好了，上次說了新能源汽車的動力電池，今天還是來說說新能源汽車的電動機。畢竟電動機關(guan) 乎著汽車的動力以及駕駛體(ti) 驗，一台好的電動機就類似一台好的發動機一樣能夠帶給大家更好的體(ti) 驗。

而現在絕大部分新能源汽車，除了特斯拉等極個(ge) 別以外，無一例外的都是使用永磁同步電機，那到底什麽(me) 是永磁同步電機呢？它又有何優(you) 勢能夠讓眾(zhong) 多廠商趨之若鶩呢？

首先我們(men) 要來複習(xi) 一下高中時候有關(guan) 磁場的物理知識，一塊條形的磁鐵，他的磁力線總是從(cong) 北極（紅色N）出發繞了一圈回到南極（藍色S）。

條形磁鐵磁力線

由於(yu) 磁力線方向總是這樣，同時異極相吸。當在它的上方放上另外一支磁鐵的時候，在磁力力矩作用下，上方的磁鐵就會(hui) 旋轉，最終上方磁鐵的北極靠近下方磁鐵南極；而上方磁鐵南極則靠近下方磁鐵北極。可以這麽(me) 理解（但是絕對不科學），磁力線由於(yu) 希望盡量的短，則必須使得異極足夠靠近，從(cong) 而使得上方磁鐵轉動。

磁鐵受磁力轉動

根據法拉第電磁感應原理可以知道線圈通上電之後就會(hui) 產(chan) 生類似條形磁鐵的磁場。而處於(yu) 線圈產(chan) 生的磁場中的磁鐵也會(hui) 受到磁力的作用而趨向於(yu) 異極相吸的效果。

線圈磁力線

說了這些之後再來看看永磁同步電機的構造，下方是一個(ge) 三相永磁同步電機示意圖。外圈灰色是固定在車身上的定子殼體(ti) ，上麵間隔繞製著紅、綠、藍三組六匝線圈，對角線為(wei) 相同組。而中間白色輪轉為(wei) 轉子，連接著輸出軸到輪胎；其上間隔分布著SN極間隔的磁鐵，實時上你可以理解為(wei) 四根條形磁鐵首尾相連的粘附在定子上。

永磁同步電機結構

說完了電機的構造，現在再來解釋一下他的工作原理。

首先我們(men) 假設一組線圈（綠色組）通電，那麽(me) 通電後可以看作是一個(ge) 豎直的線圈通電，那麽(me) 它將產(chan) 生類似條形磁鐵的磁場（當然中間是空的，磁場線是膨脹的而不是像條形磁鐵一樣緊束的）。因此，當線圈通電時候則就相當於(yu) 定子上放了一根條形磁鐵。

一組線圈通電

上邊隻是一組線圈通電，三組線圈的磁場就相當於(yu) 三根條形磁鐵成“米”字型放在定子內(nei) 部。當三組線圈依次通電時候，就會(hui) 產(chan) 生不斷旋轉的磁場。

三組線圈通電

Ok接上麵的話在不斷旋轉的磁場中，放上一根條形磁鐵，那麽(me) 條形持鐵就會(hui) 由於(yu) 磁力矩的作用，跟著旋轉的磁場發生轉動。

條形磁鐵受三組線圈旋轉

在這裏大家請注意，由於(yu) 磁力的作用是瞬間的，因此在線圈發生變化時候，磁鐵能夠馬上受力。這就引出了一個(ge) 詞語——“同步”。同步的意思就是磁場發生改變的瞬間能夠馬上產(chan) 生跟隨的趨勢以及力量，所以這也是為(wei) 什麽(me) 稱這種電機為(wei) 同步電機。“同步”二字既是這樣得來，因為(wei) 他能夠始終跟隨著線圈的變化而變化，和線圈中的磁場變化是同步狀態的。

上一步三組線圈依次通電形成了旋轉的磁場，但是這個(ge) 磁場並不平順，因為(wei) 線圈在切換通電過程中磁力會(hui) 發生變化。同時如果定子隻有一根磁鐵，那受到的力很小以外，也因為(wei) 磁極分布不均勻（隻有對角線兩(liang) 個(ge) 方向），同樣使得受力是不平順的波浪形。因此為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 問題，將更多根磁鐵（這裏是4根）放在定子上組成定子磁組，這樣就形成了一個(ge) SN極間隔的永磁轉子。這個(ge) 時候三組線圈都在不停地變化著通電的方向（注意，不是斷開綠組接通藍組那種通斷的形式），使得定子產(chan) 生三個(ge) 不斷變化的磁場，而處於(yu) 磁場中的轉子由於(yu) 任意方向都有磁鐵受力，因此這就使得轉子穩定的旋轉起來。

永磁同步電機工作

現在再來說一下“永磁”的由來，剛才已經說了，轉子是類似多根條形磁鐵組裝而成的一個(ge) SN極間隔的磁鐵。線圈的磁場會(hui) 因為(wei) 斷電而消失，但是轉子卻是磁性很強的磁鐵組成，磁場並不會(hui) 消失，因此他的磁場理論上可以長久存在，因此稱之為(wei) ——永磁（雖然隨著時間的流逝磁場會(hui) 逐漸消失，但是速度也是很慢的）。

所以“永磁同步電機”說的就是轉子火定子有一方是永磁材料製成的，同時能夠跟隨著磁場的變化而同步變化的電動機。

說了那麽(me) 多永磁同步電機的原理，現在來說一說他的特點。

優(you) 點：

1.效率高：因為(wei) 它的勵磁磁場（轉子磁場）是由磁鐵提供的，所以省去一部分勵磁磁場所需的電能。

2.調速範圍大：由於(yu) 他是永磁作為(wei) 勵磁磁場，因此調整電流與(yu) 頻率即可很大範圍調整電機的功率和轉速。

3.體(ti) 積小重量輕：因為(wei) 它的結構簡單，因此無論體(ti) 積還是重量都相對較小。

4.發熱小，密封性強，免維護。

缺點：

1.抗震性較差：由於(yu) 現在大部分永磁材料都采用釹鐵硼強磁材料，這種材料較為(wei) 硬脆，因此受到強烈震動有可能會(hui) 碎裂。

2.抗熱衝(chong) 擊較差：由於(yu) 轉子采用磁性材料，而電機在運行或者環境溫度過高情況下會(hui) 引起磁鐵退磁，因此會(hui) 造成動力下降。