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?？梢赃@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

根據法拉第電磁感應原理可以知道線圈通上電之后就會產生類似條形磁鐵的磁場。而處于線圈產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”字型放在定子內部。當三組線圈依次通電時候，就會產生不斷旋轉的磁場。

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。“同步”二字既是這樣得來，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.調速范圍大：由于他是永磁作為勵磁磁場，因此調整電流與頻率即可很大范圍調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