多层内置式永磁转子与凸极率的关系

为了增加永磁电机的凸极率，可把永磁体的层数增加，这样可提高弱磁扩速能力^[11]。

图1-16所示为一台6kW汽车集成起动发动机（Integrated Starter-Alternator，ISA）。其中，图1-16a所示为定子和转子结构图^[9]，它是一个12极的双层永磁体转子结构，其最高速度为6000r/min；图1-16b所示为双层永磁体结构图。图1-17所示为一台4极三层永磁转子。它们都有较高的凸极率和较宽的恒功率速度范围^[13]。

图1-16 6kW汽车集成起动发动机采用的多层内置式永磁转子电机

a）12极的内置式双层永磁电机 b）12极双层永磁转子设计

图1-18给出了6种不同的永磁电机拓扑结构与凸极率（q轴电感与d轴电感之比）的关系。图1-18a所示是表贴式永磁转子，不产生凸极转矩；图1-18b所示是嵌入式永磁转子，其具有很小的凸极率；图1-18c～图1-18f所示为永磁转子置于转子铁心内，其中，图1-18c所示为单层结构，可以得到弱磁控制运行，图1-18d和图1-18e为两层和三层结构，可以增加磁阻转矩和凸极效应，轴向叠片的多层永磁体，这类电机d轴电感可以做得远大于q轴电感，其凸极率可达12以上，使得这种结构的最大恒功率速度范围可达4倍基速^[3，7]。(www.xing528.com)

图1-17 4极内置式三层永磁转子

图1-18 6种永磁转子结构电机及对应的凸极率

a）表贴式 b）嵌入式 c）单层内置式 d）双层内置式 e）三层内置式 f）轴向迭片内置式