CN108141068B - 磁力传动装置和用于该装置的极片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁力传动装置(400)、极片部件(420)和用于该装置的多个极片(422)。磁力传动装置(400)包括极片部件(420)，且极片部件(420)包括安装在载体(421)上的多个极片(422)，其中至少一个极片(500)包括至少两个轴向间隔部分，由相比所述两个轴向间隔部分中的每一个较高磁阻的部分(560)隔开。

Description

磁力传动装置和用于该装置的极片

技术领域

本发明涉及一种磁力传动装置、极片转子和用于该装置的极片。

背景技术

虽然绝大多数齿轮传动解决方案都采用了机械传动装置，但对于提供现有机械装置高扭矩传动的小型化、轻量化、高效率和低成本的传动方案的兴趣和需求日益增加。磁力传动装置就是这种解决方案的一个例子。

磁性齿轮使用磁场来传递扭矩，而不需要机械接触。在一种形式中，磁性齿轮有三个主部件，所有三个主部件都可以相对于彼此旋转。在一个现有的配置中，三个部件中的一径向内部件产生具有第一数量的极对的第一磁场。三个部件中的一径向外部件产生具有第二数量的极对的第二磁场。三个部件中的一径向中间部件不产生自己的磁场。相反，其具有许多铁极片，由非磁性和非导电结构支撑。该第三部件用作为第一部件和第二部件之间磁路的无源部。极片的作用是调节第一磁场和第二磁场，使其以传动方式相互作用。因此，扭矩能够以传动方式在三个部件中的任何两个之间传递，或者以类似于行星机械传动配置的方式在所有三个部件之间传递。

其他形式的磁力传动装置包括：无源齿轮，具有两个永磁阵列和一个调制环的；电动发电机，具有包裹在磁性齿轮上的定子；电动发电机，具有旋转永磁体转子、旋转调制转子和静态磁体和绕组阵列的一体化齿轮；可变磁性齿轮，具有三个转子、两个永磁阵列和调制转子、以及控制转子中一个的旋转的定子绕组；和/或可变磁性齿轮，具有一个永磁转子、调制转子和定子绕组，可以与调制磁场耦合并控制转速和齿轮比。

图1示出磁性齿轮的例子。在这种情况下，外部部件额外提供了一组绕组，从而成为实际上的电动发电机。这种配置结合了磁性齿轮和典型电机的功能，允许传动扭矩与机动或发电模式的操作相结合。在这种情况下，第一磁场和第二磁场是由内部和外部部件上的永磁体产生的。当外部部件的绕组以三相120度位移电流被配备时，旋转磁场被设置在机器上。这种旋转磁场与由内部部件产生的第一磁场具有相同数量的极对。旋转磁场与第一磁场直接耦合，从而使第一磁场的谐波可用于机电能量转换。

机器中与磁场的部分有关相互作用并有助于转矩传递的磁通称为“有用的”磁通。然而，并非所有的通量是有用的。一些磁通并不有助于转矩的传递，而是沿着垂直于有用磁通的方向传播，其被称为“杂散”磁通。

为了容纳径向中间部件，磁性齿轮必须在机器的其他两个部件之间具有气隙。因为这个气隙必须容纳中间部件，所以其比通常电机的两个部件之间的气隙要大得多。这种配置会导致气隙中高水平的杂散磁通。在此产生了两个关键问题：第一，机器中所设置的磁场的一部分被浪费，因为其不用来传递转矩；第二，除了有用磁通引起的涡流外，杂散磁场在极片中也引起涡流。这两个问题都是机器效率低下的根源。虽然所有电机都会受到这些问题的影响，但那些基于磁性齿轮技术的电机特别容易受到影响，因为这些问题经气隙尺寸和所使用的磁场高频被夸大。

涡流是不受欢迎的原因有很多。首先，涡流会产生“二次”磁场，而这个磁场与生成其的“原”磁场相反。合成磁场(即原磁场和二次磁场之和)弱于原磁场。在原磁场是有用磁场的情况下，降低了机器的效率。第二，由于电阻损失，涡流在极片中有加热作用。不理想的是，这种形式使机器中能量损失。附加加热也会破坏极片支撑结构的机械性能和机器中其他材料的机械性能，不理想地导致机器其他部件的温度升高。由涡流引起的机器效率的整体下降显示出输出轴处的扭矩下降，或传动轴处的拖动扭矩增加。

这些问题可以部分通过制备极片来解决，这些极片是由一堆薄的磁导电片或叠片组成，其相互绝缘。图2示出该叠压极片的示例。叠片作用是为了限制由有用磁通引起的涡流的流动。这些叠片被定向，使叠片与有用磁通线平行。由于有用磁通引起的涡流比杂散磁通引起的涡流在机器中的损耗更大，因此采用这种取向。然而，使用这种方式来叠压极片并不会限制杂散磁通引起的涡流流动。如图3所示，杂散磁通引起的涡流继续在单个叠片的平面内循环。因此，由杂散磁通引起的涡流流动仍然是机器的损耗源。

至少限制涡流流动的替代解决方案包括从烧结或复合软磁材料中来制备极片。然而，由于其可能大大降低极片的机械强度，仍然存在问题。

因此，本发明实施例中至少一些目的在于解决这些问题。

发明内容

根据一个方面，提供一种包括极片部件的磁力传动装置，所述极片部件包括：安装在载体上的多个极片，所述极片中的至少一个包括至少两个轴向间隔部分，由相比所述两个轴向间隔部分中的每一个较高磁阻的部分隔开。

较高磁阻的部分可以是包含较高磁阻的材料的部分。

所述轴向间隔的部分中的一个或多个可包括多个铁磁材料的轴向堆栈叠片。所述叠片可彼此基本上电绝缘。其可由相邻叠片的交界面上的绝缘层形成。所述至少两个轴向间隔部分可由相邻叠片之间的电绝缘层厚度以上的间隔被隔开。

所述较高磁阻的部分可不包括叠片。

所述轴向间隔部分中的一个或多个可由软磁性复合材料形成。

所述较高磁阻的部分可不包括软磁性复合材料。

所述轴向间隔部分中的一个可包括叠片的堆栈。所述至少两个轴向间隔部分中的另一个可由软磁性复合材料形成。

具有由较高磁阻的部分隔开的两个以上的轴向间隔部分。所述轴向间隔部分中的任何一个可以包括叠片的堆栈；所述部分中的任何一个可以由软磁性复合材料构成。较高磁阻的部分可以不含叠片，也不含软磁性复合材料。

所述较高磁阻的部分中的各部分可位于所述极片中的相邻轴向位置，否则将经历最高轴向磁通。

所述较高磁阻的部分中的各部分相比所述极片的轴中点更接近所述极片的轴端。

在示例性实施例中可具有五个轴向间隔部分，一个最大轴长的轴向中心部分，位于较小长度的两方轴端的两个轴向中间部分，以及分别位于所述中间部分各自的外轴端的两个轴向外部分，所述轴向外部分为最小长度

较高磁阻的各部分的轴长可短于所述轴向间隔部分中的任何一个。较高磁阻的各部分的轴长可以相同。

较高磁阻的各部分可以是气隙，可以是基本上由较高磁阻的固体材料填充的部分，例如基本上非磁性的、非导电的材料，例如玻璃复合材料。

所述各极片可比所述磁力传动装置的磁场生成部件的轴长短。其的一个效果是减小极片长度上的杂散磁通密度。

所述叠片的平面中的所述轴向堆栈叠片的至少一个的***包括至少一个凹部。

叠片的堆栈中的一个或多个叠片可在其中具有至少一个狭缝。

各狭缝的长度可基本上小于所述狭缝所延伸的叠片的径向高度。

各狭缝的宽度可小于所述叠片的轴向厚度。

可至少具有两个狭缝，所述狭缝中的任何两个的长度可以是不相同的。

所述狭缝中的任何两个的宽度可以是不相同的

一个或多个狭缝可以从叠片的径向外边缘延伸。

一个或多个狭缝可以从叠片的基本径向延伸的边缘延伸。

一个或多个狭缝中的任何两个都可以从叠片的不同边缘延伸。

根据另一个方面，一种包括极片部件的磁力传动装置，所述极片部件包括：安装在载体上的多个极片，所述极片中的至少一个包括多个轴向堆栈叠片，其中所述叠片的平面中的所述轴向堆栈叠片的至少一个的***包括至少一个凹部。

所述极片可以由多个轴向堆栈叠片形成。

所述极片可基本上完全由多个轴向堆栈叠片形成。

所述极片的部分可以由多个轴向堆栈叠片形成。

所述极片的部分可由软磁性复合材料形成。

所有的极片可被形成作为至少一个极片。

所述凹部可被配置用来减少所述叠片中的欧姆损耗。

所述凹部从横截面***突出的长度大于所述凹部的宽度。宽度可以是凹部的宽度。宽度可以是位于其最宽点处的凹部的宽度。

至少一个叠片的形状是凹多边形。

径向方向中各所述凹部的长度可基本上小于所述径向方向中各自的所述叠片的尺寸。

各所述凹部的所述长度可小于径向方向中各自的所述叠片的尺寸的三分之一。

各所述凹部的所述宽度可小于所述叠片的轴向厚度。

至少一个叠片中可具有至少两个凹部；所述凹部中任何两个的长度可以是不相同的。

所述凹部中任何两个的宽度可以是不相同的。

一个或多个凹部可从叠片的基本上周向延伸的边缘延伸。

一个或多个凹部可以是与所述叠片的基本上周向延伸的边缘相垂直的方向延伸。

一个或多个凹部可从所述叠片的基本上径向延伸的边缘延伸。

一个或多个凹部可以是与所述叠片的基本上径向延伸的边缘相垂直的方向延伸。

一个或多个凹部中的任何两个可从所述叠片的不同边缘延伸。

所述一个或多个凹部分中的任何两个都可以在所述叠片的平面上向不同的方向延伸。

各凹部可基本上为矩形。

各凹部可以是狭缝。

所述堆栈中的所述叠片的至少一个具有从所述叠片的径向内边缘的中点延伸的第一凹部，以及从所述叠片的外边缘的中点延伸的第二凹部。

其中，所述堆栈中的所述叠片的至少一个具有从所述叠片的径向内边缘延伸的三个凹部，以及从所述叠片的径向外边缘延伸的三个凹部。凹部可以沿叠片的径向内边缘和外边缘的每一个被等距离隔开。

一种包括极片部件的磁力传动装置，所述极片部件包括：安装在载体上的多个极片，所述极片中的至少一个包括多个轴向堆栈叠片，其中所述堆栈中的所述叠片的至少一个具有穿过其中的至少一个孔。

所述极片可由多个轴向堆栈叠片形成。

所述极片的部分可由多个轴向堆栈叠片形成。

所述极片的部分可由软磁性复合材料形成。

所有的极片可被形成作为至少一个极片。

所述孔可以被配置用来减少所述叠片中的欧姆损耗。

各孔可以更接近至少一个叠片的***，而不是所述至少一个叠片的中间。

各孔的长度和宽度可基本上小于径向方向中所述叠片的尺寸。

各孔的长度和宽度可小于径向方向中所述叠片的尺寸的三分之一。

各孔的长度和宽度可小于所述叠片的轴向厚度。

各孔可基本上更接近至少一个叠片的径向外边缘，而不是所述叠片的中间。

各孔径可沿基本上垂直于所述叠片的径向外边缘的方向延伸。

各孔径可更接近所述至少一个叠片的径向延伸的边缘，而不是所述叠片的中间。

各孔可沿基本上垂直于所述叠片的径向延伸的边缘的方向延伸。

可具有至少两个孔；所述孔的任何两个的尺寸可以是不相同的。

一个或多个孔中的任何两个可从所述叠片的不同边缘延伸。

一个或多个孔中的任何两个都可以在所述叠片的平面中以不同的方向延伸。

各孔可以是狭缝，槽或矩形中的任何一个。

根据另一个方面，提供一个或多个如上所定义的极片。

各极片可以由铁磁材料形成。

各极片可以由非磁化材料形成。

各极片可不与绕组直接接触。

各极片可以不具有其周围的各自的线圈组。

各极片可以不独立地配置其自身的磁场。

各极片可以不是螺线管或螺线管的至少一部分。

各极片可以不是永磁体。

根据设想，任何方面的选择性特征也可以是任何其他方面的选择性特征，除非有防止这种情况发生的明显不相容的技术。

除了极片部件之外，任何方面的磁力传动装置可以包括至少两个附加部件。

所述附加部件的一个可以是径向内部件，径向位于所述极片部件内。径向内部件可以包括多个永磁体；其可以包括电磁体。所述径向内部件可被安装用来相对于所述极片部件旋转。

所述附加部件的一个可以是径向外部件，径向位于所述极片部件之外。径向外部件可以包括永磁体；其可以包括电磁体；其可以包括永磁体和电磁体。

所述径向内部件可设置第一磁场。所述径向外部件可设置第二磁场。

述极片部件配置成通过包括n个极片来使两个场相互作用，其中n是所述内部件和所述外部件的极点对之和。

根据另一个方面，一种包括极片部件的磁力传动装置，所述极片部件包括：安装在载体上的多个极片，所述极片中的至少一个包括多个轴向堆栈叠片，由每一对并列叠片中的叠片彼此电绝缘的所述叠片，经各自的绝缘材料层彼此绝缘，所述层中的至少一个具有至少10微米的厚度。

每一层可以至少有10微米的厚度。

每一层的厚度可至少为15微米。

通常叠片由厚度为2-5微米的绝缘层隔开。以这种方式2倍、3倍或更多地来增加绝缘，将在此所述的原理应用于该配置。

任何方面的磁力传动装置可包括：无源磁性齿轮，选择性地具有两个永磁体阵列和一个调制环；电动发电机，选择性地具有包裹在磁性齿轮上的定子；电动发电机，选择性地具有旋转永磁体转子、旋转调制转子和静态磁体和绕组阵列的一体化齿轮；可变磁性齿轮，选择性地具有三个转子、两个永磁阵列和调制转子、以及控制转子中一个的旋转的定子绕组；和/或可变磁性齿轮，选择性地具有一个永磁转子、调制转子和定子绕组，可以与调制磁场耦合并控制转速和齿轮比。

附图说明

以下参照附图，对本发明的示例性方式的具体实施例进行说明，其中：

图1是现有技术的磁力传动径向磁场机构的轴向视图；

图2是图1的机构中的现有技术叠压极片的透视图；

图3是图2的叠压极片的单一叠片的透视图；

图4是示出第一实施例的磁力传动径向磁场机构的轴向视图；

图5a是图4的机构的极片的透视图；

图5b是图5a的极片的侧视图；

图6是示出图1中现有技术的机构中沿极片长度的轴向通量的典型分布图表；

图7是另一极片的透视图，可以替代图4的机构中的极片，以给出第二实施例；

图8a是可在第一或第二实施例中用于形成极片的单个叠片的轴向视图；

图8b是可在第一或第二实施例中用于形成极片的另一单叠片的轴向视图；

图8c是现有技术的叠压极片中的单个片的轴向视图。

具体实施方式

图4是示出第一实施例的磁力传动径向磁场机构400的轴向视图。该机构400可用于机动或发电模式，并可用于若干不同的动力***配置(未示出)，例如在混合动力电动汽车中。

该机构400具有外部定子410、极片转子420和内部转子430。定子410、内部转子430和极片转子420是环形的，并被同轴安装使定子410围绕极片转子420形成环，而极片转子420围绕内部转子430形成环。现在将依次对其中的每一项进行描述。

定子410是类似于通常电机的定子。定子由电工钢片叠片构成，所述叠片位于垂直于机构400的轴线的平面。定子410被形状化从而具有径向外主体412，其中突出有径向向内的九个齿414。齿414在主体412周围被均匀地间隔开，相邻的齿414之间具有空间，用于接收绕组的线圈440。各芯414周围具有各自的线圈440。各芯414包括在其径向最内侧端的极靴416。各极靴416被塑造成朝两个相邻极靴416中的每一个周向地突出，以便在其之间留下间隙。对于本实施例，绕组是三相120度电移位绕组，当然也可以是其他绕组配置。定子410还具有第一组永磁体450，被配置为围绕极靴416的径向最内侧表面。永磁体被配置为围绕定子410的径向内圆周，从而具有18个极对的径向磁场在极片转子420和定子410之间的气隙中被生成。

极片转子420由非磁性和非导电环形保持结构421形成。所述保持结构421被形状化使其具有多个槽，其沿平行于机构400的轴的方向延伸穿过保持结构421的主体。所述槽绕保持结构421的圆周被均匀地间隔开。每个槽被配置用来保持铁磁材料的极片422，例如电工钢。在本实施例中，保持结构421具有21个槽，绕保持结构42的圆周被均匀地间隔开。因此，保持结构421保持21个极片。

内部转子430具有绕径向最外表面配置的六个永磁体。所述永磁体使相邻磁体的极性围绕内部转子430的圆周被交替。永磁体在内部转子430与极片转子420之间的气隙中设置3个极对的径向磁场。

图5a示出图4中所示的单个极片50。极片500被用于图4的机构400中的极片转子420。如该类型的现有极片，极片500被配置为在机构400中提供径向通量的路径。然而，极片500与现有极片不同，例如通过引入非磁性空间，将极片500的磁导率进一步降低到机构400中的轴向通量。与径向通量相比，轴向通量不利于机构400中的扭矩传递。因此，轴向通量是机构400中“杂散”磁通的一部分。

极片500由中心段510、中间段530、540和外部段520、550组成。极片500的段510、530、540、520、550由电工钢叠片制成，叠片位于与机构400的轴垂直的平面。中间段530，540位于中心段510的两端。外部段520，550位于中间段530，540的两端。所有段经气隙560被隔开。图5示出线570从外部段520，550两端轴向延伸，并表示极片500中的轴向通量方向。

现对整个极片500的大小和形状以及段510、530、540、520、550进行说明。对于长度的所有引用都是针对机构400轴向上具有长度的部件进行的。在本实施例中，极片500与机构400的长度大致相同。中心段510约为整个极片500长度的三分之二。中间段530、540、外部段520、550和气隙560的合并长度约为整个极片500长度的三分之一。外部段520，550约是中间段530，540长度的一半。气隙约为外部段530，540长度的四分之一。与整个极片500的长度相比，气隙560的长度较小。所有段520、530、540、550、560沿其轴长一般具有相同和恒定的横截面。横截面的形状类似于穿过环的扇形，但该扇形的径向延伸边缘是凹的。

图5b是图5a的极片500的侧视图。极片500被配置成使极片500在轴向上对于其中点基本上对称。为了完整起见，图5a和图5b包含了一些用于不同目的额外沟槽。其位于图5a和5b的底部表面，但实际上是在机构的外表面。其被用来保持围绕整个极片转子的固定带，类似桶上的箍。

在替代实施例中，极片500的总长度可以不同于机构400的长度。在其他替代实施例中，极片中的段数目和各自的长度可以不同于图5a和5b中所示的配置。在其他替代实施例中，气隙(因此是极片的段)的数目可以不同于图5a和5b中所示的配置。

图6是示出图1中现有技术的机构中沿极片长度的轴向通量的典型分布图表。轴向磁通的密度从电机轴向中心线性增加，在极片转子轴向端处达到峰值。由于轴向磁通的密度不趋向于沿极片的长度均匀分布，因此本发明者认识到，在经历高轴向磁通密度的位置局部阻碍轴向磁场是有益的。也就是说，发明者认识到其有利于局部抑制极片轴向端附近的轴向磁场。

因此，图5a和5b中所示的气隙560位于极片500的轴端附近。由于空气的磁导率很低，气隙560通过降低气隙560所在的极片500中的点处轴向方向的极片500的磁导率来抑制轴向磁通。

气隙560是集中通量屏障的一个例子。集中通量屏障是非常高磁阻的区域，通常被***到低磁阻的两个区域之间，目的是为了阻碍低磁阻的两个区域之间的磁通传播。在本公开的背景下，集中通量屏障是替换至少一部分极片的隔片。集中通量屏障可以由任何非磁性材料制成，例如玻璃纤维复合材料.。通量屏障的数量和厚度取决于电机的轴长与极片转子直径的比值。因此，不同轴长和径向高度的极片可以采用不同的集中通量屏障的数目和排列方式。

继续参照图5a和图5b，当机构400在运行时，气隙560阻碍极片500中的轴向通量传播。然而，一些轴向通量很可能仍会通过极片500传播。通过极片500传播的轴向通量将在极片500的叠片的平面中产生涡流，从而导致极片500的加热效应。因此，可能有必要积极冷却极片500，以避免机构500的过热。这种冷却可以通过迫使空气在气隙560中流动来实现。这种方法特别有效，因为气隙560位于极片500经历最高密度的轴向磁通的位置，并且由于引发的涡流加热极片从而最大能量损耗。这种有源冷却被设想为本公开中描述的实施例的选择性特征。

在一些实施例中，参照图6所示的关系，设想极片在轴向上比磁路中的其他部件短，从而极片长度上的杂散磁通密度被减小。这种方法可以与集中通量屏障相结合使用，也可以独立使用。

在第二实施例中为代表性极片700，其在图7中被部分示出，可设想使用任何铁磁材料来制备极片的全部或部分。极片700在图4的机构400中被使用替代以上参照图5a和5b所描述的极片500。相比径向方向，极片700一般在轴向方向上较长。极片700具有由叠片钢制成的中心段710；由软磁性复合材料制成的两个末端段720，例如铁粉；以及气通量间隙730。末端段720位于中心端710的两端。在本实施例中，极片700与电机400大致相同长度。中心段710在轴向方向上比末端段720长得多。气隙在轴向方向上明显短于末端段720。段710和段720通常沿轴长相同且恒定。段710,720通常沿轴长具有相同且恒定的横截面。横截面的形状类似于穿过环的扇形，但径向延伸的边缘具有半圆形弧，向内突出到径向延伸的边缘一半，其中半圆的直径大约是横截面的径向高度的一半。通过将轴杆***由断面两侧向内突出的半圆弧形部分生成的凹部中，横截面的形状使极片700可以沿其轴长被支撑。

继续参照图7，使用软磁性复合材料使末端段720各向同性。在软磁性复合材料中，磁性材料的每个颗粒都与复合材料中的其他颗粒进行电绝缘。这意味着，在操作中，末端段720限制末端720的所有平面中的涡流流动。有利的是，其减少了因涡流的极片700加热引起的机构400中的能量损耗。再次参照图6中所示的关系，本实施例的另一个优点是，末端段靠近极片400的轴端，其中磁场密度最高，并且除非另有限制，引发的涡流可能最高。此外，本实施例的另一个优点是软磁性复合材料仅用于制备极片的末端段720。有利的是，这意味着软磁性复合材料仅用于机构400中对能量损耗具最大影响的位置，而不降低极片700的机械强度，其程度与整个极片700完全由软磁性复合材料(如上参照现有技术极片所提到的)制备的强度相同。本实施例的另一个优点是该实施例具有通过气隙730与集中通量屏障相关联的所有优点。

图8a和图8b示出两种不同的单个极片叠片800、820的轴向视图，其中一些叠片可用来制备极片，从而在图4的机构400中被使用，以替代参照图5a和5b所述的极片500。或者，图8a或8b中所示的一些叠片800，820可用来与参照图5a、5b和图7所述的极片500、700特征相结合，来制备用于图4的机构400的极片，以替代参照图5a和5b所述的极片500。横截面的形状类似于穿过环的扇形，但该扇形的径向延伸边缘是凹的。

图8a示出铁磁材料的叠片800，如电工钢，具有被切入至叠片800的径向外侧的三个狭缝801,802,803，和被切入至叠片的径向内侧的三个狭缝811,812,813。在叠片800的平面中狭缝801,802,803,811,812,813延伸进入到叠片800中，并且垂直于叠片800的径向内边缘和外边缘。狭缝801,802,803,811,812,813沿叠片800的径向内边缘和外边缘大致相等地被间隔，使叠片800的径向内边缘和外边缘的每一个都有第一狭缝801,811、第二狭缝802,812、和第三狭缝803,813。第一狭缝801,811和第三狭缝803,813被排列在第二狭缝802,812的两侧。第二狭缝802,812的径向深度大约是叠片800在径向方向上的高度的三分之一。第一狭缝801,811和第三狭缝803,813的径向深度大约是叠片800在径向方向上的高度的四分之一。图8a中的路径805示出经叠片800中的轴向通量在叠片800的平面中引发的涡流路径。涡流的路径805大致遵循叠片800的形状，包括叠片800中的狭缝801,802,803,811,812,813的形状。

图8b示出叠片820，具有被切入至叠片820的径向外侧的一个狭缝821，和被切入至叠片820的径向内侧的一个狭缝831。所述狭缝821，831被布置在约沿叠片820的径向内外两侧的一半。在叠片800的平面中狭缝821、狭缝831延伸到叠片800中，并且垂直于叠片800的径向内边缘和外边缘。该狭缝821，831的径向深度约为叠片820在径向上的高度的三分之一。图8b中的路径825示出经叠片820的平面中的轴向通量在叠片820的平面中引发的涡流路径。涡流的路径825大致遵循叠片820的形状，包括叠片中的狭缝821，831的形状。

作为比较，图8c示出图1中的现有技术机构的极片的单个叠片840。叠片840的尺寸与图8a和8b中的叠片800、820尺寸相同。叠片840没有狭缝。图8c中的路径845示出经叠片840的平面中的轴向通量在叠片840的平面中引发的涡流路径。由于没有狭缝，涡流的路径845近似圆形。

继续参照图8a,8b和8c，图8a和8b中的循环涡流路径805、825比图8c的循环涡流路径845长，这是由于图8a和8b的叠片800、820中的涡流路径805、825被叠片800、820中的狭缝801,802,803,811,812,813,821,831中断。增加涡流路径长度增加了对涡流的阻力，导致涡流的相应减少。由于电阻性加热导致的能量损耗与电阻的电流平方成比例，因此增加涡流路径长度的净效应由于电阻性加热而使叠片中的能量损耗减少。

在替代实施例中，如图8a和图8b描述的狭缝，可以在叠片的平面中以任意方向被切入并从叠片中的任何点延伸。应理解，狭缝无需与叠片的边缘接触。

在替代实施例中，狭缝可以比叠片厚度更薄，以不损害整个极片的电磁性能。

在选择性的实施例中，狭缝的径向深度可达到径向上极片高度的三分之一

在替代实施例中，本公开中所描述的实施例可以在经技术人员适当改进的轴向磁场机中被使用。例如将在此所述的“轴向”将被修改为“径向”且反之亦然。

在替代实施例中，本公开中所描述的实施例可以在经技术人员适当改进的线性磁场机中被使用。

在没有明显的技术不兼容的情况下，可以在进一步的实施例中将在此公开的不同实施例的特征进行组合，并可选择性地省略一些特征。

在替代实施例中，本公开中所描述的实施例可以用于其他类型的电机，并可以经技术人员进行适当的修改。例如，本文中描述的极片可以合并到GB2472752中所描述的纯磁性齿轮中，或者GB2457682中所描述的可变磁性齿轮中。

Claims (20)

1.一种包括极片部件的磁力传动装置，所述极片部件包括：

安装在载体上的多个极片，所述极片中的至少一个包括五个轴向间隔部分，所述五个轴向间隔部分中相互之间由比所述五个轴向间隔部分的每一个具有更高磁阻的较高磁阻部分分隔开，

其中，所述五个轴向间隔部分包括一个最长轴长部分、比所述一个最长轴长部分的轴长短的两个次长轴长部分以及两个最短轴长部分，并且，其中所述较高磁阻部分布置为局部抑制所述极片的每个轴向端附近的轴向磁场。

2.根据权利要求1所述的磁力传动装置，其中，所述轴向间隔部分中的一个或多个包括多个铁磁材料的轴向堆栈叠片。

3.根据权利要求1所述的磁力传动装置，其中，所述较高磁阻部分不包括叠片。

4.根据权利要求1-3中任何一项所述的磁力传动装置，其中，所述轴向间隔部分中的一个或多个由软磁性复合材料形成。

5.根据权利要求1-3中任何一项所述的磁力传动装置，其中，所述较高磁阻部分不包括软磁性复合材料。

6.根据权利要求1-3中任何一项所述的磁力传动装置，其中，各所述较高磁阻部分是气隙或由较高磁阻的固体材料填充的部分。

7.根据权利要求1-3中任何一项所述的磁力传动装置，其中，所述极片中的每一个比所述磁力传动装置的磁场生成部件的轴长短。

8.根据权利要求1-3中任何一项所述的磁力传动装置，其中，所述轴向间隔部分中的一个或多个包括多个铁磁材料的轴向堆栈叠片，并且其中所述轴向堆栈叠片的至少一个的***包括至少一个凹部。

9.根据权利要求1所述的磁力传动装置，所述极片中的所述至少一个还包括多个轴向堆栈叠片，其中所述轴向堆栈叠片的至少一个的***包括至少一个凹部。

10.根据权利要求9所述的磁力传动装置，其中，所述凹部被配置用来减少所述叠片中的欧姆损耗。

11.根据权利要求9或10所述的磁力传动装置，其中，所述凹部的长度大于所述凹部的宽度。

12.根据权利要求9或10所述的磁力传动装置，其中，至少一个所述叠片的形状是凹多边形。

13.根据权利要求9或10所述的磁力传动装置，其中，各所述凹部的宽度小于所述叠片的轴向厚度。

14.根据权利要求9或10所述的磁力传动装置，其中，各所述凹部沿所述叠片的径向延伸，并且从所述叠片的沿所述叠片的周向延伸的边缘开始延伸。

15.根据权利要求9或10所述的磁力传动装置，其中，各所述凹部从所述叠片的沿所述叠片的径向延伸的边缘开始延伸。

16.根据权利要求9或10所述的磁力传动装置，其中，各所述凹部是狭缝。

17.根据权利要求9或10所述的磁力传动装置，其中，所述轴向堆叠叠片的至少一个具有从所述叠片的径向内边缘的中点延伸的第一凹部，以及从所述叠片的径向外边缘的中点延伸的第二凹部，并且其中，所述第一凹部和所述第二凹部的每一个沿所述叠片的径向延伸。

18.根据权利要求9或10所述的磁力传动装置，其中，所述轴向堆叠叠片的至少一个具有从所述叠片的径向内边缘延伸的三个凹部，以及从所述叠片的径向外边缘延伸的三个凹部。

19.根据权利要求1所述的磁力传动装置，所述极片中的所述至少一个还包括多个轴向堆栈叠片，其中所述轴向堆叠叠片的至少一个具有穿过其中的至少一个孔。

20.一种包括极片部件的磁力传动装置，所述极片部件包括安装在载体上的多个极片，所述极片中的至少一个包括：

多个轴向间隔部分，每个轴向间隔部分包括多个轴向堆栈叠片，其中，每一对相邻叠片经各自的绝缘材料层分隔开，并且其中所述绝缘材料层中的至少一个具有至少10微米的厚度；以及

较高磁阻部分，比所述轴向间隔部分具有较高磁阻，其中，所述较高磁阻部分布置为局部抑制所述极片的每个轴向端附近的轴向磁场。

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