四、自起动永磁同步电动机的典型结构

永磁同步电动机的运行原理和电励磁同步 电动机相同，但是它以永磁体提供的路通替代后 者的励磁绕组励磁，使电动机结构较为简单，降 低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集 电环和电刷，提高了电动机的效率和功率高度。 由于无需励磁电流，省去了励給损耗，提髙了电 动机运行的可能性；因而它是近年来研究得较多 并在各个领域中得到越来趙广泛应用的一种电动机。

永磁同步电动机分类比较多：按工作主磁场方向的不同，可分为径向磁场式和轴向游场式;按电枢绕组位置的不同，可分为内转子式(常 规式)和外转子式;按转子上有无起动绕组，可分为无起动绕组式（用于变频器供电的场合，利用 频率的逐步提高起动，和有起动绕组随着频率的改变而调节 转速，常称为调速永磁同步电动机）和有起动绕 组的电动机(既可用于调速运行又可在某一频率和电还下利用起动绕组所产生的异步转矩起动， 常称为祥步起动永f玲问步电动机）；按供电电流 波形的不同，可分为矩形波永磁同步电动机和止磁波永磁同步电动机（简称永磁同步电动机）。 同步起动永磁同步电动机又称作自起动永磁同 步电动机，当用于频率可调的传动系统时，形成 一台具有阻尼(起动）绕组的调速永悠同步电动 机。自起动永路同步电动机总体结构与普通异步电动机类似，其定子结构与异步电动化相同。

不同之处在于转子槽较浅，槽下方置入永久锥钢，因此转子因内置磁钢一简称作内赏式子。

内置式转子的永磁体外表面与定子铁必內 圆之间(对外转子磯路结构则为永磁体内表面与 转子巧心内面之间）有铁磁物质制成的极靴，极 靴中可lii放置铸铅笼或者铜条笼，起阻尼或者 (和)起动作用，动、稳态性能好，广泛用于要求有 异步起动能力或者动态性能高的永磁同步电动 机。内置式转予内部的永磁体受到极靴保护，其转子路路结构的不对称性所产生的磁阻转矩也 有助于提高电动机的过载能力和功華密度，而且 易于"弱"磁扩速。

按永滋体滋化方向与转子旋转方向的相互 关系，内置式转子磁路结构可分为径向式、切向式和混合式H种。

1)径向式结构这类结构（图5-2)的优点 是漏磁系数小、转轴上不需要采取隔磁措施、极 弧系数易于控制、转子冲片机械强度髙、安装永磁体后转子不易变形等。图5-2a是早期采用 的转子滋路结构，现己较少采用。图5-化和C 中水磁体轴向插入永猶体梢并通过隔蹈滋桥限制漏磁通，结构简单，运行可费，转子机械强度 髙，因而近年来廊用较为广泛。图日-2c比b提 供了更大的永磁体空间。图5-2d属于外转子结构，它也属于内置径向式的磁路结构。

2)切向式结构这类结构(图5-3)的漏磁系数较大，并旦需采用相应的隔磁措施，电动机的制造工艺和制造成本较径向式结构有所増加。 其优点在于一个极距下的滋通由相邻两个磁极 并联提供，可得到更大的每极磁通。尤其当电动机极数较多、径向式结构不能据供足够的毎极磁通时，这种结构的优势便显得更为突出。此外， 采用切向式转子结构的永磁同步电动机的滋阻转矩在电动机总电磁转矩中的比例可达40%，这对充分利用磁阻转矩，提高电动机功率密度和扩展电动机的恒功率运行范围都是较为有利的。

3)混合式结构这类结构（图5-4)集中了径向式和切向式转子结构的优点，但其结构和

制造工艺均较复杂，制造成本也比较髙。图5-4a是由徳国西门子公司发明的混合式转子磁路结构，需采用非滋性转轴或采用隔磁铜套，主要应用于采用剰磁密度较低的铁氧体永磁同步电动机。图5〜4b所示结构近年来用得较多，也采用隔磁磁桥隔磁。需指出的是，这种结构的径向部分永磁体悠化方向长度约是切向部分水滋体磁化方向长度的一半。图5-4C和d是由圍5-2 径向式结构b和C衍生出来的两种混合式转子滋路结构。其永磁体的径向部分与切向部分的 磁化方向长度相等，也采取隔磁磁桥隔磁。

为了尽可能不使电机中永磁体的漏磁系数 过大而导致永胳材料利用率过低，应注意各种转子结构的隔磁措施。通过提高磁桥部位磁通的饱和程度起到限制漏磁的作用。隔磁磁桥宽度越小，该部位磁阻便越大，越能限制漏磁通。但是隔磁桥宽度过小冲片化械强度变差，并会缩短冲模的使用寿命。

隔磁磁桥长度也是一个关键尺寸。如果隔磁磁桥长度不能保证一定的尺寸，即使磁桥宽度小，磁桥的隔磁效果也将明显下降。但当隔磁磁桥长度达到一定的大小后，再增加长度，闲磁效果不再有明显的变化，而过大的隔磁桥长度将使 转子的机械强度下降，制造成本提髙。

切向式转子结构的隔滋措施一般采用非磁 忡转轴或在转轴上加隔磁铜套，这使得电动机的 制造成本增加，制造工艺变得复杂。近年来，有些单位研制了采用空气蹄滋加隔磁磁桥的新技术(如图5-3中的结构b)，取得了一定的效果。但是，当电动机容量较大时，这种结构使得转子 的机械强度逊得不足，电动机可靠性下降。