永磁电机概述
永磁电机的工作原理
永磁电机的工作原理引言概述永磁电机是一种利用永磁体产生磁场来实现电能和机械能之间转换的电机。
它具有体积小、效率高、响应速度快等优点，在现代工业中得到广泛应用。
本文将详细介绍永磁电机的工作原理。
一、永磁电机的基本结构1.1 永磁体：永磁电机中的永磁体通常采用稀土磁体，如钕铁硼磁体或钴铁硼磁体。
这些磁体具有高磁能积和稳定的磁性能。
1.2 定子：永磁电机的定子是由绕组和铁芯构成的。
绕组通常采用导电线圈，通过电流在绕组中产生磁场。
1.3 转子：永磁电机的转子是由永磁体构成的，通过转动产生磁场。
二、永磁电机的工作原理2.1 磁场产生：永磁电机中的永磁体和定子绕组产生的磁场相互作用，形成旋转磁场。
2.2 电流产生：当给定子绕组通电时，定子绕组中产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，产生电流。
2.3 力矩产生：根据洛伦兹力的原理，电流在磁场中受力，从而产生力矩，驱动转子旋转。
三、永磁电机的工作特点3.1 高效率：永磁电机具有高效率，能够将电能转换为机械能的效率较高。
3.2 响应速度快：由于永磁电机的结构简单，响应速度快，适用于需要高速响应的场合。
3.3 体积小：相比于传统的感应电机，永磁电机体积小，适合安装在空间有限的场合。
四、永磁电机的应用领域4.1 电动车：永磁电机在电动车中得到广泛应用，能够提供高效率的动力输出。
4.2 工业机械：永磁电机在各类工业机械中也得到广泛应用，如风力发电机、泵等。
4.3 家用电器：永磁电机在家用电器中也有应用，如吸尘器、洗衣机等。
五、永磁电机的发展趋势5.1 高性能：未来永磁电机将朝着高性能、高效率的方向发展，以满足不同领域的需求。
5.2 智能化：随着智能化技术的发展，永磁电机也将朝着智能化的方向发展，实现更智能的控制和调节。
5.3 绿色环保：永磁电机具有高效率和低能耗的特点，未来将成为绿色环保的重要选择。
总结：永磁电机作为一种高效率、响应速度快的电机，在现代工业中得到广泛应用。
通过了解永磁电机的工作原理和特点，可以更好地理解其在各个领域的应用和未来发展趋势。
什么是永磁电机
什么是永磁电机一、什么是永磁电机？永磁电机采用永磁体生成电机的磁场，无需励磁线圈也无需励磁电流，效率高结构简单，是很好的节能电机，随着高性能永磁材料的问世和控制技术的迅速发展．永磁电机的应用将会变得更为广泛。
二、永磁电机的发展历史永磁电机的发展同永磁材料的发展密切相关。
我国是世界上最早发现永磁材料的磁特性并把它应用于实践的国家，两千多年前，我国利用永磁材料的磁特性制成了指南针，在航海、军事等领域发挥了巨大的作用，成为我国古代四大发明之一。
19世纪20年代出现的世界上第一台电机就是由永磁体产生励磁磁场的永磁电机。
但当时所用的永磁材料是天然磁铁矿石（Fe3O4），磁能密度很低，用它制成的电机体积庞大，不久被电励磁电机所取代。
随着各种电机迅速发展的需要和电流充磁器的发明，人们对永磁材料的机理、构成和制造技术进行了深入研究，相继发现了碳钢、钨钢（最大磁能积约2.7 kJ/m3）、钴钢（最大磁能积约7.2 kJ/m3）等多种永磁材料。
特别是20世纪30年代出现的铝镍钴永磁（最大磁能积可达85 kJ/m3）和50年代出现的铁氧体永磁（最大磁能积现可达40 kJ/m3），磁性能有了很大提高，各种微型和小型电机又纷纷使用永磁体励磁。
永磁电机的功率小至数毫瓦，大至几十千瓦，在军事、工农业生产和日常生活中得到广泛应用，产量急剧增加。
相应地，这段时期在永磁电机的设计理论、计算方法、充磁和制造技术等方面也都取得了突破性进展，形成了以永磁体工作图图解法为代表的一套分析研究方法。
但是，铝镍钴永磁的矫顽力偏低（36～160 kA/m），铁氧体永磁的剩磁密度不高（0.2～0.44 T），限制了它们在电机中的应用范围。
一直到20世纪60年代和80年代，稀土钴永磁和钕铁硼永磁（二者统称稀土永磁）相继问世，它们的高剩磁密度、高矫顽力、高磁能积和线性退磁曲线的优异磁性能特别适合于制造电机，从而使永磁电机的发展进入一个新的历史时期。
三、永磁电机的特点及应用与传统的电励磁电机相比，永磁电机，特别是稀土永磁电机具有结构简单，运行可靠；体积小，质量轻；损耗小，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显着优点。
永磁电机概述范文
永磁电机概述范文永磁电机是一种利用永磁体作为励磁源的电机。
它由永磁体和电磁设备组成，通常用于驱动各种机械设备，如汽车、电梯、工业机械等。
永磁电机有许多优点，例如高效率、高轴承能力、高动态响应和高刚性。
其中，高效率是永磁电机最大的优势之一、由于永磁电机使用永磁体作为励磁源，无需消耗电力来产生磁场，因此相对于传统的电磁励磁电机来说，永磁电机的效率更高。
此外，永磁电机还具有较高的轴承能力，能承受更大的负载。
在一些需要高负载需求的应用中，永磁电机往往是首选。
永磁电机的另一个优点是其高动态响应能力。
永磁电机能够快速调整转矩和转速，对于一些需要快速响应的应用，如机床、印刷设备等，永磁电机更加适用。
此外，永磁电机由于具有较高的刚性，能够在高扭矩和高转矩要求下保持稳定运行，减少振动和噪音。
永磁电机根据永磁体的类型，可以分为硬磁永磁电机和软磁永磁电机。
硬磁永磁电机使用具有较高矫顽力的永磁体，如钕铁硼磁体，具有较高的矫顽力和磁能积，能够提供较高的磁场强度和磁能。
软磁永磁电机使用具有较低矫顽力的永磁体，如肖特基永磁体，能够提供较高的磁导率和磁导磁阻比，具有较低的磁阻，能够提供较大的磁场。
除了磁体的类型，永磁电机还可以根据永磁体的布置结构分为内磁式永磁电机和外磁式永磁电机。
内磁式永磁电机是指永磁体安装在转子上，电磁线圈安装在定子上。
这种结构使得永磁体更加紧凑，减小电机尺寸，提高功率密度。
外磁式永磁电机是指永磁体安装在定子上，电磁线圈安装在转子上。
这种结构使得永磁体更容易制作和安装，同时也便于维护。
永磁电机广泛应用于各个领域，如工业制造、交通运输、能源领域等。
在工业制造领域，永磁电机被广泛应用于机床、起重设备、风力发电机组等。
在交通运输领域，永磁电机被广泛应用于汽车、电动自行车等。
在能源领域，永磁电机被广泛应用于风力发电、太阳能发电等。
总之，永磁电机是一种利用永磁体作为励磁源的电机，具有高效率、高轴承能力、高动态响应和高刚性等优点。
永磁电机的结构
永磁电机的结构永磁电机是一种利用永磁体产生磁场的电机。
它具有结构简单、体积小、功率密度高、效率高等优点，被广泛应用于各个领域，如工业、交通、家电等。
本文将从永磁电机的结构角度进行介绍。
一、永磁电机的基本结构永磁电机由永磁体、定子和转子等部分组成。
1.1 永磁体永磁体是永磁电机的核心部件，它能够产生稳定的磁场。
常见的永磁体材料有铁氧体、钕铁硼和钴磁铁等。
永磁体通常采用磁体块或磁体片组成，它们可以根据需要进行组合和安装。
1.2 定子定子是永磁电机的固定部分，通常由电磁线圈、铁芯和绝缘材料等组成。
电磁线圈是由导线绕成的线圈，它能够产生磁场。
铁芯则起到导磁作用，增强磁场的强度。
绝缘材料用于隔离电磁线圈和铁芯，防止短路和漏电等问题。
1.3 转子转子是永磁电机的旋转部分，它通常由铁芯和永磁体组成。
铁芯起到导磁作用，将磁场引导到永磁体上。
永磁体则产生磁场，与定子的磁场相互作用，从而产生电磁力，驱动转子旋转。
二、永磁电机的工作原理永磁电机的工作原理是利用磁场的相互作用产生电磁力，从而实现机械能转化为电能或电能转化为机械能。
2.1 电机的启动当电机通电时，定子中的电磁线圈产生磁场，与永磁体的磁场相互作用，形成电磁力。
这个电磁力将转子带动，使其开始旋转。
当转子旋转到一定速度后，电机进入正常工作状态。
2.2 电机的运转在电机运转过程中，电磁线圈的磁场会不断变化，与永磁体的磁场相互作用，产生电磁力。
这个电磁力将持续推动转子旋转，从而实现机械能的转化。
2.3 电机的控制为了实现对电机的控制，可以通过调节电流的大小和方向来改变电磁线圈产生的磁场。
通过控制电流的变化，可以实现电机的启动、停止、加速、减速等操作。
三、永磁电机的优势和应用领域永磁电机相比传统的电机具有许多优势，使得它在各个领域得到广泛应用。
3.1 结构简单永磁电机的结构相对简单，只需要永磁体、定子和转子等基本部件。
这使得永磁电机的制造成本较低，维护和维修也较为方便。
永磁同步电机详细讲解
永磁同步电机详细讲解永磁同步电机是一种广泛应用于工业和家用电器的电机类型。
它具有高效率、高功率密度和高控制性能等优点，因此被广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍永磁同步电机的工作原理、特点以及应用。
一、工作原理永磁同步电机是一种通过电磁感应原理进行能量转换的电机。
它由定子和转子两部分组成。
定子上有三个相位的绕组，通过交流电源供电，产生旋转磁场。
转子上带有永磁体，它在旋转磁场的作用下，受到电磁力的作用而旋转。
通过控制定子绕组的电流，可以实现对电机的转速和转矩的精确控制。
二、特点1. 高效率：永磁同步电机由于没有励磁损耗，能够更有效地将电能转化为机械能。
相比于传统的感应电机，其效率更高。
2. 高功率密度：永磁同步电机相比其他电机类型，具有更高的功率密度，可以在相同空间内提供更大的功率输出。
3. 高控制性能：永磁同步电机具有良好的转速和转矩控制性能，可以实现快速、准确的响应，适用于对动态性能要求较高的应用场景。
三、应用永磁同步电机在各个领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：1. 工业领域：永磁同步电机广泛应用于机床、风力发电、压缩机、泵等设备中，以提供高效、稳定的动力输出。
2. 交通运输：永磁同步电机在电动汽车、混合动力汽车以及电动自行车等交通工具中得到了广泛应用。
其高效率和高控制性能使得电动交通工具具有更好的续航里程和更好的动力性能。
3. 家电领域：永磁同步电机在家用电器中的应用也越来越广泛。
例如，空调、洗衣机、电冰箱等家电产品中常常采用永磁同步电机作为驱动器，以提供更高的效率和更好的性能。
永磁同步电机作为一种高效率、高功率密度和高控制性能的电机类型，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和发展，永磁同步电机将在各个领域继续发挥重要的作用，并为人们的生活带来更多便利和舒适。
永磁电机工作原理
永磁电机工作原理永磁电机是一种利用永磁体产生磁场来实现能量转换的电机，它具有体积小、重量轻、效率高等优点，因此在现代工业中得到了广泛的应用。
永磁电机的工作原理是利用永磁体产生的磁场与电流产生的磁场相互作用，从而实现能量的转换。
永磁电机的主要组成部分包括定子、转子和永磁体。
定子是电机的静止部分，通常由铁芯和绕组组成。
绕组中通有电流时，会产生磁场，这个磁场与永磁体产生的磁场相互作用，从而产生电磁力，驱动转子旋转。
转子是电机的旋转部分，通常由铁芯和绕组组成。
永磁体则是产生磁场的部分，通常由稀土永磁材料制成，具有较强的磁性。
永磁电机的工作原理可以分为直流永磁电机和交流永磁电机两种类型。
在直流永磁电机中，定子绕组通有直流电流，产生固定方向的磁场，而转子上的永磁体产生另一个固定方向的磁场，两者相互作用产生电磁力，驱动转子旋转。
在交流永磁电机中，定子绕组通有交流电流，产生旋转磁场，而转子上的永磁体产生固定方向的磁场，两者相互作用同样产生电磁力，驱动转子旋转。
永磁电机的工作原理可以用洛伦兹力和法拉第电磁感应定律来解释。
洛伦兹力是指电流在磁场中受到的力，根据洛伦兹力的方向，可以确定电机的旋转方向。
法拉第电磁感应定律则是指磁场变化会产生感应电动势，根据这一定律，可以确定电机的工作原理。
永磁电机具有高效率、高功率密度、体积小、重量轻等优点，因此在电动汽车、家用电器、工业机械等领域得到了广泛的应用。
随着稀土永磁材料的发展和应用，永磁电机的性能不断提高，成本不断降低，将会有更广阔的应用前景。
总之，永磁电机利用永磁体产生的磁场与电流产生的磁场相互作用，实现能量的转换。
它具有高效率、高功率密度等优点，在现代工业中得到了广泛的应用。
随着稀土永磁材料的发展和应用，永磁电机的性能将会不断提高，成本不断降低，将会有更广泛的应用前景。
永磁电机的工作原理
永磁电机的工作原理永磁电机是一种利用永磁体产生磁场来实现电能转换的电机。
它是一种新型的电机，具有体积小、重量轻、效率高、响应速度快等优点，因此在工业生产和生活中得到了广泛的应用。
在本文中，我们将详细介绍永磁电机的工作原理。
永磁电机的工作原理可以简单地理解为利用永磁体产生的磁场与电流产生的磁场相互作用，从而产生力矩，驱动电机转动。
永磁电机通常由定子和转子两部分组成。
定子上通常布置有线圈，而转子上则布置有永磁体。
当电流通过定子线圈时，产生磁场，这个磁场与永磁体产生的磁场相互作用，从而产生力矩，驱动转子转动。
永磁电机的工作原理可以通过以下几个方面来详细解释：1. 磁场相互作用原理永磁电机中，永磁体产生的磁场与定子线圈中产生的磁场相互作用，从而产生力矩。
这是永磁电机能够实现电能转换的基本原理。
当电流通过定子线圈时，产生的磁场会与永磁体产生的磁场相互作用，根据洛伦兹力的作用原理，产生力矩，从而驱动转子转动。
2. 磁场控制原理永磁电机的磁场是通过永磁体产生的，因此可以通过控制永磁体的磁场强度来实现对电机的控制。
通常情况下，可以通过改变定子线圈中的电流来改变磁场的强度，从而实现对电机的转速和转矩的控制。
3. 反电动势原理永磁电机在工作过程中会产生反电动势。
当电机转动时，磁场会随之变化，从而产生反电动势。
这个反电动势会影响电机的电流和转矩，因此在设计永磁电机时需要考虑这一因素，以实现电机的稳定工作。
4. 调速控制原理永磁电机可以通过改变定子线圈中的电流来实现调速控制。
通过改变电流的大小和方向，可以改变磁场的强度和方向，从而实现对电机转速的控制。
这为永磁电机在不同工况下的应用提供了便利。
总之，永磁电机的工作原理是通过永磁体产生的磁场与定子线圈中产生的磁场相互作用，从而产生力矩，驱动电机转动。
同时，通过控制磁场的强度和方向，可以实现对电机的转速和转矩的控制。
这些原理为永磁电机在工业生产和生活中的应用提供了基础，也为其未来的发展提供了潜力。
永磁同步电机详细讲解
永磁同步电机详细讲解永磁同步电机是一种使用永磁体作为励磁源的同步电机。
相比传统的感应电机，永磁同步电机具有更高的效率和更好的动态响应特性。
本文将详细介绍永磁同步电机的工作原理、结构特点及应用领域。
一、工作原理永磁同步电机的工作原理基于磁场的相互作用，在电机内部的定子和转子之间形成电磁耦合。
定子上的三相绕组通电时产生旋转磁场，而转子上的永磁体则产生恒定的磁场。
由于磁场的相互作用，转子会受到定子磁场的作用力，从而实现转动。
二、结构特点永磁同步电机的结构相对简单，主要包括定子、转子和永磁体。
定子是电机的固定部分，通常由铜线绕成的线圈组成。
转子则是电机的旋转部分，通常由永磁体和铁芯构成。
永磁体通常采用稀土永磁材料，具有较高的磁能密度和磁能积。
三、应用领域永磁同步电机在工业和交通领域有广泛的应用。
在工业领域，它常被用于驱动压缩机、泵和风机等设备，因为它具有高效率和良好的负载适应性。
在交通领域，永磁同步电机被广泛应用于电动汽车和混合动力汽车中，以实现高效率和低排放。
在电动汽车中，永磁同步电机可以提供高效的动力输出，使汽车具有更长的续航里程和更好的加速性能。
同时，由于永磁同步电机没有电刷和换向器等易损件，可靠性也较高。
在混合动力汽车中，永磁同步电机可以与发动机协同工作，实现能量的高效转换和回收。
永磁同步电机还被应用于风力发电和太阳能发电等可再生能源领域。
它可以将风能或太阳能转化为电能，并提供给电网使用。
永磁同步电机具有高效率、良好的动态响应特性和可靠性高的特点，因而在工业和交通领域得到了广泛应用。
随着科技的不断进步，永磁同步电机的性能还将进一步提升，为人们的生活和工作带来更多便利。
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DC运行特性
1）对应梯形反电势的全距和集中绕组
2）高的功率密度 3）霍尔效应管用于检测正确的电流开关位置（低损 耗） 4）适于电力驱动
AC运行特性
1) 对应正弦反电动势和平滑运行的分布的分 数槽绕组 2) 更好的控制及延伸的弱磁 3) 轴上的旋转编码器用以控制电流（高成本） 4) 适于伺服驱动及驱动需要高质量的弱磁能 力
对于永磁材料磁滞回线的第二象限部分可用于描述其特性，称为退磁曲线。
Br--H=0时的剩余磁感应强度, Hc--B=0时的磁感应矫顽力 Hcj--Bi=0时的Hcj内秉矫顽力
内秉矫顽力Hcj和Hc的区别：
Hc是处于技术饱和磁化后的磁体被反向充磁时，使磁感应强度B降为0 所需的反向磁场强度的值，但此时磁体的磁化强度并不为0，只是所
一般的，三相绕组产生的电流向量应该被放在转子q轴 上，除非要用到弱磁。这是用在高于基本转速时，当 逆变器电压已经达到最大值，而要求的电流最大值不 能达到时。 逆变器开关时间是超前的，可以达到约15~20电角 图1是一台小型4 极DC控制电机转 矩转速曲线。可 以看出转矩范围 由1500r/min扩 展到约 2500~3000r/mi n
极距=12/4=3
梯形120 导通三相 电流
短距绕组 中的三相 反电势 短距绕组的 电磁转矩
A 相 120˚ 导 通
B相120˚导通 A 相 120˚ 导 通
整距绕组中 的反电势
整距绕组的 电磁转矩
Magnet Selection and PC
磁铁的类型对电机的性能和成本影响很大
内禀退磁 曲线
峰值电流发生在基速1500r/min
这是在某个运行点 下，电流密度在 190.9A时为 20A/mm2，如果电 流保持在q轴上，磁 密很高
最高磁密 在齿上
1500r/min负载电流为190.9A时电流相位与转矩的关系
6000r/min，负载电流为35.4A时
可以看出转矩峰值在超前30~50之间
如果转速超过基本同步速，则需要弱磁，这就需要内 置式永磁转子（IPM）。简单的表面式永磁转子的弱 磁能力受到限制。
这发生在电流向量超前于q轴时，由图3 可见，将有一 个分量位于d轴上，它具有三个作用： 1.有一个负的XdId向量在q轴上。它减少了电动机磁通， 减少了高速时的铁耗 2.它减少了要求逆变器输出的电压 3.它引进了一个磁阻转矩
典型的不同磁铁在25°C时的剩磁Br和回复磁导率REC 见表Ⅲ
Alnico- 铝镍钴合金，Ferrite-铁氧体， Sintered samarium cobalt-烧结的钐钴， Sintered Neodymium iron boron-烧结的钕铁硼
回复磁导率REC
REC tan
距d轴约100~120电角的角度，这意味着当电流在q轴上时，若出 现一个瞬时过载，将会有一个额外的转矩将电机拉回正确的触发 角，防止磁极滑动。
⑵凸极同时还提供了一个额外的磁阻转矩。
串联充 磁
并联充 磁
图3（a）
两种类型转子的稳态向量图见图3（a）
v vd jv q je pm jX d id X q iq Ris
Choice of Rotors
转子的两种最基本的拓扑 • 有一点突出的表面磁铁，常用于DC电动机中 • 嵌入式磁铁，有显著的凸极，主要用于AC电机
图2 表面和内置的永磁四极电机 红、蓝色是相反极化的磁铁，灰色是叠片式铁心 a）非凸极的表面磁铁转子 b）凸极内置式磁铁 转子（IPM）
对表面磁铁非凸极转子，Xd=Xq，如图2（a） 对凸极转子，⑴Xq > Xd，其优点是峰值转矩从q轴移一个
P e i e i e i EI Te e A A B B C C 1.5
E、I一相反电动 势和电流的幅值
在一相绕组正向导通120°范围内， 输入线电流I为恒值其一相反电动 势为恒值转子角速度为时一相绕 组产生的电磁转矩Tep，总电磁转 矩T为
EI Tep
3 (2 120 ) EI T 360
电动机惯例
对应非凸极电机，则Xd=Xq，图3b）为对应非凸极 电机的等效电路。
图3（c）对应凸极电机，稳态等效电路分为d、q两个 电路。 在低饱和的情况下，Xd和Xq是相互独立的，分别对 应d轴和q轴的磁阻 在高度饱和的情况下，d轴和q轴分量是交叉耦合的。 所以 Xd = f(Id,Iq) ， Xq = f(Id,Iq).
加的反向磁场强度与磁体的磁化强度相互抵消，此时若撤销外磁场，
磁体仍具有一定的磁性。 Hcj：若外加反向磁场>Hcj，磁铁的磁性将会基本消除。Hcj是衡量
磁体抗退磁能力的一个非常重要的一个物理量，是表征永磁材料抵抗
外部反向磁场以保持其原始磁化状态的一个主要指标。 在图2-3的坐标下，永磁材料中的磁场满足： B=0H+0M 0-真空磁导率，M-单位体积内磁矩的矢量和，称为磁化 强度。其中0M称为内禀磁化强度，用Bi表示， Bi=0M=B+0H ,Bi=f(H)称为内禀退磁曲线。
永磁电机概述
INITIAL ELECTROMAGNETIC DESIGN CHOICES
• A. Radial or Axial Flux? • B. Ratings, Motor Classes, and TRV （torque-per-unit-rotor Volume） • C. AC or DC Control? • D. Choice of Rotors • E. Pole-Number Selection • F. Noise, Vibration, Cogging Torque, and Torque Ripple • G. Winding Arrangement • H. Magnet Selection and PC （permeance coefficient） • I. Steel Selection and Iron Loss • J. Insulation Systems, Slot Fill, and Mechanical Aspects of Rotor Structure
1.铁氧体磁铁需要良好的磁路和低的磁阻， 否则，负载线将不能足够陡，导致运行 点落在非线性区域 2.当x轴线由0定标负载线的斜率等于负的 PC， 3.PC=（磁铁厚度×气隙面积)/(气隙长度 ×磁铁面积）。PC值可被用于设定磁铁 厚度 4.对表面磁铁 气隙面积磁铁面积 5.磁铁厚度需设计得适当大于气隙长度 6.所需磁铁材料较多
磁极表面的槽用于控制Xq的大小，它还可以控 制交叉饱和，使电机运行更易于控制，更稳定。
Pole-Number Selection
DC电机趋向于选择低极数，（2,4,6等）ac电机趋 向于选择高极数（8,12,16等）高的极数使分数槽 绕组成为可能，极对数还是电机转速的函数。 下列几点是要注意的： 1）电机磁通在高频率下是不能改变的，否则将造成铁 耗过高。在更高转速下可以用弱磁方法以限制铁耗 2）磁通频率=转子旋转频率极对数 3）对一般的叠片铁心，不能超出150~200Hz。 4）两极永磁电机的制造较为困难，绕组端部长，导致 损耗的增加，同时定子铁心轭部宽，导致电机直径增加。
如图是一个18槽8极内置式永磁电机，其一相的 绕组见图a），转子安排见图b），这是一个分数 槽电机，使反电势波形非常接近正弦。使转矩平 滑
a）三相正弦绕组中一相的分布
q Z 18 3 0.75 2mp 8 * 3 4
b） IPM电机的一半横截面
4 360 80 18
c）三相受控的正弦电流在转子q轴上 d）三相反电势 e）电磁转矩
DC Winding: DC绕组的结构是要获得一个梯形反电势波形，与 梯形的电流波形（120导通）相互作用产生一个平 滑的转矩。 这需要一个整距集中绕组。 图6 显示一个12槽4极对称三相绕组中的一相的分 布 a）2/3短距 b）集中整距
，
B H
当永磁体处于外加磁场时，工作点为A，当去掉外加磁场时，工作 点不是沿着退磁曲线变化，而是到了一个新位置A’如果循环的改变 外磁场，得到一个局部磁滞回线，由于其非常狭窄，故可用一条直 线代替，称为回复线其斜率称为回复磁导率。 磁能积-Bd*Hd， Bd*Hd越大，磁体蕴 含的磁能量越大。
磁铁不能工作在非线性区域，如图9，要有足够的 设计裕度使磁铁在过载条件下也不会失磁。运行 点可以通过计算磁导系数（PC）和电负载效应来 获得，对铁氧体永磁电机PC至少要8，对稀土永磁， 可以低些。
三条斜线对 应三条空载 磁路磁阻
磁导系数PC-又称退磁系数。在退磁曲线上磁感应 强度Bd与磁场强度Hd的比值，即PC=Bd/Hd，PC 越大，磁体工作点越高，越不容易被退磁。
PC可以通过减少气隙、是磁通路径缩短及宽 的齿和轭来改善，低磁密也可以改善PC
磁铁材料的温度特性也要考虑进去
永久 失磁
铁氧体永磁体设计小结
AC or DC Control?
• 无刷永磁电机分为两种类型：AC、DC 两种类型永磁电机的设计有着不同的要求，与其反电动 势波形及转子位置检测有关 AC：相电流是正弦的，逆变器每个桥臂是180导通， 使用位置编码器，脉宽调制 DC：电流波形是梯形的，120导通，用三个霍尔探测 器检测开关位置。 因此 • 交流（AC）电机需要由永磁转子产生正弦的反电动 势 直流电机（DC）需要梯形的反电动势波形
Winding Arrangement
AC绕组的设计是为了获得正弦的开路反电势波形， DC绕组是要获得梯形波
AC Windings: 分数槽带绕组常用于AC电机中，斜一个定子槽
分数槽带绕组常用于AC电机中，斜一个定子槽 斜槽、分数槽：减少齿谐波转矩 分数槽的好处： • 平均每对极下的槽数大为减少以较少数目的大槽代替数目较 多的小槽可减少槽绝缘占据的空间，有利于槽满率的提高 • 增加绕组的短（长）距和分布效应，改善反电动势波形的正 弦性 • 分数槽绕组电机有可能设计为线圈节距y=1（集中绕组）可 以缩短线圈周长和绕a组端部伸出长度，减少用铜量，各个线 圈端部没有重叠，不必设相间绝缘。 • 分数槽集中绕组有利于用绕线机进行机械绕线提高工效 • 槽满率的提高，使线圈周长缩短，铜耗随之减低进而提高效 率和减低温升 • 减低齿槽转矩和转矩波动