转子分为内转子和外转子,内转子结构紧凑、转矩大,适合低速运转,广泛应用于电动汽车等负载较大的场合;外转子质量小、效率高,适合高速运转和小型化应用,如空气净化器等。按永磁体位置划分,转子可分为表面式和内置式。表面式永磁体贴在转子外侧,制造简单、成本低,广泛应用于方波式永磁电动机;内置式永磁体埋于转子内部,有利于弱磁升速,结构包括径向式、切向式和混合式,适用于不同运行场合。
永磁电机的定转子种类丰富,以下是对永磁电机定转子种类的详细归纳:
定子
定子是电机的静止部分,主要功能是产生稳定且旋转的磁场。虽然问题主要询问转子的种类,但了解定子的基本构造和功能有助于更好地理解电机的工作原理。定子通常有一个由层压铁片或钢板制成的静止框架,这些板材粘合在一起形成一个坚固的结构,用于支持定子绕组。当电流流过定子绕组时,会产生一个磁场,这个磁场与转子相互作用,从而产生机械运动。
转子
转子是电机的运动部件,与定子配合将电能转换为机械能。永磁电机的转子种类主要根据其结构特点和永磁体在转子中的位置来划分,具体如下:
1.按转子位置划分:
内转子:转子部分在定子内部旋转的电机。内转子电机的转子铁芯和磁铁固定在电机轴线上,同时转子轴上也装有电枢。内转子电机结构紧凑,转矩大,适合低速运转,但散热困难,转子质量大,高速运转时易产生磁场不稳定的问题。内转子电机因为有较大的转矩,在需要承受负载较大的场合中被广泛应用,如电动汽车、电动自行车、卷帘门等。
外转子:转子部分在定子外部旋转的电机。外转子电机的铁芯和磁铁装在电机外周,同时电枢也装在铁芯上。外转子电机转子质量小,高速运转时效率高,但结构相对复杂,转矩不如内转子电机大。外转子电机在需要高速运转以及小型化的场合中被广泛应用,如空气净化器、工业风扇、某些电动工具等。
2.按永磁体在转子中的位置划分:
表面式:永磁体贴在转子圆形铁芯外侧。根据永磁体的具体安装方式,又可分为表贴式和插入式。表面式PMSM的交直轴磁路基本对称,电动机的凸极率接近1,是典型的隐极电动机,无凸极效应和磁阻转矩。由于制造工艺简单、成本低,应用较广泛,尤其适宜于方波式永磁电动机。
内置式:永磁体埋于转子铁芯内部,其表面与气隙之间有铁磁物质的极靴保护。内置式PMSM的q轴电感大于d轴电感,有利于弱磁升速。内置式PMSM转子磁路结构包括径向式、切向式和混合式。径向式:永磁体置于转子的内部,适用于高速运行场合。有效气隙较小,d轴和q轴的电枢反应电抗较大,存在较大的弱磁升速空间。
切向式:相邻两个磁极并联提供一个极距下的磁通,可以得到更大的每极磁通。当电动机的极对数较多时,该结构更加突出。采用切向式结构电动机的磁阻转矩在电动机的总电磁转矩中的比例可达40%。但切向式结构的PMSM漏磁系数大,需要采取隔离措施。
混合式:结合了径向式和切向式的优点,但结构和工艺复杂,成本高。
综上所述,永磁电机的定转子种类多样,选择时需根据具体应用场景和需求进行权衡。