永磁同步电动机构成与原理

（一）电动机

同感应电机和直流电机相似，永磁同步电动机也是由转子和定子两大部件构成。三相交流绕组在定子上；永磁体在转子上。

1.定子

定子通常也称为电枢，由定子三相绕组、定子铁芯、机座和端盖等零部件构成。定子铁芯是由冲压后的硅钢片紧密叠装而成，如图3-40所示。

图3-40　定子、转子图

2.转子

转子有两种形式的结构，依据定、转子之间的气隙分布有隐极式和凸极式之分。图3-40（b）所示为凸极式，从图中可看出转子有明显的凸出磁极，且气隙不均匀分布。图3-40（c）所示为隐极式，转子呈圆柱形，均匀分布气隙。对这两种转子需要采用不同的驱动方式。(www.xing528.com)

电动机转子使用永磁铁励磁，目前常见的有铁氧体或稀土永磁材料。依据转子磁场几何形状的异同，磁场在空间上分布有方波（或梯形波）和正弦波两种。反电动势也有两种，根据反电动势的不同分别采用120°的直流方波控制或正弦波控制。

（二）转子位置传感器

在永磁同步电动机中，通常转子位置传感器与电机轴连在一起，用来随时测定转子磁极的位置，为电子换向提供正确的信息。也有例外，像洗衣机用的DD电机，往往将HALL安装到定子上，永磁体安装在转子上。

目前，PMSM系统的位置传感器有很多种方式，如光电编码式、磁敏式和电磁式等。也有控制精度要求相对较高的场合，采用正弦或余弦旋转变压器等位置传感器，但无论哪种测量方式本质上都是用来测量转子位置信息的，只是安装的体积、方便程度、成本及可靠性要求不同而已。

通常在家电变频器上，由于要求精度不高、安装体积小、结构简单、成本低等，因此只能选择霍尔元件，霍尔元件对周围环境的适应性很强，输出信号的边缘也很好。

（三）逆变器

位置传感器将转子的位置信号电平反馈给控制芯片，控制芯片经过电流采样和数学变换，根据反馈的位置信息经过闭环运算，重新按新的PWM占空比输出来触发功率器件（IGBT或MOSFET）。实际上逆变器是自控的，由自身运行来保证电机的转速和电流输入频率同步，并避免震荡和失步的发生。