混合励磁电机的技术现状及新进展
新型混合励磁同步电机的设计与分析
新型混合励磁同步电机的设计与分析摘要：交通电气化己经进入高速发展阶段，对电机系统的轻量化、安全性和效率提出了更高要求。
传统永磁电机具有高效高功率密度的优点，但磁通难以调节，存在弱磁调速困难和故障灭磁困难等难题。
电励磁同步电机控制简单，可以通过控制励磁电流的大小改变气隙磁场，实现电机调速的目的，但功率密度和效率较低。
混合励磁同步电机可以综合永磁电机和电励磁同步电机的优点，具有相对较好的电磁性能和弱磁调速能力。
但是，传统的混合励磁同步电机在设计中往往采用转子凸极中心对称放置的永磁体结构，使得电机的励磁转矩和磁阻转矩的最大值在不同的电流相位角处叠加，导致转矩成分不能被充分利用。
基于此，本文通过充分分析传统电励磁同步电机和传统混合励磁同步电机的结构特点和转矩特性，以励磁转矩和磁阻转矩能够在相同电流相位角处达到最大值为目标，提出一种具有非对称转子结构的新型混合励磁同步电机，不仅提升了电磁转矩，而且降低转矩脉动。
关键词：混合励磁同步电机；非对称转子；转矩密度一、引言自从法拉第在1821年发明世界上第一台电动机，近200年时间里电机迅速进入了人们生活的方方面面。
小到风扇、洗衣机，大到航天飞机、远洋货轮，电机早已经成为现代人生活的重要动力来源。
进入新世纪以来，随着我国经济社会的发展和世界能源结构的转变，节能减排成为全社会的共识，提高能源利用效率逐渐成为我们社会生产的发展方向。
因此如何提高电机的运行效率，成为了电机学研究的热门问题。
目前国内外高耗能行业单位产品能耗相差达10%,我国电机系统运行效率和国外先进技术的差距达到20%，可见我国在提高能效方面潜力巨大，任务艰巨。
我国的电机总耗电量约占全社会用电量的64%、工业用电的75%，可见电机作为生产生活中主要的用电终端设备，在系统能效提升中起到至关重要的作用，高效高性能电机是未来发展的核心与关键。
特别是在近年国家大力发展新能源汽车的背景下，电机、控制系统、电池及能量管系统成为各家车企的核心技术之一。
励磁装置行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告
励磁装置行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告Analysis of the Current State of the Magnetizing Device Industry Market and Future Development Trends in the Next Three to Five Years励磁装置行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告Introduction:引言：The magnetizing device industry plays a crucial role in various sectors, including electronics, automotive, and aerospace. This report aims to analyze the current state of the market and provide insights into the future development trends of the magnetizing device industry in the next three to five years.励磁装置行业在电子、汽车和航空航天等各个领域中扮演着重要角色。
本报告旨在分析励磁装置行业市场的现状，并提供未来三到五年发展趋势的见解。
Market Analysis:市场分析：The magnetizing device industry has witnessed significant growth in recent years, primarily driven by the increasing demand for electronic devices and electric vehicles. The rising adoption of automation and robotics in manufacturing processes has also contributed to the market growth. Additionally, technological advancements, such as the development ofhigh-performance magnetizing devices, have further fueled the market expansion.励磁装置行业近年来取得了显著增长，主要受到电子设备和电动汽车需求的增加的推动。
发电机励磁系统现状问题和发展趋势2
2.3.4.2 低级设计错误
• AVR面板设置与实际不符 • 包括不按十进制表示数值，比例增益Kp未将移 相触发及SCR的增益表示清楚等。 • 无功补偿范围不满足国标要求，新国标要求为： 不小于±15%。 • 电压检测环节测量时间过长 国标要求≤30ms，但个别AVR长达100ms以上 • 未按国标要求，对移相触发环节进行反余弦处 理：简单辩识方法ΔUf/Δcosα=C
1.3.3 最常用的PSS
PSS1
• 用于火电等机组
PSS2
ω0 ωg + Pg0 Pg + 1 1+TrwS T5S 1+T6S T7S + 1+T7S 1+T9S 1+T10S 1 1+T12S
4
+
Ks
Kr 1+TrpS
Tw 1+Tw1S
Tw2s 1+Tw2S
-
+ Kp(1+T1S)(1+T13s)(1+T3S) (1+T2S)(1+T14S)(1+T4S)
PT断线判断时间过长，引起过电压
(2)UEL参数设置不合理 • 现场检查及RTDS仿真性能检测均表明，当 AVR中欠励限制（UEL）环节等效于和 AVR电压控制环串联运行时，UEL控制策 略和参数选择至关重要，AVR电压控制环 采用PI调节，UEL也用PI控制，则UEL中参 数很难选择，配合不当时，会使发电机组 进相运行中发生不稳定的较大扰动。下图 是对机组进行-5%给定电压阶跃响应试验， 反映了AVR中UEL的投退及选择不同参数 的影响
2.3.2 检测内容
自并励静止励磁系统 ET T MCB
CT G
永磁电机的应用现状及其发展趋势-概述说明以及解释
永磁电机的应用现状及其发展趋势-概述说明以及解释1.引言1.1 概述永磁电机是一种利用永磁材料产生磁场来实现电机运转的电动机。
具有高效率、高功率密度、体积小等特点，因此在各个领域得到了广泛应用。
随着技术的不断进步和需求的不断增加，永磁电机的应用也在不断扩大。
在工业领域，永磁电机广泛应用于机床、起重设备、水泵、风机等各种设备，其高效率和高功率密度能够提升设备的运行效率和工作性能。
在汽车行业，永磁电机被广泛应用于电动汽车和混合动力汽车中的驱动系统，其高能量转换效率和快速响应特性使得汽车具有更好的动力性能和续航能力。
此外，永磁电机还在家电行业得到了广泛应用，例如空调、洗衣机、冰箱等家电产品中都使用了永磁电机，其高效率和低噪音能够提高家电产品的使用体验。
在新能源行业，永磁电机是风力发电机组和光伏发电系统中的核心部件，可以将风能和光能高效转化为电能，从而推动新能源的开发和利用。
未来，永磁电机的发展趋势主要包括提高效率和功率密度、降低成本和体积、增强可靠性和耐久性以及探索新的应用领域。
随着科技的不断进步，永磁材料的性能将会越来越优越，使得永磁电机能够更高效地转换电能。
同时，随着生产工艺的改进和规模化生产的实现，永磁电机的成本将会逐渐降低，从而进一步推动其应用。
此外，永磁电机在可靠性和耐久性方面也有待改进，以满足各个行业对设备寿命和可靠性的要求。
最后，随着新能源和智能化技术的蓬勃发展，永磁电机有望在更多领域得到应用，如智能家居、机器人等领域。
综上所述，永磁电机在各个行业中都具有广泛的应用前景，并且其发展趋势也十分明确。
随着技术的不断进步和需求的不断增加，相信永磁电机在未来会有更加广阔的发展空间。
文章1.2 文章结构部分内容：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
其中，引言部分主要提供了对永磁电机应用现状及其发展趋势的概述，说明了本文的目的和文章结构。
正文部分进一步展开，介绍了永磁电机在工业领域、汽车行业、家电行业和新能源行业的应用现状，并总结了永磁电机的发展趋势。
混合励磁电机技术
背景
随着新型稀土永磁材料钦铁硼（NdFeB）性价比的不断提高，永磁无刷直流（BLDG）电机和永磁同步（PMSM） 电机等稀土永磁电机，以其体积小、效率高、动态响应特性好等优点在越来越多的工业驭动和伺服控制领域得到 广泛应用。但由于永磁材料的固有特性，永磁电机内气隙磁场基木保持恒定，用作电动运行时，调速范围有限， 在诸如航空航大、电动汽车等需宽调速直接驭动场合的应用受到一定的限制；作发电运行时，电压调整率较大， 影响供电质量。如何实现气隙磁场的有效调节与控制一直是永磁电机研究的热点和难点。合理改变永磁电机结构， 引入辅助电励磁绕组，实现气隙磁场灵活调节的“混合励磁”思想的提出，得到国内外电机界学者的认可与，同 时各国学者对各种混合励磁电机结构及其控制系统进行了有益的探索与研究。近十年来，在权威期刊和国际会议 上，不时有与混合励磁电机相关的文章出现降。美国威斯康星大学著名电机专家教授在混合励磁电机技术方而已 经进行了卓有成效的研究，并有多项涉及混合励磁电机及其应用的专利公布。此外，国外某些驭动系统公司还推 出了相关的混合励磁电机产品，目前，美国TIMKEN公司研发的盘式车轮转子磁极分割型混合励磁电机驭动系统已 在电动汽车驭动领域获得初步应用 。
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图1混介励磁电动机变速驱动系统结构框图混合励磁电机控制的关键在于通过电枢电流与励磁电流适当地协调 控制，满足不同变速驭动系统特定的性能指标。
图1为混合励磁电机变速3动系统典型控制原理框图。由于可控电励磁电流变量的引入，系统需要增加额外的 励磁电流分配控制器和励磁电流控制器对励磁电流进行调节与控制，虽然控制手段更加灵活，但也增加了控制系 统的复杂性。
控制技术应用与分析
法国学者Y.
发展趋势Biblioteka 总体而言，由于我国在混合励磁电机方面的研究起步较晚，同时，受到国内材料、加工制造技术落后等不利 因素的影响，我国在混合励磁电机方面的研究，力度不够，水平不高，尚无成熟产品。
一种新型混合励磁永磁同步发电机的研究与设计
ｗ ｒ ｅｗ ｒ ｏ ｒ ａｅｔ ｇｅ ｓｎｈｏｏｓ ｒｓｌ ｓｇｎｒ ｏ ｅｕ ｎｙ（ ｅｅ ａｅ ｆｒｄｔ ａ ｏｂｅｐｒ ａｄｔ ｏｋ ｆ ｅ ｎ ｎ ｍａｎ ｔｙ ｃｒ ｕ ｕｈ ｓ ｅｅａ ｒｒｑ ｅｃ ｈｒｉ ｆ ｒ ｅ ｒ ｓ ｕ ｌ ｅ— ｈ ｐｍ ｎ ｂ ｅ ｔ ｆ ｎ ｔ ｒｅ ｅ ｏ ｄ ｍ ｆｆ ａｎｔｍ ｅｅａ ｒ）ｉａｎｗ ｓｈｍｅ ｆ ｅｍ ｎｎ ａｎｔ ｅ ｅａ ｒ ｙｒ ｘｉ ｔｎ ｈ ｃｎｃｌ ｒ — ａｅｔ ｇｅｉ ｇｎｒｔ ｓ ｓ ｅ ｅ ｒ ａｅｔ ｇｅ ｇｎｒｔ ｂｉ ｅｃ ａ ｏ．Ｔ ｅｔ ｈ ｉ ｉ ｌｌ ｍ ｓ ｏ ｃ ｏｐ ｍ ｏｈ ｄ ｔｉ ｅ ａｐ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｈｙ ｒｄ ｅ ｃｔ ｔ ｎ ｐ ｒ ｎ ｎ ｇ ｅｉｍ ｅ ｅ ａｏ ｓｉ ｅｃ ｒｅ ｔｉｔｒ ａｉｎ ｌｒｓ ａ ｃ ｏ ｕ ，ｐ ｔ ｏ － ｂ ｉ ｘ ｉ ｉ ｅｍａ ｅ ｔ ａｏ ｍａ ｎ ｔ ｓ ｇ ｎ ｒ ｔｒ ｓｔ ｕ ｒ ｎ ｅ ｎ ｔ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｆｃ ｓ ｕ ｒ ｈ ｎ ｏ ｆ
ｃｐ ｅ ｏ ｒ ａ ｅ ｔｍａ ｎ ｔｓ ｇ ｅ ａｏ ｓａ ｄ ｉ ｌｍ ｅ ａ ｉｎ ｔｃ ｎ ｃ ｌｒｕｔ ｓ ｎ ｒｄｕ ｅ ｉｌ ｆｐｅ ｍ ｎ ｎ ｇ ｅ ｉｍ ｅｎ ｒ ｔ ｒ ｎ ｍｐｅ ｎｔｔｏ ｅ ｈ ｉ ａ ｏ ｅ ｗａ ｉｔｏ ｃ ｄ， ｔ ｅ ｉ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｈｅ ｄ ｓｇ ｎ ｔｏ ｎ
双永磁发电机 ） 是一种全新方案 的混合励磁永 磁发 电机。介绍 了双永磁发 电机 的技术 原理和实施 的技术路
线， 简要介绍 了其设计方法及解决 的关键 问题 。双永磁发电机经试验测试结果表明 ： 双永磁发 电机 的方案可
行。 关 键 词 ： 永磁 ； 合 励磁 ； 频 ；无刷 ；同步 发 电 机 双 混 工 中 图 分 类 号 ： Ｍ ３ ２： Ｍ ３ １ 文 献 标 志 码 ： 文 章 编 号 ：６ ３６ ４ （０ ２ ０ －０７０ Ｔ ０ Ｔ ４ Ａ １７ －５０ ２ １ ）４０ ５ － ４
混合励磁同步电机及其控制技术
图 4 PM 计算结果
3 试验结论 由上述试验结果可以看出，称重室的湿度范围变小，
将导致不同时间段的颗粒采集滤纸的称重结果差值大，波 动范围超过 80%，最终影响 PM 的计算结果。
滤纸称重过程中，称重数值一直下降的可能原因是称 重室的相对湿度小，而颗粒采集后的滤纸由于含有排气中 的水分，大于称重室湿度，导致颗粒采集后的滤纸上面水 分不断蒸发，无法得到稳定的测量值。
3 并联磁势混合励磁同步电机结构分析 电子定子组成包括：定子铁心、定子绕组、定子背轭。 其中，定子铁心被直流环形励磁绕组分为 N 极侧铁心与 S 极侧铁心，定子背轭将 N 极与 S 极在机械上与磁场上 连接。此外，电机转子也可以划分为 N 极永磁体与铁心 交叉排布与 S 极永磁体与铁心极交叉排布。两部分间的 永磁体交错，在磁极和转轴中存在转子背轭，使各级与磁 场关联。 因为电机中分为励磁电流与永磁体，进而磁场也有两 个且磁路不同。根据励磁电力产生的磁场路径分析可以看 出气隙磁场为两个磁源产生的合成磁场。把转子磁极呈平 面展开，轴向磁场扩大因为相同一侧的铁心极与永磁体磁 场方向一致，气隙中变换能量的周向磁场降低，达到弱磁 效果。反之，当磁场降低后会产生能量改变进而增强磁场 效果。由此可知，借助励磁电流能够对永磁中的气隙磁场 控制。曾有人对该电机展开研究分析，把 CPPM 混合励磁 同步电机划分为径向磁场与轴向磁场。不同绕组结构参数 相同，在空间上有 120毅相位差的三相绕组较为三相对称 绕组。当定子被环直流励磁绕组时，转为划分为 N 极与 S 极 ，不 同 极 端 与 永 磁 、铁 芯 连 接 ，不 同 磁 势 源 磁 路 没 有 联 系，呈并联磁路形成主磁场。此外，也有人对轴向磁场 CPPM 混 合 励 磁 同 步 电 机 拓 扑 结 构 进 行 研 究 ， 分 为 KAMAN 结构与单定子、TORUS 结构。这种类型电机运行 原理和径向磁路 CPPM 混合励磁同步电机相近，结构较 短，工艺技术制作难度较大。国外也有学者提出组合转子 混合励磁电机，电机应用普通交流电机定子，转子分为 ALA 转子与表贴式永磁转子。 此外，我国也有一些学者对并联磁势混合励磁同步电 机展开研究，例如：混合励磁无爪极电动机，有效提升了发 电机功率密度。同时，负载波动条件下输出的电压较为稳 定。混合励磁状态为转子、定期同步，不同磁路转子磁路呈 独立状态。根据组成划分种类，后面就写永磁、电励磁（凸 极、赫尔）等，永磁与励磁绕组全部于定子中，转子结构较 为单一。励磁与永磁处于一定模式下达到对 DSPN 电机的 弱磁 控制 。HESM 组成 元 素较 多，根 据电 磁 关系 分 析 HESM 增加了可控制电流的励磁绕组，dp0 坐标系统依然 适合应用。因为定子坐标中的 HESM 公式是和转子瞬时 位置连接的非线性微分公式，不过只能用在与转子保持相 同转速的 dp0 坐标轴系统的改变微分公式的非线性联系。 把电机中心点应用于不同相电流方向依据，磁链和电流方 向也应满足相关概念要求。永磁产生的主磁选择 d 轴正 向，q 轴超前 d 轴正方向 90毅电角度。 4 混合励磁同步电机控制技术分析 HESM 控制作用集中于几点：第一，处于标准运行内 的非电流会出现较大扭矩。第二，弱磁处于恒功率条件下 的电机运行将超出标准转速要求。对此，如何根据荷载状 态将增磁、永磁、弱磁实现有效接入、怎样找到适合运行状
混合励磁无刷交流同步电机励磁变换器的研究的开题报告
混合励磁无刷交流同步电机励磁变换器的研究的开题报告一、研究背景随着能源危机的日益加剧和环境问题的不断突出，节能环保已经被广泛认识并逐渐成为社会普遍关注的热点。
电机作为现代工业主要动力装置之一，其效率的提高和能耗的降低已经成为当今电机工程中的重要研究内容。
无刷交流电机因其具有高效率、高功率密度、高可靠性和长寿命等优点，已经成为近年来电机研究的热点之一。
然而，在实际应用中，由于电机的励磁问题，其效率仍然存在一定的提高空间。
传统的直流励磁方式在无刷交流电机中使用可能会产生一些不良后果，如电刷寿命短、电机噪声大、电机成本高等问题。
因此，混合励磁技术在无刷交流电机的研究中被广泛关注。
该技术利用电流合成方法实现了直流励磁和交流励磁之间的有效结合，提高了电机的效率和性能，减少了成本，降低了噪音，具有广泛的应用前景和研究价值。
二、研究内容和研究目标本研究的主要内容包括以下三个方面：1.混合励磁无刷交流电机的原理研究：通过对混合励磁无刷交流电机的工作原理和特性进行详细的分析和研究，探讨其优缺点以及适用范围。
2.混合励磁无刷交流电机励磁变换器的设计与实现：研究并设计一种适用于混合励磁无刷交流电机的高效率、低成本、轻巧小型的励磁变换器，并进行实际验证。
3.混合励磁无刷交流电机的性能测试与分析：在实现混合励磁无刷交流电机和励磁变换器的构建之后，进行实验测试，分析其效率、转矩和波形等性能指标，验证混合励磁无刷交流电机在电机效率提升和性能提高方面的作用。
本研究的主要目标在于：1.探讨混合励磁无刷交流电机在电机工程中的应用前景及其优越性。
2.设计并实现一种高效率、低成本、轻巧小型的混合励磁无刷交流电机励磁变换器。
3.验证混合励磁无刷交流电机在电机效率提升和性能提高方面的作用。
三、研究方法本研究将采用以下方法：1.文献调研法：通过查阅相关文献、期刊和学位论文等资料，了解混合励磁无刷交流电机的研究现状和进展，掌握本领域的理论和技术储备。
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混合励磁电机的技术现状及新进展宁银行;赵朝会;刘闯【摘要】在永磁电机的基础上,增设电励磁绕组,以辅助调节永磁磁场,形成混合励磁电机,融合了永磁电机和电励磁电机的优点,应用前景广阔.介绍了混合励磁电机的调磁原理;从电机原型的角度,分析了混合励磁电机的发展思路;以励磁方案为着眼点,提出了一种混合励磁电机的分析方法;结合混合励磁电机的电磁特性,研究了混合励磁电机应用于汽车、风力发电和航空航天等领域的控制方案和系统结构;提出了混合励磁电机技术的研究思路,展望了混合励磁电机的发展趋势.%When being equipped with the field winding for adjusting the magneticfield,permanent magnet motor was changed into hybrid excitation motor (HEM),a novel motor.The HEM combined the advantage of permanent motor machine and electrically excited motor,enjoying a wide application prospect.The flux-adjusting principle of HEM was presented.In the perspective of the machine prototype,the developing strategy of HEM was analyzed.A method,focusing on the excitation structure,was proposed to understand the HEM.Basing on the electromagnetic characteristic of HEM,the control ideas and systems configurations were researched for HEM used in some areas such as automobile,wind powergeneration,aviation and aerospace.At the end,recommended a guiding ideology to study HEM and outlooked its developing trend.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2017(044)005【总页数】13页(P1-12,26)【关键词】同步电机;磁通切换电机;混合励磁电机;拓扑结构;汽车用电机;风力发电机【作者】宁银行;赵朝会;刘闯【作者单位】上海电机学院电气学院,上海201306;上海电机学院电气学院,上海201306;南京航空航天大学自动化学院,江苏南京210016【正文语种】中文【中图分类】TM351高性能永磁材料、半导体器件和数字处理器的出现，为永磁电机的发展提供了物质基础和技术支撑。
永磁电机具有转矩密度大、损耗小、效率高、质量轻、结构简单、运行可靠、电机形状和尺寸设计灵活等优点，应用范围广泛，遍及航空航天、国防、工农业生产和生活,但磁场不可调节限制了永磁电机在一些特定场合中的应用。
电励磁电机磁场易于调节，功率因数可控性好，但励磁损耗的存在，一方面降低了电机效率，另一方面增大了温升过高的风险。
为了融合永磁电机和电励磁的优点，同时克服两者的缺陷，引入了“混合励磁”的思想。
混合励磁电机(Hybrid Excitation Motor,HEM)在永磁电机的基础上发展而来，通过调整永磁电机的结构，增设电励磁绕组，对永磁磁场进行辅助性调节，兼具功率密度高和磁场可调的特点，引起了学者的关注。
就时间先后上看，美国学者F. B. Mccarty (1985年)[1]、俄罗斯学者(1988年)[2]和美国学者Thomas A. Radomski(1989年)[3]分别较早地提出了磁极分割式、磁分路式和爪极式等混合励磁电机，影响较为深远。
此后，各国学者进行了多角度、多维度的探索。
以1台三相混合励磁同步电机(Hybrid Excitation Synchronous Motor,HESM)为例，介绍HEM的调磁原理。
空载时三相绕组磁链为式中: ψpma_n、ψpmb_n、ψpmc_n——a、b、c相空载永磁磁链；工作在发电状态时，调节励磁电流if大小，反电势随之变化，以a相为例，反电势E为作为发电机使用时，根据式(2)可知，在励磁电流if为零时，永磁磁链感应出相应的初始电压，在此基础上，调节励磁电流if的大小，反电势E随之变化。
作为电动机使用时，电机相绕组端电压U不小于反电势E，应满足:式中: N——匝数；Фδ——气隙磁通；ωr——角速度。
根据式(3)可知，工作转速满足的约束关系为减小正向(或反向增大)励磁电流，可减小气隙磁通Фδ，从而可拓宽电机的转速范围。
综上所述，HEM在发电及电动场合具有良好的应用前景。
HEM中，用于产生主极磁场的激励源由永磁磁势和电励磁磁势构成，根据两者的耦合程度，可以分为弱耦合结构HEM和强耦合结构HEM。
对于弱耦合结构HEM，电励磁和永磁磁势相互独立，表现为磁势并列；对于强耦合结构HEM，电励磁和永磁磁势两者耦合程度高，表现为磁势串联或磁势并联。
对于强耦合结构HEM，根据永磁体的放置位置，可以进一步细分为定子永磁型HEM和转子永磁型HEM。
就目前来看，HEM中永磁体放置的位置实际上与其电机原型密切相关，定子永磁型HEM、转子永磁型HEM分别是以磁阻式双凸极电机、永磁同步电机为电机原型。
2. 1 并列结构HEM并列式HEM中主磁极分别由永磁部分和电励磁部分构成，两部分在磁路上相互独立，励磁调节方便。
南京航空航天大学研究的并列式HESM如图1所示[4]。
该电机为4对极，转子的永磁部分为内置式切向磁路转子结构。
转子的电励磁部分采用特殊的无刷结构，电励磁的所有S极统一沿轴向延伸成圆环状，电励磁的所有N极统一沿轴向延伸成另一圆环状，在两个圆环状之间设置静止的导磁桥，导磁桥一方面用作轴向磁路的导磁部件，另一方面在其上开槽，用于嵌放励磁绕组，可实现无刷化双向调节励磁电流。
永磁部分和电励磁部分的转子同轴旋转，磁极中心线对齐，极弧系数相同。
图2为西门子工程师提出的一种并列式HEM(图中未给出定子部分)[5]。
如图2所示，永磁部分为表贴式转子结构，电励磁部分是在电励磁爪极同步电机的基础上进行改造得到的，爪极形状改造为瓦片形状。
图2所示的结构为一个基本单元，文献[5]中研制了多个基本单元再并列的样机。
该电机的永磁部分和电励磁部分磁路仍然相互独立，结构紧凑性更高，体积进一步压缩。
并列结构的HEM中，电励磁部分和永磁部分在磁路上相互独立，构成并列结构的组合形式灵活多样。
对于永磁部分，可以是切向磁路结构，也可以是径向磁路结构。
对于电励磁部分，可以是传统的转子绕线式电励磁同步电机，可以是爪极同步电机，也可以是双凸极结构的电机。
表1给出了并列式HEM的几种典型组合方案。
定子永磁型电机的代表结构包括双凸极电机、磁通反转电机和磁通切换电机等。
以磁通切换电机为例，介绍定子永磁型HEM的发展历程。
1997年，法国学者Hoang在文献[12]中提出了如图3所示的三相12/10极永磁磁通切换电机。
该磁通切换电机由C型定子冲片拼接在一起，永磁体位于相邻C型定子冲片之间，永磁体切向磁化。
同一C型冲片两个“边”的磁通极性相同，分别源于相邻的永磁体。
带载工作时，电枢磁势和永磁磁势为并联关系，永磁体退磁的风险低。
2007年，法国学者Hoang将“混合励磁”概念引入到永磁磁通切换电机中，提出了如图4所示的三相12/10极混合励磁磁通切换电机[13-14]。
在定子冲片外围增设铁心磁桥，通过铁心柱将定子轭和铁心磁桥连接在一起，增设的励磁绕组绕制在铁心柱上。
电励磁磁势和永磁磁势为并联磁路关系，电励磁磁通路径的磁阻相对较小，有助于励磁能力的提高。
在经典永磁磁通切换电机(图3)的基础上，国内东南大学通过缩短永磁体，代之以励磁绕组填充其空间，在文献[15]中提出了C型混合励磁磁通切换电机，如图5所示。
该结构中定子轭外围无磁桥，结构简单，但工作时，电励磁磁通经过永磁体。
在经典永磁磁通切换电机(图3)的基础上，英国谢菲尔德大学诸自强教授通过增加定子齿，使“C”型定子冲片变化为“E”型定子冲片;在文献[16]中提出了E型永磁磁通切换电机，增加的中间齿不绕线圈，仅作为磁通通路。
此结构有利于提高电枢绕组匝数，增大空载反电势，一方面有利于减小永磁体用量，另一方面，绕组匝数增高，电感增大，短路故障运行能力增强。
为了提高气隙磁场的调节能力，诸自强教授在文献[17]中提出在(E型永磁磁通切换电机的)E型定子冲片的中间齿上绕制励磁绕组，从而得到E型混合励磁磁通切换电机，如图6所示。
该电机具有相应的容错能力，但是E型定子冲片的中间齿对反电势波形的正弦度有一定影响。
磁通切换电机中，绕组和永磁体位于定子侧，便于散热，且转子上既无永磁体，也无绕组，转子结构简单，机械强度高，在高速或超高速场合具有较好的应用前景。
与双凸极和开关磁阻电机相比，磁通切换电机为双极性磁链，材料利用程度高，功率密度大。
与传统同步电机相比，磁通切换电机的磁极极弧系数偏小，气隙磁场的利用程度稍低，电压波形质量和带载特性有待进一步改善。
2. 3 转子永磁型HEM目前来看，转子永磁型HEM，多以同步电机为原型。
此类电机的磁极极弧系数大，功率因数易于控制，但相对而言，电机的拓扑结构复杂。
(1) 永磁磁钢的磁化类型。
对于转子上的永磁体，可根据需要来设计其结构形状，并控制其充磁方向，从而形成不同类型的永磁电机。
根据其磁化方向类型可以分为径向磁化、切向磁化和轴向磁化，如图7所示。
在永磁电机的基础上，进行结构调整得到相应的转子永磁型HESM(如磁钢径向磁化型HESM、磁钢切向磁化型HESM和磁钢轴向磁化型HESM)。
(2) 磁钢轴向磁化型HESM。
以磁钢轴向磁化型HESM为例，介绍转子永磁型HEM的结构特征。
2010年，日本学者在文献[18]中介绍了如图8所示的HEM。
环状永磁体沿轴向磁化，永磁体轴向两侧为极性相互错开的转子磁极，永磁磁通经气隙进入定子铁心。
直流励磁绕组位于轴向端盖的凹槽处，为三维空间磁路。
该电机中直流励磁磁势和永磁磁势是并联关系，永磁体退磁的风险小，且不需要集电环和电刷，运行可靠性高。
文献[18]分析了电机的工作原理、调磁能力和损耗等，并与异步电机、永磁同步电机进行了对比性分析。
文献[19]对该环形永磁体混合励磁电机的样机进行了试验，并分析了定子齿形的优化及其转子的机械应力。