永磁电机的研究现状及发展趋势

刘希辰

摘要：本文通过对永磁电机结构特点、工作原理以及其优越性的研究，指出其应用领域以及应用范围，讨论了永磁电机发展可能会遇到的问题，希望能够在一定的程度上对永磁电机的研究及发展起到促进作用。

关键词：永磁电机;研究现状;发展趋势

前言：

随着我国经济和社会的快速发展与进步，由于石油、煤等非可再生资源的枯竭，使得能源问题成为人们关注的重点话题。如何进一步构建资源节约性社会，就成为当下需直接面对的问题。在这种大背景下，随着高性能电机以及驱动技术的更新，稀土永磁电机由于其诸多的优越性能必将在多个行业中发挥出巨大的作用。

一 永磁电机的结构与工作原理

（一）结构方面

对于总体电机来讲，它是通过由两部分组成，分别为定子和转子。电机在开展运作中固定部分称之为定子，定子由硅钢冲压、绕组、核心地盘组成。移动部分称之为转子。

永磁电动机的定子结构与工作原理与交流异步电动机一样，多为4极形式，永磁同步电动机与普通异步电动机的不同是转子结构，转子上安装有永磁体磁极，因为永磁同步电动机基本都采用逆变器电源驱动，即使产生正弦波的变频器输出都含有高频谐波，若用整体钢材会产生涡流损耗。

（二）原理方面

通常所说的永磁同步电动机是正弦波永磁同步电动机，同一般同步电动机一样，正弦波PMSM的定子绕组通常采用三相对称的正弦分布绕组，或转子采用特殊形状的永磁体以确保气隙磁密沿空间呈正弦分布。另外，电磁推力是永磁阵列产生的磁场与线圈的相互作用。当电磁转矩能够克服转子本身自带的惯性时，电动机才开始做功。

二 永磁电机的应用发展趋势

（一）永磁电机的优点

从目前的情况来看，随着我国工业化的不断发展和进步，对于永磁电机而言，它已经成为了市场中的新贵，具有以下几个方面的优点：

第一，效率比较高，具有环保的特性，关于永磁电机它是一种具有高效节能的产品，与传统的感应电动机进行比较，可以发现永磁电机无需功率磁电流，便能够较好的提升自身功率因素。据相关数据表明，永磁电机与其他电机相比，它的效率有着2%-10%的提升。主要体现在，可以用一些较小容量的永磁电机来对大容量的感应电机进行替换，依旧可以满足设备的正常运作，能够部分解决能源紧张情况。

第二，高效能，它也是永磁电机的一个较为明显的优势，与传统电机相比，它的效能提高了百分之五十左右。

第三，体积小，永磁电机有极大的应用前景。同容量的永磁同步电机体积、重量、所用材料可以比传统电机减小30%左右。

第四，温升低：转子绕组中不存在电阻损耗，定子绕组中几乎不存在无功电流，因而电机温升低。

（二）永磁电机在国内外发展应用现状

在我国经济以及社会的不断发展过程中，人们对环保方面的要求变得越来越高，这在一定的程度上使得永磁电机得到了较为广泛的应用。

第一，在家用电器的方面应用，对于稀土永磁电机而言，它不单单可以用作于我国的航空领域，同时也能够应用到一些小型的家用电器当中，可以说它还与我们的日常生活有着联系。与此同时，永磁电机当中的无刷直流电机作为第二代变速制冷的技术，在空调以及冰箱的制冷方面得到了诸多应用，据相关数据表明，在我国大约有着一半的空调和冰箱都是应用永磁电机作為制冷驱动。另外永磁电机也可以充分的应用到压缩机、电机等设备当中，也能够在一定的程度上满足我国对能源节约的需求。

第二，永磁电机在造船工业中的使用，对于永磁电机而言，它除了能够应用到一些常见的家用电器之外，也能够用到我国的造船行业中。在造船领域当中运用永磁电机，能够有效地帮助船只进行推进。海船只一般来说体积巨大，重量比较重，电驱动船舶如果没有高功率高效率的电机，是不可能实现的。而永磁电机便能够更好的应用于船舶的制造和使用中，促进船舶行业的不断发展。

（三）永磁电机的发展趋势

作为众多高新技术产业的基础，永磁电机、微电子控制技术和电力电子技术相结合，可以生产出许多性能优良的新型产品。以永磁电机为例，它是2l世纪电机发展方向的典型代表。其发展趋势如下：

（1）高效节能。永磁电机可以有效的节约电能，研究发现稀土永磁电机的节能效果更加明显，所以开发各种新型稀土永磁电机将是一个重要的发展趋向。

（2）向轻型化方向发展，便捷式光机电一体化产品。对于永磁电机而言，它不仅仅能够节能，而且体积较小，可通过频率的变化进行调速。因此，这就让永磁电机在视听产品、医疗器械、计算机等领域中得到广泛的应用。

（3）向高性能方向发展，现代化装备向电机工业提出各种各样的高性能要求，如军事装备要求提供给各种高性能信号电机.移动电站、自动化装备用何服系统及电机，航空航天用高性能、高可靠性永磁电机.化纤没备用高调速精度变频调速同步电前机，数控机床、加工中心、机器人用高调速比稀土永磁伺服电机，计算机用高精度摆动电机及主轴电机等。

（四）永磁电机发展会面临的问题

从目前的情况来看，因为市场上的变化，永磁电机作为一种新产品，想要得到进一步的推广和发展，那么无疑会面对诸多的困难。主要有以下几个方面：第一，在当前国内关于永磁电机的标准和规范十分不明确，永磁电机本身还存在一些问题，进而影响到电机的质量和性能，阻碍电机的推广。第二，虽然对于一些小型的永磁电机而言，已经进行了量产，但是这一些小功率电机只能适用于部分行业中，这就让它的发展受到局限性。第三，前期投资比较大，想要进一步发展永磁电机，那么无疑就需要投入大量的资金，这对于很多企而言，无疑是一件困难的事情。

结语：综上所述，永磁电机是一种具有发展前景的好产品。虽然从目前国内的发展情况来看还存在很多困难，但是随着科学技术不断发展和进步，它必将能够推动永磁电机的进一步发展，使得其能够广泛应用于生产生活的各个领域，从而为我国的经济发展提供更加强大的驱动力。

参考文献

[1]刘加岭，刘全新，杜传明，阮文阳.永磁电机的研究现状与发展趋势[J].电子技术与软件工程，2016（01）：249.

[2]唐丽婵，齐亮.永磁同步电机的应用现状与发展趋势[J].装备机械，2011（01）：7-12.

[3]成秋良，朱熀秋，王成波，王海涛.无轴承永磁同步电机研究现状与发展趋势[J].微电机，2010，43（03）：76-80.