeweiligen Flussleitelements 18 ausgerichtet. Die leichten Achsen 24 können auch in einem Winkel von weniger als 25°, insbesondere weniger als 15°, bezüglich der Tangente zum Umfang der Welle ausgerichtet sein.

Eine weitere Variante für den erfindungsgemäßen Rotor 10 ist in FIG 3 dargestellt. Gemäß FIG 3 besteht der rotorseitige magnetische Kreis nur aus einem anisotropen weichmagnetischen Werkstoff. Hierzu sind sowohl die Flussleitelemente 18 als auch die Speichenelemente 26 der Polbereiche 16 als auch die Blöcke 28 der Flussleitelemente 18 aus einem Material mit ei- ner magnetischen Anisotropie gebildet. Die leichten Achsen 24 der Blöcke 26 sind dabei idealerweise parallel zur Umfangs- richtung 12, d.h. tangential zum Umfang, angeordnet. Die Speichenelemente 24 weisen ein Material auf, dessen leichte Achse 30 in radialer Richtung bezüglich der Rotationsachse A ausgerichtet ist. Bezüglich der jeweiligen radialen Richtung können die leichten Achsen 30 auch in einem Winkel von weniger als 25°, insbesondere weniger als 15°, ausgerichtet sein.

Die anisotropen weichmagnetischen Materialien mit den unterschiedlichen Ausrichtungen der leichten Achsen 24, 30 (radial für die Speichenelemente 26 und tangential für die Blöcke 28) können so miteinander kombiniert sein, dass die leichte mag- netische Achse weitgehend in die gewünschte Richtung des mag ^¬ netischen Flusses zeigt. Hierzu können die Blöcke 28 und die Speichenelemente 26 geschrägte Flächen aufweisen. Mit anderen Worten können die Blöcke 28 einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Die Speichenelemente 26 können keilförmig ausge- staltet sein.

Die Ausführung gemäß FIG 4 ähnelt der Ausführungsform gemäß FIG 3. Sie weist anstatt einer diskreten Änderung der leichten magnetischen Achse eines anisotropen weichmagnetischen Werkstoffs 22 eine kontinuierliche Änderung der leichtmagne ^¬ tischen Achse, das heißt eine gekrümmte leichtmagnetische Achse 32 auf. Die gekrümmte Achse 32 kann in ihrem Verlauf dem gewünschten magnetischen Fluss entsprechen. Dieser nichtgeradlinige Verlauf kann beispielsweise durch folgende zwei Methoden erzeugt werden.

Zum einen kann aus einer Folie aus dem Material 32 ein gekrümmter Körper gewickelt werden, dessen Form den gekrümmten Verlauf nachbildet. In einem weiteren Prozessschritt kann das Material entsprechend den gewünschten Abmessungen aus dem ge ^¬ wickelten Körper herausgetrennt werden.

Zum anderen kann die Erzeugung der Anisotropie erst durch eine Magnetisierung des Materials 22 in eingebautem Zustand er- folgen. Das hierfür notwendige elektromagnetische Feld kann durch den Ständer der elektrischen Maschine E oder eine separate, dedizierte Apparatur erzeugt werden. Um den gekrümmten Verlauf der gekrümmte Achse 32 nutzen zu können, sind das Flussleitelement 18 und jeweils ein Teil der angrenzenden Polbereiche 16 zusammen durch einen Materialblock 34 gebildet, der sowohl jeweils ein Flussleitelement 18 darstellt als auch einen jeweiligen Teil des Polbereichs 16, also für jeden Polbereich 16 einen Teil der Übergangsfläche 14 darstellt oder bereitstellt.

In einer weiteren Variante, die in FIG 5 dargestellt ist, kann der Block 28 jedes Flussleitelements 18 durch einen nicht-ferromagnetischen Werkstoff 36, der beispielsweise unmagnetisches Hartgewebe, das auf der Grundlage von Phenolharz gebildet sein kann, oder z.B. Edelstahl umfassen kann, an der Welle D beispielsweise durch einen Formschluss fixiert sein. Die Speichenelemente 16 können dazu Teil der Voll- oder Hohl- welle sein oder mit dieser über Form- oder Kraftschluss verbunden sein, beispielsweise durch Klebe- oder Schraubverbindung. Dies ermöglicht einen stabileren Aufbau des Rotors im Vergleich zu einem Reluktanzläufer mit Elektroblechen mit Flusssperren .

Der Werkstoff 36 kann beispielsweise durch die Welle D selbst bereitgestellt sein oder auf der Welle D als Ring 38 angeord ^¬ net sein. Ein Flussleitelement 18 kann bei dem Erfindungsgemäßen Rotor 10 durch ein Abdeckelement, z.B. eine Platte 42, radial nach außen hin abgegrenzt sein. Das Abdeckelement kann das Fluss ^¬ leitelement 18 gegen Fliehkräfte stützen. In FIG 6 ist veranschaulicht, wie isotrope Weicheisenteile als Speichenelemente 26 in dem Rotor 10 bereitgestellt sein können und die Speichenelemente 26 Aussparungen 40 aufweisen können, die die Leitung des magnetischen Flusses entlang der d-Achse verbessern und/oder eine kühlende Wirkung haben. In FIG 6 sind der Übersichtlichkeit halber nur einige der Aus ^¬ sparungen 40 mit einem Bezugszeichen versehen. Die Reluktanzmotoren mit den gezeigten Anordnungen der Rotoren weisen folgende Vorteile auf:

Es ergibt sich eine große d-Achseninduktivität aufgrund klei- nerer realisierbarer Luftspalte zum Ständer im Bereich der weichmagnetischen isotropen Aktivteile, also an den Übergangsflächen 14. Eine weitere Erhöhung der d-Achseninduktivi- tät ist durch kurze Wege des magnetischen Flusses im Läufer durch Einsatz des anisotropen weichmagnetischen Materials an- stelle von Luft möglich, die sonst als Flusssperre benötigt werden würde. Des Weiteren ergibt sich eine kleine q-Achsen- induktivität aufgrund größerer Luftspalte zum Ständer im Be ^¬ reich der Flussleitelemente . Die Flussleitelemente führen den Fluss in der q-Achse schlecht, wodurch im Vergleich zu Luft anstatt der Flussleitelemente die q-Achseninduktivität in ih ^¬ rer Größe ähnlich bleibt.

Insgesamt wird ein größerer Unterschied der Induktivitäten entlang der d-Achse einerseits und der q-Achse andererseits geschaffen als dies bei einem Läufer ohne magnetisch anisotropes Material der Fall wäre. Die Drehmomentbildung einer Reluktanzmaschine wird durch eine möglichst große Differenz der Induktivitäten in der q- und d-Achse bestimmt. Das heißt die gezeigte Anordnung mit dem anisotropen weichmagnetischen Material generiert mehr Drehmoment als eine Anordnung ohne diese Teile mit dem anisotropen Material.

Durch die größere d-Achseninduktivität weist die elektrische Maschine E entsprechend einen größeren Leistungsfaktor auf. Im Vergleich zu einem Reluktanzläufer ohne das anisotrope Material können durch kleinere Aktivteile oder durch eine stabilere Ausführung des Rotors größere Wellendurchmesser be ^¬ ziehungsweise Hohlwellen mit größerem Innenradius realisiert werden. Die mechanische Festigkeit des Rotors kann im Ver- gleich zu einer Anordnung mit Flusssperren erhöht werden, zum Beispiel durch Fügen der Aktivteile, also der Flussleitele ^¬ mente und der Polbereiche mittels Form- oder Kraftschluss . Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung in hochpoliger Reluktanzläufer mit anisotropen, weichmagnetischen Werkstoffen bereitgestellt werden kann.