CN101283499A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种能保持紧凑和大输出功率并减小由电磁力引起的振动和噪音的内装永磁体型旋转电机。本发明的旋转电机具有环形的定子和布置在所述定子内部的转子，在所述定子和转子之间插入一空隙。定子具有在周向间隔上配有许多插槽的定子铁芯，并且在各插槽中容纳有一绕组。转子具有转子铁芯、许多永磁体、铁芯部和轴向延伸的凹座，所述永磁体嵌入沿转子铁芯的外周设置的许多磁极形成位置中，所述铁芯部面对空隙并且被永磁体磁化以在各磁极形成位置上的空隙前端面上形成一磁极，所述凹座形成在各铁芯部的空隙前端面的周向中心部分上。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种用于混合动力车辆(HEV)、电动车辆(EV)、电气列车等的驱动马达或发电机的内装永磁体类型的旋转电机。

背景技术

混合动力车辆(HEV)、电动车辆(EV)、电气列车等的驱动马达或发电机主要采用使用永磁体的旋转电机。通常，永磁电动机基本上分为两类。即，一类是表面永磁电动机，其将永磁体附着到转子铁芯的外周上，且另一类是内装永磁电动机，其将永磁体嵌入到转子铁芯的内部。内装永磁电动机适合用于变速驱动的马达。

在由Ohmsha的Takeda Yoji等著的“内磁铁同步电动机的结构和控制”一文中和在日本未经审查的专利申请公开号H7-336919中描述了已知的内装永磁电动机。

参见图29，将说明内装永磁电动机(IPM)的转子101的结构。转子铁芯102在其外周上具有与磁极的数量相同的按规则间隔的许多矩形内腔103。转子101具有四个磁极，因此设置四个内腔103来分别容纳永磁体104。

永磁体104在转子101的径向被磁化，或在相对于永磁体104的矩形断面的侧面(图29中的长侧)的垂直方向上被磁化，所述侧面面对空隙表面。永磁体104一般是具有高矫顽力的NdFeB基永磁体，以便其不会由于负载电流而降低磁力。转子铁芯102是由具有通孔的分层磁钢薄板形成的。

例如，具有优良变速特性的高输出电机是在日本未经审查的专利申请公开号H11-27913和H11-136912中公开的永磁体磁阻型旋转电机(PRM)。该类永磁体磁阻型旋转电机(PRM)被用作HEV电机。在图30中图示了其转子的截面。在转子201的转子铁芯202的内部，按V字形布置了多对永磁体203。在该V字形布置的永磁体203之间，存在铁芯部204以形成产生磁阻转矩的磁极。

需要用来驱动混合动力车辆(HEV)、电动车辆(EV)、电气列车等的电机在很宽的转速范围内实施变速运行。特别是，HEV或EV电机必须在0到15000转/分(rpm)的宽范围内执行变速运行。

在该情况中，当电机产生转矩时，电磁力产生激励力。如果激励力与定子铁芯的固有振动方式共振，则将产生振动和噪音。特别是，在环形模式中的激励引起了很大的振动和噪音，在该环形模式(0次模式)中，整个定子铁芯均匀地反复膨胀和收缩。因此，需要减小引起0次模式的电磁力的分力。用于安装在车辆(如，HEV或EV)上的系统中，必须考虑其批量生产率、重量轻和紧凑。然后，很难为旋转电机提供能强有力地抵抗振动的支承结构。

应付振动和噪音的普通方法包括缩小用于运行电机的变速范围的方法和在非常短的时间内通过振动和噪音增加的速度范围的方法。因为所述方法恶化了乘客的舒适性和加速性能，所以它们不能用于HEV等车辆中。曾有在电机的驱动机构上应用噪音/振动阻止材料的方法。然而，这使电机变得很庞大而不能容纳在主机舱中，因此，在其振动/噪音减低效果中具有限制。因此，如果需要减小旋转电机的振动，则振动源和噪音源应尽可能的小。特别是，具有内装永磁体结构的旋转电机(如，IPM)被构造来依靠转子的位置来改变磁阻以产生磁阻转矩。主动改变磁阻容易产生电磁力的谐波，该电磁力的谐波可以产生振动和噪音。

发明内容

本发明已经解决了上述问题，并且其目的是提供一种能保持紧凑和大输出功率并减小由电磁力引起的振动和噪音的内装永磁体型旋转电机。

本发明的一方面提供了一种旋转电机，其具有环形定子和布置在定子内部并面对定子的转子，在定子和转子之间插入一空隙，定子具有在周向间隔上配有许多插槽的定子铁芯，并且绕组容纳在各插槽中，转子具有转子铁芯，许多永磁体嵌入沿转子铁芯的外周设置的许多磁极形成位置中，并且在面对空隙的转子铁芯的表面上的环向间隔中形成了许多凹座，所述凹座在转子铁芯的轴线方向上延伸。

根据本发明，转子铁芯具有改变空隙中的磁通量并减小径向电磁力的凹座。因此，本发明可以保持紧凑和大输出功率并减少由电磁力所引起的振动和噪音。

本发明的另一方面提供了一种旋转电机，所述旋转电机具有环形定子和布置在定子内部的转子，面对定子的转子具有插入定子和转子之间的空隙，定子具有在环向间隔上配有48个插槽的定子铁芯和容纳在各插槽中的绕组，转子具有转子铁芯、一对内腔、嵌入到各内腔中的永磁体、铁芯部、第一凹座和第二及第三凹座，所述内腔沿转子铁芯的外周按朝空隙开口的V字形形成在每八个磁极的形成位置上，所述铁芯部被位于各磁极形成位置上的永磁体磁化并在磁极形成位置的空隙前端面上形成磁极，所述第一凹座形成在各铁芯部的空隙前端面的周向的中心部分上，所述第二和第三凹座形成在除了各铁芯部的周向中心部分之外的一部分转子铁芯的空隙前端面上，布置第二凹座以便通过第一凹座的周向宽度的中心和转子中心的轴线与通过第二凹座的周向宽度的中心和转子中心的轴线形成一角度β₂＝τp×0.226到0.265，其中τp是磁极的节距，布置第三凹座以便通过第一凹座的周向宽度的中心和转子中心的轴线与通过第三凹座的周向宽度的中心和转子中心的轴线形成一角度β₃＝τp×0.398到0.472，在各磁极形成位置上布置内腔以便通过铁心截面的周向宽度的中心和转子中心的轴线与通过一对内腔的空隙侧端的周向宽度的中心和转子中心的轴线形成一角度β₄＝τp×-0.25到-0.35或β₄＝τp×0.25到0.35(周向的负方向为“+”，另一方向为“-”)。

根据本发明，旋转电机具有8个磁极和48个插槽，并且使第一到第三凹座和内腔端部结合以有效地除去电磁力的分力(当其单独布置时不能完全除去)，从而进一步减少振动和噪音。

附图说明

图1是图示本发明第一实施例的剖面图。

图2是图示第一实施例的磁极部位的放大剖面图。

图3是图示作用在配有第一实施例的凹座的旋转电机的铁芯齿上的电磁力的分析效果的曲线图。

图4是图示本发明第二实施例的磁极部位的放大剖面图。

图5是图示作用在配有第二实施例的凹座的旋转电机的铁芯齿上的电磁力的分析效果的曲线图。

图6是图示本发明第三实施例的磁极部位的放大剖面图。

图7是图示作用在配有第三实施例的凹座的旋转电机的铁芯齿上的电磁力的分析效果的曲线图。

图8是图示本发明第四实施例的磁极部位的放大剖面图。

图9是图示本发明第五实施例的磁极部位的放大剖面图。

图10是图示本发明第六实施例的磁极部位的剖面图。

图11是图示本发明第七实施例的包含两个磁极部位的放大剖面图。

图12是图示图11的1/2磁极部位的放大剖面图。

图13是图示本发明第七实施例的磁极部位的剖面图。

图14是图示第七实施例的在负荷下的磁场分析效果的曲线图。

图15是图示当第七实施例的凹座的周向位置发生改变时在电磁力上的变化的曲线图。

图16是图示当第七实施例的凹座的宽度发生改变时在电磁力上的变化的曲线图。

图17是图示本发明第八实施例的包含两个磁极部位的剖面图。

图18是图示图17的1/2磁极部位的放大剖面图。

图19是图示第八实施例的在负荷下的磁场分析效果的曲线图。

图20是图示当第八实施例的凹座的周向位置发生改变时在电磁力上的变化的曲线图。

图21是图示当第八实施例的凹座的宽度发生改变时在电磁力上的变化的曲线图。

图22是图示当第八实施例的凹座的周向位置发生改变时在电磁力上的变化的曲线图。

图23是图示当第八实施例的凹座的宽度发生改变时在电磁力上的变化的曲线图。

图24是图示本发明第九实施例的包含两个磁极的部位的剖面图。

图25是图示图24的1/2磁极部位的放大剖面图。

图26是图示当第九实施例的凹座的周向位置发生改变时在电磁力上的变化的曲线图。

图27是图示第九实施例的凹座的周向位置和转矩脉动之间关系的曲线图。

图28是图示本发明第十实施例的1/2磁极部位的放大剖面图。

图29是图示传统的旋转电机转子的剖面图。

图30是图示另一个传统的旋转电机转子的剖面图。

具体实施方式

将参照附图来说明本发明的第一实施例。

(第一实施例)图1是图示本发明第一实施例的剖面图，并且图2是图示第一实施例的磁极部位的放大剖面图。如图1所示，该旋转电机具有八个磁极和48个插槽。定子1具有定子铁芯2。定子铁芯2是由许多环形磁钢薄板进行层压而形成的，各磁钢薄板具有铁芯齿3和沿周向方向间隔的插槽4。各插槽4容纳有绕组5。

在定子1的内部，转子7与插入到它们之间的空隙6一起布置。转子7具有转子铁芯8。转子铁芯8是由许多环形磁钢薄板层压而形成的。

在转子铁芯8中，嵌入许多NdFeB基永磁体9。即，永磁体9嵌入一对内腔10中，所述内腔布置在磁极形成位置上，所述磁极形成位置沿转子7的外周按规则的角间隔设置。各对内腔10按朝空隙6开口的V字形形成。既然存在八个磁极，则存在八对V形布置的永磁体9。即，总计有16个永磁体。各内腔10的端部从永磁体9的端部上突出。

铁芯部11形成在各对V字形布置的永磁体9的内侧上，以便其被夹在永磁体之间。铁芯部11被该对V形布置的永磁体9磁化以在面对空隙6的表面上由永磁体9形成一磁极。铁芯部11具有凹座12，所述凹座围绕通过铁芯部11的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线形成在面对空隙6的表面上，并且在转子铁芯8的轴线方向上延伸。

如图2所示，凹座12成形为在空隙6的侧面上具有一很宽的开口并在内部周向侧面上变得更窄。根据该实施例，定子1的插槽4的节距为τs，凹座12的开口具有的宽度为Wq＝τs×0.87，开口具有的深度为0.25毫米，延续到开口的变窄部分具有的宽度为Wn＝τs×0.35，且凹座12的最深部分具有的深度为2毫米。

在负载状态下，空隙6包含由绕组5的电流产生的磁通量和由永磁体9产生的磁通量。磁通量产生转矩和径向电磁力。根据本发明，铁芯部11具有凹座12以改变空隙6中的磁通量，从而减小径向电磁力。

为检验铁芯部11的中心上的凹座12的作用和效果，转动转子7，在旋转电机在负载下进行磁场分析，并且计算此时作用在铁芯齿3上的电磁力。图3图示了分析效果。图3图示了当铁芯部11的凹座12的宽度发生变化时由永磁体9产生的径向电磁力，凹座12的深度为1毫米。纵坐标显示作用在定子1的铁芯齿3上的径向电磁力，且横坐标显示了Wq/τs。

根据该实施例，由电磁力的第6和第12次分力产生了第0次模式，所述第0次模式总的来说引起了定子铁芯2的膨胀和收缩变形。为了减少振动和噪音，必须减少所述电磁力的分力。如图3所示，当然，电磁力的第6次分力可以减少到Wq/τs＝0.4到1.5，并且电磁力的第12次分力可以减少到Wq/τs＝0.3到1.1。这导致了可以引起振动的电磁力的降低并且获得能保持紧凑结构和大输出功率的旋转电机，并降低了振动和噪音。与Wq和Wn有关，优选是将它们保持在Wq＝τs×(2n+0.53到1.06)和Wn＝τs×(2n+0.20到0.49)的范围内。

根据该实施例，凹座12具有台阶形状，所述形状在空隙6的侧面上具有较宽的开口并在内部周向侧面上变窄。如果不采用所述台阶形状，则优选使其周向的宽度在τs×(2n+0.1到1.7)的范围内。面对空隙6的凹座12的较宽开口的深度优选在空隙6的径向长度(定子1的内周向表面和转子2的内周向表面之间的距离)的0.3到1.0倍的范围内。凹座12的最深部分的深度优选为空隙6的径向长度的0.7到10倍。

(第二实施例)图4是图示本发明第二实施例的旋转电机的磁极部位的放大剖面图。在下述的各实施例中，与已经说明过的实施例的部分相当的部分采用相同的附图标记来表示以省略重复的说明。

该实施例在面对空隙6的转子铁芯8的一表面上形成了轴向延伸的凹座13，以便在通过铁芯部11的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线与通过铁芯齿3的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线一致的状态中，通过形成在转子铁芯8上的凹座13的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线与通过靠近凹座13的插槽4的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线形成一角度α₂＝τs×-0.038。

这时，当凹座13的中心轴相对于插槽4的中心轴定位在由永磁体9产生的磁极的中心轴的侧面上时，转子7的凹座13和插槽4之间的角度具有一负值，且当其定位在相对侧上时则具有一正值。如图4所示，凹座13关于作为铁芯部11的中心轴的对称轴来对称地布置。对于另一个磁极，类似地形成凹座13。

在负载状态下，空隙6包含由绕组5的电流产生的磁通量和由永磁体9产生的磁通量。磁通量产生转矩和径向电磁力。根据该实施例，转子铁芯8具有凹座13以改变空隙6中的磁通量，从而减小径向电磁力。

为了检验凹座13的作用和效果，将配有第一实施例的凹座12和凹座13的旋转电机用作分析模型，并且在负荷下通过旋转转子7来进行磁场分析。在这个时候计算作用在铁芯齿3上的电磁力。图5图示了分析的效果。在图5中，纵坐标表示作用在铁芯齿3上的径向电磁力且横坐标表示α₂/τs，以表示关于凹座13的宽度变化的径向电磁力。

根据该实施例，由电磁力的第6次和第12次分力产生了第0次模式，所述第0次模式总的来说引起了定子铁芯2的膨胀和收缩变形。

为了减少振动和噪音，必须减少所述电磁力的部件。如图5所示，当然，电磁力的第6次分力可以减少到α₂/τs＝-0.1到0.1，并且电磁力的第12次分力可以减少到α₂/τs＝-0.14到0.04。

优选是，凹座13的位置为α₂/τs＝-0.1到0，凹座13的宽度为2°的圆心角(以转子7的中心为中心点，凹座的周向端部之间所成的角度)，并且深度为0.5毫米。所述状态可以将电磁力的第6次分力减小到75％并且将第12次分力减小到28％。这导致了可以引起振动的电磁力的降低并且获得能保持紧凑结构和大输出功率的旋转电机，并降低了振动和噪音。

优选是，凹座13的深度在空隙6的径向长度的0.4到4倍范围之内，并且凹座13的周向宽度在插槽4的节距的0.2到0.6倍范围之内。

根据该实施例，用于各磁极的凹座13的数目是相同的，并且凹座13是关于通过磁极的周向宽度的中心和转子铁芯8的中心的中心轴对称地布置的。即，凹座13沿周边均匀地布置以便于制造。在一个磁极的范围内，凹座13的节距不同于插槽4的节距。利用所述不同，凹座13在任何一个静止和转动状态中都不是同时面对插槽4的。这满足了减小不必要的电磁力的分力的需要。

(第三实施例)图6是图示本发明第三实施例的磁极部位的放大剖面图。该实施例在面对空隙6的转子铁芯8的一表面上形成了轴向延伸的凹座14，以便在通过转子7的铁芯部11的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线与通过定子1的铁芯齿3的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线一致的状态中，通过形成在转子铁芯8上的凹座14的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线与通过靠近凹座14的插槽4的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线形成一角度α₃＝τs×0.249。

这时，当凹座14的中心轴相对于插槽4的中心轴定位在由永磁体9产生的磁极的中心轴的侧面上时，凹座14和插槽4之间的角度具有一负值，且当其定位在相对侧上时则具有一正值。凹座14关于作为铁芯部11的中心轴的对称轴来对称地布置。

在负载状态下，空隙6包含由绕组5的电流产生的磁通量和由永磁体9产生的磁通量。磁通量产生转矩和径向电磁力。根据本发明，转子铁芯8具有凹座14以改变空隙6中的磁通量，从而减小径向电磁力。

为了检验凹座14的作用和效果，将配有第一实施例的凹座12和凹座14的旋转电机用作分析模型并且在负荷下通过旋转转子7来进行磁场分析。在这个时候计算作用在铁芯齿3上的电磁力。图7图示了分析的效果。在图7中，纵坐标表示作用在铁芯齿3上的径向电磁力且横坐标表示α₃/τs，以表示关于凹座14的宽度变化的径向电磁力。

根据该实施例，由电磁力的6次和12次分力产生了0次模式，所述0次模式总的来说引起了定子铁芯2的膨胀和收缩变形。为了减少振动和噪音，必须减少所述电磁力的分力。

如图7所示，当然，电磁力的第6次分力可以减少到α₃/τs＝-0.12到0.26，并且电磁力的第12次分力可以减少到α₃/τs＝0.17到0.33。优选是，凹座14的位置为α₃/τs＝0.2到0.26，凹座14的宽度为2°的圆心角(以转子7的中心为中心点，凹座的周向端部之间所成的角度)，并且深度为0.5毫米。所述状态可以将电磁力的第6次分力减小到80％并且将第12次分力减小到14％。优选是，凹座14的深度在空隙6的径向长度的0.4到4倍范围之内，并且凹座14的周向宽度在插槽4的节距的0.2到0.6倍范围之内。

由此，可以减小可以引起振动的电磁力以获得能够保持紧凑结构和大输出功率及减少振动和噪音的旋转电机。

根据该实施例，用于各磁极的凹座14的数目是相同的，并且凹座14关于通过磁极的周向宽度的中心和转子铁芯8的中心的中心轴是对称地布置的。即，凹座14沿周边均匀地布置以便于制造。在一个磁极的范围内，凹座14的节距不同于插槽4的节距。利用所述不同，凹座14在任何一个静止和转动状态中都不是同时面对插槽4的。这满足了减小不必要的电磁力的分力的需要。

(第四实施例)图8是图示本发明第四实施例的磁极部位的放大剖面图。该实施例的旋转电机具有在第一实施例中已经说明过的凹座12、在第二实施例中已经说明过的凹座13和在第三实施例中已经说明过的凹座14。

在负载状态下，空隙6包含由绕组5的电流产生的磁通量和由永磁体9产生的磁通量。磁通量产生转矩和径向电磁力。根据该实施例，由电磁力的第6次和第12次分力产生了第0次模式，所述第0次模式总的来说引起了定子铁芯2的膨胀和收缩变形。为了减少振动和噪音，必须减少所述电磁力的分力。

为了检验该实施例的作用和效果，利用在负荷下转动转子7来进行磁场分析，并且在该时候计算作用在铁芯齿3上的电磁力。凹座13的位置为α₂/τs＝-0.1到0，凹座13的宽度为2毫米，且深度为0.5毫米，凹座14的位置为α₃/τs＝0.2到0.26，凹座14的宽度为2毫米，且深度为0.5毫米。所述状态可以将电磁力的第6次分力减小到70％并且将第12次分力减小到12％。即，电磁力的第6次分力和第12次分力可以被同时减小。接着，可以减小可引起振动的电磁力以获得能够保持紧凑结构和大输出功率及减少振动和噪音的旋转电机。

根据该实施例，用于各磁极的凹座13和14的数目是相同的，并且凹座13和14关于通过磁极的周向宽度的中心和转子铁芯8的中心的中心轴是对称地布置的。即，凹座13和14沿周边均匀地布置以便于制造。

在一个磁极的范围内，凹座13和14的节距各不同于插槽4的节距。此外，在磁极的一个侧面上，定位于1/2磁极部位上的凹座13和14的节距不同于插槽4的节距。利用所述不同，凹座13和14在任何一个静止和转动状态中都不是同时面对插槽4的。这满足了减小不必要的电磁力的分力的需要。将第一到第三凹座12到14结合在一起可以有效地消除电磁力的分力，从而进一步减少振动和噪音，而当它们单独布置时不能完全消除所述电磁力的分力。

(第五实施例)图9是图示本发明第五实施例的磁极部位的放大剖面图。在通过铁芯部11的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线与通过铁芯齿3的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线一致的状态中，该实施例在各磁极上使通过空隙6的侧面上的一个内腔10的端部10a的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线与通过靠近端部10a的插槽4的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线之间形成一角度α₄＝τs×0.25。永磁体9和内腔10的端部10a关于作为铁芯部11的中心轴的对称轴来对称地布置。假如在沿周向的负方向的角度为“+”且在另一方向上的角度为“-”，则靠近空隙6的另一内腔10的端部10a的位置为α₄＝-τs×0.25。

在空隙6附近，各磁极具有永磁体9的内腔10的两个端部10a。所述两个端部10a相对于插槽4的位置彼此相差τs×(0.25-(-0.25))＝τs×0.5。由永磁体9形成的内腔10的端部10a和其厚度产生了谐波磁通量。可以通过将内腔10的端部10a的位置固定在上述位置上来减小该谐波磁通量。即，可以减少电磁力的谐波分量。

确定内腔10的端部10a的位置的数值-0.25到0.25允许具有某些余量以提供相同的效果。如果内腔10的端部10a从永磁体9的端部上突出很少并且基本上等于永磁体10的端部，则当确定其位置时，可以将内腔10的端部10a的中心轴认为是永磁体9的端部的中心轴。

(第六实施例)图10是图示本发明第六实施例的磁极部位的放大剖面图。该实施例在面对空隙6的转子铁芯8的一表面上形成了轴向延伸的凹座13，以便通过铁芯部11的周向中心上的凹座12(第一凹座)的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线与通过形成在转子铁芯8上的凹座13(第二凹座)的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线之间形成一角度β₂＝τp×0.226到0.265，其中τp为磁极节距(即，通过相邻的铁芯部11的周向宽度中心的轴线之间的距离)。

此外，在面对空隙6的转子铁芯8的所述表面上形成有凹座14(第三凹座)，以便通过形成在铁芯部11的周向中心上的凹座12的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线与通过形成在转子铁芯8上的凹座14的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线之间形成一角度β₃＝τp×0.398到0.472。

此外，布置空隙6侧面上的内腔10的端部10a以便通过铁芯部11的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线与通过空隙6上的端部10a的周向宽度的中心和转子7的中心的轴线之间形成一角度β₄＝τp×0.3。

空隙6侧面上的内腔10的端部10a关于作为铁芯部11的中心轴的对称轴来对称地布置。即，在空隙6侧面上对称布置的内腔10的另一端部10a布置在β₄＝τp×(-0.3)的位置上。即使所述端部的位置稍微脱位，也可以获得相同的作用和效果。实际上，将包含制造误差。因此，在β₄＝τp×0.25到0.35和β₄＝τp×-0.25到-0.35的范围内将获得相同的效果。

类似于上述实施例，根据该实施例的具有8个磁极和48个插槽的旋转电机可以减少能引起振动和噪音的电磁力的分力。

将第一到第三凹座12到14和内腔的端部10a结合在一起可以有效地消除电磁力的分力，从而进一步减少振动和噪音，而当它们单独布置时不能完全消除所述电磁力分力。

(第七实施例)图11是图示包含本发明第七实施例的两个磁极的剖面图，且图12是图示图11的1/2磁极部位的放大剖面图，并且图13是图示磁极部位的剖面图。类似于第一实施例，该实施例沿转子铁芯8的外周形成了八个铁芯部11。在各铁芯部11中，按V字形嵌入一对永磁体9以形成一磁极。在铁芯部11之间，形成了起产生磁阻转矩的磁阻转矩磁极作用的铁芯部15。

内腔10(其中嵌入永磁体9)的一端部10a从永磁体9的一端部上突出，并且形成一空隙以抑制磁通泄漏并减轻在转动期间由离心力所引起的应力。在所述端部10a之间，布置在空隙6附近并且将铁芯部15夹在它们中间的端部，以便通过它们的周向宽度中心和转子铁芯8的中心的两条轴线之间形成一角度θ_2pm＝τs×(n+0.5)，其中n为整数。如图13所示，所述两个端部10a可以各布置在周向中心位置θ_pm＝τs×(n+0.25)上，其中θ_pm是通过起磁阻转矩的磁极作用的铁芯部15的周向宽度的中心和转子铁芯8的中心的轴线L与通过端部10a的周向宽度的中心和转子铁芯8的中心的轴线L“之间的一角度。

更确切地说，定位端部10a以满足32°/(p/2)≤θ_pm≤40°/(p/2)，其中p为磁极的数目。这很好地提供了获得很大转矩和减少电磁力的效果。

如图12所示，该实施例在面对空隙6的铁芯部15的表面上形成了轴向延伸的凹座16。关于一对称轴来对称地布置两个凹座16，所述对称轴是通过铁芯部15的周向宽度的中心和转子铁芯8的中心的轴线L。

凹座16的周向位置为θ₁＝τs×(n+0.16到0.37)，其中θ₁为通过铁芯部15的周向宽度的中心和转子铁芯8的中心的轴线L与通过凹座16的横向中心和转子铁芯8的中心的轴线之间的一角度，并且其中n为整数。

凹座16的深度为0.5毫米。根据另一实施例，凹座16可以具有台阶形状，该台阶形状具有深度为0.25毫米的开口，并且总深度为0.5毫米，以提供平滑变化的特性。凹座16的深度可以是空隙6的径向长度的0.2到2.0倍。这满足用于增加减小电磁力的效果并基本上避免转矩减小的需要。

将说明凹座16的作用和效果。在负载状态下，空隙6包含由绕组5的电流产生的磁通量和由永磁体9产生的磁通量。磁通量产生转矩和径向电磁力。实施例提供了与凹座16一起产生磁阻转矩的铁芯部15以改变空隙中的磁通量并减小径向电磁力。

为了检验凹座16的作用和效果，利用在负荷下转动转子7来进行磁场分析，并且在该时候计算作用在铁芯齿3上的电磁力。图14图示了分析的效果。

根据该实施例，在具有八个磁极和48个插槽的旋转电机中，由电磁力的第6次和第12次分力产生了第0次模式，所述第0次模式总的来说引起了定子铁芯2的膨胀和收缩变形。为了减少振动和噪音，必须减少所述电磁力的分力。

图14图示了该实施例的旋转电机和传统旋转电机(没有凹座16)之间径向电磁力的比较关系，该实施例的旋转电机在起产生磁阻转矩的磁极作用的铁芯部15上具有凹座16。利用传统电机的电磁力为1来规范化该电磁力。如图14所示，当然，电磁力的第6次分力减少到0.67。

然后，将说明凹座16的周向位置和电磁力之间的关系。根据磁场分析来检验电磁力相对于凹座16的周向中心位置的变化而发生的变化。图15图示了当凹座16中心的周向位置θ₁发生改变时电磁力减小的范围。图15的纵坐标图示了利用传统电机的电磁力为1来规范化的数值，并且横坐标图示了利用插槽4的节距τs来规范化的数值。

当θ₁＝τs×(0.16到0.37)时，电磁力的第6次分力等于或小于0.7，并且相反，电磁力的第12次分力增大。然而，其在两倍之内。这样，凹座16可以将电磁力的第6次分力减小到大约0.4。图16图示了当凹座16位于图15所示的范围内时电磁力相对于凹座16宽度W1方面的变化而发生的变化。利用圆心角(通过凹座16的一侧边缘和转子铁芯8的中心的轴线与通过凹座16的另一侧边缘和转子铁芯8的中心的轴线之间的一角度)来表示宽度W1，并且利用插槽的节距τs来规范化宽度W1。

可以表明该实施例可以减小引起振动的电磁力并且可以提供一种低振动和低噪声的旋转电机。布置各内腔10的端部10a(其位于空隙6的侧面上)以满足θ_2pm＝τs×(n+0.5)，永磁体9被插入所述内腔中。当从定子1的铁芯齿3上观察时，对称地布置的两个内腔端部10a移动了0.5个插槽节距以减轻电磁改变和由插槽4所引起的转矩脉动的影响。

(第八实施例)图17是图示包含本发明第八实施例的两个磁极的剖面图，且图18是图示图17的1/2磁极部位的放大剖面图。除第七实施例的结构之外，该实施例在面对空隙6的铁芯部11的一表面上形成了轴向延伸的凹座17，铁芯部11成为由永磁体9产生的磁极。关于对称轴来对称地布置两个凹座17，所述对称轴是通过铁芯部11的周向宽度的中心和转子铁芯8的中心的轴线L‘。各凹座被定位在空隙6的侧面上的永磁体9的端部附近。

凹座17的深度可以是空隙6的径向长度的0.2到2.0倍。这满足用于增加减小电磁力的效果并基本上避免转矩减小的需要。

将说明该实施例的作用和效果。在负载状态下，空隙6包含由绕组5的电流产生的磁通量和由永磁体9产生的磁通量。磁通量产生转矩和径向电磁力。该实施例提供了一种与凹座16和铁芯部11一起来产生磁阻转矩的铁芯部15以改变空隙中的磁通量并减小径向电磁力，所述铁芯部11是由永磁体9与凹座17一起产生的磁极。

为了检验凹座16和17的作用和效果，利用在负荷下转动转子7来进行磁场分析，并且在该时候计算作用在铁芯齿3上的电磁力。图19图示了分析的效果。

根据该实施例，在具有八个磁极和48个插槽的旋转电机中，由电磁力的第6次和第12次分力产生了第0次模式，所述第0次模式总的来说引起了定子铁芯2的膨胀和收缩变形。为了减少振动和噪音，必须减少所述电磁力的分力。

图19图示了具有凹座16和17的该实施例的旋转电机、具有凹座16或17的本发明的旋转电机和传统旋转电机之间的径向电磁力的比较关系。利用传统电机的电磁力为1来规范化该电磁力。具有凹座16或17的旋转电机可以将电磁力的第6次分力减小到0.25到0.67。本发明具有凹座16和17的旋转电机甚至可以将所述分力减小到0.04。同时，其可以将电磁力的第12次分力减小到0.9。

当通过形成(例如)凹座来减小电磁力的第6和第12次分力时，电磁力的所述分力通常显示平衡关系，因此很难将他们两者都减小。然而，如图19所示，本发明具有凹座16和17的旋转电机可以将电磁力的第12次分力减小得比传统电机的所述分力要低，并且可以将电磁力的第6次分力减小到甚至低至0.04的水平。

然后，与本发明具有凹座16和17的旋转电机有关地，将详细说明凹座16。首先，将说明凹座16的周向位置和电磁力之间的关系。根据磁场分析来检验电磁力相对于凹座16的周向中心位置的变化而发生的变化。图20图示了当凹座16的周向位置发生改变时电磁力减小的范围。图20的纵坐标图示了利用传统电机的电磁力为为1来规范化的数值，并且横坐标图示了利用插槽4的节距τs来规范化的数值。当θ₁＝τs×(0.2到0.6)时，电磁力的第6次分力等于或小于0.3，并且电磁力的第12次分力在2以内。这样，凹座16可以将电磁力的第6次分力减小到0.3。

图21图示了当凹座16位于图20所示的范围内时电磁力相对于凹座16宽度W1方面的变化而发生的变化。凹座16的宽度W1利用圆心角来表示并利用插槽的节距τs来规范化。在W1＝τs×(0.4到0.7)范围内，电磁力的第12次分力可以减小到1.5或更低，并且电磁力的第6次分力可以减小到0.075的较低水平或更低(在电磁力的第6次分力的最小值的1.5倍范围内)。众所周知，如果θ₁＝τs×(n+0.2到0.6)(其中n为整数)和W1＝τs×(n+0.4到0.7)(其中n为0或自然数)，则可以获得更好的效果。

更确切地说，每个磁极每相的定子1的插槽数目为2，且磁极数目为p，众所周知由θ₁＝(10°到14°)/(p/2)和W1＝(12°到18°)/(p/2)的状态可以得到更好的效果。这时，每个磁极每相的插槽数目是由“插槽总数目/(相的数目×磁极数目)”所获得的数值。

在本发明具有凹座16和17的旋转电机中，将详细描述凹座17的作用。根据磁场分析来检验电磁力相对于凹座17的周向中心位置的变化而发生的变化。

图22图示了当凹座17的周向位置θ₂发生变化时电磁力减小的范围，其中θ₂是通过由永磁体9产生的磁极11的周向中心和转子铁芯8的中心的轴线与通过凹座17的周向中心和转子铁芯8的中心的轴线之间的角度。图22的纵坐标图示了利用传统电机的电磁力为1来规范化的数值，并且横坐标图示了插槽的节距τs来规范化的θ₂。当θ₂＝τs×(0.85到1.3)时，电磁力的第6次分力可以减小到0.45或更低(在电磁力的第6次分力的最小值的1.5倍范围内)。这样，凹座17可以将电磁力的第6次分力减小到0.45或更低。

图23图示了当凹座17位于图22所示的范围内时电磁力相对于凹座17的宽度W2方面的变化而发生的变化。凹座17的宽度W2利用圆心角来表示并利用插槽的节距τs来规范化。在W2＝τs×(0.47到0.6)的范围内，电磁力的第12次分力可以减小到1或更低，并且电磁力的第6次分力可以减小到低至0.07的水平或更低。

这样、本发明可以减少引起振动的电磁力并提供一种低振动和低噪声的旋转电机。

众所周知，如果θ₂＝τs×(n+0.85到1.3)(其中n为整数)和W2＝τs×(n+0.47到0.6)(n为0或自然数)，则可以获得更好的效果。更确切地说，每个磁极每相的定子1的插槽数目为2，且磁极数目为p，众所周知由θ₂＝(26°到39°)/(p/2)和W2＝(14°到18°)(p/2)的状态可以得到更好的效果。布置各内腔10的端部10a以满足θ_2pm＝τs×(n+0.5)。当从定子1的铁芯齿3上观察时，对称地布置的两个端部10a移动了0.5个插槽节距以减轻电磁改变和由插槽所引起的转矩脉动的影响。

(第九实施例)图24是图示包含本发明第九实施例的两个磁极部位的剖面图，且图25是图示图24的1/2磁极部位的放大剖面图。除了第八实施例的结构之外，该实施例在铁芯部11的表面的周向中心部分上形成轴向延伸的凹座18，所述铁芯部是由永磁体9产生的磁极并面对空隙6。关于对称轴来对称地布置两个凹座18，所述对称轴是通过铁芯部11的周向宽度的中心和转子铁芯8的中心的轴线L‘。凹座18的深度18可以是空隙6的径向长度的0.2到3.0倍。这满足用于增加减小电磁力的效果并基本上避免转矩减小的需要。

将说明该实施例的作用和效果。在负载状态下，空隙6包含由绕组5的电流产生的磁通量和由永磁体9产生的磁通量。磁通量产生转矩和径向电磁力。本发明中，通过将凹座16设置在作为产生磁阻转矩的磁极的铁芯部15、将凹座17设置在作为由永磁体9形成的磁极的铁芯部11的周向方向中心部分之外的部位、此外还将凹座18设置在铁芯部11的周向方向中心部分，以改变在空隙6中的磁通量并减小径向电磁力和转矩脉动。

为了检验凹座16到18的作用和效果，利用在负荷下转动转子7来进行磁场分析，并且在该时候计算作用在铁芯齿3上的电磁力。

根据该实施例，在具有八个磁极和48个插槽的旋转电机中，由电磁力的第6和第12次分力产生了第0次模式，所述第0次模式总的来说引起了定子铁芯2的膨胀和收缩变形。为了减少振动和噪音，必须减少所述电磁力的分力。根据磁场分析来检验电磁力相对于凹座18的周向中心位置的变化而发生的变化。需要保持最大转矩并抑制转矩脉动。为此，还进行转矩分析。

图26图示了当凹座18的周向位置发生改变时电磁力减小的范围。图26的纵坐标图示了利用传统电机的电磁力为1来规范化的数值，并且横坐标图示了表示利用插槽的节距τs规范化的凹座18的位置的一角度θ₃。图27图示了在该时候的最大转矩和转矩脉动。纵坐标图示了利用传统电机的转矩和转矩脉动为1来规范化的数值。

角度θ3是通过铁芯部11的周向宽度的中心和转子铁芯8的中心的轴线L‘与通过在所述轴线L‘的远端的凹座18的侧边和转子铁芯8的中心的轴线之间形成的角度。所述铁芯部11是由永磁体9产生的磁极，当θ₃＝τs×(0.4到0.5)时，电磁力的的第6次分力为0.14或更低，并且电磁力的第12次分力为1.2或更低。如图27的转矩和转矩脉动所示，转矩保持当前值大约为1，并且转矩脉动大约为2或更低。特别地，随着θ₃为0.46或更低，转矩脉动可以减小为大约0.85(其低于当前水平)。

这样，凹座18可以将电磁力的第6次分力减小到0.14或更低，并且将电磁力的第12次分力减小到1或更低，以将最大转矩和较低转矩脉动保持在当前水平以下。由此，该实施例可以减小引起振动的电磁力并提供一种低振动和低噪声的旋转电机。

众所周知，如果θ₃≤τs×0.5，则可以获得一种类似的更好效果。更确切地说，使每个磁极的每相的定子1的插槽数目为2，并且磁极数目为p，众所周知，由θ₃＝(12°到14°)/(p/2)的状态可得到更好的效果。布置各内腔10的端部10a以满足θ_2pm＝τs×(n+0.5)。当从定子1的铁芯齿3上观察时，对称地布置的两个端部10a移动了0.5个插槽节距以减轻电磁改变和由插槽4所引起的转矩脉动的影响。

(第十实施例)图28是图示本发明第十实施例的1/2磁极部位的放大剖面图。该实施例在用作磁阻转矩磁极的铁芯部15上形成了凹座16。铁芯部15的周向中心的侧面上的凹座16的一部分16a的深度比凹座16的另一部分16b的深度要浅。所述周向中心的侧面上所述部分16a的深度为0.25毫米，并且所述部分16b的深度为0.5毫米。由此，围绕铁芯部15的周向中心部分的磁阻较小，而从铁芯部15的周向中心部分间隔开的一部分上的磁阻较大，以避免由于凹座16的原因而使磁阻转矩减小。

形成在铁芯部11的周向中心部分上的凹座18从铁芯部15上按电角度方式移动90°，所述铁芯部11是由永磁体9产生的磁极，所述铁芯部15是磁阻转矩磁极。因此，凹座18在磁阻减小上的影响变小了。凹座18有效地减小了转矩脉动。因此，凹座18的深度可以比其他凹座16和17的深度深很多。根据该实施例，凹座18的深度为1毫米，凹座17的深度为0.5毫米，并且凹座16的深度在较浅部分16a处为0.25毫米而在较深部分16b处为0.5毫米。

由此，根据该实施例的旋转电机显示了基本上不减小的转矩并且可以减小能引起振动的电磁力。

凹座16到18的位置不限于上述实施例所描述的那些位置。根据上述实施例，嵌入有永磁体的内腔的一端部是中空的。此外，所述端部可以是能插入非磁性材料的非磁性部分。根据上述实施例，永磁体按朝空隙表面开口的V字形形状来布置。此外，它们可以按朝空隙表面开口的U字形形状来布置。优选是，各凹座沿转子铁芯的轴线的孔的长度延伸。此外，凹座可以沿一部分轴线形成。除了以上所述的之外，可以进行与上述实施例不同的改进而不脱离本发明的精神。

Claims (39)

1.一种旋转电机，其包括环形的定子和布置在所述定子内部并且面对所述定子的转子，在所述定子和转子之间具有空隙，所述定子具有在周向间隔上配有许多插槽的定子铁芯和容纳在各插槽中的绕组，所述转子具有转子铁芯、许多永磁体和许多凹座，所述永磁体嵌入沿所述转子铁芯的外周设置的许多磁极形成位置中，所述凹座形成在面对所述空隙的转子铁芯的表面的周向间隔上，所述凹座在所述转子铁芯的轴线方向上延伸。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其中所述凹座的节距不同于所述插槽的节距。

3.如权利要求1所述的旋转电机，其中各磁极的凹座的数目是相同的，并且在一个磁极的范围内，所述凹座的节距不同于所述插槽的节距。

4.如权利要求1所述的旋转电机，其中各磁极的凹座的数目是相同的，所述凹座关于通过各磁极的周向宽度的中心和转子铁芯的中心的中心轴对称地布置，并且在各中心轴的一侧，布置在所述磁极部位的1/2处的所述凹座的节距不同于所述插槽的节距。

5.如权利要求1所述的旋转电机，其中所述凹座形成在铁芯部的表面上的周向中心部分上，所述铁芯部面对所述空隙并且被所述永磁体磁化以在各磁极形成位置上的空隙的前端面上形成磁极。

6.如权利要求5所述的旋转电机，其中所述凹座还形成在除了所述铁芯部的周向中心部分以外的一部分转子铁芯的空隙前端面上。

7.如权利要求6所述的旋转电机，其中形成在除了所述铁芯部的周向中心部分之外的所述转子铁芯的空隙前端面的部分上的凹座的节距不同于所述插槽的节距。

8.如权利要求6所述的旋转电机，其中形成在除了所述铁芯部的周向中心部分之外的所述转子铁芯的空隙前端面的部分上的所述凹座的对于各磁极的数目是相同的，并且在一个磁极的范围内，所述凹座的节距不同于所述插槽的节距。

9.如权利要求6所述的旋转电机，其中形成在除了所述铁芯部的周向中心部分之外的所述转子铁芯的空隙前端面的部分上的所述凹座的对于各磁极的数目是相同的，所述凹座关于通过各磁极的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的中心轴对称地布置，并且在所述中心轴的一侧上，布置在所述磁极部位的1/2处的所述凹座的节距不同于所述插槽的节距。

10.如权利要求5到9中任一项所述的旋转电机，其中，当τs为所述插槽的节距且n为等于或大于0的整数时，形成在各铁芯部的空隙前端面的周向中心部分上的所述凹座的周向宽度为τs×(2n+0.1到1.7)。

11.如权利要求1到10中任一项所述的旋转电机，其中，在各磁极形成位置上，在通过由所述永磁体磁化并在所述空隙的前端面上形成磁极的所述铁芯部的周向宽度的中心和所述转子的中心的所述轴线与通过形成在所述插槽之间的铁芯齿的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线一致的情况中，通过形成在除了所述铁芯部的周向中心部分以外的一部分所述转子铁芯的空隙前端面上的所述凹座的周向宽度的中心的轴线与通过靠近所述凹座的插槽的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线之间形成一角度α₂，并且布置所述凹座以便所述角度α₂满足“τs×-0.14到0.1”(当所述凹座的中心轴相对于所述插槽的中心轴位于所述磁极的中心轴的侧面时所述角度具有负值，而当其位于相对侧上时具有正值)，其中τs为所述插槽的节距。

12.如权利要求1到10中任一项所述的旋转电机，其中，在各磁极形成位置上，在通过由所述永磁体磁化并在所述空隙的前端面上形成磁极的所述铁芯部的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线与通过形成在所述插槽之间的铁芯齿的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线一致的情况中，通过形成在除了所述铁芯部的周向中心部分以外的一部分所述转子铁芯的空隙前端面上的所述凹座的周向宽度的中心的轴线与通过靠近所述凹座的插槽的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线之间形成一角度α₃，并且布置所述凹座以便所述角度α₃满足“τs×-0.12到0.33”(当所述凹座的中心轴相对于所述插槽的中心轴位于所述磁极的中心轴的侧面时所述角度具有负值，而当其位于相对侧上时具有正值)，其中τs为所述插槽的节距。

13.如权利要求5到10中任一项所述的旋转电机，其中形成在各铁芯部的空隙前端面的周向中心部分上的所述凹座具有在所述空隙侧具有较宽的周向宽度且朝向所述转子铁芯的内周向侧面周向宽度变窄的形状。

14.如权利要求13所述的旋转电机，其中，当τs为所述插槽的节距且n为等于或大于0的整数时，形成在所述铁芯部的空隙前端面的周向中心部分上的所述凹座在面对所述空隙的开口上具有的周向宽度为“τs×(2n+0.53到1.06)”，并且在所述开口内侧上的变窄部分上具有的周向宽度为“τs×(2n+0.20到0.49)”。

15.如权利要求13或14所述的旋转电机，其中形成在所述铁芯部的空隙前端面的周向中心部分上的所述凹座的空隙前面较宽部分的深度为所述空隙的径向长度的0.3到1.0倍。

16.如权利要求5到10和13到15中任一项所述的旋转电机，其中形成在所述铁芯部的空隙前端面的周向中心部分上的所述凹座的最深部分的深度为所述空隙的径向长度的0.7到1.0倍。

17.如权利要求1到16中任一项所述的旋转电机，其中形成在除了所述铁芯部的周向中心部分之外的一部分所述转子铁芯的空隙前端面上的所述凹座的深度为所述空隙的径向长度的0.4到4倍。

18.如权利要求1到17中任一项所述的旋转电机，其中形成在除了所述铁芯部的周向中心部分之外的一部分所述转子铁芯的空隙前端面上的所述凹座的周向宽度为所述插槽的节距的0.2到0.6倍。

19.如权利要求1到18中任一项所述的旋转电机，其中，在各磁极上，一对永磁体按朝所述空隙开口的V字形形状来布置。

20.如权利要求19所述的旋转电机，其中各永磁体嵌入形成在所述转子铁芯上的内腔中，并且在各磁极形成位置上，在通过由所述永磁体磁化并在所述空隙前端面上形成磁极的所述铁芯部的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线与通过形成在所述插槽之间的所述铁芯齿的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线一致的情况中，通过所述磁极的一对内腔的各空隙侧端的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线与通过相邻槽口的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线之间形成了角度α₄，布置所述内腔以便所述角度α₄满足“τs×-0.25”和“τs×0.25”(周向负方向为“+”，且另一方向为“-”)，其中τs为所述插槽的节距。

21.一种旋转电机，其包括环形的定子和布置在所述定子内部并面对所述定子的转子，在所述定子和转子之间插入一空隙，所述定子具有在周向间隔上配有48个插槽的定子铁芯和容纳在各插槽中的绕组，所述转子具有转子铁芯、一对内腔、永磁体、铁芯部、第一凹座和第二与第三凹座，该对内腔沿处于朝所述空隙开口的V字形形状的所述转子铁芯的外周形成在每八个磁极形成位置上，所述永磁体嵌入各内腔中，所述铁芯部被位于各磁极形成位置上的永磁体磁化并在所述所述磁极形成位置的空隙前端面上形成磁极，所述第一凹座形成在各铁芯部的空隙前端面的周向中心部分上，所述第二与第三凹座形成在除了各铁芯部的周向中心部分之外的部分的所述转子铁芯的空隙前端面上，布置第二凹座以便通过第一凹座的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线与通过第二凹座的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线之间形成角度β₂＝τp×0.226到0.265，其中τp为所述磁极的节距，布置所述第三凹座以便通过第一凹座的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线与通过第三凹座的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线之间形成角度β₃＝τp×0.398到0.472，布置位于各磁极形成位置上的所述内腔以便通过所述铁芯部的周向宽度中心和所述转子的中心的轴线与通过一对所述内腔的各空隙侧端的周向宽度的中心和所述转子的中心的轴线之间形成一角度β₄＝τp×-0.25到-0.35和τp×0.25到0.35(周向负方向为“+”，且另一方向为“-”)。

22.如权利要求1所述的旋转电机，其中在由永磁体产生的磁极之间具有铁芯部以作为用于产生磁阻转矩的磁阻转矩的磁极，并且所述凹座形成在所述磁阻转矩磁极的空隙前端面中。

23.如权利要求22所述的旋转电机，其中各磁阻转矩磁极的凹座是关于对称轴来对称地布置的，所述对称轴是通过所述磁阻转矩磁极的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线。

24.如权利要求22和23所述的旋转电机，其中所述磁阻转矩磁极的凹座的周向中心位置为θ₁＝τs×(n+0.16到0.37)，其中τs为所述插槽的节距，θ₁为通过所述磁阻转矩磁极的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线与通过所述凹座的横向中心和所述转子铁芯的中心的轴线之间的角度，并且n为整数。

25.如权利要求22到24中任一项所述的旋转电机，其中所述凹座的周向宽度为W1＝τs×(n+0.2到0.5)，其中τs为所述插槽的节距，W1为通过所述凹座的一侧边缘和所述转子铁芯的中心的轴线与通过所述凹座另一侧边缘和所述转子铁芯的中心的轴线之间的角度，且n为0或自然数。

26.如权利要求22所述的旋转电机，其中所述凹座形成在除了所述周向中心部分以外的一部分由永久磁体产生的磁极的空隙前端面上。

27.如权利要求26所述的旋转电机，其中所述磁阻转矩磁极的凹座关于一对称轴来对称地布置，所述对称轴是通过所述磁阻转矩磁极的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线，并且由所述永磁体产生的所述磁极的凹座关于对称轴来对称地布置，所述对称轴是通过所述磁极的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线。

28.如权利要求26或27所述的旋转电机，其中所述磁阻转矩磁极的凹座的周向中心位置为θ₁＝τs×(n+0.2到0.6)，并且由所述永磁体产生所述磁极的凹座的周向中心位置为θ₂＝τs×(n+0.85到1.3)，其中τs为所述插槽的节距，θ₁为通过所述磁阻转矩磁极的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线与通过所述磁阻转矩磁极的凹座的横向中心和所述转子铁芯的中心的轴线之间的角度，θ₂为通过由所述永磁体产生的所述磁极的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线与通过由所述永磁体产生的所述磁极的凹座的横向中心和所述转子铁芯的中心的轴线之间的角度，且n为整数。

29.如权利要求26到28中任一项所述的旋转电机，其中所述磁阻转矩磁极的凹座的周向宽度为W1＝τs×(n+0.4到0.7)，并且由所述永磁体产生的所述磁极的凹座的周向宽度为W2＝τs×(n+0.47到0.6)，其中τs为所述插槽的节距，W1为通过所述磁阻转矩磁极的凹座的一侧边缘和所述转子铁芯的中心的轴线与通过所述磁阻转矩磁极的凹座的另一侧边缘和所述转子铁芯的中心的轴线之间的角度，W2为通过由所述永磁体产生的所述磁极的凹座的一侧边缘和所述转子铁芯的中心的轴线与通过由所述永磁体产生的所述磁极的凹座的另一侧边缘和所述转子铁芯的中心的轴线之间的角度，且n为0或自然数。

30.如权利要求22到29中任一项所述的旋转电机，其中所述凹座形成在由所述永磁体产生所述磁极的空隙前端面的周向中心部分上。

31.如权利要求30所述的旋转电机，其中布置位于由所述永磁体产生的磁极的周向中心部分上的所述凹座以便通过由所述永磁体产生的所述磁极的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线与通过位于由所述永磁体产生的所述磁极的周向中心部分上的所述凹座的离前述轴线远侧的侧边和所述转子铁芯的中心的轴线之间的角度θ₃满足θ₃≤τs×0.5。

32.如权利要求22到31中任一项所述的旋转电机，其中所述磁阻转矩磁极的凹座和除了位于周向中心部分上之外的由所述永磁体产生的磁极的凹座的深度为所述空隙的径向长度的0.2到2.0倍，并且位于由所述永磁体产生的磁极的周向中心部分上的凹座的深度为所述空隙的径向长度的0.2到3.0倍。

33.如权利要求22到32中任一项所述的旋转电机，其中，在各磁极形成位置上，所述永磁体按朝所述空隙开口的V字形形状或具有朝所述空隙的开口的U字形形状来布置。

34.如权利要求22到33中任一项所述的旋转电机，其中在所述空隙侧面上的各永磁体的端部上形成间隔或非磁性部分，所述间隔或非磁性部分的周向中心位置为θ_pm＝τs×(n+0.25)，或通过将所述磁阻转矩磁极夹在中间的两个间隔或非磁性部分的周向宽度中心和所述转子铁芯的中心的两条轴线之间的角度为θ_2pm＝τs×(n+0.5)，其中τs为所述插槽的节距，θ_pm为通过所述磁阻转矩磁极的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线与通过所述间隔或非磁性部分的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线之间形成的角度，且n为整数。

35.如权利要求26到34中任一项所述的旋转电机，其中所述磁阻转矩磁极的凹座的中心位置为θ₁＝(10°到14°)/(p/2)，除位于周向中心部分之外的由所述永磁体产生的所述磁极的凹座的中心位置为θ₂＝(26°到39°)/(p/2)，所述磁阻转矩磁极的凹座的周向宽度为W1＝(12°到18°)/(p/2)，并且除位于周向中心部分之外的由所述永磁体产生的所述磁极的凹座的周向宽度为W2＝(14°到18°)/(p/2)，其中所述定子的每磁极的每相的插槽的数目为2，p为磁极的数目，θ₁为通过所述磁阻转矩磁极的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线与通过所述磁阻转矩磁极的凹座的横向中心和所述转子铁芯的中心的轴线之间的角度，θ₂为通过由所述永磁体产生的所述磁极的周向宽度的中心的轴线与通过除位于所述周向中心部分之外的所述凹座的横向中心和所述转子铁芯的中心的轴线之间的角度，且n为整数。

36.如权利要求26到34中任一项所述的旋转电机，其中所述磁阻转矩磁极的凹座的中心位置为θ₁＝(10°到14°)/(p/2)，除位于所述周向中心部分之外的由所述永磁体产生的所述磁极的凹座的中心位置为θ₂＝(26°到39°)/(p/2)，所述磁阻转矩磁极的凹座的周向宽度为W1＝(12°到18°)/(p/2)，除位于所述周向中心部分之外的由所述永磁体产生的所述磁极的凹座的周向宽度为W2＝(14°到18°)/(p/2)，并且由所述永磁体产生的所述磁极的周向中心部分上的所述凹座的一侧边缘的位置为θ₃＝(12°到14°)/(p/2)，其中所述定子的每磁极的每相位的插槽数目为2，p为磁极的数目，θ₁为通过所述磁阻转矩的磁极的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线与通过所述磁阻转矩磁极的凹座的横向中心和所述转子铁芯的中心的轴线之间的角度，θ₂为通过由所述永磁体产生的所述磁极的周向宽度的中心的轴线与通过除了位于所述周向中心部分之外的所述凹座的横向中心和所述转子铁芯的中心的轴线之间的角度，n为整数，并且θ₃为通过由所述永磁体产生的所述磁极的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线与通过位于由所述永磁体产生的所述磁极的周向中心部分上的凹座的离前述轴线远侧的侧边和所述转子铁芯的中心的轴线之间的角度。

37.如权利要求22到36中任一项所述的旋转电机，其中，在各磁极的形成位置上，所述永磁体按朝所述空隙开口的V字形形状来布置，并且间隔或非磁性部分形成在所述空隙侧面上的各永磁体的端部上，所述间隔或非磁性部分布置在位置上，在该位置处，通过所述间隔或非磁性部分的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线与通过所述磁阻转矩磁极的周向宽度的中心和所述转子铁芯的中心的轴线之间的角度θ_pm满足32°/(p/2)≤θ_pm≤40°/(p/2)。

38.如权利要求22到37中任一项所述的旋转电机，其中所述磁阻转矩磁极的凹座位于所述磁阻转矩磁极的周向中心侧面上的区域比其余区域更浅。

39.如权利要求22到38中任一项所述的旋转电机，其中位于由所述永磁体产生的所述磁极的周向中心部分上的凹座比其他凹座更深。

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