永磁同步发电机的结构特点主要表现在转子上。通常，按照永磁体磁化方向与转子旋转方向的相互关系，可分为切向式和径向式等。
一、切向式转子磁路结构
在切向式转子磁路结构中，转子的磁化方向与气隙磁通轴线接近垂直且离气隙较远，其漏磁比较大。但永磁体产生并联作用，有两个永磁体截面对气隙提供每极磁通，可提高气隙磁密，尤其在极数较多的情况下更为突出。因此，切向式适合于极数多且要求气隙磁通密度高的永磁同步发电机。永磁体和极靴的固定方式采用套环式结构，如图3-51（a）所示。
二、径向式转子磁路结构
径向式转子磁路结构如图3-51（b）所示，永磁体的磁化方向与气隙磁通轴线一致且离气隙较近，在一对磁极的磁路中，有两个永磁体提供磁势，永磁体工作于串联状态，每块永磁体的截面提供发电机每极气隙磁通，每块永磁体的磁势提供发电机一个极的磁势。
与切向式转子结构相比，径向式转子磁路结构的漏磁系数较小。在这种结构中，由于永磁体直接面对气隙，且永磁体具有磁场定向性，因此其气隙磁感应强度B。接近于永磁体工作点的磁感应强度Bm，提高了永磁材料的利用率；径向式转子结构的永磁体可以直接烧铸或黏结在发电机转轴上，结构和工艺较为简单；极间采用铝合金烧铸，保证了转子结构的整体性且起到阻尼作用，既可改善发电机的瞬态性能，又提高了永磁材料的抗去磁能力。
三、转子嵌入式一体化结构
目前，传统发电机组的发动机、发电机是相对独立的。发动机曲轴有前后两端，位于发动机两端；前端装有飞轮，外装启动拉盘；后端是输出驱动，通常用作与发电机的连接。而在高速发电机组中，发电机既用来产生电能，又通过转动惯量计算使其转子转动惯量等于飞轮转动惯量，从而用其转子取代原动机的飞轮，使其成为原动机的一部分，实现了“高速发电机嵌入式一体化结构”。这样，既可大大减小机组轴向尺寸，又可减轻其重量，从根本上实现了发电机组冷热区的分离，有利于机组散热问题的解决，提高了系统的可靠性。
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