永磁同步电动机的工作原理(永磁同步电动机的结构)

导语：永磁同步电动机

　永磁同步电动机或永磁同步伺服电机（permanent-magnet synchronous motor，缩写：PMSM）是指一种转子用磁铁代替绕线的同步电动机。

　　永磁同步电动机可依磁通方式分为径向、轴向或是横向（transverse）几种，依其元件的布局而定，各种的永磁同步电动机在效率、体积、重量及工作速度都有不同的表现。

　　目录

　　1径向磁通永磁同步电动机的分类

　　1.1表面式永磁电动机

　　1.2内藏式永磁电动机

　　2直流无刷式

　　3交流无刷式

　　4相关条目

　　5参考资料

　　径向磁通永磁同步电动机的分类[编辑]

　　径向磁通永磁同步电动机可以分为以下二类：

　　表面式永磁（SPM）电动机：磁铁在转子的外侧。

　　内藏式永磁（IPM）电动机：磁铁在转子的内侧。

　　表面式永磁电动机[编辑]

　　表面式永磁电动机的结构较简单[1]，磁铁是胶合或固定在转子表面，因此没有磁铁部分的转子和定子中间有较宽的气隙，而磁铁的磁导率和空气相当，因此转子的凸极效应（saliency）很小，可以省略。较大的气隙也使得转子的电枢效应减弱，因此其电感{\displaystyle L_{d}}

很小，也影响表面式永磁电动机的定子时间常数。

　　内藏式永磁电动机[编辑]

　　若永磁电动机的磁铁埋在转子中，磁铁可以受到转子的保护，在高速运转时不会有磁铁脱落的问题[1]，但转子需有一空洞要置入磁铁，而转子的材质为矽钢，磁导率远高于磁铁，因此磁铁部分可视为一个额外的气隙，转子和定子间的气隙会有周期性的变化，即凸极效应，因此产生的转矩中有磁阻转矩成分，其效率较高[2]。

　　内藏式永磁电动机的设计需符合以下的需求：

　　高功率/质量比及转矩/惯量比。

　　平顺的电磁转矩，尽量减少磁卡转矩（cogging torque）的产生。

　　高气隙磁通密度。

　　高性能及功率系数的小型化设计。

　　直流无刷式[编辑]

　　永磁同步电动机和直流无刷电动机的转子都是磁铁组成，其差异主要在磁通及反电动势（back EMF）的分布，永磁同步电动机的反电动势为弦波，而直流无刷电动机的反电动势为接近方波的梯形波。若考虑定子需产生的旋转磁场，永磁同步电动机的磁场是均匀旋转磁场，而直流无刷电动机的磁场则是步进式旋转磁场[3]。不过有时也会用直流无刷电动机泛称所有转子有磁铁，没有电刷的电动机[2]。

　　交流无刷式[编辑]

　　若永磁同步电动机的输入电压为交流电，而且也没有集电环及换向器的话，永磁同步电动机也称为交流无刷电动机。不过若转子用磁阻代替磁铁，也是交流无刷电动机。甚至最常见的鼠笼式感应电动机也符合交流无刷电动机的定义。

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