永磁電機(jī)定義及優(yōu)缺點(diǎn)分析

永磁電動(dòng)機(jī)是指定子是永磁體，只有轉(zhuǎn)子是線圈的直流電機(jī)。而普通電機(jī)的定子是線圈（電磁鐵）。

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

2、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝有永磁體磁極；普通電機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝勵(lì)磁線圈。

3、 適用場合。永磁電動(dòng)機(jī)通常用于小功率場合；普通電機(jī)，尤其是勵(lì)磁電機(jī)，經(jīng)常用于大功率場合。

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

由于永磁電機(jī)沒有機(jī)械換向器，所以逆變器對(duì)于控制繞組電流至關(guān)重要。

與其他類型的無刷電機(jī)不同，永磁電機(jī)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(jī)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(diǎn)”負(fù)載下效率更高 - 即電機(jī)性能最佳的地方。

此外，盡管永磁體在低速時(shí)帶來了性能優(yōu)勢，但它們也是技術(shù)上的“致命弱點(diǎn)”。例如，隨著永磁電機(jī)速度的增加，反電動(dòng)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(jī)的基本速度，并且在表面磁體設(shè)計(jì)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(dòng)磁場弱化，其中操縱定子電流故意壓低磁通量。可以可靠實(shí)施的速度范圍限制在4：1左右。和以前一樣，這個(gè)限制可以通過減少繞組匝數(shù)和接受更大的成本和逆變器中的功率損耗來實(shí)現(xiàn)。

磁場弱化的需要是速度相關(guān)的，并且不管扭矩如何都會(huì)產(chǎn)生相關(guān)的損失。這會(huì)降低高速下的效率，特別是在輕負(fù)載下。在高速公路行駛的電動(dòng)汽車中，這是非常嚴(yán)重的。永磁電機(jī)經(jīng)常受到電動(dòng)汽車的青睞，但是在實(shí)際駕駛周期進(jìn)行計(jì)算時(shí)，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(dòng)汽車制造商已經(jīng)從PM切換到感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。

其他缺點(diǎn)包括由于其固有的反電動(dòng)勢在故障條件下難以管理的事實(shí)。即使變頻器斷開，只要電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電流就會(huì)持續(xù)流過繞組故障，從而導(dǎo)致齒槽轉(zhuǎn)矩和過熱，并且都是危險(xiǎn)的。例如，由于變頻器停機(jī)，在高速下的磁場減弱會(huì)導(dǎo)致不受控制的發(fā)電，并且逆變器的直流母線電壓可能上升到危險(xiǎn)的水平。

除了那些裝有釤鈷磁體的永磁電機(jī)外，操作溫度是另一個(gè)重要的限制。而由于逆變器故障而產(chǎn)生的高電動(dòng)機(jī)電流會(huì)導(dǎo)致退磁。

的最大速度受機(jī)械磁鐵保持力的限制。如果永磁電機(jī)損壞，修理它通常需要返回到工廠，因?yàn)榘踩靥崛『吞幚磙D(zhuǎn)子是困難的。最后，報(bào)廢時(shí)的回收也很麻煩，盡管當(dāng)前稀土材料的高價(jià)值可能會(huì)使這種材料更具經(jīng)濟(jì)可行性。

盡管存在這些缺點(diǎn)，永磁電機(jī)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(guān)重要的情況下，它們都非常有用。