永磁同步电机 spmsm 和 ipmsm 的区别总结

---

layout: post

tags: [motor control]

comments: true

永磁同步电机的分类

永磁同步电机根据转子上永磁体的位置不同，可以分为；

表贴式永磁同步电机——S-PMSM;

内置式永磁同步电机——I-PMSM;

不过有时候又会看到凸极特性和隐极特性，这里主要是由于电机构造不同导致的Lq与Ld的差别，因此，表贴式和内置式两种电机在控制上又有所不同，下面来看一下；

电机	特性	电感分量
SPMSM	隐极	Lq = Ld
IPMSM	凸极	Lq > Ld

由于在结构上的差异，因此等效的数学模型就有所不同，下面会做一下整理。

属性	表贴式	内置式
制造成本	低	–
结构	简单	–
转动惯量	小	–

表贴式转子在恒功率运行范围不宽的三相PMSM广泛使用。

• 表贴式转子结构
  
  永磁磁极易于实现最优设计，能使电机的气 隙磁密波形趋于正弦波分布，进而提高电机的运行性能。

• 内置式转子结构：
  
  可以充分利用转子磁路不对称所产生的磁阻转矩，提高电机的功率密度，使得电机的动态性能较表贴式转子结构有所改善，制造工艺也较简单，但漏磁系数和制造成本都较表贴式转子结构大 。

表贴式电机dq轴电感分布

内置式电机dq轴电感分布

永磁体位置差异

至于为何会造成Lq和Ld上的差别，这里我理解还是不太透彻，原因是内置式电机的转子将一部分铁芯的位置占据了，所以，导致d轴的电感分量相对q轴的电感分量要小，下面看在看一张图；

Because the number of stator coil turns for theIPMSM (48 turns) was 25% less than that for theSPMSM (64 turns), the IPMSM must have alower inductance than the SPMSM proportionalto the square of the difference in the number ofturns if all other conditions are the same.However the size of the actual air gap issignificant because the PM of the designedSPMSM was thick. Also, the V-type placementof the PMs in the IPMSM increases the core areabetween the air gap and PM and increases the qaxis inductance. Hence, the inductance of theIPMSM, especially the q-axis inductance, wasmore significant than that of the SPMSM despitethe former having fewer coil turns than the latter.