永磁同步电机设计

　　由于其紧凑性和高扭矩密度，永磁同步电机在许多工业应用中得到了广泛的应用，特别用于高性能驱动系统，如潜艇推进系统。永磁同步电机无需使用滑环进行励磁，从而降低了转子的维护和损耗。永磁同步电机效率高，适用于高性能驱动系统，如工业中的数控机床、机器人和自动生产系统。通常，永磁同步电机的设计和构造必须同时考虑定子和转子结构，以获得高性能电机。

　　永磁同步电机设计

　　在永磁同步电机（PMSM）的设计中，永磁转子的构造基于三相感应电机的定子框架，不改变定子和绕组的几何形状。规格和几何形状包括：电机的速度、频率、极数、定子长度、内外直径、转子槽数。永磁同步电机的设计包括铜损耗、反电动势、铁损和自感和互感、磁通、定子电阻等。

　　自感和互感的计算：

　　电感L可以定义为磁链与产生磁通的电流I的比率，单位为亨利（H），等于韦伯每安培。电感器是用来在磁场中储存能量的装置，类似于电容器在电场中储存能量。电感器通常由线圈组成，通常缠绕在铁氧体或铁磁芯上，其电感值仅与导体的物理结构以及磁通通过的材料的磁导率有关。

　　什么是永磁同步电机

　　永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流。此时转子动能转化为电能，永磁同步电机作发电机(generator)用；此外，当定子侧通入三相对称电流，由于三相定子在空间位置上相差120，所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场，转子旋转磁场中受到电磁力作用运动，此时电能转化为动能，永磁同步电机作电动机(motor)用。永磁同步电机可以将电机整体地安装在轮轴上，形成整体直驱系统，即一个轮轴就是一个驱动单元，省去了一个齿轮箱。永磁同步电机的特点主要有以下几种：(1)PMSM本身的功率效率高以及功率因数高；(2)PMSM发热小，因此电机冷却系统结构简单、体积小、噪声小；(3)系统采用全封闭结构，无传动齿轮磨损、无传动齿轮噪声，免润滑油、免维护；(4)PMSM允许的过载电流大，可靠性显著提高；(5)整个传动系统重量轻，簧下重量也比传统的轮轴传动的轻，单位重量的功率大；(6)由于没有齿轮箱，可对转向架系统随意设计：如柔式转向架、单轴转向架，使列车动力性能大大提高。