JP2021516530A - 回転子構造、永久磁石補助型同期リラクタンスモータ及び電気自動車 - Google Patents

Abstract

回転子構造、永久磁石補助型同期リラクタンスモータ及び電気自動車であって、回転子構造は回転子本体（１０）を備え、回転子本体（１０）においては永久磁石溝グループが配置され、永久磁石溝グループは外層永久磁石溝（１１）及び内層永久磁石溝（１２）を含み、隣接する外層永久磁石溝（１１）と内層永久磁石溝（１２）との間において磁束通路（１３）が形成され、磁束通路（１３）の少なくとも一端において曲折部が形成され、曲折部は径方向外側に向かうにつれて回転子本体（１０）の横軸までの距離が漸次小さくなって、磁束通路（１３）の先端が横軸に近接するように配置される。当該技術案は、回転子構造における磁路を最適化してモータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。さらに、永久磁石溝の形状を改善することによって、回転子永久磁石全体の耐減磁能力を向上させ、モータ回転トルクリップルを低減させ、モータの振動と騒音を削減し、モータの耐減磁能力を向上させることができる。

Description

本発明はモータデバイス技術分野に関し、具体的には回転子構造、永久磁石補助型同期リラクタンスモータ及び電気自動車に関する。

電気自動車は省エネルギー、環境にやさしいなどの長所を有するため、急速に成長している。高い出力密度と高い効率などを求めるために、ますます多くの従来の電気自動車は、高性能の希土類永久磁石モータを駆動モータとして用いるようになってきた。希土類永久磁石モータが高い出力密度と高い効率を実現できる主要の原因は、高性能の希土類永久磁石を使用していることである。現在、最も応用されているのはネオジム鉄ボロン永久磁石である。しかしながら、希土類元素は再生不可能の資源であり、値段が高く且つ値段の変化が激しい。したがって、電気自動車の駆動モータの製造コストが高くなり、電気自動車の普及には非常に不利である。また、電気自動車においてフェライト永久磁石補助型同期リラクタンスモータを用いる従来技術も存在するが、この種のモータは騒音が大きく、減磁しやすく、効率が低いなどの短所を有する。

本発明は、回転子構造、永久磁石補助型同期リラクタンスモータ及び電気自動車を提供することによって、従来技術におけるモータの低効率の課題を解決することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の一態様は回転子構造を提供する。回転子本体には永久磁石溝グループが設けられ、永久磁石溝グループは外層永久磁石溝及び内層永久磁石溝を含み、隣接する外層永久磁石溝と内層永久磁石溝との間には磁束通路が形成され、磁束通路の少なくとも一端においては曲折部が形成される。曲折部は径方向外側に向かうにつれて回転子本体の横軸までの距離が漸次小さくなり、したがって磁束通路の先端は横軸に近接するように配置される。

さらに、磁束通路は、順次連通する第１のセグメント、第２のセグメント及び第３のセグメントを含む。第１のセグメントの第１端は回転子本体のシャフト孔に向かって配置され、第１のセグメントの第２端は回転子本体の外縁に向かって延びるように配置され、第３のセグメントの第１端はシャフト孔に向かって配置され、第３のセグメントの第２端は回転子本体の外縁に向かって延びるように配置される。且つ、第１のセグメントと第３のセグメントは縦軸の両側に位置し、第１のセグメントは回転子本体の径方向外側に向かうにつれて横軸までの距離が漸次小さくなる。なお、曲折部は第１のセグメントの第２端及び／又は第３のセグメントの第２端において形成される。
さらに、第３のセグメントは、回転子本体の径方向外側に向かうにつれて横軸までの距離が漸次小さくなる。

さらに、第３のセグメントは、第１のストレートセグメント及び第２のストレートセグメントを含む。第１のストレートセグメントの第１端は第２のセグメントと連通する。第２のストレートセグメントの第１端は第１のストレートセグメントの第２端と連通する。第２のストレートセグメントの第２端は、回転子本体の外縁に沿って延びながら横軸に近づく。第１のストレートセグメントの幾何中心線と、第２のストレートセグメントの幾何中心線の延長線とが挟む角は第１の夾角である。第２のストレートセグメントは曲折部をなす。

さらに、第１のストレートセグメントと第２のストレートセグメントとは幅が同一である。

さらに、第１のセグメントは、第３のストレートセグメント及び第４のストレートセグメントを含む。第３のストレートセグメントの第１端は第２のセグメントと連通する。第４のストレートセグメントの第１端は第３のストレートセグメントの第２端と連通する。第４のストレートセグメントの第２端は、回転子本体の外縁に沿って延びながら横軸に近づく。第３のストレートセグメントの幾何中心線と、第４のストレートセグメントの幾何中心線の延長線とが挟む角は第２の夾角である。第４のストレートセグメントは曲折部をなす。

さらに、外層永久磁石溝は、第１の外層永久磁石溝セグメント及び第２の外層永久磁石溝セグメントを含む。第１の外層永久磁石溝セグメントの第１端はシャフト孔に向かって延びるように配置され、第１の外層永久磁石溝セグメントの第２端は回転子本体の外縁に向かって配置される。第２の外層永久磁石溝セグメントの第１端は、シャフト孔に向かって延びるように配置され、第１の外層永久磁石溝セグメントの第１端と対向するように設けられてＶ型構造を構成する。第２の外層永久磁石溝セグメントの第２端は回転子本体の外縁に向かって配置される。第１の外層永久磁石溝セグメントと第２の外層永久磁石溝セグメントは縦軸の両側に位置する。

さらに、外層永久磁石溝は第１の斜溝を含む。第１の斜溝の第１端は第１の外層永久磁石溝セグメントの第２端と連通し、第１の斜溝の第２端は回転子本体の外縁に向かって延びるように配置される。第１の斜溝の長さ方向における幾何中心線と、第１の外層永久磁石溝セグメントの長さ方向における幾何中心線とが挟む角は第３の夾角である。第１の斜溝の長さ方向における幾何中心線は、回転子本体の径方向外側に向かうにつれて横軸までの距離が漸次小さくなる。

さらに、第１の斜溝の縦軸に近接する側壁が位置する平面は、第１の外層永久磁石溝セグメントの縦軸に近接する側壁が位置する平面と同一平面上にあるか又は交差する。

さらに、第１の斜溝の幅は、回転子本体の径方向外側に向かうにつれて漸次小さくなるか又は漸次大きくなる。

さらに、第１の斜溝の第２端の回転子本体の外縁に近接する側壁の中点と、第１の外層永久磁石溝セグメントの幾何中心線と回転子本体の外縁との交差点と、の間の距離はＡである。第１の外層永久磁石溝セグメントの第２端の端部の幅はＭである。ここで、０．６Ｍ≦Ａである。

さらに、第１の斜溝の第２端と回転子本体の外縁との間においては第１のブリッジ部が形成される。ここで、０．４×Ｍ≦又は０．４×Ｍ≦≦２×Ｍとなる。ここで、Ｍは第１の外層永久磁石溝セグメントの第２端の端部の幅であり、Ｈは第１の外層永久磁石溝セグメントの第２端から回転子本体の外縁までの距離であり、Ｈ１は第１のブリッジ部の幅である。

さらに、第１の斜溝の第１端の幅は第１の外層永久磁石溝セグメントの第２端の幅より小さく、及び／又は、第１の斜溝の第２端の幅は第１の外層永久磁石溝セグメントの第２端の幅より小さい。

さらに、０．２５×Ｍ≦Ｄ１≦０．８×Ｍ又は０．３×Ｍ≦Ｄ１≦０．４５×Ｍである。ここで、Ｍは第１の外層永久磁石溝セグメントの第２端の端部の幅であり、Ｄ１は第１の斜溝の第２端の幅である。

さらに、外層永久磁石溝は第２の斜溝を更に含む。第２の斜溝の第１端は第２の外層永久磁石溝セグメントの第２端と連通し、第２の斜溝の第２端は回転子本体の外縁に向かって延びるように配置される。第２の斜溝の長さ方向における幾何中心線と、第２の外層永久磁石溝セグメントの長さ方向における幾何中心線とが挟む角は第４の夾角である。第２の斜溝の長さ方向における幾何中心線は、回転子本体の径方向外側に向かうにつれて横軸までの距離が漸次小さくなる。

さらに、第１の斜溝と第２の斜溝は、縦軸に関して対称になるように設けられる。

さらに、内層永久磁石溝は、順次配置される第１の内層永久磁石溝セグメント、第２の内層永久磁石溝セグメント及び第３の内層永久磁石溝セグメントを含む。第１の内層永久磁石溝セグメント、第２の内層永久磁石溝セグメント及び第３の内層永久磁石溝セグメントは順次連通して、回転子本体の外縁に向く開口を有するＵ型構造を形成するか、又は、第１の内層永久磁石溝セグメント、第２の内層永久磁石溝セグメント及び第３の内層永久磁石溝セグメントは離間して順次配置されて、第１の内層永久磁石溝セグメント、第２の内層永久磁石溝セグメント及び第３の内層永久磁石溝セグメントのうち隣接する２つの間において第２のブリッジ部が形成される。

さらに、第１の内層永久磁石溝セグメントは第３の斜溝を含む。第３の斜溝の第１端は第１の内層永久磁石溝セグメントの回転子本体の外縁に近接する端部と連通し、第３の斜溝の第２端は回転子本体の外縁に向かって延びながら横軸に近づく。第３の内層永久磁石溝セグメントは第４の斜溝を含む。第４の斜溝の第１端は第３の内層永久磁石溝セグメントの回転子本体の外縁に近接する端部と連通し、第４の斜溝の第２端は回転子本体の外縁に向かって延びながら横軸に近づく。

さらに、第３の斜溝と第４の斜溝は、縦軸に関して対称になるように設けられる。

さらに、第１の斜溝の縦軸に近接する側壁の延長線と、第２の斜溝の縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ａ１である。第１の外層永久磁石溝セグメントの縦軸に近接する側壁の延長線と、第２の外層永久磁石溝セグメントの縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ａである。ここで、２×Ａ≦Ａ１である。

さらに、第３の斜溝の縦軸に近接する側壁の延長線と、第４の斜溝の縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ｂ１である。第１の内層永久磁石溝セグメントの縦軸に近接する側壁の延長線と、第３の内層永久磁石溝セグメントの縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ｂである。ここで、２×Ｂ≦Ｂ１である。

さらに、１．１×Ｂ１≦Ａ１である。

さらに、回転子構造は、外層永久磁石及び内層永久磁石を更に備える。外層永久磁石は外層永久磁石溝の中に配置され、内層永久磁石は内層永久磁石溝の中に配置される。

さらに、外層永久磁石の回転子本体の縦軸に近接し且つ回転子本体のエッジに近接する表面とシャフト孔とを結ぶ連結線と、回転子本体の縦軸とが挟む角は第５の夾角α１である。内層永久磁石の回転子本体の縦軸に近接し且つ回転子本体のエッジに近接する表面とシャフト孔とを結ぶ連結線と、回転子本体の縦軸とが挟む角は第６の夾角α２である。なお、１．３×≦Ｓ１／Ｓ２≦２×である。ここで、Ｓ１は外層永久磁石の回転子本体の縦軸に近接する側の表面積であり、Ｓ２は内層永久磁石の回転子本体の縦軸に近接する側の表面積である。

さらに、内層永久磁石は、少なくとも一部の厚さが外層永久磁石の厚さより大きい。

さらに、外層永久磁石の厚さはＭ１であり、内層永久磁石の厚さはＭ２である。なお、１．１Ｍ１≦Ｍ２≦１．８×Ｍ１である。

さらに、内層永久磁石溝は第１の内層永久磁石溝セグメント及び第３の内層永久磁石溝セグメントを含む。第１の内層永久磁石溝セグメントは第３の斜溝を含む。第３の内層永久磁石溝セグメントは第４の斜溝を含む。第３の斜溝の第２端及び／又は第４の斜溝の第２端の幅はＤ２である。なお、Ｄ２≦０．６×Ｍ２であり、ここで、Ｍ２は内層永久磁石の厚さである。

さらに、第２のセグメントの回転子本体のエッジに近接する側壁の中点と、回転子本体のエッジとを結ぶ連結線の中点はＰである。回転子本体の中心を円心とし、円心から点Ｐまでの距離を半径とし、回転子本体の周方向に沿って円弧を書くと、円弧と交差する位置にある外層永久磁石及び内層永久磁石の厚さの和はＭ３であり、円弧の周長はＣ１である。なお、Ｍ３／Ｃ１＝Ｔ２であり、４５％≦Ｔ２≦７０％である。

さらに、第１の外層永久磁石溝セグメント又は第２の外層永久磁石溝セグメントの中に位置する外層永久磁石の縦軸に近接する表面の長さはＬである。第１の外層永久磁石溝セグメントと第２の外層永久磁石溝セグメントとの間の最大距離はＣである。なお、０．８×Ｃ≦Ｌである。

さらに、磁束通路の幅は回転子本体の径方向外側に向かうにつれて漸次大きくなるか、又は、磁束通路の幅は回転子本体の径方向外側に向かうにつれて漸次小さくなるか、又は、磁束通路の幅は回転子本体の径方向外側に向かうにつれて所定距離まで漸次大きくなってから再び漸次小さくなるか、又は、磁束通路の幅は回転子本体の径方向外側に向かうにつれて所定距離まで漸次小さくなってから再び漸次大きくなる。

さらに、永久磁石溝グループは複数であり、複数の永久磁石溝グループは回転子本体に沿って均一に配置される。

さらに、内層永久磁石溝及び／又は外層永久磁石溝は、複数である。

さらに、外層永久磁石溝は、開口が回転子本体の外縁に向くＵ型構造となる。

本発明の他の一態様によると、上述の回転子構造を備える永久磁石補助型同期リラクタンスモータを提供する。

本発明の他の一態様によると、上述の回転子構造を備える電気自動車を提供する。

本発明の技術案によると、磁束通路の少なくとも一端に曲折部を設け、且つ径方向外側に向かうにつれて曲折部から回転子本体の磁束通路の横軸までの距離が漸次小さくなるように設置することによって、回転子構造の磁路を改善し、モータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。さらに、永久磁石溝の形状を変更することによって、回転子永久磁石の全体的な耐減磁能力を効果的に向上させ、モータ回転トルクリップルを低減させ、モータの振動と騒音を削減し、当該構造のような回転子構造を有するモータの効率を向上させ、モータの耐減磁能力を向上させることができる。

本願の一部を構成する明細書の図面は、本発明に対するより深い理解を提供するためのものである。本発明の例示的な実施例及びそれらについての説明は、本発明を解釈するためのものであり、本発明に対する不適切な制限にはならない。図面は以下の通りである。
本発明の実施例１に係る回転子構造の断面構造模式図である。 本発明の実施例２に係る回転子構造の断面構造模式図である。 本発明の実施例３に係る回転子構造の構造模式図である。 本発明の実施例４に係る回転子構造の構造模式図である。 本発明の実施例５に係る回転子構造の構造模式図である。 本発明の実施例６に係る回転子構造の構造模式図である。 本発明の実施例７に係る回転子構造におけるｑ軸磁力線の走り方を示す模式図である。 本発明の実施例８に係る回転子構造の構造模式図である。 従来の回転子構造を示す実施例におけるｑ軸磁力線の走り方を示す模式図である。 本発明の実施例９に係る回転子構造の構造模式図である。 本発明の実施例１０に係る回転子構造の構造模式図である。 本発明に係る回転子構造における永久磁石溝の構造模式図である。 本発明の実施例１１に係る回転子構造の構造模式図である。 本発明の実施例１２に係る回転子構造の断面構造模式図である。 回転子構造における永久磁石溝の先端にある斜溝の長さがモータ性能に対して与える影響を示すグラフである。 本発明に係る回転子構造の斜溝の先端の幅がモータのパラメータに対して与える影響を示すグラフである。 回転子構造において永久磁石が占める厚さの割合と、回転トルクとの間の関係を示すグラフである。 回転子構造の内層永久磁石溝と外層永久磁石溝との面積比が、鎖交磁束に対して与える影響を示すグラフである。 本発明に係る回転子構造のｑ軸磁力線分布を示す模式図である。

なお、矛盾が発生しない限り、本願に係る実施例及び実施例における特徴は互いに組み合わせることができる。以下、図面を参照しながら、実施例に基づいて本発明を詳しく説明する。
図１乃至図８、図１０乃至図１９に示すよう、本発明の実施例は回転子構造を提供する。

具体的に、当該回転子構造は、回転子本体１０を備える。回転子本体１０においては永久磁石溝グループが設けられ、永久磁石溝グループは外層永久磁石溝１１及び内層永久磁石溝１２を含み、隣接する外層永久磁石溝１１と内層永久磁石溝１２との間には磁束通路１３が形成され、磁束通路１３の少なくとも一端においては曲折部が形成される。曲折部は径方向外側に向かうにつれて回転子本体１０の横軸までの距離が小さくなり、したがって磁束通路１３の先端は横軸に近接するように配置される。

本実施例においては、磁束通路の少なくとも一端に曲折部を設け、且つ径方向外側に向かうにつれて曲折部から回転子本体の横軸までの距離が漸次小さくなるように設置することによって、回転子構造の磁路を最適化し、モータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。さらに、永久磁石溝の形状を変更することによって、回転子永久磁石の全体的な耐減磁能力を効果的に向上させ、モータ回転トルクリップルを低減させ、モータの振動と騒音を削減し、当該構造のような回転子構造を有するモータの効率を向上させ、モータの耐減磁能力を向上させることができる。

図１に示すよう、磁束通路１３は、順次連通する第１のセグメント１３１、第２のセグメント１３２及び第３のセグメント１３３を含む。第１のセグメント１３１の第１端は回転子本体１０のシャフト孔１４に向かって配置され、第１のセグメント１３１の第２端は回転子本体１０の外縁に向かって延びるように配置される。第３のセグメント１３３の第１端は回転子本体１０のシャフト孔１４に向かって配置され、第３のセグメント１３３の第２端は回転子本体１０の外縁に向かって延びるように配置される。第１のセグメント１３１と第３のセグメント１３３は、縦軸の両側に位置する。第１のセグメント１３１は回転子本体１０の径方向外側に向かうにつれて横軸までの距離が漸次小さくなる。ここで、曲折部は第１のセグメント１３１の第２端又は第３のセグメント１３３の第２端において形成される。もちろん、第１のセグメント１３１の第２端及び第３のセグメント１３３の第２端において同時に形成されてもよい。このような配置はｑ軸磁力線ｆの走り方を効果的に誘導することができる。こうすると、同様な励磁電流によって発生する磁束の量がより多くなり、モータのｑ軸インダクタンスを向上させ、モータのリラクタンス回転トルクを増加させ、モータの効率及び出力密度を向上させることができる。

なお、第３のセグメント１３３は回転子本体１０の径方向外側に向かうにつれて横軸までの距離が漸次小さくなる。このような配置によると、ｑ軸磁力線ｆの走り方を効果的に誘導して、磁束通路に入る磁力線を増加させることができる。

本実施例において、第３のセグメント１３３は、第１のストレートセグメント１３４及び第２のストレートセグメント１３５を含む。第１のストレートセグメント１３４の第１端は第２のセグメント１３２と連通する。第２のストレートセグメント１３５の第１端は第１のストレートセグメント１３４の第２端と連通し、第２のストレートセグメント１３５の第２端は回転子本体１０の外縁に沿って延びながら横軸に近づく。第１のストレートセグメント１３４の幾何中心線と、第２のストレートセグメント１３５の幾何中心線の延長線とが挟む角は第１の夾角である。第２のストレートセグメント３５は曲折部となる。このような配置は、磁束通路への磁力線の高効率な導入に対して有利である。

なお、第１のストレートセグメント１３４と第２のストレートセグメント１３５とは、幅が同一である。このような配置によると、磁力線がより均一に各磁束通路に入るようによりうまく誘導することができる。

本実施例において、第１のセグメント１３１は第３のストレートセグメント１３６及び第４のストレートセグメント１３７を含む。第３のストレートセグメント１３６の第１端は第２のセグメント１３２と連通する。第４のストレートセグメント１３７の第２端は第３のストレートセグメント１３６の第２端と連通し、第４のストレートセグメント１３７の第２端は回転子本体１０の外縁に沿って延びながら横軸に近づく。第３のストレートセグメント１３６の幾何中心線の延長線と、第４のストレートセグメント１３７の幾何中心線の延長線とが挟む角は第２の夾角である。第４のストレートセグメント１３７は曲折部となる。このような配置は、磁束通路への磁力線の高効率な導入に対して有利である。

本実施例において、外層永久磁石溝１１は第１の外層永久磁石溝セグメント１１１及び第２の外層永久磁石溝セグメント１１２を含む。第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第１端は回転子本体１０のシャフト孔１４に向かって延びるように配置される。第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第２端は回転子本体１０の外縁に向かって配置される。第２の外層永久磁石溝セグメント１１２の第１端は回転子本体１０のシャフト孔１４に向かって延びるように配置されるとともに、第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第１端と対向するように設けられてＶ型構造を構成する。第２の外層永久磁石溝セグメント１１２の第２端は回転子本体１０の外縁に向かって配置される。第１の外層永久磁石溝セグメント１１１と第２の外層永久磁石溝セグメント１１２は、縦軸の両側に位置する。このような配置によると、固定子４０のｑ軸鎖交磁束線がより均一に各磁束通路に入るよう、より効果的に誘導することができる。したがって、モータのｑ軸インダクタンスを増加させ、モータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。

なお、外層永久磁石溝１１は第１の斜溝１１３を含む。第１の斜溝１１３の第１端は第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第２端と連通し、第１の斜溝１１３の第２端は回転子本体１０の外縁に向かって延びるように配置される。第１の斜溝１１３の長さ方向における幾何中心線と、第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の長さ方向における幾何中心線とが挟む角は第３の夾角である。第１の斜溝１１３の長さ方向における幾何中心線は、回転子本体１０の径方向外側に向かうにつれて横軸までの距離が漸次小さくなる。このような配置によると、固定子の磁力線がより均一に各磁束通路に入るよう、よりうまく誘導することができる。

本実施例において、第１の斜溝１１３の縦軸に近接する側壁が位置する平面は、第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の縦軸に近接する側壁が位置する平面と同一平面上にあるか又は交差する。このような配置によると、固定子の磁力線がより均一に各磁束通路に入るよう、よりうまく誘導することができる。

なお、第１の斜溝１１３の幅は、回転子本体１０の径方向外側に向かうにつれて漸次小さくなるか又は漸次大きくなる。このような配置によると、磁力線が磁束通路に入るようにより効果的に誘導して、より大きいｑ軸インダクタンスを得ることができる。

また、第１の斜溝１１３の第２端の回転子本体１０の外縁に近接する側壁の中点と、第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の幾何中心線と回転子本体１０の外縁との交差点と、の間の距離はＡである。第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第２端の端部の幅はＭである。なお、０．６Ｍ≦Ａである。このような配置によると、磁力線に対する誘導効果を向上させて、より大きいｑ軸インダクタンスを得ることができる。

さらに、第１の斜溝１１３の第２端と回転子本体１０の外縁との間において、第１のブリッジ部が形成される。なお、０．４×Ｍ≦（Ｈ-Ｈ１）であり、又は、０．４×Ｍ≦（Ｈ-Ｈ１）≦２×Ｍである。ここで、Ｍは第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第２端の端部の幅であり、Ｈは第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第２端から回転子本体１０の外縁までの距離であり、Ｈ１は第１のブリッジ部の幅である。このような配置によると、磁力線に対する誘導効果を向上させて、より大きいｑ軸インダクタンスを得ることができる。

さらに、第１の斜溝１１３の第１端の幅は第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第２端の幅より小さく、又は、第１の斜溝１１３の第２端の幅は第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第２端の幅より小さい。このように、磁束通路の幅が漸次小さくなるように設計することによって、内層永久磁石及び外層永久磁石における磁束が通る面積をよりうまく調節することができ、内層永久磁石及び外層永久磁石の動作点の一致性を調節することができる。

本実施例において、０．２５×Ｍ≦Ｄ１≦０．８×Ｍであり、又は、０．３×Ｍ≦Ｄ１≦０．４５×Ｍである。なお、Ｍは第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第２端の端部の幅であり、Ｄ１は第１の斜溝１１３の第２端の幅である。このような配置によると、磁力線は回転子の永久磁石溝と回転子の外周との間におけるブリッジ部から通過しやすくなり、したがって横軸インダクタンスと縦軸インダクタンスとの差が大きくなって、モータのリラクタンス回転トルクが向上される。

本実施例において、外層永久磁石溝１１は第２の斜溝１１４を更に含む。第２の斜溝１１４の第１端は第２の外層永久磁石溝セグメント１１２の第２端と連通し、第２の斜溝１１４の第２端は回転子本体１０の外縁に向かって延びるように配置される。第２の斜溝１１４の長さ方向における幾何中心線と、第２の外層永久磁石溝セグメント１１２の長さ方向における幾何中心線とが挟む角は第４の夾角である。第２の斜溝１１４の長さ方向における幾何中心線は、回転子本体１０の径方向外側に向かうにつれて横軸までの距離が漸次小さくなる。このような配置によると、磁力線に対する誘導効果がより良くなって、より大きいｑ軸インダクタンスを得ることができる。

なお、第１の斜溝１１３と第２の斜溝１１４は縦軸に関して対称になるように配置される。このような配置によると、固定子の磁力線がより均一に各磁束通路に入るようによりうまく誘導することができる。

本実施例において、内層永久磁石溝１２は、順次配置される第１の内層永久磁石溝セグメント１２１、第２の内層永久磁石溝セグメント１２２及び第３の内層永久磁石溝セグメント１２３を含む。第１の内層永久磁石溝セグメント１２１、第２の内層永久磁石溝セグメント１２２及び第３の内層永久磁石溝セグメント１２３は順次連通して、回転子本体１０の外縁に向く開口を有するＵ型構造を形成するか、又は、第１の内層永久磁石溝セグメント１２１、第２の内層永久磁石溝セグメント１２２及び第３の内層永久磁石溝セグメント１２３は離間して順次配置されて、第１の内層永久磁石溝セグメント１２１、第２の内層永久磁石溝セグメント１２２及び第３の内層永久磁石溝セグメント１２３のうち隣接する２つの間において第２のブリッジ部が形成される。このような配置は、回転子の機械的強度を向上させることができる。

図１に示すよう、第１の内層永久磁石溝セグメント１２１は第３の斜溝１２４を含む。第３の斜溝１２４の第１端は、第１の内層永久磁石溝セグメント１２１の回転子本体１０の外縁に近接する端部と連通する。第３の斜溝１２４の第２端は回転子本体１０の外縁に向かって延びながら横軸に近づく。第３の内層永久磁石溝セグメント１２３は第４の斜溝１２５を含む。第４の斜溝１２５の第１端は、第３の内層永久磁石溝セグメント１２３の回転子本体１０の外縁に近接する端部と連通する。第４の斜溝１２５の第２端は、回転子本体１０の外縁に向かって伸びながら横軸に近づく。永久磁石溝の斜溝部分において夾角を設けることによって、固定子４０のｑ軸鎖交磁束線がより均一に各磁束通路に入るようにより効果的に誘導することができる。したがって、モータのｑ軸インダクタンスを増加させ、モータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。

本実施例において、第３の斜溝１２４と第４の斜溝１２５は縦軸に関して対称になるように配置される。このような配置によると、固定子の磁力線がより均一に各磁束通路に入るようによりうまく誘導することができる。

なお、第１の斜溝１１３の縦軸に近接する側壁の延長線と、第２の斜溝１１４の縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ａ１であり、第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の縦軸に近接する側壁の延長線と、第２の外層永久磁石溝セグメント１１２の縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ａである。なお、２×Ａ≦Ａ１である。このような配置によると、固定子のｑ軸鎖交磁束線がより均一に各磁束通路に入るようにより効果的に誘導することができる。

本実施例において、第３の斜溝１２４の縦軸に近接する側壁の延長線と、第４の斜溝１２５の縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ｂ１であり、第１の内層永久磁石溝セグメント１２１の縦軸に近接する側壁の延長線と、第３の内層永久磁石溝セグメント１２３の縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ｂである。なお、２×Ｂ≦Ｂ１である。このような配置によると、固定子のｑ軸鎖交磁束線がより均一に各磁束通路に入るようにより効果的に誘導することができる。
さらに、１．１×Ｂ１≦Ａ１である。このような配置は、磁力線がより均一に各磁束通路に入るようによりうまく誘導することができる。

また、回転子構造は外層永久磁石２０及び内層永久磁石３０を更に備える。外層永久磁石２０は外層永久磁石溝１１の中に配置され、内層永久磁石３０は内層永久磁石溝１２の中に配置される。このような配置によって回転子構造における磁路を改善し、回転子構造の磁力を向上させ、回転子構造全体の耐減磁能力を効果的に向上させることができる。

本実施例において、外層永久磁石２０の回転子本体１０の縦軸に近接し且つ回転子本体１０のエッジに近接する表面と回転子本体１０のシャフト孔１４とを結ぶ連結線と、回転子本体１０の縦軸とが挟む角は第５の夾角α１である。内層永久磁石３０の回転子本体１０の縦軸に近接し且つ回転子本体１０のエッジに近接する表面と回転子本体１０のシャフト孔１４とを結ぶ連結線と、回転子本体１０の縦軸とが挟む角は第６の夾角α２である。なお、１．３×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）≦Ｓ１／Ｓ２≦２×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）であり、Ｓ１は外層永久磁石２０の回転子本体１０の縦軸に近接する側の表面積であり、Ｓ２は内層永久磁石３０の回転子本体１０の縦軸に近接する側の表面積である。外層永久磁石の配列形状、及び、内層永久磁石と外層永久磁石との厚さの比をセッティングすることによって、永久磁石の動作点をよりうまく調整することができる。したがって、内層永久磁石及び外層永久磁石の平均動作モータがより高くなり、内層永久磁石から外層永久磁石に入る磁力線と、内層永久磁石から固定子４０に直接入る磁力線との比例がより合理的になり、モータの永久磁石鎖交磁束を増加させ、モータの効率及びパワーファクターを向上させることができる。

なお、内層永久磁石３０の少なくとも一部の厚さは、外層永久磁石２０の厚さより大きい。このように配置することによって、回転子の磁極が円周上において均一に分布させることができる。

さらに、外層永久磁石２０の厚さはＭ１であり、内層永久磁石３０の厚さはＭ２であり、１．１Ｍ１≦Ｍ２≦１．８×Ｍ１である。このように配置することによって、内層永久磁石と外層永久磁石の耐減磁能力は一致になる。

本実施例において、内層永久磁石溝１２は第１の内層永久磁石溝セグメント１２１及び第３の内層永久磁石溝セグメント１２３を含む。第１の内層永久磁石溝セグメント１２１は第３の斜溝１２４を含み、第３の内層永久磁石溝セグメント１２３は第４の斜溝１２５を含む。第３の斜溝１２４の第２端又は第４の斜溝１２５の第２端の幅はＤ２であり、又は、第３の斜溝１２４の第２端及び第４の斜溝１２５の第２端の幅が両方ともＤ２である。なお、Ｄ２≦０．６×Ｍ２であり、ここで、Ｍ２は内層永久磁石３０の厚さである。このような配置によると、回転子に入る固定子の磁束を効果的に増加させて、モータのｑ軸インダクタンスを向上させることができる。

本実施例において、第２のセグメント１３２の回転子本体１０のエッジに近接する側壁の中点と、回転子本体１０のエッジと、を結ぶ連結線の中点はＰである。回転子本体１０のシャフト孔を中心１４とし、シャフト孔１４から点Ｐまでの距離を半径とする。回転子本体１０の円周方向に沿って円弧を書くと、円弧と交差する位置における外層永久磁石２０及び内層永久磁石３０の厚さの和はＭ３であり、円弧の周長はＣ１である。なお、Ｍ３／Ｃ１＝Ｔ２であり、４５％≦Ｔ２≦７０％である。永久磁石の厚さをこの範囲内に設置することによって、永久磁石の厚さと磁束通路の厚さとの比を好ましい範囲に入らせることができる。したがって、永久磁石の高い動作点を維持して優れた耐減磁能力及び高いモータ無負荷鎖交磁束を得ることができるとともに、モータの横軸インダクタンスと縦軸インダクタンスとの差が大きくなってモータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。

本実施例において、第１の外層永久磁石溝セグメント１１１又は第２の外層永久磁石溝セグメント１１２の中に位置する外層永久磁石２０の縦軸に近接する表面の長さはＬである。第１の外層永久磁石溝セグメント１１１と第２の外層永久磁石溝セグメント１１２との間の最大距離はＣである。なお、０．８×Ｃ≦Ｌである。このように配置することによって、同様な回転子の中により多くの永久磁石を配置することができ、モータの効率及び耐減磁能力を向上させることができる。

本実施例において、磁束通路１３の幅は回転子本体１０の径方向外側に向かうにつれて漸次大きくなり、又は、磁束通路１３の幅は回転子本体１０の径方向外側に向かうにつれて漸次小さくなり、又は、磁束通路１３の幅は回転子本体１０の径方向外側に向かうにつれて所定距離まで漸次大きくなってから再び漸次小さくなるか、又は、磁束通路１３の幅は回転子本体１０の径方向外側に向かうにつれて所定距離まで漸次小さくなってから再び漸次大きくなる。このような配置によると、磁束通路に入る固定子４０の磁力線はより多くなり、したがって回転子のリラクタンス回転トルクがより大きくなって回転子の作動効率が高くなる。

なお、永久磁石溝グループは複数であり、複数の永久磁石溝グループは回転子本体１０に沿って均一に配置される。このように配置することによって、回転子の磁極は円周上において均一に分布するようになって、モータの磁極は対称分布になる。したがって、負荷がかかっているモータの回転トルクリップルを低減させ、モータの振動と騒音を削減することができる。

本実施例において、内層永久磁石溝１２及び／又は外層永久磁石溝１１は複数である。このように配置することによって、回転子構造の磁力を向上させ、回転子構造全体の耐減磁能力を効果的に向上させることができる。したがって、回転子の作動効率を向上させ、当該回転子構造を有するモータの作動効率を効果的に向上させることができる。

なお、外層永久磁石溝１１は、開口が回転子本体１０のエッジに向いているＵ型構造を有する。このような構造に基づくと、安定な磁束通路を形成することができる。

以上の実施例に係る回転子構造は、モータデバイス技術分野においても応用されることができる。本発明の他の一態様によると、上述の回転子構造を備える永久磁石補助型同期リラクタンスモータを提供する。

以上の実施例に係る回転子構造は、車両デバイス技術分野においても応用されることができる。本発明の他の一態様によると、上述の回転子構造を備える電気自動車を提供する。

本実施例において、モータは固定子構造及び回転子構造を備える。固定子構造は固定子鉄心及び固定子鉄心に嵌入されたコイルを備える。回転子構造は永久磁石溝を有して、永久磁石溝の中に配置された永久磁石を備える。回転子の１つの磁極においては複数層の永久磁石が配置される。なお、本技術案において複数層とは２層以上のことを言う。１つの磁極における永久磁石は、固定子４０に向かう方向において同一の極性を有する。永久磁石溝は回転子の内側に向いて突起する形状を有し、永久磁石溝の両端は回転子の外周に近接し、永久磁石溝の中心は回転子の内側に近接する。１つの磁極における任意の隣接する２つの永久磁石溝の間においては磁束通路が形成される。図１及び図３に示すよう、そのうちの１つ又は複数の磁束通路の先端においては、内層永久磁石の方向へ偏る屈折部が配置される。

図１９に示すよう、永久磁石補助型同期リラクタンスモータは、横軸インダクタンスと縦軸インダクタンスとの差によってリラクタンス回転トルクを出力する。又は、永久磁石により発生される永久磁石回転トルクを利用することもできる。ここで、モータの横軸インダクタンスを増加させてモータの縦軸インダクタンスを低減させることによって、モータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。モータの無負荷鎖交磁束を増加させることによって、モータ永久磁石回転トルクを向上させることができる。研究結果によると、モータ固定子４０に対称三相交流電流を流すとき、固定子４０の各ティースにおける磁力線は均一にならず、境界線に近づくほど固定子４０のティースに分布する磁力線が多くなる。

図９に示すよう、２層の永久磁石を備えた従来の永久磁石補助型同期リラクタンスモータのｑ軸磁力線の分布を示すグラフである。ｑ軸鎖交磁束線はそれぞれ固定子のティースから回転子に入る３つの磁束通路を有する。磁束通路ｆ３は、隣接する２つの磁極の最内層の永久磁石溝の間において形成される。磁束通路ｆ２は、最内層の永久磁石溝と第２層の永久磁石溝との間において形成される。磁束通路ｆ１は、第２層の永久磁石溝と回転子外周との間の磁気誘導エリアにおいて形成される。固定子のティースにおける磁力線の分布が不均一であるため、磁束通路ｆ３に入る磁力線が最も多く、磁束通路ｆ１に入る磁力線が最も少ない。磁束通路ｆ３及び磁束通路ｆ２は磁路でほぼ飽和になるため、モータにかかる負荷が高い場合、モータのｑ軸インダクタンスは大幅に下がって、モータにより利用されるリラクタンス回転トルクを影響してしまう。特にフェライトを採用した永久磁石補助型同期リラクタンスモータの場合は、モータの効率及び耐減磁能力を向上させるために永久磁石を厚くしているため、磁束通路の幅を増やすことが困難になってこのような現象がより深刻になる。それに鑑みて、本技術案は、磁束通路の先端において内層永久磁石の方向に向かって偏る屈折部を設けることを提案する。当該モータのｑ軸磁力線ｆの分布を示すグラフは図７の通りである。磁束通路の先端において内層永久磁石の先端に向かって偏る屈折部を設けることによって、固定子のｑ軸磁力線ｆの走り方を効果的に誘導することができる。本来ならば磁気飽和度の高いエリアに入る磁力線（例えば、図面に示される磁束通路ｆ２に入る磁力線）を、磁気飽和度の低いエリア（例えば、図面に示される磁束通路ｆ１）に入るように調整する。したがって、同様な励磁電流によって発生する磁束の量がより多くなり、モータのｑ軸インダクタンスを向上させ、モータのリラクタンス回転トルクを増加させ、モータの効率及び出力密度を向上させることができる。

また、回転子の最内層の永久磁石を第１層とすると、内部から第２層の永久磁石溝の先端においては、内層永久磁石の先端に向かって偏る屈折部が設けられる。図１１に示すよう、永久磁石溝の先端の曲折部を介すると、固定子の磁力線がより均一に各磁束通路に入るようによりうまく誘導することができる。

さらに、永久磁石溝の先端における屈折が発生した部分の幅は、回転子の外部表面から内部に向かうにつれて漸次大きくなる。永久磁石溝の屈折部分の幅を外側が細く内側が太くように配置することによって、永久磁石溝が曲がって磁束通路ｆ２の入口が狭くなってｑ軸磁束が減少してしまうことを緩和するとともに、本来ならば磁束通路ｆ２から回転子に入る磁力線を、磁束通路ｆ３から回転子に入るようによりうまく誘導することができる。

図１０乃至図１４に示すよう、磁力線が磁気飽和度の高い磁束通路ではなく磁気飽和度の低い磁束通路から通るようによりうまく誘導するために、屈折後の第２層の永久磁石溝の先端の辺の中点と屈折前の第２層の永久磁石溝の先端の辺の中点との間の距離をＡと定義し、第２層の永久磁石溝の屈折していない部分の回転子エッジに近接する先端の幅をＭと定義すると、０．６Ｍ≦Ａにする。屈折前の磁束通路の先端の形状は、以下の方法によって決められることができる。永久磁石溝の中に平板状の永久磁石を配置する場合、永久磁石溝の２本の辺を延長させ、永久磁石溝の回転子外周に近接する辺から回転子外周までの距離は、屈折後の永久磁石溝の回転子外周に近接する辺から回転子外周までの距離と同一である。永久磁石溝の中に円弧状の永久磁石を配置する場合、円弧状の永久磁石溝の端点から円弧の接線を引き、接線を延長させ、永久磁石溝の回転子外周に近接する外側の辺から回転子外周までの距離は、屈折後の永久磁石溝の回転子外周に近接する辺から回転子外周までの距離と同一である。永久磁石溝の先端の曲折部の角度を調整して、Ａを０．６Ｍ以上に設定することによって、磁力線に対する誘導効果を向上させてより大きいｑ軸インダクタンスを得ることができる。

本実施例において、屈折後の第２層の永久磁石溝の先端の辺の外側の端点は、屈折前の第２層の永久磁石溝の先端の辺の内側の端点と比べて、より回転子のＱ軸に近接する。このように配置することによって、磁力線に対する誘導効果を向上させることができる。

さらに、屈折後の第２層の永久磁石溝の先端の辺の外側の端点と、屈折前の第２層の永久磁石溝の先端の辺の内側の端点との間の距離はＧａである。距離Ｇａは固定子と回転子との間のエアギャップの長さｇの整数倍と略同一である。距離Ｇａを固定子と回転子との間のエアギャップの長さｇの整数倍になるように設置することによって、エアギャップの高調波磁場の含有量を効果的に減少させて、モータの高調波損失と回転トルクリップルを低減させることができる。なお、その範囲は０．９５倍から１．０５倍である。

さらに、第２層の永久磁石溝の先端の屈折部の長さはＨ-Ｈ１であり、永久磁石溝の屈折していない部分の先端の幅はＭであり、０．４×Ｍ≦（Ｈ-Ｈ１）を満足する。ここで、Ｈは永久磁石溝の屈折部の外側の辺から回転子外周までの距離であり、Ｈ１は永久磁石回転子の屈折部と回転子外周との間において形成されるブリッジの厚さであり、永久磁石溝の屈折していない部分の先端の幅はＭである。

図１５に示すよう、研究結果によると、永久磁石溝の屈折部の長さはモータｑ軸インダクタンス及びモータ鎖交磁束に対して大きな影響を与える。０．４×Ｍ≦（Ｈ-Ｈ１）になる場合にはｑ軸インダクタンスが明らかに向上するが、２×Ｍより大きくなると、第２層の永久磁石の磁束面積が小さくなってモータ無負荷鎖交磁束が降下してしまう。そこで、好ましくは、０．４×Ｍ≦（Ｈ-Ｈ１）≦２×Ｍである。

図５に示すよう、永久磁石がより確実に固定されるよう、第２層の永久磁石溝の先端の屈折部の回転子内側に近接する幅Ｍｄは、永久磁石溝の屈折していない部分の先端の幅Ｍより小さい。第２層の永久磁石溝の屈折部の先端の幅Ｄ１は、第２層の永久磁石溝の屈折していない部分の先端の幅Ｍより小さい。なお、０．２５×Ｍ≦Ｄ１≦０．８×Ｍであり、好ましくは０．３×Ｍ≦Ｄ１≦０．４５×Ｍである。

研究結果によると、永久磁石溝の屈折部の先端の幅Ｄ１は、モータの横軸インダクタンスと縦軸インダクタンスの両方に対してもある程度の影響を与える。図１６に示すよう、幅Ｄ１が０．８×Ｍより大きくなる場合、永久磁石溝の先端はより多くのｑ軸磁束を遮るようになり、したがってｑ軸インダクタンスが降下してしまう。また、幅Ｄ１が０．２５×Ｍより小さい場合、ｄ軸インダクタンスの磁力線は回転子の永久磁石溝と回転子外周との間にあるブリッジ部を簡単に通過することができる。横軸インダクタンスと縦軸インダクタンスとの差がより大きくなるよう、モータのリラクタンス回転トルクを向上させ、０．２５×Ｍ≦Ｄ１≦０．８×Ｍにする。より好ましく、０．３×Ｍ≦Ｄ１≦０．４５×Ｍにする。また、永久磁石溝の先端の屈折部に永久磁石を配置しないことによって、先端の永久磁石が局部的に減磁する現象を効果的に緩和して、モータの耐減磁能力を向上させることができる。

さらに、回転子の永久磁石の層数は２層又は３層である。回転子の永久磁石の層数を２層又は３層にすることによって、モータのリラクタンス回転トルクを向上させるとともに、永久磁石の層数が多すぎて単層の永久磁石の動作点が降下してしまうことを防止することもできるため、モータの効率及び耐減磁能力を向上させることができる。

なお、モータ回転子の永久磁石はフェライト永久磁石である。回転子のシャフト孔１４を中心として円弧を書くと、円弧は最外層の永久磁石の外側の辺における中心点Ｐを経過する。円弧の位置にある回転子の永久磁石の厚さの総和と、当該円弧の周長との比は４５％-７０％である。モータ回転子の永久磁石がフェライトである場合、永久磁石の厚さを前述の範囲内に設けることによって、永久磁石の厚さと磁束通路の厚さとの比が好ましい範囲に入る。したがって、永久磁石の動作点を高いレベルに維持させて、高い耐減磁能力と高いモータの無負荷鎖交磁束を得るとともに、モータの横軸インダクタンスと縦軸インダクタンスとの差が大きくなってモータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。好ましく、円弧の位置にある回転子の永久磁石の厚さの総和と当該円弧の周長との比は５５％-６５％である。

本実施例において、回転子の機械強度を強化するために、各層の永久磁石溝の間には１つ又はブリッジ部が配置される。且つ、回転子の内層永久磁石溝の回転子外周に近接する両端において平板状の永久磁石を配置する。第２層の永久磁石溝の回転子外周に近接する先端において平板状の永久磁石を配置する。永久磁石溝の先端において平板状の永久磁石を配置することによって、同様な回転子の中でより多くの永久磁石を配置することができるため、モータの効率及び耐減磁能力を向上させることができる。

さらに、回転子永久磁石は２層であり、外層永久磁石溝は略Ｖ型であり、Ｖ型の永久磁石溝の中にある片方の永久磁石の長さはＬであり、Ｖ型に配置される永久磁石の最大幅はＣであり、０．８×Ｃ≦Ｌを満足する。外層永久磁石溝は略Ｕ型であり、少なくとも３段の永久磁石から構成される。外層永久磁石の回転子の外側に近接する表面の表面積と、内層永久磁石の回転子の外側に近接する表面の表面積との比はＳ１／Ｓ２である。外層永久磁石の回転子の外部表面に近接する先端の外側の２つの頂点と回転子中心との夾角は２×α１であり、内層永久磁石の回転子の外部表面に近接する先端の外側の２つの頂点と回転子中心との夾角は２×α２であり、１．３×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）≦Ｓ１／Ｓ２≦２×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）というような関係を満足する。

外層永久磁石の配列形状、及び、内層永久磁石と外層永久磁石との面積比を設定することによって、永久磁石の動作点をよりうまく調整することができ、内層永久磁石と外層永久磁石の平均動作モータをより高くすることができる。内層永久磁石から外層永久磁石に入る磁力線と、固定子４０に直接入る磁力線との比がより合理的になって、モータの永久磁石鎖交磁束を増加させ、モータの効率及びパワーファクターを向上させることができる。内層永久磁石の表面積と外層永久磁石の表面積との比がモータ鎖交磁束に対する影響は図面に示す通りである。内層永久磁石の表面積と外層永久磁石の表面積との比を１．３×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）≦Ｓ１／Ｓ２≦２×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）になるように設定することによって、大きいモータ無負荷鎖交磁束を得ることができる。好ましくは、１．５×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）≦Ｓ１／Ｓ２≦１．８×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）になるように設定してもよい。

本実施例において、回転子の最内層の両側にある平板状の永久磁石の厚さＭ２は、第２層の先端の平板状の永久磁石の厚さＭ１より大きく、１．１×Ｍ１≦Ｍ２≦１．８×Ｍ１である。研究結果によると、固定子４０に対して方向磁場を印加する場合、内層永久磁石の動作点と外層永久磁石の動作点は一致せず、内層永久磁石の動作点は外層永久磁石の動作点より低い。したがって、内層永久磁石においては局部的な減磁がより発生しやすくて、モータ全体の耐減磁能力を影響してしまう。このような現象を緩和するために、内層永久磁石の厚さＭ２が外層永久磁石Ｍ１より大きくなるように設定する。内層永久磁石と外層永久磁石との耐減磁能力を一致させるために、１．１×Ｍ１≦Ｍ２≦１．８×Ｍ１にする。好ましくは、１．１×Ｍ１≦Ｍ２≦１．３×Ｍ１にする。

なお、矩形の内層永久磁石により形成される磁束通路の幅と、矩形の外層永久磁石により形成される磁束通路の幅とは等しくない。磁束通路は回転子の外側表面に向かうにつれて幅が小さくなる。磁束通路の幅が漸次小さくなるように設計することによって、内層永久磁石と外層永久磁石との磁束面積をよりうまく調節することができ、内層永久磁石と外層永久磁石との動作点の一致性調節を実現する。

本実施例において、外層永久磁石溝の屈折部の外側の辺同士の夾角はＡ１であり、外層永久磁石溝の屈折していない部分の外側の辺同士の夾角はＡであり、ここで２×Ａ≦Ａ１となる。内層永久磁石溝の先端の外側表面においてはカットエッジが設けられ、内層永久磁石溝のカットエッジ部分の外側の辺の夾角はＢ１であり、永久磁石溝の非カットエッジ部分の外側の辺の夾角はＢであり、ここで２×Ｂ≦Ｂ１となり且つ１．１×Ｂ１≦Ａ１である。永久磁石溝の屈折していない部分の外側の辺の夾角及び屈折していない部分の夾角を設定することによって、固定子のｑ軸鎖交磁束線がより均一に各磁束通路に入るようによりうまく誘導することができ、モータのｑ軸インダクタンスを増加させ、モータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。回転子の内層永久磁石溝の外側表面の先端においてはカットエッジが設けられ、斜めカットされた後の永久磁石溝の端部の幅はＤ１であり、永久磁石溝の斜めカットされていない部分の端部の幅はＤ２であり、ここでＤ１≦０．６×Ｄ２となる。カットエッジを設けて内層永久磁石溝の先端の幅を小さくすることによって、固定子から回転子に入る磁束を効果的に増加させて、モータのｑ軸インダクタンスを向上させることができる。内層永久磁石溝の先端においては磁極境界線に向かって偏る屈折部が設けられるため、磁束通路ｆ２と磁束通路ｆ３とに入る磁力線の数をより合理的に配分することができ、磁束通路において発生する局部的飽和の現象を減少させて、モータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。すべての永久磁石溝の先端において磁極境界線に向かって偏る屈折部を設けることによって、各磁束通路における磁力線分布を更に調節することができ、局部的飽和を減少させることができる。なお、すべての回転子磁極は円周上において均一に分布する。

以上の内容は本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明に対する制限にはならない。当業者としては本発明に対して様々な変更や変化を与えることができる。本発明の精神および原則の範囲内において行われる変更、同等な置換、改善などは、すべて本発明の保護範囲に属するべきである。

なお、以上の図面においては以下の符号が用いられる。
１０： 回転子本体
１１： 外層永久磁石溝
１２： 内層永久磁石溝
１３： 磁束通路
１３１：第１のセグメント
１３２：第２のセグメント
１３３：第３のセグメント
１３４：第１のストレートセグメント
１３５：第２のストレートセグメント
１３６：第３のストレートセグメント
１３７：第４のストレートセグメント
１４： シャフト孔
１１１：第１の外層永久磁石溝セグメント
１１２：第２の外層永久磁石溝セグメント
１１３：第１の斜溝
１１４：第２の斜溝
１２１：第１の内層永久磁石溝セグメント
１２２：第２の内層永久磁石溝セグメント
１２３：第３の内層永久磁石溝セグメント
１２４：第３の斜溝
１２５：第４の斜溝
２０： 外層永久磁石
３０： 内層永久磁石
４０： 固定子

上述の目的を達成するために、本発明の一態様は回転子構造を提供する。当該回転子構造は回転子本体を備え、回転子本体には永久磁石溝グループが設けられ、永久磁石溝グループは外層永久磁石溝及び内層永久磁石溝を含み、隣接する外層永久磁石溝と内層永久磁石溝との間には磁束通路が形成され、磁束通路の少なくとも一端においては曲折部が形成される。曲折部は径方向外側に向かうにつれて回転子本体の横軸までの距離が漸次小さくなり、したがって磁束通路の先端は横軸に近接するように配置される。

さらに、磁束通路は、順次連通する第１のセグメント、第２のセグメント及び第３のセグメントを含む。第１のセグメントの第１端は回転子本体のシャフト孔に向かって配置され、第１のセグメントの第２端は回転子本体の外縁に向かって延びるように配置され、第３のセグメントの第１端はシャフト孔に向かって配置され、第３のセグメントの第２端は回転子本体の外縁に向かって延びるように配置される。且つ、第１のセグメントと第３のセグメントは縦軸の両側に位置し、第１のセグメントは回転子本体の径方向外側に向かうにつれて縦軸までの距離が漸次大きくなる。なお、曲折部は第１のセグメントの第２端及び／又は第３のセグメントの第２端において形成される。
さらに、第３のセグメントは、回転子本体の径方向外側に向かうにつれて縦軸までの距離が漸次大きくなる。

さらに、第１の斜溝の第２端と回転子本体の外縁との間においては第１のブリッジ部が形成される。ここで、０．４×Ｍ≦（Ｈ-Ｈ１）又は０．４×Ｍ≦（Ｈ-Ｈ１）≦２×Ｍとなる。ここで、Ｍは第１の外層永久磁石溝セグメントの第２端の端部の幅であり、Ｈは第１の外層永久磁石溝セグメントの第２端から回転子本体の外縁までの距離であり、Ｈ１は第１のブリッジ部の幅である。

さらに、外層永久磁石の回転子本体の縦軸に近接し且つ回転子本体のエッジに近接する表面とシャフト孔とを結ぶ連結線と、回転子本体の縦軸とが挟む角は第５の夾角α１である。内層永久磁石の回転子本体の縦軸に近接し且つ回転子本体のエッジに近接する表面とシャフト孔とを結ぶ連結線と、回転子本体の縦軸とが挟む角は第６の夾角α２である。なお、１．３×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）≦Ｓ１／Ｓ２≦２×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）である。ここで、Ｓ１は外層永久磁石の回転子本体の縦軸に近接する側の表面積であり、Ｓ２は内層永久磁石の回転子本体の縦軸に近接する側の表面積である。

本発明の技術案によると、磁束通路の少なくとも一端に曲折部を設け、且つ径方向外側に向かうにつれて曲折部から回転子本体の横軸までの距離が漸次小さくなるように設置することによって、回転子構造の磁路を改善し、モータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。さらに、永久磁石溝の形状を変更することによって、回転子永久磁石の全体的な耐減磁能力を効果的に向上させ、モータ回転トルクリップルを低減させ、モータの振動と騒音を削減し、当該構造のような回転子構造を有するモータの効率を向上させ、モータの耐減磁能力を向上させることができる。

図１に示すよう、磁束通路１３は、順次連通する第１のセグメント１３１、第２のセグメント１３２及び第３のセグメント１３３を含む。第１のセグメント１３１の第１端は回転子本体１０のシャフト孔１４に向かって配置され、第１のセグメント１３１の第２端は回転子本体１０の外縁に向かって延びるように配置される。第３のセグメント１３３の第１端は回転子本体１０のシャフト孔１４に向かって配置され、第３のセグメント１３３の第２端は回転子本体１０の外縁に向かって延びるように配置される。第１のセグメント１３１と第３のセグメント１３３は、縦軸の両側に位置する。第１のセグメント１３１は回転子本体１０の径方向外側に向かうにつれて縦軸までの距離が漸次大きくなる。ここで、曲折部は第１のセグメント１３１の第２端又は第３のセグメント１３３の第２端において形成される。もちろん、第１のセグメント１３１の第２端及び第３のセグメント１３３の第２端において同時に形成されてもよい。このような配置はｑ軸磁力線ｆの走り方を効果的に誘導することができる。こうすると、同様な励磁電流によって発生する磁束の量がより多くなり、モータのｑ軸インダクタンスを向上させ、モータのリラクタンス回転トルクを増加させ、モータの効率及び出力密度を向上させることができる。

なお、第３のセグメント１３３は回転子本体１０の径方向外側に向かうにつれて縦軸までの距離が漸次大きくなる。このような配置によると、ｑ軸磁力線ｆの走り方を効果的に誘導して、磁束通路に入る磁力線を増加させることができる。

本実施例において、第３のセグメント１３３は、第１のストレートセグメント１３４及び第２のストレートセグメント１３５を含む。第１のストレートセグメント１３４の第１端は第２のセグメント１３２と連通する。第２のストレートセグメント１３５の第１端は第１のストレートセグメント１３４の第２端と連通し、第２のストレートセグメント１３５の第２端は回転子本体１０の外縁に沿って延びながら横軸に近づく。第１のストレートセグメント１３４の幾何中心線と、第２のストレートセグメント１３５の幾何中心線の延長線とが挟む角は第１の夾角である。第２のストレートセグメント１３５は曲折部となる。このような配置は、磁束通路への磁力線の高効率な導入に対して有利である。

本実施例において、第１のセグメント１３１は第３のストレートセグメント１３６及び第４のストレートセグメント１３７を含む。第３のストレートセグメント１３６の第１端は第２のセグメント１３２と連通する。第４のストレートセグメント１３７の第１端は第３のストレートセグメント１３６の第２端と連通し、第４のストレートセグメント１３７の第２端は回転子本体１０の外縁に沿って延びながら横軸に近づく。第３のストレートセグメント１３６の幾何中心線の延長線と、第４のストレートセグメント１３７の幾何中心線の延長線とが挟む角は第２の夾角である。第４のストレートセグメント１３７は曲折部となる。このような配置は、磁束通路への磁力線の高効率な導入に対して有利である。

本実施例において、外層永久磁石溝１１は第１の外層永久磁石溝セグメント１１１及び第２の外層永久磁石溝セグメント１１２を含む。第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第１端は回転子本体１０のシャフト孔１４に向かって延びるように配置される。第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第２端は回転子本体１０の外縁に向かって配置される。第２の外層永久磁石溝セグメント１１２の第１端は回転子本体１０のシャフト孔１４に向かって延びるように配置されるとともに、第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第１端と対向するように設けられてＶ型構造を構成する。第２の外層永久磁石溝セグメント１１２の第２端は回転子本体１０の外縁に向かって配置される。第１の外層永久磁石溝セグメント１１１と第２の外層永久磁石溝セグメント１１２は、縦軸の両側に位置する。このような配置によると、固定子４０のｑ軸磁力線がより均一に各磁束通路に入るよう、より効果的に誘導することができる。したがって、モータのｑ軸インダクタンスを増加させ、モータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。

さらに、第１の斜溝１１３の第１端の幅は第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第２端の幅より小さく、及び／又は、第１の斜溝１１３の第２端の幅は第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の第２端の幅より小さい。このように、磁束通路の幅が漸次小さくなるように設計することによって、内層永久磁石及び外層永久磁石における磁束が通る面積をよりうまく調節することができ、内層永久磁石及び外層永久磁石の動作点の一致性を調節することができる。

図１に示すよう、内層永久磁石溝１２は第３の斜溝１２４を更に含む。第３の斜溝１２４の第１端は、第１の内層永久磁石溝セグメント１２１の回転子本体１０の外縁に近接する端部と連通する。第３の斜溝１２４の第２端は回転子本体１０の外縁に向かって延びながら横軸に近づく。内層永久磁石溝１２は第４の斜溝１２５を更に含む。第４の斜溝１２５の第１端は、第３の内層永久磁石溝セグメント１２３の回転子本体１０の外縁に近接する端部と連通する。第４の斜溝１２５の第２端は、回転子本体１０の外縁に向かって伸びながら横軸に近づく。永久磁石溝の斜溝部分において夾角を設けることによって、固定子４０のｑ軸磁力線がより均一に各磁束通路に入るようにより効果的に誘導することができる。したがって、モータのｑ軸インダクタンスを増加させ、モータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。

なお、第１の斜溝１１３の縦軸に近接する側壁の延長線と、第２の斜溝１１４の縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ａ１であり、第１の外層永久磁石溝セグメント１１１の縦軸に近接する側壁の延長線と、第２の外層永久磁石溝セグメント１１２の縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ａである。なお、２×Ａ≦Ａ１である。このような配置によると、固定子のｑ軸磁力線がより均一に各磁束通路に入るようにより効果的に誘導することができる。

本実施例において、第３の斜溝１２４の縦軸に近接する側壁の延長線と、第４の斜溝１２５の縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ｂ１であり、第１の内層永久磁石溝セグメント１２１の縦軸に近接する側壁の延長線と、第３の内層永久磁石溝セグメント１２３の縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ｂである。なお、２×Ｂ≦Ｂ１である。このような配置によると、固定子のｑ軸磁力線がより均一に各磁束通路に入るようにより効果的に誘導することができる。
さらに、１．１×Ｂ１≦Ａ１である。このような配置は、磁力線がより均一に各磁束通路に入るようによりうまく誘導することができる。

本実施例において、外層永久磁石２０の回転子本体１０の縦軸に近接し且つ回転子本体１０のエッジに近接する表面と回転子本体１０のシャフト孔１４とを結ぶ連結線と、回転子本体１０の縦軸とが挟む角は第５の夾角α１である。内層永久磁石３０の回転子本体１０の縦軸に近接し且つ回転子本体１０のエッジに近接する表面と回転子本体１０のシャフト孔１４とを結ぶ連結線と、回転子本体１０の縦軸とが挟む角は第６の夾角α２である。なお、１．３×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）≦Ｓ１／Ｓ２≦２×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）であり、Ｓ１は外層永久磁石２０の回転子の外側に近接する表面の表面積であり、Ｓ２は内層永久磁石３０の回転子の外側に近接する表面の表面積である。外層永久磁石の配列形状、及び、内層永久磁石と外層永久磁石との表面積の比をセッティングすることによって、永久磁石の動作点をよりうまく調整することができる。したがって、内層永久磁石及び外層永久磁石の平均動作点がより高くなり、内層永久磁石から外層永久磁石に入る磁力線と、内層永久磁石から固定子４０に直接入る磁力線との比例がより合理的になり、モータの永久磁石鎖交磁束を増加させ、モータの効率及びパワーファクターを向上させることができる。

本実施例において、内層永久磁石溝１２は第１の内層永久磁石溝セグメント１２１、第３の内層永久磁石溝セグメント１２３、第３の斜溝１２４及び、第４の斜溝１２５を含む。第３の斜溝１２４の第２端又は第４の斜溝１２５の第２端の幅はＤ２であり、又は、第３の斜溝１２４の第２端及び第４の斜溝１２５の第２端の幅が両方ともＤ２である。なお、Ｄ２≦０．６×Ｍ２であり、ここで、Ｍ２は内層永久磁石３０の厚さである。このような配置によると、回転子に入る固定子の磁束を効果的に増加させて、モータのｑ軸インダクタンスを向上させることができる。

図９に示すよう、２層の永久磁石を備えた従来の永久磁石補助型同期リラクタンスモータのｑ軸磁力線の分布を示すグラフである。ｑ軸磁力線はそれぞれ固定子のティースから回転子に入る３つの磁束通路を有する。磁束通路ｆ３は、隣接する２つの磁極の最内層の永久磁石溝の間において形成される。磁束通路ｆ２は、最内層の永久磁石溝と第２層の永久磁石溝との間において形成される。磁束通路ｆ１は、第２層の永久磁石溝と回転子外周との間の磁気誘導エリアにおいて形成される。固定子のティースにおける磁力線の分布が不均一であるため、磁束通路ｆ３に入る磁力線が最も多く、磁束通路ｆ１に入る磁力線が最も少ない。磁束通路ｆ３及び磁束通路ｆ２は磁路でほぼ飽和になるため、モータにかかる負荷が高い場合、モータのｑ軸インダクタンスは大幅に下がって、モータにより利用されるリラクタンス回転トルクを影響してしまう。特にフェライトを採用した永久磁石補助型同期リラクタンスモータの場合は、モータの効率及び耐減磁能力を向上させるために永久磁石を厚くしているため、磁束通路の幅を増やすことが困難になってこのような現象がより深刻になる。それに鑑みて、本技術案は、磁束通路の先端において内層永久磁石の方向に向かって偏る屈折部を設けることを提案する。当該モータのｑ軸磁力線ｆの分布を示すグラフは図７の通りである。磁束通路の先端において内層永久磁石の先端に向かって偏る屈折部を設けることによって、固定子のｑ軸磁力線ｆの走り方を効果的に誘導することができる。本来ならば磁気飽和度の高いエリアに入る磁力線（例えば、図面に示される磁束通路ｆ２に入る磁力線）を、磁気飽和度の低いエリア（例えば、図面に示される磁束通路ｆ１）に入るように調整する。したがって、同様な励磁電流によって発生する磁束の量がより多くなり、モータのｑ軸インダクタンスを向上させ、モータのリラクタンス回転トルクを増加させ、モータの効率及び出力密度を向上させることができる。

本実施例において、屈折後の第２層の永久磁石溝の先端の辺の外側の端点は、屈折前の第２層の永久磁石溝の先端の辺の内側の端点と比べて、より回転子のｑ軸に近接する。このように配置することによって、磁力線に対する誘導効果を向上させることができる。

さらに、第２層の永久磁石溝の先端の屈折部の長さはＨ-Ｈ１であり、永久磁石溝の屈折していない部分の先端の幅はＭであり、０．４×Ｍ≦（Ｈ-Ｈ１）を満足する。ここで、Ｈは永久磁石溝の屈折していない部分の外側の辺から回転子外周までの距離であり、Ｈ１は永久磁石回転子の屈折部と回転子外周との間において形成されるブリッジの厚さであり、永久磁石溝の屈折していない部分の先端の幅はＭである。

さらに、回転子永久磁石は２層であり、外層永久磁石溝は略Ｖ型であり、Ｖ型の永久磁石溝の中にある片方の永久磁石の長さはＬであり、Ｖ型に配置される永久磁石の最大幅はＣであり、０．８×Ｃ≦Ｌを満足する。内層永久磁石溝は略Ｕ型であり、少なくとも３段の永久磁石から構成される。外層永久磁石の回転子の外側に近接する表面の表面積と、内層永久磁石の回転子の外側に近接する表面の表面積との比はＳ１／Ｓ２である。外層永久磁石の回転子の外部表面に近接する先端の外側の２つの頂点と回転子中心との夾角は２×α１であり、内層永久磁石の回転子の外部表面に近接する先端の外側の２つの頂点と回転子中心との夾角は２×α２であり、１．３×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）≦Ｓ１／Ｓ２≦２×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）というような関係を満足する。

外層永久磁石の配列形状、及び、内層永久磁石と外層永久磁石との面積比を設定することによって、永久磁石の動作点をよりうまく調整することができ、内層永久磁石と外層永久磁石の平均動作点をより高くすることができる。内層永久磁石から外層永久磁石に入る磁力線と、固定子４０に直接入る磁力線との比がより合理的になって、モータの永久磁石鎖交磁束を増加させ、モータの効率及びパワーファクターを向上させることができる。内層永久磁石の表面積と外層永久磁石の表面積との比がモータ鎖交磁束に対する影響は図面に示す通りである。内層永久磁石の表面積と外層永久磁石の表面積との比を１．３×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）≦Ｓ１／Ｓ２≦２×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）になるように設定することによって、大きいモータ無負荷鎖交磁束を得ることができる。好ましくは、１．５×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）≦Ｓ１／Ｓ２≦１．８×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）になるように設定してもよい。

本実施例において、回転子の最内層の両側にある平板状の永久磁石の厚さＭ２は、第２層の先端の平板状の永久磁石の厚さＭ１より大きく、１．１×Ｍ１≦Ｍ２≦１．８×Ｍ１である。研究結果によると、固定子４０に対して逆方向磁場を印加する場合、内層永久磁石の動作点と外層永久磁石の動作点は一致せず、内層永久磁石の動作点は外層永久磁石の動作点より低い。したがって、内層永久磁石においては局部的な減磁がより発生しやすくて、モータ全体の耐減磁能力を影響してしまう。このような現象を緩和するために、内層永久磁石の厚さＭ２が外層永久磁石の厚さＭ１より大きくなるように設定する。内層永久磁石と外層永久磁石との耐減磁能力を一致させるために、１．１×Ｍ１≦Ｍ２≦１．８×Ｍ１にする。好ましくは、１．１×Ｍ１≦Ｍ２≦１．３×Ｍ１にする。

本実施例において、外層永久磁石溝の屈折部の外側の辺同士の夾角はＡ１であり、外層永久磁石溝の屈折していない部分の外側の辺同士の夾角はＡであり、ここで２×Ａ≦Ａ１となる。内層永久磁石溝の先端の外側表面においてはカットエッジが設けられ、内層永久磁石溝のカットエッジ部分の外側の辺の夾角はＢ１であり、永久磁石溝の非カットエッジ部分の外側の辺の夾角はＢであり、ここで２×Ｂ≦Ｂ１となり且つ１．１×Ｂ１≦Ａ１である。永久磁石溝の屈折部の外側の辺の夾角及び屈折していない部分の外側の辺の夾角を設定することによって、固定子のｑ軸磁力線がより均一に各磁束通路に入るようによりうまく誘導することができ、モータのｑ軸インダクタンスを増加させ、モータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。回転子の内層永久磁石溝の外側表面の先端においてはカットエッジが設けられ、斜めカットされた後の永久磁石溝の端部の幅はＤ１であり、永久磁石溝の斜めカットされていない部分の端部の幅はＤ２であり、ここでＤ１≦０．６×Ｄ２となる。カットエッジを設けて内層永久磁石溝の先端の幅を小さくすることによって、固定子から回転子に入る磁束を効果的に増加させて、モータのｑ軸インダクタンスを向上させることができる。内層永久磁石溝の先端においては磁極境界線に向かって偏る屈折部が設けられるため、磁束通路ｆ２と磁束通路ｆ３とに入る磁力線の数をより合理的に配分することができ、磁束通路において発生する局部的飽和の現象を減少させて、モータのリラクタンス回転トルクを向上させることができる。すべての永久磁石溝の先端において磁極境界線に向かって偏る屈折部を設けることによって、各磁束通路における磁力線分布を更に調節することができ、局部的飽和を減少させることができる。なお、すべての回転子磁極は円周上において均一に分布する。

Claims (35)

1. 回転子本体（１０）を備え、
   前記回転子本体（１０）においては永久磁石溝グループが配置され、
   前記永久磁石溝グループは外層永久磁石溝（１１）及び内層永久磁石溝（１２）を含み、
   隣接する前記外層永久磁石溝（１１）と前記内層永久磁石溝（１２）との間においては磁束通路（１３）が形成され、
   前記磁束通路（１３）の少なくとも一端においては曲折部が形成され、
   前記磁束通路（１３）の先端が前記回転子本体（１０）の横軸に近接するように配置されるよう、前記曲折部は径方向外側に向かうにつれて前記横軸までの距離が漸次小さくなる
   ことを特徴とする回転子構造。
2. 前記磁束通路（１３）は、順次連通する第１のセグメント（１３１）、第２のセグメント（１３２）及び第３のセグメント（１３３）を含み、
   前記第１のセグメント（１３１）の第１端は前記回転子本体（１０）のシャフト孔（１４）に向かって配置され、前記第１のセグメント（１３１）の第２端は前記回転子本体（１０）の外縁に向かって延びるように配置され、
   前記第３のセグメント（１３３）の第１端は前記シャフト孔（１４）に向かって配置され、前記第３のセグメント（１３３）の第２端は前記回転子本体（１０）の外縁に向かって延びるように配置され、
   且つ、前記第１のセグメント（１３１）と前記第３のセグメント（１３３）は縦軸の両側に位置し、
   前記第１のセグメント（１３１）は、前記回転子本体（１０）の径方向外側に向かうにつれて前記縦軸までの距離が漸次大きくなり、
   前記曲折部は、前記第１のセグメント（１３１）の第２端及び／又は前記第３のセグメント（１３３）の第２端において形成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転子構造。
3. 前記第３のセグメント（１３３）は、前記回転子本体（１０）の径方向外側に向かうにつれて前記縦軸までの距離が漸次大きくなる
   ことを特徴とする請求項２に記載の回転子構造。
4. 前記第３のセグメント（１３３）は、第１のストレートセグメント（１３４）及び第２のストレートセグメント（１３５）を含み、
   前記第１のストレートセグメント（１３４）の第１端は前記第２のセグメント（１３２）と連通し、
   前記第２のストレートセグメント（１３５）の第１端は前記第１のストレートセグメント（１３４）の第２端と連通し、前記第２のストレートセグメント（１３５）の第２端は前記回転子本体（１０）の外縁に沿って延びながら前記横軸に近づき、
   前記第１のストレートセグメント（１３４）の幾何中心線と、前記第２のストレートセグメント（１３５）の幾何中心線とが挟む角は第１の夾角であり、
   前記第２のストレートセグメント（１３５）は前記曲折部をなすことを特徴とする請求項３に記載の回転子構造。
5. 前記第１のストレートセグメント（１３４）と前記第２のストレートセグメント（１３５）とは、幅が同一である
   ことを特徴とする請求項４に記載の回転子構造。
6. 前記第１のセグメント（１３１）は、第３のストレートセグメント（１３６）及び第４のストレートセグメント（１３７）を含み、
   前記第３のストレートセグメント（１３６）の第１端は前記第２のセグメント（１３２）と連通し、
   前記第４のストレートセグメント（１３７）の第１端は前記第３のストレートセグメント（１３６）の第２端と連通し、前記第４のストレートセグメント（１３７）の第２端は前記回転子本体（１０）の外縁に沿って延びながら前記横軸に近づき、
   前記第３のストレートセグメント（１３６）の幾何中心線と、前記第４のストレートセグメント（１３７）の幾何中心線とが挟む角は第２の夾角であり、
   前記第４のストレートセグメント（１３７）は前記曲折部をなす
   ことを特徴とする請求項２に記載の回転子構造。
7. 前記外層永久磁石溝（１１）は、第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）及び第２の外層永久磁石溝セグメント（１１２）を含み、
   前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の第１端は前記シャフト孔（１４）に向かって延びるように配置され、前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の第２端は前記回転子本体（１０）の外縁に向かって配置され、
   前記第２の外層永久磁石溝セグメント（１１２）の第１端は、前記シャフト孔（１４）に向かって延びるように配置され、前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の第１端と対向するように設けられてＶ型構造を構成し、
   前記第２の外層永久磁石溝セグメント（１１２）の第２端は前記回転子本体（１０）の外縁に向かって配置され、
   前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）と前記第２の外層永久磁石溝セグメント（１１２）は前記縦軸の両側に位置する
   ことを特徴とする請求項２に記載の回転子構造。
8. 前記外層永久磁石溝（１１）は第１の斜溝（１１３）を含み、
   前記第１の斜溝（１１３）の第１端は前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の第２端と連通し、前記第１の斜溝（１１３）の第２端は前記回転子本体（１０）の外縁に向かって延びるように配置され、
   前記第１の斜溝（１１３）の長さ方向における幾何中心線と、前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の長さ方向における幾何中心線とが挟む角は第３の夾角であり、
   前記第１の斜溝（１１３）の長さ方向における幾何中心線は、前記回転子本体（１０）の径方向外側に向かうにつれて前記横軸までの距離が漸次小さくなる
   ことを特徴とする請求項７に記載の回転子構造。
9. 前記第１の斜溝（１１３）の前記縦軸に近接する側壁が位置する平面は、前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の前記縦軸に近接する側壁が位置する平面と同一平面上にあるか又は交差する
   ことを特徴とする請求項８に記載の回転子構造。
10. 前記第１の斜溝（１１３）の幅は、前記回転子本体（１０）の径方向外側に向かうにつれて漸次小さくなるか又は漸次大きくなる
    ことを特徴とする請求項８に記載の回転子構造。
11. 前記第１の斜溝（１１３）の第２端の前記回転子本体（１０）の外縁に近接する側壁の中点と、前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の幾何中心線と前記回転子本体（１０）の外縁との交差点と、の間の距離はＡであり、前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の第２端の端部の幅はＭであり、０．６Ｍ≦Ａである
    ことを特徴とする請求項８に記載の回転子構造。
12. 前記第１の斜溝（１１３）の第２端と前記回転子本体（１０）の外縁との間においては第１のブリッジ部が形成され、
    ０．４×Ｍ≦（Ｈ-Ｈ１）であるか、又は、０．４×Ｍ≦（Ｈ-Ｈ１）≦２×Ｍであり、
    ここで、Ｍは前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の第２端の端部の幅であり、Ｈは前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の第２端から前記回転子本体（１０）の外縁までの距離であり、Ｈ１は前記第１のブリッジ部の幅である
    ことを特徴とする請求項８に記載の回転子構造。
13. 前記第１の斜溝（１１３）の第１端の幅は、前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の第２端の幅より小さく、
    及び／又は、前記第１の斜溝（１１３）の第２端の幅は、前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の第２端の幅より小さい
    ことを特徴とする請求項８に記載の回転子構造。
14. ０．２５×Ｍ≦Ｄ１≦０．８×Ｍであるか、又は、０．３×Ｍ≦Ｄ１≦０．４５×Ｍであり、
    ここで、Ｍは前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の第２端の端部の幅であり、Ｄ１は前記第１の斜溝（１１３）の第２端の幅である
    ことを特徴とする請求項８に記載の回転子構造。
15. 前記外層永久磁石溝（１１）は第２の斜溝（１１４）を更に含み、
    前記第２の斜溝（１１４）の第１端は前記第２の外層永久磁石溝セグメント（１１２）の第２端と連通し、前記第２の斜溝（１１４）の第２端は前記回転子本体（１０）の外縁に向かって延びるように配置され、
    前記第２の斜溝（１１４）の長さ方向における幾何中心線と、前記第２の外層永久磁石溝セグメント（１１２）の長さ方向における幾何中心線とが挟む角は第４の夾角であり、
    前記第２の斜溝（１１４）の長さ方向における幾何中心線は、前記回転子本体（１０）の径方向外側に向かうにつれて、前記横軸までの距離が漸次小さくなる
    ことを特徴とする請求項８に記載の回転子構造。
16. 前記第１の斜溝（１１３）と前記第２の斜溝（１１４）は前記縦軸に関して対称になるように配置される
    ことを特徴とする請求項１５に記載の回転子構造。
17. 前記内層永久磁石溝（１２）は、順次配置される第１の内層永久磁石溝セグメント（１２１）、第２の内層永久磁石溝セグメント（１２２）及び第３の内層永久磁石溝セグメント（１２３）を含み、
    前記第１の内層永久磁石溝セグメント（１２１）、前記第２の内層永久磁石溝セグメント（１２２）及び前記第３の内層永久磁石溝セグメント（１２３）は順次連通して、前記回転子本体（１０）の外縁に向く開口を有するＵ型構造を形成するか、
    又は、前記第１の内層永久磁石溝セグメント（１２１）、前記第２の内層永久磁石溝セグメント（１２２）及び前記第３の内層永久磁石溝セグメント（１２３）は順次連通し、前記第１の内層永久磁石溝セグメント（１２１）、前記第２の内層永久磁石溝セグメント（１２２）及び前記第３の内層永久磁石溝セグメント（１２３）のうち、隣接する２つの間において第２のブリッジ部が形成される
    ことを特徴とする請求項１５に記載の回転子構造。
18. 前記第１の内層永久磁石溝セグメント（１２１）は第３の斜溝（１２４）を含み、
    前記第３の斜溝（１２４）の第１端は、前記第１の内層永久磁石溝セグメント（１２１）の前記回転子本体（１０）の外縁に近接する端部と連通し、
    前記第３の斜溝（１２４）の第２端は、前記回転子本体（１０）の外縁に向かって延びながら前記横軸に近づき、
    前記第３の内層永久磁石溝セグメント（１２３）は第４の斜溝（１２５）を含み、
    前記第４の斜溝（１２５）の第１端は、前記第３の内層永久磁石溝セグメント（１２３）の前記回転子本体（１０）の外縁に近接する端部と連通し、
    前記第４の斜溝（１２５）の第２端は、前記回転子本体（１０）の外縁に向かって延びながら前記横軸に近づく
    ことを特徴とする請求項１７に記載の回転子構造。
19. 前記第３の斜溝（１２４）と前記第４の斜溝（１２５）は前記縦軸に関して対称になるように配置される
    ことを特徴とする請求項１８に記載の回転子構造。
20. 前記第１の斜溝（１１３）の前記縦軸に近接する側壁の延長線と、前記第２の斜溝（１１４）の前記縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ａ１であり、
    前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）の前記縦軸に近接する側壁の延長線と、前記第２の外層永久磁石溝セグメント（１１２）の前記縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ａであり、
    ２×Ａ≦Ａ１である
    ことを特徴とする請求項１８に記載の回転子構造。
21. 前記第３の斜溝（１２４）の前記縦軸に近接する側壁の延長線と、前記第４の斜溝（１２５）の前記縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ｂ１であり、
    前記第１の内層永久磁石溝セグメント（１２１）の前記縦軸に近接する側壁の延長線と、前記第３の内層永久磁石溝セグメント（１２３）の前記縦軸に近接する側壁の延長線とが挟む角は夾角Ｂであり、
    ２×Ｂ≦Ｂ１である
    ことを特徴とする請求項２０に記載の回転子構造。
22. １．１×Ｂ１≦Ａ１である
    ことを特徴とする請求項２１に記載の回転子構造。
23. 前記回転子構造は、外層永久磁石（２０）及び内層永久磁石（３０）を更に備え、
    前記外層永久磁石（２０）は前記外層永久磁石溝（１１）の中に配置され、前記内層永久磁石（３０）は前記内層永久磁石溝（１２）の中に配置される
    ことを特徴とする請求項７に記載の回転子構造。
24. 前記外層永久磁石（２０）の前記回転子本体（１０）の縦軸に近接し且つ前記回転子本体（１０）のエッジに近接する表面と前記シャフト孔（１４）とを結ぶ連結線と、前記回転子本体（１０）の縦軸とが挟む角は第５の夾角α１であり、
    前記内層永久磁石（３０）の前記回転子本体（１０）の縦軸に近接し且つ前記回転子本体（１０）のエッジに近接する表面と前記シャフト孔（１４）とを結ぶ連結線と、前記回転子本体（１０）の縦軸とが挟む角は第６の夾角α２であり、
    １．３×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）≦Ｓ１／Ｓ２≦２×（ｓｉｎα１／ｓｉｎα２）であり、ここで、Ｓ１は前記外層永久磁石（２０）の前記回転子本体（１０）の縦軸に近接する側の表面積であり、Ｓ２は前記内層永久磁石（３０）の前記回転子本体（１０）の縦軸に近接する側の表面積である
    ことを特徴とする請求項２３に記載の回転子構造。
25. 前記内層永久磁石（３０）は、少なくとも一部の厚さが前記外層永久磁石（２０）の厚さより大きい
    ことを特徴とする請求項２３に記載の回転子構造。
26. 前記外層永久磁石（２０）の厚さはＭ１であり、前記内層永久磁石（３０）の厚さはＭ２であり、１．１Ｍ１≦Ｍ２≦１．８×Ｍ１である
    ことを特徴とする請求項２３に記載の回転子構造。
27. 前記内層永久磁石溝（１２）は、第１の内層永久磁石溝セグメント（１２１）及び第３の内層永久磁石溝セグメント（１２３）を含み、
    前記第１の内層永久磁石溝セグメント（１２１）は第３の斜溝（１２４）を含み、
    前記第３の内層永久磁石溝セグメント（１２３）は第４の斜溝（１２５）を含み、
    前記第３の斜溝（１２４）及び／又は前記第４の斜溝（１２５）の第２端の幅はＤ２であり、Ｄ２≦０．６×Ｍ２であり、ここで、Ｍ２は前記内層永久磁石（３０）の厚さである
    ことを特徴とする請求項２３に記載の回転子構造。
28. 前記第２のセグメント（１３２）の前記回転子本体（１０）のエッジに近接する側壁の中点と、前記回転子本体（１０）のエッジとを結ぶ連結線の中点はＰであり、
    前記回転子本体（１０）の中心を円心とし、前記円心から点Ｐまでの距離を半径とし、前記回転子本体（１０）の周方向に沿って円弧を書く場合、前記円弧と交差する位置にある前記外層永久磁石（２０）及び前記内層永久磁石（３０）の厚さの総和はＭ３であり、前記円弧の周長はＣ１であり、Ｍ３／Ｃ１＝Ｔ２であり、４５％≦Ｔ２≦７０％である
    ことを特徴とする請求項２３に記載の回転子構造。
29. 前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）又は前記第２の外層永久磁石溝セグメント（１１２）の中に位置する前記外層永久磁石（２０）の前記縦軸に近接する表面の長さはＬであり、前記第１の外層永久磁石溝セグメント（１１１）と前記第２の外層永久磁石溝セグメント（１１２）との間の最大距離はＣであり、０．８×Ｃ≦Ｌである
    ことを特徴とする請求項２３に記載の回転子構造。
30. 前記磁束通路（１３）の幅は、前記回転子本体（１０）の径方向外側に向かうにつれて漸次大きくなるか、又は、
    前記磁束通路（１３）の幅は、前記回転子本体（１０）の径方向外側に向かうにつれて漸次小さくなるか、又は、
    前記磁束通路（１３）の幅は、前記回転子本体（１０）の径方向外側に向かうにつれて、所定距離まで漸次大きくなってから再び漸次小さくなるか、又は、
    前記磁束通路（１３）の幅は、前記回転子本体（１０）の径方向外側に向かうにつれて、所定距離まで漸次小さくなってから再び漸次大きくなる
    ことを特徴とする請求項１に記載の回転子構造。
31. 前記永久磁石溝グループは複数であり、複数の前記永久磁石溝グループは前記回転子本体（１０）に沿って均一に配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の回転子構造。
32. 前記内層永久磁石溝（１２）及び／又は前記外層永久磁石溝（１１）は、複数である
    ことを特徴とする請求項１に記載の回転子構造。
33. 前記外層永久磁石溝（１１）は、開口が前記回転子本体（１０）の外縁に向くＵ型構造である
    ことを特徴とする請求項１に記載の回転子構造。
34. 回転子構造を備え、
    前記回転子構造は請求項１乃至３３のいずれか一項に記載の回転子構造である
    ことを特徴とする永久磁石補助型同期リラクタンスモータ。
35. 回転子構造を備え、
    前記回転子構造は請求項１乃至３３のいずれか一項に記載の回転子構造である
    ことを特徴とする電気自動車。

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