CN107994748A - 转子结构及具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转子结构及具有其的电机。转子结构包括：转子本体，转子本体的与转子本体的交轴相交的外表面上设置有至少一个弧形切边，弧形切边在转子本体的轴向方向的投影线与第一预设椭圆的部分轨迹相重合。在转子的转子本体的交轴相交的外表面上设置有至少一个弧形切边，并将该切边的在转子本体的轴向方向的投影线设置成与第一预设椭圆的部分轨迹相重合的方式，能够有效地降低转子结构的转矩脉动，使得该转子结构具有稳定的转矩，从而有效地提高了具有该转子结构的电机的效率。

Description

转子结构及具有其的电机

技术领域

本发明涉及电机设备技术领域，具体而言，涉及一种转子结构及具有其的电机。

背景技术

在永磁同步电机中，为了提高功率密度，通常需要设置磁饱和的隔磁桥以限制漏磁。但这种局部的磁路饱和会使转子磁势谐波含量增加，产生严重的转矩脉动。同时会引起齿槽效应的加剧以及铁损的增加，从而造成电机效率和转矩性能变差的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种转子结构及具有其的电机，以解决现有技术中电机效率差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种转子结构，包括：转子本体，转子本体的与转子本体的交轴相交的外表面上设置有至少一个弧形切边，弧形切边在转子本体的轴向方向的投影线与第一预设椭圆的部分轨迹相重合。

进一步地，转子本体的与转子本体的交轴相交的外表面上设置有第一切边和第二切边，第一切边和第二切边在转子本体的轴向方向的投影线均与第一预设椭圆的部分轨迹相重合。

进一步地，转子本体的与转子本体的直轴相交的转子本体的外表面上，设置有第三切边和第四切边，第三切边和第四切边在转子本体的轴向方向的投影线均与第二预设椭圆的部分轨迹相重合。

进一步地，转子本体上设置有磁钢槽，磁钢槽为多个，多个磁钢槽中的至少有两个磁钢槽分别位于转子本体的交轴和直轴形成的第一象限和第四象限内，该两个磁钢槽的第一端均靠近第一切边设置，位于第一象限内的磁钢槽的第二端朝向直轴延伸并靠近第三切边设置，位于第四象限内的磁钢槽的第二端朝向直轴延伸并靠近第四切边设置。

进一步地，位于第一象限和第四象限内的磁钢槽的靠近转子本体的几何中心的侧壁上开设有凸槽，凸槽为多个。

进一步地，凸槽包括第一凸槽，第一凸槽为两个，两个第一凸槽分别设置于位于述第一象限内的磁钢槽的两端。

进一步地，凸槽还包括第二凸槽，第二凸槽为两个，两个第二凸槽分别设置于位于第四象限的磁钢槽的两端，其中，位于第一象限内的磁钢槽的第一端上的第一凸槽的宽度与位于第四象限内的磁钢槽的第一端上的第二凸槽的宽度不同，和/或，位于第一象限内的磁钢槽的第二端上的第一凸槽的宽度与位于第四象限内的磁钢槽的第二端上的第二凸槽的宽度不同。

进一步地，位于第一象限和第四象限内的磁钢槽的远离转子本体的几何中心的侧壁上开设有狭槽，狭槽为多个。

进一步地，狭槽包括第一狭槽，第一狭槽为两个，两个第一狭槽分别设置于位于第一象限内的磁钢槽的两端。

进一步地，狭槽还包括第二狭槽，第二狭槽为两个，两个第二狭槽分别设置于位于述第四象限内的磁钢槽的两端，其中，位于第一象限内的磁钢槽的第一端上的第一狭槽的宽度与位于第四象限内的磁钢槽的第一端上的第二狭槽的宽度不同，和/或，位于第一象限内的磁钢槽的第二端上的第一狭槽的宽度与位于第四象限内的磁钢槽的第二端上的第二狭槽的宽度不同。

进一步地，凸槽还包括第三凸槽，第三凸槽开设在位于第一象限和第四象限内的磁钢槽的中部，第三凸槽的沿转子本体的径向方向向外的宽度逐渐减小。

进一步地，第三凸槽具有依次连接的第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁，第一侧壁与磁钢槽的槽壁具有第一夹角，第三侧壁与磁钢槽的槽壁具有第二夹角，第一夹角与第二夹角相等。

进一步地，第一夹角为锐角。

进一步地，第一凸槽的靠近转子本体的边沿处的槽壁与转子本体的外边沿之间形成第一桥部，第一桥部对应的圆心角为de1，第一狭槽的靠近转子本体的边沿处的槽壁与转子本体的外边沿之间形成第二桥部，第二桥部对应的圆心角为de2，其中，1.8×de1≥de2≥1.1×de1。

进一步地，第一桥部的宽度为bw1，第二桥部的宽度为bw2，其中，bw1＝3×bw2，或者，bw1＝1.5×bw2。

进一步地，第二凸槽的靠近转子本体的边沿处的槽壁与转子本体的外边沿之间形成第三桥部，第二狭槽的靠近转子本体的边沿处的槽壁与转子本体的外边沿之间形成第四桥部，第三桥部的宽度为bw3，第四桥部的宽度为bw4，其中，bw3＝3×bw4，或者，bw3＝1.5×bw4。

进一步地，第一狭槽和/或第二狭槽为弧形槽，弧形槽的宽度恒定。

进一步地，位于第一象限内的磁钢槽的第一端上的第一狭槽的长度方向的槽壁在转子本体的轴向方向的投影线沿径向方向向外移动，可与部分的第一切边在转子本体的轴向方向的投影线相重合，和/或位于第一象限内的磁钢槽的第二端上的第一狭槽的长度方向的槽壁在转子本体的轴向方向的投影线沿径向方向向外移动，可与部分的第三切边在转子本体的轴向方向的投影线相重合。

进一步地，位于第四象限内的磁钢槽的第一端上的第二狭槽的长度方向的槽壁在转子本体的轴向方向的投影线沿径向方向向外移动，可与部分的第一切边在转子本体的轴向方向的投影线相重合，和/或位于第四象限内的磁钢槽的第二端上的第二狭槽的长度方向的槽壁在转子本体的轴向方向的投影线沿径向方向向外移动，可与部分的第四切边在转子本体的轴向方向的投影线相重合。

进一步地，多个磁钢槽中的至少有两个磁钢槽分别位于交轴和直轴形成的第二象限和第三象限内，该两个磁钢槽的第一端均靠近第二切边设置，位于第二象限内的磁钢槽的第二端朝向直轴延伸并靠近第三切边设置，位于第三象限内的磁钢槽的第二端朝向直轴延伸并靠近第四切边设置。

进一步地，凸槽还包括第四凸槽，第四凸槽为两个，两个第四凸槽分别设置于位于第二象限内的磁钢槽的第一端和第二端上，其中，设置于磁钢槽的第二端上的第四凸槽的宽度，与位于第一象限内的磁钢槽的第二端上的第一凸槽的宽度不同。

进一步地，凸槽还包括第五凸槽，第五凸槽为两个，两个第五凸槽分别设置于位于第三象限内的磁钢槽的第一端和第二端上，其中，设置于磁钢槽的第一端上的第五凸槽的宽度，与位于第二象限内的磁钢槽的第一端上的第四凸槽的宽度不同，和/或，设置于磁钢槽的第二端上的第五凸槽的宽度，与位于第四象限内的磁钢槽的第二端上的第二凸槽的宽度不同。

进一步地，狭槽包括第三狭槽，第三狭槽为两个，两个第三狭槽分别设置于位于述第二象限内的磁钢槽的第一端和第二端上，其中，两个第三狭槽的宽度不同。

进一步地，狭槽包括第四狭槽，第四狭槽为两个，两个第四狭槽分别设置于位于述第三象限内的磁钢槽的第一端和第二端上，其中，两个第四狭槽的宽度不同。

进一步地，位于第二象限和第三象限内的磁钢槽的中部设置有第三凸槽。

进一步地，多个磁钢槽中的至少一个磁钢槽包括：第一槽段，第一槽段的第一端朝向转子本体的径向方向向外延伸，第一槽段的第二端朝向转子本体的径向方向向内延伸；第二槽段，第二槽段的第一端与第一槽段的第二端相连通并形成第三夹角，第二槽段的第二端朝向转子本体的径向方向向外延伸，第三夹角为第一夹角的两倍。

进一步地，转子本体上设置有磁钢槽，磁钢槽为多个，多个磁钢槽均匀地设置于转子本体交轴和直轴形成的第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中的至少一个内。

进一步地，第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中的至少一个设置有两个磁钢槽。

进一步地，第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中均设置有两个磁钢槽。

进一步地，位于第一象限、第二象限、第三象限或第四象限中的两个磁钢槽包括第一磁钢槽和第二磁钢槽，第一磁钢槽的第一端朝向第一切边延伸设置，第一磁钢槽的第二端朝向转子本体的几何中心延伸，第二磁钢槽的第一端朝向第三切边设置，第二磁钢槽的第二端朝向转子本体的几何中心延伸并与第一磁钢槽的第二端相对地设置，第一磁钢槽的第二端与第一磁钢槽的第二端之间形成第五桥部。

进一步地，第一磁钢槽的长度方向的几何中心线与第二磁钢槽的长度方向的几何中心线的延长线具有第四夹角。

进一步地，第一磁钢槽或第二磁钢槽的宽度为h，第五桥部的宽度为bw，其中，h≥bw≥0.2mm。

进一步地，第一磁钢槽的靠近交轴的一侧的侧壁上开设有第六凸槽，第六凸槽为多个。

进一步地，多个第六凸槽的宽度不同。

进一步地，第六凸槽为两个，两个第六凸槽分别设置于第一磁钢槽的第一端和第二端上。

进一步地，第一磁钢槽的第一端的远离转子本体的几何中心的侧壁上设置有第五狭槽，第二磁钢槽的第一端的远离转子本体的几何中心的侧壁上设置有第六狭槽。

进一步地，第二磁钢槽的靠近直轴的一侧的侧壁上开设有第七凸槽，第七凸槽为多个。

进一步地，多个第七凸槽的宽度不同。

进一步地，第七凸槽为两个，两个第七凸槽分别设置于第二磁钢槽的第一端和第二端上。

进一步地，第一切边、第二切边第三切边和第四切边中的至少一个的沿转子本体的周向方向的两端与转子本体的圆心之间连线围成的圆心角为de，其中，0.4π≥de≥0.35π。

进一步地，第一切边、第二切边第三切边和第四切边中的至少一个在转子本体的轴向方向的投影线，至转子本体的外周面上的点的轨迹在转子本体的轴向方向的投影线的最大距离为b，其中，1.31g≥b≥1.14g，其中，g为定子和转子本体之间的气隙长度。

进一步地，第一预设椭圆的短轴为R-b，第一预设椭圆的长轴为其中，R为转子本体的外径；b为第一切边在转子本体的轴向方向的投影线，至转子本体的外周面上的点的轨迹在转子本体的轴向方向的投影线的最大距离；de为第一切边沿转子本体的周向方向的两端与转子本体的圆心之间连线围成的圆心角。

进一步地，第一预设椭圆的短轴与第二预设椭圆的长轴相等，第一预设椭圆的长轴与第二预设椭圆的短轴相等。

根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括转子结构，转子结构为上述的转子结构。

应用本发明的技术方案，在转子的转子本体的交轴相交的外表面上设置有至少一个弧形切边，并将该切边的在转子本体的轴向方向的投影线设置成与第一预设椭圆的部分轨迹相重合的方式，能够有效地降低转子结构的转矩脉动，使得该转子结构具有稳定的转矩，从而有效地提高了具有该转子结构的电机的效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的转子结构的第一实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的转子结构的第二实施例的结构示意图；

图3示出了根据本发明的转子结构的第三实施例的结构示意图；

图4示出了根据本发明的转子结构的第四实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、转子本体；11、第一切边；12、第二切边；13、第三切边；14、第四切边；

20、磁钢槽；21、第一凸槽；211、第一槽段；212、第二槽段；

22、第二凸槽；23、第一狭槽；24、第二狭槽；25、第三凸槽；251、第一侧壁；252、第二侧壁；253、第三侧壁；

26、第四凸槽；27、第五凸槽；28、第三狭槽；29、第四狭槽；

30、第一桥部；

40、第二桥部；

50、第三桥部；

60、第四桥部；

71、第一磁钢槽；711、第六凸槽；712、第五狭槽；72、第二磁钢槽；721、第六狭槽；722、第七凸槽；73、第五桥部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图4，根据本发明的实施例，提供了一种电机。

具体地，如图1所示，该电机包括转子本体10。转子本体10的与转子本体10的交轴q相交的外表面上设置有至少一个弧形切边，弧形切边在转子本体10的轴向方向的投影线与第一预设椭圆的部分轨迹相重合。

在本实施例中，在转子的转子本体10的交轴相交的外表面上设置有至少一个弧形切边，并将该切边的在转子本体10的轴向方向的投影线设置成与第一预设椭圆的部分轨迹相重合的方式，能够有效地降低转子结构的转矩脉动，使得该转子结构具有稳定的转矩，从而有效地提高了具有该转子结构的电机的效率。其中，椭圆的部分轨迹指的是组成该椭圆的某一段弧线。

具体地，转子本体10的与转子本体10的交轴q相交的外表面上设置有第一切边11和第二切边12，第一切边11和第二切边12在转子本体10的轴向方向的投影线均与第一预设椭圆的部分轨迹相重合。其中，第一预设椭圆的短轴可以设置成在交轴q上的方式。

转子本体10的与转子本体10的直轴d相交的转子本体10的外表面上，设置有第三切边13和第四切边14。第三切边13和第四切边14在转子本体10的轴向方向的投影线均与第二预设椭圆的部分轨迹相重合。其中，第二预设椭圆的短轴可以设置成在直轴d上的方式。

具体地，第一预设椭圆的短轴为R-b，第一预设椭圆的长轴为其中，R为转子本体的外径。b为第一切边在转子本体的轴向方向的投影线，至转子本体的外周面上的点的轨迹在转子本体的轴向方向的投影线的最大距离。de为第一切边沿转子本体的周向方向的两端与转子本体的圆心之间连线围成的圆心角。第一预设椭圆的短轴与第二预设椭圆的长轴相等，第一预设椭圆的长轴与第二预设椭圆的短轴相等。在本实施例中，第三切边13和第四切边14相差180°机械角，第三切边13和第四切边14相差180°机械角。

转子本体10上设置有磁钢槽20。磁钢槽20为多个，多个磁钢槽20中的至少有两个磁钢槽20分别位于转子本体10的交轴和直轴形成的第一象限和第四象限内，该两个磁钢槽20的第一端均靠近第一切边11设置，位于第一象限内的磁钢槽20的第二端朝向直轴延伸并靠近第三切边13设置，位于第四象限内的磁钢槽20的第二端朝向直轴延伸并靠近第四切边14设置。位于第一象限和第四象限内的磁钢槽20的靠近转子本体10的几何中心的侧壁上开设有凸槽，凸槽为多个。这样设置能够有效地提高转子的性能。

其中，凸槽包括第一凸槽21和第二凸槽22。第一凸槽21为两个，两个第一凸槽21分别设置于位于述第一象限内的磁钢槽20的两端。第二凸槽22为两个，两个第二凸槽22分别设置于位于第四象限的磁钢槽20的两端。其中，位于第一象限内的磁钢槽20的第一端上的第一凸槽21的宽度与位于第四象限内的磁钢槽20的第一端上的第二凸槽22的宽度不同。位于第一象限内的磁钢槽20的第二端上的第一凸槽21的宽度与位于第四象限内的磁钢槽20的第二端上的第二凸槽22的宽度不同。这样设置能够使漏磁路上的饱和程度不一致，有效缓解转子结构的局部过饱和的问题。

位于第一象限和第四象限内的磁钢槽20的远离转子本体10的几何中心的侧壁上开设有狭槽，狭槽为多个。狭槽包括第一狭槽23和第二狭槽24。第一狭槽23为两个，两个第一狭槽23分别设置于位于第一象限内的磁钢槽20的两端。两个第二狭槽24分别设置于位于述第四象限内的磁钢槽20的两端。其中，位于第一象限内的磁钢槽20的第一端上的第一狭槽23的宽度与位于第四象限内的磁钢槽20的第一端上的第二狭槽24的宽度不同。位于第一象限内的磁钢槽20的第二端上的第一狭槽23的宽度与位于第四象限内的磁钢槽20的第二端上的第二狭槽24的宽度不同。这样设置同样能够使漏磁路上的饱和程度不一致，有效缓解转子结构的局部过饱和的问题。

为了进一步地缓解转子结构的局部过饱和的问题，凸槽还设置了第三凸槽25。第三凸槽25开设在位于第一象限和第四象限内的磁钢槽20的中部，第三凸槽25的沿转子本体10的径向方向向外的宽度逐渐减小。

优选地，第三凸槽25具有依次连接的第一侧壁251、第二侧壁252和第三侧壁253。第一侧壁251与磁钢槽20的槽壁具有第一夹角(如图1中的de3)，第三侧壁253与磁钢槽20的槽壁具有第二夹角，第一夹角与第二夹角相等。第一夹角可以是锐角。

如图1和图2所示，第一凸槽21的靠近转子本体10的边沿处的槽壁与转子本体10的外边沿之间形成第一桥部30。第一桥部30对应的圆心角为de1，第一狭槽23的靠近转子本体10的边沿处的槽壁与转子本体10的外边沿之间形成第二桥部40，第二桥部40对应的圆心角为de2，其中，1.8×de1≥de2≥1.1×de1。第一桥部30的宽度为bw1，第二桥部40的宽度为bw2，其中，bw1＝3×bw2，或者，bw1＝1.5×bw2。

当然，将第二凸槽22的靠近转子本体10的边沿处的槽壁与转子本体10的外边沿之间同样形成第三桥部50。第二狭槽24的靠近转子本体10的边沿处的槽壁与转子本体10的外边沿之间形成第四桥部60。第三桥部50的宽度为bw3，第四桥部60的宽度为bw4，其中，bw3＝3×bw4，或者，bw3＝1.5×bw4。

优选地，第一狭槽23和第二狭槽24为弧形槽，弧形槽的宽度恒定。

其中，位于第一象限内的磁钢槽20的第一端上的第一狭槽23的长度方向的槽壁在转子本体10的轴向方向的投影线沿径向方向向外移动，可与部分的第一切边11在转子本体10的轴向方向的投影线相重合。位于第一象限内的磁钢槽20的第二端上的第一狭槽23的长度方向的槽壁在转子本体10的轴向方向的投影线沿径向方向向外移动，可与部分的第三切边13在转子本体10的轴向方向的投影线相重合。

位于第四象限内的磁钢槽20的第一端上的第二狭槽24的长度方向的槽壁在转子本体10的轴向方向的投影线沿径向方向向外移动，可与部分的第一切边11在转子本体10的轴向方向的投影线相重合。位于第四象限内的磁钢槽20的第二端上的第二狭槽24的长度方向的槽壁在转子本体10的轴向方向的投影线沿径向方向向外移动，可与部分的第四切边14在转子本体10的轴向方向的投影线相重合。

多个磁钢槽20中的至少有两个磁钢槽20分别位于交轴和直轴形成的第二象限和第三象限内，该两个磁钢槽20的第一端均靠近第二切边12设置，位于第二象限内的磁钢槽20的第二端朝向直轴延伸并靠近第三切边13设置，位于第三象限内的磁钢槽20的第二端朝向直轴延伸并靠近第四切边14设置。

凸槽还包括第四凸槽26，第四凸槽26为两个，两个第四凸槽26分别设置于位于第二象限内的磁钢槽20的第一端和第二端上。其中，设置于磁钢槽20的第二端上的第四凸槽26的宽度与位于第一象限内的磁钢槽20的第二端上的第一凸槽21的宽度不同。

凸槽还包括第五凸槽27。第五凸槽27为两个，两个第五凸槽27分别设置于位于第三象限内的磁钢槽20的第一端和第二端上。其中，设置于磁钢槽20的第一端上的第五凸槽27的宽度，与位于第二象限内的磁钢槽20的第一端上的第四凸槽26的宽度不同。设置于磁钢槽20的第二端上的第五凸槽27的宽度，与位于第四象限内的磁钢槽20的第二端上的第二凸槽22的宽度不同。即在本实施例中，相邻的凸槽之间的宽度不同。

狭槽包括第三狭槽28和第四狭槽29。第三狭槽28为两个，两个第三狭槽28分别设置于位于述第二象限内的磁钢槽20的第一端和第二端上。其中，两个第三狭槽28的宽度不同。第四狭槽29为两个，两个第四狭槽29分别设置于位于述第三象限内的磁钢槽20的第一端和第二端上，其中，两个第四狭槽29的宽度不同。即在本实施例中，相邻的狭槽之间的宽度也不同。进一步地，位于第二象限和第三象限内的磁钢槽的中部设置有第三凸槽25。

如图1所示，多个磁钢槽20中的至少一个磁钢槽20包括第一槽段211和第二槽段212。第一槽段211的第一端朝向转子本体10的径向方向向外延伸。第一槽段211的第二端朝向转子本体10的径向方向向内延伸。第二槽段212的第一端与第一槽段211的第二端相连通并形成第三夹角(如图1中的de4)，第二槽段212的第二端朝向转子本体10的径向方向向外延伸，第三夹角为第一夹角的两倍。

根据本申请的另一个实施例，转子本体10上设置有磁钢槽20。磁钢槽20为多个，多个磁钢槽20均匀地设置于转子本体10交轴和直轴形成的第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中的至少一个内。其中，第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中的至少一个设置有两个磁钢槽20。如图4所示，优选地，第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中均设置有两个磁钢槽20。

位于第一象限、第二象限、第三象限或第四象限中的两个磁钢槽20包括第一磁钢槽71和第二磁钢槽72。第一磁钢槽71的第一端朝向第一切边11延伸设置，第一磁钢槽71的第二端朝向转子本体10的几何中心延伸，第二磁钢槽72的第一端朝向第三切边13设置，第二磁钢槽72的第二端朝向转子本体10的几何中心延伸并与第一磁钢槽71的第二端相对地设置，第一磁钢槽71的第二端与第一磁钢槽71的第二端之间形成第五桥部73。其中，第一磁钢槽71的长度方向的几何中心线与第二磁钢槽72的长度方向的几何中心线的延长线具有第四夹角。第一磁钢槽71或第二磁钢槽72的宽度为h，第五桥部73的宽度为bw，其中，h≥bw≥0.2mm。

第一磁钢槽71的靠近交轴的一侧的侧壁上开设有第六凸槽711，第六凸槽711为多个。多个第六凸槽711的宽度不同。

优选地，第六凸槽711为两个，两个第六凸槽711分别设置于第一磁钢槽71的第一端和第二端上。

具体地，第一磁钢槽71的第一端的远离转子本体10的几何中心的侧壁上设置有第五狭槽712。第二磁钢槽72的第一端的远离转子本体10的几何中心的侧壁上设置有第六狭槽721。第二磁钢槽72的靠近直轴的一侧的侧壁上开设有第七凸槽722，第七凸槽722为多个，多个第七凸槽722的宽度不同。凸槽和狭槽采用不同宽度的设置方式均设为了使漏磁路上的饱和程度不一致，有效缓解局部过饱和的问题。

如图2所示，第一切边11、第二切边12第三切边13和第四切边14中的至少一个的沿转子本体10的周向方向的两端与转子本体10的圆心之间连线围成的圆心角为de，其中，0.4π≥de≥0.35π。第一切边11、第二切边12第三切边13和第四切边14中的至少一个在转子本体10的轴向方向的投影线，至转子本体10的外周面上的点的轨迹在转子本体10的轴向方向的投影线的最大距离为b，其中，1.31g≥b≥1.14g，其中，g为定子和转子本体10之间的气隙长度。这样设置使得该转子结构具有更好的转子磁势波形。

上述实施例中的转子结构还可以用于电机设备技术领域，即根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括转子结构，转子结构为上述实施例中的转子结构。该电机包括转子本体10。转子本体10的与转子本体10的交轴q相交的外表面上设置有至少一个弧形切边，弧形切边在转子本体10的轴向方向的投影线与第一预设椭圆的部分轨迹相重合。

在本实施例中，在转子的转子本体10的交轴相交的外表面上设置有至少一个弧形切边，并将该切边的在转子本体10的轴向方向的投影线设置成与第一预设椭圆的部分轨迹相重合的方式，能够有效地降低转子结构的转矩脉动，使得该转子结构具有稳定的转矩，从而有效地提高了具有该转子结构的电机的效率。

具体地，本申请提供的为一种永磁同步电机的转子结构，该转子外边缘与转子交轴磁路上设置有弧形切边，能够使得在交轴磁路上增加定子与转子之间的气隙长度，改善了因隔磁桥引起的局部磁路变化导致的转子磁势谐波含量的问题。

弧形切边以转子旋转轴为圆心，弧形切边的投影线可与以交轴磁路中心线为长轴或短轴的椭圆的轨迹重合。转子的弧形切边与转子外径轨迹相交形成的圆心角为de，弧形切边与转子外径形成的最大间距为b，g为定子、转子的气隙长度。当1.31g≥b≥1.14g、0.4π≥de≥0.35π时，该转子结构的转子磁势波形最佳。

内嵌永磁体的磁钢槽均匀布置于转子圆周方向上，相邻磁钢槽设置有凸槽，且每个磁钢槽的在转子交轴磁路两边开设有细长的狭槽。

为使漏磁路上的饱和程度不一致，有效缓解转子局部过饱和问题，可以将相邻的凸槽的径向宽度设置成彼此不等的方式，相邻的狭槽径向宽度也同样设置成彼此不等的方式。

为使每个磁钢的漏磁通均匀通过隔磁的桥部，减少磁密的高次磁谐波含量，降低转矩脉动，可以将狭槽的两条边设置成平行于弧形切边的方式，且狭槽的内侧边均在同一个椭圆上。

隔磁的第一桥部对应的圆心角为de1，第二桥部对应的圆心角为de2，为减少漏磁，同时减弱齿谐波，减少齿槽效应引起的转矩脉动，将其设置为：1.8de1≥de2≥1.1de1更佳。交轴磁路两侧的隔磁的桥部的宽度具有满足一定强度要求。

为保证一定的平均转矩，隔磁的桥部不过度干涉主磁路，圆心角de2的两条外边线不得超过圆心角de边线。

磁钢槽形状与结构不限定，可以是V型结构(如图1所示)、W型结构、一字型结构(如图3和图4所示)。

V型磁钢槽结构转子，磁钢槽中间凸槽改变主磁通路径，减少局部漏磁。所述的夹角满足关系2de3＝de4，这样设置有利于抑制主磁通高次谐波。

为减少中间磁路部分的漏磁，设置了分离式磁钢槽转子结构(如图4所示)，其中间凸槽所形成的桥宽为bw，保证一定工艺性和机械强度，并减少漏磁，且h≥bw≥0.2mm，h为磁钢槽的宽度。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (44)

1.一种转子结构，其特征在于，包括：

转子本体(10)，所述转子本体(10)的与所述转子本体(10)的交轴相交的外表面上设置有至少一个弧形切边，所述弧形切边在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线与第一预设椭圆的部分轨迹相重合。

2.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述转子本体(10)的与所述转子本体(10)的交轴相交的外表面上设置有第一切边(11)和第二切边(12)，所述第一切边(11)和所述第二切边(12)在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线均与所述第一预设椭圆的部分轨迹相重合。

3.根据权利要求2所述的转子结构，其特征在于，所述转子本体(10)的与所述转子本体(10)的直轴相交的所述转子本体(10)的外表面上，设置有第三切边(13)和第四切边(14)，所述第三切边(13)和所述第四切边(14)在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线均与第二预设椭圆的部分轨迹相重合。

4.根据权利要求3所述的转子结构，其特征在于，所述转子本体(10)上设置有磁钢槽(20)，所述磁钢槽(20)为多个，多个所述磁钢槽(20)中的至少有两个所述磁钢槽(20)分别位于所述转子本体(10)的交轴和直轴形成的第一象限和第四象限内，该两个所述磁钢槽(20)的第一端均靠近所述第一切边(11)设置，位于所述第一象限内的磁钢槽(20)的第二端朝向直轴延伸并靠近所述第三切边(13)设置，位于所述第四象限内的所述磁钢槽(20)的第二端朝向直轴延伸并靠近所述第四切边(14)设置。

5.根据权利要求4所述的转子结构，其特征在于，位于所述第一象限和所述第四象限内的磁钢槽(20)的靠近所述转子本体(10)的几何中心的侧壁上开设有凸槽，所述凸槽为多个。

6.根据权利要求5所述的转子结构，其特征在于，所述凸槽包括第一凸槽(21)，所述第一凸槽(21)为两个，两个所述第一凸槽(21)分别设置于位于述第一象限内的所述磁钢槽(20)的两端。

7.根据权利要求6所述的转子结构，其特征在于，所述凸槽还包括第二凸槽(22)，所述第二凸槽(22)为两个，两个所述第二凸槽(22)分别设置于位于所述第四象限的所述磁钢槽(20)的两端，

其中，位于所述第一象限内的所述磁钢槽(20)的第一端上的所述第一凸槽(21)的宽度与位于所述第四象限内的所述磁钢槽(20)的第一端上的所述第二凸槽(22)的宽度不同，和/或，位于所述第一象限内的所述磁钢槽(20)的第二端上的所述第一凸槽(21)的宽度与位于所述第四象限内的所述磁钢槽(20)的第二端上的所述第二凸槽(22)的宽度不同。

8.根据权利要求7所述的转子结构，其特征在于，位于所述第一象限和所述第四象限内的磁钢槽(20)的远离所述转子本体(10)的几何中心的侧壁上开设有狭槽，所述狭槽为多个。

9.根据权利要求8所述的转子结构，其特征在于，所述狭槽包括第一狭槽(23)，所述第一狭槽(23)为两个，两个所述第一狭槽(23)分别设置于位于所述第一象限内的所述磁钢槽(20)的两端。

10.根据权利要求9所述的转子结构，其特征在于，所述狭槽还包括第二狭槽(24)，所述第二狭槽(24)为两个，两个所述第二狭槽(24)分别设置于位于述第四象限内的所述磁钢槽(20)的两端，

其中，位于所述第一象限内的所述磁钢槽(20)的第一端上的所述第一狭槽(23)的宽度与位于所述第四象限内的所述磁钢槽(20)的第一端上的所述第二狭槽(24)的宽度不同，和/或，位于所述第一象限内的所述磁钢槽(20)的第二端上的所述第一狭槽(23)的宽度与位于所述第四象限内的所述磁钢槽(20)的第二端上的所述第二狭槽(24)的宽度不同。

11.根据权利要求6所述的转子结构，其特征在于，所述凸槽还包括第三凸槽(25)，所述第三凸槽(25)开设在位于所述第一象限和所述第四象限内的所述磁钢槽(20)的中部，所述第三凸槽(25)的沿所述转子本体(10)的径向方向向外的宽度逐渐减小。

12.根据权利要求11所述的转子结构，其特征在于，所述第三凸槽(25)具有依次连接的第一侧壁(251)、第二侧壁(252)和第三侧壁(253)，所述第一侧壁(251)与所述磁钢槽(20)的槽壁具有第一夹角，所述第三侧壁(253)与所述磁钢槽(20)的槽壁具有第二夹角，所述第一夹角与所述第二夹角相等。

13.根据权利要求12所述的转子结构，其特征在于，所述第一夹角为锐角。

14.根据权利要求10所述的转子结构，其特征在于，所述第一凸槽(21)的靠近所述转子本体(10)的边沿处的槽壁与所述转子本体(10)的外边沿之间形成第一桥部(30)，所述第一桥部(30)对应的圆心角为de1，所述第一狭槽(23)的靠近所述转子本体(10)的边沿处的槽壁与所述转子本体(10)的外边沿之间形成第二桥部(40)，所述第二桥部(40)对应的圆心角为de2，其中，1.8×de1≥de2≥1.1×de1。

15.根据权利要求14所述的转子结构，其特征在于，所述第一桥部(30)的宽度为bw1，所述第二桥部(40)的宽度为bw2，其中，bw1＝3×bw2，或者，bw1＝1.5×bw2。

16.根据权利要求10所述的转子结构，其特征在于，所述第二凸槽(22)的靠近所述转子本体(10)的边沿处的槽壁与所述转子本体(10)的外边沿之间形成第三桥部(50)，所述第二狭槽(24)的靠近所述转子本体(10)的边沿处的槽壁与所述转子本体(10)的外边沿之间形成第四桥部(60)，所述第三桥部(50)的宽度为bw3，所述第四桥部(60)的宽度为bw4，其中，bw3＝3×bw4，或者，bw3＝1.5×bw4。

17.根据权利要求10所述的转子结构，其特征在于，所述第一狭槽(23)和/或所述第二狭槽(24)为弧形槽，所述弧形槽的宽度恒定。

18.根据权利要求10所述的转子结构，其特征在于，

位于所述第一象限内的所述磁钢槽(20)的第一端上的所述第一狭槽(23)的长度方向的槽壁在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线沿径向方向向外移动，可与部分的所述第一切边(11)在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线相重合，和/或

位于所述第一象限内的所述磁钢槽(20)的第二端上的所述第一狭槽(23)的长度方向的槽壁在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线沿径向方向向外移动，可与部分的所述第三切边(13)在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线相重合。

19.根据权利要求10所述的转子结构，其特征在于，

位于所述第四象限内的所述磁钢槽(20)的第一端上的所述第二狭槽(24)的长度方向的槽壁在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线沿径向方向向外移动，可与部分的所述第一切边(11)在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线相重合，和/或

位于所述第四象限内的所述磁钢槽(20)的第二端上的所述第二狭槽(24)的长度方向的槽壁在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线沿径向方向向外移动，可与部分的所述第四切边(14)在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线相重合。

20.根据权利要求10所述的转子结构，其特征在于，多个所述磁钢槽(20)中的至少有两个所述磁钢槽(20)分别位于交轴和直轴形成的第二象限和第三象限内，该两个所述磁钢槽(20)的第一端均靠近所述第二切边(12)设置，位于所述第二象限内的磁钢槽(20)的第二端朝向直轴延伸并靠近所述第三切边(13)设置，位于所述第三象限内的所述磁钢槽(20)的第二端朝向直轴延伸并靠近所述第四切边(14)设置。

21.根据权利要求20所述的转子结构，其特征在于，所述凸槽还包括第四凸槽(26)，所述第四凸槽(26)为两个，两个所述第四凸槽(26)分别设置于位于所述第二象限内的所述磁钢槽(20)的第一端和第二端上，其中，设置于所述磁钢槽(20)的第二端上的所述第四凸槽(26)的宽度，与位于所述第一象限内的所述磁钢槽(20)的第二端上的所述第一凸槽(21)的宽度不同。

22.根据权利要求21所述的转子结构，其特征在于，所述凸槽还包括第五凸槽(27)，所述第五凸槽(27)为两个，两个所述第五凸槽(27)分别设置于位于所述第三象限内的所述磁钢槽(20)的第一端和第二端上，

其中，设置于所述磁钢槽(20)的第一端上的所述第五凸槽(27)的宽度，与位于所述第二象限内的所述磁钢槽(20)的第一端上的所述第四凸槽(26)的宽度不同，和/或，设置于所述磁钢槽(20)的第二端上的所述第五凸槽(27)的宽度，与位于所述第四象限内的所述磁钢槽(20)的第二端上的所述第二凸槽(22)的宽度不同。

23.根据权利要求22所述的转子结构，其特征在于，所述狭槽包括第三狭槽(28)，所述第三狭槽(28)为两个，两个所述第三狭槽(28)分别设置于位于述第二象限内的所述磁钢槽(20)的第一端和第二端上，其中，两个所述第三狭槽(28)的宽度不同。

24.根据权利要求22所述的转子结构，其特征在于，所述狭槽包括第四狭槽(29)，所述第四狭槽(29)为两个，两个所述第四狭槽(29)分别设置于位于述第三象限内的所述磁钢槽(20)的第一端和第二端上，其中，两个所述第四狭槽(29)的宽度不同。

25.根据权利要求20所述的转子结构，其特征在于，位于所述第二象限和所述第三象限内的所述磁钢槽的中部设置有第三凸槽(25)。

26.根据权利要求12所述的转子结构，其特征在于，多个所述磁钢槽(20)中的至少一个所述磁钢槽(20)包括：

第一槽段(211)，所述第一槽段(211)的第一端朝向所述转子本体(10)的径向方向向外延伸，所述第一槽段(211)的第二端朝向所述转子本体(10)的径向方向向内延伸；

第二槽段(212)，所述第二槽段(212)的第一端与所述第一槽段(211)的第二端相连通并形成第三夹角，所述第二槽段(212)的第二端朝向所述转子本体(10)的径向方向向外延伸，所述第三夹角为所述第一夹角的两倍。

27.根据权利要求3所述的转子结构，其特征在于，所述转子本体(10)上设置有磁钢槽(20)，所述磁钢槽(20)为多个，多个所述磁钢槽(20)均匀地设置于所述转子本体(10)交轴和直轴形成的第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中的至少一个内。

28.根据权利要求27所述的转子结构，其特征在于，所述第一象限、所述第二象限、所述第三象限和所述第四象限中的至少一个设置有两个所述磁钢槽(20)。

29.根据权利要求27所述的转子结构，其特征在于，所述第一象限、所述第二象限、所述第三象限和所述第四象限中均设置有两个所述磁钢槽(20)。

30.根据权利要求27所述的转子结构，其特征在于，位于所述第一象限、所述第二象限、所述第三象限或所述第四象限中的两个所述磁钢槽(20)包括第一磁钢槽(71)和第二磁钢槽(72)，所述第一磁钢槽(71)的第一端朝向所述第一切边(11)延伸设置，所述第一磁钢槽(71)的第二端朝向所述转子本体(10)的几何中心延伸，所述第二磁钢槽(72)的第一端朝向所述第三切边(13)设置，所述第二磁钢槽(72)的第二端朝向所述转子本体(10)的几何中心延伸并与所述第一磁钢槽(71)的第二端相对地设置，所述第一磁钢槽(71)的第二端与所述第一磁钢槽(71)的第二端之间形成第五桥部(73)。

31.根据权利要求30所述的转子结构，其特征在于，所述第一磁钢槽(71)的长度方向的几何中心线与所述第二磁钢槽(72)的长度方向的几何中心线的延长线具有第四夹角。

32.根据权利要求30所述的转子结构，其特征在于，所述第一磁钢槽(71)或所述第二磁钢槽(72)的宽度为h，所述第五桥部(73)的宽度为bw，其中，h≥bw≥0.2mm。

33.根据权利要求30所述的转子结构，其特征在于，所述第一磁钢槽(71)的靠近交轴的一侧的侧壁上开设有第六凸槽(711)，所述第六凸槽(711)为多个。

34.根据权利要求33所述的转子结构，其特征在于，多个所述第六凸槽(711)的宽度不同。

35.根据权利要求33所述的转子结构，其特征在于，所述第六凸槽(711)为两个，两个所述第六凸槽(711)分别设置于所述第一磁钢槽(71)的第一端和第二端上。

36.根据权利要求30所述的转子结构，其特征在于，所述第一磁钢槽(71)的第一端的远离所述转子本体(10)的几何中心的侧壁上设置有第五狭槽(712)，所述第二磁钢槽(72)的第一端的远离所述转子本体(10)的几何中心的侧壁上设置有第六狭槽(721)。

37.根据权利要求30所述的转子结构，其特征在于，所述第二磁钢槽(72)的靠近直轴的一侧的侧壁上开设有第七凸槽(722)，所述第七凸槽(722)为多个。

38.根据权利要求37所述的转子结构，其特征在于，多个所述第七凸槽(722)的宽度不同。

39.根据权利要求37所述的转子结构，其特征在于，所述第七凸槽(722)为两个，两个所述第七凸槽(722)分别设置于所述第二磁钢槽(72)的第一端和第二端上。

40.根据权利要求3所述的转子结构，其特征在于，所述第一切边(11)、所述第二切边(12)第三切边(13)和第四切边(14)中的至少一个的沿所述转子本体(10)的周向方向的两端与所述转子本体(10)的圆心之间连线围成的圆心角为de，其中，0.4π≥de≥0.35π。

41.根据权利要求3所述的转子结构，其特征在于，所述第一切边(11)、所述第二切边(12)第三切边(13)和第四切边(14)中的至少一个在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线，至所述转子本体(10)的外周面上的点的轨迹在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线的最大距离为b，其中，1.31g≥b≥1.14g，其中，g为定子和所述转子本体(10)之间的气隙长度。

42.根据权利要求2所述的转子结构，其特征在于，所述第一预设椭圆的短轴为R-b，所述第一预设椭圆的长轴为其中，

R为所述转子本体(10)的外径；

b为所述第一切边(11)在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线，至所述转子本体(10)的外周面上的点的轨迹在所述转子本体(10)的轴向方向的投影线的最大距离；

de为所述第一切边(11)沿所述转子本体(10)的周向方向的两端与所述转子本体(10)的圆心之间连线围成的圆心角。

43.根据权利要求3所述的转子结构，其特征在于，所述第一预设椭圆的短轴与所述第二预设椭圆的长轴相等，所述第一预设椭圆的长轴与所述第二预设椭圆的短轴相等。

44.一种电机，包括转子结构，其特征在于，所述转子结构为权利要求1至43中任一项所述的转子结构。