CN113131640B - 电机的转子、驱动电机和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机的转子、驱动电机和车辆，转子包括：转子铁心，转子铁心设有多个槽组，多个槽组沿转子铁心的周向分布，每个槽组包括空气槽和第一槽体；多个第一永磁体，第一槽体内安装有第一永磁体；其中，空气槽具有第一端和第二端，第二端沿转子的第一转动方向滞后于第一槽体以及第一端，且第一端与第一槽体内的其中一个第一永磁体之间形成有第一隔磁结构，第一隔磁结构位于第一槽体内的其中一个第一永磁体的朝向转子铁心的中心点的一侧。根据本发明实施例的转子，在相同永磁体用量与转子内外径的前提下减小了永磁转矩和磁阻转矩峰值点所对应的电流超前角的差值，提高了电机的峰值转矩与在峰值转矩点永磁转矩与磁阻转矩分量的利用率。

Description

电机的转子、驱动电机和车辆

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体地，涉及一种电机的转子、驱动电机和车辆。

背景技术

相关技术中的内置式永磁电机转子，难以同时满足提高转矩密度的性能设计需求以及制造难度小、生产与加工难度低等生产加工需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电机的转子，所述转子提高了电机的峰值转矩与在峰值转矩点永磁转矩与磁阻转矩分量的利用率。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述转子的驱动电机。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述驱动电机的车辆。

根据本发明实施例的电机的转子，包括：转子铁心，所述转子铁心设有多个槽组，多个所述槽组沿所述转子铁心的周向分布，每个所述槽组包括空气槽和第一槽体；多个第一永磁体，所述第一槽体内安装有至少一个所述第一永磁体；其中，所述空气槽具有第一端和第二端，沿着所述转子的第一转动方向，所述空气槽的第二端滞后于所述第一槽体以及所述空气槽的第一端，且所述转子铁心的位于所述空气槽的第二端和所述第一槽体的滞后端点之间的部分有磁通经过，所述空气槽的第一端与所述第一槽体内的其中一个所述第一永磁体之间形成有第一隔磁结构，所述第一隔磁结构位于所述第一槽体内的其中一个所述第一永磁体的朝向所述转子铁心的中心点的一侧。

根据本发明实施例的电机的转子，利用第一永磁体配合不对称磁障结构形成的不对称转子结构，在相同永磁体用量与转子内外径的前提下明显的减小了永磁转矩和磁阻转矩峰值点所对应的电流超前角的差值，从而提高了电机的峰值转矩与在峰值转矩点永磁转矩与磁阻转矩分量的利用率。得益于应用非对称结构，峰值转矩点的转矩脉动得以降低，同时增强了电机的弱磁扩速控制能力，使得该结构能够适用于包括电动汽车在内的交通电气化领域。

另外，根据本发明上述实施例的电机的转子还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明一些实施例的电机的转子，在所述转子铁心的径向上，所述空气槽的第一端位于所述空气槽的第二端的靠近所述转子铁心的中心点的一侧。

根据本发明的一些实施例，所述空气槽的第一端与所述第一永磁体之间的间距小于所述空气槽的其余部分与所述第一永磁体之间的间距。

根据本发明的一些实施例，沿着所述第一转动方向，所述第一隔磁结构将所述第一槽体内的所述第一永磁体分隔为第一段和第二段，所述第一段超前于所述第二段，所述转子铁心包括第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述槽组的靠近所述转子铁心的中心点的一侧，所述第二部分位于所述空气槽和所述第二段之间，在所述转子铁心的周向上相邻的两个所述槽组分别为第一槽组和第二槽组，所述第一槽组超前于所述第二槽组，至少一部分磁通由所述第一槽组内的所述第一段和所述第二槽组内的所述第一段中的一个经过所述第一部分以指向另一个；至少一部分磁通由所述第一槽组内的所述第二段和所述第二槽组内的所述第一段中的一个经过所述第二部分、所述转子铁心外的气隙和所述第一部分以指向另一个。

根据本发明的一些实施例，经过所述第一段的磁通量大于经过所述第二段的磁通量。

根据本发明的一些实施例，所述第一隔磁结构位于所述第一永磁体的长度方向的中部的朝向所述转子铁心的中心点的一侧。

根据本发明的一些实施例，所述第一隔磁结构为位于所述空气槽的第一端和所述第一槽体之间的第一磁桥，或为连通所述空气槽和所述第一槽体的连通口。

根据本发明的一些实施例，所述第一隔磁结构为位于所述空气槽的第一端和所述第一槽体之间的第一磁桥，所述第一磁桥具有朝向所述第一槽体的第一侧面，在垂直于所述第一侧面的方向上，所述第一磁桥的厚度等于3mm，或者大于0mm且小于3mm。

根据本发明的一些实施例，所述空气槽的第二端的远离所述转子铁心的中心点的一侧设有第二隔磁结构，所述第二隔磁结构为位于所述空气槽的第二端与所述转子铁心的外周面之间的第二磁桥；或者，所述第二隔磁结构为所述空气槽的第二端延伸至所述转子铁心的外周面且在所述转子铁心的外周面形成的第一槽口。

根据本发明的一些实施例，所述第一槽体的至少一端的远离所述转子铁心的中心点的一侧设有第三隔磁结构，所述第三隔磁结构为位于所述第一槽体的至少一端与所述转子铁心的外周面之间的第三磁桥；或者，所述第三隔磁结构为所述第一槽体的一端延伸至所述转子铁心的外周面且在所述转子铁心的外周面形成的第二槽口。

根据本发明的一些实施例，所述第一隔磁结构为位于所述空气槽的第一端和所述第一槽体之间的第一磁桥，所述第一磁桥具有朝向所述空气槽的第二侧面，所述第二侧面为平面或弧面。

根据本发明的一些实施例，所述第一槽体相对于所述第一槽体的中心点与所述转子铁心的中心点的连线对称或不对称，所述第一槽体内的所述第一永磁体相对于所述第一槽体的中心点与所述转子铁心的中心点的连线对称或不对称。

根据本发明的一些实施例，所述第一槽体具有第一端部和第二端部，沿着所述第一转动方向，所述第一槽体的第一端部滞后于所述第一槽体的第二端部，所述第一槽体的第一端部的远离所述转子铁心的中心点的一侧设有第三隔磁结构，所述第一槽体的第二端部的远离所述转子铁心的中心点的一侧设有第三隔磁结构。

根据本发明的一些实施例，所述转子铁心包括：第一部分，所述第一部分位于所述槽组的靠近所述转子铁心的中心点的一侧；第四部分，所述第四部分位于所述槽组的远离所述转子铁心的中心点的一侧，所述第四部分与所述第一部分通过第一连接部连接，且所述第四部分包括第二部分和第三部分，所述第三部分位于所述第一槽体的远离所述转子铁心的中心点的一侧，在所述转子铁心的周向上，所述第二部分位于所述第一槽体和所述空气槽之间，其中，所述第二部分和所述第三部分分别通过所述第一连接部与所述第一部分连接且所述第二部分和所述第三部分不直接连接，或者，所述第二部分和所述第三部分通过第二连接部连接且所述第二部分和所述第三部分中的至少一个与所述第一部分通过所述第一连接部连接。

根据本发明的一些实施例，所述转子的极数为K，所述空气槽的第二端的远离所述转子铁心的中心点的一侧设有第二隔磁结构，所述第一槽体的至少一端的远离所述转子铁心的中心点的一侧设有第三隔磁结构，沿着所述第一转动方向，所述第二隔磁结构的滞后端点和所述第三隔磁结构的超前端点分别与所述转子铁心的中心点的连接的夹角为γ，所述γ小于或者等于170°/K。

根据本发明的一些实施例，所述第一槽体包括至少一个第一槽段，相邻两个所述第一槽段之间形成有第四磁桥，每个所述第一槽段内安装有至少一个所述第一永磁体。

根据本发明的一些实施例，所述第四磁桥具有朝向所述第一槽段的磁桥侧面，所述第四磁桥在垂直于所述磁桥侧面的方向上的厚度为3.3mm，或者大于0mm且小于3.3mm。

根据本发明的一些实施例，所述第一槽段包括多个依次连通的子槽段，至少一个所述子槽段中安装有所述第一永磁体，多个所述子槽段的延伸方向相同或不相同。

根据本发明的一些实施例，相邻两个所述子槽段的槽壁面通过直线边缘连接或通过弧线边缘连接。

根据本发明的一些实施例，未安装有所述第一永磁体的所述子槽段的槽壁面为平面、弧面、折弯面中的一种或者多种组合。

根据本发明的一些实施例，所述空气槽包括至少一个空气槽段，所述空气槽段的槽壁面为平面、弧面、折弯面中的一种或多种组合。

根据本发明的一些实施例，所述转子的同一磁极下包括多层永磁体结构，同一个所述槽组内的所述第一永磁体构成其中一层所述永磁体结构。

根据本发明的一些实施例，所述转子还包括：多个第二永磁体，多个所述第二永磁体安装于所述转子铁心且沿所述转子铁心的周向分布，所述第二永磁体构成其中另一层所述永磁体结构。

根据本发明的一些实施例，所述第一槽体的背向所述转子铁心的中心点的一侧设有所述第二永磁体，所述第二永磁体垂直于所述转子铁心的径向延伸或倾斜于所述转子铁心的径向延伸或设置成V形永磁体结构。

根据本发明的一些实施例，在所述转子铁心的周向上相邻两个所述槽组之间设有所述第二永磁体，所述第二永磁体沿所述转子铁心的径向延伸或倾斜于所述转子铁心的径向延伸。

根据本发明的一些实施例，所述槽组的靠近所述转子铁心的中心点的一侧设有第二槽体，所述第二槽体为V形槽体或U形槽体，所述第二永磁体安装于所述第二槽体内，所述第二永磁体设置成V形永磁体结构或U形永磁体结构，所述槽组位于所述V形槽体或所述U形槽体所围设的区域内。

根据本发明的一些实施例，同一所述槽组内的所述第一永磁体所产生的气隙磁场相互增强，相邻所述槽组内的所述第一永磁体的充磁方向相反。

根据本发明的一些实施例，所述槽组的数量为M，所述转子的极数为K，所述M等于所述K。

根据本发明实施例的驱动电机包括根据本发明实施例的电机的转子。

根据本发明实施例的车辆包括根据本发明实施例的驱动电机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明第一实施例的转子的磁路图；

图2是根据本发明第一实施例的转子的一个磁极下空载磁场的概述示意图；

图3是根据本发明第一实施例的转子的局部结构示意图；

图4是根据本发明第二实施例的转子的局部结构示意图；

图5是根据本发明第三实施例的转子的局部结构示意图；

图6是根据本发明第四实施例的转子的局部结构示意图；

图7是根据本发明第五实施例的转子的局部结构示意图；

图8是根据本发明第六实施例的转子的局部结构示意图；

图9是根据本发明第七实施例的转子的局部结构示意图；

图10是根据本发明第一实施例的转子的结构示意图。

附图标记：

转子100；定子200；

转子铁心10；第一部分101；第二部分102；第三部分103；第四部分104；槽组11；空气槽12；第一端121；第二端122；空气槽段123；第一槽体13；第一端部131；第二端部132；第一槽段133；子槽段134；槽壁平面135；第二槽体14；第一磁桥15；第二磁桥16；第三磁桥17；第四磁桥18；

第一永磁体20；

第二永磁体30。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征，“多个”的含义是两个或两个以上。

随着技术与产业的发展，现代交通运输、能源生产、航空航天与特种装备中对高性能电机需求愈发旺盛，对电机性能的需求也愈发提高。一方面，上述场合需要电机同时满足高转矩密度、高效率、高可靠性、低成本等要求；另一方面，与过去电机主要运行在额定点附近不同，目前越来越多的场合要求电机的一个较宽的速度、转矩与功率范围内均能满足高效率、高功率因数的要求，因此对电机的弱磁调速性能也提出了较高的要求。

内置式永磁同步电机因同时满足上述性能要求，在相应的电机应用领域如电动汽车、电动游艇等受到了极大地关注。相关技术中的内置式永磁同步电机主要采用几何对称结构。但在其性能的进一步优化设计中，既需要尽量提高转矩密度，又需要满足制造难度小、生产与加工难度低等生产需求，使得传统的增加转矩密度与合成转矩的方法，包括增加永磁体用量以提高永磁转矩分量的峰值与增加永磁体层数以增加磁阻转矩分量的峰值，均无法同时满足上述要求。

申请人发现，造成这一现象的重要原因是作为合成转矩主要分量的永磁转矩与磁阻转矩均随着电机的电流角度的变化而变化。永磁转换和磁阻转矩的峰值点相差不少于45°电角度，使得在合成转矩的峰值点，永磁转矩峰值与磁阻转矩峰值的利用率均不高。

因此，本发明提出了一种特殊的不对称的转子100，根据本发明实施例的转子100能够显著减小永磁转矩与磁阻转矩峰值点间的电流角度差，提高在合成转矩峰值点永磁与磁阻转矩的利用率，从而提高电机的峰值转矩与转矩密度，又能够适用于生产加工成本低的永磁体尺寸的设计方案，是一种能够同时满足性能设计与生产加工需求的内置式永磁同步电机转矩密度提高的方法。

下面参考附图描述根据本发明实施例的电机的转子100。

参照图1-图3所示，根据本发明实施例的电机的转子100包括：转子铁心10和多个第一永磁体20。

具体而言，转子铁心10设有多个槽组11，多个槽组11沿转子铁心10的周向分布，每个槽组11包括第一槽体13和空气槽12，第一永磁体20安装于第一槽体13内。其中，空气槽12具有第一端121和第二端122，空气槽12的第二端122在转子100的第一转动方向上滞后于第一槽体13以及空气槽12的第一端121，并且转子铁心10的位于空气槽12的第二端122和第一槽体13的滞后端点之间的部分有磁通经过，空气槽12的第一端121与第一槽体13内的其中一个第一永磁体20之间形成有第一隔磁结构，第一隔磁结构位于这个第一永磁体20的朝向转子铁心10的中心点的一侧。第一隔磁结构能够起到隔磁作用，以使主磁通(即除去漏磁外的其他磁通)不从空气槽12的第一端121与第一槽体13之间经过。在本发明的实施例中，第一隔磁结构可以为磁桥或者连通空气槽12的第一段121与第一槽体13的连通口等，只需要满足能够起到隔磁效果的要求即可。

需要说明的是，在本发明的实施例中，在连接转子铁心10的中心点与空气槽12的第一端121的径向线的延伸方向上，转子铁心10的中心点位于空气槽12的第一端121的内侧，“第一永磁体20的朝向转子铁心10的中心点的一侧”可以理解为，在该径向线的延伸方向上，第一永磁体20的至少一部分位于空气槽12的第一端121的外侧，换言之，该径向线由内向外依次与空气槽12的第一端121和第一永磁体20相交。

通过设置上述结构，使得空气槽12形成为相对于第一槽体13的中心点与转子铁心10的中心点的连线不对称的不对称磁障结构，进而使槽组11形成为不对称转子槽结构，转子100形成为不对的转子100结构。

内置式永磁电机中，转矩可以视为由永磁转矩与磁阻转矩两部分合成。其中，一极永磁体所产生的永磁磁场的磁路通过永磁体、转子铁心10、气隙与定子200的定子铁心，并与相邻极永磁体所产生的永磁磁场的磁路相闭合，形成相对于转子100静止但相对于定子200旋转的永磁旋转磁场。而定子200多相绕组通入交流电形成定子200旋转磁场。定子200与永磁磁场相互作用所产生的推动转子100旋转的转矩为永磁转矩。永磁转矩在定子200旋转磁场轴线与永磁磁场轴线相差90度电角度，即电流超前角为0度电角度时达到峰值点。磁阻转矩是转子100磁导交变，使得转子100交直轴电感不同所产生的。在不考虑饱和等非线性因素影响时，磁阻转矩在电流超前角为45度电角度时达到峰值点。此时，永磁磁场的轴线与磁阻d轴的轴线，即磁阻最大点的轴线，相重合。

如图1-图3所示，本发明通过前面所说的不对称转子100结构，使得永磁转矩与磁阻转矩的峰值点对应的电流超前角的角度差减小。具体地，第一隔磁结构能够将第一槽体13内与空气槽12的第一端121相对的第一永磁体20分隔为两段，该第一永磁体20的磁路也被分为两种，在此处称为“主磁通”与“反向磁通”。同时，该槽组11内所有第一永磁体20被分隔为第一段和第二段，所有第一永磁体20所产生的磁路也被分为了“主磁通”与“反向磁通”，前述第一永磁体20被分为的两段磁路分别属于所有第一永磁体20被分为的两段磁路的一部分。

例如，在一些实施例中，如图1和图3所示，沿着第一转动方向，第一段超前于第二段，转子铁心10包括第一部分101和第二部分102，第一部分101位于槽组11的靠近转子铁心的中心点的一侧，第二部分102位于空气槽12和第二段之间。在转子铁心10的周向上任意相邻的两个槽组11分别记为第一槽组和第二槽组，第一槽组超前于第二槽组。

如图1和图10所示，至少一部分磁通由第一槽组内的第一段和第二槽组内的第一段中的一个经过第一部分101以指向另一个，从而形成主磁通。换言之，至少一部分磁通由第一槽组内的第一段经过第一部分101以指向第二槽组内的第一段，或者，至少一部分磁通由第二槽组内的第一段经过第一部分101以指向第一槽组内的第一段。主磁通的具体指向与第一槽组和第二槽组内的第一永磁体20的磁极相关。

如图1和图10所示，至少一部分磁通由第一槽组内的第二段和第二槽组内的第一段中的一个经过第二部分102、转子铁心10外的气隙和第一部分101以指向另一个，从而形成反向磁通。换言之，至少一部分磁通由第一槽组内的第二段经过第二部分102、转子铁心10外的气隙和第一部分101以指向第二槽组内的第一段，或者，至少一部分磁通由第二槽组内的第一段经过第二部分102、转子铁心10外的气隙和第一部分101以指向第一槽组内的第二段。反向磁通的具体指向与第一槽组和第二槽组内的第一永磁体20的磁极相关。

本发明的实施例中不对称转子100结构的设计，使得第一永磁体20所产生的主极磁场集中经第一槽体13与气隙之间的转子铁心10区域流过气隙。此时，永磁磁场轴线在不考虑饱和时位于第一槽体13的远离转子铁心10的两个第三隔磁结构之间的极弧区域的中线处。且第一槽体13沿第一转动方向的滞后端点与空气槽12的第二端122之间，出现与同一磁极下的主极磁场极性相反的气隙磁场，从而使得永磁磁场轴线沿第一转动方向偏离并超前磁阻d轴(即磁阻最大点)的轴线，使得永磁转矩峰值点对应的电流超前角得以增大并靠近磁阻转矩峰值点对应的电流超前角，从而增大电机合成转矩的峰值。

换言之，本发明通过设置上述不对称的转子100结构，能够提高在电机的峰值转矩点永磁转矩分量和磁阻转矩分量的利用率，即在峰值转矩点永磁转矩分量与磁阻转矩分量的值相对于两者峰值的比率。并且与相关技术中的增加永磁体用量以提高永磁转矩分量的峰值与增加永磁体层数以增加磁阻转矩分量的峰值相比，设置不对称磁障结构能够降低永磁体用量，降低生产和制造成本，且有利于降低加工工艺难度。

另外，通过改变第一槽体13内的第一永磁体20的体积、数量、排布方式以及第一隔磁结构与第一永磁体20的相对位置可以调节经过第一段和第二段的磁通量的比例。例如，对于结构固定的第一槽体13和第一永磁体20，通过第一隔磁结构在前述第一永磁体20的延伸方向上(例如图1中所示的截面为长方形的第一永磁体20，长方形的长度方向即为第一永磁体20的延伸方向)的设置位置不同，使得第一段和第二段的磁通分隔永磁体总磁通的比例可以分别由0:1变化至1:0。

例如，在一些具体实施例中，经过第一段的磁通量大于经过第二段的磁通量，使永磁磁场轴线沿第一转动方向偏离以减小永磁转矩和磁阻转矩峰值点所对应的电流超前角的差值，同时防止磁阻转矩的峰值降低而影响合成转矩的峰值，减小永磁转矩和磁阻转矩峰值点所对应的电流超前角的差值和降低磁阻转矩峰值之间达到平衡，合成转矩的增大程度更大。

综上所述，空气槽12和第一槽体13的排布方式，第一槽体13与第一永磁体20的设计、尺寸、放置方式，空气槽12的形状与尺寸等都会影响永磁转矩和磁阻转矩峰值点所对应的电流超前角的差值，及在峰值转矩点永磁转矩和磁阻转矩分量的利用率。根据本发明实施例的电机的转子100，利用第一永磁体20配合不对称磁障结构形成的不对称转子100结构，在相同永磁体用量与转子100内外径的前提下明显的减小了永磁转矩和磁阻转矩峰值点所对应的电流超前角的差值，从而提高了电机的峰值转矩与在峰值转矩点永磁转矩与磁阻转矩分量的利用率。得益于应用非对称结构，峰值转矩点的转矩脉动得以降低，同时增强了电机的弱磁扩速控制能力，使得该结构能够适用于包括电动汽车在内的交通电气化领域。

需要说明的是，在本发明的实施例中，“第一转动方向”可以理解为在实际工作过程中，电机的主要工作状态下，转子100绕轴线的转动方向。例如，在电机用于车辆的实施例中，该主要工作状态可以为车辆前进行驶状态。在一些实施例中，转子100还可以具有第二转动方向，第二转动方向与第一转动方向相反，例如可以为在车辆倒车状态下转子100的转动方向。

在本发明的实施例中，第一槽体13可以为对称或不对称的槽体结构，即第一槽体13相对于第一槽体13的中心点与转子铁心10的中心点的连线对称或不对称，第一槽体13内的第一永磁体20可以构成为对称或不对称的永磁体结构，即第一槽体13内的第一永磁体20相对于第一槽体13的中心点与转子铁心10的中线点的连线对称或不对称。不对称磁障结构都能够与之匹配，以产生显著的磁场轴线移动与峰值转矩增强的效果，都在本发明的保护范围之内。

例如，在本发明的一些实施例中，如图3-图6所示，本发明所提出的不对称磁障结构(即空气槽12)适用于采用相同第一永磁体20尺寸设计的不对称转子100结构，具有更广阔的适用范围，无论是对称第一槽体13和第一永磁体20放置方式，还是不对称第一槽体13和第一永磁体20放置方式，都能够进一步降低不对称转子100结构所需的工艺难度和制造成本。而且，根据本发明一些实施例的转子100，能够实现每个磁极仅采用一块第一永磁体20(如图3所示)，就产生显著的磁场轴线移动与峰值转矩增强的效果，减少了永磁体用量，有利于降低生产成本。

在本发明的另一些实施例中，如图7所示，本发明提出的不对称磁障结构也适用于每个磁极下多个第一永磁体20的尺寸不相同的不对称转子100结构，这同样可以产生显著的磁场轴线移动与峰值转矩增强的效果。

根据本发明的一些实施例，如图3所示，在转子铁心10的径向上，空气槽12的第一端121位于空气槽12的第二端122的靠近转子铁心10的中心点的一侧。换言之，空气槽12的第一端121与转子铁心10的中心点的间距小于空气槽12的第二端122与转子铁心10的中心点的间距。空气槽12的第一端121与转子铁心10的外周面之间的间距足够大，以利于使第一槽体13和第一永磁体20能够延伸至空气槽12的第一端121的远离转子铁心10的中心点的一侧，便于排布，从而利于将第一永磁体20的磁路分隔为主磁通和反向磁通，结构设计更合理。

根据本发明的一些实施例，如图3所示，空气槽12的第一端121与第一永磁体20之间的间距小于空气槽12的其余部分(空气槽12除去第一端121的部分)与第一永磁体20之间的间距。使空气槽12的其余部分与第一永磁体20之间的转子铁心10能够有磁通经过，以保证所形成反向磁通的磁通量，进而有利于提高永磁磁场轴线沿第一转动方向的偏离量。

例如，在一些实施例中，从空气槽12的第一端121向第二端122，空气槽12与第一永磁体20的间距逐渐增大；在另一些实施例中，从空气槽12的第一端121向第二端122，空气槽12与第一永磁体20的间距先增大后减小；在又一些实施例中，从空气槽12的第一端121向第二端122，空气槽12与第一永磁体20的间距先增大再减小最后增大。当然，空气槽12与第一永磁体20的间距的变化情况包括但不限于上述实施例所述。

在本发明的一些实施例中，如图3和图4所示，从空气槽12的第一端121向第二端122，空气槽12与转子铁心10的中心点的间距先减小后增大，换言之，空气槽12的中部比空气槽12的第一端121和第二端122更靠近转子铁心10的中心点；在另一些实施例中，如图5-图7所示，从空气槽12的第一端121向第二端122，空气槽12与转子铁心10的中心点的间距递增，换言之，空气槽12的第一端121比空气槽12的其他部分更靠近转子铁心10的中心点。当然，空气槽12与转子铁心10的中心点的间距的变化情况包括但不限于上述实施例所述。

根据本发明的一些实施例，如图3所示，第一永磁体20在垂直于转子100的轴向的截面为长方形，第一永磁体20的结构更简单，易于加工制造，且有利于简化第一槽体13的结构，利于实现第一永磁体20的固定。并且，在第一永磁体20的截面为长方形的实施例中，通过第一隔磁结构在第一永磁体20的长度方向上的设置位置不同，使得主磁通和反向磁通分隔永磁体总磁通的比例可以分别由0:1变化至1:0。

根据本发明的一些实施例，参照图3-图7所示，第一隔磁结构可以位于第一永磁体20的长度方向的中部的朝向转子铁心10的中心点的一侧。需要说明的是，这里所说的“中部”做广义理解，并非限制为第一永磁体20的中心点，而是指第一永磁体20沿长度方向的中心点附近的一段区域。一方面使主磁通和反向磁通分隔永磁体总磁通的比例更适宜，以利于增大磁场轴线移动、提高峰值转矩；另一方面，降低了第一隔磁结构、空气槽12和第一槽体13的加工工艺难度，且有利于减少应力集中，提高转子铁心10的机械强度。

根据本发明的一些实施例，转子100的外周面与定子铁心之间形成气隙，在第一槽体13和空气槽12的第二端122分别与气隙之间可以隔有磁桥，或者在满足几何约束的前提下直接与气隙连通，以有效减少端部漏磁，提高材料利用率。

在本发明的一些实施例中，空气槽12的第二端122的远离转子铁心10的中心点的一侧设有第二隔磁结构。在一些实施例中，如图3所示，第二隔磁结构为位于空气槽12的第二端122与转子铁心10的外周面之间的第二磁桥16，第二磁桥16可以减少漏磁，同时保证转子铁心10的结构强度；或者在另一些实施例中，空气槽12的第二端122延伸至转子铁心10的外周面，第二隔磁结构为空气槽12的第二端122在转子铁心10的外周面形成的第一槽口，以显著减少漏磁。

在本发明的一些实施例中，第一槽体13的至少一端的远离转子铁心的中心点的一侧设有第三隔磁结构。在一些实施例中，如图3所示，第三隔磁结构为位于第一槽体13的至少一端与转子铁心10的外周面之间的第三磁桥17，也就是说，第一槽体13可以与转子铁心10的外周面之间形成有一个第三磁桥17，或者多个第三磁桥17，可以减少漏磁，同时保证转子铁心10的结构强度。

例如，在如图3所示的示例中，第一槽体13大体沿转子铁心10的切向延伸，且第一槽体13沿转子铁心10的切向的两端分别为第一端部131和第二端部132，第一端部131和第二端部132分别与外周面之间形成有第三磁桥17。再例如，在图4所示的示例中，第一槽体13大体为V形槽体，V形槽体的开口的两个端部分别为第一端部131和第二端部132，第一端部131和第二端部132分别与外周面之间形成有第三磁桥17。

或者在另一些实施例中，第一槽体13的一端延伸至转子铁心10的外周面，第三隔磁结构为第一槽体13在转子铁心10的外周面形成的第二槽口。需要说明的是，在第一槽体13具有第一端部131和第二端部132且在转子铁心10的外周面形成有第二槽口的实施例中，第一端部131和第二端部132中的其中一个延伸至转子铁心10的外周面且在转子铁心10的外周面形成第二槽口，第一端部131和第二端部132中的另一个与转子铁心10的外周面之间可以形成有第三磁桥17，以保证转子铁心10的结构强度和第一永磁体20在第一槽体13内固定的稳定性。

此外，在第二隔磁结构为第二磁桥16的实施例中，参照图3所示，第二磁桥16的沿转子铁心10的径向的厚度L2等于3mm，或者大于0mm且小于3mm，即0mm＜L2≤3mm。例如，在一些具体实施例中，L2可以为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm和3mm等。第二磁桥16的厚度L2过大，会削弱减少漏磁的效果，第二磁桥16的厚度L2过小，会降低转子铁心10的机械强度。在上述尺寸范围内，同时兼顾了减少漏磁和保证机械强度的要求，结构设计更合理。

在第三隔磁结构为第三磁桥17的实施例中，参照图3所示，第三磁桥17沿转子铁心10的径向的厚度L3等于3mm，或者大于0mm且小于3mm，即0mm＜L3≤3mm。例如，在一些具体实施例中，L3可以为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm和3mm等。第三磁桥17的厚度L3过大，会削弱减少漏磁的效果，第三磁桥17的厚度L3过小，会降低转子铁心10的机械强度。在上述尺寸范围内，同时兼顾了减少漏磁和保证机械强度的要求，结构设计更合理。

根据本发明的一些实施例，第一隔磁结构可以为位于空气槽12的第一端121和第一槽体13之间的第一磁桥15，第一磁桥15不仅可以起到隔磁效果，而且有利于提高转子铁心10的结构强度，有利于提高转子100的高速性能。或者，第一隔磁结构可以为连通空气槽12和第一槽体13的连通口，减少漏磁的效果更好。

参照图3所示，在第一隔磁结构为第一磁桥15的实施例中，第一磁桥15具有朝向第一槽体13的第一侧面，在垂直于第一侧面的方向上，第一磁桥15的厚度L1等于3mm，或者大于0mm且小于3mm，即0mm＜L1≤3mm。例如，在一些具体实施例中，L1可以为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm和3mm等。这里，第一磁桥15“朝向第一槽体13的第一侧面”既是第一槽体13的槽壁面，又是第一磁桥15的侧面。第一磁桥15的厚度L1过大，会影响空气槽12将磁路分隔为主磁通段和反向磁通段的效果，甚至不能形成两段磁通，进而影响磁场轴线移动和峰值转矩增强的效果；第一磁桥15的厚度L1过小，会降低转子铁心10的机械强度。在上述尺寸范围内，同时兼顾了分隔磁路和保证机械强度的要求，结构设计更合理。

根据本发明的实施例，第一磁桥15具有朝向空气槽12的第二侧面，该第二侧面可以为平面或者弧面。这里，第一磁桥15“朝向空气槽12的第二侧面”既是空气槽12的槽壁面，又是第一磁桥15的侧面。例如，在如图3-图6所示的示例中，第二侧面为平面，且该平面与第一永磁体20的侧面的间距处处相等，使第一磁桥15的厚度处处相等，第一磁桥15的结构更简单，更易于加工。在如图7所示的示例中，第二侧面为弧面，即第一槽体13的一个槽壁面为弧面，该弧面与第一槽体13的例外两个槽壁面圆滑连接，可以显著降低第一槽体13的第一端121的应力集中，提高转子铁心10的机械强度。

在本发明的实施例中，如图3所示，转子铁心10包括第一部分101和第四部分104。其中，第一部分101位于槽组11的靠近转子铁心10的中心点的一侧，第四部分104位于槽组11的远离转子铁心10的中心点的一侧，并且第一部分101和第四部分104通过第一连接部连接，以使转子铁心10连接成一个整体，保证转子铁心10的结构可靠性，同时提高转子铁心10对第一永磁体20的固定稳定性。

此外，参照图1所示，第四部分104包括第二部分102和第三部分103，其中，在转子铁心10的周向上，第二部分102位于空气槽12和第一槽体13之间，第三部分103位于第一槽体13的远离转子铁心10的中心点的一侧。在一些实施例中，第二部分102和第三部分103分别与第一部分101通过第一连接部连接，且第二部分102和第三部分103彼此不直接连接，以实现第一部分101和第四部分104的连接；在另一些实施例中，第二部分102和第三部分103通过第二连接部连接，并且第二部分102和第三部分103中的至少一个通过第一连接部与第一部分101连接，从而实现第一部分101和第四部分104的连接。

以设有两个第三磁桥17的实施例为例，沿着第一转动方向，两个第三磁桥17分别记为滞后第三磁桥17和超前第三磁桥17。第一连接部可以包括第一磁桥15、第二磁桥16和超前第三磁桥17，第二连接部可以为滞后第三磁桥17。具体地，在设有滞后第三磁桥17的实施例中，转子铁心10上可以设有第一磁桥15、第二磁桥16和超前第三磁桥17中的至少一个，在未设有滞后第三磁桥17的实施例中，转子铁心10上可以设有第一磁桥15、第二磁桥16和超前第三磁桥17中的至少两个。

例如，在一些具体实施例中，转子铁心10可以设有第一磁桥15、第二磁桥16、超前第三磁桥17和滞后第三磁桥17中的任意两个。在另一些具体实施例中，转子铁心10可以设有第一磁桥15、第二磁桥16、超前第三磁桥17和滞后第三磁桥17中的任意三个。在又一些具体实施例中，转子铁心10可以同时设有第一磁桥15、第二磁桥16、超前第三磁桥17和滞后第三磁桥17四种磁桥。这都在本发明的保护范围之内。

根据本发明的一些实施例，如图3所示，转子100的极数为K，沿着第一转动方向，第二隔磁结构的滞后端点和第三隔磁结构的超前端点分别与转子铁心10的中心点的连接的夹角为γ，γ小于或者等于170°/K。需要说明的是，在第三隔磁结构为多个的实施例中，此处所说的第三隔磁结构的超前端点是指，沿着第一转动方向，位置最超前的第三隔磁结构的超前端点。

换言之，槽组11在转子铁心10的周向上的最大跨度对应的圆心角为γ。再换言之，转子铁心10的中心点为o，第二隔磁结构的滞后端点为a，第三隔磁结构的超前端点为b，直线段oa和直线段ob的夹角为γ，且γ≤170°/K。例如，在一些具体实施例中，γ可以为165°/K、160°/K、155°/K或150°/K等。

在上述角度范围内，可以防止每个槽组11在转子100周向上的跨度过大，导致相邻两个槽组11之间的间距过小而导致转子铁心10的机械强度差，在上述尺寸范围内，既能保证转子100所产生磁场的高转矩、高效率、高调速范围的要求，还能保证转子铁心10的结构强度，使转子100满足高可靠性的要求。

在一些实施例中，如图3所示，第一槽体13具有第一端部131和第二端部132，第一端部131和第二端部132在转子100的第一转动方向上分布，即第一端部131滞后于第二端部132。沿着第一转动方向，第一端部131的远离转子铁心10的中心点的一侧设有滞后的第三隔磁结构，第二端部132的远离转子铁心10的中心点的一侧设有超前的第三隔磁结构。滞后的第三隔磁结构的滞后端点为c，直线段oa和直线段oc的夹角为α，直线段ob和直线段oc的夹角为β，γ＝α+β。

在本发明的实施例中，第一槽体13和空气槽12的具体延伸结构可以根据实际情况灵活设置。

在一些实施例中，如图3所示，第一槽体13可以包括一个第一槽段133，该第一槽段133内安装有至少一个第一永磁体20。在另一些实施例中，如图4-图7所示，第一槽体13可以包括多个第一槽段133，其中每个第一槽段133内设有至少一个第一永磁体20。

另外，在第一槽体13包括多个第一槽段133的实施例中，相邻两个第一槽段133之间形成有第四磁桥18。第四磁桥18可以减少第一槽段133内第一永磁体20的端部漏磁，有利于提高第一永磁体20的利用率，并且在第一槽体13在转子铁心10的周向上具有较大跨度的情况下仍能保证转子铁心10的结构强度，提高高速运行的稳定性。

在本发明的实施例中，如图4所示，第四磁桥18具有朝向第一槽段133的磁桥侧面，在垂直于该磁桥侧面的方向上，第四磁桥18的厚度L4为3.3mm，或者大于0mm且小于3.3mm，即0mm＜L4≤3.3mm。例如，在一些具体实施例中，L4可以为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm和3mm等。这里所说的“朝向第一槽段133的磁桥侧面”是指该磁桥侧面既是第一槽段133的槽壁面，又是第四磁桥18的侧面。

第四磁桥18的厚度L4过大，会影响第一永磁体20的主磁通段的磁路分布，进而影响磁场轴线移动和峰值转矩增强的效果；第四磁桥18的厚度L4过小，会降低转子铁心10的机械强度。在上述尺寸范围内，同时兼顾了分隔磁路和保证机械强度的要求，结构设计更合理。

此外，每个第一槽段133的具体结构可以根据实际情况需要灵活设计。例如，在一些实施例中，如图3、图4、图6和图7所示，第一槽段133包括一个子槽段134，该子槽段134内设有至少一个第一永磁体20。在另一些实施例中，如图5-图7所示，第一槽体133包括多个依次连通的子槽段134，至少一个子槽段134中安装有至少一个第一永磁体20，也就是说，可以其中一个子槽段134内设有至少一个第一永磁体20，也可以多个子槽段134内均设有至少一个第一永磁体20。多个子槽段134的延伸方向相同或不相同，而未安装有第一永磁体20的子槽段134则形成为空气段。换言之，第一槽段133可以包括A个子槽段134，A个子槽段134中的B个内安装有第一永磁体20，C个内未安装有第一永磁体20，A＝B+C，且A≥1，B≥1，C≥0。

例如，在如图5所示的示例中，第一槽体13包括两个第一槽段133，每个第一槽段133包括两个子槽段134，每个第一槽段133的靠近转子铁心10的外周面的子槽段134内设有第一永磁体20，第一永磁体20与转子铁心10的外周面的距离更近，有利于提高电磁转矩，靠近转子铁心10的中心点的子槽段134还能够降低该第一永磁体20的端部漏磁，有利于提高第一永磁体20的利用率。

例如，在如图6所示的示例中，第一槽体13包括两个第一槽段133，其中一个第一槽段133包括两个子槽段134，这两个子槽段134内分别设有第一永磁体20，能够有效提高转子100的永磁转矩，进而提高合成转矩。其中另一个第一槽段133包括一个子槽段134。

例如，在如图7所示的示例中，第一槽体13包括两个第一槽段133，其中一个第一槽段133包括两个子槽段134，该第一槽段133的靠近转子铁心10的外周面的子槽段134内设有第一永磁体20，第一永磁体20与转子铁心10的外周面的距离更近，有利于提高电磁转矩，靠近转子铁心10的中心点的子槽段134还能够降低该第一永磁体20的端部漏磁，有利于提高第一永磁体20的利用率。其中另一个第一槽段133包括一个子槽段134。

在一些实施例中，如图5和图7所示，空气槽12可以包括一个空气槽段123。在另一些实施例中，如图3、图4和图6所示，空气槽12可以包括多个空气槽段123，多个空气槽段123依次连通，且多个空气槽段123的延伸方向相同或者不相同。换言之，空气槽12可以包括D个空气槽段123，D≥1。以使空气槽12的延伸结构可以满足更多转子100的需求。

第一槽段133、空气槽12的槽壁面结构也可也根据实际情况需要灵活设置。

在第一槽体133包括多个子槽段134的实施例中，多个子槽段134的槽壁面可以通过直线边缘连接或通过弧线边缘连接；在空气槽12包括多个空气槽段123的实施例中，多个空气槽段123的槽壁面可以通过直线边缘连接或通过弧线边缘连接，这都在本发明的保护范围之内。通过直线边缘连接或通过弧线边缘连接有利于减少相邻两个子槽段134(或相邻两个空气槽段123)的连接处的应力集中，有利于提高机械强度，提高高速性能。

在一些实施例中，如图3所示，在转子100的周向上，第一槽体13的安装有第一永磁体20的部分具有彼此相对且相互平行的两个第一槽壁面，这两个第一槽壁面为平面，且这两个第一槽壁面分别与第一永磁体20的两个侧面平行，以使第一永磁体20能够通过第一槽体13的这两个第一槽壁面进行限位，防止第一永磁体20发生晃动甚至脱出，且第一永磁体20和第一槽体13的结构简单，易于加工和装配。

例如，在第一槽体13包括第一槽段133，且第一槽段133包括子槽段134的实施例中，安装有第一永磁体20的子槽段134具有彼此相对且平行的两个槽壁平面135，两个槽壁平面135形成为上述的第一槽壁面且分别与第一永磁体20的两个侧面平行，通过两个槽壁平面135可以对第一永磁体20进行可靠限位。

在本发明的一些实施例中，未安装有第一永磁体20的子槽段134的槽壁面为平面、弧面、折弯面中的一种或多种组合，空气槽段123的槽壁面为平面、弧面、折弯面中的一种或多种组合，这都在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，这里“平面、弧面、折弯面中的一种或多种组合”是指，子槽段134(或者空气槽段123)的槽壁面可以仅为平面、弧面或者折弯面，或者子槽段134(或者空气槽段123)的槽壁面可以包括平面、弧面和折弯面中两种，再或者子槽段134(或者空气槽段123)的槽壁面可以同时包括平面、弧面和折弯面三种结构。当然，子槽段134和空气槽段123的槽壁面形状包括但不限于前面所说的平面、弧面和折弯面，根据实际情况需要，还可以设置为任意所需形状。

在本发明的实施例中，空气槽12和第一槽体13构成的槽组11，既可以在单层内置式永磁电机转子100中作为其转子槽，实现显著的磁场轴线移动和峰值转轴增强的效果；也可以在满足几何约束要求的前提下，在多层内置式永磁电机转子100中作为其中的任意一层转子槽。在多层结构中，不对称的槽组11能够使增加永磁体用量以增大永磁转矩峰值和增加电机结构层数和永磁体块数以增大磁阻转矩峰值这两种技术路线的技术效果得到充分发挥。

换言之，在本发明的一些实施例中，如图8和图9所示，转子100的同一磁极下包括多层永磁体结构，这里所说的多层永磁体结构，是指在转子100的径向截面内，永磁体结构为多层。转子铁心10的位于相邻两层永磁体结构之间的部分允许磁通通过。同一个槽组11内的第一永磁体20构成其中一层永磁体结构。

在一些实施例中，转子100为多层内置式永磁电机的转子100，并且转子100还包括多个第二永磁体30，相应地，转子铁心10设有用于安装第二永磁体30的第二槽体14。多个第二永磁体30安装于转子铁心10，并且多个第二永磁体30沿转子铁心10的周向分布。第二永磁体30构成多层永磁体结构中的其中另一层永磁体结构，也就是说，同一个槽组11内的第一永磁体20、以及第二永磁体30构成多层永磁体结构中的两层永磁体结构，第二槽体14和槽组11构成多层内置式电机转子100的两层转子槽。

例如，在一些具体实施例中，如图8所示，在转子铁心10的周向上，相邻两个槽组11之间设有第二槽体14，且第二槽体14内设有第二永磁体30，并且第二永磁体30沿转子铁心10的径向延伸(例如图8所示)或倾斜于转子铁心10的径向延伸。也就是说，第二永磁体30为轮辐式永磁体结构，不对称的槽组11内的第一永磁体20能够与对称或者不对称的辐式永磁体结构相结合，以配合得到更大的合成转矩，以及实现永磁转矩和磁阻转矩分量更高的利用率。不对称的槽组11以及槽组11内的第一永磁体20能够使增加永磁体的块数或者增加电机结构层数以增加磁阻转矩峰值的技术路线的实际效果不被削弱，显著提高了材料利用率。

需要说明的是，与辐式永磁体结构相结合的槽组11包括但不限于图8中实施例所示的结构，在另一些实施例中，与辐式永磁体结构相结合的槽组11还可以为图3、图5-图7中实施例或其它实施例中的不对称的槽组11，这都在本发明的保护范围之内。

例如，在另一些具体实施例中，如图9所示，在转子铁心10的周向上，槽组11的第一槽体13的背向转子铁心10的中心点的一侧设有第二槽体14，第二槽体14内设有第二永磁体30，槽组11形成为内层转子槽，第二槽体14形成为外层转子槽。其中，第二永磁体30可以垂直于转子铁心10的径向延伸、或倾斜于转子铁心10的径向延伸、或设置成V形永磁体结构(例如图9所示)。这里，“设置成V形永磁体结构”可以理解为一个第二永磁体30在垂直于转子100的轴向的截面为V形，或者在垂直于转子100的轴向的截面上，多个第二永磁体30沿V形排布。

需要说明的是，第一槽体13的背向转子铁心10的中心点的一侧的V形永磁体结构可以为对称永磁体结构，即V形的两条边长度相等，V形永磁体结构也可以为如图9所示不对称永磁体结构，即V形的两条边长度不相等。也就是说，第二永磁体30为“一”字形永磁体结构或V形永磁体结构，不对称的槽组11结构能够与对称或者不对称的“一”字型永磁体结构相结合，或者能够与对称或者不对称的V型永磁体结构相结合，以配合得到更大的合成转矩，以及实现永磁转矩和磁阻转矩分量更高的利用率。并且不对称的槽组11以及槽组11内的第一永磁体20能够使增加永磁体的块数或者增加电机结构层数以增加磁阻转矩峰值的技术路线的实际效果不被削弱，显著提高了材料利用率。

另外，需要说明的是，与“一”字型永磁体结构和V型永磁体结构相结合的槽组11包括但不限于图9中实施例所示的结构，只需要满足几何约束要求即可。

例如，在又一些实施例中，槽组11的靠近转子铁心10的中心点的一侧设有第二槽体14，第二槽体14内设有第二永磁体30，槽组11形成为外层转子槽，第二槽体14形成为内层转子槽。其中，第二槽体14为V形槽体结构且第二永磁体30设置成V形永磁体结构，V形槽体的开口背向转子铁心10的中心点，槽组11位于V形槽体所围设的区域内。或者第二槽体14为U形槽体且第二永磁体30设置成U形永磁体结构，U形槽体的开口背向转子铁心10的中心点，槽组11位于U形槽体所围设的区域内。

需要说明的是，设于槽组11的靠近转子铁心10的中心点的一侧的V形永磁体结构可以为对称永磁体结构，即V形的两条边长度相等，V形永磁体结构也可以为不对称永磁体结构，即V形的两条边长度不相等。U形永磁体结构可以为对称永磁体，即U形的两侧边相对于底边的中心线对称，U形永磁体结构也可以为不对称永磁体，即U形的两侧边相对于底边的中心线不对称。

也就是说，第二永磁体30为V形永磁体结构或U形永磁体结构，不对称的槽组11能够与对称或者不对称的V形永磁体结构相结合，或者与对称或不对称的U形永磁体结构相结合，以配合得到更大的合成转矩，以及实现永磁转矩和磁阻转矩分量更高的利用率。并且不对称的槽组11以及槽组11内的永磁体能够使增加永磁体的块数或者增加电机结构层数以增加磁阻转矩峰值的技术路线的实际效果不被削弱，显著提高了材料利用率。

在本发明的实施例中，如图10所示，同一个槽组11内的第一永磁体20所产生的气隙磁场相互增强。具体地，磁场在第一永磁体20内部由其外表征的S极指向N极方向，同一槽组11内的第一永磁体20对应同一极，同一极下的全部第一永磁体20产生在气隙中具有相同径向方向的磁通，使得同一槽组11内的各永磁体的充磁方向均相互增强其他永磁体所产生的气隙磁场。相邻槽组11内的第一永磁体20的充磁方向相反，以利于形成闭合磁路。

在第一永磁体20垂直于转子100的轴向的截面为长方形的实施例中，第一永磁体20沿长方形的短边充磁，即垂直于长方形的长边充磁，即充磁方向与长方形的短边平行。

在本发明的一些实施例中，如图10所示，槽组11的数量为M，转子100的极数为K，M等于K，即M＝K。也就是说，每个磁极对应一个槽组11以及该槽组11内的第一永磁体20，每个磁极下转子槽结构更简单，降低了结构设计难度，且提高了结构强度。

例如在一些具体实施例中，转子100的极数K为偶数且满足4≤K≤12，也就是说，转子100可以为四极、六极、八极、十极或者十二极，使转子100可以满足更多电机的使用需求，并且相应的槽组11、第一永磁体20的尺寸设计也可以更合理，以利于提高电磁转矩和结构强度。

根据本发明实施例的驱动电机包括根据本发明实施例的电机的转子100。由于根据本发明实施例的电机的转子100具有上述有益的技术效果，因此根据本发明实施例的驱动电机，利用第一永磁体20配合不对称磁障结构形成的不对称转子100结构，在相同永磁体用量与转子100内外径的前提下明显的减小了永磁转矩和磁阻转矩峰值点所对应的电流超前角的差值，从而提高了电机的峰值转矩与在峰值转矩点永磁转矩与磁阻转矩分量的利用率。得益于应用非对称结构，峰值转矩点的转矩脉动得以降低，同时增强了电机的弱磁扩速控制能力，使得该结构能够适用于包括电动汽车在内的交通电气化领域。

该转子用于驱动电机时，峰值转矩点的转矩脉动得以降低，同时增强了电机的弱磁扩速控制能力，可以提高驱动电机的扭矩，车辆的爬坡能力强，起动、加速能力强，驱动电机的高速性能好，最高转速大，则驱动电机的体积与重量可做小，节省了空间，降低了车辆的重量。驱动电机调速范围宽，能够满足车辆在不同路况时的要求。

根据本发明实施例的车辆包括根据本发明实施例的驱动电机。由于根据本发明实施例的驱动电机具有上述有益的技术效果，因此根据本发明实施例的车辆，利用第一永磁体20配合不对称磁障结构形成的不对称转子100结构，在相同永磁体用量与转子100内外径的前提下明显的减小了永磁转矩和磁阻转矩峰值点所对应的电流超前角的差值，从而提高了电机的峰值转矩与在峰值转矩点永磁转矩与磁阻转矩分量的利用率。得益于应用非对称结构，峰值转矩点的转矩脉动得以降低，同时增强了电机的弱磁扩速控制能力，使得该结构能够适用于包括电动汽车在内的交通电气化领域。

该驱动电机用于车辆时，峰值转矩点的转矩脉动得以降低，同时增强了电机的弱磁扩速控制能力，可以提高驱动电机的扭矩，车辆的爬坡能力强，起动、加速能力强，驱动电机的高速性能好，最高转速大，则驱动电机的体积与重量可做小，节省了空间，降低了车辆的重量。驱动电机调速范围宽，能够满足车辆在不同路况时的要求。

根据本发明实施例的车辆、驱动电机和转子100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (30)

1.一种电机的转子，其特征在于，所述转子包括：

转子铁心，所述转子铁心设有多个槽组，多个所述槽组沿所述转子铁心的周向分布，每个所述槽组包括空气槽和第一槽体；

多个第一永磁体，所述第一槽体内安装有至少一个所述第一永磁体；

其中，所述空气槽具有第一端和第二端，沿着所述转子的第一转动方向，所述空气槽的第二端滞后于所述第一槽体以及所述空气槽的第一端，且所述转子铁心的位于所述空气槽的第二端和所述第一槽体的滞后端点之间的部分有磁通经过，所述空气槽的第一端与所述第一槽体内的其中一个所述第一永磁体之间形成有第一隔磁结构，所述第一隔磁结构位于所述第一槽体内的其中一个所述第一永磁体的朝向所述转子铁心的中心点的一侧；

所述第一槽体形成为相对于所述第一槽体的中心点与所述转子铁心的中心点的连线对称或不对称的磁障结构；

所述空气槽形成为相对于所述第一槽体的中心点与所述转子铁心的中心点的连线不对称的不对称磁障结构。

2.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，在所述转子铁心的径向上，所述空气槽的第一端位于所述空气槽的第二端的靠近所述转子铁心的中心点的一侧。

3.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述空气槽的第一端与所述第一永磁体之间的间距小于所述空气槽的其余部分与所述第一永磁体之间的间距。

4.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，沿着所述第一转动方向，所述第一隔磁结构将所述第一槽体内的所述第一永磁体分隔为第一段和第二段，所述第一段超前于所述第二段，所述转子铁心包括第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述槽组的靠近所述转子铁心的中心点的一侧，所述第二部分位于所述空气槽和所述第二段之间，在所述转子铁心的周向上相邻的两个所述槽组分别为第一槽组和第二槽组，所述第一槽组超前于所述第二槽组，

至少一部分磁通由所述第一槽组内的所述第一段和所述第二槽组内的所述第一段中的一个经过所述第一部分以指向另一个；至少一部分磁通由所述第一槽组内的所述第二段和所述第二槽组内的所述第一段中的一个经过所述第二部分、所述转子铁心外的气隙和所述第一部分以指向另一个。

5.根据权利要求4所述的电机的转子，其特征在于，经过所述第一段的磁通量大于经过所述第二段的磁通量。

6.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述第一隔磁结构位于所述第一永磁体的长度方向的中部的朝向所述转子铁心的中心点的一侧。

7.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述第一隔磁结构为位于所述空气槽的第一端和所述第一槽体之间的第一磁桥，或为连通所述空气槽和所述第一槽体的连通口。

8.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述第一隔磁结构为位于所述空气槽的第一端和所述第一槽体之间的第一磁桥，所述第一磁桥具有朝向所述第一槽体的第一侧面，在垂直于所述第一侧面的方向上，所述第一磁桥的厚度等于3mm，或者大于0mm且小于3mm。

9.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述空气槽的第二端的远离所述转子铁心的中心点的一侧设有第二隔磁结构，所述第二隔磁结构为位于所述空气槽的第二端与所述转子铁心的外周面之间的第二磁桥；或者，所述第二隔磁结构为所述空气槽的第二端延伸至所述转子铁心的外周面且在所述转子铁心的外周面形成的第一槽口。

10.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述第一槽体的至少一端的远离所述转子铁心的中心点的一侧设有第三隔磁结构，所述第三隔磁结构为位于所述第一槽体的至少一端与所述转子铁心的外周面之间的第三磁桥；或者，所述第三隔磁结构为所述第一槽体的一端延伸至所述转子铁心的外周面且在所述转子铁心的外周面形成的第二槽口。

11.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述第一隔磁结构为位于所述空气槽的第一端和所述第一槽体之间的第一磁桥，所述第一磁桥具有朝向所述空气槽的第二侧面，所述第二侧面为平面或弧面。

12.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述第一槽体相对于所述第一槽体的中心点与所述转子铁心的中心点的连线对称或不对称，所述第一槽体内的所述第一永磁体相对于所述第一槽体的中心点与所述转子铁心的中心点的连线对称或不对称。

13.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述第一槽体具有第一端部和第二端部，沿着所述第一转动方向，所述第一槽体的第一端部滞后于所述第一槽体的第二端部，所述第一槽体的第一端部的远离所述转子铁心的中心点的一侧设有第三隔磁结构，所述第一槽体的第二端部的远离所述转子铁心的中心点的一侧设有第三隔磁结构。

14.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述转子铁心包括：

第一部分，所述第一部分位于所述槽组的靠近所述转子铁心的中心点的一侧；

第四部分，所述第四部分位于所述槽组的远离所述转子铁心的中心点的一侧，所述第四部分与所述第一部分通过第一连接部连接，且所述第四部分包括第二部分和第三部分，所述第三部分位于所述第一槽体的远离所述转子铁心的中心点的一侧，在所述转子铁心的周向上，所述第二部分位于所述第一槽体和所述空气槽之间，其中，

所述第二部分和所述第三部分分别通过所述第一连接部与所述第一部分连接且所述第二部分和所述第三部分不直接连接，或者，所述第二部分和所述第三部分通过第二连接部连接且所述第二部分和所述第三部分中的至少一个与所述第一部分通过所述第一连接部连接。

15.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述转子的极数为K，所述空气槽的第二端的远离所述转子铁心的中心点的一侧设有第二隔磁结构，所述第一槽体的至少一端的远离所述转子铁心的中心点的一侧设有第三隔磁结构，沿着所述第一转动方向，所述第二隔磁结构的滞后端点和所述第三隔磁结构的超前端点分别与所述转子铁心的中心点的连接的夹角为γ，所述γ小于或者等于170°/K。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的电机的转子，其特征在于，所述第一槽体包括至少一个第一槽段，相邻两个所述第一槽段之间形成有第四磁桥，每个所述第一槽段内安装有至少一个所述第一永磁体。

17.根据权利要求16所述的电机的转子，其特征在于，所述第四磁桥具有朝向所述第一槽段的磁桥侧面，所述第四磁桥在垂直于所述磁桥侧面的方向上的厚度为3.3mm，或者大于0mm且小于3.3mm。

18.根据权利要求16所述的电机的转子，其特征在于，所述第一槽段包括多个依次连通的子槽段，至少一个所述子槽段中安装有所述第一永磁体，多个所述子槽段的延伸方向相同或不相同。

19.根据权利要求18所述的电机的转子，其特征在于，相邻两个所述子槽段的槽壁面通过直线边缘连接或通过弧线边缘连接。

20.根据权利要求18所述的电机的转子，其特征在于，未安装有所述第一永磁体的所述子槽段的槽壁面为平面、弧面、折弯面中的一种或者多种组合。

21.根据权利要求1-15中任一项所述的电机的转子，其特征在于，所述空气槽包括至少一个空气槽段，所述空气槽段的槽壁面为平面、弧面、折弯面中的一种或多种组合。

22.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述转子的同一磁极下包括多层永磁体结构，同一个所述槽组内的所述第一永磁体构成其中一层所述永磁体结构。

23.根据权利要求22所述的电机的转子，其特征在于，还包括：

多个第二永磁体，多个所述第二永磁体安装于所述转子铁心且沿所述转子铁心的周向分布，所述第二永磁体构成其中另一层所述永磁体结构。

24.根据权利要求23所述的电机的转子，其特征在于，所述第一槽体的背向所述转子铁心的中心点的一侧设有所述第二永磁体，所述第二永磁体垂直于所述转子铁心的径向延伸或倾斜于所述转子铁心的径向延伸或设置成V形永磁体结构。

25.根据权利要求23所述的电机的转子，其特征在于，在所述转子铁心的周向上相邻两个所述槽组之间设有所述第二永磁体，所述第二永磁体沿所述转子铁心的径向延伸或倾斜于所述转子铁心的径向延伸。

26.根据权利要求23所述的电机的转子，其特征在于，所述槽组的靠近所述转子铁心的中心点的一侧设有第二槽体，所述第二槽体为V形槽体或U形槽体，所述第二永磁体安装于所述第二槽体内，所述第二永磁体设置成V形永磁体结构或U形永磁体结构，所述槽组位于所述V形槽体或所述U形槽体所围设的区域内。

27.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，同一所述槽组内的所述第一永磁体所产生的气隙磁场相互增强，相邻所述槽组内的所述第一永磁体的充磁方向相反。

28.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述槽组的数量为M，所述转子的极数为K，所述M等于所述K。

29.一种驱动电机，其特征在于，包括根据权利要求1-28中任一项所述的电机的转子。

30.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求29所述的驱动电机。

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