永磁同步电动机由定子、转子和端盖等部件构成。定子与普通异步电动机基本相同，也采用叠片结构以减小电动机运行时的铁损耗。永磁同步电动机与异步电动机主要的区别是转子磁路结构，下面对转子结构进行分析和讨论。

永磁电机转子磁路结构不同，则电动机的运行性能、控制系统、制造工艺和适用场合也不同。永磁电机转子磁路的结构形式多种多样，有许多不同的分类方法。

一、按永磁体所在位置分类

按永磁体所在的位置不同，可分为旋转磁极式和旋转电枢式，如图8-1所示。图a为旋转磁极式磁路结构，其永磁体在转子上，电枢是静止的。永磁同步电动机、无刷直流电动机大都采用这种结构。图b为旋转电枢式磁路结构，其永磁体在定子上，电枢是旋转的，永磁直流电机就是这种磁路结构。

图8-1 旋转磁极式和旋转电枢式结构

a）旋转磁极式 b）旋转电枢式

二、按所使用的永磁材料种类多少分类

根据电机中永磁材料种类的多少，可分为单一材料式结构和混合材料式结构。在一台电机中，只采用一种永磁材料，称为单一材料式结构，绝大多数电机都采种这种结构。若同一台电机中采用两种或两种以上永磁材料，则称为混合材料式结构。混合材料式结构通常采用两种性能特点不同的永磁体，扬长避短，充分发挥不同永磁材料的优势，提高电机的性能，降低制造成本。图8-2为永磁直流电动机中的混合式磁极结构，将矫顽力低的永磁体1（如铁氧体）置于磁极的前部，将矫顽力高的永磁体2（如钕铁硼）置于磁极的后部。

图8-2 混合式磁极结构

三、按永磁体安置方式分类

按照永磁体在转子上位置的不同，永磁同步电动机的转子磁路结构一般可分为三种：表面式、内置式和爪极式。

1.表面式转子磁路结构

这种结构中，永磁体通常呈瓦片形，置于转子铁心的外表面上，永磁体提供磁通的方向为径向，且永磁体外表面与定子铁心内圆之间，一般套以起保护作用的非磁性圆筒，或在永磁磁极表面包以玻璃丝带作保护层。图8-3中的转子即为这种结构的典型代表。有的调速永磁同步电动机的永磁磁极用许多矩形小条拼装成瓦片形，能降低电动机的制造成本。

表面式转子磁路结构又分为凸出式（图8-3a）和嵌入式（图8-3b）两种，对采用稀土永磁的电机来说，由于永磁材料的相对回复磁导率接近1，所以表面凸出式转子在电磁性能上属于隐极转子结构；而表面嵌入式转子的相邻两永磁磁极间有着磁导率很大的铁磁材料，故在电磁性能上属于凸极转子结构，两种结构各有特点。

图8-3 表面式转子磁路结构

a）凸出式 b）嵌入式 1—永磁体 2—转子铁心 3—转轴

1）表面凸出式转子结构 由于其具有结构简单、制造成本较低、转动惯量小等优点，在矩形波永磁同步电动机和恒功率运行范围不宽的正弦波永磁同步电动机中得到了广泛应用。此外，表面凸出式转子结构中的永磁磁极易于实现最优设计，做成电动机气隙磁密波形趋近于正弦波的磁极形状，可显著提高电动机乃至整个传动系统的性能。

2）表面嵌入式转子结构 这种结构可充分利用转子磁路的不对称性所产生的磁阻转矩，提高电动机的功率密度，动态性能较凸出式有所改善，制造工艺也较简单，常被某些调速永磁同步电动机所采用。但漏磁系数和制造成本都较凸出式大。(www.daowen.com)

总之，表面式转子磁路结构的制造工艺简单、成本低，应用较为广泛，尤其适宜于矩形波永磁同步电动机。但因转子表面无法安放起动绕组，无异步起动能力，不能用于异步起动永磁同步电动机。

2.内置式转子磁路结构

这类结构的永磁体位于转子内部，永磁体外表面与定子铁心内圆之间有铁磁物质制成的极靴（对外转子磁路结构则为永磁体内表面与转子铁心内圆之间）。极靴中可以放置铸铝笼或铜条笼，起阻尼作用或起动作用，动态和稳态性能好，广泛用于要求具有异步起动能力或动态性能高的永磁同步电动机上。内置式转子内的永磁体受到极靴的保护，其转子磁路结构的不对称性所产生的磁阻转矩也有助于提高电动机的过载能力和功率密度，而且易于“弱磁”扩速。

按永磁体磁化方向与转子旋转方向的相互关系，内置式转子磁路结构又可分为径向式、切向式和混合式三种。

1）径向式结构 这类结构如图8-4所示，其中图a为铸铝转子；图b为圆形铜条转子。铜条笼型转子在异步起动永磁同步电动机应用较多。径向式结构的优点是漏磁系数小，转轴上不需采取隔磁措施，极弧系数易于控制，转子冲片机械强度高，安装永磁体后转子不易变形等。图8-4所示的转子磁路结构中，永磁体轴向插入永磁体槽并通过隔磁磁桥限制漏磁通，结构简单，运行可靠，转子机械强度高，因而近年来这种结构应用较为广泛。

图8-4 内置式转子的径向式结构

1—转轴 2—空气隔磁槽 3—永磁体 4—转子导条

2）切向式结构 这类结构如图8-5所示，其漏磁系数较大，并且需采用相应的隔磁措施，电动机的制造工艺和制造成本较径向式结构有所增加。其优点在于一个极距下的磁通由相邻两个磁极并联提供，可得到更大的每极磁通。尤其当电动机极数较多、径向式结构不能提供足够的每极磁通时，这种结构的优势便显得更为突出。此外，采用切向式转子结构的永磁同步电动机的磁阻转矩在电动机总电磁转矩中的比例可达40%，这对充分利用磁阻转矩，提高电动机功率密度和扩展电动机的恒功率运行范围都是有利的。

3）混合式结构 这类结构如图8-6所示，集中了径向式和切向式转子结构的优点，需采用非磁性隔磁磁桥隔磁，其结构和制造工艺均较复杂，制造成本也比较高。

图8-5 内置切向式转子磁路结构

1—转轴 2—空气隔磁槽 3—永磁体 4—转子导条

图8-6 内置混合式转子磁路结构

1—转轴 2—永磁体槽 3—永磁体 4—转子导条

3.爪极式磁极

永磁爪极式磁极是由一个永磁体环和两个带爪的法兰盘组成的，永磁体环轴向充磁，法兰盘通常用低碳钢制成或用钢板冲制而成，上有均匀分布的爪，爪数等于极对数，如图8-7所示。永磁体和两个法兰盘套在转子轴上，两个法兰盘的爪交替错开半个爪距，两个法兰盘上的爪分别为N、S极。为了避免磁通通过转轴闭合，一般采用非磁性轴或在磁性轴上加隔磁铜套。当磁极的轴向长度较大时，为保证爪极的机械强度，往往做成双爪极或多爪极式。爪极式磁极的特点是：永磁体加工装配简单，磁化均匀。交轴电枢反应沿爪极闭合，永磁体抗去磁能力强，但爪极制造复杂，磁极损耗大。

图8-7 爪极结构