CN121175909A - 转子铁芯、转子、旋转电机以及转子铁芯的设计方法 - Google Patents

Abstract

转子铁芯(31)具有：被设置于转子铁芯(31)的外周面(31a)与前方隔磁部(35f)之间的前方桥部(37f)；以及被设置于转子铁芯(31)的外周面(31a)与后方隔磁部(35r)之间的后方桥部(37r)，后方桥部(37r)的中心位置θr的、相对于后方隔磁部(35r)的后方基准位置θsr的相对位置，比前方桥部(37f)的中心位置θf的、相对于前方隔磁部(35f)的前方基准位置θsf的相对位置位于更靠旋转后方，前方桥部(37f)的宽度Wf与后方桥部(37r)的宽度Wr不同。

Description

转子铁芯、转子、旋转电机以及转子铁芯的设计方法

技术领域

本发明涉及转子铁芯、转子、旋转电机以及转子铁芯的设计方法。

本申请基于2023年4月3日在日本申请的特愿2023－060099号主张优先权，将其内容援引至此。

背景技术

以往就已知例如下述专利文献1记载的旋转电机。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020－162379号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

该种埋入型永久磁铁型同步电机(IPMSM)中，追求可以抑制转矩脉动(转矩波动)的技术的实用化。

本发明是鉴于前述情况而得到的，其目地在于降低转矩脉动。

用于解决技术问题的技术手段

＜1＞本发明的一方案的转子铁芯，是埋入磁铁型电机中使用的转子铁芯，在所述转子铁芯中，在所述转子铁芯的周方向上配置有多组构成磁极的永久磁铁，在所述转子铁芯中形成有多个插入孔，该插入孔在所述转子铁芯的轴方向上贯通所述转子铁芯，并且其中插入有所述永久磁铁，在所述转子铁芯中形成有隔磁部，该隔磁部与多个所述磁极之中至少一个磁极对应设置，在所述轴方向上贯通所述转子铁芯；所述隔磁部包括与各个所述磁极对应设置的前方隔磁部及后方隔磁部，作为所述插入孔，包括：第一插入孔，插入有被配置在各个所述磁极之中的靠近旋转前方的所述永久磁铁；以及第二插入孔，插入有被配置在各个所述磁极之中的靠近旋转后方的所述永久磁铁，所述前方隔磁部相对于所述第一插入孔被设置在所述转子铁芯的径方向的外侧、且旋转前方，并且连接于所述第一插入孔，所述后方隔磁部相对于所述第二插入孔被配置在所述转子铁芯的径方向的外侧、且旋转后方，并且连接于所述第二插入孔，所述转子铁芯具有被设置于所述转子铁芯的外周面与所述前方隔磁部之间的前方桥部、以及被设置于所述转子铁芯的外周面与所述后方隔磁部之间的后方桥部，所述后方桥部的中心位置θr相对于所述后方隔磁部的后方基准位置θsr的相对位置，比所述前方桥部的中心位置θf相对于所述前方隔磁部的前方基准位置θsf的相对位置位于更靠旋转后方，所述前方桥部的宽度Wf与所述后方桥部的宽度Wr不同。

在此，前方桥部的宽度Wf用前方桥部形成的中心角定义。后方桥部的宽度Wr用后方桥部形成的中心角定义。

＜2＞在上述＜1＞的转子铁芯中，所述后方桥部的宽度Wr可以大于所述前方桥部的宽度Wf。

＜3＞本发明的一方案的转子，包括：＜1＞或＜2＞所述的转子铁芯；以及永久磁铁，其被埋入所述转子铁芯中并且构成磁极，在所述转子铁芯中，在所述转子铁芯的周方向配置有多组。

＜4＞本发明的一方案的旋转电机，包括：环状的定子；以及被配置于所述定子内的上述＜3＞所述的转子。

＜5＞在上述＜4＞的旋转电机中，也可以是，所述转子铁芯具有：被设置于所述转子铁芯的外周面与所述前方隔磁部之间的前方桥部；以及被设置于所述转子铁芯的外周面与所述后方隔磁部之间的后方桥部，在将所述定子的每1槽的中心角θs设为θs＝2π/Nslot[rad](Nslot表示定子的槽数)时，所述后方桥部的中心位置θr相对于所述后方隔磁部的后方基准位置θsr，位于使用所述中心角θs表示的第一范围内，所述前方桥部的中心位置θf相对于所述前方隔磁部的前方基准位置θsf，位于使用所述中心角θs表示的第二范围内，所述第一范围及所述第二范围根据所述前方桥部的宽度Wf与所述后方桥部的宽度Wr而不同。

＜6＞在上述＜5＞的旋转电机中，也可以是，在所述前方桥部的宽度Wf为θs/8～5θs/24、所述后方桥部的宽度Wr为7θs/24～3θs/8的情况下，所述第一范围为－θs/6～－θs/8，且所述第二范围为－θs/24～θs/24，或者所述第一范围为－θs/8～－θs/12，且所述第二范围为－θs/24～θs/12。

＜7＞在上述＜5＞的旋转电机中，在所述前方桥部的宽度Wf为θs/8～5θs/24、所述后方桥部的宽度Wr为3θs/8～11θs/24的情况下，所述第一范围为－θs/8～－θs/24，且所述第二范围为－θs/24～θs/12。

＜8＞在上述＜5＞的旋转电机中，也可以是，在所述前方桥部的宽度Wf为5θs/24～7θs/24、所述后方桥部的宽度Wr为7θs/24～3θs/8的情况下，所述第一范围为－θs/6～－θs/8，且所述第二范围为－θs/24～θs/12、，所述第一范围为－θs/8～－θs/12，且所述第二范围为0～5θs/24，或者所述第一范围为－θs/12～－θs/24，且所述第二范围为θs/24～5θs/24。

＜9＞在上述＜5＞的旋转电机中，也可以是，在所述前方桥部的宽度Wf为5θs/24～7θs/24、所述后方桥部的宽度Wr为3θs/8～11θs/24的情况下，所述第一范围为－θs/6～－θs/8，且所述第二范围为－θs/12～0，所述第一范围为－θs/8～－θs/12，且所述第二范围为－θs/12～θs/24，或者所述第一范围为－θs/12～－θs/24，且所述第二范围为－θs/24～θs/8。

＜10＞本发明的一方案的转子铁芯的设计方法，是＜1＞至＜3＞的任一方案所述的转子铁芯的设计方法，包括根据所述磁极中的磁通，对所述前方隔磁部及所述后方隔磁部分别设计位置及形状的工序。

＜11＞在上述＜10＞的转子铁芯的设计方法中，也可以是，在所述工序中，设计所述前方隔磁部及所述后方隔磁部的位置及形状，使得在转矩极小时，所述后方隔磁部遮挡相对于所述后方隔磁部位于最近处的齿部正面的磁通路径，并且所述前方隔磁部不妨碍从旋转后方去向相对于所述前方隔磁部位于最近处的齿部的磁铁磁通，且在转矩极大时，所述后方隔磁部遮挡从旋转后方进入相对于所述后方隔磁部位于最近处的齿部的磁通路径，并且所述前方隔磁部不遮挡相对于所述前方隔磁部位于最近处的齿部正面的磁通路径，扩展所述齿部正面的磁通路径。

发明效果

根据本发明，降低转矩脉动。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式的旋转电机的图，是包含一部分截面的俯视图。

图2是图1所示的旋转电机所包含的定子及转子的放大俯视图。

图3是图1所示的旋转电机所包含的转子的放大俯视图。

图4是根据转子的基准形状，说明前方隔磁部的前方基准位置以及后方隔磁部的后方基准位置的俯视图。

图5是说明被设置于转子铁芯的后方桥部的中心位置与前方桥部的中心位置的俯视图。

图6是说明转子铁芯的后方桥部宽与前方桥部宽的俯视图。

图7是说明转子铁芯的第一降低模式的俯视图。

图8是说明转子铁芯的第二降低模式的俯视图。

图9是说明转子铁芯的第三降低模式的俯视图。

图10是说明转子铁芯的第四降低模式的俯视图。

图11是说明转子铁芯的第五降低模式的俯视图。

图12是说明转子铁芯的第六降低模式的俯视图。

图13是说明转子铁芯的第七降低模式的俯视图。

图14是说明转子铁芯的第八降低模式的俯视图。

图15是说明转子铁芯的第九降低模式的俯视图。

图16是示出在实施方式的旋转电机中，能够最适当降低转矩脉动的转子的俯视图。

图17是示出在比较例的旋转电机中，使平均转矩最大的转子的俯视图。

图18是示出实施方式的旋转电机与比较例的旋转电机的电角与转矩的关系的曲线。

图19是示出在实施方式的旋转电机中，转子位于比较例的旋转电机的转矩波形为极小时的电角时的磁通密度矢量的俯视图。

图20是示出在比较例的旋转电机中，转子位于转矩波形为极小的电角时的磁通密度矢量的俯视图。

图21是示出在实施方式的旋转电机中，转子位于比较例的旋转电机的转矩波形为极大的电角时的磁通密度矢量的俯视图。

图22是示出在比较例的旋转电机中，转子位于转矩波形为极大的电角时的磁通密度矢量的俯视图。

具体实施方式

下面，参照图1至图22，说明本发明的一实施方式的转子铁芯、转子、旋转电机以及转子铁芯的设计方法。旋转电机是电动机，具体而言是交流电动机，更具体而言是同步电动机，进一步具体而言是永久磁铁励磁型电动机。该种电动机例如优选采用在电动汽车等中。

如图1及图2所示，旋转电机10包括定子20、转子30、壳体50、以及旋转轴60。定子20及转子30被容纳在壳体50中。定子20被固定于壳体50。旋转电机10是转子30位于定子20的内侧的内转子型。

此外，在本实施方式中，旋转电机10是8极24槽的三相交流电机。但是，例如可以适当变更极数或槽数、相数等。

此外，在旋转电机10中，定子20及转子30的轴线在共通轴上。在下文中，将该共通轴称为中心轴线O(转子30的中心轴)。将中心轴线O方向(后述的转子铁芯31的轴方向)称为轴方向，将与中心轴线O正交的方向(后述的转子铁芯31的径方向)称为径方向，将围绕中心轴线O的方向(后述的转子铁芯31的周方向)称为周方向。

定子20包括定子铁芯21和未图示的绕组。

定子铁芯21包括筒状(圆筒状)的芯背部22(磁轭)和多个齿部23。

芯背部22在从轴方向观察旋转电机10的俯视中形成为圆环状(环状)。

多个齿部23从芯背部22朝向径方向的内侧(沿着径方向朝向芯背部22的中心轴线O)突出。多个齿部23在周方向上隔开同等间隔地配置。在本实施方式中，以中心轴线O为中心的中心角每15度地设置有24个齿部23。多个齿部23被形成为彼此相同的形状，且相同的大小。在周方向彼此相邻的齿部23之间为槽24。

所述绕组缠绕于齿部23。所述绕组可以集中卷绕，也可以分散卷绕。

如图3所示，转子30被配置在相对于定子20(定子铁芯21)而言径方向的内侧。转子30包括转子铁芯31和多个永久磁铁32。

转子铁芯31被形成为与定子20同轴配置的筒状(圆筒状)。在转子铁芯31内，配置有所述旋转轴60。旋转轴60以与转子铁芯31一起旋转的方式，固定于转子铁芯31。

多个永久磁铁32被固定于转子铁芯31。转子铁芯31中设置有多个磁极33。在本实施方式中，两个一组的永久磁铁32构成一个磁极33。构成多个磁极33的多组永久磁铁32在周方向上隔开相同的间隔配置。在本实施方式中，以中心轴线O为中心的中心角每45度地设置有8组(整体为16个)永久磁铁32。

旋转电机10是埋入磁铁型电机(IPMSM)。在转子铁芯31中，形成有在轴方向贯通转子铁芯31的多个插入孔34。多个插入孔34与多个永久磁铁32对应设置。各永久磁铁32以被插入对应的插入孔34内的状态被固定于转子铁芯31。即，插入孔34形成能够设置永久磁铁32的空间。在图3所示的实施方式中，永久磁铁32为具有长度方向的四边形状，插入孔34也成为包含具有同样的长度方向的四边形状的部分的形状。各永久磁铁32的对转子铁芯31的固定例如可以通过将永久磁铁32的外表面与插入孔34的内面用粘接剂粘接等实现。

此外，作为定子铁芯21及转子铁芯31，可以采用层叠铁芯。层叠铁芯通过层叠多个电磁钢板而形成。所层叠的电磁钢板彼此例如通过铆接、粘接或焊接等进行固定。

形成定子铁芯21及转子铁芯31的各电磁钢板例如通过对作为母材的电磁钢板进行冲裁加工等形成。作为电磁钢板，可以使用公知的电磁钢板。电磁钢板的化学组分并不特别限定。在本实施方式中，采用无取向性电磁钢板作为电磁钢板。作为无取向性电磁钢板，例如可以采用JIS C 2552：2014的无取向性电磁钢带。但是，作为电磁钢板，也可以采用取向性电磁钢板代替无取向性电磁钢板。作为取向性电磁钢板，例如可以采用JIS C2553：2012的取向性电磁钢带。

为了改善电磁钢板的加工性、层叠铁芯的铁损，在电磁钢板的两面设置有绝缘被膜。作为构成绝缘被膜的物质，例如可以应用(1)无机化合物、(2)有机树脂、(3)无机化合物与有机树脂的混合物等。作为无机化合物，例如举出(1)重铬酸盐与硼酸的复合物、(2)磷酸盐与二氧化硅的复合物等。作为有机树脂，可以举出环氧树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸苯乙烯树脂、聚酯树脂、有机硅树脂、氟树脂等。

下面，针对转子30的详细进行说明。

如图3所示，如前所述，永久磁铁32被埋入转子铁芯31中并且两个成为一对，构成一个磁极33。永久磁铁32在转子铁芯31中在周方向上配置多对(在图示的例子中为8对)。永久磁铁32的位置、大小或形状，针对所有的磁极33是相同的。各磁极33的俯视中的形状，针对全部磁极33是相同的。在图示的例子中，永久磁铁32为长方体状。永久磁铁32在俯视下为矩形状。

在前述俯视下，一对永久磁铁32被配置成向径方向的内侧凸出的V字状。在前述俯视下，一对永久磁铁32以d轴Ld为基准，呈线对称地配置。在前述俯视下，d轴Ld穿过中心轴线O与各磁极33的周方向的中央。配置有一对永久磁铁32的插入孔34也同样地，以d轴Ld为基准，大致线对称地配置。下面，有时将d轴Ld称为“基准线Ld”。

在前述俯视下，插入孔34在比永久磁铁32q更靠轴Lq侧、以及d轴Ld侧这两侧处更大。作为插入孔34，包括第一插入孔34f和第二插入孔34r。第一插入孔34f中，插入有各个磁极33之中的被配置于靠近旋转前方的q轴Lq(即，靠近旋转前方)的永久磁铁32。第二插入孔34r中，插入有各个磁极33之中的被配置于旋转后方的靠近q轴Lq(即，靠近旋转后方)的永久磁铁32。

在前述俯视下，q轴Lq穿过中心轴线O与在周方向相邻的两个磁极33之间。在前述俯视下，q轴Lq穿过所述两个磁极33之间的周方向的中央。q轴Lq与d轴Ld磁性、电气地正交。插入孔34之中的相对于永久磁铁32分别位于q轴Lq侧、以及d轴Ld侧的部位成为隔磁部35、36。换言之，在永久磁铁32的q轴Lq侧、以及d轴Ld侧这两端，设置有隔磁部35、36。隔磁部35、36是在轴方向贯通转子铁芯31的磁性空隙部。隔磁部35、36及插入孔34在转子铁芯31的轴方向贯通，因此容易制造转子铁芯31。隔磁部35、36及插入孔34贯通转子铁芯31的轴方向的整长，优选一部分也没有断开。隔磁部35、36降低在转子30内循环的来自永久磁铁32的磁铁磁通(下面，称为循环磁通)，或者改变从永久磁铁32去向定子20的磁铁磁通的流入路径。由此，永久磁铁32的磁铁磁通(下面，简称为磁铁磁通)有效地传递给定子20，输出高转矩。也可以说隔磁部35、36将磁铁磁通引导到定子20。

转子30包括第一隔磁部(隔磁部)35和第二隔磁部36作为隔磁部35、36。此外，转子30具备多个桥部37。

第一隔磁部35及第二隔磁部36将永久磁铁32从其长度方向的两端夹住。由此，磁铁磁通容易有效地传递给定子20。第一隔磁部35相对于各永久磁铁32位于q轴Lq侧。第一隔磁部35位于一对永久磁铁32的周方向(旋转方向)的两侧。第二隔磁部36相对于各永久磁铁32位于d轴Ld侧。第二隔磁部36位于一对永久磁铁32的周方向(旋转方向)的中央。

相对于各永久磁铁32位于q轴Lq侧的一对第一隔磁部35对应于磁极33的旋转前方和旋转后方而配置。在本实施方式中，针对将第一隔磁部35配置在所有磁极33的旋转前方与旋转后方的例子进行了说明，但也可以将第一隔磁部35配置于至少一个磁极33的旋转前方和旋转后方。

在此，在下文中，将旋转电机10的旋转方向(周方向)的前方(旋转前方)简称为前方F，将旋转方向的后方简称为后方R。此外，在能够在围绕中心轴线O的两方向旋转的旋转电机10的情况下，所谓上述旋转方向，表示旋转电机10主要旋转的旋转方向。此外，在图示的例子中，将观察纸面时的逆时针称为前方F，将顺时针称为后方R。

第一隔磁部35包括前方隔磁部35f和后方隔磁部35r。前方隔磁部35f被设置于磁极33的前方F。前方隔磁部35f相对于第一插入孔34f，被设置于转子铁芯31的径方向的外侧、且前方F。前方隔磁部35f连接于第一插入孔34f。

前方隔磁部35f具有位于径方向外侧的外周侧面35fo。外周侧面35fo相对于转子铁芯31的外周面31a而言位于径方向的内侧。外周侧面35fo沿着外周面31a形成。所谓外周侧面35fo沿着外周面31a，不仅包含外周侧面35fo相对于外周面31a完全平行的情况，还包含外周侧面35fo相对于外周面31a实质上平行的情况。在外周侧面35fo相对于外周面31a实质上平行的情况下，还包含外周面31a为圆弧状，外周侧面35fo为直线状，与外周面31a大致平行的情况。外周侧面35fo相对于外周面31a实质上平行，是指后述的桥部37的径方向的长度在桥部37的周方向的整长中实质上同等。所谓桥部37的径方向的长度，设为外周侧面35fo上的各点与外周面31a的距离的最小值。此外，在前方隔磁部35f的外周缘不具有与转子铁芯31的外周面31a平行或大致平行的部分的情况下，得不到本申请发明的效果。

后方隔磁部35r被设置于磁极33的后方R。后方隔磁部35r相对于第二插入孔34r而言，被设置于转子铁芯31的径方向的外侧、且后方R。后方隔磁部35r连接于第二插入孔34r。

后方隔磁部35r具有位于径方向的外侧的外周侧面35ro。外周侧面35ro相对于转子铁芯31的外周面31a而言位于径方向的内侧。外周侧面35ro沿着外周面31a形成。所谓外周侧面35ro沿着外周面31a，不仅包含外周侧面35ro相对于外周面31a完全平行的情况，还包括外周侧面35ro相对于外周面31a实质上平行的情况。在外周侧面35ro相对于外周面31a实质上平行的情况下，还包括外周面31a为圆弧状，外周侧面35ro为直线状，与外周面31a大致平行的情况。外周侧面35ro相对于外周面31a实质上平行，是指后述的桥部37的径方向的长度在桥部37的周方向的整长中实质上同等。桥部37的径方向的长度，是外周侧面35ro上的各点与外周面31a的距离的最小值。此外，在后方隔磁部35r的外周缘不具有与转子铁芯31的外周面31a平行或大致平行的部分的情况，得不到本申请发明的效果。

此外，转子30具有多个桥部37。桥部37包括前方桥部37f和后方桥部37r。前方桥部37f被设置于转子铁芯31的外周面31a与前方隔磁部35f的外周侧面35fo之间。前方桥部37f的内周侧面37fa相对于转子铁芯31的外周面31a完全平行，或者实质上平行。后方桥部37r被设置于转子铁芯31的外周面31a与后方隔磁部35r的外周侧面35ro之间。后方桥部37r的内周侧面37ra相对于转子铁芯31的外周面31a完全平行/或实质上平行。所谓隔磁部，是被设置于转子铁芯内的非磁性区域，具有阻挡磁通的功能。所谓桥部，表示连接由非磁性区域断开的磁性体区域的部分，机械性地支承磁性体区域，并且桥部会磁饱和，从而具有阻挡磁通的通过的功能。为了满足该功能，桥部相比于周围的磁性体区域，宽度更窄，桥部中的最大磁通密度高于饱和磁通密度。桥部中的最大磁通密度通过电磁场解析来确定。

桥部37的位置、大小根据隔磁部35的位置、大小而变化。例如，前方桥部37f的宽度Wf用前方桥部形成的中心角表示。后方桥部37r的宽度Wr用后方桥部形成的中心角表示。前方桥部37f中的周方向的中心位置θf(下面，也称为前方桥部37f的中心位置θf)用前方隔磁部35f的外周侧面35fo的周方向的中心与前方基准位置θsf之间形成的、围绕中心轴线O的角度表示(参照图5)。后方桥部37r中的周方向的中心位置θr(下面，也称为后方桥部37r的中心位置θr)用后方隔磁部35r的外周侧面35ro的周方向的中心与后方基准位置θrr之间形成的、围绕中心轴线O的角度表示(参照图5)。

前方桥部37f的中心位置θf以及后方桥部37r的中心位置θr被配置在相对于穿过磁极33的周方向的中央、并在转子铁芯31的径方向延伸的基准线Ld(d轴)而言为非对称的位置。具体而言，在周方向上，后方桥部37r的中心位置θr相比于前方桥部37f的中心位置θf被配置从基准线Ld远离的位置。并且，后方桥部37r的中心位置θr相对于后方隔磁部35r的后方基准位置θsr的相对位置，比前方桥部37f的中心位置θf相对于前方隔磁部35f的前方基准位置θsf的相对位置位于更靠旋转后方。后方桥部37r的中心位置θr相对于后方隔磁部35r的后方基准位置θsr的相对位置，是后方隔磁部35r的后方基准位置θsr与后方桥部37r的中心位置θr之间形成的、围绕中心轴线O的角度。前方桥部37f的中心位置θf相对于前方隔磁部35f的前方基准位置θsf的相对位置，是前方隔磁部35f的前方基准位置θsf与前方桥部37f的中心位置θf之间形成的、围绕中心轴线O的角度。

此外，前方桥部37f的宽度Wf与后方桥部37r的宽度Wr不同。具体而言，后方桥部37r的宽度Wr(后方隔磁部35r的外周侧面35ro形成的中心角)比前方桥部37f的宽度Wf(前方隔磁部35f的外周侧面35fo形成的中心角)更大(Wr＞Wf)。

多个桥部37能够通过磁饱和来阻挡磁通穿过桥部37。此外，桥部37例如在转子30以预定的旋转速度以上旋转时，通过磁饱和来阻挡磁通穿过桥部37即可，在以小于所述规定的旋转速度旋转时，磁通也可以通过桥部37。桥部37的周方向的长度或径方向的宽度(径方向的长度)根据旋转电机10的旋转速度或形式而适当设置。

下面，针对降低旋转电机(IPMSM)10的转矩脉动的前方隔磁部35f、后方隔磁部35r、前方桥部37f、后方桥部37r的形状、位置详细地进行说明。

(隔磁部的基准位置)

首先，根据图4所示的转子30的基准形状，针对前方隔磁部35f的前方基准位置θsf、以及后方隔磁部35r的后方基准位置θsr进行说明。前方基准位置θsf以及后方基准位置θsr是决定前方隔磁部35f以及后方隔磁部35r的形状、位置时作为基准的位置。

此外，图4所示的转子30的基准形状，是通过以各磁极33中的周方向的对象性为前提的参数探索(特开2021－114099号公报记载的解析方法)将磁铁外周侧的前方隔磁部35f以及后方隔磁部35r的位置、宽度优化而得到的结果。

如图4所示，前方隔磁部35f的前方基准位置θsf，是在被插入第一插入孔34f中的永久磁铁32中在前方F且连接径方向内侧的角部(在周方向位于最前方F的角部)32a与中心轴线O的直线Lf与转子铁芯31的外周面31a交叉的位置。此外，后方隔磁部35r的后方基准位置θsr，是在被插入第二插入孔34r中的永久磁铁32中在后方R且连接径方向内侧的角部(周方向位于最后方R的角部)32b与中心轴线O的直线Lr与转子铁芯31的外周面31a交叉的位置。

在俯视中，前方基准位置θsf及后方基准位置θsr以基准线Ld为基准呈线对称地配置。但是，前方基准位置θsf及后方基准位置θsr也可以不是如前述呈线对称地配置。

(桥部的中心位置)

接着，根据图5说明前方桥部37f的中心位置θf及后方桥部37r的中心位置θr。前方桥部37f的中心位置θf以及后方桥部37r的中心位置θr是以前方基准位置θsf及后方基准位置θsr为基准的围绕中心轴线O的角度。此外，如前所述，前方桥部37f的中心位置θf是前方桥部37f中的周方向的中心。后方桥部37r的中心位置θr是后方桥部37r中的周方向的中心。

图5是说明后方桥部37r的中心位置θr与前方桥部37f的中心位置θf的图。

如图5所示，后方桥部37r的中心位置θr表示以后方隔磁部35r的后方基准位置θsr为基准，在周方向分开的位置。以后方基准位置θsr为基准，将在前方F分开的位置用正(+)表示，将在后方R分开的位置用负(－)表示。后方桥部37r的中心位置θr相对于后方隔磁部35r的后方基准位置θsr，位于使用中心角θs表示的第一范围内。

在此，所述中心角θs以下面的式子表示。

θs＝2π/Nslot[rad](Nslot表示定子20的槽数。)

此外，前方桥部37f的中心位置θf表示以前方隔磁部35f的前方基准位置θsf为基准，在周方向分开的位置。以前方基准位置θsf为基准，将在前方F分开的位置用正(+)，将在后方R分开的位置用负(－)表示。前方桥部37f的中心位置θf相对于前方隔磁部35f的前方基准位置θsf，位于使用中心角θs表示的第二范围内。

接着，根据图6，说明前方桥部37f及后方桥部37r的形状。

图6是说明后方桥部37r的宽度Wr与前方桥部37f的宽度Wf的图。下面，有时将后方桥部37r的宽度Wr称为“后方桥部宽Wr”。有时将前方桥部37f的宽度Wf称为“前方桥部宽Wf”。

如图6所示，后方桥部宽Wr用后方桥部37r的前方F侧的端部与后方R侧的端部之间形成的、围绕中心轴线O的角度表示。此时，后方桥部37r的前方F侧的端部、后方R侧的端部均位于后方隔磁部35r的外周侧面35ro上。后方桥部37r的宽度Wr如后文所述使用所述中心角θs表示。

此外，前方桥部宽Wf用前方桥部37f的前方F侧的端部与后方R侧的端部之间形成的、围绕中心轴线O的角度表示。此时，前方桥部37f的前方F侧的端部、后方R侧的端部均位于前方隔磁部35f的外周侧面35fo上。前方桥部37f的宽度Wf如后文所述使用所述中心角θs表示。

如上所述，后方桥部37r的中心位置θr所在的范围(下面，第一范围)、以及前方桥部37f的中心位置θf所在的范围(下面，第二范围)根据前方桥部宽Wf和后方桥部宽Wr而不同。

在转子铁芯31的后方桥部宽Wr、前方桥部宽Wf、第一范围、及第二范围的优选组合的模式中，存在降低旋转电机(IPMSM)10的转矩脉动的第一降低模式至第九降低模式。

根据图7至图15说明降低旋转电机10的转矩脉动的转子铁芯31的第一降低模式至第九降低模式。

首先，根据图7说明第一降低模式。图7示出降低旋转电机10的转矩脉动的第一降低模式。

如图7所示，第一降低模式中，在前方桥部宽Wf为θs/8～5θs/24、后方桥部宽Wr为7θs/24～3θs/8的情况下，后方桥部37r的中心位置θr所在的第一范围为－θs/6～－θs/8。且，前方桥部37f的中心位置θf所在的第二范围为－θs/24～θs/24。

根据第一降低模式，后方桥部宽Wr大于前方桥部宽Wf。因此，后方隔磁部35r的周方向的宽度大于前方隔磁部35f的周方向的宽度。

此外，第一范围的最大值－θs/8小于第二范围的最小值－θs/24。即，后方隔磁部35r相对于后方基准位置θsr的相对位置被配置在比前方隔磁部35f相对于前方基准位置θsf的相对位置在周方向上更靠旋转后方。

接着，根据图8说明第二降低模式。图8示出降低旋转电机10的转矩脉动的第二降低模式。

如图8所示，在前方桥部宽Wf为θs/8～5θs/24、后方桥部宽Wr为7θs/24～3θs/8的情况下，后方桥部37r的中心位置θr所在的第一范围为－θs/8～－θs/12。且，前方桥部37f的中心位置θf所在的第二范围为－θs/24～θs/12。

根据第二降低模式，与第一降低模式同样地，后方隔磁部35r的周方向的宽度大于前方隔磁部35f的周方向的宽度。此外，后方隔磁部35r相对于后方基准位置θsr的相对位置被配置在比前方隔磁部35f相对于前方基准位置θsf的相对位置在周方向上更靠旋转后方。

接着，根据图9说明第三降低模式。图9示出降低旋转电机10的转矩脉动的第三降低模式。

如图9所示，在前方桥部宽Wf为θs/8～5θs/24、后方桥部宽Wr为3θs/8～11θs/24的情况下，后方桥部37r的中心位置θr所在的第一范围为－θs/8～－θs/24。且，前方桥部37f的中心位置θf所在的第二范围为－θs/24～θs/12。

根据第三降低模式，与第一降低模式同样地，后方隔磁部35r的周方向的宽度大于前方隔磁部35f的周方向的宽度。此外，后方隔磁部35r相对于后方基准位置θsr的相对位置被配置在比前方隔磁部35f相对于前方基准位置θsf的相对位置在周方向上更靠旋转后方。

接着，根据图10说明第四降低模式。图10示出降低旋转电机10的转矩脉动的第四降低模式。

如图10所示，在前方桥部宽Wf为5θs/24～7θs/24、后方桥部宽Wr为7θs/24～3θs/8的情况下，后方桥部37r的中心位置θr所在的第一范围为－θs/6～－θs/8。且，前方桥部37f的中心位置θf所在的第二范围为－θs/24～θs/12。

根据第四降低模式，与第一降低模式同样地，后方隔磁部35r的周方向的宽度大于前方隔磁部35f的周方向的宽度。此外，后方隔磁部35r相对于后方基准位置θsr的相对位置被配置于比前方隔磁部35f相对于前方基准位置θsf的相对位置在周方向上更靠旋转后方。

接着，根据图11说明第五降低模式。图11示出降低旋转电机10的转矩脉动的第五降低模式。

如图11所示，在前方桥部宽Wf为5θs/24～7θs/24、后方桥部宽Wr为7θs/24～3θs/8的情况下，后方桥部37r的中心位置θr所在的第一范围为－θs/8～－θs/12。且，前方桥部37f的中心位置θf所在的第二范围为0～5θs/24。

根据第五降低模式，与第一降低模式同样地，后方隔磁部35r的周方向的宽度大于前方隔磁部35f的周方向的宽度。此外，后方隔磁部35r相对于后方基准位置θsr的相对位置被配置在比前方隔磁部35f相对于前方基准位置θsf的相对位置在周方向上更靠旋转后方。

接着，根据图12说明第六降低模式。图12示出降低旋转电机10的转矩脉动的第六降低模式。

如图12所示，在前方桥部宽Wf为5θs/24～7θs/24、后方桥部宽Wr为7θs/24～3θs/8的情况下，后方桥部37r的中心位置θr所在的第一范围为－θs/12～－θs/24。且，前方桥部37f的中心位置θf所在的第二范围为θs/24～5θs/24。

根据第六降低模式，与第一降低模式同样地，后方隔磁部35r的周方向的宽度大于前方隔磁部35f的周方向的宽度。此外，后方隔磁部35r相对于后方基准位置θsr的相对位置被配置在比前方隔磁部35f相对于前方基准位置θsf的相对位置在周方向上更靠旋转后方。

接着，根据图13说明第七降低模式。图13示出降低旋转电机10的转矩脉动的第七降低模式。

如图13所示，在前方桥部宽Wf为5θs/24～7θs/24、后方桥部宽Wr为3θs/8～11θs/24的情况下，后方桥部37r的中心位置θr所在的第一范围为－θs/6～－θs/8。且，前方桥部37f的中心位置θf所在的第二范围为－θs/12～0。

根据第七降低模式，与第一降低模式同样地，后方隔磁部35r的周方向的宽度大于前方隔磁部35f的周方向的宽度。此外，后方隔磁部35r相对于后方基准位置θsr的相对位置被配置在比前方隔磁部35f相对于前方基准位置θsf的相对位置在周方向上更靠旋转后方。

接着，根据图14说明第八降低模式。图14示出降低旋转电机10的转矩脉动的第八降低模式。

如图14所示，在前方桥部宽Wf为5θs/24～7θs/24、后方桥部宽Wr为3θs/8～11θs/24的情况下，后方桥部37r的中心位置θr所在的第一范围为－θs/8～－θs/12。且，前方桥部37f的中心位置θf所在的第二范围为－θs/12～θs/24。

根据第八降低模式，与第一降低模式同样地，后方隔磁部35r的周方向的宽度大于前方隔磁部35f的周方向的宽度。此外，后方隔磁部35r相对于后方基准位置θsr的相对位置被配置在比前方隔磁部35f相对于前方基准位置θsf的相对位置在周方向上更近旋转后方。

接着，根据图15说明第九降低模式。图15示出降低旋转电机10的转矩脉动的第九降低模式。

如图15所示，在前方桥部宽Wf为5θs/24～7θs/24、后方桥部宽Wr为3θs/8～11θs/24的情况下，后方桥部37r的中心位置θr所在的第一范围为－θs/12～－θs/24。且，前方桥部37f的中心位置θf所在的第二范围为－θs/24～θs/8。

根据第九降低模式，与第一降低模式同样地，后方隔磁部35r的周方向的宽度大于前方隔磁部35f的周方向的宽度。此外，后方隔磁部35r相对于后方基准位置θsr的相对位置被配置在比前方隔磁部35f相对于前方基准位置θsf的相对位置在周方向上更靠旋转后方。

如用图7至图15的第一降低模式至第九降低模式进行的说明那样，为了降低旋转电机10的转矩脉动，后方隔磁部35r的周方向的宽度被形成为大于前方隔磁部35f的周方向的宽度。此外，后方隔磁部35r相对于后方基准位置θsr的相对位置被配置在比前方隔磁部35f相对于前方基准位置θsf的相对位置在周方向上更靠旋转后方。

在此，图7至图15的第一降低模式至第九降低模式中，将设置于图4所示的基准形状的转子30的前方隔磁部35f及后方隔磁部35r的位置、宽度进行了优化。即，第一降低模式至第九降低模式是将转矩脉动[％]/平均转矩[Nm]作为评价值，在表1所示的对象形状之中评价值为良好的形状。在此，所谓转矩脉动，是指转矩的极大值与极小值的半值宽度占平均转矩的比例。此外，平均转矩是将转矩进行时间平均而得到的数值。

表1示出评价值相对于基准形状的变化。即，示出“某一形状的所述评价值(转矩脉动[％]/平均转矩[Nm])―基准形状的所述评价值(转矩脉动[％]/平均转矩[Nm])”的值。

在表1中，将良好的值用“良”表示，将不良的值用“不可”表示。在评价值相对于基准形状的变化为“－”(负)，即转矩脉动相对于基准形状减少的情况下，表示为“良”。表示为“不可”的评价值是评价值相对于基准形状的变化为“+”(正)，即转矩脉动相对于基准形状增加的情况。以表1中的周围的例子的值为基础，在可以判断评价值相对于基准形状的变化为正的值的情况下，不进行评价值的计算，表示为“不可”。针对它们，不记载评价值相对于基准形状的变化的值。此外，在表1所示的范围外，所有评价值比基准形状更差。

[表1]

表1中的[〇1]、[〇2]、[〇3]、[〇4]示出前方桥部宽Wf、后方桥部宽Wr中的下述范围。此外，[〇1]等，○之后记载数字的字符串表示在表1中○内记入了数字。

[〇1]：前方桥部宽Wf为θs/8～5θs/24，后方桥部宽Wr为7θs/24～3θs/8

[〇2]：前方桥部宽Wf为θs/8～5θs/24，后方桥部宽Wr为3θs/8～11θs/24

[〇3]：前方桥部宽Wf为5θs/24～7θs/24，后方桥部宽Wr为7θs/24～3θs/8

[〇4]：前方桥部宽Wf为5θs/24～7θs/24，后方桥部宽Wr为3θs/8～11θs/24

接着，根据图16至图18说明将实施方式的旋转电机10与比较例的旋转电机100的转矩脉动进行比较的例子。

图16示出在实施方式的旋转电机10中可以进行转矩脉动的最优降低的转子30。图17示出在比较例的旋转电机100中使平均转矩最大化的转子101。图18是示出实施方式的旋转电机10与比较例的旋转电机110的电角与转矩的关系(转矩波形)的曲线。图18在纵轴示出转矩(Nm)，在横轴示出电角(°)。此外，这些转子30、112的形状是根据日本特开2021－114099号公报记载的解析方法求得的。

在图18中，曲线G1表示实施方式的旋转电机10的转矩波形。曲线G2表示比较例的旋转电机100的转矩波形。将曲线G1的转矩波形与曲线G2的转矩波形进行比较，可以确认曲线G1的转矩脉动相比于曲线G2的转矩脉动非常小。由此，可以确认实施方式的旋转电机10的转矩脉动相比于比较例的旋转电机100的转矩脉动非常小。

接着，根据图19至图22说明图16所示的实施方式的旋转电机10与图17所示的比较例的旋转电机100中的磁通密度矢量。

首先，在图19、图20中，针对实施方式的转子30与比较例的转子101位于图18的曲线G2所示的比较例的旋转电机100的转矩波形为极小的电角θ1时产生的磁通密度矢量进行说明。在下文中，着眼于在周方向相邻的两个磁极33。在这两个磁极33之间，配置有齿部23。并且，在下文中，针对在前述两个磁极33中产生的磁通相对于该齿部23的流动进行说明。

图19是示出在实施方式的旋转电机10中，转子30位于电角θ1时的磁通密度矢量的图。

如图19所示，在实施方式的旋转电机10中，前述两个磁极33之中的位于前方F的磁极33(下面，也称为前方磁极33f)中的后方隔磁部35r遮挡从该前方磁极33f所包含的永久磁铁32去向所述齿部23的正面23a的磁通路径。并且，前述的两个磁极33之中的位于后方R的磁极33(下面，也称为后方磁极33r)中的前方隔磁部35f不妨碍从该后方磁极33r所包含的永久磁铁32去向齿部23的磁铁磁通。因此，在转矩极小时，前方F的转矩趋向于增加，能够适当确保前方F的转矩T1、转矩T2。由此，如图18的曲线G1所示，实施方式的旋转电机10能够抑制电角θ1处的转矩降低。

图20是示出在比较例的旋转电机100中转子101位于电角θ1时的磁通密度矢量的图。

如图20所示，在比较例的旋转电机100中，前述两个磁极33之中的后方磁极33r中的前方隔磁部103f遮挡从后方磁极33r所包含的永久磁铁32进入齿部23的磁通路径。因此，作用于齿部23的来自后方R的转矩T3大幅减小。并且，前述两个磁极33之中的前方磁极33f中的后方隔磁部103r位于比实施方式的旋转电机10更靠前方F，从转子101进入齿部23的正面23a的磁通路径变宽，磁通容易朝向径方向(与径方向实质上平行)进入齿部23的正面23a。因此，由该磁通产生的转矩T4的径方向的成分增大，朝向前方F的成分减小。因此，如图18的曲线G2所示，比较例的旋转电机100在电角θ1处的转矩成为极小值。

接着，在图21、图22中，针对实施方式的转子30与比较例的转子101位于以图18的曲线G2表示的比较例的旋转电机100的转矩波形为极大的电角θ2时产生的磁通密度矢量进行说明。在下文中，着眼于在周方向相邻的两个磁极33。在这两个磁极33之中的前方F的磁极33的靠近后方R处、以及后方R的磁极33的靠近前方F处，分别配置有齿部23。并且，在下文中，针对在前述的两个磁极33产生的磁通相对于这两个齿部23的流动进行说明。

图21是示出在实施方式的旋转电机10中转子30位于电角θ2时的磁通密度矢量的图。

如图21所示，在实施方式的旋转电机10中，前述两个磁极33之中的前方磁极33f中的后方隔磁部35r遮挡前述两个齿部23之中的想要从后方R进入位于前方F的齿部23(下面，也称为前方齿部23f)的磁通路径。因此，作用于前方齿部23f的来自后方R的转矩T5大幅减小。并且，前述两个磁极33之中的后方磁极33r中的前方隔磁部35f不遮挡前述两个齿部23之中的从转子30进入位于后方R的齿部23(下面，也称为后方齿部23r)的正面23a的磁通路径。因此，能够扩展后方齿部23r的正面23a的磁通路径。通过扩展磁通路径，磁通从后方齿部23r的正面23a朝向径方向(与径方向实质上平行地)进入。由该磁通产生的转矩T6的径方向的成分变大，朝向前方F的成分减小。由此，在转矩极大时，能够较小地抑制前方F的转矩，能够抑制旋转前方的转矩。

这样，在转矩极小时，可靠地确保旋转前方的转矩，在转矩极大时抑制旋转前方的转矩，从而能够降低IPMSM的转矩脉动。

图22是示出在比较例的旋转电机100中转子101位于电角θ2时的磁通密度矢量的图。

如图22所示，在比较例的旋转电机100中，前述两个磁极33之中的前方磁极33f中的后方隔磁部103r不遮挡从前方磁极33f所包含的永久磁铁32进入前述两个齿部23之中的前方齿部23f的磁通路径。因此，前方F的转矩T7变大。并且，前述两个磁极33之中的后方磁极33r中的前方隔磁部103f不遮挡从后方磁极33r所包含的永久磁铁32进入前述两个齿部23之中的后方齿部23r的磁通路径。因此，前方F的转矩T8变大。因此，如图18的曲线G2所示，比较例的旋转电机100的电角θ2处的转矩成为极大值。

这样，如图18的曲线G2所示，比较例的旋转电机100在电角θ1处的转矩为极小值，电角θ2处的转矩为极大值。其结果，根据比较例的旋转电机100，极大转矩与极小转矩之差变大，转矩脉动变大。

在图16至图22中，针对在实施方式的转子铁芯31中没有设置桥部37的状态、以及在比较例的转子铁芯102中没有设置桥部的状态进行了说明。在此，在修正为对转子铁芯31及转子铁芯102设置桥部能够实现的形式的情况下也得到同样的效果。由此，能够进行在转子铁芯31中设置桥部37的灵活运用。

根据上面说明的实施方式的转子铁芯31、转子30、旋转电机10以及转子铁芯31的设计方法，得到下面的效果。

在此，本申请发明人通过根据磁极33中的磁通，设计前方隔磁部35f及后方隔磁部35r的位置及形状，能够降低IPMSM的转矩脉动。

因此，在转子铁芯31的设计方法中，包含设计前方隔磁部35f及后方隔磁部35r的位置及形状的工序。具体而言，在转子铁芯31的设计方法的工序中，如图19所示，在转矩极小时，后方隔磁部35r遮挡相对于后方隔磁部35r位于最近处的齿部23的正面23a(位于前述两个磁极33之间的齿部23的正面23a)的磁通路径。并且，前方隔磁部35f并不妨碍从后方R去向相对于前方隔磁部35f位于最近处的齿部23的磁铁磁通。

且，如图21所示，在转矩极大时，后方隔磁部35r遮挡从后方R进入相对于后方隔磁部35r位于最近处的齿部23(前方齿部23f)的磁通路径，并且，前方隔磁部35f扩展相对于前方隔磁部35f位于最近处的齿部23的正面23a(后方齿部23r的正面23a)的磁通路径。

在该转子铁芯31的设计方法的工序中，将前方桥部37f的中心位置θf以及后方桥部37r的中心位置θr配置在相对于穿过磁极33的周方向的中央、并在转子铁芯31的径方向延伸的基准线Ld为非对称的位置。此外，使前方桥部37f的宽度Wf与后方桥部37r的宽度Wr不同。

具体而言，将后方桥部37r的中心位置θr相对于后方基准位置θsr的相对位置，配置在比前方桥部37f的中心位置θf相对于前方基准位置θsf的相对位置更靠旋转后方。并且，使后方桥部37r的宽度Wr大于前方桥部37f的宽度Wf。

因此，在转矩极小时，后方隔磁部35r能够遮挡齿部23的正面23a的磁通路径。并且，能够使得前方隔磁部35f不妨碍从后方R去向齿部23的磁铁磁通。由此，在转矩极小时，旋转前方的转矩倾向于增加，能够适当地确保旋转前方的转矩。

另一方面，在转矩极大时，后方隔磁部35r能够遮挡从后方R进入齿部23的磁通路径。并且，使得前方隔磁部35f不遮挡齿部23的正面23a的磁通路径，能够扩展齿部23的正面23a的磁通路径。通过扩展齿部23的正面23a的磁通路径，从而能够将前方F的转矩抑制得较小。由此，在转矩极大时能够抑制前方F的转矩。

这样，通过在转矩极小时适当地确保前方F的转矩，在转矩极大时抑制前方F的转矩，从而能够降低IPMSM的转矩脉动。

在图7至图15的第一降低模式至第九降低模式中，将后方隔磁部35r的周方向的宽度形成为比前方隔磁部35f的周方向的宽度更大。此外，将后方桥部37r的中心位置θr相对于后方基准位置θsr的相对位置配置在比前方桥部37f的中心位置θf相对于前方基准位置θsf的相对位置更靠旋转后方。

因此，在转矩极小时，后方隔磁部35r能够遮挡齿部23的正面23a的磁通路径。并且，能够使得前方隔磁部35f不妨碍从后方R去向齿部23的磁铁磁通。由此，在转矩极小时，旋转前方的转矩倾向于增加，能够适当地确保旋转前方的转矩。

另一方面，在转矩极大时，后方隔磁部35r能够遮挡从后方R进入齿部23的磁通路径。并且，使得前方隔磁部35f不遮挡齿部23的正面23a的磁通路径，能够扩展齿部23的正面23a的磁通路径。通过扩展齿部23的正面23a的磁通路径，能够较小地抑制前方F的转矩。由此，在转矩极大时能够抑制前方F的转矩。

这样，通过在转矩极小时适当地确保前方F的转矩，在扭矩极大时抑制前方F的转矩，从而能够降低IPMSM的转矩脉动。

需要说明的是，本发明的技术性范围并不限定于所述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以加以各种变更。

定子20的形状并不限定于前述实施方式示出的方式。具体而言，定子铁芯21的外径及内径的尺寸、层叠厚度、槽数、齿部23的周方向与径方向的尺寸比率、齿部23与芯背部22的径方向的尺寸比率等可以根据希望的旋转电机10的特性而任意设计。

转子30的形状并不限定于前述实施方式所示的方式。具体而言，转子铁芯31的外径及内径的尺寸、层叠厚度、极数等，可以根据希望的旋转电机10的特性而任意设计。

在前述实施方式中，定子铁芯21及转子铁芯31均为层叠铁芯，但也可以不是层叠铁芯。

也可以没有第二隔磁部36。

在前述实施方式中，一个磁极33由两个永久磁铁32构成。但是，本发明并不限定于此。例如，一个磁极33可以由一个永久磁铁32或三个永久磁铁32、四个以上的永久磁铁32构成。作为一组永久磁铁32，适当采用包含一个以上的永久磁铁32的其他方案。此时，插入有一个永久磁铁32的插入孔34其本身可以兼作为第一插入孔34f及第二插入孔34r。

例如，在一组永久磁铁32为一个永久磁铁32的情况下，在前述俯视下，该一个永久磁铁32可以是在与d轴Ld正交的方向上长的长方形状。例如，在一组永久磁铁32为三个永久磁铁32、且三个永久磁铁32在周方向排列的情况下，可以为如下的配置。此时，在前述俯视下，位于周方向的中央的永久磁铁32可以为在与d轴Ld正交的方向上长的长方形状。并且此时，在前述俯视下，位于周方向的两侧的两个永久磁铁32也可以按照随着从d轴Ld侧朝向q轴Lq侧而向径方向的外侧延伸。此时，插入有三个以上的永久磁铁32之中的位于最前方的永久磁铁32的插入孔34成为第一插入孔34f，插入有位于最后方的永久磁铁32的插入孔34成为第二插入孔34r。

此外，在不脱离本发明的宗旨的范围中，可以适当将前述实施方式中的构成要素替换为周知的构成要素，并且也可以适当组合前述的变形例。

工业上的可利用性

根据本发明，降低转矩脉动。因此，工业上的可利用性大。

附图标记说明

10 旋转电机

20 定子

21 定子铁芯

22 芯背部

23 齿部

23a 正面

23f 前方齿部

23r 后方齿部

24 槽

30 转子

31 转子铁芯

31a 外周面

32 永久磁铁

32a 角部

32b 角部

33 磁极

33f 前方磁极

33r 后方磁极

34 插入孔

34f 第一插入孔

34r 第二插入孔

35 第一隔磁部(隔磁部)

35f 前方隔磁部

35fo 外周侧面

35r 后方隔磁部

35ro 外周侧面

36 第二隔磁部

37 桥部

37f 前方桥部

37r 后方桥部

50 壳体

60 旋转轴

100 旋转电机

101 转子

102 转子铁芯

103f 前方隔磁部

103r 后方隔磁部

110 旋转电机

112 转子

F 前方

Ld d轴(基准线)

Lf直线

Lq q轴

Lr 直线

O 中心轴线

R 后方

Wf 前方桥部宽

Wr 后方桥部宽

θf 中心位置

θr 中心位置

θs 中心角

θsf 前方基准位置

θsr 后方基准位置

Claims (11)

1.一种转子铁芯，是埋入磁铁型电机中使用的转子铁芯，

在所述转子铁芯中，在所述转子铁芯的周方向上配置有多组构成磁极的永久磁铁，

在所述转子铁芯中形成有多个插入孔，该插入孔在所述转子铁芯的轴方向上贯通所述转子铁芯，并且其中插入有所述永久磁铁，

在所述转子铁芯中形成有隔磁部，该隔磁部与多个所述磁极之中至少一个磁极对应设置，在所述轴方向上贯通所述转子铁芯，

所述隔磁部包含与各个所述磁极对应设置的前方隔磁部及后方隔磁部，

作为所述插入孔，包括：第一插入孔，插入有被配置在各个所述磁极之中的靠近旋转前方的所述永久磁铁；以及第二插入孔，插入有被配置在各个所述磁极之中的靠近旋转后方的所述永久磁铁，

所述前方隔磁部相对于所述第一插入孔被设置在所述转子铁芯的径方向的外侧、且旋转前方，并且连接于所述第一插入孔，

所述后方隔磁部相对于所述第二插入孔被设置在所述转子铁芯的径方向的外侧、且旋转后方，并且连接于所述第二插入孔，

所述转子铁芯具有：前方桥部，被设置于所述转子铁芯的外周面与所述前方隔磁部之间；以及后方桥部，被设置于所述转子铁芯的外周面与所述后方隔磁部之间，

所述后方桥部的中心位置θr相对于所述后方隔磁部的后方基准位置θsr的相对位置，比所述前方桥部的中心位置θf相对于所述前方隔磁部的前方基准位置θsf的相对位置位于更靠旋转后方，

所述前方桥部的宽度Wf与所述后方桥部的宽度Wr不同。

2.根据权利要求1所述的转子铁芯，

所述后方桥部的宽度Wr大于所述前方桥部的宽度Wf。

3.一种转子，包括：

权利要求1或2所述的转子铁芯；以及

永久磁铁，其被埋入所述转子铁芯中并构成磁极，在所述转子铁芯中，在所述转子铁芯的周方向配置有多组。

4.一种旋转电机，包括：

环状的定子；以及

被配置于所述定子内的权利要求3所述的转子。

5.根据权利要求4所述的旋转电机，

将所述定子的每1槽的中心角θs设为θs＝2π/Nslot[rad]时，其中，Nslot表示定子的槽数，

所述后方桥部的中心位置θr，相对于所述后方隔磁部的后方基准位置θsr，位于使用所述中心角θs表示的第一范围内，

所述前方桥部的中心位置θf，相对于所述前方隔磁部的前方基准位置θsf，位于使用所述中心角θs表示的第二范围内，

所述第一范围以及所述第二范围根据所述前方桥部的宽度Wf与所述后方桥部的宽度Wr而不同。

6.根据权利要求5所述的旋转电机，

在所述前方桥部的宽度Wf为θs/8～5θs/24、所述后方桥部的宽度Wr为7θs/24～3θs/8的情况下，

所述第一范围为－θs/6～－θs/8，且所述第二范围为－θs/24～θs/24，

或者，所述第一范围为－θs/8～－θs/12，且所述第二范围为－θs/24～θs/12。

7.根据权利要求5所述的旋转电机，

在所述前方桥部的宽度Wf为θs/8～5θs/24、所述后方桥部的宽度Wr为3θs/8～11θs/24的情况下，

所述第一范围为－θs/8～－θs/24，且所述第二范围为－θs/24～θs/12。

8.根据权利要求5所述的旋转电机，

在所述前方桥部的宽度Wf为5θs/24～7θs/24、所述后方桥部的宽度Wr为7θs/24～3θs/8的情况下，

所述第一范围为－θs/6～－θs/8，且所述第二范围为－θs/24～θs/12，

所述第一范围为－θs/8～－θs/12，且所述第二范围为0～5θs/24，

或者，所述第一范围为－θs/12～－θs/24，且所述第二范围为θs/24～5θs/24。

9.根据权利要求5所述的旋转电机，

在所述前方桥部的宽度Wf为5θs/24～7θs/24、所述后方桥部的宽度Wr为3θs/8～11θs/24的情况下，

所述第一范围为－θs/6～－θs/8，且所述第二范围为－θs/12～0，

所述第一范围为－θs/8～－θs/12，且所述第二范围为－θs/12～θs/24，

或者，所述第一范围为－θs/12～－θs/24，且所述第二范围为－θs/24～θs/8。

10.一种转子铁芯的设计方法，是权利要求1或2所述的转子铁芯的设计方法，

包括根据所述磁极中的磁通，对所述前方隔磁部及所述后方隔磁部分别设计位置及形状的工序。

11.根据权利要求10所述的转子铁芯的设计方法，

在所述工序中，设计所述前方隔磁部及所述后方隔磁部的位置及形状，使得：

在转矩极小时，所述后方隔磁部遮挡相对于所述后方隔磁部位于最近处的齿部正面的磁通路径，并且所述前方隔磁部不妨碍从旋转后方去向相对于所述前方隔磁部位于最近处的齿部的磁铁磁通，

且，在转矩极大时，所述后方隔磁部遮挡从旋转后方进入相对于所述后方隔磁部位于最近处的齿部的磁通路径，并且所述前方隔磁部不遮挡相对于所述前方隔磁部位于最近处的齿部正面的磁通路径，从而扩展所述齿部正面的磁通路径。