混合励磁电机的结构及原理

混合励磁同步电机（hybrid excited synchronous machine， HESM）是一种宽调速电机，它结合了永磁同步电机和电励磁同步电机的优点，又克服了它们各自的缺点。因此，它在宽速度运行范围的风力发电系统和电驱动系统具有广阔的应用前景。

混合励磁同步电机的基本由于混合励磁电机在结构上实现了电机气隙磁场的直接调节与控制，突破了传统永磁电机通过电枢电流矢量控制实现弱磁或增磁的局限，结构上可有多种实现方式。

按照转子（动子）的运动方向可分为旋转式混合励磁电机和直线式混合励磁电机；从电机永磁体放置位置可分为转子永磁型混合励磁电机和定子永磁型混合励磁电机。

混合励磁电机（Hybrid Excitation Motor，HEM）是一种综合了永磁体和励磁线圈的电机，其结构和原理如下：

结构

混合励磁电机主要由定子和转子两部分组成。定子由电机的外壳、定子绕组、励磁线圈和传感器等部分组成。转子由永磁体和绕组组成，其中永磁体通常采用高能磁体材料，绕组则连接电枢和励磁线圈。

工作原理

混合励磁电机通过控制励磁电流和电枢电流的大小和方向，从而实现电机的转速和转矩控制。

在正常运行时，混合励磁电机的励磁线圈会被外部直流电源激励，产生磁场，同时电枢电流也会经过电枢绕组，并产生旋转磁场，进而与励磁磁场相互作用，从而实现电机转动。

在低速和高扭矩的情况下，通过增加励磁磁场的强度可以增加电机的输出扭矩。而在高速和低扭矩的情况下，通过降低励磁磁场的强度可以降低电机的转矩。

混合励磁电机的优点在于可以实现高扭矩、高效率和高精度控制，同时由于采用了永磁体和励磁线圈的结合，可以实现更加灵活的控制方式。缺点是电机结构相对复杂，成本较高，同时需要对励磁线圈进行精密控制，因此对控制器的要求较高。

类型

混合励磁电机主要有两种类型：永磁励磁型和电磁励磁型。其中，永磁励磁型混合励磁电机采用永磁体和励磁线圈的组合结构，较为常见；而电磁励磁型混合励磁电机则采用电磁体和励磁线圈的组合结构，优点是可以通过改变励磁电流实现控制。

应用

混合励磁电机广泛应用于各种需要高扭矩、高精度控制和高效率的场合，例如：自动驾驶汽车、机器人、航空航天、医疗设备、电动工具等。同时，混合励磁电机也可以通过调整励磁电流和电枢电流的控制方式，实现高速运行和大功率输出，因此也适用于电动汽车、电动船舶等领域。