KR20180053317A - 자기 기어 장치 및 자기 기어 장치를 위한 폴 피스 - Google Patents

Abstract

일 실시 에에 따르면, 장치를 위한 자기 기어 장치(400), 폴 피스 컴포넌트(420) 및 복수 개의 폴 피스들(422)이 개시된다. 일 실시 예에 따른 자기 기어 장치(400)는 캐리어에 장착된 복수 개의 폴 피스들(422)을 포함하는 폴 피스 컴포넌트(420)를 포함하고, 상기 폴 피스들 중 적어도 하나(500)는 적어도 2개의 축 방향으로 이격된 부분들을 포함하고, 상기 2개의 축 방향으로 이격된 부분들은, 상기 2개의 축 방향으로 이격된 부분들의 자기 저항보다 더 높은 자기 저항의 부분(560)에 의해 이격될 수 있다.

Description

자기 기어 장치 및 자기 기어 장치를 위한 폴 피스

본 개시는 자기 기어 장치와, 그러한 장치를 위한 폴 피스 및 폴 피스 로터에 관련된다.

컴포넌트 및 두 번째 컴포넌트 사이의 자기 회로의 수동 파트로 작동한다. 폴 피스의 역할은 제 1 및 제 2 자기장들을 기어 방식으로 상호 작용하도록 조절(modulate)하는 것이다. 결과적으로, 토크는 기어 방식으로 3개의 컴포넌트들 중 임의의 2개의 컴포넌트들 사이에서 전달되고, 또는 주전원의 기계식 기어 장치(epicyclic mechanical gear arrangement)와 유사한 방식으로 3개의 컴포넌트들 모두에서 전달될 수 있다.

자기 기어 장치의 다른 형태는, 2개의 영구 자석 어레이(permanent magnet array )들 및 조절 링(modulating ring)을 갖는 수동 기어(passive gear); 자기 기어 둘레에 권취된 고정자를 갖는 모터 제네레이터(motor generator); 회전 영구 자석 로터, 회전 조절 로터 및 자석들 및 권취들의 정적 어레이를 갖는 일체형 기어를 갖는 모터 제네레이터(motor generator); 3개의 로터들, 2개의 영구 자석 어레이들과 조절 로터 및 로터들 중 하나의 회전을 제어하는 고정자 권취를 갖는 가변 자기 기어(variable magnetic gear); 및/또는 하나의 영구 자석 로터, 조절 로터, 및 조절된 자기장과 커플링되어, 회전 속도와 기어비를 제어할 수 있는 고정자 권취를 갖는 가변 자기 기어(variable magnetic gear)를 포함할 수 있다.

자기 기어의 예가 도 1에 도시된다. 이 경우, 외측 컴포넌트에는 추가로 모터 제네레이터가 될 일련의 권선들이 제공된다. 이러한 배열은 모터 또는 제너레이팅 모드(generating mode)들에서의 작동과 함께 기어 토크 전송을 허용함으로써, 자기 기어 및 일반 전기 기계의 기능을 결합한다. 이 경우, 제 1 및 제2 자기 장들은 내측 및 외측 컴포넌트들 상의 영구 자석들에 의해 발생된다. 외측 컴포넌트의 권선들에 3상, 120도 변위 전류(three phase, 120 degree displaced current)가 공급되면, 회전 자기장이 기계에 생성된다. 이 회전 자기장은 내측 컴포넌트에 의해 생성된 제 1 자기장과 동일한 수의 폴 쌍들을 갖는다. 회전 자기장 및 제 1 자기장은, 제 1 자기장의 하모닉(harmonic)이, 전기 기계적 에너지 변환에 사용될 수 있도록 직접적으로 커플링된다.

토크의 전달에 상호 작용하고, 기여하는 기계의 자기장들의 파트들과 관련된 자속을 '유용한(useful)'자속이라고 한다. 그러나, 모든 자속이 유용하지는 않다. 자속들 중 일부는 토크의 전달에 기여하지 않고, 대신에 유용한 자속 방향에 수직인 방향으로 전파한다. 이것을 '표류(stray)' 자속이라고 한다.

반경 방향의 중간 컴포넌트를 수용하기 위해, 자기 기어는 기계의 다른 2개의 컴포넌트들 사이에 에어 갭을 구비해야 한다. 이 에어 갭은 중간 부품을 수용해야 하지 때문에, 기존 전기 기계의 2개의 컴포넌트들 사이의 에어 갭보다 훨씬 크다. 이러한 배열은 에어 갭에서 높은 레벨의 표류 자속을 야기할 수 있다. 이것은 두 가지 중요한 문제를 야기한다. 첫째, 기계에서 생성된 자속의 일부가 토크를 전달하는 데 사용되지 않아서 낭비된다. 둘째, 표류 자기장은 유용한 자속에 의해 유도된 것들과 함께 폴 피스들에서 와전류(eddy current)들을 유도한다. 이러한 두 가지 문제들은 기계에서 비효율의 원인이 된다. 모든 전기 기계들이 이러한 문제로 어려움을 겪을 수 있지만, 자기 기어 기술을 기반으로 하는 기계는 에어 갭의 크기와 사용되는 자기장의 고주파로 인해 이러한 문제에 취약할 수 있다.

와전류는 여러 가지 이유들로 바람직하지 않다. 척째, 와전류는 '2차' 자기장을 유도하여, 이를 생성하는 '1차' 자기장에 대항한다. 결과 필드(즉, 1차 자기장 및 2차 자기장)는 1차 자기장보다 약하다. 1차 자기장이 유용한 자기장인 경우, 이것은 기계의 효율을 감소시킨다. 둘째, 와전류는 저항 손실로 인해 폴 피스들에 가열 효과를 갖는다. 바람직하지 않게, 이것은 기계에서 에너지 손실의 한 형태이다. 추가 가열은 또한 폴 피스 지지 구조체 및 기계 내의 다른 재료들의 기계적 특성을 손상시킬 수 있고, 바람직하지 않게 기계의 다른 부분의 온도를 상승시킬 수 있다. 와전류로 인한 기계의 전체적인 성능 감소는 출력 샤프트의 토크의 감소 또는 구동 샤프트의 드래그 토크의 증가로 나타난다.

이러한 문제는 부분적으로 서로 전기적으로 절연된 얇은 자기 전도 시트들 또는 라미네이션들의 적층들로부터 폴 피스를 제조함으로써 해결될 수 있다. 적층된 폴 피스의 예가 도 2에 도시되어 있다. 라미네이션은 유용한 자속에 의해 유도된 와류의 흐름을 제안하는 역할을 한다. 라미네이션은 유용한 자속 라인과 평행하게 놓이도록 배향된다. 이 방향은 유용한 자속에 의해 유도된 와전류가 표류 자속에 의해 유도된 와전류보다 기계에서 더 큰 손실을 야기하기 때문에 채택된다. 그러나, 이러한 방식으로 폴 피스를 라미네이팅하는 것은 표류 자속에 의해 유도된 와전류의 흐름을 제한하지 않는다. 표류 자속에 의해 유도된 와전류는 도 3에서와 같이 각각의 라미네이션의 면 내에서 계속해서 순환한다. 결과적으로, 표류 자속에 의해 유도된 와전류의 흐름은 기계의 손실원으로 남아있다.

적어도 와전류의 흐름을 제한하기 위한 대안적인 해결책은 소결 또는 복합 연질 자성 재료로 폴 피스들을 제조하는 것을 포함한다. 그러나, 이것이 폴 피스들의 기계적 강도를 상당히 감소시킬 수 있으므로 문제가 될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 일부의 목적은 이러한 문제점을 해결하는 것이다.

일 실시 예에 따르면, 폴 피스 컴포넌트(pole piece component)를 포함하는 자기 기어 장치(magnetically geared apparatus)가 제공되고, 폴 피스 컴포넌트는, 캐리어에 장착된 복수 개의 폴 피스들을 포함하고, 폴 피스들 중 적어도 하나는 적어도 2개의 축 방향으로 이격된 부분(axially-spaced portion)들을 포함하고, 2개의 축 방향으로 이격된 부분들은, 2개의 축 방향으로 이격된 부분들의 각각의 자기 저항(magnetic reluctance)보다 더 높은 자기 저항의 부분에 의해 이격된다.

더 높은 자기 저항의 부분은 더 높은 자기 저항의 재료를 포함하는 부분일 수 있다.

축 방향으로 이격된 부분들 중 하나 이상은, 강자성 재료(ferromagnetic material)의 복수 개의 축 방향으로 적층된 라미네이션(axially-stacked lamination)들을 포함할 수 있다. 라미네이션들은 서로 실질적으로 전기적으로 절연될 수 있다. 이는 인접한 라미네이션들의 인터페이스 면(interfacing face)들 상에 절연 레이어(layer of insulant)에 의할 수 있다. 적어도 2개의 축 방향으로 이격된 부분들은, 인접한 라미네이션들 사이의 전기적으로 절연 레이어의 두께보다 크게 이격될 수 있다.

더 높은 자기 저항의 부분은 라미네이션들을 포함하지 않을 수 있다.

축 방향으로 이격된 부분들 중 하나 이상은 연질 자성 복합 재료(soft magnetic composite material)로 형성될 수 있다.

더 높은 자기 저항의 부분은 연질 자성 복합 재료를 포함하지 않을 수 있다.

축 방향으로 이격된 부분들 중 하나 이상은 라미네이션들의 스택을 포함할 수 있다. 적어도 2개의 축 방향으로 스택된 부분들의 다른 하나는 연질 자성 복합 재료로 형성될 수 있다.

더 높은 자기 저항의 부분들에 의해 이격된, 2개의 이상의 축 방향으로 이격된 부분들이 있을 수 있다. 축 방향으로 이격된 부분들 중 임의의 부분은 라미네이션들의 스택을 포함할 수 있다; 부분들 중 임의의 부분은 연질 자성 복합 재료로 형성될 수 있다. 더 높은 자기 저항의 부분들은 라미네이션들을 포함하지 않고, 연질 자성 복합 재료를 포함하지 않을 수 있다.

더 높은 자기 저항 또는 더 높은 자기 저항의 각각의 부분은, 가장 높은 축 방향 자속(highest axial magnetic flux)을 겪을 폴 피스의 축 방향 위치(axial location)들에 인접하게 배치(position)될 수 있다.

더 높은 자기 저항 또는 더 높은 자기 저항의 각각의 부분은, 폴 피스의 축 방향 중간 지점(axial midpoint) 보다 폴 피스의 축 방향 단부(axial end)에 더 가깝게 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 5개의 축 방향으로 이격된 부분들이 있을 수 있고, 가장 긴 축 길이의 축 방향 중앙 부분(axially central portion), 중앙 부분의 축 방향 단부에 배치되고, 중앙 부분보다 짧은 길이의 2개의 축 방향 중간 부분(axially intermediate portion)들, 중간 부분들의 외측 축 방향 단부에 각각 배치되고, 가장 짧은 길이의 2개의 축 방향 외측 부분(axially outerportion)들이 있을 수 있다.

더 높은 저항 또는 더 높은 저항의 각각의 부분의 축 방향 길이는, 축 방향으로 이격된 부분들의 축 방향 길이보다 짧을 수 있다. 더 높은 자기 저항의 각각의 부분의 축 방향 길이는 같을 수 있다.

더 높은 저항 또는 더 높은 저항의 각각의 부분은 에어 갭(air gap)일 수 있다. 에어 갭은, 예를 들어, 실질적으로 비자성(non-magnetic), 비전도성(non-conductive) 재료, 예를 들어 유리 복합체와 같이 더 높은 저항의 고체 재료로 실질적으로 채워진 부분일 수 있다.

폴 피스 또는 폴 피스 각각은 자기 기어의 자기장 발생 컴포넌트들의 축 방향 길이보다 실질적으로 짧을 수 있다. 이것의 하나의 효과는, 폴 피스의 길이에 결친 표류 자속(stray magnetic flux)의 밀도를 감소시키는 것이다.

라미네이션의 평면에서, 축 방향으로 적층된 라미네이션들 중 적어도 하나의 라미네이션의 둘레는, 적어도 하나의 오목한 부분을 포함할 수 있다.

적층된 라미네이션들의 라미네이션들 중 하나 이상은, 내부에 적어도 하나의 슬릿을 구비할 수 있다.

슬릿 또는 슬릿 각각의 길이는, 슬릿이 연장하는 라미네이션의 반경 방향 높이 보다 실질적으로 작을 수 있다.

슬릿 또는 슬릿의 각각의 폭은, 라미네이션의 축 방향 두께보다 작을 수 있다.

적어도 2개의 슬릿이 있을 수 있고, 슬릿들 중 임의의 2개의 슬릿들의 길이는 상이할 수 있다.

슬릿들 중 임의의 2개의 슬릿의 폭들은 상이할 수 있다.

하나 이상의 슬릿은 라미네이션의 반경 방향 외측 엣지로부터 연장할 수 있다.

하나 이상의 슬릿은 라미네이션의 실질적으로 반경방향으로 연장하는 엣지로부터 연장할 수 있다.

하나 이상의 슬릿들 중 임의의 2개는 라미네이션의 상이한 엣지들로부터 연장할 수 있다.

또 다른 실시 예에 따르면, 폴 피스 컴포넌트를 포함하는 자기 기어 장치가 제공되고, 폴 피스 컴포넌트는 캐리어에 장착된 복수 개의 폴 피스들을 포함하고, 폴 피스들 중 적어도 하나는 복수 개의 축 방향으로 적층된 라미네이션들을 포함하고, 라미네이션의 평면에서, 축 방향으로 적층된 라미네이션의 적어도 하나의 둘레는 적어도 하나의 오목한 부분을 포함할 수 있다.

폴 피스는 축 방향으로 적층된 복수 개의 라미네이션들로 형성될 수 있다.

폴 피스는 축 방향으로 적층된 복수 개의 라미네이션들로 실질적으로 전체적으로 형성될 수 있다.

폴 피스의 일부는 축 방향으로 적층된 복수 개의 라미네이션들로 형성될 수 있다.

폴 피스의 일부는 연질 자성 복합 재료로 형성될 수 있다.

모든 폴 피스들은 적어도 하나의 폴 피스로 형성될 수 있다.

오목한 부분은 라미네이션에서 저항 손실(ohmic losses)을 감소시키도록 배열될 수 있다.

오목한 부분이 단면 주변으로 돌출하는 길이는 오목한 부분의 폭보다 클 수 있다. 폭은 오목한 부분의 폭일 수 있다. 폭은 가장 넓은 지점에서 오목한 부분의 폭일 수 있다.

적어도 하나의 라미네이션의 형상은 오목한 다각형일 수 있다.

반경 방향에서의 오목한 부분 또는 오목한 부분 각각의 길이는 반경 방향에서의 각각의 라미네이션의 치수보다 실질적으로 작을 수 있다.

오목한 부분 또는 오목한 부분 각각의 길이는 반경 방향으로 각각의 라미네이션의 치수의 1/3일 수 있다.

오목한 부분 또는 오목한 부분 각각의 폭은, 라미네이션의 축 방향 두께보다 작을 수 있다.

적어도 하나의 라미네이션의 적어도 2개의 오목한 부분들이 존재할 수 있고, 임의의 2개의 오목한 부분들의 길이들은 상이할 수 있다.

오목한 부분들 중 임의의 2개의 폭들은 상이할 수 있다.

하나 이상의 오목한 부분들은, 라미네이션의 실질적으로 원주 방향으로 연장하는 엣지(circumferentially-extending edge)로부터 연장할 수 있다.

하나 이상의 오목한 부분들은, 라미네이션의 실질적으로 원주 방향으로 연장하는 엣지에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 연장할 수 있다.

하나 이상의 오목한 부분들은, 라미네이션의 실질적으로 반경 방향으로 연장하는 엣지로부터 연장할 수 있다.

하나 이상의 오목한 부분들은, 라미네이션의 반경 방향으로 연장하는 엣지에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 연장할 수 있다.

하나 이상의 오목한 부분들 중 임의의 2개는 라미네이션의 상이한 엣지들로부터 연장할 수 있다.

하나 이상의 오목한 부분들 중 임의의 2개는 라미네이션의 평면에서 상이한 방향들로 연장할 수 있다.

오목한 부분 또는 오목한 부분들 각각은 실질적으로 사각형일 수 있다.

오목한 부분 또는 오목한 부분들 각각은 슬릿일 수 있다.

적측된 라미네이션들 중 적어도 하나는, 라미네이션의 반경 방향 내측 엣지(radially inner edge)의 중간 지점으로부터 연장하는 제 1 오목한 부분을 구비하고, 라미네이션의 반경 방향 외측 엣지(radially outeredge)의 중간 지점으로부터 연장하는 제 2 오목한 부분을 구비할 수 있다.

적측된 라미네이션들 중 적어도 하나는, 라미네이션의 반경 방향 내측 엣지들로부터 연장하는 3개의 오목한 부분들을 구비하고, 라미네이션의 반경 방향 외측 엣지들로부터 연장하는 3개의 오목한 부분들을 구비할 수 있다. 오목한 부분들은 라미네이션의 반경 방향 내측 엣지 및 외측 엣지들의 각각을 따라 등 간격으로 이격될 수 있다.

또 다른 실시 예에 따르면, 폴 피스 컴포넌트를 포함하는 자기 기어 장치가 제공되고, 폴 피스 컴포넌트는 캐리어에 장착된 복수 개의 폴 피스들을 포함하고, 폴 피스들 중 적어도 하나는 복수 개의 축 방향으로 적층된 라미네이션들을 포함하고, 적층된 라미네이션들 중 적어도 하나의 라미네이션은, 적어도 하나의 라미네이션을 통과하는 적어도 하나의 구멍을 구비할 수 있다.

폴 피스는 축 방향으로 적층된 라미네이션들로 형성될 수 있다.

폴 피스의 일부는 적층된 라미네이션들로 형성될 수 있다.

폴 피스의 일부는 연질 자성 복합 재료로 형성될 수 있다.

폴 피스들은 전부 실질적으로 적어도 하나의 폴 피스로 형성될 수 있다.

구멍은 라미네이션의 저항 손실을 감소시키도록 배열될 수 있다.

구멍 또는 구멍 각각은 적어도 하나의 라미네이션의 중간 보다 적어도 하나의 라미네이션의 둘레에 가깝게 있을 수 있다.

구멍 또는 구멍 각각의 길이 및 폭은 반경 방향으로 라미네이션의 치수보다 실질적으로 작을 수 있다.

구멍 또는 구멍 각각의 길이 및 폭은 반경 방향으로 라미네이션의 치수의 1/3보다 작을 수 있다.

구멍 또는 구멍 각각의 길이 및 폭은 라미네이션의 축 방향 두께보다 작을 수 있다.

구멍 또는 구멍 각각은 적어도 하나의 라미네이션의 중간보다 라미네이션의 반경 방향 외측 엣지에 실질적으로 가까울 수 있다.

구멍 또는 구멍 각각은 라미네이션의 반경 방향 외측 엣지에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 연장할 수 있다.

구멍 또는 구멍 각각은 적어도 하나의 라미네이션의 중간보다 라미네이션의 반경 방향으로 연장하는 엣지에 실질적으로 가까울 수 있다.

구멍 또는 구멍 각각은 라미네이션의 반경 방향 연장 엣지에 실질적으로 수직한 방향으로 연장할 수 있다.

최소한 2개의 구멍이 있을 수 있고, 임의의 2개의 구멍들이 치수가 서로 다를 수 있다.

하나 이상의 구멍들 중 임의의 2개는 라미네이션의 상이한 엣지들로부터 연장할 수 있다.

하나 이상의 구멍들 중 임의의 2개는 라미네이션의 평면에서 상이한 방향으로 연장할 수 있다.

구멍 및 구멍 각각은 슬릿, 슬롯 또는 직사각형 중 임의의 것일 수 있다.

또 다른 실시 예에 따르면, 앞서 정의된 바와 같은 하나 이상의 폴 피스들이 제공된다.

폴 피스 또는 폴 피스 각각은 강자성 재료로 형성될 수 있다.

폴 피스 또는 폴 피스 각각은 자화되지 않은 재료(non-magnetised material)로 형성될 수 있다.

폴 피스 또는 폴 피스 각각은 권선(winding)과 직접 접촉하지 않을 수 있다. 폴 피스 또는 폴 피스 각각은 그 주위에 감겨진 각각의 코일 세트를 구비하지 않을 수 있다.

폴 피스 또는 폴 피스 각각은 자기장을 독립적으로 설정할 수 없다.

폴 피스 또는 폴 피스 각각은 솔레노이도 또는 솔레도이드의 적어도 일부가 아닐 수 있다.

폴 피스 또는 폴 피스 각각은 영구 자석이 아닐 수 있다.

어떤 실시 예에서 선택적 특징은 또한 이것을 방지하는 확실한 기술적 비호횐성이 없는 한 다른 실시 예의 선택적 특징일 수 있다.

일 실시 예의 자기 기어 장치는, 폴 피스 컴포넌트에 부가하여, 적어도 2개의 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.

부가적은 컴포넌트들 중 하나는, 반경 방향 내측 컴포넌트(radially inner component)일 수 있고, 이는 폴 피스 컴포넌트의 반경 방향 내부에 배치될 수 있다. 반경 방향 내측 컴포넌트는, 복수 개의 영구 자석들을 포함할 수 있고, 이는 전자석을 포함할 수 있다. 반경 방향 내측 컴포넌트는 폴 피스 컴포넌트에 대해 회전하도록 장착될 수 있다.

부가적인 컴포넌트들 중 하나는, 반경 방향 외측 컴포넌트(radially outercomponent)일 수 있고, 이는 폴 피스 컴포넌트의 반경 방향 외부에 배치될 수 있다. 반경 방향 외측 컴포넌트는, 영구 자석들을 포함할 수 있고, 이는 전자석들을 포함할 수 있다. 반경 방향 외측 컴포넌트는 자석들 및 전자석들을 포함할 수 있다.

반경 방향 내측 컴포넌트는 제 1 자기장을 생성(set up)할 수 있다. 반경 방향 외측 컴포넌트는 제 2 자기장을 생성할 수 있다.

폴 피스 컴포넌트는 n개의 폴 피스들을 포함함으로써 2개의 필드들이 상호 작용하도록 배열될 수 있으며, 여기서 n은 내측 컴포넌트 및 외측 컴포넌트의 폴 쌍(pole pair)들의 합이다.

또 다른 실시 예에 따르면, 폴 피스 컴포넌트를 포함하는 자기 기어 장치가 제공되고, 폴 피스 컴포넌트는 캐리어에 장착된 복수 개의 폴 피스를 포함하고, 폴 피스들 중 적어도 하나는 복수 개의 축 방향으로 적층된 라미네이션들을 포함하고, 라미네이션들은, 절연 재료(insulating material)의 각각의 레이어에 의해 서로 절연되는 나란한 라미네이션(juxtaposedlamination)들의 각각의 쌍의 라미네이션들에 의해, 실질적으로 서로 전기적으로 절연되고, 상기 레이어들의 적어도 하나는 적어도 10㎛의 두께이다.

각각의 레이어들은 적어도 10㎛의 두께일 수 있다.

레이어 또는 레이어 각각은 적어도 15㎛의 두께일 수 있다.

통상적으로, 라미네이션들은 두께가 2 내지 5㎛인 절연 레이어에 의해 분리된다. 이러한 방식으로 2번, 3번 또는 그 이상 절연을 증가시키는 것은, 그러한 배열들로 본원에서 설명된 원리에 적용될 수 있다.

일 실시 예의 자기 기어 장치는, 선택적으로 2개의 영구 자석 어레이(permanent magnet array )들 및 조절 링(modulating ring)을 갖는 수동 자기 기어(passive magnetic gear); 선택적으로 자기 기어 둘레에 권취된 고정자를 갖는 모터 제네레이터(motor generator); 선택적으로 회전 영구 자석 로터, 회전 조절 로터 및 자석들 및 권취들의 정적 어레이를 갖는 일체형 기어를 갖는 모터 제네레이터(motor generator); 선택적으로 3개의 로터들, 2개의 영구 자석 어레이들과 조절 로터 및 로터들 중 하나의 회전을 제어하는 고정자 권취를 갖는 가변 자기 기어(variable magnetic gear); 및/또는 선택적으로 하나의 영구 자석 로터, 조절 로터, 및 조절된 자기장과 커플링되어, 회전 속도와 기어비를 제어할 수 있는 고정자 권취를 갖는 가변 자기 기어(variable magnetic gear)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 실시 예는 단지 예로서 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 종래 기술의 자기 기어 방사 필드 기계(magnetically geared radial field machine)의 컴포넌트들의 축 방향 도면이다.
도 2는 도 1의 기계의 종래 기술의 적층된 폴 부분의 사시도이다.
도 3은 도 2의 적층된 폴 피스로부터 단일 라미네이션의 사시도이다.
도 4는 제 1 실시 예인 자기 기어 방사 필드 기계의 컴포넌트들의 축 방향 도면이다.
도 5a는 도 4의 기계의 폴 피스의 사시도이다.
도 5b는 도 5a의 폴 피스의 측면도이다.
도 6은 도 1의 종래 기술에서 폴 피스의 길이에 따른 축 방향 자속의 전형적인 분포를 도시하는 그래프이다.
도 7은 제 2 실시 예를 제공하기 위해, 도 5의 기계에서 대체될 수 있는 대안적인 폴 피스의 사시도이다.
도 8a는 제 1 또는 제 2 실시 예에서 폴 피스들을 형성하는데 사용될 수 있는 단일 라미네이션 시트의 축 방향 도면이다.
도 8b는 제 1 및 제 2 실시 예에서 폴 피스들을 형성하는데 사용될 수 있는 또 다른 단일 라미네이션 시트의 축 방향 도면이다.
도 8c는 종래 기술의 라미네이트 폴 피스의 단일 시트의 축 방향 도면이다.

도 4는 제 1 실시 예의 자기 기어 방사형 필드 기계(400, magnetically geared radial field machine)를 도시한다. 기계(400)는 모터링 또는 제너레이팅 모드로 사용될 수 있고, 예를 들어, 하이브리드 전기 자동차에서 다수의 상이한 동력 전달 장치(미도시)에서 사용될 수 있다.

기계(400)는 외부 고정자(410), 폴 피스 로터(420) 및 내부 로터(430)를 구비한다. 고정자(410), 내부 로터(430) 및 폴 피스 로터(420)는 환형 형상이고, 스테이터(410)가 폴 피스 로터(420)의 둘레에 링을 형성하고, 폴 피스 로터(420)가 내부 로터(430)의 둘레에 링을 형성하도록 동축으로 장착된다. 이하, 이들 각각에 대해 차례로 설명한다.

고정자(410)는 종래의 전기 기계 고정자와 유사하다. 고정자는 전기 강(electrical steel)의 라미네이션으로 형성되고, 라미네이션은 기계(400)의 축에 수직인 평면 내에 있다. 고정자(410)는 반경 방향 내측으로 9개의 치형(414, teeth)을 돌출시키는 반경 방향 외측 바디(412)를 갖도록 형성된다. 치형(414)은 인접한 치형(414) 사이의 공간을 갖는 바디(412) 주위에 균일하게 이격되어, 권선의 코일(440)을 수용한다. 각각의 코어(414) 주위에 각각의 코일(440)이 제공된다. 각각의 코어(414)는 반경 방향 최내측 단부에 폴 슈(416, pole shoe)를 포함한다. 각각의 폴 슈(416)는 2개의 인접한 폴 슈들(416)의 각각을 향하여 원주 방향으로 돌출하고, 그 사이에 갭을 남기도록 형성된다. 이 실시 예에서, 권선들은 다른 권선 구성들이 가능할지라도, 3상, 120도 전기 변위 권선(three phase 120 degree electrically displaced winding)들이다. 고정자(410)는 또한, 폴 슈들(416)의 반경 방향 최내측 표면 주위에 배열된 제 1 영구 자석 세트(450)를 지지한다. 영구 자석들은 고정자(410)의 반경 방향 내측 둘레에 배치되어, 18 폴 쌍들을 갖는 반경 방향 자기장이 폴 피스 로터(420) 및 고정자(410) 사이의 에어 갭 내에서 생성된다.

폴 피스 로터(420)는 비자성(non-magnetic), 비전도성(non-conductive) 환형 유지 구조(421, retaining structure)로 형성된다. 유지 구조(421)는 기계(400)의 축에 평행한 방향으로 유지 구조(421)의 바디를 통해 연장되는 다수의 슬롯들을 갖도록 형성된다. 슬롯들은 유지 구조(421)의 원주 둘레에 고르게 이격되어 있다. 각각의 슬롯은 전기 강과 같은 강자성 재료의 폴 피스(422)를 보유할 수 있다. 이 실시 예에서, 유지 구조(421)는 유지 구조(421)의 원주 둘레에 균일하게 이격된 21개의 슬롯들을 갖는다. 따라서, 유지 구조(421)는 21개의 폴 피스들을 보유한다.

내부 로터(430)는 반경 방향 최외측 표면 주위에 배열된 6개의 영구 자석들을 구비한다. 영구 자석들은 인접한 자석의 극성이 내부 로터(430)의 원주 주위에서 번갈아 배열되도록 배열된다. 영구 자석들은 내부 로터(430) 및 폴 피스 로터(420) 사이의 에어 갭에서 3개의 폴 페어들을 갖는 반경 방향 자기장을 생성한다.

도 5a는 도 4에서 도시된 폴 피스들 중 하나의 폴 피스(500)를 도시한다. 폴 피스(500)는 도 4의 기계(400)의 폴 피스 로터(420)에 사용하기 위한 것이다. 이러한 유형의 기존 폴 피스에서와 같이, 폴 피스(500)는 기계(400)에서 방사상 자속을 위한 경로를 제공하도록 배치된다. 그러나, 본 발명의 폴 피스(500)는 예를 들어 비자성 공간들을 도입함으로써, 기계(400)에서 축 방향 자속에 대한 폴 피스(500)의 자기 투과성(magnetic permeability)을 추가로 감소시키는 기존의 폴 피스와 상이하다. 반경 방향 자속과 달리, 축 방향 자속은 기계(400)에서의 토크 전달에 기여하지 않는다. 결과적으로, 축 방향 자속은 기계(400)에서의 "표류" 자속의 일부이다.

폴 피스(500)는 중앙 섹션(510), 2개의 중간 섹션들(530, 540) 및 2개의 외측 섹션들(520, 550)으로 구성된다. 폴 피스(500)의 섹션들(510, 530, 540, 520, 550)은 전기 강의 라미네이션들로 제조되고, 라미네이션들은 기계(400)의 축에 수직인 평면에 있다. 중간 섹션들(530, 540)은 중앙 섹션(510)의 양 단부에 있다. 외측 섹션들(520, 550)은 중간 섹션(530, 540)의 양 단에 있다. 모든 섹션들은 에어 갭들(560)에 의해 분리된다. 도 5는 외측 섹션들(520, 550)의 양 단부로부터 축 방향으로 연장하고, 폴 피스(500) 내의 축 방향 자속을 나타내는 라인(570)을 도시한다.

전체 폴 피스(500) 및 섹션들(510, 530, 540, 520, 550)의 크기 및 형상이 이하 설명된다. 길이에 대한 모든 참조는 기계(400)의 축 방향으로 길이를 갖는 컴포넌트들을 참조하여 설명된다. 이 실시 예에서, 폴 피스(500)는 전기 기계(400)와 대략 동일한 길이이다. 중앙 섹션(510)은 전체 폴 피스(500)의 길이의 약 2/3이다. 중간 섹션들(530, 550) 및 에어 갭(560)의 결합된 길이는 전체 폴 피스(500)의 길이의 약 1/3이다. 외측 섹션들(520, 550)은 중간 섹션들(530, 540)의 길이의 대략 절반이다. 에어 갭들은 외부 섹션들(530, 540)의 길이의 약 1/4이다. 에어 갭들(560)의 길이는 전체 폴 피스(500)의 길이에 비해 작다. 모든 섹션들(520, 530, 540, 550, 560)은 일반적으로 그 축 방향 길이를 따라 동일하고, 일정한 단면을 갖는다. 횡단면의 형상은 고리를 통과하는 섹터(sector)의 형상과 유사하지만, 그 섹터의 방사상으로 연장하는 엣지는 오목하다.

도 5b는 도 5a의 폴 피스(500)의 측면도이다. 폴 피스(500)의 배열은 폴 피스(500)가 축 방향에서 그 중간 지점에 대해 실질적으로 대칭이 된다. 완전성을 위해, 도 5a 및 도 5b는 다른 목적을 위한 약간의 홈을 포함한다. 이들은 도 5a 및 도 5b의 바닥 표면에 있지만, 실제로는 기계의 외부 표면에 있다. 그들은 전체 폴 피스 로터의 주변의 유지 밴드(retaining band)를 위한 것으로, 배럴 상의 후프(hoop on a barrel)와 같다.

다른 실시 예에서, 폴 피스(500)의 전체 길이는 기계(400)의 길이와 다를 수 있다. 다른 대안적인 실시 예에서, 폴 피스 내의 섹션들의 개수 및 각각의 길이는 도 5a 및 도 5b에 도시된 것과 다를 수 있다. 다른 대안적인 실시 예에서, 에어 갭들(및 폴 피스의 섹션들)의 수는 도 5a 및 도 5b에 도시된 것과 다를 수 있다.

도 6은 도 1의 종래 기술 기계에서 폴 피스의 길이를 따른 축 방향 자속의 전형적인 분포를 도시한다. 축 방향 자속의 밀도는 기계의 축 방향 중심에서 선형적으로 증가하고, 폴 피스 로터의 축 방향 단부 근처에서 피크에 도달한다. 축 방향 자속의 밀도가 폴 피스의 길이를 따라 균일하게 분포하는 경향이 없기 때문에, 본 발명자들은 축 방향 자속의 고밀도를 경험하는 위치들에서 축 방향 자속을 국부적으로 방해하는(impede) 것이 바람직하다는 것을 깨달았다. 즉, 본 발명자들은 폴 피스의 축 방향 단부들 부근에서 축 방향 자기장을 국부적으로 억제하는(suppress) 것이 유리하다는 것을 알게 되었다.

따라서, 도 5a 및 도 5b에 도시된 에어 갭들(560)은 폴 피스(500)의 축 방향 단부들에 근처에 위치한다. 공기의 투과율이 매우 낮기 때문에, 에어 갭들(560)은 에어 갭들(560)이 위치되는 폴 피스(500)의 지점들에서 축 방향으로의 폴 피스(500)의 자속 투과율을 감소시킴으로써, 폴 피스(500)의 축 방향 자속을 억제한다.

에어 갭들(560)은 집중 플럭스 배리어(concentrated flux barrier)의 일 예이다. 집중 플럭스 배리어는 낮은 저항의 두 영역 사이에서 자속의 전파를 대향하기(oppose) 위해 낮은 저항의 두 영역 사이에 종종 삽입되는 매우 높은 저항의 영역이다. 본원에서, 집중 플럭스 배리어는 폴 피스의 적어도 일부를 대체하는 스페이서이다. 집중 플럭스 배리어는 임의의 비자성 재료, 예를 들어, 유리-섬유 복합 재료로 제조될 수 있다. 집중 플럭스 배리어의 수와 두께는 기계의 축 길이와 폴 피스 로터의 직경의 비율에 따라 달라진다. 따라서, 상이한 축 방향 길이 및 반경 방향 높이를 갖는 폴 피스는 상이한 수 및 배치의 집중 플럭스 배리어들을 사용할 수 있다.

도 5a 및 도 5b를 계속해서 참조하면, 기계(400)가 작동 중일 때, 에어 갭들(560)은 폴 피스(500) 내의 축 방향 플럭스의 전파를 대향한다. 그러나, 일부 축 방향 플럭스가 여전히 폴 피스(500)를 통해 전파할 가능성이 있다. 폴 피스(500)를 통해 전파하는 축 방향 자속은 폴 피스(500)의 가열 효과를 유도하는 폴 피스(500)의 라미네이션의 평면에 와전류를 유도할 수 있다. 따라서, 기계(400)의 과열을 피하기 위해 폴 피스(500)를 능동적으로 냉각시킬 필요가 있다. 이러한 냉각은 공기 갭(560) 내의 공기 흐름을 강제함으로써 달성될 수 있다. 이러한 접근법은 에어 갭들(560)이 축 방향 자속 밀도가 가장 높은 폴 피스(500)의 위치에 있고, 그곳에서 유도된 와전류에 의한 폴 피스의 가열로 인해 가장 큰 에너지 손실이 있기 때문에 특히 효과적이다. 이러한 능동 냉각은 본 개시에서 설명된 실시 예들의 선택적 특징으로 고려된다.

일부 실시 예들에서, 도 6에 도시된 관계를 참조하면, 폴 피스들은 자기 회로 내의 다른 컴포넌트들 보다 축 방향으로 더 짧을 수 있어서, 폴 피스의 길이 방향에 걸친 표류 자속의 밀도가 감소될 수 있다. 이러한 접근법은 집중 플럭스 배리어의 사용과 조합하여 사용되거나, 독립적으로 사용될 수 있다.

제 2 실시 예에서, 도 7에 부분적으로 도시된 대표적인 폴 피스(700)는 임의의 강자설 재료가 폴 피스의 전부 또는 일부를 만드는데 사용되는 것으로 생각된다. 폴 피스(700)는 도 5a 및 도 5b를 참조하여, 전술한 폴 피스(500) 대신에 도 4의 기계(400)에서 사용하기 위한 것이다. 폴 피스(700)는 일반적으로 축 방향으로 반경 방향 보다 길다. 폴 피스(700)는 라미네이트 강으로 만들어진 중앙 섹션(710); 철과 같은 연질 자성 복합 재료로 만들어진 2개의 단부 섹션들(720); 2개의 단부 섹션들(720) 사이에 개재된 공기 플럭스 갭들(730)을 포함한다. 단부 섹션들(720)은 중앙 섹션(710)의 어느 한 단부에 있다. 이 실시 예에서, 폴 피스(700)는 전기 기계(400)와 대략 동일한 길이이다. 중앙 섹션(710)은 단부 섹션들(720) 보다 축 방향으로 상당히 길다. 에어 갭들은 단부 섹션들(720)보다 축 방향으로 상당히 짧다. 섹션들(710, 720)은 일반적으로 축 방향 길이를 따라 동일하고 일정한 단면을 갖는다. 횡단면의 형상은 고리를 통해 취해진 섹터의 형상과 유사하지만, 반경 방향으로 연장하는 엣지들이 반경 방향으로 연장하는 엣지들의 절반 내측으로 돌출하는 반원 호들을 구비하고, 상기 반원의 지름은 상기 횡단면의 반경 방향 높이의 대략 절반이다. 횡단면 형상은 단면 형상은 단면 양측의 내측으로 돌출하는 반원 호 부분에 의해 형성된 오목한 부분에 축 방향 로드(axial rod)들을 삽입함으로써, 폴 피스(700)가 그 축 방향 길이를 따라 지지될 수 있는 형상이다.

도 7을 계속해서 참조하면, 연질 자성 복합 재료들의 사용은 단부 섹션들(720)을 등방성(isotropic)으로 만든다. 연질 자성 복합 재료에서, 복합 재료 내의 자성 재료의 각각의 과립(granule)은 복합 재료 내의 모든 다른 과립과 전기적으로 절연되어 있다. 이는 작동 시, 단부 섹션들(720)이 단부 섹션들(720)의 모든 평면들에서 와전류의 흐름을 제한하는 것을 의미한다. 유리하게, 이는 와전류에 의한 폴 피스(700)의 가열로 인한 기계(400)에서의 에너지 손실을 감소시킨다. 도 6에 도시된 관계를 다시 한번 참조하면, 이 실시 예의 또 다른 장점은 단부 섹션들이 폴 피스(700)의 축 방향 단부들에 가깝고, 그 곳에서 자기장의 밀도는 가장 높을 수 있고, 유도된 와전류는 달리 제한되지 않는 한 최고일 수 있다. 또한, 이 실시 예의 또 다른 장점은 연질 자성 복합 재료가 단지 폴 피스의 단부 섹션들(720)을 제조하는데 사용된다는 점이다. 유리하게는, 이는 마치 전체 폴 피스(700)가 전체적으로 연질 자성 복합 재료로 제조된 것처럼, 폴 피스(700)의 기계적 강도를 동일한 정도로 감소시키지 않고, 연질 자성 복합 재료가 기계(400)에서의 에너지 손실에 가장 큰 영향을 미치는 곳에서만 사용된다는 것을 의미한다(종래 기술의 폴 피스를 참조하여 전술한 바와 같음). 이 실시 예의 또 다른 이점은 이 실시 예가 에어 갭들(730)에 의한 집중 플럭스 배리어와 관련된 모든 이점들을 갖는다는 점이다.

도 8a 및 도 8b는 2개의 다른 단일 폴 피스 라미네이션들(800, 820)의 축 방향 도면을 도시한 것이고, 많은 수의 두 라미네이션은 도 5a 및 도 5b에서 전술한 폴 피스(500)를 대신하여 도 4의 기계(400)에서 사용하기 위한 폴 피스를 제조하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 도 8a 및 도 8b에 도시된 다수의 라미네이션들(800, 820)은, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 전술한 폴 피스(500)를 대신하여 도 4의 기계(400)에 사용되기 위한 폴 피스를 제조하기 위해, 도 5a, 도 5b 및 도 7을 참조하여 전술한 폴 피스들(500, 700)의 피쳐들과 조합하여 사용될 수 있다. 횡단면의 형상은 고리를 통과하는 섹터의 형상과 유사하지만, 그 섹터의 방사상으로 연장하는 엣지는 오목하다.

도 8a는 전기 강과 같은 강자성 재료의 라미네이션(800)을 도시하고, 3개의 슬릿들(801, 802, 803)은 라미네이션(800)의 반경 방향 외측으로 절단되고, 3개의 슬릿들(811, 812, 813)은 라미네이션의 반경 방향 내측으로 절단된다. 슬릿들(801, 802, 803, 811, 812, 813)은 라미네이션(800)의 평면에서 라미네이션(800)의 반경 방향 내측 및 외측 엣지들에 대차로 수직인 방향으로 연장한다. 슬릿들(801, 802, 803, 811, 812, 813)은 라미네이션(800)의 반경 방향 내측 및 외측 엣지들을 따라 대략 균일하게 이격되어, 제 1 슬릿들(801, 811), 제 2 슬릿들(802, 812) 및 제 3 슬릿들(803, 813)은 라미네이션(800)의 반경 방향 내측 및 외측 엣지들을 따라 형성된다. 제 1 슬릿들(801, 811) 및 제 3 슬릿들(803, 813)은 제 2 슬릿들(802, 812)의 양측에 배치된다. 제 2 슬릿들(802, 812)의 반경 방향 깊이는, 반경 방향에서의 라미네이션(800)의 높이의 대략 1/3이다. 제 1 슬릿들(801, 811) 및 제 3 슬릿들(803, 813)의 반경 방향 깊이는 대략 반경 방향에서의 라미네이션(800)의 높이의 대략 1/4이다. 도 8a의 라인(805)은 라미네이션(800)의 축 방향 플럭스에 의해 라미네이션(800)의 평면에 유도된 와전류의 경로를 도시한다. 와전류의 경로(805)는 라미네이션(800)의 슬릿들(801, 802, 803, 811, 812, 813)의 형상을 따르는 것을 포함하여 대략적으로 라미네이션(800)의 형상을 따른다.

도 8b는 라미네이션(820)의 반경 방향 외측으로 절단된 하나의 슬릿(821)과, 라미네이션(820)의 반경 방향 내측으로 절단된 하나의 슬릿(831)을 도시한다. 슬릿들(821, 831)은 라미네이션(820)의 반경 방향 내측 및 외측을 따라 대략 중간에 배치된다. 슬릿들(821, 831)은 라미네이션(800)의 평면에서, 라미네이션(800)의 반경 방향 내측 및 외측 엣지에 대치로 수직인 방향으로 연장한다. 슬릿들의 반경 방향 깊이(821, 831)는 반경 방향에서의 라미네이션(820)의 높이의 약 1/3이다. 도 8b의 라인(825)은 라미네이션(820)의 평면내의 축 방향 플럭스에 의해, 라미네이션(820)의 평면에 유도된 와전류의 경로를 도시한다. 와전류의 경로(825)는 라미네이션(821, 831) 내의 슬릿의 형상을 따르는 것을 포함하여, 라미네이션(820)의 형상을 대략적으로 따른다.

비교를 위해, 도 8c는 도 1에 도시된 종래 기술의 기계의 폴 피스로부터 단일 라미네이션(840)을 도시한다. 라미네이션(840)은 도 8a 및 도 8b를 참조하여, 기술된 라미네이션(800, 820)과 동일한 크기이다. 라미네이션(840)은 슬릿들을 구비하지 않는다. 도 8c의 라인(845)은 라미네이션(840)의 평면 내의 축 방향 플럭스에 의해, 라미네이션(840)의 평면에 유도된 와전류의 경로를 도시한다. 슬릿들이 없으면, 와전류의 경로(845)는 대략 원형이다.

계속해서 도 8a, 도 8b 및 도 8c를 참조하면, 라미네이션들(800, 820) 내의 와전류 패스들(805, 825)이 라미네이션들(800, 820) 내의 슬릿들(801, 802, 803, 811, 813, 821, 831)에 의해 가로막힐(interrupt) 때, 도 8a 및 도 8b의 순환 와전류 경로들은 도 8c의 순환 와전류 경로(845) 보다 길 수 있다. 와전류 경로 길이를 증가시키는 것은 와전류에 대한 저항이 증가하여, 와전류를 감소시킨다. 저항 가열로 인한 에너지 손실은, 전류 및 저항의 제곱에 비례한다. 와전류 경로 길이를 증가시키는 효과는, 저항 가열에 의한 라미네이션에서 에너지 손실을 감소시키는 것이다.

다른 실시 예들에서, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 기술된 슬릿들은, 라미네이션의 평면에서 임의의 방향으로 절단될 수 있고, 라미네이션의 임의의 지점으로부터 연장할 수 있다. 슬릿은 라미네이션의 엣지들과 접촉할 필요가 없다는 것을 알 수 있다.

다른 실시 예들에서, 슬릿들은 전체 폴 피스의 전자기 성능을 손상시키지 않도록 라미네이션 두께보다 얇을 수 있다.

다른 실시 예들에서, 슬릿들의 반경 방향 깊이는, 반경 방향으로의 폴 피스의 높이의 1/3까지 될 수 있다.

다른 실시 예들에서, 본 개시에 기술된 실시 예들은 당업자가 생각할 수 있는 적절한 변형을 갖는 축 방향 전기 기계에 사용될 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명한 "축 방향"에 대한 언급은 "방사상의(radial)"으로 수정될 수 있고, 그 역도 마찬가지다.

다른 실시 예들에서, 본 개시에서 설명된 실시 예들은 당업자가 생각할 수 있는 바와 같이 적절한 변형을 갖는 선형 필드 기계에서 사용될 수 있다.

명백히 기술적 비호환성 없이 가능할 경우, 본원에 개시된 다른 실시 예의 특징은 추가 실시 예에서 조합될 수 있고, 일부 특징은 선택적으로 생략 가능하다.

대안의 실시 예들에서, 본 개시에서 설명된 실시 예는 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 적절한 변형을 갖는 다른 유형의 전기 기계에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본원에서 설명된 바와 같은 폴 피스는 GB2472752에 기재된 순수 자기 기어 또는 BG2457682에 기재된 가변 자기 기어에 통합될 수 있다.

Claims (27)

1. 캐리어에 장착된 복수 개의 폴 피스들을 포함하는 폴 피스 컴포넌트를 포함하고,
   상기 폴 피스들 중 적어도 하나는 적어도 2개의 축 방향으로 이격된 부분들을 포함하고,
   상기 2개의 축 방향으로 이격된 부분들은, 상기 2개의 축 방향으로 이격된 부분들의 각각의 자기 저항보다 더 높은 자기 저항의 부분에 의해 이격되는 자기 기어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 축 방향으로 이격된 부분들 중 하나 이상은, 강자성 재료의 복수 개의 축 방향으로 적층된 라미네이션들을 포함하는 자기 기어 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 더 높은 자기 저항의 부분은 라미네이션들을 포함하지 않는 자기 기어 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 축 방향으로 이격된 부분들 중 하나 이상은 연질 자성 복합 재료로 형성되는 자기 기어 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 더 높은 자기 저항의 부분은 연질 자성 복합 재료를 포함하지 않는 자기 기어 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   더 높은 자기 저항의 부분들에 의해 이격되는 축 방향으로 이격된 부분들은 2개 보다 많은 자기 기어 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 더 높은 자기 저항 또는 더 높은 자기 저항 각각의 부분은, 가장 높은 축 방향 자속을 겪을 폴 피스의 축 방향 위치들에 인접하게 배치되는 자기 기어 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 더 높은 자기 저항 또는 더 높은 자기 저항 각각의 부분은, 상기 폴 피스의 축 방향 중간 지점 보다 상기 폴 피스의 축 방향 단부에 더 가깝게 배치되는 자기 기어 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   가장 긴 축 길이의 축 방향 중앙 부분;
   상기 중앙 부분의 축 방향 단부에 배치되고, 상기 중앙 부분보다 짧은 길이의 2개의 축 방향 중간 부분들; 및
   상기 중간 부분들의 외측 축 방향 단부에 각각 배치되고, 가장 짧은 길이의 2개의 축 방향 외측 부분들을 포함하는 5개의 축 방향으로 이격된 부분들을 포함하는 자기 기어 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 더 높은 자기 저항 또는 더 높은 자기 저항 각각의 부분은, 높은 저항의 고체 재료에 의해 실질적으로 채워진 부분 또는 에어 갭인 자기 기어 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴 피스 또는 폴 피스 각각은, 상기 자기 기어 장치의 자기장 제네레이팅 컴포넌트들의 축 방향 길이 보다 실질적으로 짧은 자기 기어 장치.
12. 제 3 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라미네이션의 평면에서, 상기 축 방향으로 적층된 라미네이션들 중 적어도 하나의 둘레는, 적어도 하나의 오목한 부분을 포함하는 자기 기어 장치.
13. 캐리어에 장착된 복수 개의 폴 피스들을 포함하는 폴 피스 컴포넌트를 포함하고,
    상기 폴 피스들 중 적어도 하나는 복수 개의 축 방향으로 적층된 라미네이션들을 포함하고,
    상기 라미네이션의 평면에서, 상기 축 방향으로 적층된 라미네이션들 중 적어도 하나의 둘레는, 적어도 하나의 오목한 부분을 포함하는 자기 기어 장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 오목한 부분은 상기 라미네이션에서 저항 손실을 감소시키도록 배열되는 자기 기어 장치.
15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 오목한 부분이 단면의 둘레로부터 돌출하는 길이는, 상기 오목한 부분의 폭 보다 큰 자기 기어 장치.
16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 라미네이션의 형상은 오목한 다각형인 자기 기어 장치.
17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    반경 방향으로 상기 오목한 부분 또는 오목한 부분 각각의 길이는, 반경 방향으로 상기 각각의 라미네이션의 치수보다 실질적으로 작은 자기 기어 장치.
18. 제 13 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목한 부분 또는 오목한 부분 각각의 길이는, 반경 방향으로 상기 각각의 라미네이션의 치수의 1/3보다 작은 자기 기어 장치.
19. 제 13 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목한 부분 또는 오목한 부분 각각의 폭은, 상기 라미네이션의 축 방향 두께보다 작은 자기 기어 장치.
20. 제 13 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 오목한 부분들은, 상기 라미네이션의 실질적으로 원주 방향으로 연장하는 엣지로부터 연장하는 자기 기어 장치.
21. 제 13 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 오목한 부분들은, 상기 라미네이션의 실질적으로 반경 방향으로 연장하는 엣지로부터 연장하는 자기 기어 장치.
22. 제 13 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목한 부분 또는 오목한 부분 각각은 슬릿인 자기 기어 장치.
23. 제 13 항 내지 제 20항 및 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층된 라미네이션들 중 적어도 하나는, 상기 라미네이션의 반경 방향 내측 엣지의 중간 지점으로부터 연장하는 제 1 오목한 부분을 구비하고, 상기 라미네이션의 외측 엣지의 중간 지점으로부터 연장하는 제 2 오목한 부분을 구비하는 자기 기어 장치.
24. 제 13 항 내지 제 20항 및 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층된 라미네이션들 중 적어도 하나는, 상기 라미네이션의 반경 방향 내측 엣지들로부터 연장하는 3개의 오목한 부분들을 구비하고, 상기 라미네이션의 반경 방향 외측 엣지들로부터 연장하는 3개의 오목한 부분들을 구비하는 자기 기어 장치.
25. 캐리어에 장착된 복수 개의 폴 피스들을 포함하는 폴 피스 컴포넌트를 포함하고,
    상기 폴 피스들 중 적어도 하나는 복수 개의 축 방향으로 적층된 라미네이션들을 포함하고,
    상기 적층된 라미네이션들 중 적어도 하나의 라미네이션은, 상기 적어도 하나의 라미네이션을 통과하는 적어도 하나의 구멍을 구비하는 자기 기어 장치.
26. 캐리어에 장착된 복수 개의 폴 피스들을 포함하는 폴 피스 컴포넌트를 포함하고,
    상기 폴 피스들 중 하나 이상은, 제 1 항 내지 제 25 항에 의해 정의되는 자기 기어 장치.
27. 캐리어에 장착된 복수 개의 폴 피스들을 포함하는 폴 피스 컴포넌트를 포함하고,
    상기 폴 피스들 중 적어도 하나는 복수 개의 축 방향으로 적층된 라미네이션들을 포함하고,
    상기 라미네이션들은, 절연 재료의 각각의 레이어에 의해 서로 절연되는 나란한 라미네이션들의 각각의 쌍의 라미네이션들에 의해, 실질적으로 서로 전기적으로 절연되고,
    상기 레이어들의 적어도 하나는 적어도 10㎛의 두께인 자기 기어 장치.
    

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