么？
我们从特斯拉汽车开始说起，特斯拉这个名字是为了纪念尼古拉·特斯拉
现代交流电⼒系统的建⽴者，电机⼯程学的先驱。⼈们当前的现代化⽣活很⼤⼀部分要归功于这位神⼀样的男⼈。
特斯拉的车标灵感来源于电机结构的横截⾯图。特斯拉Model S和ModelX使⽤的是感应电机，国产版的Modal 3使⽤的是永磁同步电机。按照电机转⼦转速与定⼦旋转磁场的转速进⾏划分，两者相等称为同步电机，不相等称为异步电机(感应电机)。 01 什么是同步电机？
同步电机起初是为恒速运转的设备提供动⼒。同步电机通过电⽹获得功率，端电压和系统频率保持定值。同步电机的转速被磁场的变化速度锁定，因此同步电机的转速是恒定值，与负载⽆关。同步电机转速由以下公式决定：
其中：nm为电机转速，f为定⼦电流频率，P电机的极数量(电机极数=极对数*2)；
通过以上公式不难看出同步电机的转速与输⼊的交流电频率有关，⼀个频率对应⼀个转速，这对电机的启动与调速造成⽐较⼤的⿇烦，所以很长⼀段时间内同步电机应⽤范围⽐较⼩。近些年得⼒于IGBT发展趋于成熟，⼈们就能⽐较⽅便的通过改变电频率来对电机进⾏调速。
永磁同步电机在效率和功率密度⽅⾯更有优势，且随着稀⼟材料性能的提⾼和⽮量控制技术的成熟，永磁同步电机受到越来越多新能源汽车的青睐。下⾯介绍永磁同步电机的结构和运⾏特性。
02 永磁同步电机的结构
永磁同步电机主要组成部分包括定⼦(定⼦铁芯、永磁体)、转⼦(转⼦铁芯、线圈绕组)、冷却⽔路、传感器等。铁芯⼀般采⽤硅钢⽚材料；永磁体⼤多采⽤稀⼟材料，如钕铁硼；线圈绕组是铜线，外包绝缘漆；传感器⼀般包括位置传感器和温度传感器。 根据永磁体的安装形式，可以分为表贴式(SPM)和内置式(IPM)。SPM⾼转速时因为离⼼⼒的作⽤需要增加固定措施。IPM可以根据需要设计成各种永磁体形状，只要保证产⽣的励磁磁场是正旋分布即可，且不存在⾼速机械强度问题，IPM效率相对较⾼，⽬前新能源汽车电机⼤部分都采⽤IPM这种结构形式。
定⼦绕组按线圈的布置形式主要分为集中式绕组、分布式绕组和分段式扁线绕组，采⽤分段式扁线绕组电机⼜称发卡电机，因绕组铜线酷似发卡得名。各种绕组结构形式在制造⼯艺、性能(相反电动势、磁阻转矩、功率密度、温升等)等各有优势，可根据不同应⽤场景进⾏选择。
03 永磁同步电机运⾏特性
外特性关注三个转速，分别是基速n1(简单理解就是转矩拐点转速，或称为额定转速)、最⼤功率点转速n2、最⾼转速n3。以基速为界限，⼩于基速是恒转矩区域；由于在基速时反电动势已经接近控制器的最⼤电压，简单理解就是控制器电压饱和了，为了维持电压平衡，并且转速得到拓展，必须有⼀部分电流进⾏弱磁(⽤允许的最⼩电流进⾏弱磁)，消弱反电动势，所以⼤于基速部分采⽤弱磁控制，弱磁控制分为弱磁区Ⅰ、弱磁区Ⅱ。电机控制简单讲就是⽤最⼩的电流产⽣最⼤的扭矩，并且转速满⾜使⽤要求。
(1)在恒转矩区，电机按最⼤扭矩电流⽐控制(简称MTPA控制)，这段区间电机运⾏受控制器最⼤电流的限制，电机输出最⼤恒定转矩，此时电机产⽣的热量是⽐较⼤的。
(2)弱磁区Ⅰ从基速到最⼤功率点转速，这段区间电机的运⾏受到控制器最⼤电压和最⼤电流的限制，这段区间电机可以按照恒功率输出，在磁阻转矩的作⽤下，这段功率还是增加的，⼀直增加到最⼤功率点转速，但是转矩是降低的。
(3)弱磁区Ⅱ从最⼤功率点转速到电机最⾼转速，电机按照最⼤扭矩电压⽐控制(简称MTPV控制)，这段区间电机的运⾏受控制器最⼤电压的限值，电机按照最⼤功率输出，随着转速升⾼线电压恒定，相电流逐渐减⼩，转矩⼀直降低。
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