永磁同步电机的结构

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。

定子：定子是由铁心、线圈和机壳组成的。铁心是电机的主要结构部件之一，通常采用硅钢片制成，用于集中定子绕组和固定转子。线圈是由导线绕成的绕组，被固定在定子铁心上，通常被分为若干个相。机壳是永磁同步电机的外壳，通常由铸铁、铝合金等材料制成，用于保护电机内部部件。

转子：转子是永磁同步电机的旋转部件，通常由永磁体和轴承组成。永磁体是由稀土永磁材料制成的磁铁，固定在转子上，用于产生磁场。轴承是支撑转子的部件，通常分为滚动轴承和滑动轴承两种类型。

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。

轭部、齿、槽：定子或者转子上有铁心或者绕铜线的地方，绕铜线的地方叫槽，而将槽分开的叫齿，将所有的齿连起来的部位较轭部（定子冲片槽底与外圆之间形成的区域）。

每极每相槽数：q=Z/（2*Np*m） Np为极对数，2Np为级数，Np极对数，对应绕组的两个线圈边。

若q比较大，采用双层短距绕组，（绕组跨距小于一个极距）。

极距：槽数/极数；

短距和分布绕组如何实现削弱高次谐波？

分布式绕组：将原本集中布置的绕组错槽分开布置，从而实现高次谐波的减低；

上图中将一个线圈拆分为三个线圈组，分别放到六个槽中，这样每个线圈就会产生各自的磁动势，而且各自的磁动势之间还会存在相位差，磁动势叠加生成的空间合成磁动势将实现谐波抵消。分布绕组对不同谐波的削弱程度不同。

定子槽型：

梨形槽具有的半圆槽底可以使绝缘纸与半圆槽底很好的贴合，从而提高槽满率，不过当前电动汽车采用的扁铜线，为提高槽满率，采用矩形槽更多；

由于在电机运行过程中转矩脉动、电磁径向力会导致电机振动，定子齿部过窄会导致定子齿部机械强度过差，从而导致定子齿部断折。

在电机定子槽型结构设计中，应使得电机定子磁路磁阻最优化，定子磁路不存在磁密奇点，永磁体工作点在电机运行工况范围内位于最优工作点附近。同时，定子槽型选择，应利于电机嵌线，方便电机批量化生产。

槽的深浅：一方面是看磁场从齿的部分走的面积还有鄂部的面积比例近似相当，这样保证磁场的路径从齿到鄂部的阻力一样，另外一个角度看，槽太深了会让齿的径向长度增加，从而降低了定子的圆周方向的刚度，会降低NVH性能，增加振动响应。

线型：高速和更高开关频率的代价就是电机定子铜线有高频肌肤效应，会显著的增加发热损失，有时候会比中速增加1/4损失，那么越高速，浪费的电能越多。解决方案就是在铜线总面积基本不变的基础上用很多细的线，或者是径向很扁的扁铜线来降低肌肤效应的损耗影响。

永磁同步电机的结构紧凑、效率高、功率密度大、噪音低等优点，因此在工业、交通运输、航空航天等领域得到了广泛的应用。