同步电机—转子磁路结构的选择原则

    从上述分析可以看出，内置式永磁同步电机的磁路结构多种多样，各有其特点，设计的第一步就是选择合适的转子磁路结构，转子磁路结构的选择原则如下：

1．能放置足够多的永磁体以保证电机的性能

要保证电机性能，必须保证一定的气隙磁密，气隙磁密与每极永磁体的宽度直接相关，每极永磁体的宽度越大，聚磁效果就越明显，气隙磁密越高。但需要注意的是，在设计异步起动永磁同步电动机时，往往采用感应电动机的定子冲片，气隙磁密的提高必然引起定子齿部和扼部磁密的提高，从而导致铁耗的增加，必要时需要重新设计定子冲片。

2．隔磁措施要可行

由于内置式永磁同步电动机的永磁体在转子铁心内部，漏磁较大，永磁体利用率低，必须采取相应的隔磁措施。隔磁使转子结构趋于复杂、机械强度变差，因此在保证隔磁效果的前提下，隔磁措施越简单越好。常用的隔磁方式如图8一9所示，其中图（a）采用非导磁轴和隔磁磁桥隔磁，图（b）采用空气槽和隔磁磁桥隔磁，轴可采用导磁材料，图（c）采用转子槽和永磁体槽之间的隔磁磁桥隔磁，图（d）中隔磁磁桥的作用主要是机械连接以提高机械强度。若转子槽底为圆形，可采用图（e）所示的磁桥形状以保证隔磁效果。图8一9中虚线圈起的铁心部分为隔磁磁桥，隔磁磁桥的长度越大，其中的磁场强度越小，磁密越小，漏磁就越小。隔磁磁桥宽度越小，通过的磁通越小，隔磁效果越明显，但机械强度越差。通常隔磁磁桥的宽度为1一1 . smm左右。

3．要有足够的机械强度

4．交、直轴同步电抗及其比例凡／凡要适当较大的凡比可以提高电机的牵人同步能力、过载能力和转矩密度，但如果比例过大，额定运行时的功角过大，稳定性差，振动和噪声大。

四、异步起动永磁同步电动机的特点

与感应电动机相比，异步起动永磁同步电动机具有以下特点：

( 1）转速恒定，为同步速。

( 2）功率因数高。通过合理设计，可以使其工作在滞后功率因数、单位功率因数，甚至超前功率因数。

( 3）性能受气隙长度的影响较感应电动机小，因而气隙可比同容量感应电动机大。

( 4）体积小、重量轻。采取合适的磁路结构，可以提高气隙磁密、减小电机体积。

( 5）效率高。正常运行时转子无绕组损耗，高功率因数使得定子电流较小，定子绕组损

耗较小，因而永磁同步电动机的效率比感应电动机高，这在小功率电机中体现得尤为明显。

( 6）具有宽的经济运行范围。感应电动机的经济运行范围一般为额定负载的60％一100％。永磁同步电动机的经济运行范围远比感应电动机宽，不仅额定负载时效率较高，而且在25％一120％额定负载范围内都有较高的效率，而感应电动机在35％额定负载附近效率迅速下降。永磁同步电动机在25％额定负载时功率因数仍可达到0 . 9以上，而感应电动机从额定负载时的0 . 85左右迅速下降到。．5以下。

( 7）成本高。采用低性能永磁材料的永磁同步电动机，由于气隙磁密低，往往体积较大。目前小型永磁同步电动机通常采用高性能的钦铁硼永磁材料，制造成本较高。

( 8）可靠性较低。钦铁硼永磁材料在高温环境下的退磁曲线弯曲，当电机设计或使用不当时，可能出现不可逆退磁，使电机工作可靠性变差。随着耐高温钦铁硼永磁材料的出现，这种状况已有很大改善。

( 9）加工工艺复杂，机械强度差。永磁体放置在转子铁心内部，工艺复杂，且需要隔磁，导致转子机械强度较感应电动机差。