永磁电机

（1）永磁电机是指使用了永磁体的电机，这类电机不需要励磁，大致可分为：永磁直流电机（有换向器），无刷直流电机（直流电机特性，电子换向），永磁同步电机（交流电机特性）等。

（2）永磁电机与普通电机区别：与普通电机相比，永磁电机具有功率密度高，特征信号小，结构简单，运行可靠，电机的尺寸和形状灵活多样等性能特点，具体体现在以下五个方面：

一是功率密度和效率高。这里所说的功率密度高，主要是指永磁电机体积小而发电或输出功率大。这是因为永磁电机的励磁磁场由永磁体提供，转子不需要励磁电流，电机效率提高，与传统电机相比，任意转速点均节约电能，尤其在转速较低的时候这种优势尤其明显。现代潜艇大都采用大直径低速7叶大侧斜螺旋桨或泵喷推进器，转速低，推进效率高。而且，潜艇在水下多以低噪声速度机动，使得永磁电机的这一优势得到更好的体现和发挥。

二是体积小，重量轻。由于使用了高性能的永磁材料提供磁场，使得永磁电机的气隙磁场较普通电机大大增强，而永磁电机的体积和重最较普通电机则大大缩小。例如11千瓦的普通电机重量为220千克，而永磁电机仅为92千克，相当于普通电机重量的45.8%。

三是故障率更低、使用普遍。由于使用了高性能的稀土永磁材料提供磁场，因此故障率更低，使用更加普遍。

四是启动转矩大。由于永磁电机正常工作时转子绕组不起作用，因而在设计时可使转子绕组完全满足高起动转矩的要求，例如从1.8倍上升到2.5倍，甚至更大。

永磁电机

优点：

1.转子没有损耗，具有更高的效率

2.电机体积较小、重量轻

3.由转子磁钢产生气隙磁密，功率因素较高

4.调速范围宽

5.转动惯量小，允许脉冲转矩大，可获得较高的加速度，动态性能好

6.噪音小、过载能力大

缺点：

1.回收困难

2.逆变器故障易导致退磁

3.安全维修困难

感应电机优点：

1.小型轻量化；

2.易实现转速超过10000r/min的高速旋转；

3.高速低转矩时运转效率高；

4.低速时有高转矩，以及有宽泛的速度控制范围；

5.高可靠性（坚固）；

6.制造成本低；

7.控制装置的简单化；

缺点：功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。

•永磁电机：

1、控制问题

永磁电机制成后不需外界能量即可维持其磁场，但也造成从外部调节、控制其磁场极为困难。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。

2、不可逆退磁问题

如果设计或使用不当，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作用下，或在剧烈的机械震动时有可能产生不可逆退磁，或叫失磁，使电机性能降低，甚至无法使用。

3、成本问题

铁氧体永磁电机，特别是微型永磁直流电动机，由于结构工艺简单、质量减轻，总成本一般比电励磁电机低，因而得到了极为广泛的应用。由于稀土永磁目前价格还比较贵，稀土永磁电机的成本一般比电励磁电机高，这需要用它的高性能和运行费用的节省来补偿。

因此永磁电机适于小功率的场合。

•感应电机：

优点：

1）小型轻量化；

2）易实现转速超过10000r/min的高速旋转；

3）高速低转矩时运转效率高；

4）低速时有高转矩，以及有宽泛的速度控制范围；

5）高可靠性（坚固）；

6）制造成本低；

7）控制装置的简单化；

缺点：功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。

永磁同步电机(英文全称permanent magnet synchronous motor，简称PMSM)：

1.简介：永磁同步电动机的组成部分：定子、永久磁钢转子、位置传感器、

电子换向开关等。

同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。

2.优点：永磁同步电动机具有结构简单，体积小、重量轻、损耗小、效率高、

功率因数高等优点，主要用于要求响应快速、调速范围宽、定位准确的高性能伺服传动系统和直流电机的更新替代电机。

什么是永磁电机？看完这篇文章你会懂的！2018-04-09 09:39设计

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相关。我国是世界上最早发现永磁材料的磁特性并把它应用于实践的国家，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作用，成为我国古代四大发明之一。

19世纪20年代出现的世界上第一台电机就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庞大，不久被电励磁电机所取代。

随着各种电机迅速发展的需要和电流充磁器的发明，人们对永磁材料的机理、构成和制造技术进行了深入研究，相继发现了碳钢、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。特别是20世纪30年代出现的铝镍钴永磁（最大磁能积可达85 kJ/m3）和50年代出现的铁氧体永磁（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纷使用永磁体励磁。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应用，产量急剧增加。相应地，这段时期在永磁电机的设计理论、计算方法、充磁和制造技术等方面也都取得了突破性进展，形成了以永磁体工作图图解法为代表的一套分析研究方法。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），限制了它们在电机中的应用范围。一直到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优异磁性能特别适合于制造电机，从而使永磁电机的发展进入一个新的历史时期。

永磁电机的特点及应用

与传统的电励磁电机相比，永磁电机，特别是稀土永磁电机具有结构简单，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活多样等显着优点。因而应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。下面介绍几种典型永磁电机的主要特点及其主要应用场合。

1、稀土永磁发电机永磁同步发电机与传统的发电机相比不需要集电环和电刷装置，结构简单，减少了故障率。采用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、航天用发电机几乎全部采用稀土永磁发电机。其典型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。国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世界容量最大的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。