汽车电机钕铁硼磁铁安装设计采用内嵌式和表面贴装式有何差异？

永磁(PM)电机是一种交流电机，它使用嵌入或连接到电机转子表面的磁铁，电动汽车采用永磁同步电机，具有高转矩密度和高效率，使用的磁铁是钕铁硼磁铁，也称为超级磁铁。这个名字是因为每平方厘米的磁场非常集中，这使得它们非常有吸引力，其体积很小，但它们的高磁场密度有利于强度和效率。考虑到永磁电机的特点和高磁场密度，设计出的电机尺寸为同等性能电机的三分之一。此外，高效率使电动汽车的耗电量降至最低，最后但并非最不重要的一点是，超级磁铁的磁性寿命估计约为400年，随着时间的推移，确保其效率和可靠性。

永磁电机（也称为PM）可分为两大类：内嵌式永磁体（IPM）和表面永磁体（SPM），这两种类型都是通过固定在转子上或转子内部的永磁体产生磁通量。表面永磁体一种将永磁体附在转子圆周上的电机，内嵌式永磁体一种转子嵌有永磁体的电机称为IPM。内嵌式设计的最大优势是高速性能，这使其在牵引电机在车辆应用中占据优势。表面永磁体电机的功率-速度曲线大致为双曲线，在较窄的速度范围内上升到准恒定功率区域，然后下降。

几十年来，表面永磁体电机主导着永磁电机市场，然而，近年来，新兴的混合动力和电动汽车市场提振了对内嵌式永磁体电机的需求。内嵌式永磁体电机具有在宽速度范围内接近恒定功率和磁铁保持设计等优点，为牵引和辅助电机等应用提供了良好的解决方案。在车辆应用中，内嵌式永磁体技术与表面永磁电机相比具有很大的优势。内嵌式永磁体设计允许对磁路的磁化进行更多控制。相比之下，内嵌式永磁体电机提供更大范围的或多或少一致的转矩，使用一种叫作磁场减弱的技术，设计者可以施加电流来改变性能，磁场削弱主要涉及调整定子磁场，以部分对抗永磁体的影响。

表面永磁体

表面永磁体电机将磁铁固定在转子表面的外部，其机械强度比内嵌式永磁体电机弱，机械强度减弱限制了电机的最大安全机械速度。此外，这些电机的磁凸度（Ld≈ Lq），无论转子位置如何，在转子端子处测得的电感值都是一致的。由于接近磁凸度比，表面永磁体电机设计在很大程度上依赖于磁转矩组件来产生转矩。

内嵌式永磁体

内嵌式永磁体电机将永磁体嵌入转子中，与表面永磁体电机不同，永磁体的位置使内嵌式永磁体电机机械性能良好，适合高速运行。这些电机也有其相对较高的磁凸度比（Lq>Ld）来定义。由于其磁磁凸度比较明显，内嵌式永磁体电机能够通过利用电机的磁转矩和磁阻转矩组件来产生转矩，使其适应各种电动汽车。

结论

对于牵引电机等高速应用，内嵌式永磁体电机是最佳选择，使用更少的磁铁材料，从转子的明显的磁凸度比获得了一些转矩。除了磁转矩外，还使用磁阻转矩来实现高转矩，它可以通过矢量控制两种类型的转矩来响应高速电机的旋转。再加上通过控制电流对磁路的磁化进行了更好地控制，着能够在很宽的速度范围内高效地运行。机械安全性得到改善，与内嵌式永磁体不同，磁铁不会因离心力而脱落，转子坚固的事实是一个额外的好处。与传统电机相比，相同功率下内嵌式永磁体电机可以节省30%的能耗。