定子永磁同步电机的工作原理？

一、定子永磁同步电机的工作原理？

有发电机就有电动机，电机有转子就有定子，当然有转子永磁同步电机也有定子永磁同步电机。

要谈定子永磁同步电机的问题，不得不先提到转子永磁同步电机。此二者在结构上的主要区别在于永磁体是装在定子侧还是装在转子侧。

我们知道，在传统的转子永磁型电机中，永磁体是位于电机转子侧的，电机行业也根据永磁体位置的不同，可以把它分为4 种基本结构：1）表面贴装式；2）内嵌式；3）径向内嵌式；4）切向内嵌式。 众所周知，相对于传统的直流电机和异步电机，转子永磁型电机具有更高的功率密度和效率。

但是，转子永磁型电机通常需要对转子采取特别加固措施以克服高速运转时的离心力，如安装由非金属纤维材料或不锈钢制成的套筒等，这样做的后果就是，不仅导致其结构更加复杂， 制造成本变高， 而且增大了其等效气隙，降低了电机的性能。

同时，永磁体安放在转子上，会使得散热变得困难，从而引起的电机温升可能会导致永磁体发生不可逆退磁，限制了电机出力，使电机功率密度降低等。

为了克服上述转子永磁型电机的缺点，近年出现了将永磁体安置于定子侧的定子永磁型无刷电机。而定子永磁同步电机比较流行的有以下三种类型，上面 @天狼星 的回答里已经有了相关介绍，我就不再赘述了。

第一种双凸极永磁电机(Doubly-Salient Permanent Magnet Motor, DSPM)

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在 DSPM电机中，切向充磁的永磁体内嵌在电机定子轭部。如果从每相电枢空载感应电势波形和电枢电流波形划分（矩形波），该电机应属于无刷直流(brushless DC，BLDC)电机的范畴。但我们可以通过对电机定转子进行特殊设计来得到正弦感应电势，比如说采用斜槽转子的方式。下面我们具体分析一下这种电机的运行原理。

1.转矩产生机理

传统的直流电机、感应电机以及同步电机，都属于双边磁场电机，即励磁磁场在一边(定子或转子)，电枢磁场在另一边(转子或定子)， 定转子之间的相对运动使电枢绕组中的磁链发生交变，从而感应出电势，当绕组中通入电流后，电流与电势相互作用实现机电能量转换。

而定子永磁型电机的励磁源和电枢绕组都位于定子，它依靠定子直流励磁源与转子凸极的调制作用，使定子绕组中的磁链发生交变，从而产生感应电势与电磁转矩，实现机电能量转换。

2. 它的永磁体和电枢绕组均位于定子，与转子永磁型电机相比，可方便地对永磁体进行直接冷却，从而控制其温升；电枢绕组多为集中式绕组，端部短，用铜少，电枢绕组的电阻小，铜耗低。

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当然这种电机结构也并不是十分完美，仍然存在以下几个问题:

1.定子外漏磁

2. 端部漏磁。

DSPM 电机和 FSPM 电机的永磁体从定子内径处贯穿至外径处，并直接与机壳相接，因此三维端

部效应较为显著。

3.直流偏置磁场及其对铁耗的影响。

由于永磁体位于电机定子，导致定子铁心中存在直流偏置磁场 .

参考文献：

[1] Chau K T ， Chan C C ， Liu C ． Overview of permanent-magnet brushless drives for electric and hybrid electric vehicles[J]． IEEE Trans. on Industrial Electronics，

2008，55(6)：2246-2257．

[2] Zhu Z Q，Howe D．Electrical machines and drives for electric，hybrid and fuel cell vehicles[J]．Proceeding of IEEE，2007，95(4)：746-765．

[3] 程明． 双凸极变速永磁电机的运行原理及其静态特性的线性分析[J]．科技通报，1997，13(1)：16-21

二、交流永磁同步电机是永磁同步电机吗？

目前的永磁直流无刷电机并不是直流电机而是交流电机。 但真正的永磁直流无刷电机也确实是存在的，可以叫做电子换向闭合绕组永磁直流无刷电机，因为他的结构和传统有刷永磁直流电机是一样的，绕组采用叠绕组、波绕组或者蛙绕组，整体是闭合的，但是每个元件可以通过电子换向（取代原来的换向片）来实现，这种电机的N或者S极下面的线圈电流方向始终是不变的，因此是真正的永磁无刷直流电机。

三、交流永磁同步电机和永磁同步电机相同吗？

交流永磁同步电机和永磁同步电机不相同，直流永磁同步电机是将直流电源通过绕组转换成交流电源，而交流永磁同步电机则直接将交流电源给它。

另外，直流永磁同步电机的励磁电路较简单，不需要使用任何滤波器，也不会出现常见的次波效应；而交流永磁同步电机却需要滤波器来过滤掉次波效应，从而保证输出电流的质量。

四、永磁同步电机寿命？

大家应该都知道永磁同步电机寿命还是比较长的，它的寿命长也是给用户都减少了一定的成本，特别是在使用正确的方法保养电机的话，电机的寿命还会增加，那究竟永磁同步电机寿命时间有多少年呢，想知道的话就一起来看看下面的回答吧。

究竟永磁同步电机寿命时间有多少年呢：永磁同步电机寿命一般咋15年至20年，电机的寿命长短主要取决于使用者的保养，使用环境的好坏，及电机在使用中收到的电，磁，热，振动等因素，这些都会影响到永磁同步电机寿命的，所以我们在平常使用的时候我们需要好好保养电机

五、永磁同步电机成本？

原材料成本+直接加工员工工资+运输成本+水电气成本+管理成本+财务费用

六、永磁同步电机材料？

作为永磁同步电机的永磁材料有AlNiCo、Ceramic、Rare Earth、Ferrites等铁磁性材料。

永磁式同步电动机的定子产生旋转磁场，转子由永磁材料制成。

永磁同步电动机能够在石油、煤矿、大型工程机械等比较恶劣的工作环境下运行，这不仅加速了永磁同步电机取代异步电机的速度，同时也为永磁同步电机专用变频器的发展提供了广阔的空间。

应用领域：永磁式同步电动机主要用于工业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等领域。

七、永磁同步电机重量？

380V 110KW 1500转永磁同步电机，在200公斤。

八、永磁同步电机，效率？

永磁同步电机主要由定子、转子和壳体部件构成。与普通交流电机一样，定子铁芯为叠片结构，以减小电动机运行时因涡流和磁滞效应铁耗；绕组通常也为三相对称结构，只是参数选取有较大区别。转子部分则形式多样，有带启动鼠笼的永磁转子，也有内嵌式或表贴式纯永磁转子。转子铁芯可以制成实心结构，也可以叠片而成。转子上装有永磁体材料，大家习惯上称之为磁钢。

永磁电机正常工作下，转子与定子磁场处于同步状态，转子部分没有感应电流，无转子铜耗和磁滞、涡流损耗，不需要考虑转子损耗发热问题。一般永磁电机为专用变频器供电，天然具有软启动功能。另外，永磁电机属于同步电机，具有同步电机通过励磁强弱调节功率因数的特点，因而功率因数可以设计到规定数值。

从起动角度分析，缘于永磁电机由变频电源或配套变频器起动的实际，永磁电机的起动过程实现很容易；与变频电机的起动相似，规避了普通笼型异步电机的起动缺陷。

总之，永磁电机的效率和功率因数可以达到很高，结构非常简单，近十几年来市场十分火爆。

但是，失磁故障是永磁电机不可回避的问题，当电流过大或温度过高时，会导致电机绕组温度瞬间不断攀升、电流急剧增大，永磁体迅速失磁。在永磁电机控制中，设定了过电流保护装置，避免了电机定子绕组被烧毁的问题，但由此而导致的失磁和设备停运不可避免。

相对于其他电机，永磁电机在市场上的应用还不是很普及，无论对于电机制造者还是使用者，都有一些未知的技术盲区，特别是涉及到与变频器的匹配问题，往往会导致设计值与试验数据严重不符，必须反复验证。

九、永磁同步电机转速？

电源频率50赫兹的话，2极电机最高转速时3000转/分，4极电机就只能是1500转/分，假如电源频率提高到400赫兹的话，2极同步电机最高可达到24000转/分，它的规律是n=60f/p。

十、永磁同步电机原理？

永磁同步电机工作原理：当三相电流通入永磁同步电机定子的三相对称绕组中时，电流产生的磁动势合成一个幅值大小不变的旋转磁动势。由于其幅值大小不变，这个旋转磁动势的轨迹便形成一个圆，称为圆形旋转磁动势。其大小正好为单相磁动势最大幅值的1.5倍。

永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度。

永磁同步电动机由定子、转子和端盖等部件构成。定子与普通感应电动机基本相同，采用叠片结构以减小电动机运行时的铁耗。转子可做成实心，也可用叠片叠压。电枢绕组可采用集中整距绕组的，也可采用分布短距绕组和非常规绕组。

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