永磁同步电机主要由定子、转子和端盖等部件构成,定子由叠片叠压而成以减少电动机运行时产生的铁耗,其中装有三相交流绕组,称作电枢。转子可以制成实心的形式,也可以由叠片压制而成,其上装有永磁体材料。根据电机转子上永磁材料所处位置的不同,永磁同步电机可以分为突出式与内置式两种结构形式,图1给出相应的示意图。突出式转子的磁路结构简单,制造成本低,但由于其表面无法安装启动绕组,不能实现异步起动。 [4]
内置式转子的磁路结构主要有径向式、切向式和混合式3种,它们之间的区别主要在于永磁体磁化方向与转子旋转方向关系的不同。图2给出3种不同形式的内置式转子的磁路结构。由于永磁体置于转子内部,转子表面便可制成极靴,极靴内置入铜条或铸铝等便可起到启动和阻尼的作用,稳态和动态性能都较好。又由于内置式转子磁路不对称,这样就会在运行中产生磁阻转矩,有助于提高电机本身的功率密度和过载能力,而且这样的结构更易于实现弱磁扩速。
电机转矩特性
为了提高电机的转矩特性,许多学者和研究机构在永磁同步电机的结构设计上进行了大胆的尝试和革新,并且取得了许多新进展。为了解决槽宽和齿部宽度的矛盾,开发了横向磁通电( transverse flux machine)技术,电枢线圈和齿槽结构在空间上垂直,主磁通沿着电机的轴向流通,提高了电机的功率密度;采用双层的永磁体布置,使得电机的交轴电导提高,从而增加了电机的输出转矩和功率;改变定子齿形和磁极形状以减少电机的转矩脉动等。 [4]