由永磁无刷直流电动机原理，电枢反应磁场在电枢圆周内是跳跃式旋转的，与转子有相对运动，使转子的永磁体和轭部必然产生感应涡流。但转子涡流损失通常被认为是微不足道的，因为整数槽情况下电枢反应磁动势空间谐波较小。可是研究表明，集中绕组分数槽电机在永磁体内极有可能产生明显的涡流损失。这是由于其电枢反应磁动势（MMF）包含丰富的空间谐波，向前和向后旋转的MMF谐波在转子磁铁和铁心轭部产生涡流。这种情况还因相电流有时间谐波而进一步加剧。由于稀土磁铁电阻率相对较低，由此产生的涡流损失可能很大，导致温度上升，甚至导致部分磁体不可逆退磁。这种情况特别是在高转速、高极数或高负载电机中可能发生。下面两个例子显示转子涡流损失不容忽视。

参考文献[11]给出对两台大电流分数槽永磁电机的分析结果。在图8-4a表示24槽/22极电机（A电机）空间谐波MMF分布频谱，而图8-4b显示了36槽/24极电机（B电机）MMF分布频谱。图中MMF单位是归化到每槽安匝数。可以看出，A电机定子绕组MMF分布包含更丰富的谐波：以第11、第13、第35、第37…次谐波为主，同时存在着低次谐波，如第5、第7、第17和第19等谐波。其中只有11次MMF谐波与22极永磁转子磁场的互相作用产生有效转矩。其他谐波，尤其是低次谐波，如第5、第7和第13次，将会导致转子磁铁涡流损失。B电机MMF包含的谐波相对较少。对这两个大功率永磁电机采用有限元分析计算，在500A三相正弦电流负载下转速为1700r/min时两个电动机转子涡流损失分别接近2000W和1000W。而采用0.35片厚的定子铁心在6000r/min空载下的铁损耗分别只有1176W和1448W。

图8-4 电枢反应MMF空间谐波分布频谱

a）24槽/22极电机 b）36槽/24极电机

图8-5 12槽10极电机双层绕组和单层绕组磁动势的谐波分布

在图8-3a和b分别给出Z/2p=12/10双层绕组和单层绕组在A-B两相导通时的电枢反应磁动势分布图。单层绕组磁动势分布和局部磁场强度峰值几乎加倍。电枢反应增加会大大降低电机性能，这决定于电机转子结构类型。对表面安装的永磁电机（SPM），有效气隙大（由气隙和永磁体厚度确定），因此由电枢反应磁动势引起的磁通密度变化相对很小，饱和与转子损耗比较低。相反，对内置式永磁电机（IPM），气隙很小，电枢反应会引起不期望的局部饱和或不平衡磁拉力。单层绕组除了磁动势峰值分布增加外，谐波成分也增加。图8-5所示，单层绕组时谐波成分有所恶化。特别是谐波次数ν=1的次谐波增加很明显。如图8-5给出了12槽10极电机双层绕组和单层绕组磁动势的谐波分布频谱，单层绕组电枢反应磁场表现出明显的一对极磁场成分，会引起局部磁路饱和和磁拉力。

参考文献[12]分析计算了三种12槽/10极表面安装磁铁的分数槽永磁电机的转子永磁体涡流损耗，在其中两个定子铁心齿有同样的宽度，第一个是双层绕组的，第二个是单层绕组的。第三个电动机是大小齿结构，线圈只绕在大齿上，为的是最大限度增加转矩密度。这里，MMF第5次空间谐波与转子磁体互动产生有用的电磁转矩，而其他空间谐波则使转子产生涡流损耗。有限元分析方法对无刷交流电机（BLAC）和无刷直流电机（BLDC）两种运行模式下分析预测磁体涡流损失。三相绕组相电流波形分别假定为正弦波或方波，BLAC运行模式设A相电流10A，另外两相电流为-5A；BLDC运行模式设两相通电电流为10A，另一相为零。该电机主要数据：定子内径28.5，铁心长50，气隙1，磁钢厚度3，B_r1.2T，槽口宽2。图8-6给出了这三种12槽/10极无刷直流电机的电枢反应磁场分布图。

有限元分析方法计算结果，BLDC运行模式下的磁体涡流损耗与转子速度关系如图8-7所示。图中，三条曲线，由下至上分别是双层绕组的，单层绕组的，宽齿和窄齿交替的三种情况。曲线表明，该样机的确存在比较可观的磁体涡流损耗，磁体涡流损耗随着转速上升快速增长。三种情况下双层绕组的方案较好，因为它的MMF空间谐波相对较少。计算结果还表明，BLAC运行模式比BLDC运行模式有较低的磁体涡流损耗。

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图8-6 三种12槽/10极无刷直流电机的电枢反应磁场分布

图8-7 三种12槽/10极无刷直流电机转子涡流损耗与转速关系

为了降低转子损耗，除了选择有较低磁动势谐波的槽极数组合外，还可以采取以下几种方法：

1）将永磁体沿轴向或圆周方向分割成若干片。有文献介绍沿圆周方向分割为两片，永磁体损耗可以减少约一半。

2）转子铁轭采用叠片式降低涡流损耗。

3）采用高电阻率的永磁材料。例如，采用粘结钕铁硼永磁（电阻率20μΩm）代替烧结钕铁硼永磁（1.5μΩm电阻率），它们电阻率相差约30倍。有文献研究，用烧结永磁沿圆周分割为4片，其损耗大约和采用粘结永磁相当。铁氧体磁体有十分高的电阻率，可视为非导电材料，在铁氧体磁体的损耗微不足道。而且表面安装的铁氧体磁体通常比较厚，使电机等效气隙大，结果在转子铁心轭部的损耗也非常低。

4）采用双层绕组代替单层绕组。

5）适当加大气隙，调整槽口宽度等。