永磁同步电机剖视图

永磁同步电机剖视图

永磁同步电机转子结构，你知道多少？

永磁电机转子结构设计很重要，不同转子结构类型有自己的适用场合，所以每一种转子结构都有必要去学习和了解。

永磁同步电机转子结构设计主要从以下几个方面考虑：1、转子波形正弦化2、增加Ld、Lq差值3、削弱某次谐波4、脉动抑制5、保证转子离心力6、满足弱磁调速能力7、满足电机成本设计要求8、满足电机功率因数要求9、保证电机输出功率

1、气隙磁密正弦度

表贴式面包型磁钢结构：

特点：可以提高定子、转子气隙磁密正弦度，转矩脉动小，转矩随电流变化线性度好；一般在小体积或者特大体积电机、低速、控制要求高的环境中应用。

磁钢涡流相对比较大，面包型磁钢加工成本高，不适合弱磁扩速。

内置式不等气隙结构：

特点：可以提高转子气隙正弦度，转矩脉动小，避免了磁钢保护罩结构使用，电机转速不高，降低磁钢涡流；电机弱磁扩速能力存在，但不高，磁钢相比于表贴式电机存在一定的漏磁，电感相对表贴式较大，功率因数有所降低。定子电流产生谐波能力增加。

2、增加Ld、Lq差值，提高电机磁阻转矩

一般适用于对弱磁扩速要求比较高的应用场合，其次该类型电机转矩密度相对较大。

一型：

Prius 2002

特点：适用于具有一定弱磁扩速要求，冲片外径150以内的永磁同步电机；在上述情况中，一型结构具有省磁钢，具备弱磁调速能力，转速可达到8000rpm以内等。调速扩速能力不好，磁阻转矩分量一般，无法适应高转速情况，抗离心力的能力较差。V型：

Prius 2010

特点：结构简单，具有较好的弱磁调速能力，转子结构设计参数少，可以适应12000rpm。为了抑制电机掉功率现象，往往磁钢比较厚，导致磁钢用量相对比较大，高速弱磁后气隙磁密波形、反电势波形差，高速控制性能会降低。

V一型：

Leaf 2012

Prius 2017

特点：两段极弧系数可以更好的调节转子磁密波形，其次，每层磁钢厚度长度一般在4mm以内或者左右，对q轴电感破坏小，具备更大的磁阻转矩，分层后转子磁钢具备磁链、磁阻双重特性，可以付出较小的代​价同时考虑磁链、磁阻两者在电机设计中发挥的作用。适用于高速大功率、低速大转矩等情况，不适用于160外径以内的冲片。插磁钢麻烦，转子结构复杂多变，设计可能性大大增加，转子变量增加。

双一型：

BMW i3

特点：具备磁钢用量少，电机磁阻转矩大，高速效率高，电机成本低特点。在定子电密相对比较大的方案中具有比较大的成本优势，电机适合跑高速。电机存在较明显的掉功率现象，功率因数较低。

3、脉动抑制与谐波削弱辅助设计

1、转子气隙表面开辅助槽：

特点：绝大多数转子表面辅助槽均在隔磁桥附近；对转子而言，起到了不等气隙的效果；对定子而言，防止由于隔磁桥磁阻造成的隔磁桥内部磁密过大问题，从而对脉动抑制、谐波抑制有一定好处。在一定程度上可以起到冷却转子表面作用。不适合转速过高的情况。​

2、转子靠气隙内部开槽：

特点：抑制定子谐波，降低转子表面铁耗；可以抑制电机转矩脉动槽不大，对模具要求提高了。

4、保证转子离心力，隔磁桥、加强筋设计

1、弹簧型：

通过弯曲结构设计，增加主要承受离心力的两个倒角角度，其次弹簧结构具有较好的空间调整能力。

2、辅助开口改变隔磁桥受力型：

可以较好的提高隔磁桥承受离心力能力，同时提高了空间扩展能力。

3、谐波优化型：

兼具结构强度和气隙磁密波形优化能力。

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