1.1 电机的定义及分类

众所周知，电机是依据电磁感应定律实现能量转换或传递的一种电磁装置，包括电动机和发电机。电机内的气隙磁场是电机进行机电能量转换的媒介。电机内磁场产生的方式有两种，一种是由电磁铁产生的磁场，即将电机绕组缠绕在铁磁材料做成的铁心上，在电机绕组内通以电流来产生磁场；另一种是由永磁体产生的磁场，它不需要励磁绕组，因此也不需要供给励磁绕组电流，电机的结构变得简单，电机的效率提高了。根据磁场产生的方式，电机可分为电励磁电机和永磁电机两种。根据电机内磁力线通过气隙的路径，电机又可分为径向磁场电机、轴向磁场电机和横向磁场电机。

1.1.1 径向磁场电机

顾名思义，在径向磁场电机中，磁场是沿径向通过气隙的，气隙呈圆柱形，定子和转子是沿径向同心式安装的，电机的定子与转子均为圆柱形的，如传统的直流电机、异步电机和同步电机就是径向磁场电机。径向磁场电机的结构和磁路示意图如图1.1所示。若转子安装在定子的内部，则称为内转子电机，若转子安装在定子的外部，则称为外转子电机。外转子电机的定子被转子包围在里面，散热性能不好，但转动惯量大，转矩脉动小。一般情况下，内转子电机使用比较多，只有在比较特殊的场合下才使用外转子电机，如用外转子电机直接驱动皮带来运输物体，轮毂电机一般采用外转子电机，转子直接安装在轮胎里面。径向磁场电机的磁路结构是二维的，磁路比较简单。在硅钢片叠片铁心的电机中，平面磁路可以获得良好的磁性能，但也限制了设计的多样性。由于定子、转子铁心采用硅钢片轴向叠压，制造简单，因此目前径向磁场电机获得了广泛的应用。