而現(xiàn)在絕大部分新能源汽車，除了特斯拉等極個別以外，無一例外的都是使用永磁同步電機，那到底什么是永磁同步電機呢？它又有何優(yōu)勢能夠讓眾多廠商趨之若鶩呢？首先我們要來復習一下高中時候有關磁場的物理知識，一塊條形的磁鐵，他的磁力線總是從北極（紅色N）出發(fā)繞了一圈回到南極（藍色S）。

條形磁鐵磁力線由于磁力線方向總是這樣，同時異極相吸。當在它的上方放上另外一支磁鐵的時候，在磁力力矩作用下，上方的磁鐵就會旋轉，最終上方磁鐵的北極靠近下方磁鐵南極；而上方磁鐵南極則靠近下方磁鐵北極。可以這么理解（但是絕對不科學），磁力線由于希望盡量的短，則必須使得異極足夠靠近，從而使得上方磁鐵轉動。

磁鐵受磁力轉動

根據(jù)法拉第電磁感應原理可以知道線圈通上電之后就會產(chǎn)生類似條形磁鐵的磁場。而處于線圈產(chǎn)生的磁場中的磁鐵也會受到磁力的作用而趨向于異極相吸的效果。

線圈磁力線

說了這些之后再來看看永磁同步電機的構造，下方是一個三相永磁同步電機示意圖。外圈灰色是固定在車身上的定子殼體，上面間隔繞制著紅、綠、藍三組六匝線圈，對角線為相同組。而中間白色輪轉為轉子，連接著輸出軸到輪胎；其上間隔分布著SN極間隔的磁鐵，實時上你可以理解為四根條形磁鐵首尾相連的粘附在定子上。

永磁同步電機結構

說完了電機的構造，現(xiàn)在再來解釋一下他的工作原理。

首先我們假設一組線圈（綠色組）通電，那么通電后可以看作是一個豎直的線圈通電，那么它將產(chǎn)生類似條形磁鐵的磁場（當然中間是空的，磁場線是膨脹的而不是像條形磁鐵一樣緊束的）。因此，當線圈通電時候則就相當于定子上放了一根條形磁鐵。

一組線圈通電

上邊只是一組線圈通電，三組線圈的磁場就相當于三根條形磁鐵成“米”字型放在定子內(nèi)部。當三組線圈依次通電時候，就會產(chǎn)生不斷旋轉的磁場。

三組線圈通電

Ok接上面的話在不斷旋轉的磁場中，放上一根條形磁鐵，那么條形持鐵就會由于磁力矩的作用，跟著旋轉的磁場發(fā)生轉動。

條形磁鐵受三組線圈旋轉

在這里大家請注意，由于磁力的作用是瞬間的，因此在線圈發(fā)生變化時候，磁鐵能夠馬上受力。這就引出了一個詞語——“同步”。同步的意思就是磁場發(fā)生改變的瞬間能夠馬上產(chǎn)生跟隨的趨勢以及力量，所以這也是為什么稱這種電機為同步電機?！巴健倍旨仁沁@樣得來，因為他能夠始終跟隨著線圈的變化而變化，和線圈中的磁場變化是同步狀態(tài)的。

上一步三組線圈依次通電形成了旋轉的磁場，但是這個磁場并不平順，因為線圈在切換通電過程中磁力會發(fā)生變化。同時如果定子只有一根磁鐵，那受到的力很小以外，也因為磁極分布不均勻（只有對角線兩個方向），同樣使得受力是不平順的波浪形。因此為了解決這個問題，將更多根磁鐵（這里是4根）放在定子上組成定子磁組，這樣就形成了一個SN極間隔的永磁轉子。這個時候三組線圈都在不停地變化著通電的方向（注意，不是斷開綠組接通藍組那種通斷的形式），使得定子產(chǎn)生三個不斷變化的磁場，而處于磁場中的轉子由于任意方向都有磁鐵受力，因此這就使得轉子穩(wěn)定的旋轉起來。

永磁同步電機工作

現(xiàn)在再來說一下“永磁”的由來，剛才已經(jīng)說了，轉子是類似多根條形磁鐵組裝而成的一個SN極間隔的磁鐵。線圈的磁場會因為斷電而消失，但是轉子卻是磁性很強的磁鐵組成，磁場并不會消失，因此他的磁場理論上可以長久存在，因此稱之為——永磁（雖然隨著時間的流逝磁場會逐漸消失，但是速度也是很慢的）。

所以“永磁同步電機”說的就是轉子火定子有一方是永磁材料制成的，同時能夠跟隨著磁場的變化而同步變化的電動機。

說了那么多永磁同步電機的原理，現(xiàn)在來說一說他的特點。

優(yōu)點：

1.效率高：因為它的勵磁磁場（轉子磁場）是由磁鐵提供的，所以省去一部分勵磁磁場所需的電能。

2.調(diào)速范圍大：由于他是永磁作為勵磁磁場，因此調(diào)整電流與頻率即可很大范圍調(diào)整電機的功率和轉速。

3.體積小重量輕：因為它的結構簡單，因此無論體積還是重量都相對較小。

4.發(fā)熱小，密封性強，免維護。

缺點：

1.抗震性較差：由于現(xiàn)在大部分永磁材料都采用釹鐵硼強磁材料，這種材料較為硬脆，因此受到強烈震動有可能會碎裂。

2.抗熱沖擊較差：由于轉子采用磁性材料，而電機在運行或者環(huán)境溫度過高情況下會引起磁鐵退磁，因此會造成動力下降。仁眾科教提供新能源汽車電機實訓平臺 了解新能源汽車構造 打造全新教學實訓 引領新能源汽車教學方案