转子结构、永磁辅助同步磁阻电机及电动汽车的制作方法

本实用新型涉及电机设备技术领域，具体而言，涉及一种转子结构、永磁辅助同步磁阻电机及电动汽车。

背景技术：

电动汽车具有节能、环保等特点，得到了迅速的发展。现有的电动汽车驱动电机为了实现电机的高功率密度、高效率等功能，越来越多的电机采用高性能稀土永磁电机。稀土永磁电机能够实现高效率和高功率密度，主要依赖于高性能的稀土永磁体，目前应用最多的是钕铁硼稀土永磁体。但稀土是一种不可再生资源，价格较为昂贵，并且稀土价格的波动也较大，导致电动汽车驱动电机的生产成本较高，这对于推动电动汽车全面发展是非常不利的。进一步地，现有技术中了还将铁氧体永磁辅助同步磁阻电机应用于电动汽车，但该种电机存在噪声大、易退磁、效率低等问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种转子结构、永磁辅助同步磁阻电机及电动汽车，以解决现有技术中电机效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种转子结构，包括：转子本体，转子本体上开设有磁钢槽组，磁钢槽组包括内层磁钢槽，内层磁钢槽包括依次设置的第一内层磁钢槽段、第二内层磁钢槽段和第三内层磁钢槽段，第二内层磁钢槽段呈弧形结构，第二内层磁钢槽段的弧形部朝向转子本体的转轴孔一侧凸出地设置，第二内层磁钢槽段关于转子本体的直轴对称地设置，第二内层磁钢槽段的两端的端部侧壁延长线与直轴相交于点Q。

进一步地，磁钢槽组包括外层磁钢槽，外层磁钢槽与内层磁钢槽相邻地设置，外层磁钢槽与内层磁钢槽之间形成导磁通道，外层磁钢槽位于内层磁钢槽外侧。

进一步地，外层磁钢槽包括多个磁钢槽段，多个磁钢槽段包括：第一外层磁钢槽段，第一外层磁钢槽段的第一端朝向转子本体的转轴孔延伸设置，第一外层磁钢槽段的第二端朝向转子本体的外边沿延伸设置，第一外层磁钢槽段位于直轴的第一侧；第二外层磁钢槽段，第二外层磁钢槽段与第一外层磁钢槽段相对地设置并位于与直轴的第一侧相对的第二侧，第二外层磁钢槽段的第一端朝向转子本体的转轴孔延伸设置，第二外层磁钢槽段的第二端朝向转子本体的外边沿延伸设置。

进一步地，外层磁钢槽还包括：第一折槽，第一折槽的第一端与第一外层磁钢槽段的第二端相连通，第一折槽的第二端朝向转子本体的外边沿延伸并逐渐远离直轴。

进一步地，外层磁钢槽还包括：第二折槽，第二折槽的第一端与第二外层磁钢槽段的第二端相连通，第二折槽的第二端朝向转子本体的外边沿延伸并逐渐远离直轴。

进一步地，多个磁钢槽段还包括：第三外层磁钢槽段，第三外层磁钢槽段的第一端与第一外层磁钢槽段的第一端相连通，第三外层磁钢槽段的第二端与第二外层磁钢槽段的第一端相连通。

进一步地，第一外层磁钢槽段、第二外层磁钢槽段和第三外层磁钢槽段形成V形结构磁钢槽，或者，第一外层磁钢槽段、第二外层磁钢槽段和第三外层磁钢槽段形成U形结构磁钢槽。

进一步地，第一折槽的第二端的靠近转子本体的外边沿处的侧壁的中点与第一外层磁钢槽段的几何中心线的距离为D3，第一外层磁钢槽段的第二端的端部的宽度为M，其中，0.6M ≤D3。

进一步地，第一折槽的第二端与转子本体的外边沿之间形成第一隔磁桥，其中，0.4×M ≤(H-H1)，或者，0.4×M≤(H-H1)≤2×M，M为第一外层磁钢槽段的第二端的端部的宽度，H为第一外层磁钢槽段的第二端至转子本体的外边沿的距离，H1为第一隔磁桥的宽度。

进一步地，第一内层磁钢槽段、第二内层磁钢槽段和第三内层磁钢槽段依次间隔地设置，第一内层磁钢槽段和第二内层磁钢槽段之间形成有第二隔磁桥，第二内层磁钢槽段与第三内层磁钢槽段之间形成有第三隔磁桥。

进一步地，转子结构还包括：弧形永磁体，弧形永磁体设置于第二内层磁钢槽段内，弧形永磁体的磁场方向与直轴交于点Q。

进一步地，弧形永磁体的两端与第二隔磁桥之间的距离为L1，其中，L1≤0.2mm。

进一步地，转子结构还包括：第一内层永磁体，第一内层永磁体设置于第一内层磁钢槽段内，第一内层永磁体的靠近第二隔磁桥一侧的表面与第二隔磁桥的边线平行地设置。

进一步地，第一内层永磁体的靠近第二隔磁桥一侧的表面与第二隔磁桥之间的距离为L1，其中，L1≤0.2mm。

进一步地，转子结构还包括：第三内层永磁体，第三内层永磁体设置于第三内层磁钢槽段内，第三内层永磁体的靠近第三隔磁桥一侧的表面与第三隔磁桥的边线平行地设置。

进一步地，第三内层永磁体的靠近第三隔磁桥一侧的表面与第三隔磁桥之间的距离为L3，其中，L3≤0.2mm。

进一步地，第二隔磁桥和/或第三隔磁桥的宽度沿转子本体的径向方向向外逐渐减小。

进一步地，第一内层永磁体和第三内层永磁体为矩形永磁体。

进一步地，转子结构还包括弧形永磁体，弧形永磁体设置于第二内层磁钢槽段内，弧形永磁体的磁场方向汇集于弧形永磁体的内弧转轴孔和弧形永磁体的外弧转轴孔之间的连线上。

进一步地，内层磁钢槽的沿转子本体径向方向的横截面呈U形结构，内层磁钢槽的两端关于内层磁钢槽的径向方向的第一几何中心线对称地设置。

进一步地，第二内层磁钢槽段的第一几何中心线与外层磁钢槽的沿转子本体的径向方向的第二几何中心线共线。

进一步地，外层磁钢槽的沿转子本体的径向方向的横截面呈V形结构，外层磁钢槽的第一端的朝向第二几何中心线的侧壁的延长线与外层磁钢槽的第二端的朝向第二几何中心线的侧壁的延长线相交以形成第一夹角α1，其中，×α＜α1≤×α，α为位于内层磁钢槽的外侧导磁通道的极弧角度。

进一步地，第一内层磁钢槽段的朝向外层磁钢槽的侧壁的延长线与第三内层磁钢槽段的朝向外层磁钢槽的侧壁的延长线相交以形成第一夹角α2，其中，0≤α2-α1≤(1/15)×α，α为位于内层磁钢槽的外侧导磁通道的极弧角度。

进一步地，第一内层磁钢槽段和第三内层磁钢槽段的连接处且朝向内层磁钢槽的侧壁呈弧形结构，弧形结构的圆心与第二内层磁钢槽段的圆心相同。

进一步地，转子结构还包括：内层永磁体，内层永磁体设置于内层磁钢槽内；外层永磁体，外层永磁体设置于外层磁钢槽内，内层永磁体的厚度为H2，外层永磁体的厚度为H，其中，0.2×H≤H2-H≤0.3×H。

进一步地，弧形永磁体的厚度为H1，第一内层永磁体或第三内层永磁体的厚度为H21，其中，H1-H21＝t，其中，t∈[0.1×H1，0.3×H1]。

进一步地，第一内层永磁体和/或第三内层永磁体的靠近转子本体的外边沿处的端部设置有切边。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种永磁辅助同步磁阻电机，包括转子结构，转子结构为上述的转子结构。

进一步地，永磁辅助同步磁阻电机还包括：定子本体，定子本体的内周面上设置有多个定子齿，多个定子齿包括第一定子齿和第二定子齿，第一定子齿与第二定子齿间隔地设置，第一内层永磁体的端部与第一定子齿相对地设置，第三内层永磁体的端部与第二定子齿相对地设置，第一内层永磁体的远离外层永磁体的端部设置有第一切边，第三内层永磁体的远离外层永磁体的端部设置有第二切边。

进一步地，多个定子齿还包括第三定子齿和第四定子齿，第三定子齿与第一定子齿相邻地设置，第三定子齿至第一几何中心线的距离大于第一定子齿至第一几何中心线的距离，第四定子齿与第二定子齿相邻地设置，第四定子齿至第一几何中心线的距离大于第二定子齿至第一几何中心线的距离；其中，第一切边与第二切边之间的距离为L1，第一定子齿的端部的远离第一几何中心线的表面与第二定子齿的端部的远离第一几何中心线的表面之间的距离为 L2，第三定子齿的端部的靠近第一几何中心线的表面与第四定子齿的端部的靠近第一几何中心线的表面之间的距离为L3，L2＜L1＜L3。

进一步地，外层永磁体包括：第一外层永磁体，第一外层永磁体设置于外层磁钢槽内，第一外层永磁体的第一端朝向转轴孔处延伸设置，第一外层永磁体的第二端朝向转子本体的外边沿延伸设置；第二外层永磁体，第二外层永磁体设置于外层磁钢槽内，第二外层永磁体的第一端朝向转轴孔处延伸设置，第二外层永磁体的第二端朝向转子本体的外边沿延伸设置，第一外层永磁体与第二外层永磁体关于第二几何中心线对称地设置。

进一步地，永磁辅助同步磁阻电机包括：定子本体，定子本体的内周面上设置有多个定子齿，多个定子齿还包括第五定子齿，第五定子齿位于第一外层永磁体和第二外层永磁体之间，多个定子齿还包括第六定子齿和第七定子齿，第六定子齿与第五定子齿相邻地设置，第一外层永磁体的端部与第五定子齿相对地设置，第二外层永磁体的端部与第六定子齿相对地设置。

进一步地，外层磁钢槽的远离内层磁钢槽并距离第二几何中心线的最远处的侧壁上的点与转轴孔的连线形成的圆心角为α3，第六定子齿和第七定子齿的靠近第五定子齿的侧壁与转子本体的圆心的连线形成的圆心角为α4，第五定子齿的最大宽度处的连线的两端与转轴孔的连线形成的圆心角为α5，其中，α5＜α3＜α4。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种电动汽车，包括转子结构，转子结构为上述的转子结构。

应用本实用新型的技术方案，通过设置第二内层磁钢槽段的两端的端部侧壁延长线与转子本体的直轴相交于点Q，使之提高电机q轴电感强度，增大电机效率，降低电机转矩脉动，降低电机的振动和噪声，提高电机效率，提高电机的抗退磁能力。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的转子结构的实施例一的剖视结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的转子结构的实施例二的剖视结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的转子结构的实施例三的剖视结构示意图；

图4示出了根据本实用新型的转子结构的实施例四的剖视结构示意图；

图5示出了根据本实用新型的转子结构的实施例五的剖视结构示意图；

图6示出了根据本实用新型的转子结构的实施例六的剖视结构示意图；

图7示出了根据本实用新型的转子结构的实施例七的结构示意图；

图8示出了根据本实用新型的转子结构的转子和定子装配结构的实施例的结构示意图。

图9示出了转子结构的内、外层磁钢槽面积比值对磁链影响示意图；

图10示出了转子结构的永磁体厚度占比与转矩关系的示意图；

图11示出了转子结构的磁钢槽末端折槽长度对电机性能影响的示意图；

图12示出了根据本实用新型的转子结构的折槽末端宽度对电机参数影响的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、转子本体；11、外层磁钢槽；12、内层磁钢槽；13、转轴孔；

111、第一外层磁钢槽段；112、第二外层磁钢槽段；113、第一折槽；114、第二折槽；115、第三外层磁钢槽段；

121、第一内层磁钢槽段；122、第二内层磁钢槽段；123、第三内层磁钢槽段；

124、第三折槽；125、第四折槽；

20、外层永磁体；21、第一外层永磁体；22、第二外层永磁体；

30、内层永磁体；31、弧形永磁体；32、第一内层永磁体；321、第一切边；33、第三内层永磁体；331、第二切边；

40、定子本体；41、第一定子齿；42、第二定子齿；43、第三定子齿；44、第四定子齿； 45、第五定子齿；46、第六定子齿；47、第七定子齿；

51、第一隔磁桥；52、第二隔磁桥；53、第三隔磁桥。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

结合图1至图12所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种转子结构。

具体地，该转子包括转子本体10，转子本体10上开设有磁钢槽组，磁钢槽组包括内层磁钢槽12，内层磁钢槽12包括依次设置的第一内层磁钢槽段121、第二内层磁钢槽段122和第三内层磁钢槽段123，第二内层磁钢槽段122呈弧形结构，第二内层磁钢槽段122的弧形部朝向转子本体10的转轴孔一侧凸出地设置，第二内层磁钢槽段122关于转子本体10的直轴对称地设置，第二内层磁钢槽段122的两端的端部侧壁延长线与直轴相交于点Q。

在本实施例中，通过设置第二内层磁钢槽段的两端的端部侧壁延长线与转子本体的直轴相交于点Q，使之提高永磁辅助同步磁阻电机(以下简称为电机)q轴电感强度，增大电机效率，降低电机转矩脉动，降低电机的振动和噪声，提高电机效率，提高电机的抗退磁能力。

如图1所示，磁钢槽组包括外层磁钢槽11，外层磁钢槽11与内层磁钢槽12相邻地设置，外层磁钢槽11与内层磁钢槽12之间形成导磁通道，外层磁钢槽11位于内层磁钢槽12外侧。这样设置可以使得磁力线的引导效果更佳，获得更大的q轴电感。

在本实施例中，外层磁钢槽11包括多个磁钢槽段，多个磁钢槽段包括第一外层磁钢槽段和第二外层磁钢槽段。第一外层磁钢槽段111的第一端朝向转子本体10的转轴孔延伸设置，第一外层磁钢槽段111的第二端朝向转子本体10的外边沿延伸设置，第一外层磁钢槽段111 位于直轴的第一侧。第二外层磁钢槽段112与第一外层磁钢槽段111相对地设置并位于与直轴的第一侧相对的第二侧，第二外层磁钢槽段112的第一端朝向转子本体10的转轴孔延伸设置，第二外层磁钢槽段112的第二端朝向转子本体10的外边沿延伸设置。这样设置便于导磁通道内的磁力线高效的导入。

进一步地，外层磁钢槽11还包括第一折槽113，第一折槽113的第一端与第一外层磁钢槽段111的第二端相连通，第一折槽113的第二端朝向转子本体10的外边沿延伸并逐渐远离直轴。这样设置可以使得磁力线的引导效果更佳，获得更大的q轴电感。

另外，外层磁钢槽11还包括第二折槽114，第二折槽114的第一端与第二外层磁钢槽段 112的第二端相连通，第二折槽114的第二端朝向转子本体10的外边沿延伸并逐渐远离直轴。这样设置可以使得磁力线的引导效果更佳，获得更大的q轴电感。

在本实施例中，多个磁钢槽段还包括第三外层磁钢槽段115，第三外层磁钢槽段115的第一端与第一外层磁钢槽段111的第一端相连通，第三外层磁钢槽段115的第二端与第二外层磁钢槽段112的第一端相连通。这样设置便于导磁通道内的磁力线高效地导入。

其中，第一外层磁钢槽段111、第二外层磁钢槽段112和第三外层磁钢槽段115形成V形结构磁钢槽，即在本实施例中，第三外层磁钢槽段115为小V形结构。或者，第一外层磁钢槽段111、第二外层磁钢槽段112和第三外层磁钢槽段115形成U形结构磁钢槽，即在本实施例中，第三外层磁钢槽段115为小U形结构。这样设置可以更好的引导定子磁力线更均匀的进入各导磁通道。

在本实施例中，第一折槽113的第二端的靠近转子本体10的外边沿处的侧壁的中点与第一外层磁钢槽段111的几何中心线的距离为D3，第一外层磁钢槽段111的第二端的端部的宽度为M，其中，0.6M≤D3。这样设置可以使得磁力线的引导效果更佳，获得更大的q轴电感。

其中，第一折槽113的第二端与转子本体10的外边沿之间形成第一隔磁桥，其中，0.4× M≤(H-H1)，或者，0.4×M≤(H-H1)≤2×M，M为第一外层磁钢槽段111的第二端的端部的宽度，H为第一外层磁钢槽段111的第二端至转子本体10的外边沿的距离，H1为第一隔磁桥51的宽度。这样设置可以使得磁力线的引导效果更佳，获得更大的q轴电感。

在本实施例中，第一内层磁钢槽段121、第二内层磁钢槽段122和第三内层磁钢槽段123 依次间隔地设置，第一内层磁钢槽段121和第二内层磁钢槽段122之间形成有第二隔磁桥52，第二内层磁钢槽段122与第三内层磁钢槽段123之间形成有第三隔磁桥53。这样设置可以利用永磁体的磁场使得隔磁桥较为饱和，使得定子的轴磁力线难以通过隔磁桥，减小了电机的轴电感，提升了电机的磁阻转矩。

进一步地，转子结构还包括弧形永磁体31，弧形永磁体31设置于第二内层磁钢槽段122 内，弧形永磁体31的磁场方向与直轴交于点Q。通过将永磁体侧边线指向磁场中心点，可以有效减少永磁体端部的局部退磁，提升电机的抗退磁能力，增加电机的可靠性。

其中，弧形永磁体31的两端与第二隔磁桥52之间的距离为L1，其中，L1≤0.2mm。通过增加永磁体填充度，可以利用永磁体的磁场使得隔磁桥较为饱和，使得定子的轴磁力线难以通过隔磁桥，减小了电机的轴电感，提升了电机的磁阻转矩。

在本实施例中，转子结构还包括第一内层永磁体32，第一内层永磁体32设置于第一内层磁钢槽段121内，第一内层永磁体32的靠近第二隔磁桥52一侧的表面与第二隔磁桥52的边线平行地设置。可以利用永磁体的磁场使得隔磁桥较为饱和，使得定子的轴磁力线难以通过隔磁桥，减小了电机的轴电感，提升了电机的磁阻转矩。

进一步地，第一内层永磁体32的靠近第二隔磁桥52一侧的表面与第二隔磁桥52之间的距离为L1，其中，L1≤0.2mm。可以利用永磁体的磁场使得隔磁桥较为饱和，使得定子的轴磁力线难以通过隔磁桥，减小了电机的轴电感，提升了电机的磁阻转矩。

在本实施例中，转子结构还包括第三内层永磁体33，第三内层永磁体33设置于第三内层磁钢槽段123内，第三内层永磁体33的靠近第三隔磁桥53一侧的表面与第三隔磁桥53的边线平行地设置。可以利用永磁体的磁场使得隔磁桥较为饱和，使得定子的轴磁力线难以通过隔磁桥，减小了电机的轴电感，提升了电机的磁阻转矩。

在本实施例中，第三内层永磁体33的靠近第三隔磁桥53一侧的表面与第三隔磁桥53之间的距离为L3，其中，L3≤0.2mm。可以利用永磁体的磁场使得隔磁桥较为饱和，使得定子的轴磁力线难以通过隔磁桥，减小了电机的轴电感，提升了电机的磁阻转矩。

在本实施例中，第二隔磁桥52或第三隔磁桥53的宽度，或者第二隔磁桥52和第三隔磁桥53的宽度，沿转子本体10的径向方向向外逐渐减小。这样设置有效地提高了具有该结构的转子结构的电机效率，增加了电机的抗退磁能力。

其中，转子结构还包括第一内层永磁体32，第一内层永磁体32设置于第一内层磁钢槽段 121内，第一内层永磁体32和第三内层永磁体33为矩形永磁体。这样设置更有利于永磁体和磁钢槽的配合紧密性。

在本实施例中，转子结构还包括弧形永磁体，弧形永磁体设置于第二内层磁钢槽段内，弧形永磁体的磁场方向汇集于弧形永磁体的内弧转轴孔和弧形永磁体的外弧转轴孔之间的连线上。这样设置有效地提高了具有该结构的转子结构的电机效率，增加了电机的抗退磁能力。

在本实施例中，转子本体10上开设有内层磁钢槽12和外层磁钢槽11，内层磁钢槽12和外层磁钢槽11之间形成导磁通道，内层磁钢槽12的沿转子本体10径向方向的横截面呈U形结构，位于内层磁钢槽12的沿转子本体10的径向方向的第一几何中心线的两端关于第一几何中心线对称地设置。采用该技术方案，使得设置在转子本体上的磁钢槽的布局更加合理，提高了设置于内外层磁钢槽磁钢的工作的有效面积，提高了转子的永磁转矩，进而提升了转子结构的磁阻转矩，从而提升了具有该转子结构的转子结构的输出扭矩。

在本实施例中，内层磁钢槽12包括第二内层磁钢槽段122，第二内层磁钢槽段122的弧形部朝向转子本体10的转轴孔13处凸出地设置，第二内层磁钢槽段122的第一几何中心线与外层磁钢槽11的沿转子本体10的径向方向的第二几何中心线共线。这样设置保证转子磁场分布均匀。

进一步地，外层磁钢槽11的沿转子本体10的径向方向的横截面呈V形结构，外层磁钢槽11的第一端的朝向第二几何中心线的侧壁的延长线与外层磁钢槽11的第二端的朝向第二几何中心线的侧壁的延长线相交以形成第一夹角α1，其中，(13/15)×α＜α1≤(17/15)×α，α为位于内层磁钢槽12的外侧导磁通道的极弧角度。这样设置使得转子磁极在圆周上分布合理，使得转子结构磁极对称分布，减小转子结构负载时的转矩脉动，减小转子结构的振动和噪声。

其中，内层磁钢槽12包括第一内层磁钢槽段121，第一内层磁钢槽段121的第一端与第二内层磁钢槽段122的第一端相连通，第一内层磁钢槽段121的第二端沿转子本体10的径向方向向外延伸；第三内层磁钢槽段123，第三内层磁钢槽段123的第一端与第二内层磁钢槽段 122的第二端相连通，第三内层磁钢槽段123的第二端沿转子本体10的径向方向向外延伸，第一内层磁钢槽段121的朝向外层磁钢槽11的侧壁的延长线与第三内层磁钢槽段123的朝向外层磁钢槽11的侧壁的延长线相交以形成第一夹角α2，其中，0≤α2-α1≤1/15×α，α为位于所述内层磁钢槽12的外侧导磁通道的极弧角度。这样设置增加了磁钢工作的有效面积，提高了永磁转矩，进而提升了转子结构的磁阻转矩，从而提升了转子结构的输出扭矩。

在本实施例中，第一内层磁钢槽段121和第三内层磁钢槽段123的连接处且朝向内层磁钢槽12的侧壁呈弧形结构，弧形结构的圆心与第二内层磁钢槽段122的圆心相同。这样设置解决了转子上U型整体磁钢弧度过大加工困难的问题，还增加了磁钢工作的有效面积，提高了永磁转矩，进而提升了转子结构的磁阻转矩。

在本实施例中，转子结构还包括：内层永磁体30，内层永磁体30设置于内层磁钢槽12 内；外层永磁体20，外层永磁体20设置于外层磁钢槽11内，内层永磁体30的厚度为H2，外层永磁体20的厚度为H，其中，0.2×H≤H2-H≤0.3×H。这样设置可以有效提高永磁扭矩及退磁电流大小，其中厚度设置为0.2×H≤H2-H≤0.3×H是性价比最高。另外，这里磁钢可以采用铁氧体永磁材料，使得与现有技术相比可降低成本30％。

另外，内层永磁体30包括弧形永磁体31、第一内层永磁体32和第三内层永磁体33，弧形永磁体31设置于第二内层磁钢槽段122内；第一内层永磁体32设置于第一内层磁钢槽段 121内；第三内层永磁体33设置于第三内层磁钢槽段123内，弧形永磁体31的厚度为H1，第一内层永磁体32或第三内层永磁体33的厚度为H21，其中，H1-H21＝t，其中，t∈[0.1× H1，0.3×H1]。这样设置可以有效提升永磁体转矩及退磁电流大小，且性价比最高。

在本实施例中，第一内层永磁体32和/或第三内层永磁体33的靠近转子本体10的外边沿处的端部设置有切边。这样设置可增加转子的抗退磁能力。另外，第一内层永磁体32和第三内层永磁体33的靠近转子本体10的外边沿处的端部可同时有切边。

在本实施例中，转子结构还包括定子本体40，定子本体40的内周面上设置有多个定子齿，多个定子齿包括第一定子齿41和第二定子齿42，第一定子齿41与第二定子齿42间隔地设置，第一内层永磁体32的端部与第一定子齿41相对地设置，第三内层永磁体33的端部与第二定子齿42相对地设置，第一内层永磁体32的远离外层永磁体20的端部设置有第一切边321，第三内层永磁体33的远离外层永磁体20的端部设置有第二切边331。这样设置可以使得在相同激磁电流下产生更多的磁通，增大了转子结构的磁阻转矩，提高了转子结构的效率，且磁钢的切边处理，增强了转子的抗退磁能力。

进一步地，多个定子齿还包括第三定子齿43和第四定子齿44，第三定子齿43与第一定子齿41相邻地设置，第三定子齿43至第一几何中心线的距离大于第一定子齿41至第一几何中心线的距离，第四定子齿44与第二定子齿42相邻地设置，第四定子齿44至第一几何中心线的距离大于第二定子齿42至第一几何中心线的距离；其中，第一切边321与第二切边331 之间的距离为L1，第一定子齿41的端部的远离第一几何中心线的表面与第二定子齿42的端部的远离第一几何中心线的表面之间的距离为L2，第三定子齿43的端部的靠近第一几何中心线的表面与第四定子齿44的端部的靠近第一几何中心线的表面之间的距离为L3，L2＜L1＜ L3。这样设置可以改善转子本体上U型两侧的第一内层永磁体32和第三内层永磁体33以及 V字型磁钢的第一外层永磁体21和第二外层永磁体22的抗退磁能力，进一步增强了转子结构的抗退磁能力。

在本实施例中，外层永磁体20包括第一外层永磁体21和第二外层永磁体22，第一外层永磁体21设置于外层磁钢槽11内，第一外层永磁体21的第一端朝向转轴孔13处延伸设置，第一外层永磁体21的第二端朝向转子本体10的外边沿延伸设置；第二外层永磁体22设置于外层磁钢槽11内，第二外层永磁体22的第一端朝向转轴孔13处延伸设置，第二外层永磁体 22的第二端朝向转子本体10的外边沿延伸设置，第一外层永磁体21与第二外层永磁体22关于第二几何中心线对称地设置。这样设置增加了磁钢工作的有效面积，并且使得转子磁场内磁力线分布均匀，且可以提供更多的磁通。提高了永磁转矩，进而提升了转子结构的磁阻转矩，从而提升了转子结构的输出扭矩。

其中，本申请提供的永磁辅助同步磁阻电机包括转子结构和定子本体40，定子本体40的内周面上设置有多个定子齿，多个定子齿还包括第五定子齿45，第五定子齿45位于第一外层永磁体21和第二外层永磁体22之间，多个定子齿还包括第六定子齿46和第七定子齿47，第六定子齿46与第五定子齿45相邻地设置，第一外层永磁体21的端部与第五定子齿45相对地设置，第二外层永磁体22的端部与第六定子齿46相对地设置。这样设置可以有效调节定子产生的磁力线进入转子，使得在相同的激磁电流下产生了更多的磁通。进而提供了电磁扭矩，提升转子结构的输出扭矩。

在本实施例中，外层磁钢槽11的远离内层磁钢槽12并距离第二几何中心线的最远处的侧壁上的点与转轴孔13的连线形成的圆心角为α3，第六定子齿46和第七定子齿47的靠近第五定子齿45的侧壁与转子本体10的圆心的连线形成的圆心角为α4，第五定子齿45的最大宽度处的连线的两端与转轴孔13的连线形成的圆心角为α5，其中，α5＜α3＜α4。这样设置增加了磁钢工作的有效面积，提高了永磁转矩，进而提升了转子结构的磁阻转矩。

上述实施例中的转子结构还可以用于电机设备技术领域，即根据本实用新型的另一方面，提供了一种永磁辅助同步磁阻电机，包括转子结构，转子结构为上述的转子结构。

上述实施例中的转子结构还可以用于车辆设备技术领域，即根据本实用新型的另一方面，提供了一种电动汽车，包括转子结构，转子结构为上述的转子结构。

在本实施例中，电机包含定子和转子，转子上含有放置磁钢槽以及放置在磁钢槽中的永磁体，转子在同一个磁极上包含多层永磁体，同一磁极内的永磁体朝定子方向具有相同的极性，磁钢槽朝转子内侧为凸起的形状，磁钢槽的两端靠近转子外圆，磁钢槽的中心靠近转子内侧，最内层永磁体30由多段永磁体组成，磁极中心线上为弧形永磁体，弧形永磁体的末端具有隔磁桥，弧形永磁体的磁场方向指向位于轴上的转轴孔点，永磁体侧边线也指向该转轴孔点，通过将永磁体侧边线指向磁场中心点，可以有效减少永磁体端部的局部退磁，提升电机的抗退磁能力，增加电机的可靠性。内层弧形永磁体的磁场方向汇聚的中心位于弧形永磁体内弧转轴孔与外弧转轴孔连接而成的直线段上，可以向气隙提供更大的磁场，提升空载磁链，降低电流，降低铜耗，提升电机效率。

在本实施例中，内层永磁体30中与弧形永磁体末端相邻的隔磁桥厚度不相等，从转子内侧朝外侧逐渐变窄，一方面减少隔磁桥处的应力集中，可以提升转子机械强度，还可以使得磁钢槽内放置更多的永磁体，提升电机的永磁转矩，并且使得永磁体末端的边线方向更接近充磁方向，减少永磁体局部退磁。

进一步地，电机两侧的矩形永磁体靠近隔磁桥的侧边线与相邻的隔磁桥边线平行，侧边线与隔磁桥的距离小于0.2mm，通过增加永磁体填充度，可以利用永磁体的磁场使得隔磁桥较为饱和，使得定子的轴磁力线难以通过隔磁桥，减小了电机的轴电感，提升了电机的磁阻转矩。

在本实施例中，电机包含定子结构和转子结构，定子结构包含定子铁芯及其嵌入的定子绕组，转子结构上含有放置磁钢槽以及放置在磁钢槽中的永磁体，转子同一个磁极上包含多层永磁体，本方案中的多层是指层数大于等于2，同一磁极内的永磁体朝定子本体40方向具有相同的极性，磁钢槽具有朝转子内侧凸起的形状，磁钢槽的两端靠近转子外圆，磁钢槽的中心靠近转子内侧，同一磁极内任意两相邻的磁钢槽之间形成导磁通道，其中一个或多个导磁通道末端具有一段朝内层永磁体30方向偏转的转折，如图1及图4所示。

在本实施例中，永磁辅助同步磁阻电机利用交、直轴电感的差异来产生磁阻转矩，还可以利用永磁体产生的永磁转矩。其中，可以增加电机的交轴电感、减小电机的直轴电感，可以提升电机的磁阻转矩，增加电机的空载磁链可以提升电机的永磁转矩。研究发现电机定子本体40通入三相对称的交流电时，定子本体40各个齿上的磁力线并不均匀，越靠近分界线的位置，定子本体40齿上的磁力线越多。

如图1所示。通过在导磁通道末端设置一段朝内层磁钢槽末端偏转的转折，可以有效引导定子q轴磁力线f的走向，将原来进入高磁饱和区域的磁力线，如图8中进入磁通道f2的磁力线，改为进入低磁饱和区域，如图8中的磁通道f1，在相同的激磁电流下产生了更多的磁通，提高了电机的q轴电感，增大了电机的磁阻转矩，提高了电机的效率和功率密度。

另外，以转子最内层永磁体30为第一层，从内朝外计算的第二层磁钢槽的末端具有一段朝内层磁钢槽末端方向偏转的转折，通过磁钢槽末端的偏转，可以更好的引导定子磁力线更均匀的进入各导磁通道。

进一步的，磁钢槽末端发生转折部分的宽度从靠近转子外表面朝里逐渐增加。通过将磁钢槽转折部分的宽度设置成外窄内宽，一方面可以减少磁钢槽偏转后，导磁通道f2入口宽度变小，导致的q轴磁通下降，另一方面还可以更好的引导原从进入导磁通道f2的磁力线，变成从导磁通道f3进入转子。

如图6所示，为了更好的引导磁力线从高磁饱和导磁通道通过转为从低磁饱和导磁通道通过，将转折后的第二层磁钢槽末端边线的中点与转折前第二层磁钢槽末端边线的中点的距离定义为D3，第二层磁钢槽未转折部分靠近过转子末端的宽度为M，0.6M≤D3。导磁通道末端未转折前的形状由下述方法确定，当磁钢槽内安装平板永磁体时，延长磁钢槽的两条边线，磁钢槽靠近转子的外边线与转子外圆的距离与磁钢槽转折后相同；当磁钢槽内安装弧形永磁体时，在弧形磁钢槽的端点作弧形的相切线，并延长切线，磁钢槽靠近转子的外边线与转子外圆的距离与转折后相同。通过控制磁钢槽末端偏转的幅度，将D3设置成大于等于0.6M，可以使得磁力线的引导效果更佳，获得更大的q轴电感。

在本实施例中，转折后的第二层磁钢槽末端边线的靠近外侧的端点与转折前的第二层磁钢槽末端边线的靠近内侧的端点相比，更靠近转子的q轴。这样设置是为了实现更好的磁力线引导效果。

进一步的，转折后的第二层磁钢槽末端边线靠近外侧的端点与转折前的第二层磁钢槽末端边线靠近内侧的端点的距离为Ga，Ga的距离大致等于定转子气隙长度g的整数倍。通过将 Ga的距离设置成定转子气隙长度g的整数倍，有可以有效减少气隙的谐波磁场含量，降低电机的谐波损耗和转矩脉动，这里范围是0.95倍到1.05倍。

进一步的，第二层磁钢槽末端转折部位的长度为H-H1，磁钢槽未转折部分末端的宽度为 M，满足0.4×M≤H-H1。其中H为磁钢槽转折部分的外边线到转子外圆的距离，H1为永磁体转子转折部分与转子外圆形成的磁桥厚度，磁钢槽未转折部分末端的宽度为M。

如图4所示，研究发现磁钢槽转折部分的长度对电机q轴电感和电机磁链有较大影响，当0.4×M≤H-H1时，可以明显提升q轴电感，但大于2×M，会导致第二层永磁体磁通面积减少，导致电机空载磁链下降，因此，优选地，0.4×M≤H-H1≤2×M。

如图5及图6所示，为了更好的固定永磁体，第二层磁钢槽末端转折部位的靠近转子内侧的宽度Md小于磁钢槽未转折部分末端的宽度M。第二层磁钢槽转折部分末端的宽度D1小于第二层磁钢槽未转折部分末端的宽度M，0.25×M≤D1≤0.8×M，优选地，0.3×M≤D1≤ 0.45×M。

在本实施例中，第一内层磁钢槽段121包括第三折槽124，第三折槽124的第一端与第一内层磁钢槽段121的靠近转子本体10的外边缘的端部相连通，第三折槽124的第二端朝向转子本体10的外边缘延伸并逐渐远离直轴。第三内层磁钢槽段123包括第四折槽125，第四折槽125的第一端与第三内层磁钢槽段123的靠近转子本体10的外边缘的端部相连通，第四折槽125的第二端朝向转子本体10的外边缘延伸并逐渐远离直轴。设置磁钢槽折槽部分的夹角，可以更加有效的引导定子本体40的q轴磁链线更均匀的进入各导磁通道，增大电机的q轴电感，提升电机的磁阻转矩。

研究发现，磁钢槽转折部分末端的宽度D1对于电机的交、直轴电感都有一定影响，如图 6所示，当宽度D1大于0.8×M时，磁钢槽末端对q轴磁通阻挡较多，会导致q轴电感下降，如果宽度D1小于0.25×M时，轴电感的磁力线很容易从转子磁钢槽与转子外圆之间的隔磁桥通过，为了获得较大的交、直轴电感差值，提升电机的磁阻转矩，0.25×M≤D1≤0.8×M，进一步更优的，0.3×M≤D1≤0.45×M。另外，磁钢槽末端发生转折的部分不放置永磁体，可以有效减缓末端永磁体的局部退磁，提升电机的抗退磁能力。

进一步的，转子永磁体的层数为2层或者3层。通过将转子永磁体的层数为2层或者3 层，既可以提升电机的磁阻转矩，又可以避免永磁体层数过多，带来的单层永磁体工作点下降，提升了电机的效率和抗退磁能力。

其中，电机转子永磁体为铁氧体永磁体，以转子中心为圆心作圆弧，圆弧经过从最外层永磁体20外边线的中心点P，圆弧处转子永磁体厚度的总和与该圆弧圆周长的比值为 45％-70％。在电机转子永磁体为铁氧体时，通过将永磁体的厚度设置在这个范围内，使得永磁体厚度比导磁通道厚度的比值处于比较优的范围，既可以保证永磁体工作点较高，获得较大的抗退磁能力和较高的电机空载磁链，又可以使得电机获得较大的交、直轴电感差值，提升电机的磁阻转矩。优选地，圆弧处转子永磁体厚度的总和与该圆弧圆周长的比值为 55％-65％。

在本实施例中，为了增强转子的机械强度，各层磁钢槽中间具有1个或多个隔磁桥。并且，转子内层磁钢槽在靠近转子外圆的两端放置平板永磁体。第二层磁钢槽靠近转子外圆的末端放置平板永磁体。通过在磁钢槽末端放置平板永磁体，可以在相同的转子内放置更多的永磁体，提升电机的效率和抗退磁能力。

进一步的，转子永磁体层数为两层，外层磁钢槽大致程V型，V型磁钢槽中一侧永磁体的长度为L，V型排布永磁体的最大宽度为C，满足0.8×C≤L。外层磁钢槽大致程U型，至少由三段永磁体组成，外层永磁体20和内层永磁体30靠近转子外侧的表面积比值为S1/S2，外层永磁体20和内层永磁体30靠近转子外表面末端的外侧顶点与转子中心形成的夹角分别为2×α1、2×α2，满足一下关系：1.3×(sinα1/sinα2)≤S1/S2≤2×(sinα1/sinα2)。

通过将外层永磁体20的排布形状以及内、外层永磁体20面积比值的设置，可以更好的调整永磁体的工作点，使得内、外层永磁的平均工作电机更高，内层永磁体30中磁力线进入外层永磁体20和直接进入定子本体40的比例更加合理，增加了电机的永磁体磁链，提升了电机的效率和功率因数。通过将内、外层永磁体表面积比值设置成1.3×(sinα1/sinα2)≤ S1/S2≤2×(sinα1/sinα2)，可以获得较大的电机空载磁链。优选地，1.5×(sinα1/sinα2) ≤S1/S2≤1.8×(sinα1/sinα2)。

在本实施例中，转子最内层两侧平板永磁体厚度M2大于第二层末端平板永磁体的厚度 M1，1.1M1≤M2≤1.8M1，研究发现，在定子本体40施加方向磁场时，内、外层永磁体的工作点并不相同，内层永磁体30的工作点要低于外层永磁体20，使得内层永磁体30更容易出现局部退磁，影响电机整体抗退磁能力，为了缓解这一现象，将内层永磁体30厚度M2设置成大于外层永磁体M1，为了使得内、外层永磁体抗退磁能力一致，1.1×M1≤M2≤1.8×M1。优选地，1.1×M1≤M2≤1.3×M1。

其中，内、外层矩形永磁体形成导磁通道宽度不相等，导磁通道宽度靠近转子外表面宽度越小。通过逐渐变小的导磁通道宽度设计，可以更好的调节内、外层永磁体的磁通面积，实现内、外层永磁体工作点的一致性调节。

在本实施例中，外层磁钢槽转折部分外边线的夹角为A1，外层磁钢槽未转折部分外边线的夹角为A，2×A≤A1，内层磁钢槽末端外表面具有切边，内层磁钢槽切边部分外边线的夹角为B1，磁钢槽未切边部分外边线的夹角为B，2×B≤B1，并且1.1×B1≤A1。通过设置磁钢槽未转折部分外边线的夹角与未转折部分的夹角，可以更加有效的引导定子q轴磁链线更均匀的进入各导磁通道，增大电机的q轴电感，提升电机的磁阻转矩。转子内层磁钢槽的外表面末端具有切边，斜切后磁钢槽端部的宽度为D1，磁钢槽未斜切部分端部的宽度为D2， D1≤0.6×D2。通过切边减少内层磁钢槽末端的宽度，可以有效增加定子磁通进入转子，提升了电机的q轴电感。内层磁钢槽末端具有一段朝磁极分界线向偏转的转折，可以更好的分配进入导磁通道f2和导磁通道f3的磁力线数量，减少导磁通道的局部饱和，提升电机的磁阻转矩。所有磁钢槽末端具有一段朝磁极分界线向偏转的转折，可以进一步调节各导磁通道的磁力线分布，减少局部饱和。所有转子磁极在圆周上均匀分布。

本方案的转子结构采用铁氧体磁钢材料，可以有效减少转子结构成本。但由于铁氧体材料转子结构成本偏低，因此设计采用U+V字型结构，增加磁钢有效面积，提高永磁转矩的同时提升转子结构的磁阻转矩，从而达到提升输出转矩的效果。其中，转子结构内层U型磁钢由于弧度较大，难以加工，因此设计采用三段式，两侧左右对称并呈一字型，中心位置磁钢呈弧型。并且U型磁钢与V型磁钢之间的轴磁路分布合理，减小了轴磁阻，U型磁钢的中心位置圆心和V型磁钢尖角处重合。且设计轴磁路时，V型结构空气槽半径R1与U型磁钢圆弧R2同心圆设计，并设计为R2-R1＝H3(1±10％)，这样可以有效提升转子结构性价比。

铁氧体磁钢抗退磁能力比较差，因此为保证其抗退磁能力，改善外侧V字型结构的抗退磁能力，V字开角设计对应定子齿部夹角设计对比α5＜α3＜α4，同时为改善内侧U型磁钢的抗退磁能力，在以上的结构基础下，对转子结构磁钢采用不同厚度设计，圆弧段磁钢厚度 H1比两侧一字型磁钢厚10％H1～30％H1；为进一步的改善转子结构U型两侧V字型磁钢的抗退磁能力，对两侧一字型磁钢进行切角设计。采用以上方案不但可以保证磁钢用量，还可以保证足够宽度的轴磁路，改善转子结构磁阻转矩，提升转子结构性能，抗退磁能力得到了保证。

转子结构包括转子本体，转子本体上开设有内层磁钢槽和外层磁钢槽，内层磁钢槽和外层磁钢槽之间形成导磁通道，内层磁钢槽的沿转子本体径向方向的横截面呈U形结构，位于内层磁钢槽的沿转子本体的径向方向的第一几何中心线的两端关于第一几何中心线对称地设置。内层磁钢槽为U型结构，外层磁钢槽为中心对称型结构，内外层磁钢槽嵌套在一起，以同一转子本体的径向方向的第一几何中心线为对称中心。这样设置增加了磁钢工作的有效面积，提高了永磁转矩，进而提升了转子结构的磁阻转矩，从而提升了转子结构的输出扭矩。采用该技术方案，可以提升电动车转子结构的磁转扭矩，改善转子结构的退磁能力，并与现有技术相比，降低了30％的成本。

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。