一、永磁電機(jī)

永磁(PM)電機(jī)是一種交流電機(jī)，它使用嵌入或連接到電機(jī)轉(zhuǎn)子表面的磁鐵，電動(dòng)汽車采用永磁同步電機(jī)，具有高轉(zhuǎn)矩密度和高效率，使用的磁鐵是釹鐵硼磁鐵，也稱為超級(jí)磁鐵。這個(gè)名字是因?yàn)槊科椒嚼迕椎拇艌?chǎng)非常集中，這使得它們非常有吸引力，其體積很小，但它們的高磁場(chǎng)密度有利于強(qiáng)度和效率。

考慮到永磁電機(jī)的特點(diǎn)和高磁場(chǎng)密度，設(shè)計(jì)出的電機(jī)尺寸為同等性能電機(jī)的三分之一。此外，高效率使電動(dòng)汽車的耗電量降至最低，最后但并非最不重要的一點(diǎn)是，超級(jí)磁鐵的磁性壽命估計(jì)約為400年，隨著時(shí)間的推移，確保其效率和可靠性。

永磁電機(jī)（也稱為PM）可分為兩大類：內(nèi)嵌式永磁體（IPM）和表面永磁體（SPM），這兩種類型都是通過固定在轉(zhuǎn)子上或轉(zhuǎn)子內(nèi)部的永磁體產(chǎn)生磁通量。表面永磁體一種將永磁體附在轉(zhuǎn)子圓周上的電機(jī)，內(nèi)嵌式永磁體一種轉(zhuǎn)子嵌有永磁體的電機(jī)稱為IPM。

內(nèi)嵌式設(shè)計(jì)的最大優(yōu)勢(shì)是高速性能，這使其在牽引電機(jī)在車輛應(yīng)用中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。表面永磁體電機(jī)的功率-速度曲線大致為雙曲線，在較窄的速度范圍內(nèi)上升到準(zhǔn)恒定功率區(qū)域，然后下降。

幾十年來，表面永磁體電機(jī)主導(dǎo)著永磁電機(jī)市場(chǎng)，然而，近年來，新興的混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車市場(chǎng)提振了對(duì)內(nèi)嵌式永磁體電機(jī)的需求。內(nèi)嵌式永磁體電機(jī)具有在寬速度范圍內(nèi)接近恒定功率和磁鐵保持設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，為牽引和輔助電機(jī)等應(yīng)用提供了良好的解決方案。

在車輛應(yīng)用中，內(nèi)嵌式永磁體技術(shù)與表面永磁電機(jī)相比具有很大的優(yōu)勢(shì)。內(nèi)嵌式永磁體設(shè)計(jì)允許對(duì)磁路的磁化進(jìn)行更多控制。相比之下，內(nèi)嵌式永磁體電機(jī)提供更大范圍的或多或少一致的轉(zhuǎn)矩，使用一種叫作磁場(chǎng)減弱的技術(shù)，設(shè)計(jì)者可以施加電流來改變性能，磁場(chǎng)削弱主要涉及調(diào)整定子磁場(chǎng)，以部分對(duì)抗永磁體的影響。

二 、表面永磁體

表面永磁體電機(jī)將磁鐵固定在轉(zhuǎn)子表面的外部，其機(jī)械強(qiáng)度比內(nèi)嵌式永磁體電機(jī)弱，機(jī)械強(qiáng)度減弱限制了電機(jī)的最大安全機(jī)械速度。此外，這些電機(jī)的磁凸度（Ld≈ Lq），無論轉(zhuǎn)子位置如何，在轉(zhuǎn)子端子處測(cè)得的電感值都是一致的。由于接近磁凸度比，表面永磁體電機(jī)設(shè)計(jì)在很大程度上依賴于磁轉(zhuǎn)矩組件來產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。

三、內(nèi)嵌式永磁體

內(nèi)嵌式永磁體電機(jī)將永磁體嵌入轉(zhuǎn)子中，與表面永磁體電機(jī)不同，永磁體的位置使內(nèi)嵌式永磁體電機(jī)機(jī)械性能良好，適合高速運(yùn)行。這些電機(jī)也有其相對(duì)較高的磁凸度比（Lq>Ld）來定義。由于其磁磁凸度比較明顯，內(nèi)嵌式永磁體電機(jī)能夠通過利用電機(jī)的磁轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩組件來產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使其適應(yīng)各種電動(dòng)汽車。

四、結(jié)論

對(duì)于牽引電機(jī)等高速應(yīng)用，內(nèi)嵌式永磁體電機(jī)是最佳選擇，使用更少的磁鐵材料，從轉(zhuǎn)子的明顯的磁凸度比獲得了一些轉(zhuǎn)矩。除了磁轉(zhuǎn)矩外，還使用磁阻轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩，它可以通過矢量控制兩種類型的轉(zhuǎn)矩來響應(yīng)高速電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。再加上通過控制電流對(duì)磁路的磁化進(jìn)行了更好地控制，著能夠在很寬的速度范圍內(nèi)高效地運(yùn)行。

機(jī)械安全性得到改善，與內(nèi)嵌式永磁體不同，磁鐵不會(huì)因離心力而脫落，轉(zhuǎn)子堅(jiān)固的事實(shí)是一個(gè)額外的好處。與傳統(tǒng)電機(jī)相比，相同功率下內(nèi)嵌式永磁體電機(jī)可以節(jié)省30%的能耗。

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