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永磁電機的發(fā)展同永磁材料的發(fā)展密切相關(guān)。我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)永磁材料的磁特性并把它應(yīng)用于實踐的國家，兩千多年前，我國利用永磁材料的磁特性制成了指南針，在航海、軍事等領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用，成為我國古代四大發(fā)明之一。
世界上第一臺電機就是由永磁體產(chǎn)生勵磁磁場的永磁電機。但當時所用的永磁材料是天然磁鐵礦石(Fe3O4)，磁能密度很低，用它制成的電機體積龐大，不久被電勵磁電機所取代。
隨著各種電機迅速發(fā)展的需要和電流充磁器的發(fā)明，人們對永磁材料的機理、構(gòu)成和制造技術(shù)進行了深入研究，相繼發(fā)現(xiàn)了碳鋼、鎢鋼(最大磁能積約2.7 kJ/m3)、鈷鋼(最大磁能積約7.2 kJ/m3)等多種永磁材料。特別是20世紀30年代出現(xiàn)的鋁鎳鈷永磁(最大磁能積可達85 kJ/m3)和50年代出現(xiàn)的鐵氧體永磁(最大磁能積現(xiàn)可達40 kJ/m3)，磁性能有了很大提高，各種微型和小型電機又紛紛使用永磁體勵磁。永磁電機的功率小至數(shù)毫瓦，大至幾十千瓦，在軍事、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中得到廣泛應(yīng)用，產(chǎn)量急劇增加。相應(yīng)地，這段時期在永磁電機的設(shè)計理論、計算方法、充磁和制造技術(shù)等方面也都取得了突破性進展，形成了以永磁體工作圖圖解法為代表的一套分析研究方法。但是，鋁鎳鈷永磁的矯頑力偏低(36～160 kA/m)，鐵氧體永磁的剩磁密度不高(0.2～0.44 T)，限制了它們在電機中的應(yīng)用范圍。一直到20世紀60年代和80年代，稀土鈷永磁和釹鐵硼永磁(二者統(tǒng)稱稀土永磁)相繼問世，它們的高剩磁密度、高矯頑力、高磁能積和線性退磁曲線的優(yōu)異磁性能特別適合于制造電機，從而使永磁電機的發(fā)展進入一個新的歷史時期。
永磁電機的特點及應(yīng)用
與傳統(tǒng)的電勵磁電機相比，永磁電機，特別是稀土永磁電機具有結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠;體積小，質(zhì)量輕;損耗小，效率高;電機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優(yōu)點。因而應(yīng)用范圍極為廣泛，幾乎遍及航空航天、國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個領(lǐng)域。
下面介紹幾種典型永磁電機的主要特點及其主要應(yīng)用場合。
1 稀土永磁發(fā)電機永磁同步發(fā)電機與傳統(tǒng)的發(fā)電機相比不需要集電環(huán)和電刷裝置，結(jié)構(gòu)簡單，減少了故障率。采用稀土永磁后還可以增大氣隙磁密，并把電機轉(zhuǎn)速提高到最佳值，提高功率質(zhì)量比。當代航空、航天用發(fā)電機幾乎全部采用稀土永磁發(fā)電機。
2 高效永磁同步電動機永磁同步電動機與感應(yīng)電動機相比，不需要無功勵磁電流，可以顯著提高功率因數(shù)(可達到1，甚至容性)，減少了定子電流和定子電阻損耗，而且在穩(wěn)定運行時沒有轉(zhuǎn)子銅耗，進而可以減小風(fēng)扇(小容量電機甚至可以去掉風(fēng)扇)和相應(yīng)的風(fēng)摩損耗，效率比同規(guī)格感應(yīng)電動機可提高2～8個百分點。而且，永磁同步電動機在25%～120%額定負載范圍內(nèi)均可保持較高的效率和功率因數(shù)，使輕載運行時節(jié)能效果更為顯著。這類電機一般都在轉(zhuǎn)子上設(shè)置起動繞組，具有在某一頻率和電壓下直接起動的能力。目前主要應(yīng)用在油田、紡織化纖工業(yè)、陶瓷玻璃工業(yè)和年運行時間長的風(fēng)機水泵等領(lǐng)域。
3 交流伺服永磁電動機和無刷直流永磁電動機現(xiàn)在越來越多地用變頻電源和交流電動機組成交流調(diào)速系統(tǒng)來替代直流電動機調(diào)速系統(tǒng)。在交流電動機中，永磁同步電機的轉(zhuǎn)速在穩(wěn)定運行時與電源頻率保持恒定的關(guān)系，使得它可直接用于開環(huán)的變頻調(diào)速系統(tǒng)。這類電機通常由變頻器頻率的逐步升高來起動，在轉(zhuǎn)子上可以不設(shè)置起動繞組，而且省去了電刷和換向器，維護方便。
4 永磁直流電動機直流電動機采用永磁勵磁后，既保留了電勵磁直流電動機良好的調(diào)速特性和機械特性，還因省去了勵磁繞組和勵磁損耗而具有結(jié)構(gòu)工藝簡單、體積小、用銅量少、效率高等特點。目前，我國汽車行業(yè)發(fā)展迅速，汽車工業(yè)是永磁電機的最大用戶，電機是汽車的關(guān)鍵部件，一輛超豪華轎車中，各種不同用途的電機達70余臺，其中絕大部分是低壓永磁直流微電機。汽車、摩托車用起動機電動機，采用釹鐵硼永磁并采用減速行星齒輪后，可使起動機電動機的質(zhì)量減輕一半。
永磁電機的分類
永磁電機種類繁多。根據(jù)電機功能大致可分為永磁發(fā)電機和永磁電動機兩大類 。
永磁 電動機又可分為永磁直流電動機和永磁交流電動機。而永磁交流電動機指的是帶有永磁轉(zhuǎn)子的多相同步電動機，所以常被稱為永磁同步電動機 (PMSM)。
永磁直流電動機如果按有無電劇和換向器來分.又可分為永磁有刷直流電動機和永磁無刷 直流電動機 (BLDCM )。
當今世界，現(xiàn)代電力電子學(xué)理論和技術(shù)正在大發(fā)展.電力電子器件，如 MOSFET、IGBT、MCT 等的不斷問世，控制裝置發(fā)生根本性變化。自F·BlascEke提出交流電機矢量控制原理之后，矢量控制技術(shù)的發(fā)展開創(chuàng)了交流伺服傳動控制的新紀元，麗各種高性能微處理器的不斷推出，進一步加速了交流伺服系統(tǒng)取代直流伺服系統(tǒng)的發(fā)展。交辯I伺服系統(tǒng)取代直流伺服系統(tǒng)已成必然趨勢。然而，具有正弦波反電勢的永磁同步電動機 (PMSM)和具有梯形波反電勢的無刷直流電動機 (BLIX~)因其本身卓越的性能必將會成為發(fā)展高性能交流伺服系統(tǒng)的主流 。
