IPM- og SPM-motorer: Magneter på overfladen eller indeni – hvad er forskellen?

Par l’atelier Rage Mechanics, à Lyon. Publié le 2026-11-03. Lecture : 4 min.

Åbn motoren i en el-scooter: magneterne er limet fast til overfladen af rotoren. Åbn motoren i en nyere elbil: ofte er magneterne indlejret i riller, inde i stakken af metalplader i rotoren. Denne forskel i placering giver to familier af synkronmotorer med permanentmagneter: SPM og IPM. Det ændrer måden, hvorpå motoren producerer sit drejningsmoment, og dets evne til at rotere hurtigt.

Det vigtigste

  • SPM: Overflademonterede magneter i rotoren. Enkel og effektiv, hvilket er tilfældet for motorerne i mange elscootere.
  • IPM: Magneter, der er placeret inde i rotoren. Motoren producerer et ekstra moment, også kaldet reluktansmoment.
  • IPM-designet er bedre egnet til meget høje hastigheder og er velegnet til afkøling, hvilket er grunden til dets popularitet inden for bilindustrien.
  • IPM-systemer kræver en mere præcis styring: strømmen "d" holdes ikke længere på nul.

To måder at montere magneterne på

SPM: Overflademonterede magneter

SPM står for "Surface Permanent Magnet" (permanentmagnet på overfladen). Magneterne er limet fast på overfladen af rotoren, mod viklingerne. Konstruktionen er simpel, og hele magnetfeltet arbejder direkte. De fleste elscooter-motorer med ydre rotor er af denne type: magneterne er placeret på indersiden af det roterende hus.

Begrænsning: Ved meget høje hastigheder på en motor med indvendig rotor, har centrifugalkraften tendens til at løsne magneterne, hvilket kræver, at de fastgøres med en ring.

IPM: Indvendige magneter

IPM står for "Interior Permanent Magnet" (permanentmagnet indkapslet). Magneterne er placeret i fordybninger, der er skåret ud i rotorpladerne, og de er ofte arrangeret i en V-form. De er mekanisk beskyttede, og formen på jernet omkring dem skaber en yderligere effekt, som beskrives senere.

Modstandsmomentet

Jern tiltrækkes af et magnetfelt, selv uden en magnet: det er reluktansen. Et stykke jern, der er udstrakt, har tendens til at justere sig med feltet, ligesom en kompasnål.

I en IPM-motor (Interior Permanent Magnet) er rotoren ikke magnetisk "rund": den tillader feltet at passere lettere i visse retninger end i andre, på grund af magneternes placeringer, som er små huller. Man siger, at den har en saillance. I vektorstyringssammenhæng er dens induktans ikke den samme langs aksen d (udlignet med magneterne) og langs aksen q (90°).

Resultat: Det samlede drejningsmoment for en IPM-motor stammer fra to kilder.

  • det magnetiske moment, som i en SPM-motor, produceres af strømmen q;
  • det reluktansomoment, som genereres af kombinationen af strømme d og q, takket være forskellen i induktans mellem de to akser.

Hvad det betyder for styringen

I en SPM (Surface Permanent Magnet) genererer strømmen *d* ikke moment: den vektorstyringen holder den på nul. I en IPM (Interior Permanent Magnet) tilføjer en omhyggeligt valgt, negativ strøm *d* moment fra reluktans. For et givet moment findes der derfor en kombination af strømme *d* og *q*, der kræver det mindst mulige antal ampere: det er strategien MTPA, som står for "Maximum Torque Per Ampere", altså maksimalt moment pr. ampere.

Controlleren skal derfor kende begge motorers induktanser og beregne den korrekte fordeling på ethvert tidspunkt, hvilket kræver en mere detaljeret karakterisering af motoren.

Hvorfor er IPM-systemer så populære inden for bilindustrien?

  • Høj omdrejningshastighed: Magneterne er beskyttet af jern, hvilket gør det muligt at opnå høje rotationshastigheder.
  • Godt felt-afmagnetisering: Udover sin grundlæggende hastighed, bevarer den en brugbar effekt over et bredt hastighedsområde takket være strømmen. Se vores guide om felt-afmagnetisering.
  • Det sparer på magneter: En del af trækkraften kommer fra reluktansen, hvilket gør det muligt at reducere mængden af magneter, som er dyre.

Visse producenter går et skridt videre med motorer, der betegnes som "synkrone motorer med magnetisk assistance", hvor modstanden primært leverer drejningsmomentet, og magneterne yder en ekstra forstærkning.

Og på en elektrisk scooter?

En elmotor til en elektrisk scooter roterer langsomt (hjulet drives direkte) og har brug for meget moment fra stilstand. SPM-motoren med ydre rotor er meget velegnet til dette: stor diameter, mange magneter, direkte moment og simpel konstruktion. IPM-motoren er derimod mest fordelagtig i motorer, der roterer hurtigt og driver hjulet via en gearkasse, som det er tilfældet med elmotorcykler og elbiler.

Vores motorer til elektriske scootere er navlemonterede motorer af denne type, og fås i versioner med høj hastighed og højt drejningsmoment.

Ofte stillede spørgsmål

Er en IPM-motor mere kraftfuld end en SPM-motor?

Det er vigtigt at bemærke. Ved samme størrelse kan en SPM-motor (Permanent Magnet Synchronous Motor) potentielt levere mere moment pr. ampere og, vigtigst af alt, et bredere omdrejningsområde. Men en veldesignet SPM-motor er stadig fremragende, når omdrejningstallet er moderat, som det ofte er i hjul til elektriske scootere.

Kan en controller til en elektrisk scooter styre en IPM-motor?

Den vil køre, men den vil ikke udnytte momentet fra reluktansen, hvis strømmen (I) holdes på nul. For at udnytte en IPM-motor (Interior Permanent Magnet), er det nødvendigt med en controller, der kan styre MTPA-strategien (Maximum Torque Per Ampere) og som kender motorens to induktanser.

Hvad betyder "saillance"?

Det skyldes, at rotoren tillader det magnetiske felt at passere lettere i én retning end i en anden. Denne forskel måles ved afstanden mellem induktansen langs magneternes akse (d) og ved 90° (q). Jo større denne forskel er, desto større er modstandsmomentet.