[0001] 电动马达用在多种不同的场景中。一般而言，电动马达由转子和壳体内的定子构成。转子和定子两者可以包括铜或另一导电材料。例如，定子可以具有铜端匝，并且转子可具有铜端环。当马达操作时，这些铜部件两者产生励磁。来自铜部分的一定量的磁通遭受泄漏，意味着磁通线在马达的活性部分内不闭合。在马达的非活性部分中闭合的通量线对马达的扭矩没有贡献。特别地，当马达以高速(即高频)操作时，泄漏可能减少马达的功率。从电磁学的角度，通量泄漏不一定被认为是损失，但是这使得马达在作用上更小，这是不期望的。发明内容

[0002] 在第一方面中，电动马达包括：定子；轴；安装在轴上的转子，转子具有与轴同心的端环；和在端环内侧围绕轴的磁通屏蔽件。

[0003] 实施可以包括任何或全部的以下特征。磁通屏蔽件包括在端环内侧包围轴的筒。磁通屏蔽件与用于电动马达的壳体是一体的。壳体包括保持用于轴的轴承插入件的端部构件，并且其中磁通屏蔽件从端部构件延伸。磁通屏蔽件和壳体的至少一部分形成方环形包围件，并且其中端环和定子的端匝被收纳在方环形包围件中。磁通屏蔽件包括从下面的组中选取的至少一种材料，该组包括铝、镁和无源铜。转子包括叠层堆，并且其中端环在轴的轴向方向上与堆间隔开，并且其中磁通屏蔽件朝向堆延伸经过端环。电动马达还包括用于电动马达的壳体和在定子芯和定子的端匝之间的定子固定磁通屏蔽件。定子固定磁通屏蔽件为环状。磁通屏蔽件包括转子磁通屏蔽件，并且其中转子磁通屏蔽件由与定子固定磁通屏蔽件相同的材料制作。电动马达还包括在转子的相反端的另一端环和在另一端环内侧围绕轴的另一磁通屏蔽件。磁通屏蔽件包括固定磁通屏蔽件。固定磁通屏蔽件包括筒状部分。
固定磁通屏蔽件包括从筒状部分延伸的盘状部分。磁通屏蔽件包括旋转磁通屏蔽件。旋转磁通屏蔽件从在转子的芯上的间隔件延伸，间隔件用于将端环与转子芯间隔开。旋转磁通屏蔽件和间隔件在截面中形成L型轮廓。
附图说明

[0004] 图1示出电动马达的示例截面。

[0005] 图2-图6示出磁通屏蔽件的示例。

[0006] 图7示出作为转子频率的函数的转子端环泄漏的示例图。

[0007] 本文件描述电动马达用固定磁通屏蔽件的示例。在一些实施中，磁通屏蔽件被放置在转子端环和马达的轴之间。备选地或附加地，磁通屏蔽件可以被定位在定子芯和其端匝之间。磁通屏蔽件减少了磁通从马达的泄漏，使得更多的磁通线在马达活性部分的内部而不是在外部闭合。一般而言，马达的磁场在磁通屏蔽件中感应涡流，这有助于减小磁通屏蔽件内的磁通线的量。磁通泄漏的减小可以允许在马达活性部分中的更多有用的通量。这进而有助于马达产生更多扭矩，特别是当在磁场弱化区域中操作时(以高速/恒定电压)。

[0008] 图1示出电动马达100的示例截面。这里，截面是沿着马达轴101的轴线取得的，马达轴可以连接至变速箱或另一被驱动部件，为清楚起见未示出。马达被收纳在壳体102内，壳体可由铝或非导电的另一磁容许材料制成。保持在壳体内的是定子104和转子106。这里，定子包括部分104A、芯部104B和端匝104C。转子这里包括部分106A、芯部106B、端环106C和收纳环106D。芯部104B和106B由诸如钢之类的高度磁容许材料制成。部分104A和106A可以由稀疏铁制成，诸如通过将铜棒放置在形成在铁齿之间的槽中。例如，转子106可通过形成钢叠层堆来制作。

[0009] 定子端匝104C和转子端环106C可由例如铜或另一导电材料制成。在一些实施中，收纳环106D是由硬化材料制成，可以用于防止或减小转子端环106C的可能归因于旋转期间的离心力而发生的变形。

[0010] 转子104被安装在轴上，轴由在该示例中由壳体102的部分所保持的轴承插入件108悬置。

[0011] 在该示例中，壳体102的保持轴承插入件108的部分还提供定位在转子端环106C和轴101的对应的区段之间的屏蔽件110。在该轴对称表示中，磁通屏蔽件110可以被视为杯或筒，因为其围绕轴旋转延伸。在一些实施中，磁通屏蔽件可以从轴承插入件基本上一直延伸到转子的外表面。在具有位于转子的两端的转子端环的实施中，端环中的每个端环均可以具有磁通屏蔽件。

[0012] 磁通屏蔽件可由磁容许但是不导电的材料制造。例如，一个或多个磁通屏蔽件可由铝、镁和/或无源铜制作。

[0013] 图2-图6示出导电磁通屏蔽件的示例。每个示例分别示出壳体102和由壳体构件200所保持的轴承插入件108的部分、以及定子和转子的部分。在图2中，磁通屏蔽件202从构件200轴向地朝向转子芯部106B延伸。在这样做时，磁通屏蔽件紧密地经过转子端环106C。
在该示例中，磁通屏蔽件靠近转子芯结束；也就是，靠近构成转子的叠层的最外叠层。这里，磁通屏蔽件202在其面对端环处比附接轴承插入件处稍微较薄。在其它实施中，磁通屏蔽件可以是大体恒定厚度，或者可以在其靠近端环处比在其它区域处更厚。

[0014] 这里，在磁通屏蔽件202更靠近转子端环106C的区域中，磁通屏蔽件相对于其它区域径向偏置。换言之，磁通屏蔽件的靠近端环的部分是比磁通屏蔽件的轴向地更远离端环并且更靠近轴承插入件的部分直径更大的筒。在其它实施中，可以使用没有偏置或者在相反方向上有偏置；例如，磁通屏蔽件可以在靠近转子端环处为较窄筒，并且在其它地方具有较大直径。

[0015] 在操作时，在转子端环和定子端匝中产生的电流密度将在磁通屏蔽件202的表面中感应涡流。结果，磁通线反而被更多地指向进入马达的活性部分(比起如果不是这样的话)。例如，壳体102、构件200和磁通屏蔽件202可以说是形成收纳转子端环和定子端匝的包围件204。该包围件增大了磁通线在马达的活性部分内闭合的趋势，并且由此有助于增大来自特别是以高转速的马达的可用扭矩。

[0016] 在一些实施中，磁通屏蔽件202和/或构件200可以紧密地装配至定子端匝或端子端环或两者。例如，包围件204可以被设计成使得磁通屏蔽件202靠近端环的基部开始(即如所示出的)，并且然后无接触地紧密地跟随端环的外表面，直到其与端匝交汇为止。从该点，磁通屏蔽件可以紧密地跟随定子端匝的外表面，直到其与马达壳体交汇为止。由于端匝和磁通屏蔽件是固定的，磁通屏蔽件可以相对于端匝比其相对于转子端环更靠近地定位(例如直接接触)，因为它们之间的相对运动。

[0017] 在图3中，提供定子磁通屏蔽件300。除了增加定子磁通屏蔽件之外，当前示例等同于图2中的示例。定子磁通屏蔽件定位在定子芯和定子端匝之间，并且例如可具有基本上盘或环形状。在一些实施中，定子磁通屏蔽件由在定子被插入进马达壳体之前被组装在位的两(或更多)部分构成。定子磁通屏蔽件可以在定子端匝被覆盖(诸如被树脂)之前或之后被放置在定子上。

[0018] 在一些实施中，定子磁通屏蔽件300可由与壳体相同的材料制成。例如，定子磁通屏蔽件和磁通屏蔽件202可以由相同材料制成。

[0019] 包围件204’由壳体102、构件200、磁通屏蔽件202和定子磁通屏蔽件300形成。例如，包围件可有助于收纳磁通线，使得磁通线中的更多磁通线在活性部分内闭合。

[0020] 在上述示例中，转子磁通屏蔽件是固定的并且不与转子一起旋转。这意味着，屏蔽件遭受定子和转子场的绝对频率(并且例如不遭受转差频率)。在屏蔽件中感应的涡流量可以依赖于材料所暴露于的频率。

[0021] 然而，在其它实施中，可以使用一个或多个旋转磁通屏蔽件。附加于或取代固定磁通屏蔽件，可以使用旋转磁通屏蔽件。图4-图6示出转子磁通屏蔽件400的示例。这里，间隔件402被定位在转子芯部106B上。马达这里具有转子端环404，其具有基本上矩形轮廓。在一些实施中，可以例如通过收纳环406防止或减小转子端环的径向变形。

[0022] 转子磁通屏蔽件400可以具有任何形状，例如筒状。这里，转子磁通屏蔽件从间隔件起在轴向方向上延伸，使得这些部件在截面中形成L形状。与上面的示例类似，包围件由壳体102、构件200和转子磁通屏蔽件400限定。

[0023] 在图5中，提供固定磁通屏蔽件500。在一些实施中，通过马达的壳体提供固定磁通。这里，固定磁通屏蔽件从构件200起延伸。

[0024] 固定磁通屏蔽件500包括这里基本上是筒状的第一部分500A。固定磁通屏蔽件包括在该示例中在其一端处从第一部分500A延伸的第二部分500B。例如，第二部分可以基本上为盘状，使得其一个表面面对转子端环404。这里，第二部分覆盖转子端环的背离转子的剩余部分的表面区域的部分；在其它实施中，第二部分可以覆盖端环的更小或更大的表面区域。

[0025] 固定磁通屏蔽件可以与定子磁通屏蔽件一起使用。图6示出其中定子磁通屏蔽件300与转子磁通屏蔽件400和固定磁通屏蔽件500一起使用的示例。

[0026] 图7示出作为转子频率的函数的转子端环泄漏的示例图700。转子端环泄漏被测量为电感，并且针对纵轴被示出。进而针对横轴测量频率。

[0027] 首先，线702示出仅从活性部分的泄漏。也就是，该数不反映归因于转子端环或定子端匝的任何泄漏。在某种意义上，线702可以被视为不能避免的最小泄漏，因为这是活性部分自身操作中所固有的。

[0028] 接着，该图示出针对涉及一个或多个磁通屏蔽件并且还有不同类型的转子端环的多种配置的基于计算机的仿真结果。每个示例由线704-710之一表示。线704反映当使用图2所示的转子端环106C而没有关于该图所述的磁通屏蔽件202时的泄漏。例如，端环106C可以是使得端环适合于钎焊至转子的其余部分的形状和材料(例如铜)。这里，线704在图示的示例的最大量的泄漏之中。

[0029] 线706对应于具有矩形截面的转子端环，其中矩形的基部(即面对转子的一侧)是其高度的大约2.5倍。由于其形状和材料，这种端环可以适合于利用电子束焊接至转子(有时被称为电子束焊接)。在示出的示例中，线706具有最大的泄漏。

[0030] 线708和710两者涉及图2所示的转子端环106C。在线708中，仅使用磁通屏蔽件202(图2)，并且在线710中使用磁通屏蔽件202和300(图3)两者。

[0031] 已经作为示例描述了许多实施。然而，其它实施由所附的权利要求涵盖。