CN117856487A - 转子、电机和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子、电机和车辆，转子包括：转子铁芯；多个第一永磁体组，多个第一永磁体组沿转子铁芯的周向间隔设于转子铁芯，每个第一永磁体组垂直于转子的d轴设置；多个第二永磁体组和多个第三永磁体组，多个第二永磁体组和多个第三永磁体沿转子铁芯的周向间隔设于转子铁芯，第一永磁体组位于第二永磁体组和第三永磁体组的径向外侧，每个第一永磁体组的周向两侧分别对应设置第二永磁体组和第三永磁体组，每个第一永磁体组的剩磁大于相应的第二永磁体组和第三永磁体组的剩磁，每个第一永磁体组的材料不同于相应的第二永磁体组和第三永磁体组的材料。由此，可以减少转子铁芯在转动过程中产生的齿槽转矩，减小扭矩波动，利于提高NVH性能。

Description

转子、电机和车辆

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其是涉及一种转子、一种电机以及一种车辆。

背景技术

永磁同步电机广泛应用于电动汽车，电机是电气驱动系统的核心之一，电机的综合性能直接影响电动汽车的性能。目前在电动汽车用高过载能力、防去磁永磁同步电机(PMSM)开发方面，还存在着技术瓶颈，存在齿槽转矩大、成本高、负载扭矩差等一系列问题，存在改进的空间。

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，本发明提出一种转子，可以减少转子在转动过程中产生的齿槽转矩，从而减少齿槽转矩引起的扭矩波动，减少了扭矩波动造成的出力不稳导致的抖动问题，利于提高NVH性能。

根据本发明实施例的转子，包括：转子铁芯；多个第一永磁体组，所述多个第一永磁体组沿所述转子铁芯的周向间隔设于所述转子铁芯，每个所述第一永磁体组垂直于所述转子的d轴设置；多个第二永磁体组，所述多个第二永磁体组沿所述转子铁芯的周向间隔设于所述转子铁芯，所述第一永磁体组位于所述第二永磁体组的径向外侧；多个第三永磁体组，所述多个第三永磁体组沿所述转子铁芯的周向间隔设于所述转子铁芯，所述第一永磁体组位于所述第三永磁体组的径向外侧，每个所述第一永磁体组的周向两侧分别对应设置所述第二永磁体组和所述第三永磁体组，每个所述第一永磁体组的剩磁大于相应的第二永磁体组的剩磁，每个所述第一永磁体组的剩磁大于相应的第三永磁体组的剩磁，每个第一永磁体组的材料不同于相应的所述第二永磁体组和所述第三永磁体组的材料。

根据本发明实施例的转子，可以通过在转子铁芯上安装有间隔开的第一永磁体组、第二永磁体组和第三永磁体组，减少了转子铁芯在转动过程中产生的齿槽转矩，从而减少齿槽转矩引起的扭矩波动，减少了扭矩波动造成的出力不稳导致的抖动问题，利于提高NVH性能，且通过设置第一永磁体组的剩磁高于第二永磁体组和第三永磁体组的剩磁，比如将第二永磁体组和第三永磁体组设为铁氧体磁钢，如此设置减少了转子中的稀土磁钢的用量，降低了转子的成本，且使得铁氧体磁钢可以对稀土磁钢进行保护，以降低稀土磁钢退磁的风险。

根据本发明一些实施例的转子，每个所述第一永磁体组、每个所述第二永磁体组和每个所述第三永磁体组均包括分段设置的永磁体。

根据本发明一些实施例的转子，每个所述第一永磁体组包括第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第二部分的径向外侧，所述第一部分的周向长度小于所述第二部分的周向长度。

根据本发明一些实施例的转子，所述第一部分包括分段设置的第一永磁体和第二永磁体；和/或所述第二部分包括分段设置的第三永磁体和第四永磁体。

根据本发明一些实施例的转子，所述第一永磁体的长度和所述第二永磁体的长度不同，所述第三永磁体和所述第四永磁体的长度不同。

根据本发明一些实施例的转子，所述d轴经过所述第二永磁体和所述第四永磁体。

根据本发明一些实施例的转子，每个所述第一永磁体组对应的所述第二永磁体组和所述第三永磁体组关于所述d轴对称设置，所述第二永磁体组包括第五永磁体和第六永磁体，所述第五永磁体位于所述第六永磁体的周向一侧。

根据本发明一些实施例的转子，所述第二永磁体组还包括第七永磁体，在所述转子的周向且朝向所述d轴的方向上，所述第七永磁体、所述第五永磁体和所述第六永磁体顺序排布设置。

根据本发明一些实施例的转子，所述第七永磁体和所述第五永磁体的材料不同，所述第七永磁体的径向长度小于所述第五永磁体的径向长度。

根据本发明一些实施例的转子，在所述转子的同一横截面上，所述第二永磁体的几何中心与所述转子铁芯的中心之间的连线为第二连线，所述第六永磁体的几何中心与所述转子铁芯的中心之间的连线为第六连线，所述第七永磁体的几何中心与所述转子铁芯的中心之间的连线为第七连线，所述第二连线与所述d轴之间的夹角为α2，所述第六连线与所述d轴之间的夹角为α6，所述第七连线与所述d轴之间的夹角为α7，所述第一永磁体的径向宽度为W1，所述第七永磁体的周向宽度为W7，其中转子满足如下关系：

根据本发明一些实施例的转子，所述转子满足如下关系：

根据本发明一些实施例的转子，在所述转子的同一横截面上，所述第三永磁体的几何中心与所述转子铁芯的中心之间的连线为第三连线，所述第一永磁体的几何中心与所述转子铁芯的中心之间的连线为第一连线，所述第七永磁体的几何中心与所述转子铁芯的中心之间的连线为第七连线；所述第三连线与所述d轴之间的夹角为α3，所述第一连线与所述d轴之间的夹角为α1，所述第七连线与所述d轴之间的夹角为α7，所述转子满足如下关系：

根据本发明一些实施例的转子，所述转子满足如下关系：

根据本发明一些实施例的转子，在所述转子的同一横截面上，所述第三永磁体的几何中心与所述转子铁芯的中心之间的连线为第三连线，所述第一永磁体的几何中心与所述转子铁芯的中心之间的连线为第一连线，所述第七永磁体的几何中心与所述转子铁芯的中心之间的连线为第七连线；所述第三连线与所述d轴之间的夹角为α3，所述第一连线与所述d轴之间的夹角为α1，所述第七连线与所述d轴之间的夹角为α7，所述第一永磁体的径向宽度为W1，所述第三永磁体的径向宽度为W3，所述转子满足如下关系：

根据本发明一些实施例的转子，所述转子满足如下关系：

根据本发明一些实施例的转子，在所述转子的同一横截面上，所述第四永磁体的几何中心与所述转子铁芯的中心之间的连线为第四连线，所述第六永磁体的几何中心与所述转子铁芯的中心之间的连线为第六连线，所述第五永磁体的几何中心与所述转子铁芯的中心之间的连线为第五连线，所述第五连线与所述d轴之间的夹角为α5，所述第六连线与所述d轴之间的夹角为α6，所述第四连线与所述d轴之间的夹角为α4，所述第三永磁体的径向宽度为W3，所述第五永磁体的周向宽度为W5，其中转子满足如下关系：

根据本发明一些实施例的转子，所述转子满足如下关系：

本发明还提出了一种电机。

根据本发明实施例的电机，包括根据上述任一实施例所述的转子。

根据本发明实施例的电机，可以通过在转子铁芯上安装有间隔开的第一永磁体组、第二永磁体组和第三永磁体组，并设置第一永磁体组、第二永磁体组和第三永磁体组均包括分段设置的永磁体，减少了转子铁芯在转动过程中产生的齿槽转矩，从而减少齿槽转矩引起的扭矩波动，减少了扭矩波动造成的出力不稳导致的抖动问题，利于提高NVH性能，提高了电机的可靠性。

本发明又提出了一种车辆。

根据本发明实施例的车辆，包括根据上述任一实施例所述的电机。

根据本发明实施例的车辆，可以通过在转子铁芯上安装有间隔开的第一永磁体组、第二永磁体组和第三永磁体组，并设置第一永磁体组、第二永磁体组和第三永磁体组均包括分段设置的永磁体，减少了转子铁芯在转动过程中产生的齿槽转矩，从而减少齿槽转矩引起的扭矩波动，减少了扭矩波动造成的出力不稳导致的抖动问题，利于提高NVH性能，提高了电机的可靠性，提高了车辆的整体性能。

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是根据本发明实施例的转子的示意图；

图2是根据本发明实施例的转子的侧视图；

图3是根据本发明实施例一的转子的局部示意图；

图4是根据本发明实施例二的转子的局部示意图；

图5是根据本发明实施例三的转子的局部示意图；

图6是根据本发明实施例四的转子的局部示意图；

图7是现有技术中采用了混合永磁体不均匀分段的齿槽转矩的示意图；

图8是现有技术中采用了混合永磁体不均匀分段的扭矩波动的示意图；

图9是现有技术中采用了同种稀土永磁体不均匀分段的齿槽转矩的示意图；

图10是现有技术中采用了同种稀土永磁体不均匀分段的扭矩波动的示意图。

附图标记：

转子100，

转子铁芯1，第一永磁体组2，第一部分21，第一永磁体211，第二永磁体212，第二部分22，第三永磁体221，第四永磁体222，

第二永磁体组3，第五永磁体31，第六永磁体32，第七永磁体33，第三永磁体组4。

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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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。

下面，参考附图，描述根据本发明实施例的转子100。

如图1-图10所示，根据本发明实施例的转子100，包括：转子铁芯1、多个第一永磁体组2、多个第二永磁体组3和多个第三永磁体组4，多个第一永磁体组2沿转子铁芯1的周向间隔设于转子铁芯1，每个第一永磁体组2垂直于转子100的d轴设置；多个第二永磁体组3沿转子铁芯1的周向间隔设于转子铁芯1，第一永磁体组2位于第二永磁体组3的径向外侧；多个第三永磁体组4沿转子铁芯1的周向间隔设于转子铁芯1，第一永磁体组2位于第三永磁体组4的径向外侧，每个第一永磁体组2的周向两侧分别对应设置第二永磁体组3和第三永磁体组4，每个第一永磁体组2的剩磁大于相应的第二永磁体组3的剩磁，每个第一永磁体组2的剩磁大于相应的第三永磁体组4的剩磁，每个第一永磁体组2的材料不同于相应的第二永磁体组3和第三永磁体组4的材料。

由此，通过在转子铁芯1的周向上间隔设有第一永磁体组2、第二永磁体组3和第三永磁体组4，减少了转子100在转动过程中产生的齿槽转矩，从而减少因为齿槽转矩引起的扭矩波动，降低了扭矩波动导致的抖动，利于提高NVH性能。且通过设置第一永磁体组2的剩磁高于第二永磁体组3和第三永磁体组4的剩磁，比如将第二永磁体组3和第三永磁体组4设为铁氧体磁钢，如此设置减少了转子100中的稀土磁钢的用量，降低了转子100的成本，且使得铁氧体磁钢可以对稀土磁钢进行保护，以降低稀土磁钢退磁的风险。

图7是原方案齿槽转矩波形，数值为68.6Mnm，图8是原方案在16000rpm时的扭矩波形，扭矩波动为37.4％。图9是原方案永磁体不进行分段时齿槽转矩波形，数值为69.1mNM，图10是原方案永磁体不进行分段时在16000rpm时的扭矩波形，扭矩波动为38.6％。其中齿槽转矩的数值无法在本图中可以直观得到，是在实验过程中记录的相关数据，但是对于本领域技术人员来说通过该波形并得到相关的齿槽转矩的数值是毫无疑问的。

根据仿真结果，同样条件下，永磁体不均匀分段后相比永磁体不分段齿槽转矩下降0.5Mnm，即齿槽转矩下降0.7％，扭矩波动数值下降1.2％。

例如，参照图1-图2所示，转子100包括转子铁芯1，转子铁芯1构造为环状结构，转子铁芯1由多个钢片沿轴向方向依次堆叠而成。转子铁芯1设有多个安装槽组，多个安装槽组沿转子铁芯1的周向均匀间隔设置，每个安装槽组包括间隔设置的多个安装槽，单组的每个安装槽内分别安装有永磁体组。

其中，如图3所示，安装槽组设有第一安装槽，转子100设有多个第一永磁体组2，多个第一永磁体组2分别安装在多个安装槽组的第一安装槽内，使得多个第一永磁体组2可以沿转子100的周向上均匀间隔开布置，第一永磁体组2位于转子铁芯1的径向外侧且沿垂直转子100的d轴的方向延伸设置，且第一永磁体组2关于d轴对称设置。

同时，可以设置安装槽组具有第二安装槽和第三安装槽，且转子100具有多个第二永磁体组3和多个第三永磁体组4，多个第二永磁体组3分别安装在多个安装槽组的第二安装槽内，使得多个第二永磁体组3可以沿转子100的周向上均匀间隔开布置，多个第三永磁体组4分别安装在多个安装槽组的第三安装槽内，使得多个第三永磁体组4可以沿转子100的周向上均匀间隔开布置。第二永磁体组3和第三永磁体组4均设置在第一永磁体组2的径向内侧，且第二永磁体组3和第三永磁体组4分别设置在第一永磁体组2的周向两侧，以使第一永磁体组2、第二永磁体组3和第三永磁体组4分布均匀。

需要说明的是，根据叠加法的原理，电机每极的总齿槽转矩可简化为每段永磁体产生的齿槽转矩的叠加，满足：

式中:Ns为永磁体的分段数；Tn为n次谐波的齿槽转矩幅值；Np为一个齿距的齿槽转矩周期数；Z为槽数；Δβ为相邻两段永磁体的偏移角度。一个齿距的齿槽转矩周期数:Np＝2p/GCD(Z，2p)，其中:GCD(Z，2p)代表Z和2p的最大公约数。由上式可以看出，通过改变永磁体的分段数Ns，可以有效地削弱每极的总齿槽转矩。

由此，可以通过在转子铁芯1的周向上安装有间隔开的第一永磁体组2、第二永磁体组3和第三永磁体组4，减少了转子铁芯1在转动过程中产生的齿槽转矩，从而减少齿槽转矩引起的扭矩波动，减少了扭矩波动造成的出力不稳导致的抖动问题，利于提高NVH性能。

其中，每个第一永磁体组2的剩磁大于相应的第二永磁体组3的剩磁，每个第一永磁体组2的剩磁大于相应的第三永磁体组4的剩磁，每个第一永磁体组2的材料不同于相应的第二永磁体组3和第三永磁体组4的材料，如可以将第一永磁体组2设置为稀土永磁体，且将第二永磁体组3和第三永磁体组4设为铁氧体永磁体；或者，可以将第一永磁体组2设置为杉钴永磁体，且将第二永磁体组3和第三永磁体组4设为铁氧体永磁体；又或者是同类型但是剩磁有差异的永磁体，满足第一永磁体组2的永磁体的剩磁高，且第二永磁体组3和第三永磁体组4的永磁体的剩磁低即可，本申请对此不作限制。由此，降低了稀土永磁体退磁的可能性，利于减少稀土永磁体的用量，降低了成本，且满足了电机的输出扭矩和输出功率性能要求。

需要说明的是，永磁体材料相同是指永磁体所包含的成分完全相同，除此之外均属于不同材料的永磁体，如以下情形：

1、永磁体是不同型号的，比如铁氧体磁钢和钕铁硼磁钢都属于不同型号、不同材料的永磁体；而像稀土材料中的钐钴磁铁和钕铁硼磁铁也属于该中情形，即不同型号、材料的永磁体；

2、永磁体是相同型号的，但是牌号不同也属于不同材料的永磁体。比如都是铝钴镍磁钢，但同样体积的铝钴镍磁钢中随着铝、钴、镍成分占比不同，整体对外表现出的性能会有差异，因此针对对不同输出剩磁等性能，给铝钴镍添加牌号以识别磁钢的性能。如LNG13和LNG32,其中L代表铝，N代表镍，G代表钴。LNG13剩磁为0.68，而LNG32剩磁为1.2，因此LNG32的剩磁性能比LNG13更好，但LNG32比LNG13的成本要高。

以上说明只是对不同材料的举例，只要两个永磁体所包含的成分不同均可认为是本申请的不同材料的永磁体。

可选地，如图6所示，可以设置第一安装槽的尺寸大于第一永磁体组2的尺寸，利于降低第一永磁体组2的的安装难度，在转子100高速转动时，预留出第一永磁体组2的变形空间，降低了第一永磁体组2脱离转子100的可能性。

在本发明的一些实施例中，参照图1所示，可以设置每个第一永磁体组2、每个第二永磁体组3和每个第三永磁体组4均包括分段设置的永磁体。例如，可以设置每个第一永磁体组2、每个第二永磁体组3和每个第三永磁体组4均包括分段设置的永磁体，这样，可以减少转子铁芯1在转动过程中产生的齿槽转矩，从而减少齿槽转矩引起的扭矩波动，减少了扭矩波动造成的出力不稳导致的抖动问题，利于提高NVH性能。

需要说明的是，永磁体可均匀分段，也可不均匀分段，当永磁体采用不均匀分段时，相较于采用均匀分段，空载反电势波形和气隙磁密波形更接近正弦波形，电机齿槽转矩更小，扭矩波动更小，电机抖动和噪声更小。

在本发明的一些实施例中，每个第一永磁体组2包括第一部分21和第二部分22，第一部分21位于第二部分22的径向外侧，第一部分21的周向长度小于第二部分22的周向长度。

例如，如图3所示，可以将第一永磁体组2分为第一部分21和第二部分22，第一部分21位于第二部分22的径向外侧且第一部分21和第二部分22堆叠布置，第一部分21的周向长度小于第二部分22的周向长度，使得第一部分21的体积小于第二部分22的体积。这样，当电机高速运行时，第一部分21受到的离心力较小，不容易扫膛，且第一部分21用于对第二部分22支撑，使得第二部分22更不容易发生扫膛。由此，可以降低第一部分21或第二部分22脱离转子100的可能性，提高了转子100的安全性和可靠性，且当第一部分21和第二部分22如上布置时，合成气隙磁密在气隙中更接近气隙中心位置，更能充分利用永磁体性能。

在本发明的一些实施例中，第一部分21包括分段设置的第一永磁体211和第二永磁体212；和/或第二部分22包括分段设置的第三永磁体221和第四永磁体222。

例如，参照图3所示，可以设置第一部分21包括第一永磁体211和第二永磁体212，第一永磁体211和第二永磁体212分段设置，第一永磁体211和第二永磁体212沿转子铁芯1的周向依次布置，第一永磁体211的径向宽度和第二永磁体212的径向宽度相等，使得第一永磁体211沿长度方向的端部可以和第二永磁体212沿长度方向的端部正对，且可以通过胶粘或是焊接的形式进行连接。同时，可以设置第二部分22包括第三永磁体221和第四永磁体222，第三永磁体221和第四永磁体222分段设置，第三永磁体221和第四永磁体222沿转子铁芯1的周向依次布置，第三永磁体221的径向宽度和第四永磁体222的径向宽度相等，使得第三永磁体221沿长度方向的端部可以和第四永磁体222沿长度方向的端部正对，且可以通过胶粘或是焊接的形式进行连接。

通过上述设置，使得第一永磁体组2具有多个永磁体，利于减少齿槽转矩，从而减少齿槽转矩引起的扭矩波动，减少了扭矩波动造成的出力不稳导致的抖动问题，利于提高NVH性能。

在本发明的一些实施例中，第一永磁体211的长度和第二永磁体212的长度不同，第三永磁体221和第四永磁体222的长度不同。例如，参照图3和图5所示，可以设置第一永磁体211和第二永磁体212具有不同的长度，如可以将第一永磁体211和第二永磁体212的长度比值设置为1：2或2：1；同时，可以设置第三永磁体221和第四永磁体222具有不同的长度，如可以将第三永磁体221和第四永磁体222的长度比值设置为1：2或2：1。由此，实现了第一部分21和第二部分22的不均匀分段，相较于采用均匀分段，空载反电势波形和气隙磁密波形更接近正弦波形，电机齿槽转矩更小，扭矩波动更小，电机抖动和噪声更小。

需要说明的是，可以设置第一永磁体211、第二永磁体212、第三永磁体221和第四永磁体222的长度范围为2mm-7mm，以避免第一永磁体211、第二永磁体212、第三永磁体221和第四永磁体222的长度过大或过小，利于提高转子100的可靠性。

在本发明的一些实施例中，d轴经过第二永磁体212和第四永磁体222。例如，参照图3所示，可以设置第二永磁体212的长度大于第一永磁体211的长度，且设置第四永磁体222的长度大于第三永磁体221的长度，使得d轴可以依次经过第二永磁体212和第四永磁体222。这样，使得第一部分21和第二部分22具有相似的结构，当电机高速运行时，第一部分21可以更好地对第二部分22进行支撑。由此，提高了转子100的可靠性。

可选地，参照图5所示，还可以设置第二永磁体212的长度大于第一永磁体211的长度，且设置第三永磁体221的长度大于第四永磁体222的长度，使得d轴可以经过第二永磁体212和第三永磁体221，以满足不同工况。

在本发明的一些实施例中，每个第一永磁体组2对应的第二永磁体组3和第三永磁体组4关于d轴对称设置，第二永磁体组3包括第五永磁体31和第六永磁体32，第五永磁体31位于第六永磁体32的周向一侧。

例如，参照图3-图5所示，可以设置每个第一永磁体组2的两侧分别设有第二永磁体组3和第三永磁体组4，对应的第二永磁体组3和第三永磁体组4关于d轴对称设置，使得第一永磁体组2、第二永磁体组3和第三永磁体组4可以沿d轴对称设置。同时，可以设置第二永磁体组3和第三永磁体组4均包括第五永磁体31和第六永磁体32，第五永磁体31位于第六永磁体32的周向一侧，第五永磁体31的径向宽度尺寸和第六永磁体32的径向宽度相等，使得第五永磁体31沿长度方向的端部可以和第六永磁体32沿长度方向的端部正对，且可以通过胶粘或是焊接的形式进行连接。其中，可以将第五永磁体31和第六永磁体32均匀分段，也可以非均匀分段，当第五永磁体31和第六永磁体32非均匀分段时，可以将第五永磁体31的长度和第六永磁体32的长度的比值设置为1：2，或者设置为2：1，本申请对此不做限制。

通过上述设置，利于减少齿槽转矩，减少了齿槽转矩引起的扭矩波动，减少了扭矩波动造成的出力不稳导致的抖动问题，利于提高NVH性能。

在本发明的一些实施例中，第二永磁体组3还包括第七永磁体33，在转子100的周向且朝向d轴的方向上，第七永磁体33、第五永磁体31和第六永磁体32顺序排布设置。例如，参照图3所示，可以设置第二永磁体组3具有第七永磁体33，第七永磁体33设于第五永磁体31背离第六永磁体32的一端，这样，在转子100的周向且朝向d轴的方向上，第二永磁体组3的第七永磁体33、第五永磁体31和第六永磁体32可以顺序排布设置，以将第二永磁体组3分为三个永磁体。对应的，可以设置第三永磁体组4具有第七永磁体33，第七永磁体33设于第五永磁体31背离第六永磁体32的一端，这样，在转子100的周向且朝向d轴的方向上，第三永磁体组4的第七永磁体33、第五永磁体31和第六永磁体32可以顺序排布设置，以将第二永磁体组3分为分为三个永磁体。

通过上述设置，增多了第二永磁体组3和第三永磁体组4中的永磁体数量，利于减少齿槽转矩，减少了齿槽转矩引起的扭矩波动，减少了扭矩波动造成的出力不稳导致的抖动问题，利于提高NVH性能。

在本发明的一些实施例中，第七永磁体33和第五永磁体31的材料不同，第七永磁体33的径向长度小于第五永磁体31的径向长度。例如，参照图3所示，可以将第五永磁体31设置为铁氧体永磁体，并将设置将第七永磁体33设为稀土永磁体，稀土永磁体的性能优于铁氧体永磁体，可以通过第七永磁体33的径向长度小于第五永磁体31的径向长度，使得第七永磁体33的体积较小但性能维持不变，以使第七永磁体33可以视为径向长度等于第五永磁体31的径向长度的铁氧体永磁体。由此，利于减小第七永磁体33的空间占用，以便于实现第二永磁体组3和第三永磁体组4的布局，且利于降低第七永磁体33的成本。

在本发明的一些实施例中，在转子100的同一横截面上，第二永磁体212的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线为第二连线，第六永磁体32的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线为第六连线，第七永磁体33的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线为第七连线，第二连线与d轴之间的夹角为α2，第六连线与d轴之间的夹角为α6，第七连线与d轴之间的夹角为α7，第一永磁体211的径向宽度为W1，第七永磁体33的周向宽度为W7，其中转子100满足如下关系：

例如，参照图3所示，转子100设有d轴，第一永磁体组2关于d轴对称设置，且第二永磁体组3和第三永磁体组4关于d轴对称分布。在转子100的同一横截面上，第二永磁体212的几何中心位于d轴的一侧，可以将第二永磁体212的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线设置为第二连线，第二连线与d轴之间具有夹角，第二连线与d轴之间的夹角设为α2；第六永磁体32的几何中心位于d轴的一侧，可以将第六永磁体32的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线设置为第六连线，第六连线与d轴之间具有夹角，第六连线与d轴之间的夹角设为α6；第七永磁体33的几何中心位于d轴的一侧，可以将第七永磁体33的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线设置为第七连线，第七连线与d轴之间具有夹角，第七连线与d轴之间的夹角设为α7。同时，可以将第一永磁体211的径向宽度设为W1，且将第七永磁体33的周向宽度设为W7。

其中，转子100满足如下关系式：也就是说，可以设置第一永磁体211的径向宽度和第七永磁体33的径向宽度之间的比值大于等于0.8倍的且小于等于3.1倍的/>通过改变永磁体的几何中心和转子铁芯1的中心之间的连线与d轴的夹角，相当于改变转子100的极弧系数，而极弧系数存在一个最优范围，在这个范围内气隙磁密波形最接近正弦波，扭矩波动小，也使得齿槽转矩有较小的的范围。因此通过改变永磁体的几何中心和d轴之间的夹角并结合永磁体的宽度，提高了永磁体布局的合理性，利于减少转子100扭矩波动，提升了NVH性能，并且还能提升永磁体的抗退磁性能。

更优选的实施例中，转子100满足如下关系：其效果相比上述内容更加明显。

在本发明的一些实施例中，在转子100的同一横截面上，第三永磁体221的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线为第三连线，第一永磁体211的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线为第一连线，第七永磁体33的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线为第七连线；第三连线与d轴之间的夹角为α3，第一连线与d轴之间的夹角为α1，第七连线与d轴之间的夹角为α7，转子100满足如下关系：

例如，参照图3所示，转子100设有d轴，第一永磁体组2关于d轴对称设置，且第二永磁体组3和第三永磁体组4关于d轴对称分布。在转子100的同一横截面上，第三永磁体221的几何中心位于d轴的一侧，可以将第三永磁体221的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线设置为第三连线，第三连线与d轴之间具有夹角，第三连线与d轴之间的夹角设为α3；第一永磁体211的几何中心位于d轴的一侧，可以将第一永磁体211的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线设置为第一连线，第一连线与d轴之间具有夹角，第一连线与d轴之间的夹角设为α1；第七永磁体33的几何中心位于d轴的一侧，可以将第七永磁体33的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线设置为第七连线，第七连线与d轴之间具有夹角，第七连线与d轴之间的夹角设为α7。

其中，转子100满足如下关系式：也就是说，可以设置三倍的第一连线与d轴之间的夹角的余弦函数与三倍的第七连线与d轴之间的夹角的余弦函数的比值大于等于2.4倍的/>且小于等于1.3倍的/>通过改变永磁体的几何中心和转子铁芯1的中心之间的连线与d轴的夹角，相当于改变转子100的极弧系数，而极弧系数存在一个最优范围，在这个范围内气隙磁密波形最接近正弦波，扭矩波动小，也使得齿槽转矩有较小的的范围。因此通过改变永磁体的几何中心和d轴之间的夹角并结合永磁体的宽度，提高了永磁体布局的合理性，利于减少转子100扭矩波动，提升了NVH性能，并且还能提升永磁体的抗退磁性能。

更优选的实施例中，转子100满足如下关系：其效果相比上述内容更加明显。

在本发明的一些实施例中，在转子100的同一横截面上，第三永磁体221的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线为第三连线，第一永磁体211的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线为第一连线，第七永磁体33的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线为第七连线；第三连线与d轴之间的夹角为α3，第一连线与d轴之间的夹角为α1，第七连线与d轴之间的夹角为α7，第一永磁体211的径向宽度为W1，第三永磁体221的径向宽度为W3。

例如，参照图3所示，转子100设有d轴，第一永磁体组2关于d轴对称设置，且第二永磁体组3和第三永磁体组4关于d轴对称分布。在转子100的同一横截面上，第三永磁体221的几何中心位于d轴的一侧，可以将第三永磁体221的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线设置为第三连线，第三连线与d轴之间具有夹角，第三连线与d轴之间的夹角设为α3；第一永磁体211的几何中心位于d轴的一侧，可以将第一永磁体211的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线设置为第一连线，第一连线与d轴之间具有夹角，第一连线与d轴之间的夹角设为α1；第七永磁体33的几何中心位于d轴的一侧，可以将第七永磁体33的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线设置为第七连线，第七连线与d轴之间具有夹角，第七连线与d轴之间的夹角设为α7。同时，可以将第一永磁体211的径向宽度设为W1，且将第三永磁体221的周向宽度设为W3。

其中，转子100满足如下关系式也就是说，可以设置第三永磁体221的径向宽度和第一永磁体211的径向宽度之间的比值大于等于2.83倍的且小于等于1.2倍的/>通过改变永磁体的几何中心和转子铁芯1的中心之间的连线与d轴的夹角，相当于改变转子100的极弧系数，而极弧系数存在一个最优范围，在这个范围内气隙磁密波形最接近正弦波，扭矩波动小，也使得齿槽转矩有较小的的范围。因此通过改变永磁体的几何中心和d轴之间的夹角并结合永磁体的宽度，提高了永磁体布局的合理性，利于减少转子100扭矩波动，提升了NVH性能，并且还能提升永磁体的抗退磁性能。

更优选的实施例中，转子100满足如下关系：其效果相比上述内容更加明显。

在本发明的一些实施例中，在转子100的同一横截面上，第四永磁体222的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线为第四连线，第六永磁体32的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线为第六连线，第五永磁体31的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线为第五连线，第五连线与d轴之间的夹角为α5，第六连线与d轴之间的夹角为α6，第四连线与d轴之间的夹角为α4，第三永磁体221的径向宽度为W3，第五永磁体31的周向宽度为W5，其中转子100满足如下关系：

例如，参照图3所示，转子100设有d轴，第一永磁体组2关于d轴对称设置，且第二永磁体组3和第三永磁体组4关于d轴对称分布。在转子100的同一横截面上，第四永磁体222的几何中心位于d轴的一侧，可以将第四永磁体222的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线设置为第四连线，第四连线与d轴之间具有夹角，第四连线与d轴之间的夹角设为α4；第五永磁体31的几何中心位于d轴的一侧，可以将第五永磁体31的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线设置为第五连线，第五连线与d轴之间具有夹角，第五连线与d轴之间的夹角设为α5；第六永磁体32的几何中心位于d轴的一侧，可以将第六永磁体32的几何中心与转子铁芯1的中心之间的连线设置为第六连线，第六连线与d轴之间具有夹角，第六连线与d轴之间的夹角设为α6。同时，可以将第三永磁体221的径向宽度设为W3，且将第五永磁体31的周向宽度设为W5。

其中，转子100满足如下关系式也就是说，可以设置第五永磁体31的径向宽度和第三永磁体221的径向宽度之间的比值大于等于2.82倍的且小于等于3.5倍的/>通过改变永磁体的几何中心和转子铁芯1的中心之间的连线与d轴的夹角，相当于改变转子100的极弧系数，而极弧系数存在一个最优范围，在这个范围内气隙磁密波形最接近正弦波，扭矩波动小，也使得齿槽转矩有较小的的范围。因此通过改变永磁体的几何中心和d轴之间的夹角并结合永磁体的宽度，提高了永磁体布局的合理性，利于减少转子100扭矩波动，提升了NVH性能，并且还能提升永磁体的抗退磁性能。

更优选的实施例中，转子100满足如下关系：其效果相比上述内容更加明显。

需要说明的是，当转子铁芯1设有第一永磁体组2、第二永磁体组3和第三永磁体组4，且第一永磁体组2具有第一部分21和第二部分22，第一部分21具有第一永磁体211和第二永磁体212，第二部分22具有第三永磁体221和第四永磁体222，第二永磁体组3和第三永磁体组4关于d轴对称设置，且均具有第五永磁体31、第六永磁体32和第七永磁体33，若同时满足以下条件：

(1)、

(2)、

(3)、

(4)、

则从抗退磁，减少扭矩波动和提升NVH性能综合来考虑，电机整体性能最好。

具体地，参照图7-图10所示，当改变α1、α2、α3时，即改变了电机的气隙磁场，负载扭矩和NVH性能会受到影响，上述角度从小变大时，永磁体所跨弧长变化从而影响电机的气隙磁密，气隙磁密会有一个波动，电机的输出功率会有波动，电机的NVH性能会波动，上述角度存在一个最优系数范围，如上述参数表达式所示。当在上述参数范围内，电机的负载扭矩和NVH性能最好。

当增大W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7时，永磁体成本变大，影响永磁体的工作点，但电机的抗退磁能力增强。当减少W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7时，即减少了永磁体抗退磁能力，影响电机输出扭矩。

而当W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7变化时，永磁体成本、抗退磁能力、负载扭矩、NVH性能会波动；α1、α2、α3、α4、α4、α6、α7随之永磁体宽度变化，影响电机的极弧系数，从而影响电机的负载扭矩和NVH性能，而极弧系数存在一个最优范围，当满足上述参数关系式时，极弧系数即在最优范围内，电机的负载扭矩和NVH性能最好。

综上，应满足上述参数关系式中的限制范围，此时综合考虑起来电机性能最好。

本发明还提出了一种电机。

根据本发明实施例的电机，包括上述任一实施例的转子100。可以通过在转子铁芯1上安装有间隔开的第一永磁体组2、第二永磁体组3和第三永磁体组4，并设置第一永磁体组2、第二永磁体组3和第三永磁体组4均包括分段设置的永磁体，减少了转子铁芯1在转动过程中产生的齿槽转矩，从而减少齿槽转矩引起的扭矩波动，减少了扭矩波动造成的出力不稳导致的抖动问题，利于提高NVH性能，提高了电机的可靠性。

本发明又提出了一种车辆。

根据本发明实施例的车辆，包括上述任一实施例的电机。可以通过在转子铁芯1上安装有间隔开的第一永磁体组2、第二永磁体组3和第三永磁体组4，并设置第一永磁体组2、第二永磁体组3和第三永磁体组4均包括分段设置的永磁体，减少了转子铁芯1在转动过程中产生的齿槽转矩，从而减少齿槽转矩引起的扭矩波动，减少了扭矩波动造成的出力不稳导致的抖动问题，利于提高NVH性能，提高了电机的可靠性，提高了车辆的整体性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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 (19)

1.一种转子(100)，其特征在于，包括：

转子铁芯(1)；

多个第一永磁体组(2)，所述多个第一永磁体组(2)沿所述转子铁芯(1)的周向间隔设于所述转子铁芯(1)，每个所述第一永磁体组(2)垂直于所述转子(100)的d轴设置；

多个第二永磁体组(3)，所述多个第二永磁体组(3)沿所述转子铁芯(1)的周向间隔设于所述转子铁芯(1)，所述第一永磁体组(2)位于所述第二永磁体组(3)的径向外侧；

多个第三永磁体组(4)，所述多个第三永磁体组(4)沿所述转子铁芯(1)的周向间隔设于所述转子铁芯(1)，所述第一永磁体组(2)位于所述第三永磁体组(4)的径向外侧，每个所述第一永磁体组(2)的周向两侧分别对应设置所述第二永磁体组(3)和所述第三永磁体组(4)，每个所述第一永磁体组(2)的剩磁大于相应的第二永磁体组(3)的剩磁，每个所述第一永磁体组(2)的剩磁大于相应的第三永磁体组(4)的剩磁，每个第一永磁体组(2)的材料不同于相应的所述第二永磁体组(3)和所述第三永磁体组(4)的材料。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，每个所述第一永磁体组(2)、每个所述第二永磁体组(3)和每个所述第三永磁体组(4)均包括分段设置的永磁体。

3.根据权利要求2所述的转子(100)，其特征在于，每个所述第一永磁体组(2)包括第一部分(21)和第二部分(22)，所述第一部分(21)位于所述第二部分(22)的径向外侧，所述第一部分(21)的周向长度小于所述第二部分(22)的周向长度。

4.根据权利要求3所述的转子(100)，其特征在于，所述第一部分(21)包括分段设置的第一永磁体(211)和第二永磁体(212)；和/或

所述第二部分(22)包括分段设置的第三永磁体(221)和第四永磁体(222)。

5.根据权利要求4所述的转子(100)，其特征在于，所述第一永磁体(211)的长度和所述第二永磁体(212)的长度不同，所述第三永磁体(221)和所述第四永磁体(222)的长度不同。

6.根据权利要求5所述的转子(100)，其特征在于，所述d轴经过所述第二永磁体(212)和所述第四永磁体(222)。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的转子(100)，其特征在于，每个所述第一永磁体组(2)对应的所述第二永磁体组(3)和所述第三永磁体组(4)关于所述d轴对称设置，所述第二永磁体组(3)包括第五永磁体(31)和第六永磁体(32)，所述第五永磁体(31)位于所述第六永磁体(32)的周向一侧。

8.根据权利要求7所述的转子(100)，其特征在于，所述第二永磁体组(3)还包括第七永磁体(33)，在所述转子(100)的周向且朝向所述d轴的方向上，所述第七永磁体(33)、所述第五永磁体(31)和所述第六永磁体(32)顺序排布设置。

9.根据权利要求8所述的转子(100)，其特征在于，所述第七永磁体(33)和所述第五永磁体(31)的材料不同，所述第七永磁体(33)的径向长度小于所述第五永磁体(31)的径向长度。

10.根据权利要求8所述的转子(100)，其特征在于，在所述转子(100)的同一横截面上，所述第二永磁体(212)的几何中心与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第二连线，所述第六永磁体(32)的几何中心与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第六连线，所述第七永磁体(33)的几何中心与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第七连线，所述第二连线与所述d轴之间的夹角为α2，所述第六连线与所述d轴之间的夹角为α6，所述第七连线与所述d轴之间的夹角为α7，所述第一永磁体(211)的径向宽度为W1，所述第七永磁体(33)的周向宽度为W7，其中转子(100)满足如下关系：

11.根据权利要求10所述的转子(100)，其特征在于，所述转子(100)满足如下关系：

12.根据权利要求8所述的转子(100)，其特征在于，在所述转子(100)的同一横截面上，所述第三永磁体(221)的几何中心与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第三连线，所述第一永磁体(211)的几何中心与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第一连线，所述第七永磁体(33)的几何中心与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第七连线；

所述第三连线与所述d轴之间的夹角为α3，所述第一连线与所述d轴之间的夹角为α1，所述第七连线与所述d轴之间的夹角为α7，所述转子(100)满足如下关系：

13.根据权利要求12所述的转子(100)，其特征在于，所述转子(100)满足如下关系：

14.根据权利要求8所述的转子(100)，其特征在于，在所述转子(100)的同一横截面上，所述第三永磁体(221)的几何中心与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第三连线，所述第一永磁体(211)的几何中心与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第一连线，所述第七永磁体(33)的几何中心与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第七连线；

所述第三连线与所述d轴之间的夹角为α3，所述第一连线与所述d轴之间的夹角为α1，所述第七连线与所述d轴之间的夹角为α7，所述第一永磁体(211)的径向宽度为W1，所述第三永磁体(221)的径向宽度为W3，所述转子(100)满足如下关系：

15.根据权利要求14所述的转子(100)，其特征在于，所述转子(100)满足如下关系：

16.根据权利要求8-15中任一项所述的转子(100)，其特征在于，在所述转子(100)的同一横截面上，所述第四永磁体(222)的几何中心与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第四连线，所述第六永磁体(32)的几何中心与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第六连线，所述第五永磁体(31)的几何中心与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第五连线，所述第五连线与所述d轴之间的夹角为α5，所述第六连线与所述d轴之间的夹角为α6，所述第四连线与所述d轴之间的夹角为α4，所述第三永磁体(221)的径向宽度为W3，所述第五永磁体(31)的周向宽度为W5，其中转子(100)满足如下关系：

17.根据权利要求16所述的转子(100)，其特征在于，所述转子(100)满足如下关系：

18.一种电机，其特征在于，包括根据权利要求1-17中任一项所述的转子(100)。

19.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求18所述的电机。