永磁同步電機是全國電動(dòng)汽車(chē)搭載量最大的一種電機品類(lèi)。它的日漸成功,主要得益于結構簡(jiǎn)單帶來(lái)的電控調速的便宜性和顯著(zhù)占優(yōu)的功率密度。
永磁同步電機最基本的組成結構定子和轉子。定子與異步電機轉子類(lèi)似,由絕緣銅線(xiàn)繞制而成。
轉子是永磁同步電機自身特點(diǎn)的來(lái)源。永磁轉子由鐵芯和永磁體兩部分構成。根據永磁體在轉子上安放位置的不同,可以劃分為表面式、內置式、混合式和爪極式。顧名思義,表面式轉子,就是把永磁磁片貼在轉子表面;而內置式,是在鐵芯內部固定永磁鐵?;旌鲜絼t前面二者的布置方式結合到一起使用。爪極式轉子,兩個(gè)完全一樣的帶爪法蘭盤(pán),對抓到一起,中間固定一定數量的永磁體。這樣就形成了一個(gè)法蘭盤(pán)是N極,另一個(gè)法蘭盤(pán)是S極的結構形式。法蘭盤(pán)上的爪子,起到極靴的作用。表面式和內置式除了布置方式不同,其產(chǎn)生的磁場(chǎng)也有很大區別。內置式轉子輸出功率過(guò)程中,轉矩除了電磁轉矩分量還包含一個(gè)磁阻轉矩分量。使得內置式轉子的永磁同步電機功率密度上具備明顯優(yōu)勢。
永磁同步電機定子通電,定子繞組成為一組電磁鐵,電磁鐵的N極、S極,沿著(zhù)定子內,均勻分布。永磁體轉子,本身具有穩定的N極、S極。定子與轉子之間存在電磁力的作用。當定子磁場(chǎng)以一定轉速旋轉時(shí),電磁力拉動(dòng)轉子,跟隨磁場(chǎng)的運動(dòng),并盡力保持與磁場(chǎng)同步的趨勢。
當轉子軸端有系統負載,系統需要電機依靠定子磁場(chǎng)的力量拉動(dòng)轉子轉動(dòng),使得系統內的電能轉換成機械能。轉子和定子處于上圖所示的相對位置。圖中所示瞬間,定子磁場(chǎng)上的一對磁極,向左手邊轉動(dòng)。轉子受定子電磁力的拉動(dòng),也跟著(zhù)向左側運動(dòng)。定子在前,轉子在后。這樣,轉子的運動(dòng)方向與定子和轉子之間的電磁力的作用線(xiàn)之間形成一個(gè)夾角,被稱(chēng)為矩角。矩角處于0~90°之間,電機處于電動(dòng)機工作模式。