為減少齒槽轉矩脈動、電機噪聲與振動，BLDCM 和 PMSM 的定子槽口設計通常均采用定子斜槽、分數槽、轉子斜較、輔助凹槽及齒槽寬配合法等 ?。但是，由于BLDCM 和 PMSM 的反電動勢波形和定子電流波形不同，所以其電機本體結構也存在差異。

具體如下:

(1) BLDCM 的永磁體設計成瓦片形狀，以產生梯形的磁通密度，從而產生梯形波的反電動勢; 而PMSM 的永磁體通常設計成拋物線形狀，以產生正弦的磁通密度，從而產生正弦的反電動 。

(2)電機繞組的設計存在差異。BLDCM 定子繞組通常設計成集中、整矩繞組; PMSM 定子繞組通常設計成分布、短距繞組，分數槽或正弦繞組 ?。當 BLDCM 和 PMSM 均采用傳統有位置傳感器控制時，兩者使用的位置傳感器也存在較大差異。BLDCM 只需準確檢測電流換向點時刻即可**其正常工作，故 BLDCM 使用的位置傳感器結構比較簡單、分辨率也比較低，通常用的位置傳感器有光電式、電磁式、磁敏式等幾類。而 PMSM 需要正弦波電流，電流大小是由轉子瞬時位置決定，故要選用旋轉變壓器等高分辨率的位置傳感器需要對轉子位置進行實時檢測，導致 PMSM 的生產成本要比BLDCM 更高。

永磁同步電機因具有高功率密度、高效率等優點，被廣泛應用于電動汽車的驅動系統中。釹鐵硼(NdFeB)永磁材料由于具有較高的磁能積(BH)max、剩磁Br和矯頑力Hc，被廣泛應用于永磁電機。但釹鐵硼永磁材料的熱穩定性不夠理想，磁性溫度系數較高，高溫運行時可能導致嚴重磁損，且在某些工況下若電流激增，也將導致不可逆退磁。本文作者以一臺在溫升試驗中發生轉子退磁故障的電機為例，對失效原因進行分析，找出引發退磁的相關影響因素和風險程度，同時驗證電機的穩定性和可靠性。

1 試驗現象
文中所研究的對象為某高速電機，該電機為釹鐵硼永磁同步電機，冷卻方式為水冷，轉速15 000 r/min。
為驗證該電機在高速工況下運行的可靠性，計劃進行連續3個高速負載工況的臺架溫升試驗。工況一：15 000 r/min@55 kW，高性能永磁同步電機 價格，測試時長45 min；工況二：15 000 r/min@70 kW，測試時長6 min；工況三：15 000 r/min@100 kW，測試時長60 s。在實際試驗過程中，在工況三進行到23 s時，電機溫度達到許用溫度179 ℃，軟件報故障停機。清除故障重新上電后，發現電機的輸出功率明顯小于輸入功率。隨后測量了電機的反電動勢，與正常值相比下降了50%左右，如圖1所示。由此判斷，電機轉子發生了不可逆退磁。

2 失效件拆解
將轉子總成從電機中拆出后，用磁較觀察片觀察發現，永磁同步電機的規格型號，轉子中間區域退磁嚴重。
進一步拆解轉子，透過觀察片觀察單片磁鋼，發現部分磁鋼局部退磁且存在磁較反向現象。
拆解轉子中的每一片磁鋼，逐個檢測磁通，并按照磁鋼所在的鐵芯層(共6層)和轉子周向角度位置繪制各層磁鋼的磁通分布曲線，如圖3所示，可以得出，不同鐵芯層中的磁鋼退磁程度差異較大，轉子兩端(1、2、6層)的磁鋼退磁不明顯，而轉子中間層(3、4、5層)的磁鋼退磁較為明顯，特別是*4層退磁較為嚴重。

與傳統的電勵磁電機相比，永磁電機，特別是稀土永磁電機具有結構簡單，永磁同步電機風機，運行可靠；體積小，質量輕；損耗小，效率高；電機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優點。因而應用范圍較為廣泛，幾乎遍及航空航天、*、工農業生產和日常生活的各個領域。下面介紹幾種典型永磁電機的主要特點及其主要應用場合。

1、稀土永磁發電機永磁同步發電機與傳統的發電機相比不需要集電環和電刷裝置，結構簡單，減少了故障率。采用稀土永磁后還可以增大氣隙磁密，黑龍江永磁同步電機，并把電機轉速提高到佳值，提高功率質量比。當代航空、航天用發電機幾乎全部采用稀土永磁發電機。其典型產品為美國通用電氣公司制造的150 kVA 14 較 12 000 r/min～21 000 r/min和100 kVA 60 000 r/min的稀土鈷永磁同步發電機。國內研發的一臺稀土永磁電機即為3 kW 20 000 r/min的永磁發電機。

永磁發電機也用作大型汽輪發電機的副勵磁機，80年代我國研制成功當時世界容量大的40 kVA～160 kVA稀土永磁副勵磁機，配備200 MW～600 MW汽輪發電機后大大提高電站運行的可靠性。

目前，獨立電源用的內燃機驅動小型發電機、車用永磁發電機、風輪直接驅動的小型永磁風力發電機正在逐步推廣。

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