CN108233571A - 电机转子 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及电机转子。一种车辆可包括电机。所述电机可包括围绕区段的定子，所述区段被堆叠为形成转子。所述区段中的每个均可具有相对于转子的旋转轴线径向地间隔开的嵌套的永磁体对。每个区段的对应的永磁体对可沿旋转轴线的方向对齐。邻近永磁体的对应的腔室可具有不同的形状，使得对应的极弧角不同。

Description

电机转子
技术领域
本公开涉及一种用于永磁电机的转子。
背景技术
电机通常采用转子和定子来产生扭矩。电流流经定子绕组以产生磁场。由定子产生的磁场可与转子内的永磁体相互配合以产生扭矩。
发明内容
一种车辆可包括电机，所述电机具有围绕区段的定子，所述区段被堆叠为形成转子。所述区段中的一些可具有相对于转子的旋转轴线径向地间隔开的嵌套的永磁体对。每个区段的对应的永磁体对可沿旋转轴线的方向对齐。邻近永磁体的对应的腔室可具有不同的形状，使得对应的极弧角(pole arc angle)不同。
一种电机可包括转子，所述转子包括第一转子区段，第一转子区段相对于转子的轴线限定有第一径向靠外的凹腔层。第一径向靠外的凹腔层可具有小于第一内极弧角的第一外极弧角，第一内极弧角由相关联的第一径向靠内的凹腔层限定。第一外极弧角和第一内极弧角由与第一径向靠内的凹腔层和第二径向靠外的凹腔层中的每个相对应的第一组腔室形成。第二转子区段可被设置为沿轴线与第一转子区段相邻并相对于轴线限定有第二径向靠外的凹腔层。第二径向靠外的凹腔层可具有小于相关联的第二径向靠内的凹腔层的第二内极弧角的第二外极弧角，并且第一极弧角小于第二极弧角。第二极弧角可由与第二径向靠内的凹腔层和第二径向靠外的凹腔层中的每个相对应的第二组腔室形成。
一种车辆可包括具有定子的电机。转子可被定子围绕。转子可具有被堆叠为形成转子的区段的叠片，转子的区段限定有第一凹腔层，在第一凹腔层中设置有端对端地堆叠以形成第一轴的第一组永磁体。第二凹腔层相对于第一凹腔层沿相对于转子的轴线的径向方向偏移，在第二凹腔层中设置有端对端地堆叠以形成第二轴的第二组永磁体。转子可限定有多个腔室，所述多个腔室与凹腔相关联并被定向为引导第一组永磁体和第二组永磁体的磁场，使得与一对相邻的区段相关联的第一层极弧角不同并且与所述一对相邻的区段相关联的第二层极弧角比相应的第一层极弧角窄。
附图说明
图1A是转子叠片或区段的平面图；
图1B是包括图1A中示出的叠片堆的转子区段的侧视图；
图2A是转子叠片或区段的平面图；
图2B是包括图2A中示出的叠片堆的转子区段的侧视图；
图3A是叠加的图1A和图2A的转子叠片的平面图；
图3B是包括图1A和图2A中示出的叠片堆的转子区段的侧视图；
图4A是包括具有特定极弧角的嵌套的永磁体对的电机转子的示意图；
图4B是包括具有特定极弧角的嵌套的永磁体对的电机转子的示意图；
图5A是具有不同地布置的磁场形成室的电机转子的透视图；
图5B是具有不同地布置的磁场形成室并移除了上部的区段的电机转子的透视图；
图6是具有ABBA式构造的转子的透视图；
图7是定子的透视图；
图8是具有定子和转子的电机的透视图。
具体实施方式
在此描述本公开的实施例。然而，应当理解的是，所公开的实施例仅为示例，其它实施例可采用各种可替代形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各种特征可以与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合以产生未被明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的多种组合和变型可被期望用于特定的应用或实施方式。
电机具有以下特征：由存在于气隙磁通和气隙磁导中的谐波引起的不期望的扭矩振荡。大部分电机(尤其是永磁(PM)电机)都设计有转子偏斜(即，沿转子的轴线的区段的极相对于彼此旋转地偏斜)。遗憾地是，偏斜会导致沿着转子轴线错列的永磁体和磁极。由于永磁体未对齐，所以偏斜的区段会造成电机在所有可用的转速下的平均扭矩总体下降。永磁体的未对齐引起磁通泄漏。因此，偏斜有助于使扭矩谐波最少化，这产生了不期望的但先前无法避免的成本。
例如，具有两个转子区段和48槽定子的8极电机通常具有3.75°的偏斜角。因此，被包括在转子的两个区段中的所有的特征旋转地偏移3.75°。转子的偏斜意在在所有频率下产生比另外使用具有对齐的永磁体的转子获得的机械扭矩更为平滑的机械扭矩。偏斜可消除由谐波引起的不期望的扭矩波动，并且可以使用许多不同的偏斜角来获得这个结果。
转子的永磁体可以以不同的方式定位或定向以产生期望的磁场。每个极可通过一个极(即，南极或北极)沿径向向外的方向定向的单个的永磁体形成。转子的极可通过被布置为配合地形成磁极的永磁体组来形成。一种这样的布置使磁体以V形图案定向。“V”的内部具有相似的磁极，这些磁极配合以形成转子的磁极。8极转子包括围绕转子设置并以45°间隔开的八个V形图案。可将每个永磁体设置在凹腔或空腔中以保持永磁体。这些凹腔或空腔一般是矩形的并且尺寸适于容纳永磁体。空腔可能在相对的端部处稍微地大些，以限制各个永磁体的南极与北极之间的磁通泄漏。由于与转子芯材料(例如，电工钢)相比真空具有相对低的磁导率，所以转子芯中的空隙或空腔阻碍磁通。
转子的永磁体可嵌套或分层设置(layer)，以增大磁场的大小并改善磁场方向。嵌套的永磁体可具有嵌套的V形、曲线、弧形或圆形构造。磁体可具有产生引导至转子与定子之间的气隙的磁场的多个排或多个层。
可成型或改变转子与定子之间的气隙中的磁场，以产生类似于机械偏斜的作用。非导磁性的空腔可围绕磁体设置，以控制所产生的磁通的流动模式使极磁性地偏斜。这种磁偏斜可以在不使包括永磁体的整个转子区段偏斜的情况下使扭矩谐波最少化。永磁体的对齐改善了电机的总的扭矩输出。
如上所公开的扭矩波动减小的磁偏斜方法可伴随或取代机械偏斜。磁偏斜使用磁场形成腔或室改变从永磁体发散出的磁场的形式或形状。磁场形成室可调节磁极的弧角。八极转子的每个磁极均被指定在转子叠片的45°部分中。这个45°部分被称为机械极距。除了允许所有的磁极具有45°的弧角，磁场形成室可被限定为通过以下方式引导来自每个极的磁通：减小或加宽弧角，同时仍保持磁体凹腔和永磁体端与端地对齐。由每个极产生的弧角仍可累计，以覆盖转子的整个360°外周表面或覆盖小于转子的整个外周表面。
磁偏斜可改变阻碍相同磁体的南极和北极之间的磁通泄漏的磁场形成腔或室。为了产生磁偏斜，可通过使腔室延伸或在径向方向上添加另一腔室以形成磁场来改善这个腔室。可相对于位于转子的相邻的区段上的补充的、轴向偏移的极的弧角调节给定的极中的任一者的弧角。例如，可将区段A上的一个极的弧角调节到40°，并可将区段B上的相邻的极的弧角调节到35°。不同的弧角减小了通常给电机带来负担的谐波效应。
可通过修改相关的弧角来减小电机的最大扭矩。可优化相邻的弧角之间的差，以使齿槽效应(cogging)或扭矩波动最小化并确保提供高水平的最大扭矩。弧角的修改可减小扭矩输出的间歇期(lull)。可优化这样的利益冲突(competing interest)以确保电机功能得到改善。
一些磁极可保持标准的极弧角。在一些实施例中，每个磁极的磁场弧角可相对于相邻的转子区段而改变。在其他实施例中，磁极中的一个组或一个子组可相对于相邻的转子区段而改变。例如，转子的相邻的北极可具有不同的磁场弧角以减小扭矩波动，而转子的相邻的南极可具有相同的极弧角。相关的弧角的任意组合可提供扭矩波动或齿槽效应的合意的减小。
弧角的大小可对电机输出扭矩和定子与转子叠片的铁损(iron loss)具有直接的影响。具有厚度相等的区段的转子可以以铁损为代价抑制扭矩谐波。为此，改变后的弧角区段的厚度可相对于具有针对扭矩输出而优化的弧角的区段而不同。
现参照图1A，示出了用于转子的叠片110。叠片110可限定有适于将永磁体保持在凹腔中的多个空腔112、138。空腔112、138可嵌套或分层设置，以提供用于额外的永磁体的容纳处。区段10的中央可限定有圆形中央开口114，圆形中央开口114具有键槽(keyway)116并用于容纳驱动轴(未示出)，键槽116可接纳驱动键，使得叠片110围绕转子的旋转轴线30旋转。空腔可被定向为使得被容纳在空腔112中的永磁体(未示出)形成八个交替布置的磁极130、132。本领域公知的是，电机可具有围绕转子布置的各种数量的极。磁极130可被构造成北极。磁极132可被构造成南极。永磁体还可被布置成不同的图案。如图1A所示，保持永磁体的空腔112被布置成V形形状134。现参照图1B，多个叠片110可形成转子的区段A10。转子具有用于容纳驱动轴(未示出)的圆形中央开口114。
现参照图2A，示出了用于转子的叠片210。叠片210可限定适于将永磁体保持在凹腔中的多个空腔212、238。空腔212、238可嵌套或分层设置，以提供用于额外的永磁体的容纳处。区段12的中央可限定有圆形中央开口214，圆形中央开口214具有键槽216并用于容纳驱动轴(未示出)，键槽216可接纳驱动键，使得叠片210围绕转子的旋转轴线30旋转。空腔可被定向为使得容纳在空腔212中的永磁体(未示出)形成八个交替布置的磁极230、232。本领域公知的是，电机可具有各种数量的极。磁极230可被构造成北极。磁极232可被构造成南极。永磁体还可被布置成不同的图案。如图2A所示，保持永磁体的空腔212被布置成V形形状234。现参照图2B，多个叠片210可形成转子的区段B 12。转子具有用于容纳驱动轴(未示出)的圆形中央开口214。
现参照图3A，图1A的区段10被示出为叠置在图2A的区段12上。如图所示，区段10的空腔112的位置和区段12的空腔212的位置大致对齐。这两个区段之间的差异在于由不同的腔室产生的极弧角。如图3B所示，区段被堆叠为形成转子。区段具有相同的定向和驱动轴孔114、214并围绕转子的旋转轴线30旋转。不同于机械偏斜的转子，当沿转子的轴线向下看时，除了不同定向的腔室部分106、206(如图4A至图4B所示)，转子14或转子部分具有穿过空腔112、212的无阻碍的路径。
现参照图4A，图1B的区段10被示出为具有与嵌套的永磁体对108、120以及相关联的腔室106、122相对应的特定的极弧角102、136。嵌套的永磁体对还可具有第一径向靠内(相对于轴线30)的凹腔层108。嵌套的永磁体对可具有小于第一内极弧角102的第一外极弧角136。如图所示的极弧角102小于下面讨论的极弧角202。如图所示的极弧角136小于下面讨论的极弧角236。极弧角由腔室106、122相对于磁体凹腔108、120的角形成。区段10可具有45°的机械极距109，如图所示。
可使用多种方法来测量极弧角102、136。如图所示，极弧角102、136被测量为腔室106、122的相对于转子的中央轴线径向最靠外的部分的最突出的内拐角之间的角。极弧角102、136还可通过腔室106、122的最靠外的边缘、腔室106、122的内边缘或假定的重心(例如，如果腔室填充有材料，则为该材料的重心)来测量。极弧角102、136还可被测量为V形磁体凹腔108、120与腔室106、122之间的角104、126。
还可使用弧105、128的长度来测量极弧角102、136，弧105、128跨过转子的外周以限定表面。该表面可通过弧的长度来限定以具有阈值大小的磁通。例如，特征、腔室的形状可能会使得难以确定极弧角的通用定义和值。在这些情形下，可测量或估计穿过弧105、128的长度或表面的磁通以确定形成的磁场。测量磁场形成室(而不是直接地测量角度)的结果可提供期望的极弧角的改善的指示。这种额外的方法可间接地提供相邻的区段的极弧角之间的对比，以确定磁偏斜(magnetic skewing)是否被用于减小扭矩波动。
对应的极弧角102、136的顶点可被确定为V形永磁体凹腔的延伸、腔室的延伸或其组合的延伸的交叉点。极弧角的顶点还可以是旋转轴线30或者区段或叠片的形心(centroid)。在另一实施例中，顶点可相对于旋转轴线30偏移。
在至少一个其它实施例中，极弧角由相对应的磁体角103、124以及与磁体角103、124相关的定向角104、126限定。定向角104、126的顶点被限定在沿凹腔108、120与腔室106、122的交叉的点处。定向角的一条边由穿过永磁体108、120的形心的中心线限定。该中心线可基于凹腔的质量中心或对称中心来限定。定向角的另一条边可由穿过腔室106、122的形心的中心线限定。该中心线可基于腔室的密度或对称性来限定。前述方法中的任意者或其组合可用于确定区段A的极弧角。
现参照图4B，图2B的区段12被示出为具有与嵌套的永磁体对208、220以及相关联的室腔206、222相对应的特定的极弧角202、236。嵌套的永磁体对还可具有第二径向靠内(相对于轴线30)的凹腔层208。嵌套的永磁体对可具有小于第二内极弧角202的第二外极弧角236。如图所示的极弧角202大于上面讨论的极弧角102。内部的永磁体对120的极弧角136可大于或小于相邻的区段12上的相对应的内部的永磁体对220的极弧角236，以使由电机产生的扭矩最大化并减小扭矩波动。在每个区段10、12中的每组永磁体之间形成有通道。该通道确保来自磁体的磁场到达电机的气隙。如图所示的极弧角236大于上面讨论的极弧角136。极弧角由腔室206、222相对于磁体凹腔208、220的角形成。区段12可具有45°的机械极距209，如图所示。
可使用多种方法来测量极弧角202、236。如图所示，极弧角202、236被测量为腔室206、222的相对于转子的中央轴线径向最靠外的部分的最突出的内拐角之间的角。极弧角202、236还可通过腔室206、222的最靠外的边缘、腔室206、222的内边缘或假定的重心(例如，如果腔室填充有材料，则为该材料的重心)来测量。极弧角202、236还可被测量为V形磁体208、220与腔室206、222之间的角204、226。
还可使用弧205、228的长度来测量极弧角202、236，弧205、228跨过转子的外周以限定表面。该表面可通过具有阈值大小的磁通的弧的长度来限定。例如，特征、腔室的形状可能会使得难以确定极弧角的通用定义和值。在这些情形下，可测量穿过弧205、228的长度或表面的磁通以确定形成的磁场。测量磁场形成室(而不是直接地测量角度)的结果可提供期望的极弧角的改善的指示。这种额外的方法可间接地提供相邻的区段的极弧角之间的对比，以确定磁偏斜是否被用于减小扭矩波动。
角的顶点可被确定为V形永磁体凹腔的延伸、腔室的延伸或其组合的延伸的交叉点。极弧角的顶点还可以是转子的旋转轴线或者区段或叠片的形心。
在至少一个其它的实施例中，极弧角由磁体角203、224以及与磁体角相关的定向角204、226限定。定向角204、226的顶点被限定在沿凹腔或永磁体208、220与腔室206、222的交叉的点处。定向角的一条边由穿过凹腔208、220的形心的中心线限定。该中心线可基于凹腔的密度或对称性来限定。定向角的另一条边可由穿过腔室206、222的形心的中心线限定。该中心线可基于腔室的密度或对称性来限定。前述方法中的任意者或其组合可用于确定区段B的极弧角。
定向角或弯曲角104、204、126和226可由式1中描述的关系来确定。
其中，β(定向角104、204、126、226)等于α(磁体角103、203、124、224)、wm(永磁体凹腔的宽度107、207、134、234)、θ(极弧角102、202、136、236)、Rc(到V形磁体对的每个内顶点的径向距离)以及Rr(转子外径)的函数。
β(定向角104、204、126、226)可设置在与α(磁体角103、203、124、224)有关的角度之间，如下面的式2中所公开的。
(180°-α)≤β≤(270°-α) (2)
可包括或不包括通常被包括在转子叠片上以控制磁场的其他特征(例如，孔、空腔)，以在气隙中适当地形成磁场。
与嵌套的永磁体对或凹腔层相对应的极弧角之间的关系可由式3限定。第一径向靠外的凹腔层的极弧角136(θA1)和第二径向靠外的凹腔层的极弧角236(θB1)之间的差可等于定子的槽距(slot pitch)42或基于定子的槽的数量。第一径向靠内的凹腔层的极弧角102(θA2)和第二径向靠内的凹腔层的极弧角202(θB2)之间的差可等于定子的槽距42或基于定子的槽的数量。
在某些实施例中，式3可以为真。例如，第一径向靠外的凹腔层的极弧角136(θA1)和第二径向靠外的凹腔层的极弧角236(θB1)之间的差可等于定子的槽距42或基于定子的槽的数量，但是第一径向靠内的凹腔层的极弧角102(θA2)和第二径向靠内的凹腔层的极弧角202(θB2)之间的差不等于定子的槽距42或不基于定子的槽的数量。
在另一实施例中，式4可以为真。例如，第一径向靠外的凹腔层的极弧角136(θA1)和第二径向靠外的凹腔层的极弧角236(θB1)之间的差可以不等于定子的槽距42或不基于定子的槽的数量，但是第一径向靠内的凹腔层的极弧角102(θA2)和第二径向靠内的凹腔层的极弧角202(θB2)之间的差等于定子的槽距42或基于定子的槽的数量。
在优选实施例中，第一径向靠外的凹腔层的极弧角136(θA1)和第二径向靠外的凹腔层的极弧角236(θB1)之间的差等于定子的槽距42或基于定子的槽的数量，并且第一径向靠内的凹腔层的极弧角102(θA2)和第二径向靠内的凹腔层的极弧角202(θB2)之间的差等于定子的槽距42或基于定子的槽的数量，如式5所公开的。
在优选实施例中，转子可具有8个极。转子的机械极距为45°。第二径向靠内的凹腔层的优选极弧角202(θB2)为37.5°。对于48槽电机而言，槽距为7.5°。因此，第一径向靠内的凹腔层的极弧角102(θA2)为30°。此外，第二径向靠外的凹腔层的极弧角236(θB1)为22.5°，并且第一径向靠外的凹腔层的极弧角136(θA1)为15°。
此外，相同区段的极弧角之间的差可满足下述优化等式。内层与外层或嵌套的永磁体之间的差可大于零，以确保所述层之间存在通道，如式6所示。内层与外层之间的差可小于电机的机械极弧角的最大值109、209减去外层磁体的磁体宽度134、234(wm1)与磁体角124、224(α1)的正弦之积除以转子的半径31(Rr)(如图3B所示)得到的商的反正弦的两倍再减去定子的槽距42。可调整式6以补偿上面讨论的不同极弧计算。该式确保了在嵌套的永磁体或层之间形成通道并确保嵌套的极弧角具有被构造为在气隙中产生最大扭矩并减小扭矩波动的相关的极弧角。
现参照图5A，两个区段10、12被堆叠为形成转子的一部分。所述区段具有对齐的永磁体凹腔108、208，永磁体凹腔108、208保持永磁体。与每个区段相关联的磁场形成腔室106、206形成不同的极弧角，以产生磁偏斜而不使磁体偏斜。此外，图5B示出了这两个区段的磁体的对齐以及相关联的凹腔208、腔室206。
现参照图6，描绘了完整的ABBA式转子。转子包括多个堆叠的区段10、12，以形成磁偏斜式转子。每个区段10、12具有由永磁体和腔室106、206形成的特定的极弧角。如图所示，永磁体对齐为使得区段之间出现极小的磁场泄漏。这种构造还将允许单个的永磁体(而不是多个永磁体)穿过每个区段。可选的BAAB式转子可通过交换区段A和B的堆叠顺序来获得(未示出)。可选的转子也可以是ABAB或BABA式。
现参照图7和8，示出了定子40。定子40具有齿43和定子绕组腔或槽45以支撑一组定子绕组。定子40可围绕具有多个转子区段10、12(12未示出)的转子14，在转子区段10、12中布置有永磁体凹腔108、208(208未示出)。区段中的一些未被示出。极弧角之间的差可等于定子的槽距42。槽距42是围绕整个定子40布置的相邻的槽之间的机械角度。例如，48槽定子40具有7.5度的槽距42。极弧角之间的差可等于定子的槽距42。
相对应的极弧角可由凹腔角限定，所述凹腔角由以下因素限定：1)各个凹腔层相对于穿过各个凹腔层108、120、208、220的中线的径向矢量111、211的定向；2)由腔室相对于各个凹腔层的定向所限定的腔室定向角104、126、204、226；3)各个凹腔层的宽度107、134、207、234；4)转子的半径；5)轴线与中线之间的径向距离。
空腔112、138、212、238可限定有尺寸适于将永磁体108、120、208、220保持处于V形形状的凹腔，V形形状被定向为使得V形形状的边径向向外地敞开并且所述边的端点140、142、240、242与转子的外周是等距的。
说明书中所使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，可将各种实施例的特征组合以形成本发明的可能未被明确描述或示出的进一步的实施例。尽管针对一个或更多个期望特性，各种实施例可能已经被描述为提供优点或者优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域普通技术人员应该认识到，根据特定的应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体系统属性。这些属性可包括但不限于：成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、封装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。因此，被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术实施方式令人满意的实施例并不在本公开的范围之外，并可被期望用于特定的应用。

Claims (20)

1.一种车辆，包括：
电机，包括围绕堆叠为形成转子的区段的定子，所述区段中的每个均具有相对于转子的旋转轴线径向地间隔开的嵌套的永磁体对，所述区段中的每个的对应的永磁体对沿旋转轴线的方向对齐，邻近永磁体的对应的腔室具有不同的形状，使得对应的极弧角不同。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，嵌套的永磁体对是具有不同的极弧角的径向靠内的层和径向靠外的层。
3.如权利要求2所述的车辆，其中，与另一个区段的层相关联的极弧角是不同的。
4.如权利要求2所述的车辆，其中，与一个区段的层相关联的极弧角之间的差小于转子的机械极距。
5.如权利要求4所述的车辆，其中，与一个区段的层相关联的极弧角之间的差小于转子的机械极距减去定子的槽距。
6.如权利要求4所述的车辆，其中，与一个区段的层相关联的极弧角之间的差小于机械极距减去磁体宽度、磁体角的正弦和转子的半径的乘积的反正弦。
7.如权利要求2所述的车辆，其中，径向靠内的层的对应的极弧角之间的差为定子的槽距。
8.如权利要求2所述的车辆，其中，径向靠外的层的对应的极弧角之间的差为定子的槽距。
9.如权利要求1所述的车辆，其中，对应的极弧角之间的差为定子的槽距。
10.一种电机，包括：
定子，围绕转子，所述转子包括：
第一转子区段，相对于转子的轴线限定有第一径向靠外的凹腔层，第一径向靠外的凹腔层具有小于第一内极弧角的第一外极弧角，第一内极弧角由相关联的第一径向靠内的凹腔层限定，第一径向外极弧角和第一径向内极弧角由与第一径向靠外的凹腔层和第一径向靠内的凹腔层相关联的第一组腔室限定；
第二转子区段，被设置为沿轴线与第一转子区段相邻并相对于轴线限定有第二径向靠外的凹腔层，第二径向靠外的凹腔层具有小于相关联的第二径向靠内的凹腔层的第二极弧角，第一外极弧角小于第二内极弧角，并且第二极弧角由与第二径向靠内的凹腔层和第二径向靠外的凹腔层中的每个相关联的第二组腔室限定。
11.如权利要求10所述的电机，其中，第一内极弧角、第二内极弧角、第一外极弧角和第二外极弧角中的每个由凹腔角限定，所述凹腔角由各个凹腔层相对于穿过各个凹腔层的中线的径向矢量的定向、由腔室相对于各个凹腔层的定向限定的腔室定向角、各个凹腔层的宽度、转子的半径以及轴线与中线之间的径向距离来限定。
12.如权利要求10所述的电机，其中，第一外极弧角和第一内极弧角之间的差小于转子的机械极距减去磁体宽度、磁体角的正弦和转子的半径的乘积的反正弦。
13.如权利要求10所述的电机，其中，第一径向靠内的凹腔层和第一径向靠外的凹腔层具有不同的极弧角。
14.如权利要求13所述的电机，其中，第二径向靠内的凹腔层和第二径向靠外的凹腔层具有不同的极弧角。
15.如权利要求14所述的电机，其中，第一径向靠内的凹腔层和第二径向靠内的凹腔层之间的差与第一径向靠外的凹腔层和第二径向靠外的凹腔层之间的差相同。
16.如权利要求10所述的电机，其中，第一外极弧角和第二外极弧角之间的差为定子的槽距。
17.一种车辆，包括：
定子；
转子，被定子围绕并具有被堆叠为形成转子的区段的叠片，转子的区段限定有第一凹腔层和第二凹腔层，在第一凹腔层中设置有端对端地堆叠以形成第一轴的第一组永磁体，第二凹腔层沿相对于转子的轴线的径向方向相对于第一凹腔层偏移，在第二凹腔层中设置有端对端地堆叠以形成第二轴的第二组永磁体；和
多个腔室，与凹腔相关联并被定向为引导第一组永磁体和第二组永磁体的磁场，使得与一对相邻的区段相关联的第一层极弧角不同并且与所述一对相邻的区段相关联的第二层极弧角比相应的第一层极弧角窄。
18.如权利要求17所述的车辆，其中，与一对相邻的区段相关联的第一层极弧角的差等于定子的槽距。
19.如权利要求18所述的车辆，其中，与一对相邻的区段相关联的第二层极弧角的差等于定子的槽距。
20.如权利要求18所述的车辆，其中，与一对相邻的区段相关联的第二层极弧角之间的差和与所述一对相邻的区段相关联的第一层极弧角之间的差相同。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111092502A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 源捷公司 用于电机的转子组件
CN112152351A (zh) * 2019-06-27 2020-12-29 法雷奥西门子新能源汽车(德国)有限公司 用于电机的转子、用于车辆的电机及车辆

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10491064B2 (en) * 2017-02-17 2019-11-26 Ford Global Technologies, Llc Electric machine rotor including nested V-shaped inner and outer pockets
JPWO2020095823A1 (ja) * 2018-11-09 2021-09-02 株式会社アイシン 回転電機用ロータコア
JP7314789B2 (ja) * 2019-12-19 2023-07-26 株式会社明電舎 埋込磁石形回転子および回転電機
CN111769668A (zh) * 2020-07-09 2020-10-13 精进电动科技股份有限公司 一种内置式永磁体电机转子结构
DE102020125338A1 (de) 2020-09-29 2022-03-31 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrische Maschine, insbesondere Antriebsmotor für ein wenigstens teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug
DE102020215316A1 (de) * 2020-12-03 2022-06-09 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Rotor einer elektrischen Maschine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013123327A (ja) * 2011-12-12 2013-06-20 Toyota Motor Corp 回転電機
WO2013131795A2 (de) * 2012-03-05 2013-09-12 Feaam Gmbh Rotor und elektrische maschine
US20130270952A1 (en) * 2012-04-17 2013-10-17 Sinisa Jurkovic Axially asymmetric permanent magnet machine
US20150162790A1 (en) * 2013-12-09 2015-06-11 Mitsubishi Electric Corporation Rotating electric machine
CN104753214A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 现代自动车株式会社 内置式永磁电机的转子
CN105529852A (zh) * 2016-02-23 2016-04-27 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种内置式永磁电机转子结构及具有其的电机

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6300703B1 (en) 1997-03-13 2001-10-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Rotor core for reluctance motor
KR20060064310A (ko) 2004-12-08 2006-06-13 삼성전자주식회사 영구자석 전동기
EP2991207A1 (de) 2014-08-29 2016-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Dynamoelektrische Maschine mit Reluktanz- und Permanentmagnetrotor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013123327A (ja) * 2011-12-12 2013-06-20 Toyota Motor Corp 回転電機
WO2013131795A2 (de) * 2012-03-05 2013-09-12 Feaam Gmbh Rotor und elektrische maschine
US20130270952A1 (en) * 2012-04-17 2013-10-17 Sinisa Jurkovic Axially asymmetric permanent magnet machine
US20150162790A1 (en) * 2013-12-09 2015-06-11 Mitsubishi Electric Corporation Rotating electric machine
CN104753214A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 现代自动车株式会社 内置式永磁电机的转子
CN105529852A (zh) * 2016-02-23 2016-04-27 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种内置式永磁电机转子结构及具有其的电机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111092502A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 源捷公司 用于电机的转子组件
CN112152351A (zh) * 2019-06-27 2020-12-29 法雷奥西门子新能源汽车(德国)有限公司 用于电机的转子、用于车辆的电机及车辆

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