永磁電機定義及優缺點分析

永磁電動機是指定子是永磁體，只有轉子是線圈的直流電機。而普通電機的定子是線圈（電磁鐵）。

永磁電機與普通電機的區別為：

1、磁場性質。永磁電機制成后不需外界能量即可維持其磁場；普通電機需要電流通入才有磁場。

2、轉子結構。永磁電動機轉子上安裝有永磁體磁極；普通電機轉子上安裝勵磁線圈。

3、 適用場合。永磁電動機通常用于小功率場合；普通電機，尤其是勵磁電機，經常用于大功率場合。

在永磁電機中，如果不考慮轉矩脈動，則定子可能使用集中（短節距）繞組，但在較大的永磁電機中分布繞組是常見的。

由于永磁電機沒有機械換向器，所以逆變器對于控制繞組電流至關重要。

永磁電機優勢及不足

與其他類型的無刷電機不同，永磁電機不需要電流來支持其磁場。因此，如果體積小或重量輕，永磁電機可以提供最大的扭矩，并且可能是最好的選擇。無磁化電流也意味著在“最佳點”負載下效率更高 - 即電機性能最佳的地方。

此外，盡管永磁體在低速時帶來了性能優勢，但它們也是技術上的“致命弱點”。例如，隨著永磁電機速度的增加，反電動勢接近逆變器電源電壓，從而無法控制繞組電流。這定義了通用永磁電機的基本速度，并且在表面磁體設計中通常代表給定電源電壓的最大可能速度。

在大于基本速度的速度下，IPM使用主動磁場弱化，其中操縱定子電流故意壓低磁通量?？梢钥煽繉嵤┑乃俣确秶拗圃?：1左右。和以前一樣，這個限制可以通過減少繞組匝數和接受更大的成本和逆變器中的功率損耗來實現。

磁場弱化的需要是速度相關的，并且不管扭矩如何都會產生相關的損失。這會降低高速下的效率，特別是在輕負載下。在高速公路行駛的電動汽車中，這是非常嚴重的。永磁電機經常受到電動汽車的青睞，但是在實際駕駛周期進行計算時，效率的好處是值得懷疑的。有趣的是，至少有一家著名的電動汽車制造商已經從PM切換到感應電動機。

其他缺點包括由于其固有的反電動勢在故障條件下難以管理的事實。即使變頻器斷開，只要電機旋轉，電流就會持續流過繞組故障，從而導致齒槽轉矩和過熱，并且都是危險的。例如，由于變頻器停機，在高速下的磁場減弱會導致不受控制的發電，并且逆變器的直流母線電壓可能上升到危險的水平。

除了那些裝有釤鈷磁體的永磁電機外，操作溫度是另一個重要的限制。而由于逆變器故障而產生的高電動機電流會導致退磁。

的最大速度受機械磁鐵保持力的限制。如果永磁電機損壞，修理它通常需要返回到工廠，因為安全地提取和處理轉子是困難的。最后，報廢時的回收也很麻煩，盡管當前稀土材料的高價值可能會使這種材料更具經濟可行性。

盡管存在這些缺點，永磁電機仍然在低速和效率方面保持無與倫比的地位，而且在尺寸和重量至關重要的情況下，它們都非常有用。