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磁极结构 永磁直流电机 永磁无刷直流电机 永磁同步电机 永磁同步发电机 有无凹槽 小部分有 大部分有 内置式有，表面式无 有 有无极靴 大部分有 部分有 一般没有 部分有 充磁方向 圆周方向、平行充磁或径向充磁 圆周方向、平行充磁或径向充磁 圆周方向或径向 圆周方向、平行充磁、径向充磁 永磁体形状 弧形、矩形、长棒形、圆筒形、瓦片形等 弧形、长棒形、圆筒形、瓦片形 弧形、长棒形、瓦片形等 环形、星形、瓦片形、矩形等 磁极结构 圆形、方形 圆形 圆形 圆形 内置式 大部分 有 有 有 表面式 少数 有 有 有 永磁直流电机 根据所用永磁材料的不同，将永磁直流电动机的磁极结构分为以下4类：铝镍钴永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机、稀土永磁直流电动机、复合磁极永磁直流电动机 铝镍钴永磁直流电机 铁氧体永磁直流电动机 稀土永磁直流电动机 复合磁极永磁直流电动机 有无凹槽 部分有 一般没有 一般没有 一般没有 有无极靴 大部分有 部分有 部分有 一般没有 充磁方向 圆周方向或径向 圆周方向 圆周方向 圆周方向 永磁体形状 弧形、矩形、长棒形、圆筒形 矩形、筒形、瓦片形 瓦片形、长棒形 瓦片形 磁极结构 圆形、方形 圆形、方形 圆形、方形 圆形 铝镍钴永磁直流电动机的磁极结构 铝镍钴永磁直流电动机的主要磁极结构如图1所示，其中（a）为两极结构，采用弧形永磁体，沿圆弧方向充磁，两块永磁体并联提供每极磁通，属于并联式磁路结构；（b）与（a）基本相同，不同之处是结构（b）的几何中性线位置开了凹槽，以削弱该位置的磁场，改善换向；（c）为多极结构，为便于永磁体的制造和充磁，采用矩形永磁体，圆周方向充磁；图（d）采用长棒形永磁体，沿径向充磁；图（e）采用圆筒形磁极，圆周方向充磁。 1--永磁体 2--电枢 3--机壳 4--极靴 图1 铝钴镍永磁直流电动机的磁极结构 铁氧体永磁直流电动机的磁极结构 铁氧体永磁直流电动机的磁极结构如图2所示，其中（a）为瓦片形磁极结构，永磁体直接面对空气隙，电枢反应直接作用在永磁体上，且气隙磁密低，适合于对气隙磁密和电机体积要求不高的场合，设计不当会出现不可逆退磁；（b）在永磁体上安装软铁极靴，交轴电枢反应沿极靴方向闭合，对永磁体影响小，此外极靴还有聚磁作用，可以产生较高的气隙磁密，有利于减小电机体积和重量；（c）为整体圆筒形磁极，可以充为一对极或多对极，结构简单，加工和装配方便，便于大量生产，但极间的部分永磁材料作用很小，材料利用率低，但圆筒形永磁体较难制成各向异性，磁性能较差；（d）为方形结构采用矩形永磁体和聚磁极靴，与（b）相同。 1--永磁体 2--电枢 3--机壳 4--极靴 图2 铁氧体永磁直流电动机的磁极结构 稀土永磁直流电动机的磁极结构 稀土永磁的特点是矫顽力高、剩磁密度高，在磁极结构上可以做成磁极面积和磁化长度均很小的结构形状，通常做成瓦片形，如图3（a）所示。在对体积重量要求很高的场合，可采用如（b）所示聚磁结构。 1--永磁体 2--电枢 3--机壳 4--极靴 图3 永磁直流电动机的磁极结构 永磁直流电动机的复合磁极结构 在直流电动机中，电枢反应磁动势对前半极增磁，对后半极去磁。对于单向旋转的永磁直流电动机，前半极的全部或部分采用性能较低而价格便宜的材料，如铁氧体永磁或者实用软件；后半极采用高性能的永磁材料，如钕铁硼永磁，就是所谓的复合磁极结构，如图4所示。复合磁极的优点是：可以保证电机性能的前提下减少永磁材料用量，降低成本，还可使电动机具有复励性质。 1--主极；2—辅助极；3—电枢；4—机壳 图4 复合磁极结构 永磁无刷直流电机 永磁无刷直流电动机中，主磁场由转子上的永磁体产生，常见的转子结构如图5所示。 图（a）中两片永磁体形成转子N极，通过转子铁心的凸极形成两个S极。该结构可使永磁转子所需的永磁体片数减少一半，但凸极结构会使定子绕组电感随转子位置而变化，产生附加的磁阻转矩。 图（b）中的永磁体切向充磁，可获得较大的气隙磁密，使用铁氧体永磁时多采用此结构，既能降低成本又能获得较高的气隙磁密。但此结构的电枢反应磁场较强，会引起气隙磁场畸变。 图（c）中转子永磁磁极之间为铁心，运行时产生一附加磁阻转矩，通过合理设计可以使该磁阻转矩为有用的驱动转矩，提高电机的功率密度。 对于多磁极永磁无刷直流电动机，转子多采用图（d）所示的结构，虽然其磁性能较低，但结构简单、工艺性好、成本低。 图（e）、（f）、（g）所示转子结构中的永磁体均为表面安装，且一般为平行充磁，永磁体直接面对气隙，气隙磁场较强。由于永磁材料磁导率低，所以定子绕组电感较小，电枢反应磁场较弱，对永磁无刷直流电动机的运行有利。