文献综述（或调研报告）：
1.空调压缩机用电机选择
空调系统主要由冷凝器、蒸发器、节流阀及压缩机组成；压缩机是空调的心脏，主要作用是压缩制冷剂，产生高温高压的气体[1]。
图1 家用空调系统
现在家用空调压缩机用电机一般分为定速电机（异步电机）和变频电机[2]。从种类上细分，空调电机主要有单相感应电机、三相感应电机、无刷直流电机和永磁同步电机[3]。据统计，电机成本占据空调压缩机成本的60%以上，功耗占总功耗的30%~40%[4]，是空调生命周期总成本的重要因素。
近年来国内制冷空调行业竞争日趋激烈，市场逐渐集中，节能环保变频成为主流方向[6]。2019年6月，国家发改委、财政部等七部门联合印发《绿色高效制冷行动方案》[7]，鼓励企业大幅提高变频、温（湿）度精准控制等绿色高端产品的供给比例。同时，空调行业的龙头企业广东美芝制冷设备有限公司（GMCC）指出：旋转压缩机行业产品结构不断升级——高能效、变频化产品比例上升，环保冷媒类产品规模增长，大冷量及小型化产品发展趋势明显——这些也将是未来行业的重点变革方向[34]。
虽然主流的单相异步电动机由于结构简单、控制方便、价格低廉，得到广泛应用。但它需要频繁停机和起动，能效较低，且噪声较大[5]。这使得异步电机明显不能满足现在的要求。相比之下，变频电机则拥有启动电流低，低温运行性能好，高效节能等特点[8]，目前家用变频空调采用的永磁同步电机包括无刷直流电机即（方波驱动）和永磁同步电机（正弦波驱动）[9]。通常，直流电动机适用于可以承受一些转矩波动且在较高速度下不需要大幅弱磁的功率拖动，而交流电动机更适合需要平稳运行和宽弱磁范围的伺服驱动[10]。考虑到消费者对于变频空调的需求不仅仅是温度上的舒适，更有节能、健康、低噪音等整体的感受，而且价格又低廉[1,8]，选择永磁同步电机成为市场共识。
2.永磁同步电机基本类型和理论分析
永磁同步电机是将电励磁系统替换为永磁体的同步电机，正弦波永磁同步电机（PMSM）按永磁体在转子上的位置主要可以分为表贴式和内置式[11]。按永磁体磁化方向不同， 内置式永磁同步电机(IPMSM)又可分为径向式、切向式和混合式三种[12-13]，其中径向式结构的永磁体层数又可设置为单层、双层和多层。相对于单层永磁体结构，采用多层永磁体转子结构可增大交直轴电感之差，充分利用磁阻转矩来提高功率密度与转矩输出能力[14，37，38]。
上文已经指出了大冷量，小型化的趋势。这就要求提高电机的功率密度。通常可以通过合理优化电机电磁设计和采用高性能的电磁材料、适当提高电机的额定转速实现[35]。由于高功率密度电机体积小，负荷高，必然带来损耗密度的上升，电机产生的热量增加。这时就必须考虑转子温升对于永磁体的影响，防止在温度过高时造成永磁体失磁。当电机高速运转时，转子还会承受较大的离心力和热应力。由于永磁体抗拉强度往往不高，因此需要考虑转子的强度分析[36]。
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