较高，成本高。此外，由于永磁体直接安放在转子表面，电机运行时，由于离心力的作用，要求永磁体外部必须缠绕无玮带绑扎固定，避免转子高速旋转时永磁体发生脱落损坏；由于永磁体的气隙磁密与永磁体的宽度成正比关系，因此当永磁体的宽度确定时，电机空载气隙磁密随之确定，实际进行设计时，电机永磁体宽度受到空载气隙磁密的制约；由于永磁体直接面向电机气隙，当电机需要进行弱磁扩速控制即采用id不等于O控制时，电枢绕组产生的磁通会直接穿过永磁体，永磁体面临不可逆退磁的风险；由于永磁材料的磁导率与空气很接近，表面式转子结构中d轴和q轴的电抗相等，电机运行时仅靠永磁磁场和电枢磁场相互作用产生转矩，不能产生磁阻转矩，电机的转矩密度和功率密度与内置式转子结构相比较低;表面式转子结构不能在转子外侧放置起动鼠笼，电机不能实现自起动。
[0057]内置式转子结构中，永磁体按照一定的要求嵌入到转子铁芯当中，永磁体在铁心中产生磁通，内置式转子结构中永磁体的嵌入形式多样，永磁体能够根据不同的要求进行串并联组合实现聚磁效应，满足实际性能需要;与表面式转子结构相比，内置式转子结构中的永磁体不是直接安放于转子表面，而是通过一定的形式嵌入到转子铁芯当中，永磁体不直接面向电机气隙，永磁体依靠转子中的永磁体槽进行固定，无需无玮带捆绑固定，转子机械结构整体性好，电机高速旋转时可靠性高;永磁体可以通过相互之间串联和并联的灵活组合实现聚磁效应，能够得到比表面式转子结构大得多的气隙磁密，电机功率密度和转矩密度高于表面式转子结构；电机极弧系数和气隙磁密没有直接关系，在设计时可以分别独立进行设置;转子d轴电抗和q轴电抗差异显著，运行时能够产生磁阻转矩，显著提高电机的功率密度和转矩密度；电机弱磁扩速运行时，d轴电枢磁通可与永磁体产生的磁通并联，电枢磁通不会直接穿过永磁体，克服了永磁体发生不可逆退磁的风险；内置式转子结构中能够在转子外侧放置起动鼠笼，电机能够实现自起动。
[0058]与上述两种永磁同步电机相比，实心转子永磁同步电机只是用实心转子代替了硅钢片叠压转子，其优点是实心转子内能够产生涡流，电机起动时所产生的涡流与电枢绕组产生的磁场相互作用，能够产生起动转矩，实现自起动功能。
[0059]下面结合更为详细的实施例子进一步说明如下:
[0060]实施例1:
[0061]如图1(a)所示，电机的整体立体示意图，本实施方式电机相数为3，径向定子齿数为24，轴向定子齿数为12，转子槽数为4，永磁体块数为4，径向磁极数为4，轴向磁极数为4，本实施方式包括径向定子，轴向定子和转子，如图1(b)所示，径向定子由硅钢片叠压而成，径向定子包括径向定子齿I，径向定子轭2和径向定子槽3，径向定子槽3内安放有径向电枢绕组4，径向电枢绕组4可为分布绕组，集中绕组或者叠绕组，径向电枢绕组的极数与转子径向磁极极数一致，径向定子和转子同轴，径向定子和转子之间有径向气隙5，如图1(d)所示，轴向定子由娃钢片卷叠而成，轴向定子包括轴向定子齿6，轴向定子轭7和轴向定子槽8，轴向定子槽8内安放有轴向电枢绕组9，轴向电枢绕组9可为分布绕组，集中绕组或者叠绕组，轴向电枢绕组的极数与转子轴向磁极极数一致，轴向定子和转子同心，轴向定子和转子之间有轴向气隙10，如图1(e)所示，；如图1(c)所示，实心转子11沿切向开有转子槽12，转子槽12内安放有永磁体13，相邻两块永磁体的充磁方向相反，相邻两块永磁体和之间的实心转子铁芯沿径向形成径向磁极14，相邻两块永磁体和之间的实心转子铁芯的端部轴向部分加工成凸极扇环形状，形成径向磁极15，永磁体产生的磁通通过径向磁极经过径向气隙进入径向定子铁芯与径向电枢绕组交链形成径向主磁通，永磁体产生的磁通通过轴向磁极经过轴向气隙进入轴向定子铁芯与轴向电枢绕组交链形成轴向主磁通，径向主磁通与轴向主磁通并联，可以通过分别设计径向气隙和轴向气隙的长度来控制电机空载时的径向主磁通和轴向主磁通，电机运行时，通过向径向电枢绕组和轴向电枢绕组施加d轴电流来动态调节电机的运行时的轴向主磁通和径向主磁通，以此实现弱磁控制，拓宽电机的恒功率运行区域。
[0062]实施例2:
[0063]实施例2与实施例1的主要区别是:
[0064](I)如图2(a)所示，实施例2中电机的两个端部均存在轴向定子，且电机转子铁芯的两个端部均加工成扇环的形状形成轴向磁极，实心转子如图2(c)，而实施例1中只有电机的一个端部有轴向定子，电机转子铁芯只有一个端部加工成扇环的形状形成轴向磁极；
[0065]实施例2中电机的具有两个轴向气隙1，如图2(e)所示。
[0066](2)实施例2中永磁体的排列方式与实施例1不同，实施例1中永磁体为单一并联结构，而实施例2中永磁体为串并联混合式结构。其余部分与实施例子I相同，如图2 (b)及如图2(d)所示。
[0067]其中，上述实施例子1、2中，径向定子及轴向定子还可以是高磁导率的软磁复合材料制成，转子为实心转子，实心转子在径向方向和轴向方向均具有高磁导率，所述实心转子内安放有永磁体，转子为永磁体内置式结构，永磁体按照一定的组合排列，实现聚磁效应，分别在转子径向和轴向方向上形成径向磁极和轴向磁极，永磁体产生的磁通可以分别沿径向和轴向进入径向气隙和轴向气隙，而且为并联关系，所述实心转子在电机起动时能够产生涡流，实现自起动。
[0068]永磁体为高性能永磁材料，如钕铁硼，稀土钴，或者低性能永磁材料，如铝镍钴或者铁氧体。
[0069]轴向磁极的凸极扇环形状可以为其他能够满足轴向定子和转子磁场分布的凸极形状，所述凸极的高度远大于电机径向气隙和轴向气隙的长度。所述径向气隙和轴向气隙的长度应为一个数量级，所述径向电枢绕组的匝数和轴向电枢绕组的匝数由其为调磁绕组还是驱动绕组来确定。
[0070]电机的径向磁极和轴向磁极的形状尺寸可以分别独立设计确定，通过合理组合叠加有效抵消削弱反电动势的谐波和齿槽转矩，以此改善和优化电机的反电动势波形，并削弱电机的齿槽转矩，克服了现有永磁同步电机必须采用斜槽和斜极来抑制谐波并削弱齿槽转矩的缺点。
[0071]永磁同步电机在工作时，电机空载不通电流时，永磁体产生的一部分磁通通过径向磁极经过径向气隙进入径向定子铁芯与径向电枢绕组交链形成径向主磁通，永磁体产生的另一部分磁通通过轴向磁极经过轴向气隙进入轴向定子铁芯与轴向电枢绕组交链形成轴向主磁通，径向主磁通与轴向主磁通并联，可以分别设置径向气隙和轴向气隙的长度来控制电机空载时的径向主磁通和轴向主磁通。电机通电流带载运行时，有三种工作模式:(I)所述径向电枢绕组和轴向电枢绕组均只产生q轴电流，不产生d轴电流，此时，电机的径向主磁通与径向电枢绕组产生驱动转矩，轴向主磁通与轴向电枢绕组产生驱动转矩，此时电机在同样逆变器容量和同样电流下输出最大驱动转矩；(2)所述轴向电枢绕组产生d轴去磁电流，此时轴向电枢磁场驱使更多永磁体产生的磁通通过径向磁极沿径向气隙进入径向定子，此时径向主磁通增大，轴向主磁通减小，电机径向定子处于增磁运行状态，轴向定子处于弱磁运行状态；(3)所述轴向电枢绕组产生d轴增磁电流，此时轴向电枢磁场驱使更多永磁体产生的磁通通过轴向扇环磁极沿轴向气隙进入轴向定子当中，此时轴向主磁通增大，径向主磁通减小，电机轴向定子处于增磁运行状态，径向定子处于弱磁运行状态。电机实际运行时，通过具体设计径向电枢绕组和轴向电枢绕组的匝数，可以灵活的实现电机增磁运行或者弱磁扩速运行，有效拓宽电机恒功率和经济运行范围。
[0072]其中，径向电枢绕组和轴向电枢绕组可以分别独立施加d轴电流和q轴电流，独立进行增磁控制和弱磁控制，有效增大电机转矩密度并实现电机弱磁扩速。
[0073]电机实际应用时，根据电机工作的额定转速，额定转矩以及具体性能要求，通过合理设计电机的各个参数如径向气隙长度，轴向气隙长度和径向电枢绕组和轴向电枢绕组的匝数，来决定电机径向定子和轴向定子是产生主驱动转矩还是实现弱磁功能。
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