永磁同步电动机

永磁同步电动机或永磁同步伺服电机（英语：permanent-magnet synchronous motor，缩写：PMSM）是指一种转子用永久磁铁代替绕线的同步电动机。

中车株洲电力机车研究所t Driver-MD1041型永磁同步牵引电动机

永磁同步电动机可依磁通方式分为径向、轴向或是横向（transverse）几种，依其元件的布局而定，各种的永磁同步电动机在效率、体积、重量及工作速度都有不同的表现。

径向磁通永磁同步电动机的分类

径向磁通永磁同步电动机根据永久磁铁的位置不同，可以分为以下二类：

表面式永磁电动机

表面式永磁电动机简称 SPM，结构较简单^[1]，由于永久磁铁固定在转子表面，因此电动机的转子和定子中间有较宽的气隙，而磁铁的磁导率和空气相当，因此转子的凸极效应（saliency）很小，可以省略。较大的气隙也使得转子的电枢效应减弱，因此其电感${\displaystyle L_{d}}$很小，也影响电动机的定子时间常数。

内置式永磁电动机

美国海军正在运输Mk 48型鱼雷，可看到上面装备的内置式永磁电动机。

内藏式永磁电动机简称 IPM，其在转子内侧装有永久磁铁，由于磁铁受到转子的保护，在高速运转时电机不会出现磁铁脱落的问题^[1]，但转子需设有空洞用于置入磁铁。此外，由于转子的材质为矽钢，磁导率远高于磁铁，因此磁铁部分可视为一个额外的气隙，转子和定子间的气隙会产生周期性的变化（即凸极效应），因此产生的转矩中有磁阻转矩成分，其效率较高^[2]。

内藏式永磁电动机的设计需符合以下需求：

• 高功率/质量比及转矩/惯量比。
• 平顺的电磁转矩，尽量减少齿槽转矩（cogging torque）的产生。
• 高气隙磁通密度。
• 高性能及功率系数的小型化设计。

直流无刷式

永磁同步电动机和直流无刷电动机的转子都含有永久磁铁，两种电动机的差异主要在磁通及反电动势（back EMF）的分布，永磁同步电动机的反电动势为弦波，而直流无刷电动机的反电动势为接近方波的梯形波。若考虑定子需产生的旋转磁场，永磁同步电动机的磁场是均匀旋转磁场，而直流无刷电动机的磁场则是步进式旋转磁场^[3]。不过有时也会用直流无刷电动机泛称所有的转子有磁铁且没有电刷的电动机^[2]。

交流无刷式

交流无刷式永磁同步电动机属于交流无刷电动机的一种，其输入电压为交流电，转子含有永久磁铁，且电机没有集电环及换向器。

相关条目

• 直流无刷电动机

参考资料

1. 内置永磁体（IPM）设计提高了无刷伺服电机的性能. 控制工程网. 2006-04-08 [2012-12-10]. （原始内容存档于2021-01-25） （中文）.
2. 叶进纯. IPM無刷直流馬達噪音與振動源模式分析. 电动机电子报. 2005, (128).
3. 无刷直流电机与永磁交流同步电机的比较. 泰安阳光动力电机有限公司. 2011-04-01 [2012-12-09]. （原始内容存档于2021-01-25） （中文）.