稀土永磁同步电动机的研究热点分析

永磁电机具有结构简单，运行可靠，体积小，重量轻，损耗小，效率高，

电机形状尺寸灵活多样等特点，已经在航空航天，军工，汽车行业有了广泛
的应用。

目前，永磁电机按永磁体位于转子的位置分，可分为表面式（SPM）和

内置式（IPM）两大类。表面式永磁电机永磁体位于转子表面，因此转子不具
有凸极效应；且电机本身的原因，电机的高速运行受到限制，恒功率运行区

域较小；表面式结构的永磁电机

L 与

L 一般是相等的，因此，在一般情况下

表面式永磁同步电机不适合弱磁提速运行。内置式永磁同步电机其永磁体位于
转子内部，使得转子具有凸极效应，增加了磁阻转矩，从而增大了电机输出
转矩；相对于表面式，转子结构更坚固，所以更适合于高速运行。由于内置式
气隙相对较小，动态响应快速；此外，较小的气隙更有利于负向 d 轴电枢反
应减弱气隙磁通，从而更好的实现弱磁控制。内置式永磁同步电机结构灵活，
设计自由度大，其高效、高功率密度、宽调速等优点引起了各大汽车公司的关
注，特别是获得了日本汽车公司的青睐。当前，美国汽车公司在新车型设计中
也主要采用内置式永磁同步电机。

一、内置式永磁同步电动机

内置式永磁同步电机的转子结构主要有径向式、切向式、V 型、U 型、W 型

和风车型等磁路结构

[1]

。

径向式结构的优点是漏磁系数小，转轴无需采取隔磁措施，极弧系数可

以方便地通过隔磁空气隙来调整，转子冲片的机械强度较高。切向式磁路结构
的漏磁系数相对较大，需要专门采用隔磁措施，电动机的加工工艺和制造成
本较径向式电机高，但是其优点在于一个极距的磁通由相邻的两个磁极共同
提供，具有聚磁效应，磁极的利用率较高，因此可以选用剩磁较低的廉价永
磁材料，同时该结构的磁阻转矩占电磁转矩的比例很大，有利于提高电动机
的功率密度和扩展电动机的恒功率运行范围。

(a)

径向式磁路结构

(b) 切向式磁路结构