永磁同步電機，特別是高速永磁同步電機， 如何固定磁鋼，防止磁鋼飛出去，一直是工程師們關注的重點。細分起來，磁鋼固定其實是兩個子問題。第一個如何設計一個安全結構來克服離心力？第二個就是如何防止磁鋼微觀的輕微晃動？第一個問題好理解，第二個問題則是內行人才曉得的門道。其實很多磁極結構，雖然能克服離心力，但在磁鋼槽內是磁鋼是微觀半自由態，磁鋼可以輕微晃動，當在突然加速、電流突變的狀態下，磁鋼的力平衡會被破壞，產生衝擊、振動。 這種振動會對磁鋼產生壽命上的影響的，因此要求高可靠性的結構中，需要防止這種振動發生。
顯然第一個問題是較宏觀的認知，第二個問題涉及更細的工程麵，屬於細顆粒度的知識。都說細節決定成本，做一個好產品，不僅僅需要開認知地圖，還要掌握細顆粒度的知識。為了增強對細顆粒度知識的了解，AG放水征兆AG漏洞請到了蝸牛研習社骨幹成員，擁有十幾年產品開發經驗的向前老師，聽聽他的經驗和看法。
永磁同步電機轉子的磁極結構有很多，其轉子線速度也大小不同，普通通轉速（6000rpm以內）、高速（20000rpm以內）、超高速 三種。每類轉子的固定方法也不盡相同。先從普通轉速的永磁同步電機說起：
普通轉速的磁鋼固定方法
一字內插式磁極結構是常見的永磁電機結構，廣泛的應用於功率輸出型場合，比如低速的電動汽車、空氣壓縮機、水泵等等。一字型磁鋼槽不旦保護磁鋼免受碰撞，還提供了克服離心力的反力，一字槽就是其主要的固定結構。
高速V結構的輔助固定措施
豐田普瑞斯的實踐證明了V字結構能可靠的實現高速化，隨著這種結構在EV領域的應用也越來越廣泛。輔助固定結構設計也逐漸發展成熟：其中有兩種比較常見，一個是軸向壓板技術，利用軸向預緊力把磁鋼壓緊，防止其串動。但這種方法不是很可靠，特別是在磁鋼軸向分多段時，很難控製預緊量。因此另外一種彈性凸台技術發展起來，和一字結構的中間凸台類似，彈性的凸台也能起到沿磁鋼寬度方向的預緊力，從而起到輔助固定的作用。
機械固定對加工精度要求較高，有一定的工藝能力限製。日本人發展起來一種注塑技術，通過向磁極注射一定壓力的塑膠材料(比如下圖這家公司的材料叫EME)。EME材料填充滿了磁鋼槽的所有縫隙，不但如此，連矽鋼片的片間縫隙也能滲入，因此磁鋼和轉子鐵芯能夠充分接觸了，而這種EME材料又是良好的導熱材料。這樣除了固定之外還帶來了一個額外的優點：這就大大提高磁鋼熱量外傳速度，降低了磁鋼的溫升。
更高轉速的磁鋼固定技術
如果想獲得更高轉子線速度， V字結構還是有一定局限的。因此前輩們又發展出了新的結構。下圖是一個SPOKE結構，50kw的功率最大能夠做14000rpm，雖然不算很高，但有兩個亮點值得一說。
第一個就是磁鋼具備自鎖功能，菱型磁鋼的由上下兩個梯型構成，其中上麵那個梯型，越向外移動和綠色的磁極接觸的就越緊，從而能起到自鎖功能。再加上膠水以及輔助固定槽鍥，共同構成了一套固定係統。
第二個亮點就是，分塊的磁極采用鋸齒形狀，其目的是降低應力集中，提升轉速上限。這種結構是細節設計的典範，值得大家學習。
SPOKE結構的轉速還是有一定限製，前文說到豐田普瑞斯的最新版本的設計，轉速有了進一步提升，到了17000rpm，其磁極結構如下圖所示：這是一種高速V一結構，為了克服更高的離心力，在主固定方麵增設了更多的分流磁橋以分流應力流，該結構的輔助固定由凸台來實現。
普瑞斯的實踐證明磁鋼由單層發展到雙層能夠提高轉速上限。類似的，通用公司發展出來一係列的新型磁極結構，也是往多層化方向發展。為了獲得更高的轉速結構強度，他們采用的三層或兩層磁鋼，每層的磁鋼又分成多塊，在每塊磁鋼之間設置磁橋，以此來分流應力。其輔助固定措施也選擇了凸台。
超高速電機的固定技術
如果轉速進一步的升高，進入超高速的領域，內嵌式結構始終會遇到瓶頸，這就必須采用表貼式磁極結構，其固定的方法有如下幾種：非導磁護套、玻璃纖維護套、碳纖維護套。其中最有發展潛力的為碳纖維護套。
碳纖維是通過纏繞的方式包裹在轉子表麵的，這樣將離心力轉換成了線的拉應力。對比玻璃纖維、芳綸纖維，碳纖維的抗拉強大很高的可以達到7GPa，許用設計強度也可以達到3GPa，因此能大大提升對永磁體的固定能力。碳纖維擁有這種優異性能，因此具備很大應用空間，現在各專業廠家正在攻關纏繞效率低、碳纖維隔熱等問題。
實踐者心得體會
作為一個久經沙場實踐者，向前老師最後總結了他的實踐體會,這裏分享給大家：
盡量采用以機械結構固定為主，粘結劑固定為輔的方法；
第一：可以降低成本，省去膠水及塗膠設備的成本；
第二：可以減少失效風險，膠水的 粘結強度受諸多因素影響且不具探測性。
