包含用于转子组合件中的具有成角度面对表面的磁性区域的加强磁体结构的转子-定子结构的制作方法

包含用于转子组合件中的具有成角度面对表面的磁性区域的加强磁体结构的转子-定子结构的制作方法
【专利摘要】各种实施例大体来说涉及电动力机器等，且更特定来说涉及用于电动力机器的转子组合件及转子-定子结构，包含但不限于具有对应定子组合件的外转子组合件及／或内转子组合件。在一些实施例中，转子组合件可包含具有与旋转轴线成角度定向的面对表面的磁性可渗透结构。磁性结构的群组可与所述磁性可渗透结构交错。所述磁性可渗透结构还可包含非面对表面，邻近于所述非面对表面安置加强磁体以增强通过与磁性可渗透结构交错的磁性结构的通量路径中的通量。此外，所述转子组合件可包含邻近于所述加强磁体安置的通量导体屏蔽物，所述通量导体屏蔽物经配置以提供返回通量路径。
【专利说明】包含用于转子组合件中的具有成角度面对表面的磁性区域的加强磁体结构的转子-定子结构
【技术领域】
[0001]各种实施例大体来说涉及电动力机器等，且更特定来说涉及转子组合件中的通量增强结构及技术以及用于电动力机器的转子-定子结构，其包含但不限于外转子组合件。
【背景技术】
[0002]已知电机及发电机两者使用基于轴向的转子及定子配置，其在操作期间可能经历数个现象。举例来说，常规的轴向电机及发电机结构可能经历损耗，例如涡电流损耗或磁滞损耗。磁滞损耗是对构成电机或发电机的部分的磁性材料进行磁化及消磁所需的能量，借此磁滞损耗随着材料量增加而增加。经历磁滞损耗的电机的一部分的实例为“背铁”。在一些传统电机设计中，例如在径向电机的一些常规外转子配置中，定子及其绕组通常位于围绕轴的具有比转子小的直径的区域内。在一些实例中，定子及绕组同心地位于转子内。在绕组位于至少一些常规外转子配置的内部内的情况下，当激励绕组时，通常阻碍热转移。因此，需要资源来确保从定子及其绕组的充足热耗散。
[0003]尽管传统电机及发电机结构为起作用的，但其在其实施中具有数个缺点。需要提供使与传统电机及发电机相关联的缺点中的一者或一者以上最小化的经改进技术及结构。

【发明内容】
【专利附图】

【附图说明】
[0004]结合联合附图进行的以下详细描述更全面地了解各种实施例，附图中:
[0005]图1是根据一些实施例的包含转子组合件的转子-定子结构的分解图；
[0006]图2A及2B描绘根据一些实施例的各自经配置以与另一者形成气隙的极面及磁性区域；
[0007]图3A及3B描绘根据一些实施例的外转子组合件的实例；
[0008]图3C到3D描绘根据一些实施例的经配置以与外转子组合件互操作的场极部件的实例；
[0009]图3E到3F描绘根据一些实施例的经配置以与内转子组合件互操作的场极部件的实例；
[0010]图3G描绘根据一些实施例的外转子组合件及内转子组合件的场极部件；
[0011]图3H描绘根据一些实施例的实施偏移外转子组合件的布置的转子结构的实例；
[0012]图4A及4B描绘根据一些实施例的外转子组合件的实例的不同透视图；
[0013]图4C及4D描绘根据一些实施例的外转子组合件的实例的前视图及后视图；
[0014]图4E到4G描绘根据一些实施例的外转子组合件的实例的横截面图；
[0015]图5A及5B描绘根据一些实施例的定子组合件的实例的不同视图；
[0016]图6A描绘根据一些实施例的经配置以彼此相互作用的外转子组合件及定子组合件；
[0017]图6B到6C描绘根据一些实施例的用于确定极面的表面积的场极部件的横截面；
[0018]图6D图解说明根据一些实施例的依据线圈区域中的通量及由至少一个磁体产生的通量密度确定的极面的表面积，所述表面积与参考线成角度定向；
[0019]图7描绘根据一些实施例的转子-定子结构的横截面，其中场极部件邻近于磁性区域定位以形成气隙；
[0020]图8A描绘根据一些实施例的转子-定子结构部分的横截面，其图解说明一个或一个以上通量路径实例；
[0021]图SB描绘根据一些实施例的转子-定子结构部分的横截面，其图解说明其它通量路径实例；
[0022]图8C是描绘根据一些实施例的转子组合件的结构的元件的图示；
[0023]图9A到9C描绘根据一些实施例的转子-定子结构部分的横截面，其图解说明一个或一个以上通量路径部分的实例；
[0024]图10描绘根据一些实施例的沿着形成于磁性区域与极面之间的气隙的视图；
[0025]图1lA到IlC描绘根据一些实施例的场极部件的各种视图；
[0026]图12描绘根据一些实施例的转子组合件的作为北极或南极的磁性区域；
[0027]图13A到13C描绘根据一些实施例的用以形成转子组合件的磁性区域的磁体及磁性可渗透材料的实施方案；
[0028]图13D到13E描绘根据一些实施例的形成转子组合件的磁性区域的磁体及磁性可渗透材料的各种极化方向及表面定向的实例；
[0029]图14是根据一些实施例的包含转子组合件的转子-定子结构的分解图；
[0030]图15是根据一些实施例的包含转子组合件的转子-定子结构的分解图；
[0031]图16是根据一些实施例的包含内转子组合件的转子-定子结构的分解图；
[0032]图17是根据一些实施例的包含外转子组合件及内转子组合件两者的转子-定子结构的横截面图；
[0033]图18A到18G描绘根据一些实施例的具有各种磁性材料结构的磁性可渗透结构(及其表面)的实例的各种视图；
[0034]图19A到19D描绘根据一些实施例的外转子组合件的实例的各种视图；
[0035]图20描绘根据一些实施例的外转子组合件的一部分的分解前透视图；
[0036]图21描绘根据一些实施例的另一外转子组合件的分解前透视图的一部分；
[0037]图22A到22D描绘根据一些实施例的外转子组合件的另一实例的各种视图；
[0038]图23A是根据一些实施例的包含通量导体屏蔽物的实例的外转子组合件的前视图；
[0039]图23B是根据一些实施例的包含通量导体屏蔽物的实例的外转子组合件的分解前透视图；
[0040]图23C是根据一些实施例的包含通量导体屏蔽物及返回通量路径(及其部分)的实例的外转子组合件的分解后透视图；
[0041]图24A到24C描绘根据一些实施例的内转子组合件的实例的各种视图；
[0042]图25A到25B描绘根据一些实施例的内转子组合件的实例的分解图；且[0043]图26是根据一些实施例的包含内转子组合件的转子-定子结构的分解图。
[0044]在图式的所有数个视图中，相似参考编号指代对应部件。注意，在说明书中，大多数的参考编号包含大体识别首先引入所述参考编号的图的一个或两个最左数字。
【具体实施方式】[0045]定义
[0046]以下定义适用于关于一些实施例所描述的兀件中的一些兀件。同样可在本文中扩展这些定义。
[0047]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“气隙”指代磁体表面与面对极面之间的空间或间隙。磁体表面的实例包含磁性材料的任何表面(例如，永久磁体的表面)、例如通量通过其的磁性可渗透材料(例如，所述通量由磁性材料产生)的内部永久磁体(“IPM”)的表面或“产生磁场的主体”的任何表面或表面部分。此空间可在物理上描述为至少由磁体表面的区与极面限界的体积。气隙发挥作用以实现转子与定子之间的相对运动且界定通量相互作用区域。虽然气隙通常填充有空气，但其不需要受限于此。
[0048]如本文中所使用，术语“背铁”通常描述通常用于完成原本断开的磁路(例如，在转子外部)的物理结构(以及引起所述物理结构的材料)。特定来说，背铁结构通常仅用于将磁通量从一个磁路元件转移到另一磁路元件，例如从一个磁性可渗透场极部件到另一磁性可渗透场极部件或从第一转子磁体(或第一转子组合件)的磁极到第二转子磁体(或第二转子组合件)的磁极或两者，而所述场极部件或磁极之间不具有介入安匝产生元件(例如线圈)。此外，通常不将背铁结构形成为接受相关联的安匝产生元件，例如一个或一个以上线圈。
[0049]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“线圈”指代经布置以电感地耦合到磁性可渗透材料以产生磁通量的导体的连续卷绕的集合物。在一些实施例中，术语“线圈”可被描述为“绕组”或“线圈绕组”。术语“线圈”还包含箔线圈(即，相对平坦的平面形导体)。
[0050]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“线圈区域”通常指代场极部件的其上缠绕线圈的一部分。
[0051]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“磁芯”指代场极部件的其中线圈通常安置于极靴之间的一部分且大体由磁性可渗透材料组成以提供磁通量路径的一部分。在至少一个实施例中，在包含圆锥形磁体的转子磁体的背景中，术语“磁芯”可指代经配置以支撑磁性区域的结构。如此，在转子磁体(例如圆锥形磁体)的情景中，术语磁芯可与术语“毂”互换。
[0052]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“场极部件”通常指代由磁性可渗透材料组成且经配置以提供其上可缠绕线圈的结构的元件(即，所述元件经配置以接纳线圈以用于产生磁通量的目的)。特定来说，场极部件包含磁芯(即，磁芯区域)及至少一个极靴，所述极靴中的每一者大体位于所述磁芯的相应端附近。在没有更多的情况下(例如，在其上未形成有线圈的情况下)，场极部件不经配置以产生安匝通量。在一些实施例中，术语“场极部件”可通常被描述为“定子-磁芯”。
[0053]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“有源场极部件”指代磁芯、一个或一个以上线圈及至少两个极靴的集合物。特定来说，可将有源场极部件描述为组装有一个或一个以上线圈以可选择地产生安匝通量的场极部件。在一些实施例中，可通常将术语“有源场极部件”描述为“定子-磁芯部件”。
[0054]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“铁磁材料”指代通常展现磁滞现象且其透磁率取决于磁化力的材料。此外，术语“铁磁材料”还可指代其相对透磁率大于I且取决于磁化力的磁性可渗透材料。
[0055]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“场相互作用区域”指代其中由两个或两个以上源形成的磁通量以可相对于那些源产生机械力及/或转矩的方式在向量上相互作用的区域。通常，术语“通量相互作用区域”可与术语“场相互作用区域”互换使用。此些源的实例包含场极部件、有源场极部件及/或磁体或其部分。虽然以旋转机械用语场相互作用区域通常称为“气隙”，但场相互作用区域为描述其中来自两个或两个以上源的磁通量在向量上相互作用以相对于那些源产生机械力及/或转矩的较广泛术语且因此并不限于气隙的定义(即，不被约束于由磁体表面的区与极面及从两个区之间的外围延伸的平面界定的体积)。举例来说，场相互作用区域(或其至少一部分)可位于磁体内部。
[0056]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“发电机”通常指代经配置以将机械能转换成电能而不管(举例来说)其输出电压波形如何的电动力机器。由于可类似地定义“交流发电机”，因此术语发电机在其定义中包含交流发电机。
[0057]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“磁体”指代在外部将磁场产生到自身上的主体。如此，术语磁体包含永久磁体、电磁体等。术语磁体还可指代内部永久磁体(“IPM”)、表面安装型永久磁体(“SPM”)等。
[0058]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“电机”通常指代经配置以将电能转换成机械能的电动力机器。
[0059]如本文中所使用，术语“磁性可渗透”是在至少一个实施例中通常指代具有通量密度(“B”)与所施加磁场(“H”)之间的磁性可界定关系的那些材料的描述性术语。此外，术语“磁性可渗透”既定为在不受限制的情况下包含铁磁材料(例如常见层压钢、冷轧晶粒定向(CRGO)钢粉末金属、软磁性复合物(“SMC”)等)的广泛术语。
[0060]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“极面”指代极靴的表面，所述表面面向通量相互作用区域(以及气隙)的至少一部分，借此形成通量相互作用区域(以及气隙)的一个边界。在一些实施例中，可通常将术语“极面”描述为包含“通量相互作用表面”。在一个实施例中，术语“极面”可指代“定子表面”。
[0061]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“极靴”指代场极部件的促进定位极面使得其面对转子(或其一部分)借此用于使气隙成形且控制其磁阻的那个部分。场极部件的极靴大体位于磁芯的一个或一个以上端附近，在线圈区域处或附近开始且在极面处终止。在一些实施例中，可通常将术语“极靴”描述为“定子区域”。
[0062]如本文中所使用，在至少一个实施例中，术语“软磁性复合物(“SMC”)指代部分地由绝缘磁性粒子(例如可经模制以形成定子结构的元件的涂布有绝缘物的含铁粉末金属材料)构成的那些材料。
[0063]论述
[0064]图1是根据一些实施例的包含转子组合件的转子-定子结构的分解图。各种实施例大体来说涉及电动力机器等且更特定来说涉及用于电动力机器的转子组合件及转子-定子结构，包含但不限于外转子组合件及/或内转子组合件。在一些实施例中，用于电动力机器的转子包含转子组合件。图1描绘包含至少两个转子组合件130a及130b的转子结构，至少两个转子组合件130a及130b安装于轴102上或固定到轴102使得转子组合件130a及130b中的每一者安置于可由(举例来说)轴102界定的旋转轴线上。定子组合件140可包含围绕轴线布置的有源场极部件(例如有源场极部件110a、IlOb及IlOc)且可具有形成于相应场极部件的端llla、lllb、lllc处的极面(例如极面114)。有源场极部件包含线圈112。有源场极部件IlOaUlOb及IlOc的极面114的子集可经定位以面对转子组合件130a中的磁性区域190的布置以建立气隙。注意，极面114的子集可安置于圆锥形边界103 (例如圆锥形边界103a或圆锥形边界103b)内部。举例来说，极面114的子集可在边界103a或103b中的至少一者处或所述至少一者内或邻近于所述至少一者安置以形成圆锥形空间。边界103a或103b中的任一者可外接或实质上外接极面114的子集且可与一个或一个以上气隙实质上共延伸。举例来说，术语“实质上外接”可指代包封极面114的子集的表面部分的圆锥形空间的边界部分。如所展示，边界103a及103b中的至少一者形成圆锥形空间且可与可和轴102共延伸的旋转轴线173成角度A定向。如所展示，边界103a成角度A且从旋转轴线173上的顶点171a沿朝向顶点171b的方向延伸，顶点171b为圆锥形边界103b的顶点。如所展示，圆锥形边界103a及103b各自包含基底175 (例如，垂直于轴102)及横向表面177。横向表面177可与圆锥形边界103a及103b共延伸以形成圆锥形空间。注意，尽管将圆锥形边界103a及圆锥形边界103b各自描绘为包含基底175，但圆锥形边界103a及圆锥形边界103b可延伸(例如，概念上)到相对较大距离使得不需要存在基底175。因此，圆锥形边界103a可延伸以囊封顶点171b，且圆锥形边界103b可延伸以囊封顶点171a。还注意，在一些实施例中，极面114的至少一部分可包含沿远离旋转轴线的方向定向的表面(例如，弯曲表面)。所述方向可由射线115a表示为从(举例来说)与极面114的部分相切的平面上的点延伸的法向向量。射线115a从极面114的部分沿远离旋转轴线及轴102的方向延伸。注意，射线115a可位于包含旋转轴线的平面中。类似地，射线115b可从另一极面向外延伸,借此射线115b可表不相对于切平面192定向的法向向量。
[0065]每一转子组合件可包含磁性区域190的布置。根据一些实施例，磁性区域190 (或其一部分)可构成转子组合件130a或转子组合件130b的磁极。在一个或一个以上实施例中，至少一个磁性区域190具有与相对于旋转轴线或轴102的一个或一个以上角度共延伸(或实质上共延伸)的表面(或其一部分)。在所展示的实例中，转子组合件130a的一个或一个以上磁性区域190可安置于以旋转轴线为中心的圆锥形空间(例如，与圆锥形边界103a或圆锥形边界103b相关联的圆锥形空间)的一部分外部。在一些实施例中，磁性区域190的布置可安装于支撑结构(例如支撑结构138a或支撑结构138b)上、固定到所述支撑结构或以其它方式由所述支撑结构约束。支撑结构138a及138b经配置以抵抗由转子组合件130a及130b围绕旋转轴线的旋转产生的径向力而受压地支撑磁性区域190。在至少一些情况中，支撑结构138a及138b还可提供通量路径。举例来说，支撑结构138a及138b可包含磁性可渗透材料以完成转子组合件130a及130b的极(例如，磁性区域及/或磁体)之间的通量路径。注意，支撑结构138a或138b不需要限于所展示的实例且可为可发挥作用以至少在旋转期间受压地支撑磁性区域190的具有任何变化的形状及/或变化的功能性的任何变化的结构。磁性区域190可由磁性材料(例如，永久磁体)或磁性可渗透材料或其组合形成，但并不限于那些结构。在一些实施例中，图1的磁性区域190可表示用于形成转子组合件130a及130b的极(例如，磁极)的表面磁体，借此可(举例来说)使用磁性材料及/或一个或一个以上磁体(例如永久磁体)或其它等效材料形成一个或一个以上表面磁体。在一些实施例中，术语“磁性材料”可用于指代产生磁场的结构及/或组合物(例如,磁体,例如永久磁体)。在各种实施例中，图1的磁性区域190可表示用于形成转子组合件130a及130b的极的一个或一个以上内部永久磁体(“IPM”)(或其部分)，借此可(举例来说)使用磁性材料(例如，使用一个或一个以上磁体，例如永久磁体)及磁性可渗透材料或其它等效材料来形成一个或一个以上内部永久磁体。根据至少一些实施例，术语“内部永久磁体”(“IPM”)可指代产生磁场的结构(或其任何表面或表面部分)，IPM(或其部分)包含磁性材料及通量通过的磁性可渗透材料(例如，所述通量的至少一部分由所述磁性材料产生)。在各种实施例中，磁性区域190的磁性材料可由磁性可渗透材料覆盖，使得所述磁性可渗透材料安置于磁性区域190的表面(或其部分)与相应气隙及/或极面之间。在至少一些情况中，术语“内部永久磁体”(“IPM”)可与术语“内永久磁体”互换使用。尽管将图1的转子-定子结构展示为包含三个场极部件及四个磁性区域，但根据各种实施例的转子-定子结构不需要受限于此且可包含任何数目个场极部件及任何数目个磁性区域。举例来说，转子-定子结构可包含六个场极部件及八个磁性区域。
[0066]如本文中所使用，至少在一些实施例中，术语“转子组合件”可指代外转子组合件或内转子组合件或其组合。转子组合件可包含与圆锥体或圆锥形空间的边界共延伸的表面部分且可包含磁性材料及任选地磁性可渗透材料以及也可为任选的其它材料。因此，转子组合件的表面部分可与圆锥体的内表面或外表面共延伸。外转子组合件包含相对于旋转轴线安置于极面的边界“外侧”的磁性区域190。转子组合件130a及130b为“外转子组合件”，因为磁性区域190安置或布置于圆锥形空间的边界103外部或外侧，而极面114位于圆锥形空间的边界103内(即，磁性区域190的部分与圆锥体的外表面共延伸，而极面114的部分与圆锥体的内表面共延伸)。如此，磁性区域190的表面上的点位于距旋转轴线比极面114上的点更大的径向距离处，其中两个点位于垂直于旋转轴线的平面中。根据至少一些实施例，外转子组合件可指代及/或包含外转子磁体。此外，注意，根据一些实施例，术语“转子组合件”可与术语“转子磁体”互换使用。
[0067]至少在一些实施例中，术语“内转子组合件”可指代其中磁性区域安置于圆锥形空间的边界内部或“内侧”而极面位于圆锥形空间的边界外部或外侧的转子结构部分。如此，磁性区域的表面上的点位于距旋转轴线比极面上的点更小的径向距离处，其中两个点位于垂直于旋转轴线的平面中。根据至少一些实施例，内转子组合件可指代及/或包含内转子磁体。为了图解说明，图16描绘其中安置磁性区域1690的圆锥形空间的边界1603。极面1614安置或布置于圆锥形空间的边界1603外侧。因此，磁性区域1690与圆锥体的内表面共延伸，而极面1614与圆锥体的外表面共延伸。在一些实施例中，术语“内转子组合件”可指代“内转子磁体”或“圆锥形磁体”或“圆锥形磁体结构”。圆锥形磁体的结构的实例可包含磁体组件(包含但不限于磁性区域及/或磁性材料)与支撑结构的组合件。在一些实例中，用于内转子组合件或圆锥形磁体的支撑结构可称为“毂”或在一些情况中称为“芯”。在至少一些实施例中，术语“内转子组合件”可与术语“圆锥形磁体”及“圆锥形磁体结构”互换使用。在至少一个实施例中，术语“内转子组合件”可指代但不限于在第7，061，152号美国专利及/或第7，294，948B2号美国专利中所描述的磁体中的至少一些磁体。根据特定实施例，转子组合件还可指代与内转子组合件组合的外转子组合件。
[0068]鉴于前文，基于外转子组合件的电机的结构及/或功能性可尤其增强转矩产生且减少制造资源的消耗。外转子组合件中的质量在比内转子组合件更大的径向距离处，借此针对某些应用提供增加的惯性及转矩。同样，支撑结构138还可经配置以在旋转期间抵抗径向力而受压地支撑磁性区域及相关联结构，借此实现形成于极面与磁性区域之间的气隙的尺寸的最优容限。特定来说，旋转力趋向于驱策磁性区域190的表面远离极面表面的表面，借此促进原本可能不可用的气隙厚度。如此，在相对高速应用(即，其中使用高旋转速率的应用)中，例如在电动车辆中，可使用外转子组合件。在一些实施例中，如本文中所描述，转子组合件具有包含沿一方向极化使得通量经由磁性可渗透材料的至少一侧相互作用的表面的磁性材料(例如，磁体，例如永久磁体结构)。举例来说，磁性材料的极化方向可正交或实质上正交于在场极部件的两个极面之间轴向延伸的线或线部分。在场极部件的两个极面之间轴向延伸的线或线部分可平行于旋转轴线定向。如此，磁性区域的表面积可经配置以小于磁性材料的经组合表面积。举例来说，磁性材料表面的邻近于磁性可渗透材料的经组合表面积可大于磁性可渗透材料的面对极面的表面积。因此，可依据(举例来说)磁性材料的表面积及/或磁性可渗透材料的侧的表面积的大小来修改(例如，增强)在磁性可渗透材料的表面与极面之间通过的通量的量。此外，可选择磁性材料的类型(例如，陶瓷、稀土，例如钕及钐钴等)以修改通过磁性区域的通量的量。因此，可修改圆锥形空间的角度(例如，修改为相对于旋转轴线的更陡角度，从45度修改为60度)以形成经修改角度。相对于旋转轴线的经修改角度可用于界定磁性区域的成角度表面(例如，圆锥形表面)或极面或两者的定向。借助经修改角度，可缩短转子-定子结构，此又可节省制造材料(即，将角度增加到更陡角度，可缩短定子组合件的场极部件)。还可修改圆锥形空间的角度以使得能够使用较不强力的磁体(例如，基于陶瓷的磁体，例如陶瓷铁氧体磁体)。举例来说，将角度从相对陡的角度(例如，65度)减小到较缓的角度(例如,40度)，可使用较不强力的磁体，因为可增加磁体或磁性区域的表面积以提供所要的通量浓度。因此，可用基于陶瓷的磁体替换基于钕的磁体。总的来说，经修改角度可随以下各项中的一者或一者以上而变:(1.)磁体材料的类型，(i1.)磁体材料的表面积，(ii1.)磁性可渗透材料的表面积，(iv.)磁性区域的表面积,及(V.)极面的表面积。在一些实施例中，经修改角度可为非正交角度。非正交角度的实例包含在O度与90度之间的角度(例如，不包含O度及90度两者)以及在90度与180度之间的非正交角度(例如，不包含90度及180度两者)。这些前述非正交角度中的任一者可描述外转子组合件或内转子组合件或两者的极面及磁性区域的定向。
[0069]注意，在一些实施例中，可实施加强磁体以增强在磁性区域与极面之间通过的通量的量，借此通过一个或一个以上加强磁体对通量的量的增强可影响磁性区域或极面的角度及/或表面积。加强磁体可包含安置于离开主通量路径定向的磁性可渗透材料非面对表面上的磁性材料。加强磁体可包含轴向及径向加强磁体，其实例展示于图18C及后续图中。因此,经修改角度还可随加强磁体的特性而变。举例来说,构成加强磁体的磁体材料的类型、加强磁体的表面积及邻近于加强磁体的磁性可渗透材料的表面积可影响或修改通过磁性区域的通量的量。[0070]在各种实施例中，可修改圆锥形空间的角度以确定提供通量通过的极面的最优表面积的角度，所述通量至少随磁性材料(例如，陶瓷对钕)而变。在一种方法中，经修改角度可由以下各项确定。首先，可确定有源场极部件的线圈区域中的通量的量，通量的所述量产生所要的转矩值。可选择用以在磁体材料的表面与有源场极部件的极面之间形成的气隙处产生通量密度的磁体材料。接着，可基于线圈区域中的通量及磁体材料的通量密度而计算极面的表面积，所述表面积提供所述通量密度。接着，可将极面(及圆锥形空间的角度)与旋转轴线成非正交角度定向以建立极面的表面积。在一些实施例中，转子组合件的磁体可包含可经配置以通过(举例来说)修改位于与旋转轴线共同的平面中的区尺寸来增加通过磁性可渗透结构的表面的通量的量的轴向延伸区。
[0071]根据一些实施例，定子组合件可使用可使用比经配置以用于其它电机的场极部件少的材料来制造的场极部件。此外，用于基于外转子组合件的转子-定子结构的场极部件可在较远离旋转轴线的距离处具有比位于较靠近旋转轴线的距离处的其它压层宽且短的压层。又，通过场极部件的通量在场极部件的某些部分处较均匀地分布且较不可能具有高的通量密度。在一些实施例中，场极部件的结构可比在其它电机中短，因为在转子-定子结构的转子中可存在较大量的磁性可渗透材料可用表面积。磁性可渗透材料的可用表面积呈现借助于使用位于邻近于可用表面积处的磁性材料而增强通量浓度的机会。又，经增强的通量浓度促进与相对于旋转轴线的较陡角度一致的极面的使用。相对于与较不陡角度一致的极面，较陡角度的极面可提供较短场极部件长度及因此较短电机长度。根据一些实施例，场极部件可被配置为具有沿远离旋转轴线的方向定向的极面的面向外的场极部件。此极面可具有凸状表面，但不需要受限于此(例如，在实施一个或一个以上外转子的转子-定子结构中，极面可相对平坦)。此结构提供穿过场极部件的平均比在沿着旋转轴线具有相当长度的其它定子组合件中发现的通量路径短的通量路径。考虑面向外的极面的表面积可(概念上)由相当大小的若干个单位面积组成，借此与在其它定子组合件中相比，通过极面的总通量通到与相对较短通量路径相关联的较大单位面积量中。在通量于相对较短通量路径上通过的情况下，所述通量通过比原本可能的情况少的材料。因此，例如涡电流损耗等损耗比可具有平均比与面向外的场极部件(具有类似轴向长度)相关联的那些通量路径长的通量路径的其它定子组合件少。此外，面向外的场极部件可具有邻近定子组合件的周长比其它定子组合件少的表面积(例如，在线圈与极面之间)。因此，面向外的场极部件可具有较少的延伸穿过电机壳体的磁性链接路径，借此减少原本可能在电机壳体中产生的损耗及涡电流。
[0072]图2A及2B分别描绘根据一些实施例的极面及磁性区域，其各自经配置以与彼此形成气隙。图2A描绘形成为用于有源场极部件210的两个极面中的一者的极面214，有源场极部件210还包含线圈212。极面214可具有从有源场极部件210的内部向外弯曲或呈圆形的表面(或其一部分)。在一些实例中，极面214的至少一部分具有与从旋转轴线径向安置(例如，在一个或一个以上径向距离处)的一个或一个以上弧215共延伸及/或与圆锥体的内表面(或外表面)共延伸的弯曲表面。虽然有源场极部件210的场极部件可由连续磁性可渗透材料片(例如，通过金属注射模制工艺、锻造、铸造或任何其它制造方法形成的片)组成，但本文中所描述的场极部件还可由多个片组成，例如压层、金属丝或任何其它通量导体。因此，有源场极部件210可形成为由集成在一起的若干个压层组成的堆叠场极部件。
[0073]图2B描绘形成为构成转子组合件230的若干个磁性区域(未展示)中的一者的包含磁体表面233的磁性区域232。如所展示，转子组合件230包含用于尤其支撑磁性区域232的支撑结构238以将磁性区域232定位于距图2A的极面214 —距离处以建立气隙。支撑结构238还可经配置以在旋转期间抵抗径向力而受压地支撑磁性区域232，借此实现形成于极面214与磁性区域232之间的气隙的尺寸的最优容限。支撑结构238包含转子组合件230可在其处安装到轴的开口 239。在一些实施例中，支撑结构238可提供通量路径(例如，返回路径)以将磁性区域232磁性耦合到未展示的另一磁性区域。表面233的至少一部分可与相对于通过开口 239的旋转轴线(或图1的轴102)的角度共延伸(或实质上共延伸)。尽管将磁性区域232的表面233描绘为单个弯曲表面，但此描绘并不打算为限制性。在一些实施例中，磁性区域232的表面233可包含多个磁体(未展示)的表面，其经配置以近似与和旋转轴线的一个或一个以上角度实质上共延伸的弯曲表面，所述弯曲表面经配置以面对极面。所述多个磁体可包含相对平坦表面磁体或可包含具有任何类型的表面形状的磁体。
[0074]图3A及3B描绘根据一些实施例的外转子组合件的实例。图3A是描绘包含若干个场极部件(例如场极部件310a及310b)的定子组合件340及外转子组合件330的图示300。在所展示的实例中，外转子组合件330包含内部永久磁体(“IPM”)结构的布置。在此实例中，将磁性区域390的径向边缘展示为面对定子组合件的磁性材料332a及332b的相应结构的表面393a及393b的宽度(例如，外围宽度)的大致一半(即，I / 2)。因此，磁性区域390的表面可包含磁性可渗透结构的表面及磁性材料332a及332b的表面部分。举例来说，外转子组合件330可包含包含磁性材料332的结构(例如，磁体)及磁性可渗透结构334。因此，外转子组合件330包含经配置以面对定子组合件340的极面的子集的磁性区域390的布置，借此至少一个磁性区域390包含磁体332a(或其一部分)、磁性可渗透结构334a及磁体332b (或其一部分)。注意，磁性区域并不限于所展示的实例也不限于本文中的结构。举例来说,磁性区域可包含一个磁体及一个磁性可渗透结构。在其它实施例中，磁性区域可包含任何数目个磁体及任何数目个磁性可渗透结构。此外，术语“磁性区域”可指代磁体与磁性可渗透结构(例如，用于形成磁极)的组合或包含磁性材料的结构与磁性可渗透材料的组合。在一些情况中，磁性区域可指代构成极的那些表面或可指代用于产生极的那些表面或结构或其两者。磁性区域还可称为磁性可渗透结构的表面且可包含或可不包含磁性材料332a及332b或相应磁体的表面393a及393b。因此，磁性区域的表面可与334a的面对定子组合件340的表面共延伸。在至少一个实施例中，磁性材料332具有可配置以修改通过磁性可渗透结构的表面(例如通过磁性可渗透结构334a的表面391)的通量密度的量的轴向长度尺寸303。在一些实施例中，磁性材料332a及332b的结构经极化以在外转子组合件330内围绕旋转轴线(未展示)沿圆周产生磁体通量。
[0075]图3B是描绘包含外转子组合件380a、场极部件群组342及外转子组合件380b的转子-定子结构的图示330。外转子组合件380a包含磁性材料382a及磁性可渗透结构384a，而外转子组合件380b包含磁性材料382b及磁性可渗透结构384b。极面的第一子集364a经配置以面对磁性材料382a及磁性可渗透结构384a的表面，且极面的第二子集364b经配置以面对磁性材料382b及磁性可渗透结构384b的表面。[0076]图3C到3D描绘根据一些实施例的经配置以与外转子组合件互操作的场极部件的实例。如所展示，图3C及3D将场极部件352描绘为具有沿远离旋转轴线345的方向定向的极面的面向外的场极部件。将极面350a展示为包含(至少概念上)各自与图3D的极面350a与350b之间的长度(例如,通量路径或其部分的长度)相关联的若干个单位面积。注意，图3C中的面积单位未按比例绘制且各自等于其它单位面积。极面350a包含单位面积302及单位面积304。在图3D中，单位面积302与极面350a的单位面积302与极面350b的单位面积305之间的长度309相关联。类似地，单位面积304与极面350a的单位面积304与极面350b的单位面积307之间的长度308相关联。长度308相对短于长度309。如此，在长度308上通过的通量具有比在通量在长度309上通过的情况下相对较短的通量路径。极面350a的每一单位面积与延伸到极面350b的另一单位面积的长度相关联。
[0077]场极部件352可由每单位面积的中值或平均长度表征，可通过将与单位面积中的每一者相关联的长度相加并将总和除以极面350a中的单位面积的数目来确定每单位面积的中值或平均长度。每单位面积的平均长度指示场极部件352内所含有的材料(例如磁性可渗透材料)量。沿着每单位的某一平均长度延伸的通量(例如通量单位(例如，总通量单位))经历比每单位面积较长的平均长度少的损耗，例如涡电流或磁滞损耗。当极面350a面对在极面350a的表面积上产生通量密度的磁性区域时，总通量经由气隙(未展示)通过场极部件352。场极部件352的另一特性是，如果沿着轴线将极面350a轴向划分成两个相等半部(即，上半部312及下半部311)，那么上半部312与和相对较短长度的较多面积单位相关联。由于场极部件352在上半部312中具有比在下半部311中宽的尺寸，因此上半部312可提供更多面积单位。特定来说，下半部311与比上半部312少的面积单位相关联，因为场极部件352在下半部311中具有较窄尺寸。由于在上半部312中存在较多面积单位，因此比通过下半部311的通量更多的通量通过包含长度308的相关联长度。如此，比通过与下半部311相关联的较长长度的通量更多的通量通过较短长度。
[0078]鉴于前文，场极部件352提供平均比在沿着旋转轴线具有相当长度的其它定子组合件中发现的短的通量路径。因此，通过极面的总通量通到比其它定子组合件更大量的与相对较短通量路径长度相关联的单位面积中。注意，图3D中(以及本文中别处)所描绘的场极部件(例如场极部件352)并不打算限制于提供笔直通量路径的场极部件。而是，场极部件352可包含提供实质上笔直通量路径的结构属性(例如，偏离不超过60度的通量路径部分的连续段)。
[0079]图3E到3F描绘根据一些实施例的经配置以与内转子组合件互操作的场极部件的实例。如所展示，图3F及3F将场极部件356描绘为具有沿朝向旋转轴线345的方向定向的极面的面向内的场极部件。将极面354a展示为包含各自与图3F的极面354a与354b之间的长度相关联的若干个单位面积。注意，图3E中的面积单位未按比例绘制且各自等于其它单位面积。极面354a包含单位面积324及单位面积326。在图3F中，单位面积324与极面354a的单位面积324和极面354b的单位面积325之间的长度319相关联。类似地，单位面积326与极面354a的单位面积326和极面354b的单位面积327之间的长度318相关联。长度318相对短于长度319。如此，在长度318上通过的通量具有比在通量在长度319上通过的情况下相对较短的通量路径。极面354a的每一单位面积与延伸到极面354b的另一单位面积的长度相关联。[0080]与图3C及3D的场极部件352 —样，场极部件356可由每单位面积的中值或平均长度表征，可通过将与单位面积中的每一者相关联的长度相加并将总和除以极面354a中的单位面积的数目来确定每单位面积的中值或平均长度。每单位面积的平均长度指示场极部件356内的材料量。同样，沿着每单位的某一平均长度延伸的通量经历比每单位面积较长的平均长度少的损耗。当极面354a面对在极面354a的表面积上产生通量密度的(例如，圆锥形磁体，圆锥形内转子组合件等的)磁性区域时，总通量经由气隙(未展示)通过场极部件356。场极部件356的另一特性是，如果沿着轴线将极面354a轴向划分成两个相等半部(即，上半部321及下半部322)，那么上半部321由于场极部件356而与较多面积单位相关联(例如，场极部件356在包含较多面积单位的上半部321中具有较宽尺寸)。下半部322与较少面积单位相关联，因为场极部件356在下半部322中较窄。由于在上半部321中存在较多面积单位，因此比通过下半部322的通量更多的通量通过包含长度319的相关联长度。如此，比通过与下半部322相关联的较短长度的通量更多的通量通过较长长度。在一些情况中，当图3F的场极部件356的轴向长度L等于图3D的场极部件352的轴向长度L时，场极部件352具有比图3F的场极部件356短的每单位面积的平均长度。如此，场极部件352可包含比场极部件356少的材料量且至少在一些情况中经历较少损耗。
[0081]图3G描绘根据一些实施例的用于外转子组合件及内转子组合件的场极部件。有源场极部件341包含安置于场极部件328上的线圈331，而有源场极部件329包含围绕场极部件336安置的线圈333。有源场极部件341及329可具有相等长度。有源场极部件341包含线圈331与极面之间的区335。类似地，有源场极部件329包含线圈333与极面之间的区337。区335及区337分别位于包含有源场极部件341及有源场极部件329的定子组合件的周长处或邻近于所述周长处。此周长的实例为图6B中的定子组合件640的周长651。因此，在一些实例中，图3G的区335及区337位于电机壳体处或邻近于所述电机壳体处，所述电机壳体可由磁性可渗透材料或导电材料或其组合中的任一者制成。当激励线圈331时，磁通量在通量路径338上通过场极部件328，而当激励线圈333时，磁通量在通量路径339上通过场极部件336。由于区335在大小上小于区337，因此有源场极部件341的区335可具有产生磁性链接路径343(例如，从一个区337到另一区337)的减小的可能性，磁性链接路径343原本可能通过电机壳体的表面347且由于此些磁性链接路径343而产生损耗。因此，如果所述电机壳体由磁性可渗透材料组成，那么有源场极部件328的区335相对于由通过电机壳体的表面347的磁性链接路径343产生的磁滞损耗而提供减少的磁滞损耗。或者,如果电机壳体由导电材料组成,有源场极部件328的区335相对于由通过电机壳体的表面347的磁性链接路径343产生的涡电流损耗而提供减少的涡电流损耗。在一些实施例中，所述电机壳体可能既不由磁性可渗透材料也不由导电材料组成。注意，以虚线描绘的外转子组合件353拦截从极面349a发出的磁通量且防止此通量到达电机壳体(未展示)。进一步注意，场极部件328的极面349a及场极部件336的极面349b可具有相对于旋转轴线以相等锐角(例如，40度)定向的表面。
[0082]图3H描绘根据一些实施例的实施外转子组合件的布置的转子结构的实例。将转子结构370展示为包含安置于旋转轴线371上的转子组合件380x及380y。将转子组合件380x展示为包含磁性区域379，磁性区域379又可包含磁体及/或磁性材料382x(或其部分)及磁性可渗透结构384x。转子组合件380y也包含类似于磁性区域379的磁性区域(未展示)，所述磁性区域又可包含磁体及/或磁性材料382y (或其部分)及磁性可渗透结构384y。由于转子组合件380x及380y在经定位以与定子中的场极(未展示)相互作用时各自可贡献于起动转矩，因此来自转子组合件380x或380y或两者的通量可贡献于起动。描绘与转子组合件380x及380y相关联地产生的起动的通量波形在形状及振幅上可实质上彼此类似且如此，转子组合件380x及380y的起动波形的振幅可加在一起(例如，通过叠加原理)。所述起动波形可加在一起以形成复合起动波形。如所展示，转子组合件380x及380y为外转子组合件。
[0083]根据至少一些实施例，转子组合件380x及380y可相对于(举例来说)与旋转轴线371共延伸的轴(未展示)彼此偏移。转子组合件380x及380y可偏移角度A以提供具有比在不存在偏移的情况下小的振幅的复合起动波形。在一些实例中，角度A可经确定以使至少一个起动波形异相(或实质上异相)，其中角度A可为任何度数。在至少一些实例中，角度A可为O度到30度之间的任何角度。复合起动波形可具有减小的振幅，其中偏移的转子组合件380x及380y致使起动波形相对于彼此偏移。在一些情况中，根据各种实施例，偏移的起动波形可彼此抵消(或实质上抵消)以实现对电机的增强的位置控制及相对较平滑的操作。
[0084]角度A可相对于转子组合件及/或在与转子组合件相关联的任何参考点之间提及且可依据围绕轴线371的机械度数来表达。在至少一些实施例中，角度A为转子组合件380x及380y的极之间的角度，例如与转子组合件380x相关联的一个极和与转子组合件380y相关联的另一极之间的角度。举例来说，与转子组合件380x相关联的南极可相对于与转子组合件380y相关联的北极以角度A定位于轴线371上。在至少一些实施例中，角度A可相对于与转子组合件380x相关联的第一参考点及与转子组合件380y相关联的第二参考点来提及。如此实例中所展示，可使用参考点(例如相关联磁性区域379的参考点399a及399b)来确定彼此偏移角度A。在一些情况中，参考点399a及399b各自可表示沿着二等分磁性可渗透结构384w或磁性可渗透结构384z的表面的线或平面的点。参考点可包含其它参考点，例如共同边缘或侧(例如，邻近于磁体，例如磁体382x或磁体382y)上的点。根据至少一些实施例，转子组合件380x及380y可相对于包含参考点的平面偏移，其中所述参考点中的每一者位于包含轴线371的平面中。如所展示，从转子组合件380y向外延伸的射线374y可从定向到转子组合件380x中的另一射线374x偏移。特定来说，包含射线374x(例如，到磁性可渗透结构384w中)的平面372a可从包含射线374y (例如，从磁性可渗透结构384z向外延伸)的另一平面372b偏移角度A。尽管包含射线374x及374y的平面372a及372b可包含旋转轴线371，但所述平面不需受限于此。平面372b 二等分磁性可渗透材料384z使得参考点399b位于相等弧长度398a与398b (例如，沿着以旋转轴线371为中心的圆)之间的中点处。注意，结构特征(例如，用阴影展示的特征377)为任选的且不需要存在于各种实例中。
[0085]图4A及4B描绘根据一些实施例的外转子磁体或转子组合件的实例的不同透视图。在图4A中，转子组合件400包含具有经配置以面对极面的表面483的磁性材料482 (例如，作为永久磁体)及具有也经配置以面对极面的表面485的磁性可渗透结构484。表面483及485可指定转子组合件400的磁性区域及/或极。注意，尽管磁性材料482的表面483经配置以面对极面，但根据一些实施例通量不需要通过表面483。而是，由磁性材料482的结构产生的通量及/或通量密度可磁性耦合到磁性可渗透结构484的侧(S卩，形成穿过所述侧的通量路径)，借此由磁性材料482的结构产生的通量可经由表面485与极面相互作用。
[0086]图4B描绘包含磁性材料482 (例如，作为永久磁体)及磁性可渗透结构484的转子组合件450的另一透视图。磁性可渗透结构484a的表面485a可与通过转子组合件450的中心的中心线472成角度“A”，其中线470与表面485a的至少一部分共延伸。此外，磁性材料482a的表面483a可与中心线472成角度“A” (或任何其它角度)。在一些实施例中，中心线472与旋转轴线一致。中心线472可表示转子组合件450沿垂直于旋转轴线的平面的若干个横截面的几何中心。为了图解说明，图4B描绘具有以中心线472为中心的环形或碟形形状的横截面486，其中横截面486驻存于垂直于中心线472的平面中。此外，举例来说，中心线472可表示转子组合件450关于其对称的线。在至少一些实施例中，表面485a用于与邻近极面(未展示)形成气隙。在至少一个实例中，表面485 (例如表面485a)经配置以与圆锥体的外表面的部分共延伸，而表面483(例如表面483a)可或可不经配置以与圆锥体的外表面成角度A或与所述外表面共延伸。因此，通量路径可在表面485与极面之间通过，而通量路径不需要存在于表面483与极面之间。
[0087]图4C及4D描绘根据一些实施例的外转子组合件的实例的前视图及后视图。图4C描绘包含磁性区域440的布置的转子组合件480的前视图。磁性区域440包含与相应磁性材料482a、磁性材料482b及磁性可渗透结构484相关联的表面部分483a、表面部分483b及表面485，借此表面483a、485及483b经配置以面对极面(未展示)。磁性区域440围绕中心线470径向布置。进一步转到图4C，磁性可渗透结构484a的前视图(例如，其中至少表面485面对场极部件的极面的视图)为圆扇形形状(例如，沿实质上垂直于旋转轴线的平面的“馅饼”状横截面)。在所展示的实例中，可将磁性可渗透结构484a界定为由从(举例来说)点477始发的线471a及线471b包封且由与外半径473a相关联的第一弧或线及与内半径473b相关联的第二弧或线限界的圆的一部分。线471a及线471b可为从点477延伸的第一边界及第二边界，点477为从中心线470偏移的圆(未展示)的中心。注意，内半径473b沿着旋转轴线可在延伸部分中(例如，在图4E的延伸区域426中)为相对恒定的且可在成角度表面部分中(例如，在图4E的成角度表面部分428中)变化。
[0088]返回参考图4C，磁性材料482 (例如磁性材料482c)的前视图指示磁性材料482的侧475a及475b可彼此平行。此外，磁性材料482c还可由与外半径473a相关联的弧或线及与内半径473b相关联的另一弧或线限界。注意，磁性可渗透结构484以及磁性材料482a及482b的形状并不限于所展示的那些形状且可具有任何形状。举例来说，磁性材料482a及482b可为楔形的(未展示)，且磁性可渗透结构484的形状可经定尺寸以具有平行侧，例如侧475a及475b。注意，磁性可渗透结构484以及磁性材料482a及482b的大小(例如，相对大小)并不限于在此图及其它图中所描绘的那些大小。此外，转子组合件480及其变化不需要限于磁性可渗透结构484以及磁性材料482a及482b，而是可包含磁性可渗透结构484以及磁性材料482a及482b的其它材料、结构及/或布置。
[0089]图4D描绘包含图4C的磁性材料482a、磁性材料482b及磁性可渗透结构484的布置的转子组合件480的后视图490，其中磁性材料482a、磁性材料482b及磁性可渗透结构484用于形成磁性区域。表面489a、487及489b分别为磁性材料482a、磁性可渗透结构484及磁性材料482b的后表面。在一些实施例中，在垂直于中心线470的平面中磁性材料482a及磁性材料482b的横截面为实质上矩形的。在各种实例中，磁性材料或磁性可渗透结构的表面中的一者或一者以上可在内半径尺寸处(例如在图4C的内半径473b处)或在外半径尺寸处(例如在图4C的外半径473a处)为弯曲或笔直的(或可由多个笔直部分形成以近似弯曲表面)。在垂直于中心线470的平面中磁性可渗透结构484的横截面可在形状上为梯形的(例如，楔形的)。此外，图4D描绘用于形成磁极460及462的结构的后视图，其中极460为北极且极462为南极。在所展示的实例中，磁体482c的一部分(“N”)482g、磁体482d的一部分(“N” ) 482h及磁性可渗透结构484c形成极460，而磁体482d的一部分(“S”)482j、磁体482e的一部分(“S”)482k及磁性可渗透结构484d形成极462。注意，磁体482c、482d及482e可沿由具有北(“N”)及南(“S”)记号的通量箭头展示的方向极化，借此极化方向可为圆周的(或实质上为圆周的)，且因此，可与围绕中心线470(未展示)的圆相切(或实质上相切)。在一些实例中，极化方向可为圆周的，因为通量大体在围绕中心线及/或旋转轴线的圆(未展示)的圆周处或附近通过。在一些实施例中，磁体482a到482b的部分不需要在后视图中可见。举例来说，图4A及4B的磁体482的轴向长度不需要像磁性可渗透材料484 —样长地沿着中心线472延伸。
[0090]图4E到4G描绘根据一些实施例的外转子组合件的实例的横截面图。图4E的图示420包含外转子组合件的横截面，其中平面(“X-X’”)沿着或穿过旋转轴线412 二等分外转子。所述横截面包含具有沿着旋转轴线412的至少一尺寸子集的延伸部分426及成角度表面部分428。延伸部分426包含内半径(“IR”)421作为沿着旋转轴线412实质上恒定的尺寸。延伸部分426可经配置以变动通过磁性可渗透结构的表面(例如表面425)的通量的量。可通过修改沿着轴线的尺寸(例如轴向长度429)来变动通量的量。所述量的通量可至少由磁性材料产生。在一些实例中，可通过修改可垂直于旋转轴线的另一尺寸(高度427)来变动通量的量。在一些情况中，修改外转子组合件的外半径(“0R”)499可影响高度427以修改通量的量。此外，修改高度427以修改通量的量可或可不影响外直径499。将成角度表面部分428展示为在距旋转轴线412的多个径向距离423处具有表面，借此径向距离423在沿着旋转轴线412更远离延伸部分426的轴向距离处增加。但注意，在一些情况(未展示)中径向距离423不需要变化。举例来说，对于沿着旋转轴线的一个或一个以上长度子集或范围，一个或一个以上径向距离子集可为恒定或实质上恒定的。如所展示，内部永久磁体(“IPM”)的内部分及/或磁性可渗透材料及磁性材料的部分安置于距旋转轴线比径向距离423大的径向距离处。
[0091]在一些实施例中，磁体482a到482b的部分不需要在后视图中可见。举例来说，图4A及4B的磁体482的轴向长度不需要沿着中心线472延伸与磁性可渗透材料484沿着旋转轴线延伸一样长。因此，磁体482可嵌入于磁性可渗透材料中，使得其不需要轴向延伸穿过转子组合件的轴向长度。在一些实施例中，具有比磁性可渗透材料484短的轴向长度的磁体482可邻近可包含任何材料(例如塑料)的补充结构431安置。在一些实例中，补充结构431可包含减少或防止磁性可渗透材料484的结构之间的磁短路的任何材料。尽管磁体482可安置于成角度表面部分428中，但其可安置于延伸部分的一部分中或可从其省略。在一些实施例中，磁体482的表面483可由表面483与相应气隙及/或极面之间的磁性可渗透材料覆盖。[0092]图4F的图示410是根据至少一个实施例的外转子组合件432的横截面的透视图，其中平面(“X_X’”)411沿着旋转轴线412 二等分外转子组合件。延伸部分426的内直径可包含一个或一个以上径向距离。在所展示的实例中，内直径可包含旋转轴线412与延伸部分426中用于磁体482及磁性可渗透结构484的表面之间的径向距离413及414。在一些情况中，径向距离413与414可为相同的。
[0093]图4G的图示430是根据至少一个实施例的外转子组合件432的横截面的另一透视图。如所展示，磁体482及磁性可渗透结构484的表面可在距旋转轴线的相同或不同距离处(例如，磁体482及磁性可渗透结构484的表面可驻存于圆锥体的相同或不同内或外表面部分上)。因此，磁性可渗透结构484的表面437及磁体482的表面439可类似或不同地定尺寸。在所展示的特定实例中，磁性可渗透结构484的表面437可安置于距旋转轴线径向距离433处，而磁体482的表面439可安置于距旋转轴线径向距离435处。注意，在至少一些实施例中，磁性可渗透结构484的表面437经配置以在成角度表面部分中在极面(未展示)与外转子组合件432之间输送通量。因此，磁体的表面439不需要与表面437与其共延伸的相同圆锥形空间共延伸。而是，可将磁体的表面439描述为相对于表面437“凹入”。由于可与磁性可渗透结构484的表面437相关联地界定气隙，因此距离435可等于或大于相对于旋转轴线的距离433。此外，表面439可具有任何形状，并不限于图4G中所展示的形状。
[0094]图5A及5B描绘根据一些实施例的定子组合件的实例的不同视图。图5A是描绘包含各自包含具有极面514a及514b的场极部件510及线圈512的有源场极部件的布置的定子组合件540的图示500。如所展示，极面514a及相应极靴的部分安置于定子组合件540的部分513a中且极面514b安置于定子组合件540的部分513b中。极面514b及部分513b经配置以延伸到转子组合件540的内部区域524中。根据一些实施例，内部区域524为经配置以接纳部分513b的开口、空间或腔且可形成为具有平截头体形状。如已知，平截头体是具有第一平面基底(例如，底部基底)及第二平面基底(例如，顶部基底)的基于圆锥体的形状，借此通过沿着垂直于圆锥体的高度的平面切掉圆锥体的尖端来形成第二基底。在此实例中，圆锥体的高度(未展示)位于沿着旋转轴线520处。内部区域524可由垂直于旋转轴线520通过的平面533及535形成。平面533及535通过或切穿安置于旋转轴线520上的圆锥体的圆锥形边界515，其中圆锥体的顶点511b位于旋转轴线520上。在至少一个实例中，平面533及535可分别形成平截头体形内部区域524的第一基底及第二基底。圆锥形边界515经定向以便从顶点511b延伸以在圆锥形边界515的内部包封旋转轴线520上的另一点511a。点511a可充当将部分513a包封在内的圆锥形边界(未展示)的另一顶点。举例来说，转子组合件540的磁性区域的成角度表面525安置于在圆锥形边界515外部的区域523内，而极面514b驻存于在圆锥形边界515内部的区域521中。此外，极面514b可相对于旋转轴线520以一角度定向，借此所述角度相对于与成角度表面525共延伸的角度为相同或不同的。
[0095]图5B是描绘包含各自包含具有极面514a及514b的场极部件510以及线圈512的有源场极部件的布置的定子组合件580的侧视图的图示550。线圈512可安置于线轴516上或上方。如图5A及5B中所展示,极面514a及514b经配置以与和(举例来说)旋转轴线成角度的线或表面对准。此外，极面514a及514b包含被轮廓化为也与成上述角度的线或表面对准或由所述线或表面限界的表面(或其部分)。因此，极面514a及514b可包含凸表面部分。根据一些实施例，极面514a及514b可为实质上平坦或平坦的。极面的实质上平坦或平坦表面可与圆锥形空间的至少一个或一个以上部分共延伸。在一个实例中，来自极面514a及514b的群组的极面的宽度可或可实质上与以旋转轴线为中心的圆上的弧一致。对于图5A的定子组合件540及图5B的580，极面的宽度可随着(举例来说)场极部件的数目增加而减小。所述宽度随着所述弧构成圆的直径的更小部分而减小，且随着所述弧减小，所述弧近似极面的表面可由其限界的线。
[0096]图6A描绘根据一些实施例的经配置以彼此相互作用的外转子组合件及定子组合件。外转子组合件630及定子组合件640可在共线布置时彼此相互作用。图示600描绘包含磁体632及磁性可渗透结构634的转子组合件630。转子组合件630经配置而以中心线602b为中心，中心线602b可与旋转轴线一致。相应磁体632及磁性可渗透结构634的表面683及表面685可与和中心线602b成角度A定向的线670或表面共延伸或可由线670或表面限界。在一些实施例中，磁性可渗透结构634的表面685仅需要以角度A定向以与极面614形成气隙，其中表面683任选地以角度A定向。将定子组合件640展示为包含极面614的子集，其中若干个场极部件的尺寸建立定子组合件640的周长651。所述若干个场极部件的尺寸还可建立直径657，如图6B中所展示。返回参考图6A，封壳642可界定极面614 (或其表面部分)定向于其中的一个或一个以上边界，其中封壳642以中心线602a为中心。在一些情况中，封壳642为可外接极面614的表面的圆锥形三维空间。封壳642的内表面可与至少一个角度B—致。注意，角度B可与角度A相同或可与其不同(例如，气隙可具有均一径向厚度或可具有沿着轴线在厚度上变化的可变轴向厚度)。定子组合件640还可以中心线602a为中心。至少在一些情况中，中心线602a及602b可与旋转轴线一致。注意，尽管封壳642可界定极面614的边界，但所述极面不需要在所有实例均为轮廓化的或凸状的。举例来说，极面614可包含以角度B定向于由封壳642规定的边界内的平坦部分。
[0097]图6B到6C描绘根据一些实施例的用于确定极面的表面积的场极部件的横截面。可如下确定图6A的角度A及/或B。一般来说，转子-定子结构是基于空间约束(例如转子-定子结构将驻存于其中的体积)而设计的。因此，图6A的定子组合件640可经配置以具有周长651及/或直径657。图6B描绘沿垂直于旋转轴线656的平面的横截面650，其中有源场极部件布置为周长651内的定子组合件。横截面650可位于图6A的线圈区域644内，线圈轴向安置于线圈区域644中(例如，所述线圈可沿轴向方向卷绕以在线圈区域644中的场极部件内在沿着图6B的旋转轴线656的方向上产生安匝(“AT”)通量)。有源场极部件包含图6B的线圈652及场极部件654。可在线圈区域644中在有源场极部件内确定通量的所要量(例如，通量的总量)以产生转矩值。在气隙处产生的通量密度可受用于磁体632的磁性材料影响(例如，钕磁体产生比(例如)陶瓷磁体大的通量密度)。因此，可选择特定磁性材料以产生在具有图6C的横截面积665的场极部件的一部分中实现所要量的通量的通量密度，图6C描绘横截面660。横截面积665可提供穿过场极部件的所要量的通量(例如，由至少AT产生的通量及磁性材料产生的通量组成的总通量)。在一些情况中，横截面660可垂直于图6A的中心线602a。举例来说,可将横截面660描绘为图6A的定子组合件640的场极部件641的横截面661，其中横截面661在垂直于中心线602a的平面(未展示)中。[0098]图6D图解说明根据一些实施例的依据线圈区域中的通量及/或由至少一个磁性区域产生的通量密度确定的极面的表面积，所述表面积与参考线成角度定向。图6A的极面614的表面积694可基于线圈区域644中的通量及由磁性区域的至少一个磁体632产生的通量密度，其中的任一者(或两者)可影响所要转矩量的产生。因此，可依据由磁体632的磁性材料产生的通量确定表面积694，所述通量相切于围绕中心线602a的圆而始发(即，如由极化方向确定)。可确定角度B以实现表面积694。注意,表面积694大于横截面积665,借此增强场极部件内的磁体产生的通量的浓度。极面614a以角度B (例如，与中心线602a的锐角)定向以建立表面积694。注意，图6D中的描绘是从法向于极面614a的表面的线上的点观看的。在一些情况中，极面614a的至少一部分与圆锥体的一部分共延伸。可确定角度A以相对于旋转轴线定向至少磁性可渗透结构684的表面685以形成气隙。
[0099]图7描绘根据一些实施例的转子-定子结构的横截面，其中场极部件邻近于磁性区域定位以形成气隙。横截面700包含在外转子组合件的部分之间定向的场极部件710a、710b及710c。特定来说，场极部件710a位于磁性区域790a与磁性区域790b之间。气隙711形成于磁性区域790a与场极部件710a的极面(未展示)之间且另一气隙713形成于磁性区域790b与场极部件710a的另一极面(未展示)之间。磁性区域790a包含磁体732a (或其部分)及磁性可渗透结构734a，且磁性区域790b包含磁体732b (或其部分)及磁性可渗透结构734b。在操作中，在其中磁性区域790a形成北极且磁性区域790b形成南极的实例中，通量路径(或其一部分)可从磁性区域790a经由场极部件710a延伸到磁性区域790b。在此实例中，磁体732a (或其部分)包含朝向磁性可渗透结构734a定向的北极且磁体732b(或其部分)包含沿远离磁性可渗透结构734b的方向定向的南极。注意，尽管将磁性区域790a及790b展示为偏移的，但其并不需要如此。
[0100]图8A描绘根据一些实施例的转子-定子结构部分的横截面，其图解说明一个或一个以上通量路径实例。图示800包含安置于转子组合件830a与830b之间的场极部件810a、810b及810c。如所展示，通量路径部分891a可从转子组合件830a中的磁性可渗透结构834a延伸穿过场极部件810a到达转子组合件830b中的磁性可渗透结构834b。通量路径部分891a也通过形成于场极部件810a与相应转子组合件830a及830b之间的气隙711及713。将磁性可渗透结构834b以及磁体832a及832c (或其部分)展示为构成形成南(“S”)极的磁性区域890e。所述通量路径部分从磁性区域890e通到形成北(“N”)极的磁性区域890d。将磁性可渗透结构834c及至少磁体832a (或其一部分)展示为构成磁性区域890d。通量随着通量路径部分891b离开转子组合件830b且在进入磁性区域890a (即，南极)的磁性可渗透结构834d之前通过场极部件810b,磁性区域890a还包含至少磁体832b。通量通到由磁性可渗透结构834a以及磁体832b及832d (或其部分)组成的磁性区域890b (即，北极)，借此建立闭合通量路径。根据所展示的实例，转子组合件830a及830b以及场极部件810a及810b形成闭合通量路径。闭合通量路径的部分沿相反方向或沿实质上相反方向通过至少场极部件810a及810b以及至少转子组合件830a及830b。在一些情况中，闭合通量路径的第一部分可沿与闭合通量路径的通过转子组合件830a的第二部分实质上相反的方向通过转子组合件830a。举例来说，闭合通量路径的第一部分可沿围绕旋转轴线的一个方向(例如，顺时针)通过转子组合件830a，且闭合通量路径的第二部分可沿围绕旋转轴线的另一方向(例如，逆时针)通过转子组合件830b。[0101]在特定实施例中，转子-结构可经配置使得通量路径部分891a可在转子组合件830b中分离以形成通量路径部分891b及通量路径部分891c。通量路径部分891b通过场极部件810b，而通量路径部分891c通过场极部件810c。来自磁性区域890e的通量进入包含磁性可渗透结构834e及至少磁体832c (或其一部分)的磁体区域890f (即，北极)。所述通量离开转子组合件830b且通过场极部件810c并进入转子组合件830a的磁性区域890c (B卩，南极)中。磁性区域890c包含磁性可渗透结构834f及至少磁体832d (或其一部分)。注意，通量路径部分891c的产生为任选的且不需要存在于各种实施例的每一转子-定子结构中。也注意，“通量路径部分”不需要限制于所展示的那些通量路径部分，而是可为通量路径的任何部分且具有任何长度。
[0102]图SB描绘根据一些实施例的转子-定子结构部分的横截面，其图解说明特定通量路径实例。类似于图8A，图示850包含安置于转子组合件830a与830b之间的场极部件810a、810b及810c。将主通量路径(或其部分)展示为沿圆周横穿转子组合件830a中的磁体子集中的一个磁体且沿圆周横穿转子组合件830b中的另一磁体子集中的另一磁体。根据一些实施例，主通量路径通过转子组合件中的通常提供主要量的通量(例如，磁体产生的通量)借此相对于下文所描述的其它磁性材料(例如加强磁体)主要贡献于通量产生(例如，转矩产生)的磁体。为了图解说明，考虑在转子组合件830a中主通量路径(或其部分)从与磁性可渗透材料834d相关联的点820通过磁体832b到达与磁性可渗透材料834a相关联的点821。所述主通量路径可包含点821与827之间的通量路径部分891a，所述主通量路径轴向横穿场极部件810a。在转子组合件830b中，主通量路径(或其部分)从与磁性可渗透材料834b相关联的点827通过磁体832a到达与磁性可渗透材料834c相关联的点826。所述主通量路径可包含点826与820之间的通量路径部分891b,所述主通量路径轴向横穿场极部件810b，借此形成闭合通量路径。将另一主通量路径展示为包含在转子组合件830a中沿圆周从点823通过磁体832d (例如，作为磁体子集中的一个磁体)到达点822及在转子组合件830b中从点828通过另一磁体832c (例如，在另一磁体子集中)到达点829的通量路径部分。
[0103]图8B还展示省略或绕过转子组合件830a中的磁体832b及832d以转子组合件830b中的磁体832a及832c的通量路径(或其部分)。所述通量路径主要沿绕过转子组合件830a或转子组合件830b中的磁体子集中的磁体的圆周方向横穿。考虑以下实例，其中在转子组合件830a中通量路径(或其部分)从点820经由点861通到点821，借此绕过磁体832b。点861表示与经配置以加强沿着(举例来说)路径部分891a通过的通量的量的结构813a相关联的点。结构813a还可经配置以提供磁性返回路径。所述通量路径可接着在点821与827之间轴向通过场极部件810a。在转子组合件830b中，通量路径(或其部分)从点827经由包含点863的结构813b通到点826。所述通量路径从点826通到点820，借此形成闭合通量路径。将另一通量路径(或其部分)展示为包含在转子组合件830b中从点828经由包含点864的结构813d通到点829及在转子组合件830a中从点823经由包含点862的结构813c通到点822的通量路径部分。注意，结构813a、813b、813c及813d可包含相同或不同元件及/或组成。
[0104]图SC是描绘根据一些实施例的转子组合件的结构的元件的图示。图示851包含如图8A及SB中所描绘的转子组合件830a以及结构813a。结构813a经配置以加强沿着通量路径通过的通量的量且提供磁性返回路径。此外，结构813a可重新定向在点820与821之间通过的通量的所述方向。举例来说，结构813a的缺失致使通量沿与由箭头描绘的方向相反的方向(即，沿从点821 ( “N”)到点820 ( “S，，)的方向)在点820与821之间通过。在所展示的实例中，结构813a包含磁性材料(例如磁体816a及816b)及/或提供磁性返回路径且屏蔽外部区域以免暴露于杂散通量的通量导体屏蔽物。通量导体屏蔽物可包含在一些情况中可等效于图8A及SB的场极部件810a到810c的磁性可渗透材料的磁性可渗透材料。返回参考图8C，磁体816a及816b的极化方向影响在点820与821之间行进的通量的方向。在各种实施例中，磁体816a及816b可表示轴向加强磁体或径向加强磁体(例如，内径向加强磁体或外径向加强磁体)。
[0105]图9A到9C描绘根据一些实施例的转子-定子结构部分的横截面，其图解说明一个或一个以上通量路径部分的实例。图示900描绘安置于转子组合件930a与930b之间的场极部件910a及910c的横截面。如所展示，横截面X_X’为转子组合件930a与930b之间的场极部件910a的横截面，其中横截面X-X’为沿轴向方向延伸穿过包含磁性可渗透结构(“S”)922a的南磁极及包含磁性可渗透结构(“N”)920a的北磁性的中平面。所述中平面将场极部件910a划分成大致两半(例如，在任一侧上包含从50 / 50到60 / 40的百分比)。类似地，横截面Y-V为转子组合件930a与930b之间的场极部件910c的横截面，其中横截面Y-Y’也为沿轴向方向延伸穿过包含磁性可渗透结构(“N”)920b的北磁极及与另一磁体可渗透结构(“S”)922b相关联的南磁极的中平面。横截面Y-Y’将场极部件910c划分成大致两半。
[0106]图9B描绘场极部件910a的横截面(“X_X’ ”) 901，其中通量路径部分991在分别对应于磁性可渗透材料922a及920a的转子组合件940a及940b的横截面之间延伸。在一些实施例中，场极部件910a经配置以提供通量路径部分991通过场极部件910a的位于距参考线(例如，旋转轴线)比场极部件910a的其它部分(例如，部分905)远的一个或一个以上距离处的部分904。场极部件910a的部分904可具有比场极部件910a的其它部分短的轴向长度。举例来说，安置于部分904内的一个或一个以上压层可具有比安置于场极部件910a的其它部分中的压层的长度短的长度。注意，在转子组合件940a的横截面中在磁性可渗透结构的表面上的点962可在距参考线999 (例如，旋转轴线)径向距离996处，且极面上的点964可在距参考线999径向距离994处，其中两个点962及964可位于(举例来说)可垂直于参考线999的平面960中。在外转子组合件中，径向距离996大于径向距离 994。
[0107]图9C描绘场极部件910c的横截面(“Y-Y’ ”) 903，其中通量路径部分993在转子组合件942a及942b的横截面之间延伸。在一些实施例中，场极部件910c经配置以提供通量路径部分993通过场极部件910a的部分906，类似于图9B的通量路径部分991。注意，在至少一些实例中，通量路径部分993可表示图8A的通量路径部分891b或891c。
[0108]图10描绘根据一些实施例的沿着形成于磁性区域与极面之间的气隙的视图。图示1000是气隙1090的沿着(举例来说)圆锥形封壳的弯曲表面(未展示)的视图，借此所述气隙可与弯曲表面共延伸或位于所述弯曲表面上。此外，图示1000还描绘面对场极部件1010的极面的磁性区域1040，其中磁性区域1040包含磁体1032(或其部分)及磁性可渗透结构1034。场极部件1010的极面与磁性区域1040(或其一部分)建立气隙1090。如所展示，所述极面的表面包含场极部件1010的接近磁体1032中一者的一侧与场极部件1010的接近另一磁体1032的另一侧之间的弯曲表面。
[0109]图1lA到IlC描绘根据一些实施例的场极部件的各种视图。图1lA是包含极面1114a及1114b以及极芯1111的场极部件1110的俯视图。如所图解说明，极面1114a包含表示指示凸表面的轮廓的虚线。注意，表示所述轮廓的虚线可表示使用压层来形成场极部件1110，且所述虚线可表示可用于形成极面1114a及1114b以及场极部件1110的任何数目的压层。图1lb是包含至少极面1114a的场极部件1110的透视图，其中场极部件1110由压层的堆叠1174形成。线1170可表示通过图1lC中所展示的场极部件1110的部分1172的通量路径。部分1172是位于距旋转轴线一距离处的轴向部分或横截面部分。在一些实施例中，部分1172为具有促进通量密度的减小以减少原本可能伴随较高通量密度的损耗的尺寸的轴向部分。图1lC是展示场极1110的横截面图1120及侧视图1130的图示1150。横截面图1120描绘在下部部分处具有宽度W2的压层的堆叠，其中对于压层的上部部分，所述压层在宽度上增加到最多达(举例来说)宽度W1。横截面图1120可位于垂直于旋转轴线的平面中，但其并不需要如此(例如，横截面可垂直于在线圈区域中产生的通量的方向且沿AT通量产生的方向)。在一些实施例中，举例来说，轴向部分1160包含在距参考线1199 (例如，旋转轴线)径向距离1196 (例如，与轴向部分1160相关联的压层中的每一者的径向距离的平均径向距离)处在垂直于旋转轴线的平面中具有宽度Wl的一个或一个以上压层，且轴向部分1162可包含可位于径向距离1194(例如，与轴向部分1162相关联的压层中的每一者的径向距离的平均径向距离)处的具有宽度W2的一个或一个以上压层。注意，在所展示的实例中，径向距离1196大于径向距离1194。此外，注意，轴向部分1160具有在大致径向距离1196处在两个极面1114a与1114b之间延伸的轴向长度1190，且轴向部分1162具有在大致径向距离1194处在两个极面之间延伸的轴向长度，其中轴向长度1190小于径向距离1194处的轴向长度。此可促进原本可能伴随较长压层的损耗的减少。注意，宽度Wl及W2可表示相应轴向部分中的压层或通量导体的平均宽度。
[0110]图12描绘根据一些实施例的转子组合件的作为北极或南极的磁性区域。图示1200描绘转子组合件1230的磁性区域1240，其中磁性区域1240 (例如，如由虚线展示)包含磁体1232a及1232b以及磁性可渗透材料1234。可将磁性区域1240配置为北极1220或南极1222。可将北极1220实施为具有或不具有磁体1232a及1232b的磁性可渗透材料1234。如所展示，磁体1232a及1232b可经极化使得其北极朝向或实质上朝向磁性可渗透结构1234的侧定向。在一些实施例中，磁体1232a及1232b的极化可沿实质上正交于在相同场极部件的两个极面之间轴向延伸的线的方向。如所展示，磁体1232a及1232b的表面可极化为北极且来自其的通量以表面1235为转子组合件1230的北极(或实质上为其北极)的方式进入磁性可渗透材料1234。或者，可将南极1222实施为具有或不具有磁体1232a及1232b的磁性可渗透材料1234，其中磁体1232a及1232b使其南极朝向或实质上朝向磁性可渗透结构1234的侧定向。在一些实施例中，磁体1232a及1232b的极化可沿实质上正交于在相同场极部件(未展示)的两个极面之间轴向延伸的圆周方向。举例来说，极化1241的方向可实质上正交于在相同场极部件的两个极面之间轴向延伸的线1243。如所展示，可将磁体1232a及1232b的表面极化为南极，借此通量以表面1235为转子组合件1230的南极(或实质上为其南极)的方式通过表面1235进入磁性可渗透材料1234。[0111]图13A到13C描绘根据一些实施例的用以形成转子磁体或转子组合件的磁性区域的磁体及磁性可渗透材料的实施方案。图13A的图示1300描绘转子组合件1330的磁性区域1340，其中磁性区域1340包含磁体1332a及1332b以及磁性可渗透材料1334。在一些实施例中，转子组合件1330中的磁性材料具有可配置以修改通过磁性可渗透结构1334的至少表面的通量密度的量的轴向长度尺寸的部分(“W”)1302。
[0112]图13B图解说明根据一实施例的磁体1332a的各种视图。视图1301是磁体1332a的侧视图，其展示极化为南极(“S”)的一侧。如所展示，磁体1332a具有配置为通量进入其中的南极的侧部分1351b。此外，磁体1332a还包含可经配置以增加通过磁性可渗透结构1334的表面的通量的量的轴向延伸区1351a。可通过修改轴向延伸区1351a的宽度Wl或高度Hl或两者来变动通量的量。如此，轴向延伸区可经配置以增加通过磁性可渗透结构1334的表面的通量的量。视图1311描绘根据一实施例的经配置以面对极面的表面1333的前视图。如所展示，磁体1332a具有沿一个方向(例如，作为北极)极化的表面及沿指示南极的方向极化的另一表面。视图1321为磁体1332a的侧视图，其展示极化为北极(“N”)的一侧。如所展示，磁体1332a具有配置为其中发出通量的北极的侧部分1353b。此外，磁体1332a还包含可经配置以增加通过磁性可渗透结构1334的表面的通量的量的轴向延伸区1353a。可通过修改视图1301的轴向延伸区1353a或轴向延伸区1351a的宽度Wl或高度Hl或两者来变动通量的量。通量1390a可法向于表面部分1353b而发出，如所展示。
[0113]图13C图解说明根据一实施例的磁性可渗透材料1334的各种视图。视图1303是磁性可渗透材料1334的侧视图，其展示磁性可渗透材料1334的经配置以邻近磁体1332a的一侧安置以从与图13B的侧部分1353b相关联的北极接收通量1390a的一侧。在此视图中，磁性可渗透材料1334包含经配置以邻近于图13B的侧部分1353b的侧部分1361b及经配置以邻近于轴向延伸区1353a的轴向延伸区1361a。轴向延伸区1361a包含可经修改(如与轴向延伸区1351a及1353a可相同)以增强通过磁性可渗透材料1334的表面的通量密度以实施磁极的宽度W2或高度H2。类似地，视图1321是磁性可渗透材料1334的另一侧视图，其展示也经配置以邻近未展示的磁体的另一侧部分安置以从另一北极(例如，从磁体1332b)接收通量1390b的另一侧。在此侧视图1321中，磁性可渗透材料1334包含经配置以邻近于未展示的另一磁体的另一侧部分及另一轴向延伸区的侧部分1363b。视图1313描绘根据一实施例的经配置以面对极面的表面1335的前视图。如所展示，磁性可渗透材料1334具有经配置以作为一极(例如北极)操作以提供通量1392的表面1335，所述通量从邻近于视图1303及1321中所展示的侧的磁体始发。在一些实施例中，磁性可渗透结构1334的表面经配置以包含比磁体1332a或磁体1332b的表面大的通量密度。在各种实施例中，磁体1332a及磁体1332b的侧的面积共同大于表面1335的表面积。
[0114]图13D到13E描绘根据一些实施例的形成转子磁体或转子组合件的磁性区域的磁体及磁性可渗透材料的各种极化方向及表面定向的实例。图13D的图示1340描绘围绕中心线1349径向布置的磁体1342a及1342b以及磁性可渗透材料1352的前视图。在至少一些实施例中，极化方向法向于磁体表面的表面或磁性可渗透材料的表面或两者。在一些实施例中，射线1344a及1344b可表示磁体1342a及1342b的极化方向。举例来说，极化方向可由从点1345延伸(在空间中或相对于磁体表面)的射线1344b表不，点1345可位于以中心线(例如，旋转轴线)为中心的圆上。以虚线展示中心圆的部分1388。极化方向可相切于平面中以中心线为中心的圆而定向以沿圆周方向产生通量。因此，射线1344a及1344b可相对于磁体表面1346a及1346b表不磁体1342a及1342b的极化方向。磁体1342a及1342b的极化方向引起表示沿圆周通过的通量(即，通量沿着在距中心线1349径向距离1391处由圆部分1388外接的路径通过)的通量路径部分。因此，磁体1342a及1342b可经配置以沿着圆周通量路径部分产生磁体通量。根据一些实施例，磁体1342a及1342b经磁化使得磁体1342a及1342b的极化方向法向于表面1346a及1346b,法向向量描绘表面1346a及1346b的定向，如由射线1344a及1344b表示。但磁体1342a及1342b可经磁化使得磁体1342a及1342b的极化方向可与表面1346a及1346b成角度(即，与法向或表示磁体的表面的方向的法向向量成角度)。根据一些实施例，磁性材料(例如磁体1342b中的磁性材料)的极化方向可位于第一平面1393中，第一平面1393垂直于或实质上垂直于包含中心线1349及从磁性可渗透材料1352的面对表面1386上的点发出的法向向量1389的第二平面(例如，平面1387)，借此第二平面1387径向二等分磁性可渗透材料1352。面对表面1386经配置以面对场极部件的极面。
[0115]在一些实施例中，通量路径的部分可实质上在进入(或离开)磁体的第一点与离开(或进入)磁体的第二点之间引导。因此，通量路径的部分可在磁性材料内为相对笔直的(但不需要如此)。举例来说，通量可实质上笔直通过磁性材料使得其对应于极化方向而离开(或进入)磁性材料。在一些实施例中，通量路径的部分可从表面1346a或1346b始发。通量可通到磁性可渗透材料1352中，其中其方向经更改使得其沿着(举例来说)非笔直或弯曲通量路径部分离开磁性可渗透材料1352的表面。在一些实例中，磁性可渗透材料1352中的通量路径或通量路径部分可包含磁性可渗透材料1352的邻近于磁体的表面与磁性可渗透材料1352的邻近极面的表面之间的非笔直部分。
[0116]在一些实施例中，射线1344a及1344b可表示磁体与磁性可渗透材料之间的通量路径(或通量路径部分)的方向。举例来说，射线1344a及1344b可表示在磁体与磁性可渗透材料之间的界面处或附近的通量路径的一部分。在一些实施例中，射线1344a及1344b可与通过磁体与磁性可渗透材料之间的界面的通量路径(或通量路径部分)共延伸。注意，在图13D及13E中将通量路径描绘为射线1344a及1344b并不打算为限制性的。举例来说，由射线1344a及1344b表示的通量路径(或其部分)可在磁体与磁性可渗透材料之间沿任何方向成任何角度(除与包含中心线1349及磁体表面的平面成O度或平行于所述平面之外)且包含笔直部分及/或弯曲部分。尽管将磁体表面1346a及1346b以及表面1348a及1348b描绘为与平行于中心线1349的平面共延伸，但这些表面并不打算为限制性的。表面1346a及1346b以及表面1348a及1348b可与和中心线1349成非零角度的平面共延伸。
[0117]图13E的图示1360描绘围绕中心线1362径向布置的磁体1342a及1342b以及磁性可渗透材料1352的透视图。因此，射线1364a及1364b可相对于射线1364a及1364b (例如，与其成角度Y及Z)表示磁体1342a及1342b的极化方向及/或通量路径的大体方向，射线1364a及1364b表示磁体表面的法向向量或以中心线1349为中心的圆的且通过空间中的点(例如图13D的点1345)的切线。角度Y及Z可表示与射线1364a及1364b的介于从O度到65度的范围内的任何角度(即，与磁体表面成90度到25度)。根据一些实施例，当用于描述(举例来说)极化方向时，术语“实质上垂直”可指代与和磁体表面的至少一部分成90度的线部分(例如法向向量)的角度范围。或者，可从形成于磁性可渗透材料的表面与极面之间的通量路径提及所述角度范围。在一个实例中，角度范围可包含相对于法向向量的从O度到65度的任何角度(即，与磁体表面部分成90度到25度)。在一些实施例中，图13D的表面1346a及1346b以及表面1348a及1348b可与和中心线1362成角度的平面(或包含中心线1362的平面)共延伸。举例来说，图13E描绘磁体可渗透材料1352的侧或表面可配置为与和中心线1362成角度的平面(未展不)共延伸的表面1366。表面1366可增加磁性可渗透材料1352的侧的表面积，且可增强通过磁性可渗透材料1352的经配置以面对极面的表面的通量的量。根据各种实施例，极化方向及/或通量路径部分可或可不从磁体或磁性材料的表面1346a及1346b及/或磁性可渗透材料的表面1348a及1348b的方向变化。此外，磁体或磁性材料的表面1346a及1346b及/或磁性可渗透材料的表面1348a及1348b的方向可或可不为平坦的及/或可或可不定向于与包含旋转轴线的平面成角度的平面中。根据一些实施例，当用于描述(举例来说)磁体表面的定向方向时，术语“实质上法向”可指代与和具有磁体表面上的至少一点的切平面成90度的线的角度范围。所述角度范围中的角度的实例包含相对于法向向量的从O度到65度的任何角度。
[0118]图14是根据一些实施例的包含转子组合件的转子-定子结构1400的分解图。图14描绘包含至少两个转子组合件1430a及1430b的转子组合件，至少两个转子组合件1430a及1430b安装于轴1402上或固定到轴1402使得转子组合件1430a及1430b中的每一者安置于可由(举例来说)轴1402界定的旋转轴线上。定子组合件可包含围绕轴线布置的有源场极部件1410a。有源场极部件1410a可包含线圈1412、具有极面1414的场极部件1413及线轴1415。有源场极部件1410a的极面1414的子集可经定位以面对转子组合件1430a及1430b中的磁性区域1440的布置以建立气隙。在一些实施例中，磁性区域1440可表示一个或一个以上表面磁体。转子组合件1430a及1430b可分别包含支撑结构1438a及支撑结构1438b。此外，轴承1403可安置于转子-定子结构1400的转子组合件1430a及1430b的端之间的轴向长度内。
[0119]图15是根据一些实施例的包含转子组合件的转子-定子结构1500的分解图。图15描绘包含至少两个转子组合件1530a及1530b的转子组合件，至少两个转子组合件1530a及1530b安装于轴1502上或固定到轴1502使得转子组合件1530a及1530b中的每一者安置于可由(举例来说)轴1502界定的旋转轴线上。定子组合件可包含围绕轴线布置的有源场极部件1510a。有源场极部件1510a可包含线圈1512、具有极面1514的场极部件1513及线轴1515。有源场极部件1510a的极面1514的子集可经定位以面对转子组合件1530a及1530b中的包含磁体1532及磁性可渗透结构1534的磁性区域的布置以建立气隙。此外，轴承1503可安置于转子-定子结构1500的转子组合件1530a及1530b的端之间的轴向长度内。
[0120]图16是根据一些实施例的包含内转子组合件的转子-定子结构1600的分解图。图16描绘包含至少两个内转子组合件1630a及1630b的转子组合件，至少两个内转子组合件1630a及1630b安装于轴1602上或固定到轴1602使得转子组合件1630a及1630b中的每一者安置于可由(举例来说)轴1602界定的旋转轴线上。图16描绘其中安置磁性区域1690的圆锥形空间的边界1603。极面1614安置或布置于圆锥形空间的边界1603外侧。因此，磁性区域1690与圆锥体的内表面共延伸,而极面1614与圆锥体的外表面共延伸。定子组合件1640可包含围绕轴线布置的有源场极部件1610a、1610b及1610c。有源场极部件1610a可包含线圈1612及形成于场极部件1611a的端处的极面1614。有源场极部件1610的极面1614的子集可经定位以面对磁性区域1690的布置以建立气隙，所述布置可包含表面磁体(例如,磁性材料,包含永久磁体)及/或可包含磁性材料(例如,包含永久磁体)与磁性可渗透结构的组合作为转子组合件1630a及1630b中的内部永久磁体(“IPM”)。转子组合件1630a及1630b可分别包含支撑结构1638a及支撑结构1638b。
[0121]图17是根据一些实施例的包含外转子组合件及内转子组合件两者的转子-定子结构的横截面图。转子组合件包含至少两个转子组合件1738a及1738b，至少两个转子组合件1738a及1738b安装于轴1702上或固定到轴1702使得内转子组合件中的每一者包含安置于可由(举例来说)轴1702界定的旋转轴线上的磁性区域1732b。此外，转子组合件1738a及1738b还可包含外转子组合件的磁性区域1732a。定子组合件可包含围绕轴线布置的有源场极部件1710a及1710b，其两者包含线圈1712。有源场极部件1710的极面的子集可经定位以面对磁性区域1732a及1732b的布置以建立气隙，所述布置可包含表面磁体或可包含磁体及磁性可渗透结构作为转子组合件1738a及1738b中的内部永久磁体。转子组合件1738a及1738b可分别包含支撑结构及轴承1703。
[0122]图18A到18D描绘根据一些实施例的具有各种磁性材料结构的磁性可渗透结构(及其表面)的实例的各种视图。图18A是经配置以供在内转子组合件及外转子组合件中使用的磁性可渗透结构1834的实例的前透视图1800。磁性可渗透结构1834包含一个或一个以上面对表面及若干个非面对表面。根据各种实施例，磁性可渗透结构的“面对表面”是(举例来说)经配置以面对或面向气隙、极面、场极部件、定子组合件等的表面，而磁性可渗透结构的“非面对表面”是(举例来说)经配置以面对或面向除极面以外的结构的表面。“非面对表面”可经配置以面向或面对磁性材料。在所展示的实例中，磁性可渗透结构1834包含面对表面1802及若干个非面对表面1803a、1803b及1804。磁性材料可邻近表面1803a及1803b安置，借此可沿进入表面1803a及1803b (或从所述表面出来)的方向极化磁性材料。因此，非面对表面1803a及1803b可包含通过场极部件(未展示)、磁性可渗透结构1834及邻近于非面对表面1803a及1803b的磁性材料的通量路径的通量路径部分或可在所述通量路径部分上。可将非面对表面1804称为“径向非面对表面”，因为其表面积大体安置于径向距离处。注意，磁性可渗透结构1834可经配置以在内转子组合件或外转子组合件中形成磁性区域。举例来说，如果在外转子组合件中实施磁性可渗透结构1834，那么磁性可渗透结构1834围绕轴线1801b旋转，而如果在内转子组合件中实施磁性可渗透结构1834，那么磁性可渗透结构1834围绕轴线1801a旋转。
[0123]图18B是根据一个实施例的包含内转子组合件或外转子组合件的轴向非面对表面的磁性可渗透结构1834的实例的后透视图1810。如所展示，磁性可渗透结构1834包含可称为“轴向非面对表面”的非面对表面1805。注意，如果在外转子组合件中实施磁性可渗透结构1834，那么磁性可渗透结构1834围绕轴线1812b沿着圆1813旋转，而如果在内转子组合件中实施磁性可渗透结构1834，那么磁性可渗透结构1834围绕轴线1812a沿着圆1811旋转。
[0124]图18C是根据一个实施例的磁性可渗透结构1834及磁性结构的布置的实例的前透视图1820。如所展示，包含磁性材料的磁性结构的子集(例如磁性结构1832a及1832b)分别邻近于非面对表面1803a及1803b安置。由磁性结构1832a及1832b (例如，永久磁体)产生的通量被引导到磁性可渗透结构1834，所述通量又可通过面对表面1802而到达极面(未展示)。出于图解说明的目的，考虑图8A描绘将磁性可渗透结构1834实施为转子组合件830a的磁性可渗透结构834a且将图18C的磁性结构1832a及1832b分别实施为图8A的832d及832b。如所展示，磁性结构832b及832d分别位于通量路径部分891b及891c (或通量路径部分891b及891c中的较短部分)中或上。通量路径部分891b及891c在转子组合件830a与830b之间延伸。磁性可渗透结构834a的邻近磁性结构832b及832d的非面对表面也可在通量路径部分891b及891c (或其较短部分)上或中。根据一些实施例，可将图8A的通量路径部分891b及891c (及891a)描述为主通量路径部分，因为主要量的通量沿着这些通量路径部分通过。如下文所论述，可实施其它通量路径以拦截通量路径部分891b及891c (及891a)以尤其提供与主通量路径部分相关联的通量的额外通量。
[0125]返回参考图18C，补充磁性材料邻近于磁性可渗透结构1834的非面对表面安置以增强具有通过磁性结构1832a及1832b以及面对表面1802的部分的通量路径的通量。在所展示的实例中，磁性结构1822(例如，永久磁体)邻近非面对表面1804安置，借此磁性结构1822的极化方向被引导到非面对表面1804中(或被引导出所述表面)。如此，磁性结构1822可提供额外通量以增强通过面对表面1802的通量。
[0126]图18D是根据一些实施例的图18C中所描绘的布置的实例的后透视图1830。额外补充磁性材料邻近于磁性可渗透结构1834的非面对表面1805安置以增强具有通过磁性结构1832a及1832b以及面对表面1802的部分的通量路径的通量。如所展示，磁性结构1833(例如，永久磁体)邻近非面对表面1805安置，借此磁性结构1833的极化方向被引导到非面对表面1805中(或被引导出所述表面)。如此，磁性结构1833可提供额外通量以增强通过面对表面1802的通量。
[0127]图18E是根据一些实施例的包含延伸部分1845的磁性可渗透结构的实例的前透视图1840。磁性可渗透结构1808包含延伸部分1847以变动通过面对表面1802的通量的量，借此可通过修改磁性可渗透结构1808的沿着轴线(即，沿轴向方向)的尺寸来变动通量的量。延伸部分1847提供非面对表面的额外表面积且可由类似于磁性可渗透材料的材料组成。举例来说，提供额外表面积1855使得补充磁性材料(例如磁性结构1844a)可邻近于额外表面积1855安置(另一磁性结构1844b还可邻近于未展不的额外表面积安置)。补充磁性材料可提供通过面对表面1802的增强的量的通量。因此，可任选地添加额外表面积及补充磁性材料以增强由包含面对表面1802的磁性区域产生的通量。
[0128]延伸部分1847还可提供额外表面积1856，使得补充磁性材料(例如磁性结构1842)可邻近于额外表面积1856安置以增强通过面对表面1802的通量。此外，延伸部分1847还可提供额外表面积1845使得又一些补充磁性材料(例如磁性结构1835)可邻近于额外表面积1845安置以增强通量。在一些实施例中，磁性结构1842及1835可称为径向加强磁体，而磁性结构1833可称为轴向加强磁体。根据一些实施例，径向加强磁体可相对于轴线产生平行于或沿着径向方向的通量。举例来说，径向加强磁体可产生垂直于(或实质垂直于)旋转轴线的通量。根据一些实施例，轴向加强磁体可产生平行于或沿着轴向方向的通量。举例来说，轴向加强磁体可产生平行于(或实质平行于)旋转轴线的通量。在各种实施例中，磁性结构1833、1835、1842、1844a及1844b中的一者或一者以上可为任选的。可实施更多或更少的表面及/或磁性结构。举例来说，磁性结构1842、1844a及1844b中的任一者可形成为相应磁性结构1822、1832a及1832b的部分以形成单一式磁性结构(例如，磁性结构1822及1842可形成为单个磁体)。注意，图18A到18E中所描绘的磁性结构及磁性可渗透结构并不限于所展示的那些形状且不限于平坦表面。注意，加强磁体可由安置于转子组合件中的磁性可渗透材料之间的相同磁体材料或不同磁体材料制成。此外，加强磁体可具有与磁性可渗透材料的邻近表面相同或不同的表面积尺寸。
[0129]图18F及18G是根据一些实施例的磁性可渗透结构及各种旋转轴线的实例的侧视图。图18F是相对于旋转轴线1852定向的磁性可渗透结构1808的侧视图。由于面对表面1802经定向以背对旋转轴线1852，因此在内转子组合件中实施磁性可渗透结构1808。在内转子组合件中，径向表面1862(即，径向非面对表面)安置于内半径(“IR”)尺寸处，而径向表面1864安置于外半径(“0R”)尺寸处。非面对表面1866为轴向非面对表面。图18G是相对于旋转轴线1854定向的磁性可渗透结构1808的侧视图。由于面对表面1802经定向以面向旋转轴线1854，因此在外转子组合件中实施磁性可渗透结构1808。在外转子组合件中，径向表面1865( S卩，径向面对表面)安置于内半径(“IR”)尺寸处，而径向表面1863安置于外半径(“0R”)尺寸处。非面对表面1866为轴向非面对表面。径向表面1862、1863、1864及1865经定向以大体沿着旋转轴线延伸，而轴向表面1866经定向以大体沿着一个或一个以上半径延伸。
[0130]图19A到19D描绘根据一些实施例的外转子组合件的实例的各种视图。图19A是外转子组合件1900的前视图。外转子组合件1900包含围绕中心线1989布置的磁性材料1982a及1982b (或其结构，例如磁体)以及磁性可渗透结构1984，其组合形成磁性区域，例如磁性区域1940。外转子组合件1900还包含邻近于磁性可渗透材料1984的一个或一个以上非面对表面安置的加强磁体。如本文中所使用，至少在一些实施例中，术语“加强磁体”可指代在磁性可渗透材料的表面处或邻近其安置以增强或“加强”在磁性可渗透材料的面对表面与场极部件的极面之间交换的通量的磁体。加强磁体可安置在通过磁性可渗透材料1984以及磁性材料1982a及1982b的通量路径(或通量路径部分)外部(例如，在主通量路径外部)。所述加强磁体产生通量以增强通过气隙的通量的量，此又增强转矩产生。如所展示，外转子组合件1900包含径向安置(例如，在距中心线1989径向距离处)于例如内半径或外半径处的加强磁体。在一些实例中，磁性材料可作为一个或一个以上外径向加强磁体安置于外径向尺寸(“OR”) 1988b处。如所展示，外转子组合件1900包含加强磁体1972a及1972b。尽管将加强磁体1972a及1972b描绘为具有正方形或矩形横截面，但加强磁体并不受限于此且可由具有各种横截面形状的一个或一个以上磁体形成。在另一实例中，加强磁体可安置于内径向尺寸(“IR”)1988a处。磁性材料可作为一个或一个以上内径向加强磁体安置于内径向尺寸1988a处。在图19A中，内径向尺寸1988a处的加强磁体由邻近位于内径向尺寸1988a处的磁性可渗透材料1984的表面安置的内径向加强磁体1974组成。在一些实例中，内径向加强磁体1974可为具有交替的“北极”与“南极”区域的单片结构或可由经集成以形成内径向加强磁体1974的单独磁性结构组成。
[0131]图19B是根据一些实施例的实施外径向加强磁体1972a及1972b以及内径向加强磁体1974的外转子组合件1950的前透视图。此外，一个或一个以上加强磁体可位于磁性可渗透材料1984的其它表面(例如磁性可渗透材料1984的后表面)处或邻近所述其它表面处。如所展示，加强磁体结构1976a邻近磁性可渗透材料1984的后表面安置。加强磁体结构1976a经配置以修改(例如，增加)通过图19A的磁性区域1940的通量的量。注意，任何外径向加强磁体1972a及1972b、内径向加强磁体1974以及轴向加强磁体结构1976a可为任选的且可被省略。还注意，图19A及19B的加强磁体中的一者或一者以上可包含磁性材料及其它产生通量的材料。
[0132]图19C是根据一些实施例的外转子组合件1960的后视图，其图解说明加强磁体1972a及1972b、加强磁体1974以及加强磁体结构1976a的各种实例。在各种实施例中，力口强磁体结构1976a可由经配置以提供具有变化的极化方向的磁性材料的一个或一个以上实体组成。在一些实例中，加强磁体结构1976a可为包含不同极性区域(例如区域1976b)以沿大体沿着中心线1989的方向提供通量的单片结构。如所展示，可使用两个加强磁体结构1976a，借此加强磁体结构1976a表示外转子组合件1960的后视图的一半(另一半未展示)。在一些实例中，加强磁体结构1976a可由单独结构1977组成，其中的每一者包含不同极性区域以沿着中心线1989提供通量。如所展示，可实施四个加强磁体1977(包含1977a)来代替加强磁体结构，例如加强磁体结构1976a。四个加强磁体1977表示外转子组合件1960的后视图的一半(表示另一半的另四个加强磁体1977未展示)。此外，将加强磁体1977a描绘为具有极化方向，在后视图中，描绘为南(“S”)磁极。加强磁体1977a的极化方向使得北(“N”)磁极(参见图19D)从加强磁体1977a的另一侧(即，前侧)延伸。图19C还描绘内径向加强磁体1974的极化方向(即，从南(“S”)到北(“N”))，其朝向中心线1989向内引导。图19C还描绘外径向加强磁体1972c及1972d的极化方向。磁体1982a及1982b包含具有大体相切(或实质上相切)于围绕中心线1989的圆(未展示)的极化方向的磁性材料。将外径向加强磁体1972a及1972b的极化方向展示为从南(“S”)到北(“N”)，其远离中心线1989向外引导。鉴于(举例来说)磁体1982a及1982b以及其它磁体的极化方向，加强磁体1977a的表面后面的空间经配置以提供北磁极且区域1976b的表面后面的空间经配置以提供南磁极。
[0133]图19D是根据一些实施例的外转子组合件1990的实例的前透视图，其图解说明用以形成及/或增强磁性区域的极化方向。图19D描绘用于形成通量路径(或通量路径部分)以及经配置以增强与通量路径相关联的通量的其它通量路径(或其它通量路径部分)的极化方向。举例来说，磁体1982a及1982b包含极化方向使得磁体1982a与1982b在磁性上协作以形成北(“N”)磁极。如此，磁性可渗透材料1984的面对表面1985将磁性区域(或其一部分)形成为北磁极。外径向加强磁体1972c及1972d可产生沿着北(“N”)极化方向引导到在外径向尺寸处或接近外径向尺寸的磁性可渗透材料1984中的通量。内径向加强磁体1974可产生沿着北(“N”)极化方向引导到磁性可渗透材料1984中的通量。轴向加强磁体1977a可产生沿着北(“N”)极化方向引导到在内径向尺寸处或接近内径向尺寸的磁性可渗透材料1984中的通量。因此，与外径向加强磁体1972c及1972d、内径向加强磁体1974及轴向加强磁体1977a相关联的磁性材料可产生通量从而以每面对表面1985的单位表面积的通量得以增强的方式增强在通量路径或通量路径部分上通过的通量。
[0134]图20描绘根据一些实施例的外转子组合件的一部分的分解前透视图。将外转子组合件2000展示为包含贡献于通过包含(举例来说)围绕中心线2089布置的磁体1982a及1982b以及磁性可渗透材料1984的磁性区域的通量的通量路径或通量路径部分。将磁体1982a及1982b展示为分别产生通量路径部分2021及2023以与磁性可渗透材料1984的在通过气隙(未展示)的通量路径(例如，主通量路径)上的非面对表面磁性耦合。磁体1982a及1982b包含当组装时分别邻近轴向加强磁体结构1976a的部分2031及2033安置的表面。外加强磁体1972a及1972b可产生通量路径部分2011及2013以分别与磁性可渗透材料1984的表面2072a及2072b磁性耦合。内加强磁体1974经配置以产生通量路径部分2025以与磁性可渗透材料1984的表面磁性耦合。此外，轴向加强磁体结构1976a包含磁性材料的表面积2032，所述磁性材料具有经配置以产生通量路径部分2015以与磁性可渗透材料1984的后非面对表面磁性耦合的极化方向。在各种实施例中，通量路径部分2011,2013,2015及2025 二等分通过磁体1982a及1982b的通量路径或通量路径部分但位于其外部(或离开其)。提供与通量路径部分2011、2013、2015及2025相关联的通量以增强通过面对表面1985的通量。
[0135]注意，磁性可渗透材料1984中的来自一个或一个以上加强磁体的通量可通过叠加而为加性的。在一些实施例中，所述加强磁体经配置以减少通量泄漏。外径向加强磁体1972a及1972b可产生在向量上经引导(如图20中的射线2011及2013所展示)以分别与磁性可渗透材料1984的表面2072a及2072b磁性耦合的磁场势。内径向加强磁体1974可经配置以产生在向量上经引导(如射线2025所展示)以分别与磁性可渗透材料1984的表面磁性稱合的磁场势。此外，轴向加强磁体结构19 76a包含磁性材料的表面积2 O 3 2,所述磁性材料可产生在向量上经引导(如射线2015所展示)以与磁性可渗透材料1984的后非面对表面磁性耦合的磁场势。在各种实施例中，由射线2011、2013、2015及2025图解说明的磁场势可促进将磁性可渗透材料1984中的通量路径部分2021及2023限制于通过气隙的主通量路径。此些磁场势安置于主通量路径外侧，但确实增强通过面对表面1985的通量。鉴于前文，加强磁体可操作以通过提供相比原本可能的情况最优的磁性返回路径而增强通量。举例来说，加强磁体可提供具有比原本可能的情况(例如，通过空气、电机壳体或任何其它外部实体)低的磁阻的磁性返回路径。磁阻的减小改进可用通量的量。
[0136]图21描绘根据一些实施例的另一外转子组合件的分解前透视图的一部分。将外转子组合件2100展示为包含径向加强磁体的另一实施方案。如所展示，径向加强磁体2102包含一个或一个以上弯曲的表面，例如，极化为南(“S”)磁极的弯曲表面及极化为北(“N”)磁极的另一弯曲表面。这些表面中的一者或一者以上可与以中心线2089为中心的弧或圆(未展示)共延伸。磁性可渗透材料1984在磁体1982a与1982b之间且从内加强磁体结构1974径向安置。在此实例中，磁性可渗透材料1984的非面对表面2104经配置以与径向加强磁体2102的表面共延伸。
[0137]图22A到22D描绘根据一些实施例的外转子组合件的另一实例的各种视图。图22A是外转子组合件2200的前视图。外转子组合件2200包含围绕中心线2289布置的磁性材料2282a及2282b (或其结构，例如磁体)以及磁性可渗透材料2284，其组合形成磁性区域，例如磁性区域2240。外转子组合件2200还包含邻近于磁性可渗透材料2284的径向表面安置的加强磁体。如所展示，外转子组合件2200包含作为外径向加强磁体2074径向安置于外半径处(即，在外径向尺寸(“OR”)2288b处或邻近其)的加强磁体。在此实例中，夕卜径向加强磁体2074为“面包条”形磁性结构(即，面包条状磁体)。面包条状磁体2074包含为平坦(或相对平坦)的第一表面及为弯曲(或相对弯曲)的第二表面，借此第二表面位于距中心线2289比第一表面大的径向距离处。在各种实例中，第二表面与距中心线2289特定径向距离(例如外径向尺寸(“0R”)2288b)处的弧或圆(未展示)共延伸。面包条状磁体2074提供可构成加强磁体的较少单一式结构(例如，面包条状磁体2074可替换具有矩形横截面的两个或两个以上加强磁体)，借此尤其简化外转子组合件2200的制造。此夕卜，面包条状磁体2074在具有矩形横截面的加强磁体上提供额外磁性材料2201，借此除了其它之外提供用于产生更多通量的增加的容量。进一步到图22A，加强磁体结构可作为内径向加强磁体2274安置于内径向尺寸(“IR”)2288a处或邻近其安置。
[0138]图22B是根据一些实施例的外转子组合件2250的前透视图，其图解说明外径向加强磁体及对应磁性可渗透结构。外转子组合件2250包含磁性可渗透材料(例如磁性可渗透结构2284)及磁性材料(例如磁体2282a及2282b)。此外，外转子组合件2250包含加强磁体，其可包含外径向加强磁体2074、一个或一个以上内加强磁体2274及/或一个或一个以上轴向加强磁体(如轴向加强磁体结构2276a所表不)中的一者或一者以上。在所展不的实例中，磁性可渗透结构2284包含经成形以与面包条状磁体2074的表面一致的非面对表面2262。举例来说，非面对表面2262为平坦(或相对平坦)的径向非面对表面且可正交于从中心线2275延伸的射线(未展示)定向。
[0139]图22C是根据一些实施例的图22B的外转子组合件的后视图。在此图中，轴向加强磁体结构2276a为不存在的且外转子组合件2260包含加强磁体2074及适合磁性可渗透结构2284的实例。磁性可渗透结构2284各自包含轴向非面对表面2205。
[0140]图22D是根据一些实施例的图22C的外转子组合件的透视侧视图。在此图中，外转子组合件2290包含安置于磁体2282a与2282b之间的磁性可渗透材料，磁体2282a与2282b具有经布置以将磁体2282a与2282b之间的磁性可渗透材料配置为北(“N”)磁极的极化方向。也注意，图22D的磁性可渗透结构具有轴向非面对表面2205。此外，包含外加强磁体2074及内加强磁体2274以加强磁性可渗透材料中的通量。轴向加强磁体结构2276a包含不同极性区域(例如区域2276b)以沿大体沿着中心线的方向产生通量。区域2276b具有经定向以进入轴向非面对表面2205的极化方向(例如，北极)。或者，轴向加强磁体结构2276a可用离散磁体来替换或可包含离散磁体，例如可邻近轴向非面对表面2205安置的轴向加强磁体2277。轴向加强磁体2277也表示其它轴向加强磁体，但未展示这些其它轴向加强磁体。
[0141]图23A是根据一些实施例的包含通量导体屏蔽物的实例的外转子组合件2300的前视图。外转子组合件2300包含磁性材料2282a及2282b (或其结构，例如磁体)以及磁性可渗透材料2284。外转子组合件2300还可包含外径向加强磁体2074a及2074b以及内径向加强磁体结构2274。此外，图23A描绘经配置以为一个或一个以上磁体提供返回通量路径(或其一部分)的通量导体屏蔽物，所述返回通量路径部分驻存于通量导体屏蔽物中或横穿所述通量导体屏蔽物。在一些实施例中，返回通量路径部分位于通过安置于磁性可渗透材料2284之间的磁性材料(例如磁性材料2282a及2282b)的通量路径或通量路径部分外部。通量导体屏蔽物减少或消除与磁体(例如，加强磁体)相关联的原本可能从外转子组合件2300或其组件外部延伸的通量(例如，杂散通量)。因此，所述通量导体屏蔽物可最小化或捕获原本可能通过可导致损耗(例如涡电流损耗或磁滞损耗)的外部材料的通量。如此，通量导体屏蔽物可最小化或取消由于位于外转子组合件2300外部的结构所致的磁性相关损耗。在一些实例中，通量导体屏蔽物可操作以通过为加强磁体提供相比于原本可能的情况最优的磁性返回路径而增强通量。举例来说，通量导体屏蔽物可提供具有比原本可能的情况(例如，通过空气、电机壳体或任何其它外部实体)低的磁阻的磁性返回路径。磁阻的减小改进可用通量的量(例如，如由加强磁体产生)。
[0142]在所展示的实例中，通量导体屏蔽物2302经配置以最小化或消除延伸到可包含磁性可渗透材料的外部区域2301 (例如电机外壳)中的通量。因此，通量导体屏蔽物2302包含从外径向加强磁体2074a延伸到外径向加强磁体2074b的返回通量路径部分2311，2074a及2074b两者具有如图23A中所描绘的极化方向。另一通量导体屏蔽物2304经配置以最小化或取消原本可能延伸到可包含磁性可渗透材料(例如，轴)的外部区域2303(SP，由内径向尺寸界定的空间)中的通量。因此，通量导体屏蔽物2304包含从内径向加强磁体结构2274的一部分2386延伸到内径向加强磁体结构2274的另一部分2388的返回通量路径部分2313，其中部分2386及2388具有如图23A中所描绘的极化方向。
[0143]根据一些实施例，通量导体屏蔽物可由可包含磁性可渗透材料或其它材料的一个或一个以上结构的一个或一个以上构成结构组成。根据一些实施例，通量导体屏蔽物可由围绕自身缠绕若干次以形成(举例来说)通量导体屏蔽物2302或通量导体屏蔽物2304的磁性可渗透材料条带形成。举例来说，通量导体屏蔽物2302及通量导体屏蔽物2304可由(举例来说)晶粒定向材料(例如，由晶粒定向钢压层)形成，其中晶粒圆周地或沿着圆周定向。因此，所述晶粒可经定向以促进沿着返回通量路径部分2311及2313的主要部分的通量通路(例如，减少损耗)。在特定实施例中，通量导体屏蔽物可由多个结构(例如磁性可渗透材料的同心圆形结构)组成。但注意，根据一些实施例，通量导体屏蔽物可包含非磁体可渗透材料(例如塑料)以增加加强磁体与区域2301或2303中的磁性可渗透材料之间的距离。此塑料结构被配置为间隔物以增加所述距离，借此减小区域2301或2303中的磁性可渗透结构处的通量的强度。减小通量的强度可减少磁性损耗。
[0144]图23B是根据一些实施例的包含通量导体屏蔽物的实例的外转子组合件的分解前透视图。在图示2300中，外转子组合件2306包含安置于定位于距中心线2275内径向尺寸处的内径向加强磁体内的内径向通量导体屏蔽物2304。外转子组合件2306还包含从外径向加强磁体外部安置的外径向通量导体屏蔽物2302。电机外壳部分2308经配置以装纳外转子组合件2306，借此外径向通量导体屏蔽物2302经配置以减少通量在外转子组合件2306与电机外壳部分2308之间通过。
[0145]图23C是根据一些实施例的包含通量导体屏蔽物及返回通量路径部分的实例的外转子组合件的分解后透视图。外转子组合件2360包含安置于包含磁性材料的区域2374a及2374b的内径向加强磁体结构2274内的内径向通量导体屏蔽物2304，借此磁性材料的区域2374a及2374b的极化方向在内径向通量导体屏蔽物2304内建立返回通量路径部分2395。外转子组合件2360还包含安置于外径向加强磁体2074 (包含外径向加强磁体2074a及2074b)的布置2362外部的外径向通量导体屏蔽物2302。外径向加强磁体2074a及2074b的极化方向在外径向通量导体屏蔽物2302内建立返回通量路径部分2394。此外，外转子组合件2360还包含邻近于具有不同极性区域(例如区域2391及2393)的轴向加强磁体结构2276a安置的轴向通量导体屏蔽物2368。区域2392及2393的极化方向在轴向通量导体屏蔽物2368的一个或一个以上部分内(例如在轴向屏蔽物2366a中)建立返回通量路径部分2392。注意，尽管图23C将轴向通量导体屏蔽物2368描绘为由若干个碟形结构组成，但轴向通量导体屏蔽物2368不需要受限于此。在一个实例中，轴向通量导体屏蔽物2368可由螺旋形的磁性可渗透材料片形成。在其它实例中，轴向通量导体屏蔽物2368可由每一轴向屏蔽物构成组件2366的多个片组成。因此，举例来说，轴向屏蔽组件2366a可包含多个片，每一片为经配置以在区域2391与2393之间提供返回通量路径部分的弧状形状(未展不)。一片可由晶粒定向材料实施，其中晶粒大体从区域2391及2393中的一者到另一者定向。根据一些实施例，返回通量路径可在第一转子组合件的加强磁体处始发且横穿磁性可渗透材料进入场极部件中。所述返回通量路径接着可离开场极部件且通过第二转子组合件的另一磁性可渗透结构。所述返回通量路径接着通过另一加强磁体、通过通量导体屏蔽物且进入又一另一加强磁体中。接着，返回通量路径以类似方式继续直到到达第一转子组合件的加强磁体处的始发点为止。因此，返回通量路径不需要通过安置于转子组合件的磁性可渗透结构之间的磁性材料。在一些实施例中，返回通量路径部分2392、2394及2395位于主通量路径之外，例如沿圆周从磁性可渗透材料的一个结构通过磁性材料且进入磁性可渗透材料的另一结构的那些通量路径。
[0146]图24A到24C描绘根据一些实施例的内转子组合件的实例的各种视图。图24A是根据特定实施例的内转子组合件2400的前透视图。内转子组合件2400包含围绕中心线布置的磁性材料2482a及2482b (或其结构，例如磁体)以及磁性可渗透材料2484，所有这些材料形成磁性区域，例如磁性区域2440。此外，磁性可渗透材料2484包含经配置以面对场极部件(未展示)的极面的面对表面2485，面对表面2485与中心线或旋转轴线成角度定向。以分解图展示磁体2482a、磁性可渗透材料2484及磁体2482b的布置2401，其中磁体2482a及2482b经定向使得北(“N”)极化方向被引导到磁性可渗透材料2484中。注意，磁体2482a及2482b可包含轴向延伸区2451，其可尤其提供较大量的通量可通过的增强的表面积。内转子组合件2400任选地可包含端帽2402，其可尤其提供支撑(例如，压缩支撑)以在内转子组合件2400围绕旋转轴线以每单位时间相对高的转数旋转时抵抗旋转力而使磁性材料2482a及2482b以及磁性可渗透材料2484不动。因此，可实施端帽2402以在各种旋转速度期间维持气隙尺寸。
[0147]图24B是根据特定实施例的内转子组合件2420的侧视图。外半径尺寸可沿着旋转轴线在成角度表面部分中(例如，在成角度表面部分2428中)变化，且外半径尺寸可在延伸部分中(例如，在延伸区域2426中)相对恒定。还展示磁性可渗透材料2484的径向非面对表面2490，可邻近径向非面对表面2490安置外径向加强磁体。图24C是根据特定实施例的内转子组合件中的磁性区域的结构的分解前视图。将内转子组合件2490的一部分2460展示为包含磁体2482a、磁性可渗透材料2484及磁体2482b以及外径向加强磁体2476及轴向加强磁体2477。外径向加强磁体2476邻近径向非面对表面2490安置,且轴向加强磁体2477邻近轴向非面对表面(未展示)安置。如所展示，具有北极化(“N”)方向的磁体2482a、磁体2482b、外径向加强磁体2476及轴向加强磁体2477的表面朝向磁性可渗透材料2484的非面对表面定向。因此，面对表面2485被配置为极化为“北”极的磁极。
[0148]图25A到25B描绘根据一些实施例的内转子组合件的实例的分解图。图25A是根据特定实施例的内转子组合件2500的前透视图。内转子组合件2500包含作为磁性材料(或其结构，例如磁体)及磁性可渗透材料的布置2502的内转子组合件。还展示安置于磁性可渗透材料的径向非面对表面上及/或邻近所述表面安置(例如，在延伸部分中)的外径向加强磁体2476。轴向加强磁体2477可包含具有朝向磁性可渗透材料的具有交替极化方向的后(或轴向)非面对表面定向的表面的磁性材料。外径向通量导体屏蔽物2510安置于外径向加强磁体2476上方，且包含一个或一个以上轴向屏蔽结构2512的轴向通量导体屏蔽物2514安置于轴向加强磁体2477上及/或邻近其安置。图25B是图25A的内转子组合件2500的后透视图。如所展示，轴向加强磁体2477邻近内转子组合件2550的磁性可渗透材料的后(或轴向)非面对表面2405安置。
[0149]图26是根据一些实施例的包含内转子组合件的转子-定子结构的分解图。转子-定子结构2600包含定子组合件2610以及内转子组合件2602a及2602b。定子组合件2610可包含其上形成有线圈2620的若干个场极部件2622及经配置以面对内转子组合件2602a及2602b的表面的若干个极面2614。内转子组合件2602a及2602b还可包含外径向加强磁体2476及轴向加强磁体2477中的一者或一者以上。在一些实例中，内转子组合件2602a及2602b可包含内径向加强磁体(未展示)。在其它实施例中，内转子组合件2602a及2602b可由具有圆柱形面对表面的转子组合件以及经配置以增强穿过圆柱形转子组合件形成的通量路径中的通量的外径向加强磁体及轴向加强磁体替换。注意，极面2614可包含经配置以面对内转子组合件2602a及2602b的磁性区域的凸形部分的凹极面。磁性区域的凸形部分的实例为图24A及24B的磁性区域2440。
[0150]本发明的各种实施例或实例可以众多方式来实施，包含实施为系统、过程、设备或计算机可读媒体上的一系列程序指令，所述计算机可读媒体例如为计算机可读存储媒体或其中经由光学、电子或无线通信链路发送程序指令的计算机网络。一般来说，所揭示过程的操作可以任意次序来执行，除非在权利要求书中另外提供。
[0151]对一个或一个以上实例的详细描述已在上文连同附图一起提供。详细描述是结合此些实例提供的，但并不限于任何特定实例。范围仅由权利要求书限制，且本发明涵盖众多替代方案、修改形式及等效形式。在以上描述中阐述众多特定细节以便提供透彻理解。这些细节是作为实例提供且可在无随附细节中的一些或全部的情况下根据权利要求书来实践所描述的技术。为清楚起见，未详细描述与实例相关的【技术领域】中已知的技术材料以避免不必要地使本描述模糊。
[0152]出于解释的目的，所述描述使用特定命名法来提供对各种实施例的透彻理解。然而，将了解，并不需要特定细节来实践各种实施例。事实上，此描述不应理解为将任何特征或方面限制于任何实施例；而是一个实例的特征及方面可容易与其它实例互换。明显地，并非需要由各种实施例的每一实例来实现本文中所描述的每一益处；而是任何特定实例可提供上文所论述的优点中的一者或一者以上。在权利要求书中，元件及/或操作并不暗示任何特定操作次序，除非在权利要求书中明确陈述。打算由所附权利要求书及其等效内容界定各种实施例的范围。
【权利要求】
1.一种用于电动力机器的转子-定子结构，其包括: 定子组合件，其包括: 场极部件，其围绕旋转轴线布置且在所述场极部件的端处包含极面，所述极面的子集包含与圆锥形空间的边界共延伸的极面部分；及 一个或一个以上转子组合件，其布置于所述旋转轴线上，所述一个或一个以上转子组合件中的每一者包括: 磁性可渗透结构，其围绕所述旋转轴线径向定位，所述磁性可渗透结构包括: 面对表面，其与所述旋转轴线成角度定向以与至少所述极面部分形成气隙，及 非面对表面； 包含磁性材料的磁性结构的一个或一个以上群组,所述磁性结构的所述一个或一个以上群组包括: 所述磁性结构的第一群组，其与所述磁性可渗透结构交错； 所述磁性结构的第二群组；及 通量导体屏蔽物，其邻近于所述磁性结构的所述第二群组安置，所述通量导体屏蔽物经配置以为所述磁性结构的所述第二群组提供返回通量路径。
2.根据权利要求1所述的转子-定子结构，其进一步包括: 磁性路径，其包含所述`面对表面、所述场极部件及所述磁性结构的所述第一群组。
3.根据权利要求2所述的转子-定子结构，其中所述磁性结构的所述第二群组安置于所述磁性路径外部。
4.根据权利要求2所述的转子-定子结构，其中所述磁性结构的所述第二群组经配置以增强所述磁性路径中的通量。
5.根据权利要求1所述的转子-定子结构，其中所述磁性结构的所述第二群组进一步包括: 轴向加强磁体， 其中所述通量导体屏蔽物为轴向通量导体屏蔽物。
6.根据权利要求1所述的转子-定子结构，其中所述磁性结构的所述第二群组进一步包括: 径向加强磁体， 其中所述通量导体屏蔽物为径向通量导体屏蔽物。
7.根据权利要求1所述的转子-定子结构，其中所述极面部分安置于所述圆锥形空间的所述边界的外侧，且所述面对表面安置于所述圆锥形空间的所述边界的内侧， 其中所述极面部分安置于距所述旋转轴线比所述面对表面大的径向距离处。
8.根据权利要求7所述的转子-定子结构，其中所述一个或一个以上转子组合件进一步包括: 内转子组合件。
9.根据权利要求7所述的转子-定子结构，其中所述极面部分进一步包括: 凹形极面部分。
10.根据权利要求1所述的转子-定子结构，其中所述极面部分安置于所述圆锥形空间的所述边界的内侧，且所述面对表面安置于所述圆锥形空间的所述边界的外侧，其中所述面对表面安置于距所述旋转轴线比所述极面部分大的径向距离处。
11.根据权利要求10所述的转子-定子结构，其中所述一个或一个以上转子组合件进一步包括: 外转子组合件。
12.根据权利要求10所述的转子-定子结构，其中所述极面部分进一步包括: 凸形极面部分。
13.根据权利要求10所述的转子-定子结构，其进一步包括: 所述磁性结构的另一群组；及 另一通量导体屏蔽物， 其中所述磁性结构的所述群组包含外径向加强磁体，且所述通量导体屏蔽物为外径向通量导体屏蔽物， 其中所述磁性结构的所述另一群组包含内径向加强磁体，且所述另一通量导体屏蔽物为内径向通量导体屏蔽物。
14.根据权利要求10所述的转子-定子结构，其中所述磁性结构的所述群组包括: 面包条状磁体。
15.一种用于电动力机器的转子-定子结构，其包括: 转子，其中转子组合件布置 于旋转轴线上，所述转子组合件中的每一者包括: 磁性区域的布置，其包括: 磁性可渗透结构，其围绕所述旋转轴线径向定位，所述磁性可渗透结构包括面对表面及非面对表面，及 磁性材料，其与所述磁性可渗透结构交错； 轴向加强磁体； 一个或一个以上轴向通量导体屏蔽物，其经配置以为所述轴向加强磁体提供返回磁性路径； 径向加强磁体； 一个或一个以上径向通量导体屏蔽物，其经配置以为所述径向加强磁体提供返回磁性路径 '及 场极部件，其围绕所述轴线布置且在所述场极部件的端处包含极面，所述极面的子集经定位以面对所述磁性区域的所述布置以建立气隙。
16.根据权利要求15所述的转子-定子结构，其中所述面对表面进一步包括: 成角度面对表面，其与所述轴线成角度定向且安置成与以所述旋转轴线为中心的圆锥形空间的一部分共延伸。
17.根据权利要求16所述的转子-定子结构，其中所述转子组合件进一步包括: 外转子组合件。
18.根据权利要求17所述的转子-定子结构，其中所述径向加强磁体进一步包括: 内径向加强磁体；及 外径向加强磁体。
19.根据权利要求16所述的转子-定子结构，其中所述转子组合件进一步包括: 内转子组合件。
20.根据权利要求19所述的转子-定子结构，其中所述径向加强磁体进一步包括:外径向加强磁体。
21.根据权利要求19所述的转子-定子结构，其中所述径向加强磁体进一步包括:内加强磁体。`
【文档编号】H02K1/12GK103518312SQ201280022164
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年3月9日 优先权日:2011年3月9日
【发明者】约翰·P·彼得罗, 肯·G·沃森, 唐纳德·伯奇, 杰里米·迈尔, 迈克尔·雷加尔布托 申请人:洛华托奇公司