1．磁路结构
无刷直流永磁电动机在磁路结构上的****特点是采用永磁体做转子，而定子结构基本上与交流电动机相似。小功率无刷直流永磁电动机的转子结构形式主要有圆柱式、星环氧玻璃布带绑扎，以便起到保护永磁体和增加转子机械强度的作用。
2．等效磁路图上述四种结构形式的磁路，均由永磁体、软铁和气隙组成。假定通过气隙进入齿部的磁通不在电枢齿内分流，面全部经过轭部闭合，那么电动机空载时的等效磁路图如
图1．60中，Aw′m为虚设的永磁体内磁势，当永磁体在回复直线上工作时，它的数值由回复直线的延长线与横坐标轴的交点来决定；Am为永磁体的内磁导，当磁路的磁状态处在回复直线上时，它可以被看作为常量，其值为
ur为永磁体的相对导磁率，也就是回复系数，常用永磁体材料的回复系数列于表1．18；
Sm为产生每极磁通的与磁力线相垂直的永磁体的计算中性截面积(c²)；
Lm为永磁体沿磁力线方向的一对磁极的计算长度(cm)。
电动机加负载以后，电枢磁场就要对转子磁场起反作用，这种反作用被称为电枢反应。电枢反应磁势的直轴分量Awad，对转子永磁体来说，有时起增磁作用，有时起去磁作用，它的大小和方向随着转子位置的变化而变化；电枢反应磁势的交轴分量Awad将使电动机的气隙磁场发生畸变，磁力线扭曲。圆柱式结构电动机加负载后的气隙磁场分布情况如图l 61(a)所示。图1．6l(b)为电动机加负载时沿直轴方向的等效磁路图，图中Awad为电枢反应磁势的直轴分量，θm是电动机负载时永磁体中性截面上发出的磁通，φδ和φσ。分别为电动机负载时的气隙磁通和漏磁通。
星形式转子永磁体结构和表面贴装式转子永磁体结构的电动机在加负载后，其电枢反应对转子永磁体和气隙磁场的作用与圆柱式转子永磁体结构的电动机相同。对于拼块式转子永磁体结构的电动机来讲，电动机加负载后，其电枢反应磁势的直轴分量Awad也将对转子永磁体产生时面增磁和时而去磁的作用；但由于其转子上具有软铁制成的磁极体，能给电枢反应的交轴分量Awad提供一条不经过永磁体的保护通路，致使气隙磁场不会产生****性的畸变。
3．永磁体的****工作点
首先让我们分析如图1．62所示的磁路，它由长度为Lm、截面积为Sm的永磁体，长度为Lδ、截面积为Sδ的气隙，以及软铁部分所组成。假设软铁的导磁率为无穷大，则有
忽略磁路的漏磁，根据磁通连续性原则，有
由公式(1 65)乘以公式(1．66)，得到
式中，Hδ为气隙中的磁场强度；Bδ为气隙中的磁感应强度；Hm为永磁体中的磁场强度；Bm为永磁体中的磁感应强度；Vδ为气隙的体积；Vm为永磁体的体积。
公式(1．68)还可以写成
公式(1．70)表明，为了在一定气隙内产生一定的磁通，HmBm愈大，所需要的永磁体的体积Vm就愈小。
现在，我们进一步讨论如何获得****的乘积(BH)max。位于第二象限内的磁滞回线部分，被称为去磁曲线，如图1 63所示，它描绘了永磁体最终表现出来的宏观特性。在通常情况下，含有永磁体的磁路是在去磁曲线上工作的。在图1．63中左边画出了一条典型的去磁曲线B(H)；右边是乘积(BH)与B的关系曲线，即以成绩（BH）为横坐标，B为纵坐标。图中直线OK代表了气隙的大小，它与去磁曲线姜交点D成为该磁路的永磁体的工作点而EF代表了乘积DE×DG。在去磁曲线上，不同的工作点就有不同的（BH）值，对应于****值（BH）max的工作点， 被称为永磁体的****工作点
有时，乘积（BH）max被认为是永磁体所能提供的****能量。而实际上，单位体积的永磁体向外部空间提供的****能量，即比磁能为
在磁路系统设计时，应该调整磁路系统的尺寸，使永磁体尽可能地工作在****工作点上。
在某些含有永磁体的磁路中，气隙是可变的，如图1．64(a)所示，它由永磁体、磁轭、衔铁、不变的漏磁气隙和可变的工作气隙所组成。开始时，衔铁被移至足够远的地方，永磁体的工作点由它的原始漏磁导决定，如图1 64(b)中的A点。此时，永磁体所发出的磁通全部是漏磁通，图1．64(b)中的线段Ac就代表了永磁体中的漏磁通密度；线段Oc，即HO是永磁体中的磁场强度。
当衔铁向含有永磁体的磁路移近时，永磁体所发出的总磁通在漏磁通气隙和工作气隙之间按照它们磁导的大小成比例地分配。随着衔铁的渐渐移近，工作气隙不断减小，水磁体的工作就沿着回复直线AD上升，总磁通也相应地逐渐增加。当工作点移到Q点时，其有用磁通密度从零上升到QF值，漏磁通密度则从Ac下降到FG。此时，有用的比磁能和漏磁比磁能分别是面积QJKF和FK0G的一半，永磁体向外界提供的总比磁能是面积QJOG的一半。
当衔铁向含有永磁体的磁路移近时，永磁体所发出的总磁通在漏磁通气隙和工作气隙之间按照它们磁导的大小成比例地分配。随着衔铁的渐渐移近，工作气隙不断减小，水磁体的工作就沿着回复直线AD上升，总磁通也相应地逐渐增加。当工作点移到Q点时，其有用磁通密度从零上升到QF值，漏磁通密度则从Ac下降到FG。此时，有用的比磁能和漏磁比磁能分别是面积QJKF和FK0G的一半，永磁体向外界提供的总比磁能是面积QJOG的一半。
当永磁体在回复条件下工作时，对应有用磁通的能量被称为有用的回复能量。对于给定的回复直线，当AQ=QD，即Q点把回复直线AD二等分时，代表有用回复能量的比磁能的QF×OG乘积为****。在永磁体回复系数已知的情况下，就可以计算出由去磁曲线上任意一点发出的回复直线所具有的****有用回复能量。显然，在去磁曲线上，总存在着一个特殊的点A，从该点发出的回复直线具有比任何其他回复直线大的有用回复能量。这个具有****有用回复能量的回复直线的起始点，在去磁曲线上位于某一个稍低于具有****磁能积(BH)max的点上。
在磁路系统设计时，应该调整磁路系统的尺寸，即改变点A和点Q的位置，使永磁体尽可能在****有用回复能量的条件下工作。如果对于给定的永磁体材料，在整个去磁曲线B(H)上，所有回复直线具有同样的斜率，我们就可画出具有****有用回复能量的等强线，见图1．64(b)。以此，可以检查永磁体是否工作在****工作点上。
水磁电动机中，水磁体在气隙内建立的磁场，向气隙提供一定的能量；而具有一定磁阻的外磁路，对永磁体起着一种去磁作用。在磁路不饱和的情况下，通常可以用一条直线来描述外磁路的特性，如图1. 65中的直线oP，它与横坐标轴之间的夹角a仅取决于气隙和外磁路系统的尺寸。我们把直线0P称为空载工作线。电动机加负载后，由于 存在着电枢反应直辅去磁磁势，空载工作线就会向左移动。图1．65中直线QH就是电动机在额定负载条件下运行时的工作线，称之为负载工作线。空载工作线0P和负载工作线QH分别与回复直线Bm=g(Hm)相交于P点和H点，我们称P点为永磁体的空载工作点，H点为永磁体的负载工作点。
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