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定子永磁型无刷电机【定子永磁型无刷电机】定子永磁型无刷电机是一类永磁体和电枢绕组均位于定子的新型永磁无刷电机 ， 可方便地对永磁体和电枢绕直接冷却以控制其温度 ， 并易于通过“永磁十电励磁”实现对电气隙磁场的直接控制 ， 从而获得无刷电机的宽範围调速;凸极转子既无永磁体也无绕组 ， 结构简单可靠 ， 适合高速运行;该电机兼具功率密度高、效率高、容错性能好、控制灵活等特点 。
基本介绍中文名：定子永磁型无刷电机
外文名：Stator permanent magnet type brushless motor
类型：电力设备
优点：效率高、控制灵活
领域：能源
学科：电气工程
简介永磁无刷直流电动机是近年来随着电力电-技术和永磁材料的发展 ， 而迅速发展起来的一种导型电机 。在传统转子永磁型电机中 ， 永磁体位于机转子侧 ， 根据永磁体位置的不同 ， 可以分为4种基本结构:1}表面贴装式;2}内嵌式3)径向内嵌式;4)切向内嵌式 。相对于传统的工流电机和异步电机 ， 转子永磁型电机具有更高的工率密度和效率 ， 受到广泛重视并已获得广泛万用 。但是 ， 转子永磁型电机通常需要对转子特别加固措施以克服高速运转时的离心力 ， 如安a由非金属纤维材料或不鏽钢製成的套筒等 ， 不仅E致其结构複杂 ， 製造成本高 ， 而且增大了等效气隙降低了电机性能 。同时 ， 永磁体安放在转子上 ， 倡热困难 ， 引起的温升可能会导致永磁体发生不可丈退磁 ， 限制电机出力 ， 减小功率密度等 。为克服_述转子永磁型电机的缺点 ， 近年出现了将永磁体倒置于定子侧的定子永磁型无刷电机 ， 受到了日益厂泛的关注 。定子永磁型无刷电机的分类早在1955年 ， 美国学者Rauch和Johnson就开始研究永磁体方置于定子上的新型永磁无刷电机 ， 图2所示即为最早出现的定子永磁型无刷电机结构示意图 。该电机提出时作为一台单相永磁发电机运行 ， 其工作原理如下:当转子在图2所示的A, B, C, D四个不同位置分别与定子齿对齐时 ， 在A位置和D位置磁路完全相同 ， 此时永磁体产生的磁通都会从左至右地进入上下两个绕组中 。而当转子移动到B或C时 ， 为永磁磁通提供了不同的路径 ， 进入绕组中的磁通方向变为从右至左 。由此 ， 固定在定子骊部的电枢线圈中匝链的磁链极性和数量都会随着转子位置而改变 ， 于是会在绕组中感应出交变电动势 。但由于受到当时永磁体性能等因素的限制 ， 此电机的电磁性能落后于直流电机和同步电机等电励磁电机 ， 因此在此后的几十年中未受到重视 。
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随着以钱铁硼(NdFeB )为代表的新型稀土永磁材料的出现和功率电子学、计算机技术、控制理论的发展 ， 从20世纪90年代开始 ， 陆续出现了三种新型结构的定子永磁型无刷电机及其驱动系统 ， 如图3所示 。这3种结构分别为:1)双凸极永磁(doubly-salient permanent magnet DSPM)电机2)磁通反向永磁(flux reversal permanent magnetFRPM)电机; 3)磁通切换永磁(flux-switchingpermanent magnet FSPM)电机 。这3种新型永磁无刷电机在结构上最明显的特点是永磁体均置于定子 ， 转子上既无永磁体又无绕组 ， 因此 ， 将它们统称为定子永磁型无刷电机 。DSPM电机双凸极永磁电机 ， 即DSPM电机 ， 实质属于“开关磁阻电机+定子永磁体励磁”的结构 。在DSPM电机中 ， 切向充磁的永磁体内嵌在电机定子骊部 。随着转子旋转 ， 集中电枢绕组中匝链单极性永磁磁通如图4(a)所示 。如果从每相电枢空载感应电势波形和电枢电流波形划分 ， 该电机应属于无刷直流(brushless DC BLDC)电机的範畴 。但可以通过对电机定转子进行特殊设计来得到正弦感应电势 ， 图4(b)所示即为採用斜槽转子时的每相空载感应电势和电枢电流波形 ， 此时电机可採用无刷交流(brushless AC } BLAC)电机的控制方式 。另外 ， DSPM电机可以採用多种定转子齿槽配合 ， 除图5所示三相定子12槽/转子8极结构外 ， 也有如单相定子4槽/转子6极和四相定子8槽/转子6极的结构 。