本申請總體上涉及用于永磁電機轉子的表面凹槽圖案。

背景技術：

混合動力電動車輛和電動車輛使用一個或更多個電機來為車輛提供推進力。多種電機技術可用于這種應用。永磁電機是用于車輛應用的典型選擇。永磁電機包括定子和轉子。轉子被構造為具有永磁體。定子中的線圈被激勵以產生電磁通，該電磁通與由轉子的永磁體產生的電磁通量相互作用。磁通的相互作用使轉子旋轉。由于各種電機設計特性，相互作用的電磁通產生包括諧波分量的扭矩。所述扭矩可被描述為具有不同頻率的分量的總和。這作為扭矩的波動或振蕩而被觀察到。扭矩波動或扭矩振蕩引起振動和噪音。

技術實現要素：

一種永磁電機包括轉子，所述轉子被構造為繞軸線旋轉并包括沿著所述軸線布置的多個層部，每個層部包括多個軸向堆疊的疊片，所述疊片在每個層部的圓周表面上限定軸向凹槽的圖案，使得所述圖案對于至少兩個層部是不同的。

對于至少一個層部，所述圖案可以以與轉子的一個磁極對應的弧長在圓周表面上重復。對于至少一個層部，所述圖案可以以與轉子的兩個磁極對應的弧長在圓周表面上重復。對于至少一個層部，所述圖案可以以與轉子的三個磁極對應的弧長在圓周表面上重復。所述層部可以以預定的角度相對于相鄰的層部偏移，使得由每個層部限定的磁極位置相對于相鄰層部的對應的磁極位置偏移。一組軸向凹槽可以按照使所述一組軸向凹槽延伸跨過轉子的軸向長度的方式對齊。在與轉子的磁極對應的每個弧長內，所述一組軸向凹槽可形成延伸跨過轉子的軸向長度的至少一個軸向通槽。所述圖案可以在相鄰層部之間交替分布。所述轉子還可包括無軸向凹槽的光滑的層部。

一種永磁電機，包括轉子，所述轉子包括沿著旋轉軸線布置的多個層部，每個層部包括多個軸向堆疊的疊片，所述疊片在每個層部的外表面上限定軸向凹槽的圖案，使得對于與轉子的磁極對應的外表面的弧長，對于至少兩個層部，所述圖案是不同的。

所述磁極可以是轉子的多個磁極中的一個，并且對于至少一個層部，所述圖案可以對于每個磁極而重復。所述磁極可以是轉子的多個磁極中的一個，并且對于至少一個層部，所述圖案可以在相鄰的磁極之間交替分布。一組軸向凹槽可以按照使得所述一組軸向凹槽延伸跨過轉子的軸向長度的方式對齊。所述磁極可以是轉子的多個磁極中的一個，每個層部的磁極可以以預定的角度相對于相鄰層部的磁極偏移。

一種永磁電機包括轉子，所述轉子包括繞軸線布置的多個磁極，每個磁極與由軸向堆疊的多個疊片形成的轉子的圓周表面的預定弧長對應，所述多個疊片在轉子的圓周表面上限定軸向凹槽的圖案，使得對于至少兩個磁極，所述圖案是不同的。

每個磁極的軸向凹槽的圖案可以包括至少一個軸向凹槽。對于每個磁極，所述圖案可以是不同的。轉子還可包括無軸向凹槽的一個磁極。對于每個磁極的軸向凹槽的圖案可包括兩個軸向凹槽。對于每個磁極的軸向凹槽的圖案可以由在每個磁極的軸向凹槽之間的角度限定，并且所述角度對于每個磁極可以是不同的。

附圖說明

圖1是示出了包括電機的典型傳動系和儲能部件的混合動力車輛的示意圖。

圖2A是轉子疊片的示例性的俯視圖。

圖2B是示例性的由一系列轉子疊片構成的轉子和由一系列的定子疊片構成的定子的側視圖。

圖3是示例性的局部的轉子疊片和局部的定子疊片。

圖4A是示例性的二層部轉子設計。

圖4B和圖4C是用于圖4A的每個層部的轉子疊片的側視圖。

圖5是示例性的二層部轉子，其中，一個層部是光滑的。

圖6是另一個示例性的二層部轉子，其中，所述層部具有不同的凹槽圖案。

圖7是示例性的四層部轉子，其中，凹槽圖案在層部之間交替分布。

圖8是示例性的五層部轉子，其中，某些層部具有不同的軸向長度。

圖9A是示例性的在層部偏轉前的二層部轉子。

圖9B是示例性的二層部轉子，其中，層部相對于彼此偏轉。

圖10是疊片的側視圖，其中，凹槽的圖案對于轉子的相鄰磁極是不同的。

圖11是示例性的單層部轉子，其中，凹槽的圖案對于轉子的三個連續磁極是不同的。

圖12是示例性的二層部轉子，其中，對于每個層部的凹槽的圖案在轉子的磁極之間交替分布。

圖13是示例性的三層部轉子，其中，每個層部對于轉子的每三個磁極限定一個凹槽圖案。

圖14是示例性的單層部轉子，其中，凹槽的圖案對于每個磁極是不同的。

圖15是示例性的單層部轉子，其中，每個磁極包括以不同的角度定位的兩個軸向凹槽。

具體實施方式

在此描述了本公開的實施例。然而，應理解的是，公開的實施例僅為示例，并且其它實施例可以采用多種和替代的形式。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的細節。因此，在此所公開的具體結構和功能細節不應被解釋為限制，而僅作為用于教導本領域技術人員以多種形式使用本發明的代表性基礎。如本領域普通技術人員將理解的，參照任一附圖示出和描述的各種特征可與在一個或更多個其它附圖中示出的特征相組合，以產生未明顯示出或描述的實施例。示出的特征的組合為典型應用提供代表性實施例。然而，對于特定應用或實施方式，可期望與本公開的教導一致的特征的各種組合和變型。

圖1描述了典型的插電式混合動力電動車輛(PHEV)。PHEV 12可包括機械地結合到混合動力傳動裝置16的一個或更多個電機14。電機14能夠作為馬達或發電機運轉。此外，混合動力傳動裝置16機械地結合到發動機18。混合動力傳動裝置16還機械地結合到驅動軸20，驅動軸20機械地結合到車輪22。當發動機18開啟或關閉時，電機14可提供推進和減速能力。電機14還用作發電機，并且可以通過回收通常在摩擦制動系統中作為熱損失掉的能量而提供燃料經濟效益。電機14還可通過允許發動機18以更高效的速度運轉并在某些情況下允許混合動力電動車輛12在發動機18關閉的電動模式下運轉，從而降低車輛排放。

牽引電池或電池包24儲存能夠被電機14使用的能量。通常，車輛電池包24提供高壓直流電(DC)輸出。一個或更多個接觸器42可在斷開時將牽引電池24與高壓總線隔離，在閉合時將牽引電池24結合到高壓總線。牽引電池24經由高壓總線電結合到一個或更多個電力電子模塊26。電力電子模塊26還電結合到電機14并在高壓總線和電機14之間提供雙向傳遞能量的能力。例如，牽引電池24可提供DC電壓，而電機14可以利用三相交流電(AC)運轉以起作用。電力電子模塊26可將DC電壓轉換成三相AC電流以使電機14運轉。在再生模式中，電力電子模塊26可將來自用作發電機的電機14的三相AC電流轉換成與牽引電池24兼容的DC電壓。在此的描述同樣適用于純電動車輛。對于純電動車輛，混合動力傳動裝置16可以是連接到電機14的齒輪箱，并且可以不存在發動機18。

牽引電池24除了提供用于推進的能量之外，還可提供用于其它車輛電氣系統的能量。車輛12可包括電結合到高壓總線的DC/DC轉換器模塊28。DC/DC轉換器模塊28可以電結合到低壓總線56。DC/DC轉換器模塊28可以將牽引電池24的高壓DC輸出轉換成與低壓車輛負載52兼容的低壓DC供應。低壓總線56可電結合到輔助電池30(例如，12V電池)。低壓系統52可電結合到低壓總線56。

車輛12可以是可通過外部電源36對牽引電池24進行再充電的電動車輛或插電式混合動力車輛。外部電源36可以連接至電源插座。外部電源36可以電結合到充電器或電動車輛供電裝置(EVSE)38。外部電源36可以是由電力公司提供的配電網或電網。EVSE 38可提供用于調整和管理電源36和車輛12之間的能量傳遞的電路和控制。外部電源36可以向EVSE 38提供DC或AC電力。EVSE 38可以具有用于插入到車輛12的充電端口34的充電連接器40。充電端口34可以是被構造為將來自EVSE 38的電力傳遞到車輛12的任何類型的端口。充電端口34可以電結合到充電器或車載電力轉換模塊32。電力轉換模塊32可調節從EVSE 38供應的電力以向牽引電池24提供合適的電壓水平和電流水平。電力轉換模塊32可以與EVSE 38配合以調節至車輛12的電力傳遞。EVSE連接器40可具有與充電端口34的對應凹入配合的插腳。可替代地，被描述為電結合或電連接的各個部件可使用無線感應耦合傳遞電力。

一個或更多個車輪制動器44可被設置用于使車輛12減速并阻止車輛12運動。車輪制動器44可以是液壓致動的、電致動的或其組合。車輪制動器44可以是制動系統50的一部分。制動系統50可包括用于操作車輪制動器44的其它部件。為簡便起見，附圖描述了制動系統50和其中一個車輪制動器44之間的單個連接。隱含了制動系統50和其它車輪制動器44之間的連接。制動系統50可包括用于監控和調節制動系統50的控制器。制動系統50可監控制動部件并控制用于車輛減速的車輪制動器44。制動系統50可對經由制動踏板的駕駛員命令做出響應，還可自主操作以實現諸如穩定性控制的特征。當另一控制器或子功能請求制動力時，制動系統50的控制器可實施施加所請求的制動力的方法。

一個或更多個電負載46可結合到高壓總線。電負載46可具有關聯的控制器，在適當的時候所述關聯的控制器可操作和控制電負載46。高壓電負載46可包括壓縮機和電加熱器。

車輛12中的電子模塊可以經由一個或更多個車輛網絡通信。車輛網絡可包括多個用于通信的信道。車輛網絡中的一個信道可以是諸如控制器局域網(CAN)的串行總線。車輛網絡中的一個信道可以包括由電氣電子工程師協會(IEEE)802系列標準定義的以太網絡。車輛網絡的另外的信道可包括在模塊之間的離散連接，并且可包括來自輔助電池30的電力信號。可通過車輛網絡的不同信道傳遞不同的信號。例如，視頻信號可以通過高速信道(例如，以太網)傳遞，而控制信號可通過CAN或離散信號傳遞。車輛網絡可包括在模塊之間輔助傳遞信號和數據的硬件和軟件部件。雖然在圖1中未示出車輛網絡，但可能暗含的是車輛網絡可連接到存在于車輛12中的任何電子模塊。車輛系統控制器(VSC)48可存在為協調各個部件的操作。

電機14可以是包括定子122和轉子120的內置式永磁(IPM)電機。圖2A描述了示例性的轉子疊片138，圖2B描述了具有以軸向堆疊的關系布置的多個轉子疊片138和多個定子疊片136的定子122和轉子120構造的側視圖。轉子疊片138可限定用于容納傳動軸的圓形中央開口160，所述傳動軸具有可容納傳動鍵162的鍵槽。轉子疊片138可限定多個磁體開口142，所述多個磁體開口142相對于相鄰多對的磁體開口142對稱地設置。

與轉子的磁極對應的多個轉子扇區124可以由從中心旋轉軸線170發出到轉子120的轉子外圓周表面150的多個極間軸(例如，180、184)限定。每個扇區124可包括一對磁體開口142。極間軸(例如，180、184)可定位成在相鄰的磁體開口142之間居中。需要注意的是圖2A僅示出了可行的極間軸中的兩個極間軸180、184，并未示出所有的可行的極間軸。圖2B描述了沿著中心軸線170堆疊的一系列軸向堆疊的轉子疊片138，其中，轉子120被構造為繞中心軸線170旋轉。

圖3描述了轉子120和定子122的可行構造的局部徑向剖視圖。在圖3中描述了局部的定子疊片136和局部的轉子疊片138。轉子疊片138和定子疊片136可以由鐵合金組成。小氣隙140位于定子疊片136的內周和轉子疊片138的外圓周表面150(即，轉子120的轉子外圓周表面150)之間。定子疊片136可限定徑向延伸的開口134。

轉子疊片138可在每個轉子疊片138的外圓周表面150附近限定對稱地定位的磁體開口142。每個磁體開口142可被構造為容納磁體144。根據設計選擇在給定的設計中可使用任意數量的疊片。轉子疊片138和定子疊片136可沿著旋轉軸線170以堆疊的方式布置。軸向堆疊的轉子疊片138和磁體144可限定繞軸線170分布的多個磁極。

定子122可具有設置在徑向延伸的開口134中的導體以形成繞組。定子122可以包括由堆疊的定子疊片136制成的鐵芯和用于承載勵磁電流的導體的繞組布置。流過定子繞組的電流產生定子電磁通。可以通過調節流過定子繞組的電流的振幅和頻率來控制定子磁通。由于定子繞組被包含在開口134中而不是沿著定子的內周均勻正弦分布，因此在定子磁通中會有諧波磁通。

轉子120可以包括由堆疊的轉子疊片138制成的鐵芯和插入在由鐵芯限定的孔或腔142內的永磁體144組。轉子120中的永磁體144可產生轉子電磁通。由于離散的永磁體的形狀和尺寸，轉子磁通可包括諧波磁通。定子磁通和轉子磁通可分布在氣隙140中。定子磁通和轉子磁通之間的相互作用使轉子120繞軸線170旋轉。

轉子120的磁極在幾何上可被定義成與由轉子疊片138限定的扇區124對應。每個磁極可以由扇區124表示。磁極位置可以大體上由中心極軸182限定，所述中心極軸182沿著相鄰磁體開口142之間的中間位置從軸線170朝向轉子疊片138的外圓周表面150徑向地延伸。極間軸(例如，180、184)可以在相鄰磁極之間從軸線170朝向轉子120的轉子外圓周表面150徑向地延伸。兩個相鄰磁極之間的角距離可以限定極距參數。轉子的兩個相鄰磁極之間的轉子外圓周表面150上的弧長可稱為極距。可以繞著相鄰的中心極軸182之間的轉子外圓周表面150來周向地測量極距。每個磁極在轉子120的轉子外圓周表面150上可具有關聯的表面積。每個磁極可以由在相鄰的極間軸180、184之間的表面上的弧長來表示。

電磁場或信號可以由具有不同頻率和振幅的諧波分量的總和組成。每個諧波分量可以表示為頻率和振幅。信號可包括基波分量。基波分量可以是具有最大振幅的頻率分量。

在操作期間，定子基波分量磁通和轉子基波分量磁通可以對準并且以相同的頻率沿著相同的方向旋轉。定子磁通和轉子磁通的基波分量之間的相互作用產生扭矩。定子諧波磁通和轉子諧波磁通可具有不同的磁極數量、旋轉速度和方向。結果是，諧波磁通之間的相互作用產生扭矩起伏，稱為扭矩波動。扭矩波動可具有諧波分量，所述諧波分量具有不同頻率。扭矩波動分量的階可以被定義為扭矩波動分量的頻率與以轉每秒為單位的轉子轉速之比。

扭矩波動的一種影響是它可引起轉子的速度振蕩。進一步，扭矩波動可影響馬達和結合到電機的部件的噪音和振動。高階的扭矩波動頻率可以通過所結合的機械系統的限制帶寬來過濾掉。扭矩波動的較低的諧波頻率可在所結合的系統中引起機械振蕩。期望的是降低扭矩波動，以降低包括電機的系統中的振動和噪音。

轉子120的典型的轉子外圓周表面150是圓形的或光滑的。在一些應用中，轉子疊片138的外圓周表面150可限定軸向凹槽的圖案。凹槽可以是平行于軸線170定向的通道。凹槽可以跨過轉子120的轉子外圓周表面150的軸向長度。凹槽的效應是降低扭矩的選擇的諧波分量的振幅，同時不影響其它諧波分量。在一些車輛應用中，降低某些諧波分量的振幅是期望的。凹槽可以是相對于轉子外圓周表面150具有預定深度的圓形形狀。在其它構造中，凹槽可以具有可替代的形狀(諸如，矩形或梯形)。凹槽的形狀可被構造為使特定的諧波分量最小化。

在轉子外圓周表面150上限定相同圖案的凹槽的粘接在一起的疊片可被稱為層部(section)。在一些轉子構造中，轉子120可以由單個層部構成。一個或更多個軸向凹槽的子集可以與轉子120的磁極對應。在一些構造中，與每個磁極相關聯的軸向凹槽可以是相同的圖案。例如，軸向凹槽可以位于每個磁極的中間位置處。作為另一個示例，軸向凹槽可以以預定的周向距離限定在磁極的中間位置的兩側上。每個轉子疊片138可被構造為對于每個磁極限定相同的凹槽圖案。隨著轉子外圓周表面150圍繞軸線170，對于磁極限定的凹槽圖案可以在轉子外圓周表面上重復。

在一些構造中，轉子可以由不止一個層部組成。圖4A描述了二層部轉子212的一個磁極。在二層部轉子212中，第一層部200可以由具有如圖4B中所示的第一外周凹槽圖案208的多個第一轉子疊片204組成。第二層部202可以由具有如圖4C中所示的第二外周凹槽圖案210的多個第二轉子疊片206組成。第一層部200和第二層部202可以粘接在一起以構成具有兩個層部的轉子212。第一外周凹槽圖案208可以相對于每個磁極的中間位置(midpoint)214在第一轉子疊片204的外圓周表面上的第一組的預定位置處限定一個或更多個凹槽。第二外周凹槽圖案210可以相對于每個磁極的中間位置214在第二轉子疊片206的外圓周表面上的第二組的預定位置處限定一個或更多個凹槽。第一組的預定位置和第二組的預定位置可以不同，使得當第一層部200和第二層部202粘接在一起時，凹槽不會跨過二層部轉子212的整個軸向長度。

在一些構造中，可以對每個磁極重復第一凹槽圖案208。在一些構造中，可以對每兩個磁極或三個磁極重復第一凹槽圖案208。在一些構造中，第一凹槽圖案208對于每個磁極可以是不同的。類似的構造對于第二凹槽圖案210是可行的。在一些構造中，一組軸向凹槽可限定為跨過轉子212的外圓周表面的整個軸向長度。第一組的預定位置和第二組的預定位置可包括相對于每個磁極的中間位置214位于相同位置處的一組軸向凹槽。

多層部轉子構造的優點是可以降低多個諧波分量的振幅。每個層部的凹槽圖案可被構造為降低特定的諧波頻率分量。例如，第一層部200可被構造為降低第一諧波頻率分量的振幅，第二層部202可被構造為降低第二諧波頻率分量的振幅。通過組合具有不同凹槽圖案的層部，可以降低由多個諧波頻率產生的扭矩波動。

圖5描述了可替代的二層部轉子構造300的一個磁極。第一層部302可以由具有光滑外圓周表面的轉子疊片組成。即，第一外周凹槽圖案沒有在第一層部302的表面上限定任何凹槽。第二層部304可以由限定每個磁極單個凹槽306的轉子疊片組成。在一些構造中，單個凹槽306相對于每個磁極的中間位置214可以位于相同的位置。在一些構造中，對于兩個或更多個磁極，單個凹槽306相對于每個磁極的中間位置214的位置可以是不同的。

圖6描述了可替代的二層部轉子構造350的一個磁極。第一層部352可以由限定每個磁極兩個凹槽356、358的轉子疊片組成。第二層部354可以由限定每個磁極三個凹槽360、362、364的轉子疊片組成。對于每個磁極，凹槽可以相對于磁極的中間位置214定位在相同的位置處。第一層部352和第二層部354可被構造為使得沒有凹槽跨過外圓周表面的整個軸向長度。

在一些構造中，每個轉子的每個層部的軸向長度可以相等。在一些構造中，各個層部的軸向長度可以不同。軸向堆疊長度可以由于用于每個層部所使用的疊片的數量而改變。每個層部的軸向長度可以影響降低特定的諧波分量的效果。可以調整每個層部的軸向長度以實現期望的諧波分量降低。

在一些構造中，可使用不止兩個層部。圖7描述了四層部轉子構造400。在這個構造中，可以限定第一轉子疊片和第二轉子疊片。可以由第一轉子疊片和第二轉子疊片形成層部，并且所述層部被布置為使得轉子具有帶有交替分布的凹槽圖案的層部。例如，四層部轉子400可包括第一層部402、第二層部404、第三層部406和第四層部408。第一層部402和第三層部406可以由第一轉子疊片組成。第二層部404和第四層部408可以由第二轉子疊片組成。這個構造限定了軸向凹槽圖案交替分布的轉子圓周表面，使得相鄰的層部具有不同的凹槽圖案。在其它構造中，可限定四個不同的轉子疊片，使得每個層部具有不同的凹槽圖案。

在一些構造中，轉子疊片可限定延伸通過轉子表面的整個軸向長度的一組凹槽。在一些構造中，轉子疊片可限定延伸通過不止一個連續層部但未跨過轉子的整個軸向長度的一組凹槽。在一些構造中，可以沒有延伸通過轉子表面的整個軸向長度的凹槽。

圖8描述了包括五個層部的五層部轉子構造450，其中，各個層部的軸向長度不完全相同。例如，轉子450可包括第一層部452、第二層部454、第三層部456、第四層部458和第五層部460。在一些構造中，第一層部452和第五層部460的長度可以是位于這兩層部之間的各個層部的長度的一半。各個層部可被裝配為使得相鄰層部的凹槽圖案是不同的，而每隔一個層部的凹槽圖案是相同的。位于轉子軸線的末端處的層部可以具有減小的軸向長度并可具有相同的凹槽圖案。

用于調節扭矩波動的另一種技術可以是通過偏轉轉子。偏轉后的轉子可被描述為具有至少兩個層部的轉子，其中，一個磁體開口從另一個磁體開口偏移。偏轉后的轉子可以與各種凹槽圖案結合以進一步降低扭矩波動。

圖9A描述了由兩個層部組成的轉子500，其中，所述兩個層部未相對于彼此偏轉。轉子500可以由第一層部506和第二層部508組成。所述兩個層部被布置為使得第一層部磁極中間位置504和第二層部磁極中間位置510對準。圖9B描述了偏轉后的轉子構造502。在偏轉后的轉子構造502中，第一層部506相對于第二層部508旋轉，使得第一層部磁極中間位置504相對于第二層部磁極中間位置510成一定角度。轉子層部的偏轉還可應用到包括不止兩個層部的轉子構造。轉子層部可被對準使得對于每個層部的磁極中間位置相比于其它磁極中間位置旋轉。所描述的偏轉是相對于磁極中間位置，但所述偏轉可被描述為相對于層部上的不同參考點。由每個層部限定的磁極位置可以從另一個層部旋轉或者以預定的角度偏移。

在一些構造中，轉子可以由單個層部組成。然而，可以存在具有不同凹槽圖案的至少兩個磁極。圖10描述了由對于相鄰的磁極限定不同的凹槽圖案的疊片組成的單層部轉子550。例如，第一磁極552可具有第一關聯的凹槽圖案556，第二磁極554可具有第二關聯的凹槽圖案558。第二凹槽圖案558相對于第二磁極中間位置562限定凹槽的位置可以與第一凹槽圖案556相對于第一磁極中間位置560限定凹槽的位置不同。在這個構造中，第一凹槽圖案556和第二凹槽圖案558可以每隔一個磁極重復。即，用于轉子的凹槽圖案可以以與轉子的兩個磁極對應的弧長在圓周表面上重復。

軸向凹槽圖案可被限定為使得相鄰的磁極具有不同的凹槽圖案。凹槽圖案可以繞軸線在磁極之間交替分布。在一些構造中，凹槽圖案對于三個連續磁極可以不同。即，三個連續磁極不會示出相同的凹槽圖案。可以對于每三個磁極的組重復凹槽圖案。在一些構造中，用于轉子的軸向凹槽圖案可以以與轉子的三個磁極對應的弧長在圓周表面上重復。

圖11描述了由單個層部組成的轉子600。單個層部602由對于三個連續磁極604、606、608限定不同的軸向凹槽圖案的轉子疊片組成。第一磁極604可以與第一凹槽圖案關聯，第二磁極606可以與第二凹槽圖案關聯，第三磁極608可以與第三凹槽圖案關聯。由三個磁極604、606、608限定的圖案可以重復使得圍繞轉子600的圓周重復所述凹槽圖案。在這個構造中，與第三磁極608相鄰的下一個磁極(未示出)可以具有與第一磁極604相同的凹槽圖案。用于轉子的軸向凹槽圖案可以以與轉子的三個磁極對應的弧長在圓周表面上重復。

可以組合在此描述的構造。轉子可以由限定不同的表面凹槽圖案的多個層部組成。每個層部對于每個磁極可以限定不同的表面凹槽圖案。由各個層部限定的凹槽圖案可以在若干磁極上重復。

圖12描述了二層部轉子構造650，其中，每個層部對于相鄰的磁極限定不同的凹槽圖案。第一層部660可包括用于第一磁極652的第一凹槽圖案和用于第二磁極654的第二凹槽圖案。第二層部662可限定用于第一磁極652的第三凹槽圖案和用于第二磁極654的第四凹槽圖案。在一些構造中，相同的轉子疊片可用于每個層部。然而，對于每個層部，轉子疊片可以移動一個磁極，使得在跨過轉子的軸向長度每個磁極具有不同的凹槽圖案。

圖13描述了三層部轉子700，其中，每個層部對于每三個磁極限定一個凹槽圖案。描述了第一磁極702、第二磁極704和第三磁極706。還描述了第一層部708、第二層部710和第三層部712。第一層部708可以由對于第一磁極702限定第一凹槽圖案的轉子疊片組成，同時對于第二磁極704和第三磁極706的表面是光滑的。第二層部710可以由對于用于第二磁極704限定第二凹槽圖案的轉子疊片組成，同時對于第一磁極702和第三磁極706的表面是光滑的。第三層部712可以由對于第三磁極706限定第三凹槽圖案的轉子疊片組成，同時對于第二磁極704和第一磁極702的表面是光滑的。對于每個層部的凹槽圖案可以每三個磁極重復一次。

圖14描述了可包括單個層部的用于轉子的單層部轉子疊片800，其中，對于每個磁極的凹槽圖案是不同的。描述了八磁極轉子，其中，每個磁極具有不同的軸向凹槽圖案。對于轉子磁極802-816限定的軸向凹槽的數量對于每個磁極可以是不相同的。例如，第一轉子磁極802可以在圓周表面上限定四個軸向凹槽。第三個轉子磁極806和第七個轉子磁極814可以在圓周表面上限定三個軸向凹槽。第五轉子磁極810和第六轉子磁極812可以在圓周表面上限定兩個軸向凹槽。第二轉子磁極804和第八轉子磁極816可以在圓周表面上限定一個軸向凹槽。第四轉子磁極808可以限定光滑的圓周表面而沒有任何軸向凹槽。軸向凹槽圖案可以基于所限定的軸向凹槽的數量和軸向凹槽相對于磁極的中間位置的布置而有所不同。

在一些構造中，轉子的每個磁極可以包括相同數量的軸向凹槽。圖15描述了單層部轉子疊片900，其中，每個磁極限定兩個軸向凹槽。用于每個磁極的兩個軸向凹槽的圖案可以由每個軸向凹槽之間的角度限定。在一些構造中，軸向凹槽距磁極的中間位置可以是等間距的。例如，第一轉子磁極906可限定以角α₁ 918分開的軸向凹槽。第二轉子磁極908可以限定以角α₂ 920分開的軸向凹槽。第三轉子磁極910可以限定以角α₃ 922分開的軸向凹槽。第四轉子磁極912可以限定以角α₄ 924分開的軸向凹槽。第五轉子磁極914可以限定以角α₅ 926分開的軸向凹槽。第六轉子磁極916可以限定以角α₆ 928分開的軸向凹槽。第七轉子磁極902可以限定以角α₇ 930分開的軸向凹槽。第八轉子磁極904可以限定以角α₈ 932分開的軸向凹槽。在一些構造中，對于每個磁極的角918-角932可以不同。在一些構造中，角918-角932可以是交替變化的值。

在一些構造中，轉子可包括在預定數量的磁極上有可替代的凹槽圖案的多個層部。例如，第一層部可限定每兩個磁極重復一次的第一凹槽圖案。第二層部可限定每兩個磁極重復一次的第二凹槽圖案。用于第一層部和第二層部的凹槽圖案對于每個磁極可以是不同的。

可以確定每個磁極內的軸向凹槽的方位和層部的數量來降低所選擇的諧波。在此，在此的附圖描述了軸向凹槽，但可以期望的是，凹槽的數量和軸向凹槽的定位可以基于特定的馬達設計而變化。所使用的層部的數量也可以基于特定的馬達設計而變化。

雖然上面描述了示例性實施例，但是并不意味著這些實施例描述了權利要求所涵蓋的所有可能的形式。說明書中使用的詞語為描述性詞語而非限制性詞語，并且應理解的是，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，可作出各種改變。如之前所描述的，可組合多個實施例的特征以形成本發明的可能未被明確描述或示出的進一步的實施例。雖然多個實施例可能已被描述為提供優點或在一個或更多個期望的特性方面優于其他實施例或現有技術實施方式，但是本領域的普通技術人員應該認識到，根據具體應用和實施方式，一個或更多個特征或特性可被折衷，以實現期望的整體系統屬性。這些屬性可包括但不限于成本、強度、耐久性、生命周期成本、可銷售性、外觀、包裝、尺寸、可維護性、重量、可制造性、裝配容易性等。因此，被描述為在一個或更多個特性方面不如其他實施例或現有技術實施方式的實施例并不在本公開的范圍之外，并且可以期望用于特定應用。