CN219875237U - 转子组件、电机、电动助力转向系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转子组件、电机、电动助力转向系统和车辆，其中，转子组件包括：转子铁芯、永磁体和隔磁层，沿转子铁芯的轴向，转子铁芯包括多段铁芯段，多段铁芯段同轴设置，以转子铁芯的轴线为旋转中心，第m段铁芯段和第m+1段铁芯段之间具有偏转角，沿铁芯段的周向，铁芯段上设有多个永磁体放置区，永磁体设于永磁体放置区内，隔磁层位于相邻两个铁芯段之间，隔磁层用于隔磁。

Description

转子组件、电机、电动助力转向系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种转子组件、电机、电动助力转向系统和车辆。

背景技术

目前，会采用转子分段斜极来抑制永磁电机的转矩脉动，但是，在电机制造过程中，存在无法避免的工艺误差，电机会引入额外的电磁力谐波，从而导致电机的振动噪声加剧。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，第一方面，本实用新型提出了一种转子组件，用于电机，转子组件包括：转子铁芯，沿转子铁芯的轴向，转子铁芯包括多段铁芯段，多段铁芯段同轴设置，以转子铁芯的轴线为旋转中心，第m段铁芯段和第m+1段铁芯段之间具有偏转角，m为大于等于1的自然数，沿铁芯段的周向，铁芯段上设有多个永磁体放置区；永磁体，设于永磁体放置区内；隔磁层，位于相邻两个铁芯段之间，隔磁层用于隔磁；其中，L_m为隔磁层的轴向长度，L_PM为永磁体放置区沿径向的宽度，W_PM为永磁体放置区中适配永磁体的部分的长度。

多段铁芯段沿轴向间隔设置以构成转子铁芯，多个永磁体放置区沿转子铁芯的周向间隔分布，多个永磁体对应装配在多个永磁体放置区内。

多段铁芯段沿转子铁芯的轴向间隔布置。换言之，转子组件沿其轴向分成多段，每段及其上的永磁体形成一段铁芯段，从而转子组件包括多段沿轴向间隔布置铁芯段。转子组件利用多段铁芯段间隔布置以形成多个间隔空间，隔磁层设置在间隔空间内。

隔磁层位于相邻两段铁芯段之间，使得隔磁层有效解决铁芯段间磁通交互的问题，使得相邻的铁芯段之间的磁路断开，能够削减电机中额外引入的电磁力谐波，减小电机沿轴向上的振动，从而降低电机的振动噪声。

在中，涉及相邻两段铁芯段之间的间隙的尺寸以及永磁体放置区的尺寸，通过对上述结构的尺寸进行关联，能够较好的调整电机的转矩脉动，极大的提升电机的性能。

另外，根据本实用新型提供的上述技术方案中的转子组件，还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，永磁体放置区包括磁体槽，在磁体槽中朝向轴线的一侧，相邻两个磁体槽之间的最短连线E的长度为w_in，在磁体槽中背离轴线的一侧，相邻两个磁体槽之间的最短距离为w_out，b为铁芯段的周向外缘和连线E之间的距离；其中，

在上述任一技术方案中，相邻两个磁体槽之间限定出磁肋，磁体槽包括第一部分和第二部分，第一部分适配永磁体，铁芯段上设有隔磁桥，隔磁桥位于铁芯段的周向外缘和第二部分之间，以及铁芯段的周向外缘和磁肋之间；

其中，β₁为隔磁桥沿周向上的角度，R₁为隔磁桥外缘与铁芯段的轴线的间距，b₁为隔磁桥的径向宽度，b₂为磁肋的外缘距磁肋的外缘和内缘之间最宽处的距离，b₃为磁肋的内缘距磁肋的外缘和内缘之间最宽处的距离，w₂为磁肋外缘和内缘中间最宽处的距离。

在上述任一技术方案中，β₁满足，0≤β₁≤π/2p，p为电机的极对数。

在该技术方案中，隔磁桥沿周向上的角度和电机的极对数相关联，根据电机的极对数，对β₁的取值范围进行了限定，当满足0≤β₁≤π/2p的情况下，能够更优的调整电机的转矩脉动，进一步提升电机的性能。

在上述任一技术方案中，b₁、b₂和b₃满足，0≤(b₁+b₂+b₃)≤2L_PM。

在该技术方案中，隔磁桥的径向宽度、磁肋的外缘距磁肋的外缘和内缘之间最宽处的距离以及磁肋的内缘距磁肋的外缘和内缘之间最宽处的距离，与磁体槽沿径向的宽度相关联，根据磁体槽沿径向的宽度，对b₁、b₂和b₃的取值范围进行了限定，当满足0≤(b₁+b₂+b₃)≤2L_PM的情况下，能够更优的调整电机的转矩脉动，进一步提升电机的性能。

在上述任一技术方案中，w_in、w₂和w_out的取值范围为：

在该技术方案中，w_in、w₂和w_out的取值范围与电机的极对数、磁体槽中适配永磁体的部分的长度、隔磁桥外缘与铁芯段的轴线的间距相关联，当w_in、w₂和w_out的取值范围满足的情况下，能够更优的调整电机的转矩脉动，进一步提升电机的性能。

在上述任一技术方案中，L_m＝L_n-m，m≤n-1，n为铁芯段的数量，L_n-m为第n-m段铁芯段和第n-m+1段铁芯段间的间隙的轴向长度。

在该技术方案中，通过限定L_m＝L_n-m，可以保证转子铁芯中心对称，避免产生轴向力。

可以理解的是，多段铁芯段中的任意相邻的两段铁芯段可以形成一个间隔，即多段铁芯段可以形成多个间隔，多个间隔的最小间距可以相等也可以仅部分相等。

例如，铁芯段的段数n为5，m＝1时，L₁＝L_5-1＝L₄；当m＝2时，L₂＝L_5-2＝L₃。可以理解的是，当L₁＝L₂时，存在L₁＝L₂＝L₃＝L₄。

再如，当L₁≠L₂时，存在L₁＝L₄≠L₂＝L₃。

当L_m＝L_n-m时，在电磁转矩基本不改变的情况下，齿槽转矩明显降低。由此，可以进一步降低齿槽转矩，提高优化效果。

在上述任一技术方案中，隔磁层包括：凸起，设于铁芯段的轴向端部，凸起用于间隔相邻两个铁芯段。

在该技术方案中，在铁芯段的轴向端部设置有凸起，凸起位于相邻两个铁芯段之间，通过凸起对相邻两个铁芯段进行间隔，使得相邻的铁芯段之间的磁路断开，能够削减电机中额外引入的电磁力谐波，减小电机沿轴向上的振动，从而降低电机的振动噪声。

在一种可能的应用中，对于相邻的两个铁芯段，可以在一个铁芯段的端部设置凸起，也可以两个铁芯段上均设置凸起。

在上述任一技术方案中，R₂为凸起的外缘与铁芯段的轴线的间距；R₂满足，0<R₂<R₁-L_PMsin(π/2p)。

在该技术方案中，通过公式0<R₂<R₁-L_PMsin(π/2p)对凸起的径向位置进行了限定，当凸起靠近铁芯段的外边缘时，一个铁芯段上的凸起可能会与相邻的铁芯段上的永磁体产生交叉，此时对于电机振动的优化效果降低，因此，需要对凸起的径向位置与其它参数相关联，避免凸起与相邻的铁芯段上的永磁体相对，减小电机沿轴向上的振动，从而降低电机的振动噪声。

在上述任一技术方案中，多个凸起沿铁芯段的周向间隔分布，凸起的数量为A，A≥p/2。

在该技术方案中，通过增加凸起的数量，能够提高相邻两个铁芯段之间的配合稳定性，相邻两个铁芯段之间不易发生偏移。将凸起的数量与电机的极对数相关联，电机的极对数越大，凸起的数量越多，可以根据电机的极对数准确地确定凸起的数量范围，有利于提高转子组件的结构稳定性。

在上述任一技术方案中，隔磁层包括气隙；或隔磁层包括非导磁材料层；或隔磁层包括凸起，凸起位于铁芯段的轴向端部。

在上述任一技术方案中，凸起的轴向高度和气隙的轴向长度相等。

在该技术方案中，可以通过气隙对相邻两个铁芯段进行间隔，铁芯段与电机中的转轴过盈配合，因此两个铁芯段之间未设置固定部件的情况下，相邻两个铁芯段也能稳定地间隔，通过气隙可以将相邻的铁芯段之间的磁路断开，减小电机沿轴向上的振动。

可以在相邻两个铁芯段之间填充非导磁材料层，非导磁材料层采用非导磁材料制成，因此非导磁材料层能够将相邻的铁芯段之间的磁路断开，减小电机沿轴向上的振动。示例性地，可以采用树脂类材料制得非导磁材料层。

在铁芯段的轴向端部设置凸起，凸起对相邻两个铁芯段进行间隔，从而将相邻的铁芯段之间的磁路断开，减小电机沿轴向上的振动。

在上述任一技术方案中，第一部分铁芯段中，相邻两个铁芯段之间的隔磁层为气隙，第二部分铁芯段中，相邻两个铁芯段之间的隔磁层为非导磁材料层，第三部分铁芯段中，相邻两个铁芯段之间的隔磁层为凸起，凸起位于铁芯段的轴向端部。

在该技术方案中，气隙、非导磁材料层和凸起均能够将相邻的铁芯段之间的磁路断开，减小电机沿轴向上的振动。

在多个铁芯段中，具有多个相邻的铁芯段，从而具有多个间隔位置，在多个间隔位置中，可以分别放置气隙、非导磁材料层和凸起中的一种、两种或三种，例如，多个间隔位置中，仅通过气隙将磁路断开，或者，不同的间隔位置中，分别通过气隙和非导磁材料层将磁路断开。

气隙、非导磁材料层和凸起可以交替设置在间隔位置中，通过对隔磁层的合理设置，节省转子组件的成本，提高转子结构强度。

在上述任一技术方案中，第m段铁芯段和第m+1段铁芯段的偏转角为θ_m，且θ_m＝θ₀+Δθ_m，θ₀＝360°/(n×N_c)，0≤Δθ_m/θ₀≤0.18，其中m≤n-1，Δθ_m为偏转角的修正值，N_c＝LCM(Z1，2p)，Z1为电机中的定子槽数，N_c等于Z1和2p的最小公倍数。

在上述任一技术方案中，0≤Δθ_m/θ₀≤0.12。

在上述任一技术方案中，θ_m＝θ_n-m，θ_n-m为第n-m段铁芯段和第n-m+1段铁芯段的偏转角。

第二方面，本实用新型提出了一种电机，包括上述任一技术方案中的转子组件。

第三方面，本实用新型提出了一种电动助力转向系统，包括上述技术方案中的电机。

第四方面，本实用新型提出了一种车辆，包括上述技术方案中的电动助力转向系统。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/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示出了本实用新型的实施例中转子铁芯的结构示意图之一；

图2示出了本实用新型的实施例中转子铁芯的结构示意图之二；

图3示出了本实用新型的实施例中转子铁芯的结构示意图之三；

图4示出了本实用新型的实施例中转子铁芯的结构示意图之四；

图5示出了本实用新型的实施例中转子铁芯的结构示意图之五；

图6示出了相关技术中的转子和本实施例中的转子组件的电机振动沿径向的对比图；

图7示出了相关技术中的转子和本实施例中的转子组件的电机振动沿切向的对比图；

图8示出了相关技术中的转子和本实施例中的转子组件的电机振动沿轴向的对比图；

图9示出了相关技术中的转子组件和本实施例中的转子组件的电机输出转矩对比图；

图10示出了本实用新型的实施例中不同X1下的齿槽转矩峰峰值与X1＝0情况下齿槽转矩峰峰值的比值以及不同X1下的输出转矩与X1＝0情况下输出转矩的比值随X1变化的示意图；

图11示出了本实用新型的实施例中不同X2下的输出转矩与X2＝0情况下输出转矩的比值随X2变化的示意图；

图12示出了本实用新型的实施例中不同X3下的输出扭矩与X3＝0情况下输出扭矩的比值随X3变化的示意图；

图13示出了本实用新型的实施例中不同X4下的振动各阶次与X4＝0情况下振动各阶次的比值随X4变化的示意图；

图14示出了本实用新型的实施例中电动助力转向系统的结构示意图。

附图标记：

100转子铁芯，110铁芯段，111永磁体放置区，112磁体槽，113第一部分，114第二部分，120磁肋，140隔磁桥，200永磁体，300隔磁层，320非导磁材料层，330凸起，400电动助力转向系统，411方向盘，412转向轴，413万向联轴器，414旋转轴，415齿条齿轮机构，416齿条轴，417转向车轮，421转向扭矩传感器，422控制单元，423减速机构，500电机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图14描述根据本实用新型的一些实施例提供的转子组件、电机、电动助力转向系统和车辆。

结合图1和图2所示，在本实用新型的实施例中，提出了一种转子组件，转子组件用于电机，转子组件包括：转子铁芯100、永磁体200和隔磁层300，沿转子铁芯100的轴向，转子铁芯100包括多段铁芯段110，多段铁芯段110同轴设置，以转子铁芯100的轴线为旋转中心，第m段铁芯段110和第m+1段铁芯段110之间具有偏转角，m为大于等于1的自然数，沿铁芯段110的周向，铁芯段110上设有多个永磁体放置区111，永磁体200设于永磁体放置区111内，隔磁层300位于相邻两个铁芯段110之间，隔磁层300用于隔磁。其中，L_m为隔磁层300的轴向长度，L_PM为永磁体放置区111沿径向的宽度，W_PM为永磁体放置区111中适配永磁体200的部分的长度。

相邻两段铁芯段110之间具有偏转角，即，一个铁芯段110相对相邻的铁芯段110旋转一定的角度，因此本实施例中的转子组件为斜极转子，多段铁芯段110沿轴向间隔设置以构成转子铁芯100，多个永磁体放置区111沿转子铁芯100的周向间隔分布，多个永磁体200对应装配在多个永磁体放置区111内。

多段铁芯段110沿转子铁芯100的轴向间隔布置。换言之，转子组件沿其轴向分成多段，每段及其上的永磁体200形成一段铁芯段110，从而转子组件包括多段沿轴向间隔布置铁芯段110。转子组件利用多段铁芯段110间隔布置以形成多个间隔空间，隔磁层300设置在间隔空间内。

隔磁层300位于相邻两段铁芯段110之间，使得隔磁层300有效解决铁芯段110间磁通交互的问题，使得相邻的铁芯段110之间的磁路断开，能够削减电机中额外引入的电磁力谐波，减小电机沿轴向上的振动，从而降低电机的振动噪声。

在中，涉及相邻两段铁芯段110之间的间隙的尺寸以及永磁体放置区111的尺寸，通过对上述结构的尺寸进行关联，能够较好的调整电机的转矩脉动，极大的提升电机的性能。

本实施例中，该转子组件可以在基本不改变转子组件的电磁转矩的情况下，有效解决铁芯段110间磁通交互以及工艺误差造成磁场分布不一致的问题，减小转子组件的轴向力谐波，从而降低机械振动和噪音，以提高转子组件的性能。

结合图6、图7和图8所示，示出了无隔磁层300和有隔磁层300的振动各阶次对比结果，包括轴向、切向和径向。其中，横坐标为阶次，纵坐标为声压级，相较于无隔磁层300的，有隔磁层300的存在明显优势，振动声压值在高阶次有5dB至10dB的收益。

图9为无隔磁层300和有隔磁层300的输出转矩对比结果，其中，横坐标为转子组件位置，纵坐标为输出扭矩，实线为无隔磁层300，虚线为有隔磁层300，由图9可知，有隔磁层300的输出性能没有衰减，仍能满足设计需求。

在上述实施例中，永磁体放置区111包括磁体槽112，在磁体槽112中朝向轴线的一侧，相邻两个磁体槽112之间的最短连线E的长度为w_in，在磁体槽112中背离轴线的一侧，相邻两个磁体槽112之间的最短距离为w_out，b为铁芯段110的周向外缘和连线E之间的距离，其中，

将相邻两段铁芯段110之间的间隙的尺寸与磁体槽112在铁芯段110上的位置相关联，进一步调整电机的转矩脉动，提升电机的性能。

将记作X1，研究不同隔磁层300间距L_m下，电机齿槽转矩和输出转矩的变化趋势，以无隔磁层300为对比基准，即/>图10中，Tcog*和Tout*为标么值，Tcog*为不同X1下的齿槽转矩峰峰值与X1＝0情况下齿槽转矩峰峰值的比值，Tout*为不同X1下的输出转矩与X1＝0情况下输出转矩的比值。

0＜X1≤1时，Tout*大于0.98，Tcog*较小；1<X1≤4范围内，随着X1的增加，Tout*呈下降趋势，Tcog*也呈恶化趋势。因此0<X1≤1的情况下，电机性能更优。

在上述实施例中，相邻两个磁体槽112之间限定出磁肋120，磁体槽112包括第一部分113和第二部分114，第一部分113适配永磁体200，铁芯段110上设有隔磁桥140，隔磁桥140位于铁芯段110的周向外缘和第二部分114之间，以及铁芯段110的周向外缘和磁肋120之间。

其中，β₁为隔磁桥140沿周向上的角度，R₁为隔磁桥140外缘与铁芯段110的轴线的间距，b₁为隔磁桥140的径向宽度，b₂为磁肋120的外缘距磁肋120的外缘和内缘之间最宽处的距离，b₃为磁肋120的内缘距磁肋120的外缘和内缘之间最宽处的距离，w₂为磁肋120外缘和内缘中间最宽处的距离。

相邻两段铁芯段110之间的间隙的尺寸、磁体槽112的尺寸、隔磁桥140的尺寸和磁肋120的尺寸相关联，进一步调整电机的转矩脉动，提升电机的性能。

示例性地，本实施例中的铁芯段110为3段，第一段和第二段之间的隔磁层300的间距为L1，第二段和第三段间的隔磁层300的间距为L2，本实施例中L1＝L2＝0.5mm，满足

进一步地，

在上述任一实施例中，β₁满足，0≤β₁≤π/2p，p为电机的极对数。

在该实施例中，隔磁桥140沿周向上的角度和电机的极对数相关联，根据电机的极对数，对β₁的取值范围进行了限定，当满足0≤β₁≤π/2p的情况下，能够更优的调整电机的转矩脉动，进一步提升电机的性能。

在上述任一实施例中，b₁、b₂和b₃满足，0≤(b₁+b₂+b₃)≤2L_PM。

在该实施例中，隔磁桥140的径向宽度、磁肋120的外缘距磁肋120的外缘和内缘之间最宽处的距离以及磁肋120的内缘距磁肋120的外缘和内缘之间最宽处的距离，与磁体槽112沿径向的宽度相关联，根据磁体槽112沿径向的宽度，对b₁、b₂和b₃的取值范围进行了限定，当满足0≤(b₁+b₂+b₃)≤2L_PM的情况下，能够更优的调整电机的转矩脉动，进一步提升电机的性能。

如图11所示，将记作X2，研究不同磁体槽112沿径向的宽度L_PM下，电机输出转矩的变化趋势。以X2＝0为对比基准。图11中，Tout1*为标么值，为不同X2下的输出转矩与X2＝0情况下输出转矩的比值。X2不宜过大，当X1>2时，Tout1*损失较大。

在上述任一实施例中，w_in、w₂和w_out的取值范围为：

在该实施例中，w_in、w₂和w_out的取值范围与电机的极对数、磁体槽112中适配永磁体200的部分的长度、隔磁桥140外缘与铁芯段110的轴线C的间距相关联，当w_in、w₂和w_out的取值范围满足的情况下，能够更优的调整电机的转矩脉动，进一步提升电机的性能。

示例性地，以w_in为例，即将/>记作X3，研究不同磁体槽112中适配永磁体200的部分长度W_PM下，电机输出转矩的变化趋势。如图12所示，以X3＝0为对比基准，图12中，Tout2*为标么值，Tout2*为不同X3下的输出扭矩与X3＝0情况下输出扭矩的比值，X3不宜过大，当X3＞3时，Tout2*低于0.8。

在上述任一实施例中，L_m＝L_n-m，m≤n-1，n为铁芯段110的数量，L_n-m为第n-m段铁芯段110和第n-m+1段铁芯段110间的间隙的轴向长度。

在该实施例中，通过限定L_m＝L_n-m，可以保证转子铁芯100中心对称，避免产生轴向力。

可以理解的是，多段铁芯段110中的任意相邻的两段铁芯段110可以形成一个间隔，即多段铁芯段110可以形成多个间隔，多个间隔的最小间距可以相等也可以仅部分相等。

如图3所示，例如，铁芯段110的段数n为5，m＝1时，L₁＝L_5-1＝L₄；当m＝2时，L₂＝L_5-2＝L₃。可以理解的是，当L₁＝L₂时，存在L₁＝L₂＝L₃＝L₄。

再如，当L₁≠L₂时，存在L₁＝L₄≠L₂＝L₃。

当L_m＝L_n-m时，在电磁转矩基本不改变的情况下，齿槽转矩明显降低。由此，可以进一步降低齿槽转矩，提高优化效果。

在上述任一实施例中，隔磁层300包括：凸起330，凸起330设于铁芯段110的轴向端部，凸起330用于间隔相邻两个铁芯段110。

在该实施例中，在铁芯段110的轴向端部设置有凸起330，凸起330位于相邻两个铁芯段110之间，通过凸起330对相邻两个铁芯段110进行间隔，使得相邻的铁芯段110之间的磁路断开，能够削减电机中额外引入的电磁力谐波，减小电机沿轴向上的振动，从而降低电机的振动噪声。

结合图4和图5所示，在一种可能的应用中，对于相邻的两个铁芯段110，可以在一个铁芯段110的端部设置凸起330，也可以两个铁芯段110上均设置凸起330。

在上述任一实施例中，R₂为凸起330的外缘与铁芯段110的轴线C的间距，R₂满足，0<R₂<R₁-L_PMsin(π/2p)。

在该实施例中，通过公式0<R₂<R₁-L_PMsin(π/2p)对凸起330的径向位置进行了限定，当凸起330靠近铁芯段110的外边缘时，一个铁芯段110上的凸起330可能会与相邻的铁芯段110上的永磁体200产生交叉，此时对于电机振动的优化效果降低，因此，需要对凸起330的径向位置与其它参数相关联，避免凸起330与相邻的铁芯段110上的永磁体200相对，减小电机沿轴向上的振动，从而降低电机的振动噪声。

示例性地，将记作X4，研究不同R₂下，电机振动的变化趋势，如图13所示，以X4＝0为对比基准。图13中，SBN*为标么值，为不同X4下的振动各阶次与X4＝0情况下振动各阶次的比值(12槽8极电机的轴向高阶为例)，当X4＞1时，SBN*高于0.9，优化效果较小。

在上述任一实施例中，多个凸起330沿铁芯段110的周向间隔分布，凸起330的数量为A，A≥p/2。

在该实施例中，通过增加凸起330的数量，能够提高相邻两个铁芯段110之间的配合稳定性，相邻两个铁芯段110之间不易发生偏移。将凸起330的数量与电机的极对数相关联，电机的极对数越大，凸起330的数量越多，可以根据电机的极对数准确地确定凸起330的数量范围，有利于提高转子组件的结构稳定性。

在上述任一实施例中，隔磁层300包括气隙；或隔磁层300包括非导磁材料层320；或隔磁层300包括凸起330，凸起330位于铁芯段110的轴向端部。

在该实施例中，可以通过气隙对相邻两个铁芯段110进行间隔，铁芯段110与电机中的转轴过盈配合，因此两个铁芯段110之间未设置固定部件的情况下，相邻两个铁芯段110也能稳定地间隔，通过气隙可以将相邻的铁芯段110之间的磁路断开，减小电机沿轴向上的振动。

可以在相邻两个铁芯段110之间填充非导磁材料层320，非导磁材料层320采用非导磁材料制成，因此非导磁材料层320能够将相邻的铁芯段110之间的磁路断开，减小电机沿轴向上的振动。示例性地，可以采用树脂类材料制得非导磁材料层320。

在铁芯段110的轴向端部设置凸起330，凸起330对相邻两个铁芯段110进行间隔，从而将相邻的铁芯段110之间的磁路断开，减小电机沿轴向上的振动。

在上述任一实施例中，凸起330的轴向高度和气隙的轴向长度相等，凸起330的轴向高度为L_m，凸起330的轴向高度满足上述实施例中的公式。

在上述任一实施例中，第一部分铁芯段110中，相邻两个铁芯段110之间的隔磁层300为气隙，第二部分铁芯段110中，相邻两个铁芯段110之间的隔磁层300为非导磁材料层320，第三部分铁芯段110中，相邻两个铁芯段110之间的隔磁层300为凸起330，凸起330位于铁芯段110的轴向端部。

在该实施例中，气隙、非导磁材料层320和凸起330均能够将相邻的铁芯段110之间的磁路断开，减小电机沿轴向上的振动。

在多个铁芯段110中，具有多个相邻的铁芯段110，从而具有多个间隔位置，在多个间隔位置中，可以分别放置气隙、非导磁材料层320和凸起330中的一种、两种或三种，例如，多个间隔位置中，仅通过气隙将磁路断开，或者，不同的间隔位置中，分别通过气隙和非导磁材料层320将磁路断开。

气隙、非导磁材料层320和凸起330可以交替设置在间隔位置中，通过对隔磁层300的合理设置，节省转子组件的成本，提高转子结构强度。

在一种可能的实施例中，在正交于转子铁芯100的轴向的投影面内，非导磁材料层320的外周轮廓位于铁芯段110的外周轮廓内，或非导磁材料层320的外周轮廓与铁芯段110的外周轮廓平齐。

非导磁材料层320未伸出铁芯段110的外缘，非导磁材料层320不会影响转子组件的结构轮廓，无需增大转子组件的装配空间，避免存在装配干扰。

在上述任一实施例中，第m段铁芯段110和第m+1段铁芯段110的偏转角为θ_m，且θ_m＝θ₀+Δθ_m，θ₀＝360°/(n×N_c)，0≤Δθ_m/θ₀≤0.18，其中m≤n-1，Δθ_m为偏转角的修正值，N_c＝LCM(Z1，2p)，Z1为电机中的定子槽数，N_c等于Z1和2p的最小公倍数。

以12槽8极转子组件的示例性说明，需要说明的是，Z1槽2p极转子组件的齿槽转矩的谐波主要为N_c＝LCM(Z1,2p)次，所以对于12槽8极转子组件，齿槽转矩的谐波主要为24次。

由于转子组件的两端存在漏磁，相关技术中，通过增加转子的轴向长度以解决端部漏磁问题，然而，此方法会导致转子的长度过长，进而增加电机的长度和成本。

为此，本申请采用θ_m＝θ₀+Δθ_m，0≤Δθ_m/θ₀≤0.18，在该方案下，可有效减小未消除的齿槽转矩的谐波，从而有效降低齿槽转矩。在转子组件的电磁转矩基本保持不变的基础上，可以大大降低齿槽转矩。

在上述任一实施例中，0≤Δθ_m/θ₀≤0.12。

当0≤Δθ_m/θ₀≤0.18时，随着Δθ_m/θ₀的增大，齿槽转矩减小，但电磁转矩也随之减小。相较于0＜Δθ_m/θ₀≤0.12范围，0.12＜Δθ_m/θ₀≤0.18范围内齿槽转矩的变化较为平缓，同时考虑到电磁转矩，将Δθ_m/θ₀范围控制在0＜Δθ_m/θ₀≤0.12，可保证在电磁转矩基本不变的基础上(下降1％以内)，齿槽转矩得到有效抑制。

在上述任一实施例中，θ_m＝θ_n-m，θ_n-m为第n-m段铁芯段110和第n-m+1段铁芯段110的偏转角，便于电机的对称设置，保证正反转性能的一致性。

多个偏转角可以均相等也可以仅部分相等。例如，当铁芯段110的段数n为5时，m＝2时，θ₂＝θ_5-2＝θ₃；当m＝1时，θ₁＝θ_5-1＝θ₄。当θ₁＝θ₂时，存在θ₁＝θ₂＝θ₃＝θ₄，即任意相邻的两段铁芯段110的偏转角相同。

再如，当θ₁≠θ₂时，存在θ₁＝θ₄≠θ₂＝θ₃。由此，可以进一步降低齿槽转矩，提高优化效果。

在本实用新型的实施例中，提出了一种电机，包括上述任一实施例中的转子组件，且能实现相同的技术效果，在此不再赘述。

在本实用新型的实施例中，提出了一种电动助力转向系统，包括上述实施例中的电机，且能实现相同的技术效果，在此不再赘述。

如图14所示，电动助力转向系统400(Electric Power Steering，缩写EPS)，是一种直接依靠电机500提供辅助扭矩动力的电动助力转向系统，与传统的液压助力转向系统HPS(Hydraulic Power Steering)相比，EPS系统的结构简单，装配灵活，既能节省能源，又能保护环境，现代车辆大多数的车型基本都配备了EPS系统。

电动助力转向系统400包括多种可实现的方式。其中，以下将多种可实现的方式中的一种方式进行具体说明。具体地，在一种可实施的方式中，EPS系统具有电动助力转向系统和生成辅助扭矩的辅助扭矩机构。该辅助扭矩对通过驾驶员操作方向盘而产生的电动助力转向系统的转向扭矩进行辅助。通过辅助扭矩，减轻了驾驶员的操作的负担。

其中，电动助力转向系统400具体包括方向盘411、转向轴412、万向联轴器413、旋转轴414、齿条齿轮机构415、齿条轴416以及左右的转向车轮417等。

其中，辅助扭矩机构具体包括具有转向扭矩传感器421、汽车用电子控制单元422、电机以及减速机构423等。具体地，转向扭矩传感器421检测电动助力转向系统的转向扭矩。控制单元422根据转向扭矩传感器421的检测信号而生成驱动信号。电机根据驱动信号而生成与转向扭矩对应的辅助扭矩。电机经由减速机构423将所生成的辅助扭矩传递给电动助力转向系统。

在本实用新型的实施例中，提出了一种车辆，包括上述实施例中的电动助力转向系统，且能实现相同的技术效果，在此不再赘述。

其中，车辆可以为传统的燃油车，也可以为新能源汽车。其中，新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

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

Claims (18)

1.一种转子组件，其特征在于，用于电机，所述转子组件包括：

转子铁芯，沿所述转子铁芯的轴向，所述转子铁芯包括多段铁芯段，多段所述铁芯段同轴设置，以所述转子铁芯的轴线为旋转中心，第m段所述铁芯段和第m+1段所述铁芯段之间具有偏转角，m为大于等于1的自然数，沿所述铁芯段的周向，所述铁芯段上设有多个永磁体放置区；

永磁体，设于所述永磁体放置区内；

隔磁层，位于相邻两个所述铁芯段之间，所述隔磁层用于隔磁；

其中，L_m为所述隔磁层的轴向长度，L_PM为所述永磁体放置区沿径向的宽度，W_PM为所述永磁体放置区中适配所述永磁体的部分的长度。

2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述永磁体放置区包括磁体槽，在所述磁体槽中朝向所述轴线的一侧，相邻两个所述磁体槽之间的最短连线E的长度为w_in，在所述磁体槽中背离所述轴线的一侧，相邻两个所述磁体槽之间的最短距离为w_out，b为所述铁芯段的周向外缘和所述连线E之间的距离；

其中，

3.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于，相邻两个所述磁体槽之间限定出磁肋，所述磁体槽包括第一部分和第二部分，所述第一部分适配所述永磁体，铁芯段上设有隔磁桥，所述隔磁桥位于所述铁芯段的周向外缘和所述第二部分之间，以及所述铁芯段的周向外缘和所述磁肋之间；

其中，β₁为所述隔磁桥沿周向上的角度，R₁为所述隔磁桥外缘与所述铁芯段的轴线的间距，b₁为所述隔磁桥的径向宽度，b₂为所述磁肋的外缘距所述磁肋的外缘和内缘之间最宽处的距离，b₃为所述磁肋的内缘距所述磁肋的外缘和内缘之间最宽处的距离，w₂为所述磁肋外缘和内缘中间最宽处的距离。

4.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于，β₁满足，0≤β₁≤π/2p，p为所述电机的极对数。

5.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于，b₁、b₂和b₃满足，0≤(b₁+b₂+b₃)≤2L_PM。

6.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于，w_in、w₂和w_out的取值范围为：

7.根据权利要求1至6中任一项所述的转子组件，其特征在于，L_m＝L_n-m，m≤n-1，n为所述铁芯段的数量，L_n-m为第n-m段所述铁芯段和第n-m+1段所述铁芯段间的间隙的轴向长度。

8.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于，所述隔磁层包括：

凸起，设于所述铁芯段的轴向端部，所述凸起用于间隔相邻两个所述铁芯段。

9.根据权利要求8所述的转子组件，其特征在于，R₂为所述凸起的外缘与所述铁芯段的轴线的间距；

R₂满足，0<R₂<R₁-L_PMsin(π/2p)。

10.根据权利要求8所述的转子组件，其特征在于，多个所述凸起沿所述铁芯段的周向间隔分布，所述凸起的数量为A，A≥p/2。

11.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于，所述隔磁层包括气隙；或

所述隔磁层包括非导磁材料层；或

所述隔磁层包括凸起，所述凸起位于所述铁芯段的轴向端部。

12.根据权利要求11所述的转子组件，其特征在于，所述凸起的轴向高度和所述气隙的轴向长度相等。

13.根据权利要求1至7中任一项所述的转子组件，其特征在于，第一部分所述铁芯段中，相邻两个所述铁芯段之间的所述隔磁层为气隙，第二部分所述铁芯段中，相邻两个所述铁芯段之间的所述隔磁层为非导磁材料层，第三部分所述铁芯段中，相邻两个所述铁芯段之间的所述隔磁层为凸起，所述凸起位于所述铁芯段的轴向端部。

14.根据权利要求10所述的转子组件，其特征在于，所述第m段所述铁芯段和第m+1段所述铁芯段的所述偏转角为θ_m，且θ_m＝θ₀+Δθ_m，θ₀＝360°/(n×N_c)，0≤Δθ_m/θ₀≤0.18，其中m≤n-1，Δθ_m为所述偏转角的修正值，N_c＝LCM(Z1，2p)，Z1为所述电机中的定子槽数，N_c等于Z1和2p的最小公倍数。

15.根据权利要求14所述的转子组件，其特征在于，θ_m＝θ_n-m，θ_n-m为第n-m段所述铁芯段和第n-m+1段所述铁芯段的所述偏转角。

16.一种电机，其特征在于，包括：

如权利要求1至15中任一项所述的转子组件。

17.一种电动助力转向系统，其特征在于，包括：

如权利要求16所述的电机。

18.一种车辆，其特征在于，包括：

如权利要求17所述的电动助力转向系统。