永磁電機的研究現狀及發展趨勢

劉希辰

摘要：本文通過對永磁電機結構特點、工作原理以及其優越性的研究，指出其應用領域以及應用范圍，討論了永磁電機發展可能會遇到的問題，希望能夠在一定的程度上對永磁電機的研究及發展起到促進作用。

關鍵詞：永磁電機;研究現狀;發展趨勢

前言：

隨著我國經濟和社會的快速發展與進步，由于石油、煤等非可再生資源的枯竭，使得能源問題成為人們關注的重點話題。如何進一步構建資源節約性社會，就成為當下需直接面對的問題。在這種大背景下，隨著高性能電機以及驅動技術的更新，稀土永磁電機由于其諸多的優越性能必將在多個行業中發揮出巨大的作用。

一 永磁電機的結構與工作原理

（一）結構方面

對于總體電機來講，它是通過由兩部分組成，分別為定子和轉子。電機在開展運作中固定部分稱之為定子，定子由硅鋼沖壓、繞組、核心地盤組成。移動部分稱之為轉子。

永磁電動機的定子結構與工作原理與交流異步電動機一樣，多為4極形式，永磁同步電動機與普通異步電動機的不同是轉子結構，轉子上安裝有永磁體磁極，因為永磁同步電動機基本都采用逆變器電源驅動，即使產生正弦波的變頻器輸出都含有高頻諧波，若用整體鋼材會產生渦流損耗。

（二）原理方面

通常所說的永磁同步電動機是正弦波永磁同步電動機，同一般同步電動機一樣，正弦波PMSM的定子繞組通常采用三相對稱的正弦分布繞組，或轉子采用特殊形狀的永磁體以確保氣隙磁密沿空間呈正弦分布。另外，電磁推力是永磁陣列產生的磁場與線圈的相互作用。當電磁轉矩能夠克服轉子本身自帶的慣性時，電動機才開始做功。

二 永磁電機的應用發展趨勢

（一）永磁電機的優點

從目前的情況來看，隨著我國工業化的不斷發展和進步，對于永磁電機而言，它已經成為了市場中的新貴，具有以下幾個方面的優點：

第一，效率比較高，具有環保的特性，關于永磁電機它是一種具有高效節能的產品，與傳統的感應電動機進行比較，可以發現永磁電機無需功率磁電流，便能夠較好的提升自身功率因素。據相關數據表明，永磁電機與其他電機相比，它的效率有著2%-10%的提升。主要體現在，可以用一些較小容量的永磁電機來對大容量的感應電機進行替換，依舊可以滿足設備的正常運作，能夠部分解決能源緊張情況。

第二，高效能，它也是永磁電機的一個較為明顯的優勢，與傳統電機相比，它的效能提高了百分之五十左右。

第三，體積小，永磁電機有極大的應用前景。同容量的永磁同步電機體積、重量、所用材料可以比傳統電機減小30%左右。

第四，溫升低：轉子繞組中不存在電阻損耗，定子繞組中幾乎不存在無功電流，因而電機溫升低。

（二）永磁電機在國內外發展應用現狀

在我國經濟以及社會的不斷發展過程中，人們對環保方面的要求變得越來越高，這在一定的程度上使得永磁電機得到了較為廣泛的應用。

第一，在家用電器的方面應用，對于稀土永磁電機而言，它不單單可以用作于我國的航空領域，同時也能夠應用到一些小型的家用電器當中，可以說它還與我們的日常生活有著聯系。與此同時，永磁電機當中的無刷直流電機作為第二代變速制冷的技術，在空調以及冰箱的制冷方面得到了諸多應用，據相關數據表明，在我國大約有著一半的空調和冰箱都是應用永磁電機作為制冷驅動。另外永磁電機也可以充分的應用到壓縮機、電機等設備當中，也能夠在一定的程度上滿足我國對能源節約的需求。

第二，永磁電機在造船工業中的使用，對于永磁電機而言，它除了能夠應用到一些常見的家用電器之外，也能夠用到我國的造船行業中。在造船領域當中運用永磁電機，能夠有效地幫助船只進行推進。海船只一般來說體積巨大，重量比較重，電驅動船舶如果沒有高功率高效率的電機，是不可能實現的。而永磁電機便能夠更好的應用于船舶的制造和使用中，促進船舶行業的不斷發展。

（三）永磁電機的發展趨勢

作為眾多高新技術產業的基礎，永磁電機、微電子控制技術和電力電子技術相結合，可以生產出許多性能優良的新型產品。以永磁電機為例，它是2l世紀電機發展方向的典型代表。其發展趨勢如下：

（1）高效節能。永磁電機可以有效的節約電能，研究發現稀土永磁電機的節能效果更加明顯，所以開發各種新型稀土永磁電機將是一個重要的發展趨向。

（2）向輕型化方向發展，便捷式光機電一體化產品。對于永磁電機而言，它不僅僅能夠節能，而且體積較小，可通過頻率的變化進行調速。因此，這就讓永磁電機在視聽產品、醫療器械、計算機等領域中得到廣泛的應用。

（3）向高性能方向發展，現代化裝備向電機工業提出各種各樣的高性能要求，如軍事裝備要求提供給各種高性能信號電機.移動電站、自動化裝備用何服系統及電機，航空航天用高性能、高可靠性永磁電機.化纖沒備用高調速精度變頻調速同步電前機，數控機床、加工中心、機器人用高調速比稀土永磁伺服電機，計算機用高精度擺動電機及主軸電機等。

（四）永磁電機發展會面臨的問題

從目前的情況來看，因為市場上的變化，永磁電機作為一種新產品，想要得到進一步的推廣和發展，那么無疑會面對諸多的困難。主要有以下幾個方面：第一，在當前國內關于永磁電機的標準和規范十分不明確，永磁電機本身還存在一些問題，進而影響到電機的質量和性能，阻礙電機的推廣。第二，雖然對于一些小型的永磁電機而言，已經進行了量產，但是這一些小功率電機只能適用于部分行業中，這就讓它的發展受到局限性。第三，前期投資比較大，想要進一步發展永磁電機，那么無疑就需要投入大量的資金，這對于很多企而言，無疑是一件困難的事情。

結語：綜上所述，永磁電機是一種具有發展前景的好產品。雖然從目前國內的發展情況來看還存在很多困難，但是隨著科學技術不斷發展和進步，它必將能夠推動永磁電機的進一步發展，使得其能夠廣泛應用于生產生活的各個領域，從而為我國的經濟發展提供更加強大的驅動力。

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