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永磁同步馬達或永磁同步伺服电机（permanent-magnet synchronous
motor，縮寫：PMSM）是指一種轉子用永久磁鐵代替繞線的同步馬達。 永磁同步馬達可依磁通方式分為徑向、軸向或是横向（transverse）幾種，依其元件的佈局而定，各種的永磁同步馬達在效率、體積、重量及工作速度都有不同的表現。
徑向磁通永磁同步馬達的分類编辑
徑向磁通永磁同步馬達可以分為以下二類：
- 表面式永磁（SPM）馬達：永久磁鐵在轉子的外側。
- 內藏式永磁（IPM）馬達：永久磁鐵在轉子的內側。
表面式永磁馬達编辑
表面式永磁馬達的結構較簡單[1]，磁鐵是膠合或固定在轉子表面，因此沒有磁鐵部份的轉子和定子中間有較寬的氣隙，而磁鐵的磁导率和空氣相當，因此轉子的凸極效應（saliency）很小，可以省略。較大的氣隙也使得轉子的電樞效應減弱，因此其電感 很小，也影響表面式永磁馬達的定子時間常數。
內藏式永磁馬達编辑
若永磁馬達的磁鐵埋在轉子中，磁鐵可以受到轉子的保護，在高速運轉時不會有磁鐵脫落的問題[1]，但轉子需有一空洞要置入磁鐵，而轉子的材質為矽鋼，磁导率遠高於磁鐵，因此磁鐵部份可視為一個額外的氣隙，轉子和定子間的氣隙會有周期性的變化，即凸極效應，因此產生的轉矩中有磁阻轉矩成份，其效率較高[2]。
內藏式永磁馬達的設計需符合以下的需求：
- 高功率/質量比及轉矩/慣量比。
- 平順的電磁轉矩，儘量減少齒槽轉矩（cogging torque）的產生。
- 高氣隙磁通密度。
- 高性能及功率係數的小型化設計。
直流無刷式编辑
永磁同步馬達和直流無刷馬達的轉子都是永久磁鐵組成，其差異主要在磁通及反電動勢（back EMF）的分佈，永磁同步馬達的反電動勢為弦波，而直流無刷馬達的反電動勢為接近方波的梯形波。若考慮定子需產生的旋轉磁場，永磁同步馬達的磁場是均匀旋转磁场，而直流無刷馬達的磁場則是步进式旋转磁场[3]。不過有時也會用直流無刷馬達泛稱所有轉子有磁鐵，沒有電刷的馬達[2]。
交流無刷式编辑
若永磁同步馬達的輸入電壓為交流電，而且也沒有集电环及換向器的話，永磁同步馬達也稱為交流無刷馬達。不過若轉子用磁阻代替永久磁鐵，也是交流無刷馬達。甚至最常見的鼠籠式感應馬達也符合交流無刷馬達的定義。
相關條目编辑
- 直流無刷馬達
參考資料编辑
- ^ 1.0 1.1 内置永磁体（IPM）设计提高了无刷伺服电机的性能. 控制工程网. 2006-04-08 [2012-12-10]. （原始内容存档于2021-01-25） （中文）.
- ^ 2.0 2.1 葉進純. IPM無刷直流馬達噪音及振動源模式分析 (PDF). 馬達科技研究中心. 2005-05-25 [2012-12-09] （中文）.[永久失效連結]
- ^ 无刷直流电机与永磁交流同步电机的比较. 泰安阳光动力电机有限公司. 2011-04-01 [2012-12-09]. （原始内容存档于2021-01-25） （中文）.