電傳動技術是車輛實現全電化的重要基礎，電驅動系統是電動車輛的動力核心，而輪轂電驅系統是電驅動系統的終極驅動形式，輪轂電機的性能在輪轂電驅系統中具有決定性作用。隨著電機領域新原理、新材料和電機加工工藝的不斷發展，越來越多的新型電機拓撲結構和新工藝被提出和應用，有利于突破傳統輪轂電機的部分瓶頸問題。

定子勵磁型永磁電機將轉子永磁體移到定子側，解決了常規輪轂電機永磁體冷卻困難的問題，同時，電機轉子為普通的凸極轉子，該類轉子結構機械強度高適合高速運行。定子勵磁型永磁電機是基于開關磁通電機的工作原理提出的，導致繞組中存在較高的電流諧波，使得電機損耗增加，效率降低，以及電機具有較大的轉矩脈動，使得車內人員舒適度下降。

目前，國際上對這類電機的研究處于初步理論和樣機制作階段。國內仍處于初期階段，且主要成果集中在參數計算和建模分析階段，實際應用不多。根據電機的結構形式，定子勵磁型永磁電機可分為磁通切換電機、定子永磁型混合勵磁雙凸極電機和磁通反向電機。

磁通切換電機，在1997年由法國學者E. Hoang等提出，其拓撲結構如圖1a所示，電機結構簡單、易于控制。但是，在相同定子內徑的條件下，電機的繞組和永磁體用量相互制約，限制了進一步提高電機功率密度，并且由于定子鐵心的飽和程度較高，影響電機運行性能。

為了解決磁通切換電機中繞組與永磁體用量相互限制的問題，Z. Q. Zhu 等于2014年提出了定子分區結構磁通切換電機，電機結合了雙定子電機和磁通切換電機的優點，將磁通切換電機中的永磁放到內定子上，充分利用了電機內部的空間，解決了永磁體與繞組的限制，如圖1b所示。

圖1 定子勵磁型永磁電機

定子永磁型混合勵磁雙凸極電機，其定轉子呈現雙凸極結構，其中轉子為普通的凸極磁阻轉子，定子軛部嵌入徑向充磁的永磁體，定子繞組采用集中繞組，且包含兩套繞組分別為電樞繞組和電勵磁繞組，其中與永磁體相鄰的槽中放入用于對氣隙磁場進行調節的電勵磁繞組，提高了電機轉速運行范圍，且在轉速區域內具有較高的運行效率。

磁通反向電機結合了磁阻電機與永磁電機的優點，是一種新型雙凸極永磁電機，電機定子鐵心齒表面安裝一對磁性相反的永磁體，轉子采用普通的凸極磁阻轉子，該電機具有適用于高轉速、結構簡單、機械強度高、轉動慣量小、加工簡單、功率密度高、電機時間常數小和便于換向等優點。

本文摘編自電工技術學報，原文標題為“永磁輪轂電機技術發展綜述”。