本实用新型涉及一种同步电机双层转子结构，包括内定子、外定子、双层转子，所述双层转子包括内层永磁体、外层永磁体、隔磁材料、楔形导磁结构。双层转子安装在内定子与外定子之间，其内外层永磁体之间为隔磁材料，且内层永磁体和外层永磁体均采用Halbach阵列，所述双层转子的两相邻外层永磁体之间设置有楔形导磁结构，所述双层转子的两相邻内层永磁体之间留有空隙。所述双层转子的内外层均采用Halbach永磁体阵列，使永磁体形成的磁通密度向气隙一侧集中，从而提高电机的输出扭矩。外层永磁体之间设置的楔形导磁结构可促使永磁体磁感线在外气隙形成环路，使其******程度地通过外气隙，提高磁利用率。内层相邻两永磁体之间留出的空隙可改善永磁体的散热条件。