永磁电机采取永磁体天生电机的磁场，无需励磁线圈也无需励磁电流，效率高构造大略，是很好的节能电机，随着高性能永磁材料的问世和掌握技能的迅速发展．永磁电机的运用将会变得更为广泛。
01永磁电机的发展历史
永磁电机的发展同永磁材料的发展密切干系。我国是天下上最早创造永磁材料的磁特性并把它运用于实践的国家，两千多年前，我国利用永磁材料的磁特性制成了指南针，在航海、军事等领域发挥了巨大的浸染，成为我国古代四大发明之一。
19世纪20年代涌现的天下上第一台电机便是由永磁体产生励磁磁场的永磁电机。但当时所用的永磁材料是天然磁铁矿石（Fe3O4），磁能密度很低，用它制成的电机体积弘大，不久被电励磁电机所取代。
随着各种电机迅速发展的须要和电流充磁器的发明，人们对永磁材料的机理、构成和制造技能进行了深入研究，相继创造了碳钢、钨钢（最大磁能积约2.7 kJ/m3）、钴钢（最大磁能积约7.2 kJ/m3）等多种永磁材料。特殊是20世纪30年代涌现的铝镍钴永磁（最大磁能积可达85 kJ/m3）和50年代涌现的铁氧体永磁（最大磁能积现可达40 kJ/m3），磁性能有了很大提高，各种微型和小型电机又纷纭利用永磁体励磁。
永磁电机的功率小至数毫瓦，大至几十千瓦，在军事、工农业生产和日常生活中得到广泛运用，产量急剧增加。相应地，这段期间在永磁电机的设计理论、打算方法、充磁和制造技能等方面也都取得了打破性进展，形成了以永磁体事情图图解法为代表的一套剖析研究方法。但是，铝镍钴永磁的矫顽力偏低（36～160 kA/m），铁氧体永磁的剩磁密度不高（0.2～0.44 T），限定了它们在电机中的运用范围。
一贯到20世纪60年代和80年代，稀土钴永磁和钕铁硼永磁（二者统称稀土永磁）相继问世，它们的高剩磁密度、高矫顽力、高磁能积和线性退磁曲线的精良磁性能特殊适宜于制造电机，从而使永磁电机的发展进入一个新的历史期间。
02永磁电机的特点及运用
与传统的电励磁电机比较，永磁电机，特殊是稀土永磁电机具有构造大略，运行可靠；体积小，质量轻；损耗小，效率高；电机的形状和尺寸可以灵巧多样等显著优点。因而运用范围极为广泛，险些遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。下面先容几种范例永磁电机的紧张特点及其紧张运用处所。
1、 稀土永磁发电机永磁同步发电机与传统的发电机比较不须要集电环和电刷装置，构造大略，减少了故障率。采取稀土永磁后还可以增大气隙磁密，并把电机转速提高到最佳值，提高功率质量比。当代航空、航天用发电机险些全部采取稀土永磁发电机。其范例产品为美国通用电气公司制造的150 kVA 14 极 12 000 r/min～21 000 r/min和100 kVA 60 000 r/min的稀土钴永磁同步发电机。海内研发的第一台稀土永磁电机即为3 kW 20 000 r/min的永磁发电机。
永磁发电机也用作大型汽轮发电机的副励磁机，80年代我国研制成功当时天下容量最大的40 kVA～160 kVA稀土永磁副励磁机，配备200 MW～600 MW汽轮发电机后大大提高电站运行的可靠性。
目前，独立电源用的内燃机驱动小型发电机、车用永磁发电机、风轮直接驱动的小型永磁风力发电机正在逐步推广。
2 、高效永磁同步电动机永磁同步电动机与感应电动机比较，不须要无功励磁电流，可以显著提高功率因数（可达到1，乃至容性），减少了定子电流和定子电阻损耗，而且在稳定运行时没有转子铜耗，进而可以减小风扇（小容量电机乃至可以去掉风扇）和相应的风摩损耗，效率比同规格感应电动机可提高2～8个百分点。
而且，永磁同步电动机在25%～120%额定负载范围内均可保持较高的效率和功率因数，使轻载运行时节能效果更为显著。这类电机一样平常都在转子上设置起动绕组，具有在某一频率和电压下直接起动的能力。目前紧张运用在油田、纺织化纤工业、陶瓷玻璃工业和年运行韶光长的风机水泵等领域。
我国自主开拓的高效高起动转矩钕铁硼永磁同步电动机在油田运用中可以办理“大马拉小车”问题，起动转矩比感应电动机大50%～100%，可以替代大一个机座号的感应电动机，节电率在20%旁边。
纺织化纤行业中负载迁徙改变惯量大，哀求高牵入转矩。合理设计永磁同步电动机的空载漏磁系数、凸极比、转子电阻、永磁体尺寸和定子绕组匝数可以提高永磁电机的牵入性能，匆匆使它运用于新型的纺织和化纤工业。
大型电站、矿山、石油、化工等行业所用几百千瓦和兆瓦级风机、泵类用电机是耗能大户，而目前所用电机的效率和功率因数较低，改用钕铁硼永磁后不仅提高了效率和功率因数，节约能源，且为无刷构造，提高了运行的可靠性。目前1 120kW永磁同步电动机是天下上功率最大的异步起动高效稀土永磁电机，效率高于96.5%（同规格电机效率为95%），功率因数0.94，可以替代比它大1～2个功率等级的普通电动机。
3 、互换伺服永磁电动机和无刷直流永磁电动机现在越来越多地用变频电源和互换电动机组成互换调速系统来替代直流电动机调速系统。在互换电动机中，永磁同步电机的转速在稳定运行时与电源频率保持恒定的关系，使得它可直接用于开环的变频调速系统。这类电机常日由变频器频率的逐步升高来起动，在转子上可以不设置起动绕组，而且省去了电刷和换向器，掩护方便。
变频器供电的永磁同步电动机加上转子位置闭环掌握系统构成自同步永磁电动机，既具有电励磁直流电动机的精良调速性能，又实现了无刷化，紧张运用于高掌握精度和高可靠性的场合，如航空、航天、数控机床、加工中央、机器人、电动汽车、打算机外围设备等。
现已研制成宽调速范围、高恒功率调速比的钕铁硼永磁同步电动机和驱动系统，调速比高达1：22 500，极限转速达到9 000 r/min。永磁同步电动机高效、小振动、低噪声、高转矩密度的特点在电动车、机床等驱动装置中是最空想的电动机。
随着公民生活水平的不断提高，对家用电器的哀求越来越高。例如家用空调器，既是耗电大件，又是噪声的紧张来源，其发展趋势是利用能无级调速的永磁无刷直流电动机。它既能根据室温的变革，自动调度到适宜的转速下永劫光运转，减少噪声和振动，使人的觉得更为舒适，还比不调速的空调器节电1/3。其他如电冰箱、洗衣机、除尘器、风扇等也在逐步改用无刷直流电动机。
4 、永磁直流电动机直流电动机采取永磁励磁后，既保留了电励磁直流电动机良好的调速特性和机器特性，还因省去了励磁绕组和励磁损耗而具有构造工艺大略、体积小、用铜量少、效率高档特点。因而从家用电器、便携式电子设备、电动工具到哀求有良好动态性能的精密速率和位置传动系统都大量运用永磁直流电动机。500 W以下的微型直流电动机中，永磁电机占92%，而10 W以下的永磁电机占99%以上。
目前，我国汽车行业发展迅速，汽车工业是永磁电机的最大用户，电机是汽车的关键部件，一辆超豪华轿车中，各种不同用场的电机达70余台，个中绝大部分是低压永磁直流微电机。汽车、摩托车用起动机电动机，采取钕铁硼永磁并采取减速行星齿轮后，可使起动机电动机的质量减轻一半。
永磁电机的分类
永磁电机种类繁多。根据电机功能大致可分为永磁发 电机和永磁电动机两大类 。
永磁 电动机又可分为永磁直流电动机和永磁互换电动机。而永磁互换电动机指的是带有永磁转子的多相同步电动机，以是常被称为永磁 同步电动机 (PMSM)。
永磁直流电动机如果按有无 电剧和 换向器来分．又可分为永磁有刷直流电动机和永磁无刷 直流 电动机 (BLDCM )。
当现代界，当代电力电子学理论和技能正在大发展．电力电子器件，如 MOSFET、IGBT、MCT 等的不断问世，掌握装置发生根本性变革。自 1971年 F·BlascEke提出互换电机矢量掌握事理之后，矢量掌握技能的发展首创 了互换伺服传动掌握 的新纪元，丽各种高性能微处理器的不断推 出，进一步加速了互换伺服系统取代直流伺服系统的发展。交辩I伺服系统取代直流伺服系统已成一定趋势。然而，具有正弦波反电势的永磁同步电动机 (PMSM)和具有梯形波反电势的无刷直流电动机 (BLIX~)因其本身卓越 的性能必将会成为发展高性能互换伺服系统的主流 。
03永磁电机的干系把稳事变
1 、磁路构造和设计打算
为了充分发挥各种永磁材料的磁性能，特殊是稀土永磁的精良磁性能，制造出性价比高的永磁电机，就不能大略套用传统的永磁电机或电励磁电机的构造和设计打算方法，必须建立新的设计观点，重新剖析和改进磁路构造。随着打算机硬件和软件技能的迅猛发展，以及电磁场数值打算、优化设计和仿真技能等当代化设计方法的不断完善，经由电机学术界和工程界的共同努力，现已在永磁电机的设计理论、打算方法、构造工艺和掌握技能等方面取得了打破性进展，形成了以电磁场数值打算和等效磁路解析求解相结合的一整套剖析研究方法和打算机赞助剖析、设计软件，并正在不断完善中。
2、 掌握问题
永磁电机制成后不需外界能量即可坚持其磁场，但也造成从外部调节、掌握其磁场极为困难。永磁发电机难以从外部调节其输出电压和功率因数，永磁直流电动机不能再用改变励磁的办法来调节其转速。这些使永磁电机的运用范围受到了限定。但是，随着MOSFET、IGBT等电力电子器件和掌握技能的迅猛发展，大多数永磁电机在运用中，可以不必进行磁场掌握而只进行电枢掌握。设计时须要把稀土永磁材料、电力电子器件和微机掌握三项新技能结合起来，使永磁电机在崭新的工况下运行。
3、 不可逆退磁问题
如果设计或利用不当，永磁电机在过高（钕铁硼永磁）或过低（铁氧体永磁）温度时，在冲击电流产生的电枢反应浸染下，或在剧烈的机器震撼时有可能产生不可逆退磁，或叫失落磁，使电机性能降落，乃至无法利用。因而，既要研究开拓适于电机制造厂利用的检讨永磁材料热稳定性的方法和装置，又要剖析各种不同构造形式的抗去磁能力，以便在设计和制造时，采取相应方法担保永磁电机不失落磁。
4 、本钱问题
铁氧体永磁电机，特殊是微型永磁直流电动机，由于构造工艺大略、质量减轻，总本钱一样平常比电励磁电机低，因而得到了极为广泛的运用。由于稀土永磁目前价格还比较贵，稀土永磁电机的本钱一样平常比电励磁电机高，这须要用它的高性能和运行用度的节省来补偿。在某些场合，例如打算机磁盘驱动器的音圈电动机，采取钕铁硼永磁后性能提高，体积质量显著减小，总本钱反而降落。在设计时既需根据详细利用场合和哀求，进行性能、价格的比较后决定取舍，又要进行构造工艺的创新和设计优化以降落本钱。
