从事永磁电机必须了解的知识点

朋友聚在一起聊新能源汽车，话题自然引出汽车动力核心——永磁电机。出于好奇，有个哥们建议Ms给哥们讲讲永磁电机的特性？以极其紧凑的新能源汽车电机为例，说明永磁电机不可替代的独特优势，强调永磁电机不仅是永磁同步电机，而且有三种基本类型：DC永磁、无刷DC永磁和永磁同步电机。

直流永磁电机

在直流永磁电机是将直流电励磁电机或常规意义上的直流电机的励磁绕组和磁极去掉，换成永磁体，其余如电枢、电刷和换向器等主体结构不变。,如大多数玩具马达和电动剃须刀，微型DC永磁电机作为驱动电机，结构非常简单。定子由贴在铁外壳内表面的瓦形磁钢制成，转子为“换向器电枢”，碳刷、电刷架和接线系统集成在外壳上。与电励磁DC电机相比，DC永磁电机的励磁磁场不可调，只能通过调节电枢电压来调节速度。

无刷直流永磁电机

DC永磁电机虽然省略了电励磁系统，但由于“电刷/换向器”的机械接触机制，仍然存在换向火花、电磁干扰、使用寿命短、可靠性差等问题，极大地限制了其应用范围。

随着微电子器件和电力电子器件的进步和发展，用电子换向代替机械换向的技术日益成熟，无刷DC永磁电机发展迅速。例如，在日常生活中几乎随处可见的电动摩托车和电动自行车，都采用带外转子的无刷DC永磁电机。

无刷直流永磁电动机和有刷直流电动机

如前所述，无刷DC永磁电机是在无刷DC电机的基础上开发的，无刷电机具有相同的运行机理，但性能有所不同。

在运行机理上，作用在电机上的电压是一个恒定的直流电压,输入到电机上的电流是一个直流电流.作用在电枢线圈(也叫元件)上的电压极性和通过电枢线圈的电流方向是交替的，电枢线圈中感应电动势的波形基本相似，方向也是交替的。因此，无刷DC永磁电机的设计思路和方法可以直接使用，但一些具体的计算公式略有不同。

在运行性能方面，无刷DC电机电枢绕组和换向器片的元件数大于电枢绕组的相数，运行时有很大的差别：无刷DC电机的磁极磁场和电枢磁场始终处于正交状态，而无刷DC电机的磁极磁场和电枢磁场在一定角度范围内变化，正交状态只是瞬时位置之一。因此，在其他条件相同的情况下，无刷DC电机的转矩脉动大于有刷DC电机，无刷DC电机的电磁转矩小于有刷DC电机。

永磁同步电机

永磁同步电机的工作原理与传统的电励磁同步电机相同。由于不需要励磁绕组和DC励磁电源，消除了容易出错的集电环和电刷装置，无刷电机成为。

永磁发电机

很难通过调节磁场来控制其输出电压和功率因数，限制了其应用范围。比如直驱永磁风力发电机与电网的能量交换必须通过变频器实现，不能直接并网。

●永磁同步电动机

变频器供电的永磁同步电动机加上转子位置闭环控制系统构成自同步永磁电动机，既具有电励磁直流电动机的优异调速特性，又实现了无刷化，在要求高控制精度和高可靠性的场合，如航空、航天、数控机床、加工中心、机器人、电动汽车、计算机外围设备和家用电器等方面都获得广泛应用。通常，反电动势和供电电流波形都是矩形波的电动机称之为无刷直流永磁电动机；反电动势和供电电流波形都是正弦波的电动机，称为永磁同步电动机。

永磁同步电动机与无刷直流永磁电动机

永磁同步电动机与无刷直流永磁电动机均由变频器供电，最终加到电枢绕组上的电压和供电电流都是与转子转速同步交变，故而往往不加区分地都称为永磁同步电动机。然而就内部发生的电磁过程而言，永磁式同步电动机和电励磁同步电动机完全相同，无刷直流永磁电动机则与电励磁直流电动机基本相同，机理上有较大区别：永磁同步电动机电枢磁场为三相合成旋转磁势波，永磁体转速与旋转磁势波严格同步；无刷直流永磁电动机电枢磁场为功率开关器件控制的跳跃式磁势波，永磁体转速与磁势波宏观上同步。

以上非官方发布内容，仅代表个人观点。